JP2000158090A - 鋳型およびその造型方法 - Google Patents
鋳型およびその造型方法Info
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- JP2000158090A JP2000158090A JP10330830A JP33083098A JP2000158090A JP 2000158090 A JP2000158090 A JP 2000158090A JP 10330830 A JP10330830 A JP 10330830A JP 33083098 A JP33083098 A JP 33083098A JP 2000158090 A JP2000158090 A JP 2000158090A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】溶融金属の急速な冷却を保証する高い熱伝導度
を有し、しかも、良好に造型可能でかつ容易に再生可能
である鋳型材料から成る鋳型およびその造型方法を提供
する。 【解決手段】水を含む粘結剤を有する粒状の鋳型材料を
固化させて成る鋳型であって、鋳型材料は、粒径０．０
１〜２．０mmの金属製の粒状体に、粘結剤を１〜２０重
量％混合させたものであることを特徴とする。
を有し、しかも、良好に造型可能でかつ容易に再生可能
である鋳型材料から成る鋳型およびその造型方法を提供
する。 【解決手段】水を含む粘結剤を有する粒状の鋳型材料を
固化させて成る鋳型であって、鋳型材料は、粒径０．０
１〜２．０mmの金属製の粒状体に、粘結剤を１〜２０重
量％混合させたものであることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水を含む粘結剤を有す
る粒状の鋳型材料を固化させて成る鋳型およびその造型
方法に関する。
る粒状の鋳型材料を固化させて成る鋳型およびその造型
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、鋳型材料としては、流動性を有し
かつ機械的な圧縮手段により固化可能なものが使用され
ている。その際には、なによりもまず容易でかつ安価に
鋳型造型可能な鋳物砂が広範囲に用いられている。この
鋳物砂としては、一般的に、純粋なまたは混ぜ物をした
珪砂またはシリカ粉末に粘結剤を混合したものが使用さ
れている。そして、粘結剤としては例えば水を添加した
粘土がある。このような鋳型材料は、安価なだけでな
く、環境にも殆ど害を与えることもなく、しかもそのほ
かに使用に応じて簡単かつ容易に処理でき、その処理に
よって再使用もできる。
かつ機械的な圧縮手段により固化可能なものが使用され
ている。その際には、なによりもまず容易でかつ安価に
鋳型造型可能な鋳物砂が広範囲に用いられている。この
鋳物砂としては、一般的に、純粋なまたは混ぜ物をした
珪砂またはシリカ粉末に粘結剤を混合したものが使用さ
れている。そして、粘結剤としては例えば水を添加した
粘土がある。このような鋳型材料は、安価なだけでな
く、環境にも殆ど害を与えることもなく、しかもそのほ
かに使用に応じて簡単かつ容易に処理でき、その処理に
よって再使用もできる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の鋳物砂よる鋳型では、鋳物砂の熱伝導度が比較的悪
いため、鋳型に注入された溶融金属の冷却が必ずしも速
く進行せず、この結果、鋳物に十分な微粒子組織を生成
できない問題がある。この問題は、特に、体積の大きな
鋳物を鋳造する場合にみられる。従来は、溶融金属を速
く冷却するために金型を使用してきたが、この方法では
製造コストが高くなる弊害があった。
来の鋳物砂よる鋳型では、鋳物砂の熱伝導度が比較的悪
いため、鋳型に注入された溶融金属の冷却が必ずしも速
く進行せず、この結果、鋳物に十分な微粒子組織を生成
できない問題がある。この問題は、特に、体積の大きな
鋳物を鋳造する場合にみられる。従来は、溶融金属を速
く冷却するために金型を使用してきたが、この方法では
製造コストが高くなる弊害があった。
【０００４】そのため、そのような鋳物の鋳型造型に対
しては、ジルコン砂を混合した珪砂もしくはシリカ粉末
から製造した鋳物砂、またはジルコン砂だけから成るも
のに適切な化学粘結剤を添加して製造した鋳物砂を使用
することが、すでに試みられた。この鋳物砂で造型した
鋳型は、熱伝導度がいくらか改善されるが、熱強度も高
められる。したがって、この場合には比較的高温の溶融
金属も比較的問題なく鋳造可能である。しかし、これら
