BR112012012784B1

BR112012012784B1 - Processo de fundição de modelo evaporativo

Info

Publication number: BR112012012784B1
Application number: BR112012012784-5A
Authority: BR
Inventors: Fumio Hirai; Osami Ito; Hiroyuki Yamada; Hiroshi Ichikawa; Hidetaka Hokazono; Tomohiko Yamamoto; Kosuke Murai
Original assignee: Honda Motor Co., Ltd
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2010-11-25
Publication date: 2022-10-18
Also published as: CN102686333B; US20120273151A1; BR112012012784A2; WO2011065410A1; CN102686333A; US8733421B2; WO2011065410A8

Abstract

PROCESSO DE FUNDIÇÃO DE PADRÃO EVAPORATIVO. A presente invenção refere-se a um processo de fundição de padrão (3,23,33,43) evaporativo que inclui formar um molde (1,21,31,41) encobrindo-se um padrão (3,23,33,43) feito de espuma de resina em areia de fundição (2,22,32,42) derramamento de metal e, desse modo, fundição de um produto (210). No processo de fundição de padrão (3,23,33,43) evaporativo, tempo de fundição durante a fundação é fixado de acordo com um módulo (volume padrão (3,23,33,43) / área de superfície padrão (3,23,33,43) do padrão (3,23,33,43). Consequentemente, o tempo de fundição no processo de fundição de padrão (3,23,33,43) evaporativo é acuradamente fixado com alta precisão.

Description

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se a um processo de fundição de modelo evaporativo.

Descrição de Técnica Relacionada

[0002] O processo de fundição de modelo evaporativo seguinte é de um modo geral conhecido. Neste processo, um molde é formado de tal forma que um modelo que consiste em espuma de resina com uma forma predeterminada é encoberto em areia de fundição. Em seguida, o metal fundido é despejado no molde, por meio do qual o modelo é comburido e evaporado e é substituído com uma fundição. Em relação a este processo, um método de calcular o tempo de fundição apropriado é descrito no Pedido de Patente Japonesa não examinado aberto à inspeção pública n° 2003-340547. Neste método, o tempo de fundição é calculado com base na relação de tempo de fundição quando o metal fundido é despejado em um espaço oco para tempo de fundição durante o processo de fundição de modelo evaporativo.

[0003] No processo de fundição de modelo evaporativo, a temperatura do metal fundido despejado no molde é diminuída. Consequentemente podem existir casos em que resulte nos defeitos do resíduo. Neste caso, os resíduos não evaporaram especificamente em pelo menos uma porção despejada, e o modelo restante adere à superfície de um produto. Em geral, o metal fundido é introduzido em um modelo a partir da base para cima, por meio da qual os defeitos do resíduo tendem a ocorrer em uma superfície superior de um produto de fundição. Em vista disto, um método de fornecer um corredor superior e inferior para impedir fluxo turbulento de metal fundido é descrito no Pedido de Patente Japonesa não examinado aberto à inspeção pública n° 7-308734. De acordo com este método, o metal fundido em temperatura alta rapidamente alcança uma porção máxima de um modelo.

[0004] No processo de fundição de modelo evaporativo, o modelo no molde é comburido quando o metal fundido é primeiro despejado, segundo o qual uma quantidade enorme de gás de combustão é gerada e é descarregada através do molde para fora. O gás de combustão gerado aumenta a pressão (pressão interna) no molde. Se a pressão aumentada exceder a pressão de entrada do metal fundido, operação de gases pelo sistema Blownback e defeitos de fundição podem ocorrer. A operação de gases pelo sistema Blownback é a ruptura do metal fundido de um jito. Os defeitos de fundição são defeitos de resíduo devido ao modelo que permaneceu não comburido porque o tempo de derramamento foi prolongado. Consequentemente é requerido descarregar sem dificuldade o gás de combustão para fora do molde. Em relação a isto, as técnicas para melhorar a eficiência de descarga do gás de combustão são descritas nos Pedidos de Patente Japonesa não examinados aberto à inspeção pública nos 2002-219552 e 2003001377. Na técnica anterior, um modelo é formado com um orifício que vai de lado a lado, e o orifício que vai de lado a lado é feito para se comunicar tanto com uma passagem de descarga de gás quanto com um corredor fornecido em um molde. Na última técnica, uma passagem de descarga que se comunica com a atmosfera é fornecida a um modelo. Por outro lado, em caso de fundição de um produto de aproximadamente 2 a 10 ton., isto é, um produto tendo um módulo grande (volume modelo ± área de superfície modelo) de um modelo, o gás de combustão é explosivamente gerado durante o derramamento inicial de metal fundido. Consequentemente, de acordo com a técnica descrita no Pedido de Patente Japonesa não examinado aberto à inspeção pública n° 2003-001377, o metal fundido pode passar através de um filtro fornecido na passagem de descarga e pode ser soprado. Em vista disto, um espaço oco para descarregar o gás de combustão pode ser fornecido dentro de um molde (veja Pedido de Patente Japonesa não examinado aberto à inspeção pública n° 2009-166105, por exemplo). Neste caso, o gás de combustão é descarregado sem ruptura do metal fundido.

Descrição da Invenção

[0005] No processo de fundição de modelo evaporativo, de acordo com o aumento no módulo, a eficiência de descarga do gás de combustão, que é gerada por combustão de um modelo, para fora de um molde, é gerada. Consequentemente, o tempo de fundição no processo de fundição de modelo evaporativo tem características diferentes do tempo de fundição quando o metal fundido é despejado em um espaço oco. Consequentemente, quando um módulo é diferente, o tempo de fundição quando o metal fundido é despejado em um espaço oco não é proporcional ao tempo de fundição durante o processo de fundição de modelo evaporativo. Em vista disto, é requerido fornecer um método acurado e altamente preciso para fixar o tempo de fundição no processo de fundição de modelo evaporativo. Consequentemente, um objetivo da presente invenção é fornecer um processo de fundição de modelo evaporativo pelo qual o tempo de fundição é acuradamente fixado com alta precisão.

[0006] No método descrito no Pedido de Patente Japonesa não examinado aberto à inspeção pública n° 7-308734, de acordo com o aumento no número dos corredores, o número das entradas é também aumentado. Consequentemente, as etapas de formação de um molde e etapas de corte das entradas para obter um produto após a fundição são aumentadas, por meio das quais a praticabilidade é aumentada, e o custo de processamento é aumentado. Consequentemente, outro objetivo da presente invenção é fornecer um processo de fundição de modelo evaporativo, em que o metal fundido em temperatura alta é carregado na área total de um modelo sem aumentar o número de entradas, e pelo qual os defeitos do resíduo são eficazmente reduzidos.

[0007] Na técnica descrita no Pedido de Patente Japonesa não examinado aberto à inspeção pública n° 2002-219552, uma etapa de formação do orifício que vai de lado a lado no modelo é complicada e aumenta as etapas de produção. Neste método, fixando-se a pressão de entrada alta, a operação de gases pelo sistema Blownback de metal fundido de um jito é prevenida, enquanto a relação de produção é diminuída e o custo de produção é aumentado. Consequentemente, outro objetivo da presente invenção é fornecer um processo de fundição de modelo evaporativo, que é fácil e não aumenta as etapas de produção e o custo de produção, e pelo qual a operação de gases pelo sistema Blownback de metal fundido de um jito é prevenida com mais segurança.

[0008] Na invenção descrita no Pedido de Patente Japonesa não examinado aberto à inspeção pública n° 2009-166105, um espaço interno de um número tubular 10 é fornecido como o espaço oco. Este espaço oco tem uma extremidade superior que está posicionada mais alta do que uma superfície superior porção superior de um modelo. Em tal estrutura de molde, para com mais segurança descarregar o gás de combustão no espaço oco, um jito deve ser posicionado no alto para correspondentemente aumentar a pressão de entrada. Visto que o aumento da altura de jito aumenta a altura da totalidade do molde, a quantidade de areia de fundição é aumentada, e o custo de produção é aumentado. Consequentemente, existe um requerimento para diminuir a altura de jito tanto quanto possível. Consequentemente, outro objetivo da presente invenção é fornecer um processo de fundição de modelo evaporativo em que um espaço oco para descarregar gás de combustão é fornecido dentro de um molde de modo que a pressão de entrada seja minimizada e a altura de jito seja diminuída tanto quanto possível.

