JP2006192442A - Casting mold for full mold casting - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フルモールド鋳造の技術に関する。 The present invention relates to a technique for full mold casting.
フルモールド鋳造法は、一般に、樹脂発泡体等よりなる消失模型を鋳型の中に埋設した状態で、溶湯を鋳型に注湯し、溶湯の高熱にて消失模型が気化消失することにより生じた空隙に溶湯を充填して、鋳造品を成形する鋳造法である。フルモールド鋳造法は、一般に、金型の鋳造等に利用される。 The full mold casting method is generally a void formed by pouring molten metal into the mold with the disappearance model made of resin foam or the like embedded in the mold, and the disappearance model vaporizing and disappearing due to the high heat of the melt. This is a casting method in which molten metal is filled in and a cast product is formed. The full mold casting method is generally used for casting a mold.
消失模型は、発泡ポリスチレン(EPS)樹脂、ポリメチルメタクリレート(PMMA)樹脂、ポリエチレン(PE)樹脂等の消失性物質から成る発泡体である。
消失模型の素材として一般に用いられるEPS樹脂は、その分子構造中にベンゼン環が含まれており、EPS樹脂製の消失模型を採用すれば鋳造時にこれが燃え滓となって鋳造品の表面に残留する。
この鋳造品の表面欠陥は、表面からの深さが、機械加工により削られる取り代の厚みを超えているものがあり、製品に鋳造時の表面欠陥が残渣となって表れることがあった。この不具合を解消するために、表面欠陥が発生している部分に溶接にて肉盛りし、再度機械加工を施して表面処理をしていた。
The disappearance model is a foam made of a disappearing material such as expanded polystyrene (EPS) resin, polymethyl methacrylate (PMMA) resin, polyethylene (PE) resin, or the like.
The EPS resin generally used as the material of the disappearance model contains a benzene ring in its molecular structure, and if an disappearance model made of EPS resin is adopted, this becomes a burnt residue during casting and remains on the surface of the cast product. .
As for the surface defect of this cast product, the depth from the surface exceeds the thickness of the machining allowance cut by machining, and the surface defect at the time of casting may appear as a residue in the product. In order to solve this problem, a portion where a surface defect has occurred is piled up by welding, and is subjected to surface treatment by machining again.
一方、PMMA樹脂は分子構造中に酸素があるために、PMMA樹脂製の消失模型を採用すれば燃焼性に優れ燃え滓が少ないが、消失模型が消失する際に大量のガスが発生する。
消失模型の気化により発生したガスは、溶湯に巻き込まれたり鋳型内に残留したりして、鋳造品に鋳造巣や、表面肌荒れ、湯皺等の欠陥を発生させる原因となる。
On the other hand, since the PMMA resin has oxygen in the molecular structure, if the disappearance model made of PMMA resin is adopted, it has excellent flammability and little burnt, but a large amount of gas is generated when the disappearance model disappears.
The gas generated by the vaporization of the disappearing model is caught in the molten metal or remains in the mold, causing defects such as a casting nest, rough surface, and molten metal in the casting.
そこで、従来、フルモールド鋳造法に供する鋳型において、ガス抜きの構造が提案されている。
例えば、特許文献1に記載の技術では、消失模型に鋳型の排気口と通ずる通気孔を設けることにより、発生したガスを速やかに鋳型内部に分散させ、また排気口へ導いて、鋳型より排出できるようにしている。
また、例えば、特許文献2に記載の技術では、消失模型より発生するガスを、鋳型の外部へ排出量を抑制しつつ排出することで、鋳型内における溶湯の乱れを制御して、ガスの排出と溶湯への気泡の巻き込みを防止している。
For example, in the technique described in Patent Document 1, by providing a vent hole that communicates with the exhaust port of the mold in the disappearance model, the generated gas can be quickly dispersed inside the mold and guided to the exhaust port to be discharged from the mold. I am doing so.
Further, for example, in the technique described in Patent Document 2, the gas generated from the disappearance model is discharged to the outside of the mold while suppressing the discharge amount, thereby controlling the turbulence of the molten metal in the mold and discharging the gas. Prevents entrainment of bubbles in the molten metal.
上記従来技術に鑑み、本発明ではフルモールド鋳造に供する鋳型であって、簡易な構造にて鋳造品の表面欠陥の抑制効果を発揮できるものを提案する。また、現存する従来の鋳型を利用して、鋳造品の品質の向上を図ることのできる、鋳型の構造を提案する。 In view of the above prior art, the present invention proposes a mold for full mold casting, which can exhibit the effect of suppressing surface defects of a cast product with a simple structure. In addition, the present invention proposes a mold structure that can improve the quality of a cast product by using an existing conventional mold.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1においては、鋳砂内に消失模型を埋設して成る鋳型に、溶湯を注湯し、溶湯にて前記消失模型を気化消失させながら製品を鋳造するフルモールド鋳造に供される鋳型において、消失鋳型をその長尺方向が略垂直方向となるように配置し、消失模型の上部と鋳型外部とを連通させる排気管を設け、消失模型と鋳型外部とを連通させる排気孔を鋳砂に形成することを特徴とするものである。 That is, in claim 1, the molten metal is poured into a mold in which the disappearance model is embedded in the casting sand, and the product is cast while the molten model is vaporized and disappeared by the molten metal. In the mold, the vanishing mold is arranged so that its longitudinal direction is substantially vertical, an exhaust pipe is provided to communicate the upper part of the vanishing model and the outside of the mold, and an exhaust hole is formed to communicate the vanishing model and the outside of the mold. It is characterized by being formed in sand.