の化学粘結剤添加砂は、再生処理にコストがかかり、特
に再生するには複雑で高価な再生装置や再生方法を利用
しなければならない新たな問題も生じている。
しては、ジルコン砂を混合した珪砂もしくはシリカ粉末
から製造した鋳物砂、またはジルコン砂だけから成るも
のに適切な化学粘結剤を添加して製造した鋳物砂を使用
することが、すでに試みられた。この鋳物砂で造型した
鋳型は、熱伝導度がいくらか改善されるが、熱強度も高
められる。したがって、この場合には比較的高温の溶融
金属も比較的問題なく鋳造可能である。しかし、これら
の化学粘結剤添加砂は、再生処理にコストがかかり、特
に再生するには複雑で高価な再生装置や再生方法を利用
しなければならない新たな問題も生じている。
【０００５】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的は、溶融金属の急速な冷却を保証する高
い熱伝導度を有し、しかも、良好に造型可能でかつ容易
に再生可能である鋳型材料から成る鋳型およびその造型
方法を提供することにある。
ので、その目的は、溶融金属の急速な冷却を保証する高
い熱伝導度を有し、しかも、良好に造型可能でかつ容易
に再生可能である鋳型材料から成る鋳型およびその造型
方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１における鋳型は、水を含む粘結剤を有する
粒状の鋳型材料を固化させて成る鋳型であって、前記鋳
型材料は、粒径０．０１〜２．０mmの金属製の粒状体
に、粘結剤を１〜２０重量％混合させたものであること
を特徴とする。
めに請求項１における鋳型は、水を含む粘結剤を有する
粒状の鋳型材料を固化させて成る鋳型であって、前記鋳
型材料は、粒径０．０１〜２．０mmの金属製の粒状体
に、粘結剤を１〜２０重量％混合させたものであること
を特徴とする。
【０００７】請求項４における鋳型造型方法は、水を含
む粘結剤を有する粒状の鋳型材料を固化させて成る鋳型
を造型する方法であって、粒径０．０１〜２．０mmの金
属製の粒状体に粘結剤を１〜２０重量％混合し、この混
合物を圧縮し固化させることを特徴とする。
む粘結剤を有する粒状の鋳型材料を固化させて成る鋳型
を造型する方法であって、粒径０．０１〜２．０mmの金
属製の粒状体に粘結剤を１〜２０重量％混合し、この混
合物を圧縮し固化させることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】このように構成された鋳型におい
ては、鋳型材料として、粒径０．０１〜２．０mmの金属
製の粒状体を使用している。この金属製粒状体は、粘土
／水の混合体と好適に結合される。この場合、粘土／水
の混合体は、粘土および水のそれぞれが５重量％である
と好適であることがわかった。
ては、鋳型材料として、粒径０．０１〜２．０mmの金属
製の粒状体を使用している。この金属製粒状体は、粘土
／水の混合体と好適に結合される。この場合、粘土／水
の混合体は、粘土および水のそれぞれが５重量％である
と好適であることがわかった。
【０００９】このような鋳型材料は、流動性を保持して
いるので、鋳枠内へ流して入れることができ、しかも、
通常の方法で圧縮固化するもとができる。本発明の鋳型
は、エンジンブロックまたは類似部品類の鋳造に適して
いる。また、金属製粒状体がアルミニウムである場合
は、高い熱伝導度を有するだけでなく、比較的軽いの
で、鋳型それ自体を容易に取り扱うことができる。
いるので、鋳枠内へ流して入れることができ、しかも、
通常の方法で圧縮固化するもとができる。本発明の鋳型
は、エンジンブロックまたは類似部品類の鋳造に適して
いる。また、金属製粒状体がアルミニウムである場合
は、高い熱伝導度を有するだけでなく、比較的軽いの
で、鋳型それ自体を容易に取り扱うことができる。
【００１０】鋳型材料の熱伝導度は、一方では金属製粒
状体の選択により、他方ではシリカ粉末やジルコン砂な
どの添加により、広範囲で調整可能であるので、本発明
の鋳型に注入した溶融金属を所望の速度で冷却すること
ができる。したがって、本発明の鋳型の使用により、溶
融金属の冷却時間は金属製粒状体の調整および選択に応
じて２０〜４０％の低減が可能である。これによって、
従来の砂型に比べて微粒な鋳物組織を生成することがで
きる。
状体の選択により、他方ではシリカ粉末やジルコン砂な
どの添加により、広範囲で調整可能であるので、本発明
の鋳型に注入した溶融金属を所望の速度で冷却すること
ができる。したがって、本発明の鋳型の使用により、溶
融金属の冷却時間は金属製粒状体の調整および選択に応