[0009] Na invenção de acordo com a reivindicação 1, a presente invenção fornece um processo de fundição de modelo evaporativo que inclui formação de um molde encobrindo-se um modelo feito de espuma de resina em areia de fundição. Este processo também inclui derramamento de metal fundido no molde e evaporação do modelo com o metal fundido e, desse modo, fundição de um produto. Neste processo, o tempo de fundição durante a fundação é fixado de acordo com um módulo (volume modelo v área de superfície modelo) do modelo.

[00010] Na invenção de acordo com a reivindicação 2, de acordo com a invenção recitada na reivindicação 1, o tempo de fundição é calculado a partir da Primeira Fórmula seguinte. Primeira Fórmula

t: tempo de fundição (s) W: peso de derramamento (kg) A’: área de jito (cm2) p: densidade de metal fundido (g/cm-3) a, b: constantes m: módulo (volume modelo ■? área de superfície modelo) g: aceleração de gravidade H’: altura de um jito a uma extremidade superior de um modelo (cm)

[00011] Na invenção de acordo com a reivindicação 3, de acordo com a invenção recitada na reivindicação 2, o processo também inclui estimar a existência de defeitos de fundição com base em uma diferença entre o tempo de fundição calculado a partir da Primeira Fórmula e o tempo de fundição durante a fundição prática.

[00012] Na invenção de acordo com a reivindicação 4, de acordo com a invenção recitada na reivindicação 2, o processo também incluindo realizar uma simulação de fundição com base no tempo de fundição calculado a partir da Primeira Fórmula.

[00013] A seguir, na invenção de acordo com a reivindicação 5, a presente invenção também fornece processo de fundição de modelo evaporativo que inclui formação de um molde encobrindo-se um modelo feito de espuma de resina em areia de fundição. Este processo também inclui derramamento de metal fundido no molde e evaporação do modelo com o metal fundido e, desse modo, fundição de um produto. Neste processo, uma entrada para introdução do metal fundido no modelo é disposta na areia de fundição no nível de centro de gravidade do produto.

[00014] Na invenção de acordo com a reivindicação 6, a presente invenção também fornece processo de fundição de modelo evaporativo que inclui formação de um molde encobrindo-se um modelo feito de espuma de resina em areia de fundição. Este processo também inclui derramamento de metal fundido no molde e evaporação do modelo com o metal fundido e, desse modo, fundição de um produto. Neste processo, uma entrada para introdução do metal fundido no modelo é disposta na areia de fundição no nível de centro de gravidade do produto até 120 mm.

[00015] Na invenção de acordo com a reivindicação 7, a presente invenção também fornece processo de fundição de modelo evaporativo que inclui formação de um molde encobrindo-se um modelo feito de espuma de resina em areia de fundição. Este processo também inclui derramamento de metal fundido no molde e evaporação do modelo com o metal fundido e, desse modo, fundição de um produto. Neste processo, quando o centro de gravidade do produto é posicionado em uma faixa de uma extremidade inferior do produto até 440 mm, uma entrada para introdução do metal fundido no modelo é disposta na areia de fundição no nível da faixa para ser maior do que o centro de gravidade do produto.

[00016] Na invenção de acordo com a reivindicação 8, de acordo com a invenção recitada em uma das reivindicações de 5 a 7, o produto é um molde de prensa.

[00017] Além disso, na invenção de acordo com a reivindicação 9, a presente invenção fornece um processo de fundição de modelo evaporativo que inclui formação de um molde encobrindo-se um modelo feito de espuma de resina em areia de fundição. Este processo também inclui derramamento de metal fundido no molde e evaporação do modelo com o metal fundido e, desse modo, fundição de um produto. Neste processo, o molde é formado com uma passagem de descarga de gás, e a passagem de descarga de gás é disposta com um filtro. O filtro tem uma passagem seccional de passagem de gás que é fixada de acordo com um módulo (volume do produto — área de superfície do produto) do produto. Neste caso, o volume de produto e a área de superfície do produto são equivalentes ao volume modelo e a área de superfície modelo, respectivamente. Nesta invenção, o gás de combustão é gerado no molde ao mesmo tempo em que o modelo é evaporado por derramamento do metal fundido. O gás de combustão entra na passagem de descarga de gás e passa através do filtro disposto na passagem de descarga de gás, para uma atmosfera fora do molde. Um pouco do gás de combustão é descarregado através da areia de fundição na atmosfera. De acordo com esta invenção, fixando-se a área seccional de passagem de gás do filtro de acordo com o módulo, a quantidade do gás de combustão que passa através do filtro é apropriadamente ajustada. Como resultado, o aumento da pressão interna do molde devido à geração do gás de combustão é controlado para não ser maior do que a pressão de entrada. Consequentemente, a operação de gases pelo sistema Blownback do metal fundido a partir do jito é prevenida com mais segurança.

[00018] Além disso, na invenção de acordo com a reivindicação 10, a presente invenção fornece um processo de fundição de modelo evaporativo que inclui formação de um molde encobrindo-se um modelo feito de espuma de resina em areia de fundição. Este processo também inclui derramamento de metal fundido no molde e evaporação do modelo com o metal fundido e, desse modo, fundição de um produto. Neste processo, um espaço oco para descarregar o gás é formado no modelo na areia de fundição, exceto quanto a uma porção à qual o metal fundido é despejado por último. Além disso, o espaço oco tem uma extremidade superior que é posicionada no nível não maior do que a porção superior do modelo e que é disposta com um filtro.

Efeitos da Invenção

[00019] De acordo com a invenção recitada em uma das reivindicações de 1 a 4, o tempo de fundição durante a fundação é fixado de acordo com o módulo do modelo. Consequentemente, o tempo de fundição no processo de fundição de modelo evaporativo é acuradamente fixado com alta precisão, por meio do qual um produto de fundição tendo qualidade superior é obtido.

[00020] Além disso, de acordo com a invenção recitada em uma das reivindicações de 5 a 8, a entrada é posicionada no nível do centro de gravidade do produto ou no nível da vizinhança do centro de gravidade do produto. Consequentemente, o metal fundido em temperatura alta é carregado na área total do modelo sem aumentar o número das entradas, por meio do qual os defeitos do resíduo são eficazmente reduzidos.

[00021] Além disso, de acordo com a invenção recitada na reivindicação 9, a operação de gases pelo sistema Blownback do metal fundido a partir do jito é com mais segurança prevenida por um método fácil que não aumenta as etapas e os custos de produção. Consequentemente, o processo de fundição é seguramente realizado. Além disso, a taxa de derramamento do metal fundido é aumentada tanto quanto possível ao mesmo tempo em que a operação de gases pelo sistema Blownback é prevenida. Consequentemente, o metal fundido é rapidamente despejado, e a temperatura do metal fundido que é despejada por último é mantida elevada. Como resultado, um produto de fundição tendo alta qualidade com pouco resíduo é obtido.

[00022] Além disso, de acordo com a invenção recitada na reivindicação 10, o espaço oco para descarregar gás de combustão é fornecido no molde e tem uma extremidade superior no nível não maior do que a porção superior do modelo. Consequentemente, não é necessário aumentar a pressão de entrada aumentando-se a altura de jito, e a fundição é realizada em pressão de entrada mínima. Como resultado, a altura de jito é reduzida tanto quanto possível, por meio da qual o aumento do custo de produção por fundição é prevenido.