請求項2においては、前記消失模型をアクリル樹脂にて構成するものである。 According to a second aspect of the present invention, the disappearance model is made of an acrylic resin.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項1においては、簡易な構造にて排気管以外での排気を推進し、気泡の混入や残留等に起因する鋳造品の表面欠陥を抑制できる。また、従来のフルモールド鋳造に使用されている鋳型をそのまま転用することができるので、設備にコストを掛けることなく、鋳造品の品質の向上を図ることができる。 According to the first aspect of the present invention, exhaust gas other than the exhaust pipe can be promoted with a simple structure, and the surface defects of the cast product due to the mixing or remaining of bubbles can be suppressed. In addition, since the mold used in conventional full mold casting can be used as it is, the quality of the cast product can be improved without costing the equipment.
請求項2においては、比較的燃え滓の少ない材料にて消失鋳型を構成することにより、燃え滓の残留に起因する鋳造品の表面欠陥を抑制できる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to suppress the surface defects of the cast product caused by the residue of the burning soot by configuring the disappearing mold with the material having relatively little burning soot.
次に、発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の実施例に係るフルモールド鋳造用鋳型の全体的な構成を示した断面図、図2はフルモールド鋳造用鋳型の別形態を示した断面図である。
Next, embodiments of the invention will be described.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration of a full mold casting mold according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of the full mold casting mold.
まず、本発明の実施例に係るフルモールド鋳造用鋳型10について説明する。
鋳型10は、鋳枠11と、鋳枠11の内部の鋳砂12と、鋳砂12に埋設された消失模型13、湯道15、排気管16、排気孔17等から成る。
First, a full
The
消失模型13は、発生したガスの効率的な排気を図るため、その長尺方向が略垂直方向となるように設置される。すなわち、鋳型10のうち鋳造品の成形部が縦長とされる。これにより、鋳造品の成形部の上下でより大きな圧力差が生じ、鋳型10内部で派生した気体を上方に集め、気体をより排出し易い環境の形成が図られる。
In order to efficiently exhaust the generated gas, the
消失模型13は、湯道15を通じて湯口14と連通される。
また、消失模型13と鋳型10の外部とを連通する排気管16が設けられる。
排気管16は、消失模型13の上部と、鋳型10の外部とを繋ぐ排気路であり、鋳型10内の気体を鋳型10の外部へ排出するためのものである。排気管16にて形成された排気路を通じて消失模型13の気化により生じたガスや、燃え滓等が鋳型10の外へ排出される。
なお、上記排気管16は、セラミックス製や金属製の筒状体にて構成され、燃え滓の排出路としても機能するため、燃え滓が通過可能な径のものとされる。
The vanishing
In addition, an
The
The
さらに、消失模型13と鋳型10の外部とを連通する排気孔17が設けられる。排気孔17は、鋳砂12に直接、径が2〜3cm程度の小径の孔が穿設されて形成される。
排気孔17は、消失模型13と、鋳型10の外部とを繋ぐ排気路であり、排気孔17にて形成された排気路を通じて消失模型13の気化により生じたガスが鋳型10の外へ排出される。排気孔17は、上記排気管16以外での排気を推進するために設けられたものであり、消失模型13より発生したガスが、該消失模型13の上部まで上昇する前に、排気孔17から模型10より排出されることとなる。
なお、本実施例では排気孔17は上記排気管16の下方に設けているが、上方にも設けることもできる。さらに、消失模型13の規模や形状等に応じて、排気孔17の数や位置を適宜変更することが好ましい。
Further, an
The
In this embodiment, the
上記排気孔17は、鋳砂12に穿設されるため、鋳型10の構成部材を増加させることなく、また、簡易な構成であるという、利点がある。但し、排気孔17の代わりに、又は、排気孔17に加え、図2に示す如く、鋳砂12に筒状体17aを埋設して、鋳型10の外部と消失模型13とを連通させる排気路を形成することもできる。
Since the
なお、排気管16、排気孔17は、鋳型10の外部ではなく、減圧装置(図示せず)に接続して、鋳型10内部の気体を強制的に排気させることもできる。
The
上記消失模型13は、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル樹脂製発泡体にて構成されており、鋳造品と略同一形状に形成される。消失模型13の材料として、PMMA樹脂等のアクリル樹脂を採用することで、鋳造品への燃え滓の残留の防止が図られる。これは、アクリル樹脂は、その分子構造中に酸素原子を含んでおり、燃焼性に優れているためである。
このように、消失模型13の材料としては、アクリル樹脂等の燃焼性に優れた樹脂を用いることが好ましいが、これに限定されず、ポリスチレン(PS)樹脂、ポリエチレン(PE)樹脂等の、消失性物質を採用することができる。
また、燃焼性に優れたアクリル樹脂等にて消失模型13を構成した場合、多くの燃焼ガスが発生することとなるが、発生した燃焼ガスは、前述の排気管16や排気孔17を通じて効率的に外部に排出することが可能である。
なお、前記アクリル樹脂にて消失模型13を構成する場合、より高発泡倍率のアクリル樹脂製とすることが、燃焼ガスの発生を抑制することができるので、望ましい。