じて２０〜４０％の低減が可能である。これによって、
従来の砂型に比べて微粒な鋳物組織を生成することがで
きる。
【００１１】図１は、鋳造における溶融金属（アルミニ
ウム合金）の時刻の経過に伴う温度変化を表している。
曲線１は、金型に注湯した場合を示している。曲線２お
よび３は、ジルコン砂または珪砂で成る鋳型に注湯した
場合を示し、曲線４は、粒径約０．３mmのアルミニウム
製粒状体で成る鋳型に注湯した場合を示している。図１
から明らかなのは、金型では溶融金属の冷却が、金型の
大きな熱容量に基づいて非常に急速に進行するというこ
とである。その際に、温度約４８０℃で終わる凝固過程
は１分以内に行われている。従来のジルコン砂型または
珪砂型での冷却挙動は、金型の場合よりもかなり長く継
続し、その時間は７分を超える。本発明のように粒径
０．３mmのアルミニウム製粒状体で成る鋳型において
は、５分未満で同じ冷却度に到達するので、ここでは実
質的に微粒子の組織が得られる。
ウム合金）の時刻の経過に伴う温度変化を表している。
曲線１は、金型に注湯した場合を示している。曲線２お
よび３は、ジルコン砂または珪砂で成る鋳型に注湯した
場合を示し、曲線４は、粒径約０．３mmのアルミニウム
製粒状体で成る鋳型に注湯した場合を示している。図１
から明らかなのは、金型では溶融金属の冷却が、金型の
大きな熱容量に基づいて非常に急速に進行するというこ
とである。その際に、温度約４８０℃で終わる凝固過程
は１分以内に行われている。従来のジルコン砂型または
珪砂型での冷却挙動は、金型の場合よりもかなり長く継
続し、その時間は７分を超える。本発明のように粒径
０．３mmのアルミニウム製粒状体で成る鋳型において
は、５分未満で同じ冷却度に到達するので、ここでは実
質的に微粒子の組織が得られる。
【００１２】鋳型造型のための鋳型材料の圧縮固化は、
鋳枠内の鋳型材料を、空気圧により、または機械的手
段、例えば油圧で作動されるラムにより圧縮するのが最
良である。特に良好な鋳型の造型は、鋳型材料を空気圧
によって予備圧縮し、続いて機械的手段で本圧縮するこ
とによって達成可能である。表面仕上げ品質の改善のた
めには、炭素を添加してもよい。また熱伝導度の調整の
ためには、金属酸化物、例えば酸化鉄を添加してもよ
い。
鋳枠内の鋳型材料を、空気圧により、または機械的手
段、例えば油圧で作動されるラムにより圧縮するのが最
良である。特に良好な鋳型の造型は、鋳型材料を空気圧
によって予備圧縮し、続いて機械的手段で本圧縮するこ
とによって達成可能である。表面仕上げ品質の改善のた
めには、炭素を添加してもよい。また熱伝導度の調整の
ためには、金属酸化物、例えば酸化鉄を添加してもよ
い。
【００１３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明
は、水を含む粘結剤を有する粒状の鋳型材料を固化させ
て成る鋳型であって、前記鋳型材料は、粒径０．０１〜
２．０mmの金属製の粒状体に粘結剤を１〜２０重量％混
合させたものであるから、その鋳型は溶融金属の急速な
冷却を保証する高い熱伝導度を有し、しかも、その鋳型
材料は良好に造型可能でかつ容易に再生可能であるなど
の優れた効果を奏する。
は、水を含む粘結剤を有する粒状の鋳型材料を固化させ
て成る鋳型であって、前記鋳型材料は、粒径０．０１〜
２．０mmの金属製の粒状体に粘結剤を１〜２０重量％混
合させたものであるから、その鋳型は溶融金属の急速な
冷却を保証する高い熱伝導度を有し、しかも、その鋳型
材料は良好に造型可能でかつ容易に再生可能であるなど
の優れた効果を奏する。
【図１】各種の材料で造型した鋳型に注湯したときの溶
融金属の時刻の経過に伴う温度変化を表すグラフであ
る。
融金属の時刻の経過に伴う温度変化を表すグラフであ
る。
Claims (12)
- 【請求項１】水を含む粘結剤を有する粒状の鋳型材料を
固化させて成る鋳型であって、前記鋳型材料は、粒径
０．０１〜２．０mmの金属製の粒状体に、粘結剤を１〜
２０重量％混合させたものであることを特徴とする鋳
型。 - 【請求項２】請求項１に記載の鋳型において、前記粒状
体は、アルミニウム、銅もしくは鉄、またはこれらの混
合体であることを特徴とする鋳型。 - 【請求項３】請求項１または２のいずれか１項に記載の
鋳型において、前記粒状体は、鉱物材料を７０重量％ま
で含有していることを特徴とする鋳型。 - 【請求項４】水を含む粘結剤を有する粒状の鋳型材料を
固化させて成る鋳型を造型する方法であって、粒径０．
０１〜２．０mmの金属製の粒状体に粘結剤を１〜２０重