Breve Descrição dos Desenhos

[00023] A figura 1 é a seção cruzada de um molde que esquematicamente mostra um processo de fundição de modelo evaporativo relativo a uma primeira modalidade da presente invenção.

[00024] A figura 2 é um diagrama conceitual para ilustrar uma função de variação em tempo de fundição devido ao grau de módulo de um modelo e mostra um modelo de fundição com um módulo relativamente pequeno na primeira modalidade.

[00025] A figura 3 é um diagrama conceitual para ilustrar uma função de variação em tempo de fundição devido ao grau de módulo de um modelo e mostra um modelo de fundição com um módulo relativamente grande na primeira modalidade.

[00026] A figura 4 é um gráfico mostrando um relacionamento entre C (constante) e o módulo de um modelo, que é necessário para calcular tempo de fundição em um exemplo prático relativo à primeira modalidade.

[00027] A figura 5 é um gráfico mostrando o tempo de fundição que é calculado de acordo com um módulo de um modelo no exemplo prático relativo à primeira modalidade.

[00028] A figura 6 é uma seção cruzada de um molde que esquematicamente mostra um processo de fundição de modelo evaporativo relativo à segunda modalidade da presente invenção.

[00029] A figura 7 é uma seção cruzada mostrando uma condição de fundação de uma fundição (produto) tendo uma porção essencial em uma parte de uma superfície superior em um molde (tipo de entrada lateral) relativo à segunda modalidade.

[00030] A figura 8 é uma seção cruzada mostrando uma condição de fundação de uma fundição (produto) tendo uma porção essencial em uma parte de uma superfície superior em um molde (tipo de entrada de fundo) que está fora do escopo da presente invenção.

[00031] A figura 9 quimicamente mostra as posições para fixar uma altura de entrada na segunda modalidade da presente invenção.

[00032] A figura 10 é um gráfico mostrando um relacionamento entre temperatura de metal fundido em uma porção essencial de uma superfície de fundo de uma fundição e altura de entrada da superfície de fundo da fundição.

[00033] A figura 11 é um gráfico mostrando um relacionamento entre temperatura de metal fundido em uma porção essencial de uma superfície superior de uma fundição e altura de entrada do centro de gravidade da fundição.

[00034] A figura 12 é uma seção cruzada de um molde que esquematicamente mostra um processo de fundição de modelo evaporativo relativo a uma terceira modalidade da presente invenção.

[00035] A figura 13 é uma visão perspectiva de um exemplo de um produto de fundição obtido na terceira modalidade.

[00036] A figura 14 é um gráfico mostrando um relacionamento entre módulo e área seccional de passagem de gás de um filtro em um produto de fundição obtido em um exemplo prático relativo à terceira modalidade.

[00037] A figura 15 é uma seção cruzada de um molde que esquematicamente mostra um processo de fundição de modelo evaporativo relativo a uma quarta modalidade da presente invenção. Exemplo de Numerais de Referência 1,21,31, e 41 indicam um molde, 2, 22, 32, e 42 indicam areia de fundição, 3, 23, 33, e 43 indicam um modelo, 4, 24, 34, e 44 indicam uma entrada, 5, 25, 35, e 45 indicam um corredor, 6, 26, 36, e 46 indica um jito, 7, 27, e 37 indicam uma passagem de descarga de gás, 8, 28, 38, e 48 indicam um filtro, 47 indica um espaço oco, e 210 indica uma fundição (produto).

Melhor Modo para Realizar a Invenção

[00038] As modalidades relativas à presente invenção serão descritas com referência às figuras aqui a seguir.

Primeira Modalidade

[00039] A figura 1 mostra uma seção cruzada de um molde 1 que esquematicamente mostra um processo de fundição de modelo evaporativo relativo à primeira modalidade da presente invenção. O molde 1 inclui um modelo 3 que é encoberto em areia de fundição 2 carregado em um frasco de molde, que não é mostrado na figura 1.

[00040] Uma entrada 4 conectada ao modelo e um corredor 5 conectado à entrada 4 são formados em volta do modelo 3 na areia de fundição 2. O corredor 5 é fornecido com aberturas plurais (duas aberturas na figura 1) a uma superfície superior do molde 1, e uma das aberturas (na lateral direita na figura 1) é fornecida com um jito 6. O corredor 5 na abertura da lateral é especificamente usado como uma passagem de descarga de gás 7, e a passagem de descarga de gás 7 é disposta com um filtro 8 para descarregar apenas o gás de combustão em uma atmosfera fora do molde 1.

[00041] O molde 1 é produzido como segue. Primeiro, a superfície do modelo 3 é revestida com uma lavagem de molde e é suficientemente secada. A lavagem de molde é primeiramente feita de grafite e é altamente resistente à queima. Por outro lado, o corredor 5 (incluindo a passagem de descarga de gás 7) e a entrada 4 são formados no frasco de molde por um método de montagem de tubo de papel, ou similares. Além disso, o modelo 3 é disposto para ser suportado em uma porção em uma porção aproximadamente central no frasco de molde. Nesta condição, o filtro 8 é disposto na passagem de descarga de gás 7. Em seguida, a areia de fundição 2 é carregada no frasco de molde para encobrir o modelo 3, e o jito 6 é colocado.

[00042] A areia de fundição 2 é areia nova ou areia usada de uma selecionada do grupo consistindo em areia de sílica primeiramente feita de quartzo, areia de zircão, areia de cromita, areia de cerâmica sintética, ou similares. Um aglutinante e um endurecedor podem ser adicionados à areia de fundição 2 quando necessário.

[00043] O corredor 5 e a entrada 4 são formados usando-se um produto comercialmente disponível com um diâmetro de 30 a 70 mm (por exemplo, Quaker Casting Runner Tube fabricado por Kao Co., Ltd.: EG runner CF-30S, CF-50S, CF-70S, etc., que são primeiramente feitos de polpa reciclada) ou similares. Como o filtro 8, um material poroso ou similar é usado. O material poroso é feito misturando-se um aglutinante apropriado com areia correspondendo à areia de sílica n° 2 e formando- se a areia para ter uma espessura de aproximadamente 40 mm. A altura H de um derramamento de superfície na superfície superior do modelo 3 ao jito 6 é preferivelmente 700 mm, e neste caso, a pressão de entrada é aproximadamente 0,044 MPa.

[00044] O modelo 3 é feito de espuma de resina sintética tal como espuma de poliestireno e é formado de uma forma predeterminada à mão. Como a lavagem de molde, por exemplo, Kao-Quaker PC260 fabricado por Kao Co., Ltd., é usado. A lavagem de molde é revestida na superfície do modelo para ter uma espessura de 1,5 a 3,5 mm e para ter permeabilidade de ar de aproximadamente 1 por 10 mm.

[00045] Desse modo, o molde 1 é produzido. Neste molde 1, quando o metal fundido é despejado do jito 6, o metal fundido passa através do corredor 5 e a entrada 4 e alcança o modelo 3. Em seguida, o modelo 3 é dissolvido pelo metal fundido e é evaporado, por meio do qual o metal fundido no espaço em que o modelo 3 existiu. Isto é, o modelo 3 é substituído pelo metal fundido. Quando o modelo 3 é comburido por derramamento inicial do metal fundido, uma quantidade enorme de gás de combustão é gerada. O gás de combustão passa através do filtro 8 na passagem de descarga de gás 7 no fluxo mais baixo do corredor 5 e é descarregado na atmosfera. Uma parte do gás de combustão passa através do revestimento da lavagem de molde formado na superfície do modelo 3 e em seguida passa através da areia de fundição 2, desse modo sendo descarregado na atmosfera.

[00046] Na presente invenção, uma primeira fórmula para tempo de fundição incluindo um módulo foi feito a partir da segunda fórmula convencional seguinte para tempo de fundição e a partir dos dados do passado, com base em uma correlação. Nesta correlação, quando um módulo (volume modelo T área de superfície modelo) de um modelo é maior, o tempo de fundição é maior. A segunda fórmula é descrita na página 85 no Casting Handbook, 4a revisão, cumprido pela Japan Foundry Engineering Society, publicado por Maruzen Co., Ltd.

