JP2003001377A - 消失模型鋳造法 - Google Patents
消失模型鋳造法Info
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Abstract
た、鋳物欠陥の抑制効果にも優れた消失模型鋳造法を提
供する。 【解決手段】 鋳物砂内に、合成樹脂発泡体製模型を埋
設してなる鋳型に注湯し、注湯した該湯によって前記模
型を消失させながら製品を鋳造する際に、前記模型に貫
通孔が形成され、該模型の消失により発生した気体を、
排出気体浄化手段を備えた排出通路を介して、前記鋳型
の外部に放出させつつ鋳造を行う。
Description
関し、特に消失模型の消失により発生した気体を排出通
路を介して排出する際に、排出気体の浄化手段を通じて
鋳型外部に放出させつつ鋳造を行う消失模型鋳造法に関
する。
われ、合成樹脂発泡体にて製作した模型を鋳物砂に埋設
したまま鋳型として利用するプロセスである。このプロ
セスは鋳込まれた熔湯によって合成樹脂発泡体を熱分解
させるものであるが、すすを含む多量の熱分解ガスが発
生し、異臭の発生等、環境を悪化させるとともに、その
残渣により鋳物に鋳造欠陥が発生する欠点がある。
する技術に関しては、特開平1−215435号公報に
は燃焼ガスを鋳枠の下部より吸引し、また吸引と同一経
路により鋳枠内の砂中に空気を吹き込む方法が、また、
特開平4−344867号公報には燃焼ガスを吸引後、
燃焼させる方法が、また、特開平8−1685号公報に
は燃焼ガスを吸引後、浄化装置を通過させる方法が開示
されている。
うな方法では燃焼ガスの排出効率、スス、異臭等の除去
効率が悪く、また、鋳物欠陥発生を抑止するという面か
らも不十分であった。
合成樹脂発泡体製模型を埋設してなる鋳型に注湯し、注
湯した該湯によって前記模型を消失させながら製品を鋳
造する消失模型鋳造法であって、前記模型として貫通孔
が形成されたものを用い、該模型の消失により発生した
気体を、排出気体浄化手段を備えた排出通路、好ましく
は前記模型と連通する排出通路を介して、前記鋳型の外
部に放出させつつ鋳造を行う消失模型鋳造法に関する。
1に基づいて説明する。鋳型は、鋳枠4と鋳枠4の内部
の鋳物砂7と鋳物砂7に埋設された模型1等からなり、
模型1に連通した湯口5が左上方に設けられている。模
型1は、発泡ポリスチレンによって製品と同一形状に形
成されており、貫通孔2が設けられている。鋳物砂7
は、5.5号珪砂であり、粘結剤を適量含有させてあ
る。
性に優れた塗型剤3を塗布し、その後充分乾燥させる。
そして鋳枠4に湯道6を形成した後、模型1を固定し鋳
物砂7で埋設し、湯口5を設置する。その際、貫通孔2
の内部は空間にしておき、貫通孔2に連通する排出菅を
設け排出通路8とする。
置される。ここで、排出気体浄化手段とは、燃焼ガス成
分中の炭素を主成分とする微粒子(すす)の捕獲効率に
優れたものであり、一般的にはガスフィルタとして知ら
れているものが簡便且つ効率的であり好ましい。
調整する意味で、排出気体浄化手段9の前後に、吸気手
段、あるいは耐火物粒子及びその層、背圧弁等の排気抑
制手段を設けても良い。排気抑制は、排出通路8を細く
絞り込んだ形状にすることでも達成される。
溶融させて、鋳型内に溜まる。一方、熔湯の熱により溶
融、燃焼された模型1のガスの大部分が、貫通孔2を通
り、排出通路8から効率よく排出されるのが確認され
る。これらのガスは燃焼ガスフィルタにより浄化された
のち大気中に放出されることを特徴とする。また、排出
気体浄化手段9により、発生ガスを浄化して大気に放出
することで、すす並びに悪臭を抑制し環境保護を図るこ
とが可能となった。
ては、ガスフィルタや水槽等の燃焼ガス等の浄化手段と
して公知の材質、構造、形状のものが使用でき、好まし
くは、すすの捕獲あるいは分解効率に優れるガスフィル
タである。例えば、セラミックス、金属等の材質、好ま
しくはセラミックスからなる、フォーム型、メッシュ
型、リボン型、ハニカムウォールフロー型等の形状を有
するガスフィルタが挙げられる。
せることができる。発熱剤は、易酸化性物質と酸化剤と
を含有する固体部材からなるものが好ましい。このよう
な易酸化性物質と酸化剤とを担持させ、フィルタに発熱
効果を持たせることで、すすの熱分解を促進させること
もできる。易酸化性物質としては、金属、中でもアルミ
ニウム、マグネシウム、チタニア及びジルコニアから選
ばれる少なくとも一つが好ましく、より好ましくはアル
ミニウムである。また、酸化剤としては、金属酸化物及
び硝酸金属から選ばれる一種以上が好ましい。金属酸化
物としては、酸化鉄、酸化マンガンが、硝酸金属塩とし
ては硝酸ナトリウムが挙げられる。また、氷晶石、フッ
化カリウム、珪フッ化ナトリウム等のフッ素化合物等の
酸化促進剤を併用することもできる。この場合、易酸化
性物質(A)、酸化剤(B)及び酸化促進剤(C)の比
率は重量比で(A)/(B)/(C)=10〜95/5
〜90/0〜50が好ましく、より好ましくは40〜9
0/10〜40/1〜20である。
る方法としては、これらを含有する液状組成物を塗布し
乾燥する方法が挙げられる。発熱剤や酸化促進剤の担持
量はその種類や鋳造条件等によって適宜決めればよい。
し、ヒーター方式、バーナー方式、高温ガス方式、マイ
クロ波照射等によって、堆積したすす等を焼き清めるこ
とで、再生、再使用することも可能である。