The
Thus, as the material of the
Further, when the
In addition, when the
上記構成の鋳型10を用いた鋳造工程は以下の通りである。
まず、消失模型13の表面に耐火性に優れた塗型剤を塗布し、乾燥させる。なお、排気管16には、気体の流通を妨げることのないように、塗布剤を塗布しない。
続いて、鋳枠11に湯道15を形成したのち、消失模型13を固定し、鋳砂12で消失模型13を埋設する。そして、鋳砂12に排気管16を埋設するとともに排気孔17を形成し、湯道15に湯口14を設置する。
The casting process using the
First, a coating agent having excellent fire resistance is applied to the surface of the
Subsequently, after the
上述の如く鋳造の準備が整えられた鋳型10に、湯口14から溶湯が注湯される。溶湯は、湯道15を通じて消失模型13に至り、消失模型13を溶融させて鋳型10内に溜まる。このとき、溶湯によって溶融・燃焼された消失模型13の気体が、排気管16と排気孔17から排出される。
消失模型13が全て気化して溶湯が鋳型10に充填され、溶湯が冷却固化されて鋳造品となったのち、鋳型10から鋳造品が取り出される。
The molten metal is poured from the
After all the
上述の如く、消失模型13を燃え滓の比較的少ない素材で構成し、さらに、消失模型13より発生したガスを効果的に鋳型10外に排出することで、鋳造品の表面欠陥の発生が抑制される。
表面欠陥が抑制されることで、従来行われていた、表面欠陥部への肉盛りと肉盛り後の機械加工が不要となる。従って、鋳造品の製造に係る時間とコストを削減することができる。
また、表面欠陥が抑制されることで、鋳造後に機械加工にて削り取る部分を削減することができるので、鋳物材料に係るコストを削減でき、環境保全にも寄与することができる。
また、上記構成の鋳型10は、従来のフルモールド鋳造に使用されている鋳型をそのまま転用することができる。従って、設備にコストを掛けることなく、鋳造品の品質の向上を図ることができる。
As described above, the
By suppressing the surface defects, it is not necessary to build up the surface defect portions and machining after the build-up, which has been conventionally performed. Therefore, it is possible to reduce the time and cost related to the production of the cast product.
In addition, since surface defects can be suppressed, the portion to be scraped off by machining after casting can be reduced, so that the cost related to the casting material can be reduced and it can contribute to environmental conservation.
Moreover, the casting_mold |
10 鋳型
11 鋳枠
12 鋳砂
13 消失模型
14 湯口
15 湯道
16 排気管
17 排気孔
DESCRIPTION OF
Claims (2)
消失鋳型をその長尺方向が略垂直方向となるように配置し、
消失模型の上部と鋳型外部とを連通させる排気管を設け、
消失模型と鋳型外部とを連通させる排気孔を鋳砂に形成することを
特徴とするフルモールド鋳造用鋳型。 In a mold that is used for full mold casting, in which molten metal is poured into a mold formed by burying a disappearance model in casting sand, and the product is cast while vaporizing and disappearing the disappearance model with the molten metal,
Arrange the disappearance mold so that its longitudinal direction is substantially vertical,
An exhaust pipe that connects the upper part of the disappearance model and the outside of the mold is provided.
A full mold casting mold characterized in that an exhaust hole is formed in the sand for communicating the disappearance model with the outside of the mold.
請求項1に記載のフルモールド鋳造用鋳型。 The disappearance model is made of acrylic resin.
The mold for full mold casting according to claim 1.
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---|---|---|---|---|
JP2009190086A (en) * | 2008-02-18 | 2009-08-27 | Kunikatsu Nakamoto | Process for casting steel grade which cannot be cast by evaporative pattern depressurization casting process with use of same process |
JP2013121601A (en) * | 2011-12-09 | 2013-06-20 | Hiroshima Prefecture | Mold and method of manufacturing cast steel |
CN106955972A (en) * | 2017-05-17 | 2017-07-18 | 东风精密铸造安徽有限公司 | A kind of investment-casting layer-stepping is vented casting technique |
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