Primeira Fórmula t: tempo de fundição (s) W: peso de derramamento (kg) A’: área de jito (cm2) p: densidade de metal fundido (g/cm-3) a, b: constantes m: módulo (volume modelo -? área de superfície modelo) g: aceleração de gravidade H': altura de um jito a uma extremidade superior de um modelo (cm) Segunda Fórmula

c: coeficiente de taxa de fluxo A: seção cruzada de abertura de entrada (ingate) em relação a uma fundição (cm) H: Nascente eficaz

[00047] A segunda fórmula convencional é útil quando a área de entrada é menor do que a área de jito. No processo de fundição de modelo evaporativo, uma quantidade enorme de gás é gerada por combustão do modelo no molde.

[00048] Consequentemente, a área de entrada deve ser tornada maior do que a área de jito para descarregar o gás também da entrada. Na segunda fórmula convencional, a seção cruzada da abertura de entrada é usada como um parâmetro para o tempo de fundição.

[00049] Em contraste, a seção cruzada da abertura de entrada é substituída com uma área de jito na presente invenção.

[00050] A fundação do tempo de fundição, que se torna maior de acordo com o aumento no módulo, será descrita com referência às figuras 2 e 3 como segue. As figuras 2 e 3 esquematicamente mostram os modelos de fundição. A figura 2 mostra um primeiro modelo de fundição em que um modelo uma área de superfície S, volume V, e uma espessura de parede w. Por outro lado, a figura 3 mostra um segundo modelo de fundição em que um modelo tem o mesmo volume e duas vezes a espessura de parede e, desse modo, tem metade da área de superfície, em comparação com o modelo na figura 2.

[00051] Nesta condição, o módulo e a quantidade de gás de combustão, que passa através da lavagem de molde revestida sobre a superfície modelo por unidade de tempo foram investigados. A quantidade de gás passando através da lavagem de molde por unidade de tempo é proporcional à área de superfície da lavagem de molde, por meio da qual uma relação da quantidade de gás passando através da lavagem de molde por unidade de tempo é como segue. Primeiro modelo: Segundo modelo = a • S: aS / 2 (a é constante) = 2:1 (3)

[00052] Por outro lado, visto que o módulo é uma relação de volume para área de superfície, uma relação de módulo é como segue. Primeiro modelo: Segundo modelo = V / S: 2V / S = 1:2 (4)

[00053] A terceira fórmula e a quarta fórmula descritas acima mostram que a quantidade de gás passando através da lavagem de molde por unidade de tempo cai pela metade quando o módulo é duplicado. Isto é, quando o módulo é aumentado, a quantidade do gás de combustão por volume é aumentada, por meio da qual a pressão interna no molde é aumentada. O aumento da pressão interna no molde torna o tempo de fundição mais longo. Consequentemente, para calcular o tempo de fundição no processo de fundição de modelo evaporativo, o módulo do modelo deve ser incluído.

[00054] Calculando-se o tempo de fundição no processo de fundição de modelo evaporativo como descrito acima, os itens adicionais seguintes relativos à fundição são realizados.

Estimativa dos defeitos de fundição em tempo anterior

[00055] Comparando-se um tempo de fundição real t1 (segundos) e o tempo de fundição t2 (segundos) que é calculado pelo método de cálculo relativo à presente invenção, a geração de defeitos de fundição é estimada em um tempo anterior. O relacionamento entre t1 e t2 mostra a espécie de defeitos de fundição como segue, por exemplo. Neste caso, uma constante α é especificada de forma que 3a é aproximadamente igual a 6. T1 > t2 + 3α: falhas, defeitos de resíduo (o modelo permanece não vaporizado) t1 < t2 - 3a: escassez de quantidade de derramamento, inclusão de molde de lavagem

[00056] Consequentemente, quando existe uma grande diferença entre o tempo de fundição real e o tempo de fundição calculado, a geração de alguns defeitos de fundição no produto é estimada. Desse modo, se a geração dos defeitos de fundição for estimada, a refundição é rapidamente realizada antes do molde ser agitado. Consequentemente, as vantagens de produção, tal que a perda de tempo de tempo de fundição é reduzida, são obtidas.

Parâmetro de Tempo de Fundição para Análise Reológica de Metal Fundido

[00057] O tempo de fundição calculado pelo método de cálculo relativo à presente invenção pode ser usado para cálculo em análise reológica de metal fundido. Neste caso, a temperatura de derramamento de metal fundido e uma parte, em que o metal fundido é despejado por último, são estimadas com alta precisão. Consequentemente, a confiabilidade dos resultados da simulação é melhorada.

Exemplo Prático Relativo à Primeira Modalidade

[00058] Um modelo feito de espuma de poliestireno foi formado para ter uma forma externa de 750 x 800 x 430 (mm) e para ter um módulo de 2,15. Em seguida, a superfície do modelo foi revestida com uma lavagem de molde (60 a 65 Baume) e foi secada. Em seguida, um molde tendo a mesma estrutura que no molde mostrado na figura 1 foi construído, e a fundição foi realizada. O material de fundição foi FC300 (ferro de fusão de grafite em flocos), a temperatura de metal fundido quando despejado (temperatura de derramamento) foi 1380°C, e o peso de derramamento foi 1,2 ton. (amostra de fundição n° 1 na Tabela 1). Similarmente, a fundição foi realizada com um modelo tendo um módulo de 1,9 a 2,5 em um peso de derramamento de 1 a 13 ton., e as amostras de fundição nos de 2 a 6 na Tabela 1 foram obtidas. A Tabela 1 mostra as condições de fundição e tempos de fundição calculados. Tabela 1

[00059] As fórmulas de cálculo para derivar a primeira fórmula serão descritas aqui a seguir. Primeiro, a primeira fórmula seguinte foi obtida a partir da segunda fórmula. A primeira fórmula mostra o tempo de fundição, que não inclui um módulo. Primeira Fórmula

[00060] Em seguida, as condições de fundição na Tabela 1 foram substituídas na primeira fórmula, por meio do qual as constantes C’ foram obtidas. Estes resultados calculados são mostrados na Tabela 2. Tabela 2

[00061] Em seguid a, um gráfico do valor de C’ e o móc ulo do modelo foram feitos (figura 4), e a fórmula aproximada seguinte da sexta fórmula foi obtida. Neste caso, as constantes a = 0,0012 e b = 1,0995. C = 0,0012m-1’0955 (6)

[00062] Substituindo-se a fórmula aproximada da sexta fórmula na quinta fórmula, a primeira fórmula foi obtida. Em seguida, um valor do módulo m = 1,8, 2,0, 2,2, e 2,4 foi substituído na primeira fórmula, por meio da qual o gráfico mostrado na figura 5 foi obtido.

[00063] A figura 5 mostra os valores medidos de tempo de fundição real das amostras de fundição nos 1 a 6 na Tabela 1. A figura 5 também mostra o tempo de fundição que foi fixado com base apenas na segunda fórmula sem incluir o módulo quando W/A' foi o mesmo como nas amostras de fundição nos 5 e 6 (indicado por um símbolo "x"). Quando os efeitos do módulo não foram incluídos, o tempo de fundição foi maior por 18 segundos, e a temperatura quando o metal fundido foi despejado por último foi menor por aproximadamente 20°C, em comparação com o caso da presente invenção. Consequentemente, de acordo com a presente invenção, o tempo de fundição foi apropriadamente fixado, e, desse modo, uma fundição tendo boa qualidade foi com mais segurança obtida.

Segunda Modalidade

[00064] A figura 6 mostra uma seção cruzada de um molde 21 que esquematicamente mostra um processo de fundição de modelo evaporativo relativo à segunda modalidade da presente invenção. O molde 21 inclui um modelo 23 que é encoberto em areia de fundição 22 carregado em um frasco de molde, que não é mostrado na figura 6.