量％混合し、この混合物を圧縮し固化されることを特徴
とする鋳型造型方法。 - 【請求項５】請求項４に記載の鋳型造型方法において、
前記金属製の粒状体として、銅、アルミニウムもしくは
鉄またはこれらの混合物を用いることを特徴とする請求
項４に記載の鋳型造型方法。 - 【請求項６】請求項４または５のいずれか１項に記載の
造型方法方法において、前記鋳型材料の７０重量％まで
を、鉱物材料によって代替することを特徴とする鋳型造
型方法。 - 【請求項７】請求項４に記載の鋳型造型方法において、
前記金属製の粒状体としてアルミニウム合金を用いたこ
とを特徴とする鋳型造型方法。 - 【請求項８】請求項４〜７のいずれか１項に記載の鋳型
造型方法において、前記粘結剤として、粘土および水の
それぞれを１０重量％混合し、好適には粘土および水の
それぞれを５重量％混合したことを特徴とする鋳型造型
方法。 - 【請求項９】請求項４〜８のいずれか１項に記載の鋳型
造型方法において、前記粘結剤としてデンプン微粉を用
いることを特徴とする鋳型造型方法。 - 【請求項１０】請求項４〜９のいずれか１項に記載の鋳
型造型方法において、前記鋳型材料を、鋳枠内で空気圧
により、または機械的手段により圧縮することを特徴と
する鋳型造型方法。 - 【請求項１１】請求項１０に記載の鋳型造型方法におい
て、前記鋳型材料を、空気圧によって予備圧縮し、その
後機械的手段により本圧縮することを特徴とする鋳型造
型方法。 - 【請求項１２】請求項４〜１１のいずれか１項に記載の
鋳型造型方法において、前記鋳型材料に、炭素および／
または酸化鉄を添加することを特徴とする鋳型造型方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10330830A JP2000158090A (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 鋳型およびその造型方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10330830A JP2000158090A (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 鋳型およびその造型方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000158090A true JP2000158090A (ja) | 2000-06-13 |
Family
ID=18237026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10330830A Pending JP2000158090A (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 鋳型およびその造型方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000158090A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100784319B1 (ko) | 2006-10-31 | 2007-12-13 | 문성훈 | 점결제 제조방법, 상기 제조방법에 의해 제조된 점결제 및이를 이용하여 제작된 주물사 |
| CN109622878A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-16 | 浙江佳力风能技术有限公司 | 提高铸型冷却速度的型砂及方法 |
-
1998
- 1998-11-20 JP JP10330830A patent/JP2000158090A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100784319B1 (ko) | 2006-10-31 | 2007-12-13 | 문성훈 | 점결제 제조방법, 상기 제조방법에 의해 제조된 점결제 및이를 이용하여 제작된 주물사 |
| CN109622878A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-16 | 浙江佳力风能技术有限公司 | 提高铸型冷却速度的型砂及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050114 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050513 |