等は、模型の形状や大きさにより決められる。排出通路
は、直径30cm以下、好ましくは1〜10cmの円筒
状の、好ましくはセラミック製の排気管により形成され
るのが好ましい。その本数については所望の通気度を確
保できるように適宜決定すればよいが、発泡体1千〜1
0万cm3、好ましくは1千〜1万cm3あたり、1本設
けるのが好ましく、燃焼ガスの排出効率、スス等の除去
効率の点から、少なくとも1つの排出通路は、模型に設
けた貫通孔と連通するのが特に好ましい。
用される。合成樹脂発泡体としては、ポリスチレン、ポ
リメタクリル酸メチル、又はこれらの共重合体等の発泡
体が用いられる。
が、これが燃焼ガスの排出効率、スス、異臭等の除去効
率を高める上で重要な役割を果たしている。模型に形成
させる貫通孔は、模型作成時に形成させてもよいし、模
型作製後、加熱した金属棒等により形成してもよい。貫
通孔の径、形成位置、数等は、模型の形状や大きさによ
り決められる。前述のように、模型の貫通孔の少なくと
も1つが排出通路を連通していることが好ましい。
る。本発明では塗型膜を通じてのガス排出の必要がない
ため、塗型剤としては、市販のもののほか、粒径10μ
m以下、好ましくは1〜10μmの細粒径の耐火性骨材
を含有するものを使用できる。また、2〜10mmとい
う厚膜の塗型層を形成して高強度の塗型膜とする場合に
は、大粒径(1mm以上)の耐火性粒子を用い、充填性
を向上させることもできる。塗型剤中の耐火性骨材とし
ては、例えば黒鉛、ジルコン、マグネシア、アルミナ、
シリカなどがある。また塗型剤の粘結剤として、水系で
はポリアクリル酸ナトリウム、澱粉、メチルセルロー
ス、ポリビニルアルコール、アルギン酸ナトリウム、ア
ラビアガム等の水溶性高分子や酢酸ビニル系等の各種の
樹脂エマルションを、またアルコール系ではアルコール
可溶もしくは分散する各種樹脂を添加するのが、塗膜強
度の点から好ましい。添加量は耐火性骨材100重量部
に対し、好ましくは0.5〜10重量部である。
成分とする珪砂の他、ジルコン砂、クロマイト砂、合成
セラミック砂等の新砂又は再生砂が使用される。鋳物砂
は粘結剤を添加せずに用いることもでき、その場合には
充填性は良好であるが、強度が必要な場合には、粘結剤
を添加し、硬化剤により硬化させるのが好ましい。
浄化手段により浄化されながら鋳型外部に徐放されるた
め、すす並びに悪臭を抑制し環境保護を図れるととも
に、鋳物の品質を向上させることができる。
ポリスチレン製)に、直径3mmの金属棒を加熱し、図
1のように貫通孔2を形成させた。貫通孔2の直径は約
4mmであった。
有するフィルタを作製するため、まず最初にセラミック
繊維、セラミック原料を含むシートを作製する。得られ
たシートから、段ボール製造と同様な方法で波状シート
と平板状シートを接着してなるコルゲートシートを作製
し、次にこれを芯の周囲に接着しつつ巻き付けて成型す
る。さらに、ハニカム構造体のセル端部を交互に閉塞す
るため、シート成分を注入し、乾燥後、1100℃〜1
400℃で焼成させて、燃焼ガスフィルタを得る。こう
して作製された燃焼ガスフィルタ9を、内径4cmの円
筒形の陶菅(長さ10cm)からなる排出通路8に、図
1のように設置した。
mの耐火物骨材を含有する塗型剤3を塗布し乾燥後、該
模型の貫通孔が排出通路8と連通するよう、図1のよう
にセットして造型を行った。鋳鉄の材質はFC−25
0、鋳込み温度は1400℃であった。鋳込み時の状況
及び得られた鋳物の品質(鋳肌の状態)を評価した。
たメタリックフィルタを使用する以外は、実施例1と同
様に鋳込みを行い、同様の評価を行った。結果を表1に
示す。
として硝酸ナトリウム10重量部、酸化促進剤として氷
晶石5重量部を、ヒドキシプロピルセルロースのメタノ
ール溶液(濃度5重量%)で2倍に希釈した液状組成物
を発熱剤として、実施例1のフィルタに塗布乾燥した。
それ以外は実施例1と同様に鋳込みを行い、同様の評価
を行った。結果を表1に示す。
を設けない以外は同様に鋳込みを行い、同様の評価を行
った。結果を表1に示す。
は同様に鋳込みを行い、同様の評価を行った。結果を表
1に示す。
Claims (4)
- 【請求項1】 鋳物砂内に、合成樹脂発泡体製模型を埋
設してなる鋳型に注湯し、注湯した該湯によって前記模
型を消失させながら製品を鋳造する消失模型鋳造法であ
って、前記模型として貫通孔が形成されたものを用い、
該模型の消失により発生した気体を、排出気体浄化手段
を備えた排出通路を介して、前記鋳型の外部に放出させ
つつ鋳造を行う消失模型鋳造法。 - 【請求項2】 模型の貫通孔と排出通路が連通している
請求項1記載の消失模型鋳造法。 - 【請求項3】 排出気体浄化手段が、セラミックフィル
タ及び/又はメタリックフィルタである請求項1又は2
記載の消失模型鋳造法。 - 【請求項4】 排出気体浄化手段が、発熱剤を担持する
請求項1〜3の何れか1項記載の消失模型鋳造法。
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- 2001-06-22 JP JP2001190157A patent/JP4514995B2/ja not_active Expired - Fee Related
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