[00065] Uma entrada 24 conectada ao modelo e um corredor 25 conectado à entrada 24 são formados em volta do modelo 23 na areia de fundição 22. O corredor 25 é fornecido com aberturas plurais (duas aberturas na figura 6) a uma superfície superior do molde 21, e uma das aberturas (na lateral direita na figura 6) é fornecida com um jito 26. O corredor 25 na abertura da lateral da lateral é especificamente usado como uma passagem de descarga de gás 27, e a passagem de descarga de gás 27 é disposta com um filtro 28 para descarregar apenas o gás de combustão em uma atmosfera fora do molde 21.

[00066] O molde 21 é produzido como segue. Primeiro, a superfície do modelo 23 é revestida com uma lavagem de molde e é suficientemente secada. A lavagem de molde é primeiramente feita de grafite e é altamente resistente à queima. Por outro lado, o corredor 25 (incluindo a passagem de descarga de gás 27) e a entrada 24 são formados no frasco de molde por um método de montagem de tubo de papel, ou similares. Além disso, o modelo 23 é disposto para ser suportado em uma porção aproximadamente central no frasco de molde. Nesta condição, o filtro 28 é disposto na passagem de descarga de gás 27. Em seguida, a areia de fundição 22 é carregada no frasco de molde para encobrir o modelo 23, e o jito 26 é colocado.

[00067] A areia de fundição 22 é areia nova ou areia usada de uma selecionada do grupo consistindo em areia de sílica primeiramente feita de quartzo, areia de zircão, areia de cromita, areia de cerâmica sintética, ou similares. Um aglutinante e um endurecedor podem ser adicionados à areia de fundição 22 quando necessário.

[00068] O corredor 25 e a entrada 24 são formados usando-se um produto comercialmente disponível com um diâmetro de 30 a 70 mm (por exemplo, Quaker Casting Runner Tube fabricado por Kao Co., Ltd.: EG runner CF-30S, CF-50S, CF-70S, que são primeiramente feitos de polpa reciclada) ou similares. Como o filtro 28, um material poroso ou similar é usado. O material poroso é feito misturando-se um aglutinante apropriado com areia correspondendo à areia de sílica n° 2 e formando- se a areia para ter uma espessura de aproximadamente 40 mm.

[00069] O modelo 23 é feito de espuma de resina sintética tal como espuma de poliestireno e é formado de uma forma predeterminada à mão. Como a lavagem de molde, por exemplo, Kao-Quaker PC260 fabricado por Kao Co., Ltd., é usado. A lavagem de molde é revestida na superfície do modelo para ter uma espessura de 1,5 a 3,5 mm e para ter permeabilidade de ar de aproximadamente 1 por 10 mm.

[00070] Desse modo, o molde 21 é produzido. Neste molde 21, quando o metal fundido é despejado do jito 26, o metal fundido passa através do corredor 25 e a entrada 24 e alcança o modelo 23. Em seguida, o modelo 23 é dissolvido pelo metal fundido e é evaporado, por meio do qual o metal fundido no espaço em que o modelo 23 existiu. Isto é, o modelo 23 é substituído pelo metal fundido. Quando o modelo 23 é comburido por derramamento inicial do metal fundido, uma quantidade enorme de gás de combustão é gerada. O gás de combustão passa através do filtro 28 na passagem de descarga de gás 27 no fluxo mais baixo do corredor 25 e é descarregado na atmosfera. Uma parte do gás de combustão passa através do revestimento da lavagem de molde formado na superfície do modelo 23 e em seguida passa através da areia de fundição 22, desse modo sendo descarregado na atmosfera.

[00071] No molde 21 na segunda modalidade, a altura da entrada 24 na areia de fundição 22 é fixada para satisfazer as condições seguintes.

[00072] Altura no nível de centro de gravidade de um produto de fundição.

[00073] Altura no nível de centro de gravidade de um produto de fundição até 120 mm.

[00074] Quando o centro de gravidade de um produto de fundição é posicionado em uma faixa de uma extremidade inferior do produto até 440 mm, a altura da entrada é fixada no nível da faixa para ser superior ao centro de gravidade do produto.

[00075] Na presente invenção, a condição (a) é o melhor modo. Entretanto, na produção prática, existem casos em que a entrada não pode ser fixada no nível do centro de gravidade de um produto devido ao planejamento. Neste caso, a condição (b) ou (c) é usada. Isto é, a altura da entrada na presente invenção é mais preferivelmente no nível do centro de gravidade de um produto. Todavia, quando a condição (a) é difícil de satisfazer, a altura da entrada pode ser fixada em uma posição superior ou inferior na vizinhança do centro de gravidade do produto.

[00076] As vantagens da presente invenção no caso seguinte serão descritas com referência às figuras 7 e 8 aqui a seguir. Neste caso, uma fundição tem uma posição essencial em uma superfície superior. As porções tracejadas são fundadas carregando-se o metal fundido nas figuras 7 e 8. A figura 7 mostra uma condição de fundação de uma fundição (produto) 210 tendo uma porção essencial 210A em uma parte de uma superfície superior pelo método da presente invenção. A porção essencial 210A é uma porção que não deve ter defeitos de fundição tais como defeitos de resíduo e que deve ser fundida fina carregando-se o metal fundido suficientemente. Como mostrado na figura 7, a entrada 24 é disposta em um lado da fundição 210 (tipo de entrada lateral), e a porção essencial é posicionada imediatamente acima da entrada 24. Quando a entrada 24 é posicionada para satisfazer uma das condições de (a) a (c), o metal fundido é preferivelmente carregado na porção essencial 210A. Consequentemente, os defeitos de resíduo não ocorrem facilmente na porção essencial 210A.

[00077] Por outro lado, a figura 8 mostra um molde de um tipo de entrada de fundo em que a entrada 24 é disposta na superfície de fundo da fundição 210. Neste caso, o metal fundido é carregado em quase toda a superfície superior do modelo ao mesmo tempo, e os defeitos de resíduo ocorrem facilmente na totalidade da superfície superior. Consequentemente, os defeitos de resíduo tendem a existir na porção essencial 210A. A altura de entrada afeta a condição de carregamento do metal fundido na área modelo que deve ser substituída com uma fundição. Se a entrada for também alta, os defeitos de resíduo tendem a ocorrer no lado da superfície de fundo da fundição. Por outro lado, se a entrada for também baixa, os defeitos de resíduo tendem a ocorrer no lado da superfície superior da fundição. A presente invenção supera este problema, e o limite superior e o limite inferior da altura de entrada são fixados de acordo com a condição (b) ou (c).

[00078] O limite superior e o limite inferior da altura de entrada são expressos pela sétima fórmula seguinte nas condições seguintes. H (limite superior): limite superior de altura de entrada a partir da superfície de fundo de uma fundição (mm) H (limite inferior): limite inferior de altura de entrada a partir da superfície de fundo de uma fundição (mm) H-entrada: altura de entrada a partir da superfície de fundo de uma fundição (mm) H (limite superior) > H-entrada > H (limite inferior) (7)

[00079] Quando a condição representada pela sétima fórmula é satisfeita, o metal fundido em temperatura alta é carregado na totalidade do produto de fundição, por meio do qual os defeitos do resíduo são diminuídos. Neste caso, o limite superior de altura de entrada: H(limite superior) e o limite inferior de altura de entrada: H(limite inferior) são calculados a partir dos dados de fundição como segue.

[00080] As condições seguintes são fixadas. Ha: altura de uma superfície de fundo (extremidade inferior) de uma fundição (mm) Hb: altura de centro de gravidade de uma fundição (mm) He: altura de uma superfície superior (extremidade superior) de uma fundição (mm) a, b: constantes (quando a temperatura de derramamento é 1380°C e um modelo e um modelo feito à mão primeiramente feito de espuma de poliestireno com relação de expansão de espuma de 50 é usado, a = 440 e b = 120) Neste caso, quando Hb < 440, H (limite superior) = Ha + a (8) H (limite inferior) = Hb - b (9)

[00081] As imagens de Ha, Hb, He, "H (limite superior) = Ha + a", e "H (limite inferior) = Hb - b" são mostradas na figura 9.

[00082] As constantes "a" e "b" são obtidas a partir da Tabela 3 e dos gráficos nas figuras 10 e 11. A Tabela 3 e os gráficos são dados de fundição de resultados de investigação de moldabilidades da superfície de fundo e da superfície superior das amostras de fundição nos de 1 a 7 em que a altura de entrada foi alterada. Cada da superfície de fundo e a superfície superior da fundição tinha uma porção essencial. Tabela 3

[00083] Como mostrado na Tabela 3, a moldabilidade da superfície de fundo da fundição foi superior até a H-entrada (altura de entrada) ser até 440 mm. A figura 10 é um gráfico mostrando um relacionamento entre a temperatura de metal fundido na porção essencial da superfície de fundo da fundição e a altura de entrada da superfície de fundo da fundição. Este gráfico claramente mostra que a porção essencial da superfície de fundo foi fundida sem gerar defeitos de resíduo quando a altura de entrada da superfície de fundo da fundição não foi maior do que 440 mm. Consequentemente, o valor de "a" é fixado ser 440.

[00084] Como mostrado na Tabela 3, em relação a uma moldabilidade da superfície superior da fundição, defeitos de resíduo foram gerados quando o valor de "H-entrada - Hb" (altura de entrada do centro de gravidade da fundição) não foi maior do que -120 mm. A figura 11 mostra um gráfico mostrando um relacionamento entre a temperatura de metal fundido na porção essencial da superfície superior da fundição e a altura de entrada do centro de gravidade da fundição. Este gráfico claramente mostra que a porção essencial na superfície superior foi fundida sem gerar defeitos de resíduo quando a altura de entrada do centro de gravidade da fundição não foi maior do que -120 mm. Consequentemente, o valor de "b" é fixado ser 120.

[00085] Desse modo, fixando-se a altura de entrada na areia de fundição para satisfazer uma das condições de (a) a (c), o processo de fundição de modelo evaporativo é realizado de tal forma que as moldabilidades da superfície de fundo e da superfície superior da fundição (produto) sejam boas. Em particular, neste processo, os defeitos de resíduo não ocorrem facilmente na porção essencial da superfície superior. Na Tabela 3, as amostras de fundição nos de 1 a 4 são exemplos da presente invenção e as amostras de fundição nos de 5 a 7 são exemplos comparativos que estão fora do escopo da presente invenção.

Exemplo Prático Relativo à Segunda Modalidade

[00086] Um modelo feito de espuma de poliestireno foi formado para ter uma forma externa de 750 x 800 x 430 (mm). Em seguida, a superfície do modelo foi revestida com uma lavagem de molde (60 a 65 Baume) e foi secada. Em seguida, um molde tendo a mesma estrutura que no molde mostrado na figura 6 foi construído, e a fundição foi realizada. A altura de entrada na areia de fundição do molde foi 435 mm da superfície de fundo do modelo de acordo com o centro de gravidade da fundição. Neste caso, o limite superior da altura de entrada: H (limite superior) foi 440 mm, o limite inferior da altura de entrada: H(limite inferior) foi 380,7 mm. O material de fundição foi FC300 (ferro de fusão de grafite em flocos), a temperatura de metal fundido quando despejado (temperatura de derramamento) foi 1365°C, e o peso de derramamento foi 13 ton. Após a fundição, os defeitos de fundição tais como defeitos de resíduo não foram gerados na superfície de fundo e na superfície superior da fundição, e um produto superior foi obtido.

Terceira Modalidade

[00087] A figura 12 mostra uma seção cruzada de um molde 31 que esquematicamente mostra um processo de fundição de modelo evaporativo relativo à terceira modalidade da presente invenção. O molde 31 inclui um modelo 33 que é encoberto em areia de fundição 32 carregado em um frasco de molde, que não é mostrado na figura 12.

[00088] Uma entrada 34 conectada ao modelo, e um corredor 35 conectado à entrada 34, são formados em volta do modelo 33 na areia de fundição 32. O corredor 35 é fornecido com aberturas plurais (duas aberturas na figura 12) a uma superfície superior do molde 31, e uma das aberturas (na lateral direita na figura 12) é fornecida com um jito 36. O corredor 35 na abertura da lateral da lateral é especificamente usado como uma passagem de descarga de gás 37, e a passagem de descarga de gás 37 é disposta com um filtro 38 para descarregar apenas o gás de combustão em uma atmosfera fora do molde 31.

[00089] O molde 31 é produzido como segue. Primeiro, a superfície do modelo 33 é revestida com uma lavagem de molde e é suficientemente secada. A lavagem de molde é primeiramente feita de grafite e é altamente resistente à queima. Por outro lado, o corredor 35 (incluindo a passagem de descarga de gás 37) e a entrada 34 são formados no frasco de molde por um método de montagem de tubo de papel, ou similares. Além disso, o modelo 33 é disposto para ser suportado em uma porção aproximadamente central no frasco de molde. Nesta condição, o filtro 38 é disposto na passagem de descarga de gás 37. Em seguida, a areia de fundição 32 é carregada no frasco de molde para encobrir o modelo 33, e o jito 36 é colocado.

[00090] A areia de fundição 32 é areia nova ou areia usada de uma selecionada do grupo consistindo em areia de sílica primeiramente feita de quartzo, areia de zircão, areia de cromita, areia de cerâmica sintética, ou similares. Um aglutinante e um endurecedor podem ser adicionados à areia de fundição 32 quando necessário.

[00091] O corredor 35 e a entrada 34 são formados usando-se um produto comercialmente disponível com um diâmetro de 30 a 70 mm (por exemplo, Quaker Casting Runner Tube fabricado por Kao Co., Ltd.: EG runner CF-30S, CF-50S, CF-70S, que são primeiramente feitos de polpa reciclada) ou similares. Como o filtro 38, um material poroso ou similar é usado. O material poroso é feito misturando-se um aglutinante apropriado com areia correspondendo à areia de sílica n° 2 e misturando-se a areia.

[00092] O modelo 33 é feito de espuma de resina sintética tal como espuma de poliestireno e é formado de uma forma predeterminada à mão. Como a lavagem de molde, por exemplo, Kao-Quaker PC260 fabricado por Kao Co., Ltd., é usado. A lavagem de molde é revestida na superfície do modelo para ter uma espessura de 1,5 a 3,5 mm e para ter permeabilidade de ar de aproximadamente 1 por 10 mm2.

[00093] Desse modo, o molde 31 é produzido. Neste molde 31, quando o metal fundido é despejado do jito 36, o metal fundido passa através do corredor 35 e a entrada 34 e alcança o modelo 33. Em seguida, o modelo 33 é dissolvido pelo metal fundido e é evaporado, por meio do qual o metal fundido no espaço em que o modelo 33 existiu. Isto é, o modelo 33 é substituído pelo metal fundido. Quando o modelo 33 é comburido por derramamento inicial do metal fundido, uma quantidade enorme de gás de combustão é gerada. O gás de combustão passa através do filtro 38 na passagem de descarga de gás 37 no fluxo mais baixo do corredor 35 e é descarregado na atmosfera. Uma parte do gás de combustão passa através do revestimento da lavagem de molde formado na superfície do modelo 33 e em seguida passa através da areia de fundição 32, desse modo sendo descarregado na atmosfera.

[00094] A figura 13 mostra um produto 330 de fundição quando fundido que foi desenformado agitando-se a areia de fundição após ele ter sido fundido no molde acima. O produto 330 é um produto similar à caixa com forma de paralelepípedo retangular tendo uma abertura superior e é formado com uma parede divisória 332 em um interior rodeado por um fundo e uma parede lateral 331. A parede divisória 332 divide os espaços interiores em quatro seções. A parede lateral 331 é conectada com porções de entrada 341 e porções de corredor 351, que foram fundidos. Neste caso, duas porções e corredor 3512 são na lateral da descarga de gás, e uma porção de corredor 3511 é na lateral do jito. As porções de entrada 341 e as porções de corredor 351 fundidas são cortadas do produto 330, e o produto 330 é submetido a etapas necessárias e é em seguida fornecido para uso prático.

[00095] No molde 31 da terceira modalidade, o gás de combustão é gerado por combustão e evaporação do modelo 33 e aumenta a pressão interna. A pressão interna é controlada para não ser maior do que a pressão de entrada ajustando-se a área seccional de passagem de gás do filtro 38 de acordo com o módulo (volume do produto T área de superfície de produção) do produto (modelo 33). Como resultado, a operação de gases pelo sistema Blownback do metal fundido a partir do jito 36 é prevenida.

[00096] Isto é, a pressão interna do molde 31 depende da área secional para deixar o gás de combustão passar através do filtro 38 na passagem de descarga de gás 37. A pressão interna também depende da permeabilidade de ar do molde 31 e o revestimento da lavagem de molde e depende do módulo. Em vista disto, na terceira modalidade, as condições do molde 31 são fixadas, e a área seccional de passagem de gás do filtro 38 é fixada de acordo com o módulo apenas da fundição. Desse modo, a pressão interna do molde 31 é controlada para não ser maior do que a pressão de entrada. O grau da pressão de entrada depende da altura H da superfície de derramamento na superfície superior do modelo 33 ao jito como mostrado na figura 12. Por exemplo, quando a altura H é 700 mm, a pressão de entrada é 0,044 MPa.

[00097] Como descrito no exemplo prático seguinte, o relacionamento da área seccional de passagem de gás do filtro, do módulo, e da operação de gases pelo sistema Blownback do metal fundido do jito, foi investigado na verdade realizando-se a fundição.

Exemplo Prático Relativo à Terceira Modalidade

[00098] A ocorrência de operação de gases pelo sistema Blownback do metal fundido a partir do jito foi investigada usando-se as amostras de fundição nos de 1 a 16. Cada das amostras de fundição nos de 1 a 16 tinham peso de produto e um módulo mostrado na Tabela 4 e foi fundida em um molde com um filtro tendo uma passagem seccional de passagem de gás mostrada na Tabela 4. O molde tinha a mesma estrutura que no molde mostrado na figura 12, e um modelo foi feito de forma de poliestireno e foi formado em uma forma externa de 750 x 800 x 430 (mm). A superfície do modelo foi revestida com uma lavagem de molde (60 a 65 Baume) e foi secada. Em seguida, o molde foi construído, e a fundição foi realizada. O material de fundição foi FC300 (ferro de fusão de grafite em flocos), a temperatura de metal fundido quando despejado (temperatura de derramamento) foi 1380°C, e a pressão de entrada foi 0,044 MPa, que eram condições fixadas. O relacionamento entre o módulo e a área seccional de passagem de gás é mostrado na figura 14. Além disso, a ocorrência de operação de gases pelo sistema Blownback (x indica que a operação de gases pelo sistema Blownback ocorreu, e o indica que a operação de gases pelo sistema Blownback não ocorreu) é mostrada na Tabela 4. Tabela 4

[00099] Neste exempo prático (pressão de entrada foi 0,044 MPa), a décima fórmula seguinte é obtida na visão da figura 14.

S: área seccional de passagem de gás de filtro (mm2) M: módulo de produto a: constante (difere pelas condições de fundição, "a" é 0,3724 na terceira modalidade)

[000100] Em seguida, em vista da décima fórmula e da permeabilidade de ar do filtro, a décima primeira fórmula é derivada.

P: permeabilidade de ar (6550 na terceira modalidade)

[000101] Usando-se a décima primeira fórmula, a área seccional de passagem de gás do filtro é fixada a um valor de acordo com o módulo e a permeabilidade de ar do filtro de modo que a operação de gases pelo sistema Blownback não ocorra.

[000102] Desse modo, ajustando-se a área seccional de passagem de gás do filtro de acordo com o módulo do produto (modelo), o aumento da pressão interna devido à geração do gás de combustão é constantemente controlado para não ser maior do que a pressão de entrada. Consequentemente, a operação de gases pelo sistema Blownback do metal fundido do jito é prevenida com mais segurança. Este método de uma etapa de formação de um orifício que vai de lado a lado em um modelo como na técnica convencional, e é simples, e não aumenta as etapas de produção. Além disso, não é requerido aumentar a pressão de entrada, por meio da qual a relação de produção é mantida, e o aumento do custo da produção é prevenido.

[000103] Além disso, a taxa de derramamento pode ser aumentada para ser tão rápida quanto possível sem ocorrência de escapamento de gases. Consequentemente, o metal fundido é rapidamente despejado, e a temperatura quando o metal fundido é despejado por último é mantida elevada, por meio da qual um produto de fundição tendo alta qualidade com pouco resíduo é obtido.

4. Quarta Modalidade

[000104] A figura 15 mostra uma seção cruzada de um molde 41 que esquematicamente mostra um processo de fundição de modelo evaporativo relativo à quarta modalidade da presente invenção. O molde 41 inclui um modelo 43 que é encoberto em areia de fundição 42 carregado em um frasco de molde, que não é mostrado na figura 15.

[000105] O modelo 43 é um membro cilíndrico com uma seção cruzada em forma de chapéu e é formado com uma porção de flange 43b sob uma porção máxima 43a em forma trapezoidal. As entradas 44 conectadas à porção de flange 43b do modelo 43, e um corredor 45 conectado à entrada 44, são formados na areia de fundição 42. O corredor 45 tem um corredor inferior 45a e um corredor vertical 45. O corredor inferior 45a conecta as entradas 44 sob o modelo 43. O corredor vertical 45b estende-se verticalmente para cima de uma das entradas 44 (na lateral direita na figura 15) e abre em uma superfície superior do molde 41. A abertura do corredor vertical 45b é fornecida como um jito 46.

[000106] Os espaços côncavos plurais 47 para descarregar o gás de combustão são formados e são confinados na areia de fundição 42. Estes espaços côncavos 47 estendem-se na direção vertical. Alguns dos espaços côncavos 47 estendem-se para cima da porção de flange 43b do modelo 43. O outro espaço oco 47 estende-se para cima da outra entrada 44 (no lado direito na figura 15) que não está conectada com o corredor vertical 45b. Cada dos espaços côncavos 47 tem uma extremidade superior que é posicionada para corresponder a uma superfície de extremidade superior da porção máxima 43a da porção superior do modelo 43. A extremidade superior de cada dos espaços côncavos 47 é disposta com um filtro 48 para descarregar apenas o gás de combustão gerado na fundação, através da areia de fundição 42 em uma atmosfera fora do molde 41.

[000107] O molde 41 é produzido como segue. Primeiro, a superfície do modelo 43 é revestida com uma lavagem de molde e é suficientemente secada. A lavagem de molde é primeiramente feita de grafite e é altamente resistente à queima. Por outro lado, o corredor 45, as entradas 44, e os espaços côncavos 47 são formados no frasco de molde por um método de montagem de tubo de papel, ou similares. Além disso, o modelo 43 é disposto para ser suportado em uma porção aproximadamente central no frasco de molde. Nesta condição, os filtros 48 são dispostos nos espaços côncavos 47.

[000108] Em seguida, a areia de fundição 42 é carregada no frasco de molde para encobrir o modelo 43, e o jito 46 é colocado.

[000109] A areia de fundição 42 é areia nova ou areia usada de uma selecionada do grupo consistindo em areia de sílica primeiramente feita de quartzo, areia de zircão, areia de cromita, areia de cerâmica sintética, ou similares. Um aglutinante e um endurecedor podem ser adicionados à areia de fundição 42 quando necessário.

[000110] O corredor 45, as entradas 44, e os espaços côncavos 47 são formados usando-se um produto comercialmente disponível com um diâmetro de 30 a 70 mm ou similares. Por exemplo, um Quaker Casting Runner Tube fabricado por Kao Co., Ltd.: EG runner CF-30S, CF-50S, CF-70S, que são primeiramente feitos de polpa reciclada, podem ser usados. Como o filtro 48, um material poroso ou similar é usado. O material poroso é feito misturando-se um aglutinante apropriado com areia correspondendo à areia de sílica n° 2 e formando- se a areia para ter uma espessura de aproximadamente 40 mm.

[000111] O modelo 43 é feito de espuma de resina sintética tal como espuma de poliestireno e é formado à mão. Como a lavagem de molde, por exemplo, Kao-Quaker PC260 fabricado por Kao Co., Ltd., é usado. A lavagem de molde é revestida na superfície do modelo para ter uma espessura de 1,5 a 3,5 mm e para ter permeabilidade de ar de aproximadamente 1 por 10 mm2.

[000112] Desse modo, o molde 41 é produzido. Neste molde 41, quando o metal fundido é despejado do jito 46, o metal fundido passa através do corredor 45 e as entradas 44 e alcança o modelo 43. Em seguida, o modelo 43 é dissolvido pelo metal fundido e é evaporado, por meio do qual o metal fundido no espaço em que o modelo 43 existiu. Isto é, o modelo 43 é substituído pelo metal fundido. Quando o modelo 43 é comburido por derramamento inicial do metal fundido, uma quantidade enorme de gás de combustão é gerada. O gás de combustão entra nos espaços côncavos 47 e passa através dos filtros 48 dispostos nas extremidades superiores dos espaços côncavos 47, e em seguida passa através da areia de fundição 42, desse modo sendo descarregado na atmosfera. Uma parte do gás de combustão passa através do revestimento da lavagem de molde formado na superfície do modelo 43 e em seguida passa através da areia de fundição 42 e é descarregado na atmosfera. As setas grandes dentro do molde 41 na figura 15 mostram o fluxo do gás de combustão que é descarregado para fora do molde 41 como descrito acima.

[000113] No molde 41, o gás de combustão é gerado por combustão e evaporação do modelo 43 e aumenta a pressão interna. O gás de combustão é levado para os espaços côncavos plurais 47 e passa através do filtro 48 ou passa através do revestimento da lavagem de molde e é descarregado na areia de fundição 42. Desse modo, a pressão interna é controlada para não exceder a pressão de entrada. A pressão de entrada depende da altura H da superfície de derramamento correspondendo à porção superior (a superfície de extremidade superior da porção máxima 43a) do modelo 43 ao jito 46. Por exemplo, quando a altura H e 700 mm, a pressão de entrada é 0,044 MPa.

[000114] A pressão interna é controlada ajustando-se a áreas seccionais de passagem de gás dos filtros 48 dispostos nas extremidades superiores dos espaços côncavos 47. Neste caso, a área seccional de passagem de gás do filtro 48 é selecionada para ser pelo menos (por exemplo, aproximadamente oito vezes) maior do que a seção cruzada do espaço oco 47 quando o espaço oco 47 é aberto para a atmosfera.

[000115] De acordo com a quarta modalidade, a extremidades superiores dos espaços côncavos 47 para descarregar o gás de combustão são fornecidos no molde 41 em porções correspondendo à extremidade superior da porção máxima 43a da porção superior do modelo 43. Consequentemente, mesmo quando a pressão de entrada não é aumentada por elevação do jito 46, o gás de combustão é suficientemente levado para os espaços côncavos 47. Consequentemente, a altura do jito 46 é tornada tão baixa quanto possível, e a fundição é realizada em pressão de entrada mínima. Como resultado, a altura da totalidade do molde e a quantidade da areia de fundição são aumentadas, por meio das quais o custo de produção é diminuído.

[000116] Visto que o gás de combustão é levado para os espaços côncavos 47 confinados no molde 41, o metal fundido não passa através dos filtros 48 e não é soprado para fora do molde 41. Consequentemente, a fundição é realizada seguramente. Os espaços côncavos 47 não têm aberturas na superfície superior do molde 41. Consequentemente, quando a fundição é realizada colocando-se um peso sobre a superfície superior do molde 41, o grau de liberdade da forma e o layout do peso são grandes.

[000117] Nesta modalidade, a extremidade superior do espaço oco é disposta para corresponder à porção superior do modelo. Entretanto, na presente invenção, a extremidade superior do espaço oco pode ser disposta para corresponder à porção superior do modelo ou para ser menor do que tal. Consequentemente, a posição da extremidade superior do espaço oco não é limitada à posição nesta modalidade. O exemplo prático relativo à fundição de quarta modalidade foi realizado usando-se um molde tendo a mesma estrutura que no molde mostrado na figura 15. Isto é, um modelo feito de espuma de poliestireno foi formado para ter uma superfície de fundo da porção de flange com um diâmetro de 1090 mm, uma superfície superior da porção máxima com um diâmetro de 760 mm, e uma espessura de parede de 150 mm, e um módulo (volume área de superfície) de 6. A superfície do modelo foi revestida com uma lavagem de molde (60 a 65 Baume) e foi secada. Em seguida, o molde foi construído, e a fundição foi realizada. Os espaços côncavos plurais foram formados no molde para se conectar com o modelo, e uma extremidade superior de cada dos espaços côncavos foi feita para corresponder à porção superior do modelo. A extremidade superior de cada dos espaços côncavos foi disposta com um filtro, e o total das áreas seccionais de passagem de gás dos filtros foi de 62.000 mm2.

[000118] O material de fundição foi FC300 (ferro de fusão de grafite em flocos), a temperatura do metal fundido em derramamento (temperatura de derramamento) foi de 1380°C, o tempo de derramamento foi de 37 segundos, e o peso de derramamento foi de 2,2 ton. O metal fundido não foi soprado durante a fundação, e uma fundição tendo uma boa qualidade foi obtida.

Claims

1. Processo de fundição de modelo (3, 23, 33, 43) evaporativo compreendendo: formar um molde (1, 21, 31, 41) encobrindo-se um modelo (3, 23, 33, 43) feito de espuma de resina em areia de fundição (2, 22, 32, 42); despejar metal fundido no molde (1,21,31,41); e evaporar o modelo (3, 23, 33, 43) com o metal fundido e, desse modo, fundindo um produto (210), caracterizado pelo fato de que o tempo de fundição durante a fundação é fixado de acordo com um módulo (volume modelo : área de superfície modelo) do modelo (3, 23, 33, 43), em que o volume modelo é equivalente ao volume do produto, e a área de superfície modelo é equivalente à área de superfície do produto, em que o tempo de fundição é calculado a partir da Primeira Fórmula a seguir, em que o volume modelo é equivalente ao volume do produto, e a área de superfície modelo é equivalente à área de superfície do produto: Primeira Fórmula t: tempo de fundição (s)

W: peso de derramamento (kg) A’: área de jito (cm2) p: densidade de metal fundido (g/cm3) a, b: constantes m: módulo (volume modelo + área de superfície modelo) g: aceleração da gravidade H’: altura de um jito a uma extremidade superior de um modelo (cm).

2. Processo de fundição de modelo (3, 23, 33, 43) evaporativo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda estimar a existência de defeitos de fundição baseados em uma diferença entre o tempo de fundição calculado a partir da Primeira Fórmula e o tempo de fundição durante a fundição prática.

3. Processo de fundição de modelo (3, 23, 33, 43) evaporativo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda realizar uma simulação de fundição com base no tempo de fundição calculado a partir da Primeira Fórmula.