JP2763970B2 - セラミックシェル鋳型の製造方法 - Google Patents
セラミックシェル鋳型の製造方法Info
- Publication number
- JP2763970B2 JP2763970B2 JP10443491A JP10443491A JP2763970B2 JP 2763970 B2 JP2763970 B2 JP 2763970B2 JP 10443491 A JP10443491 A JP 10443491A JP 10443491 A JP10443491 A JP 10443491A JP 2763970 B2 JP2763970 B2 JP 2763970B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- coat layer
- ceramic shell
- calcium carbonate
- slurry
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、精密鋳造法であるロ
ストワックス法において使用されるセラミックシェル鋳
型を製造する方法に関し、詳しくは、溶湯に接する緻密
なフェースコート層と良好な通気性を備えたバックアッ
プコート層が得られるようにすることにより、鋳肌荒れ
がなく湯回り不良による外観欠陥のない良好な鋳造品が
得られるセラミックシェル鋳型を製造する方法に関する
ものである。
ストワックス法において使用されるセラミックシェル鋳
型を製造する方法に関し、詳しくは、溶湯に接する緻密
なフェースコート層と良好な通気性を備えたバックアッ
プコート層が得られるようにすることにより、鋳肌荒れ
がなく湯回り不良による外観欠陥のない良好な鋳造品が
得られるセラミックシェル鋳型を製造する方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
電気機器、自動車、航空機などの産業分野では、２次加
工費の低減を目的として、セラミックシェル鋳型を用い
たロストワックス法による精密鋳造品が幅広く採用され
るようになっている。これにともなって、精密鋳造品に
対するその薄肉化、複雑化、さらに大型化が要請されて
おり、特に、マグネシウム合金、アルミニウム合金など
の軽合金からなる鋳造品においてその傾向が著しくなっ
ている。
電気機器、自動車、航空機などの産業分野では、２次加
工費の低減を目的として、セラミックシェル鋳型を用い
たロストワックス法による精密鋳造品が幅広く採用され
るようになっている。これにともなって、精密鋳造品に
対するその薄肉化、複雑化、さらに大型化が要請されて
おり、特に、マグネシウム合金、アルミニウム合金など
の軽合金からなる鋳造品においてその傾向が著しくなっ
ている。
【０００３】一般に、セラミックシェル鋳型を用いたロ
ストワックス法により薄肉の鋳造品を欠陥なく得ること
はなかなか困難である。これは、周知のように、セラミ
ックシェル鋳型は、通常の砂型と異なり、バインダ（粘
結剤）とフィラ材（耐火物粉末）とを混ぜたスラリー
（泥状物）をロウ（蝋）等の材料で作製された消失性模
型の周囲に数回にわたって被覆して形成される緻密なシ
ェル層によって造型されたものであることから、鋳型の
通気性が極めて悪いため、薄肉部における湯回り不良に
よる外観欠陥が生じ易いためである。
ストワックス法により薄肉の鋳造品を欠陥なく得ること
はなかなか困難である。これは、周知のように、セラミ
ックシェル鋳型は、通常の砂型と異なり、バインダ（粘
結剤）とフィラ材（耐火物粉末）とを混ぜたスラリー
（泥状物）をロウ（蝋）等の材料で作製された消失性模
型の周囲に数回にわたって被覆して形成される緻密なシ
ェル層によって造型されたものであることから、鋳型の
通気性が極めて悪いため、薄肉部における湯回り不良に
よる外観欠陥が生じ易いためである。
【０００４】そのため、従来、セラミックシェル鋳型を
用いて薄肉の鋳物品を鋳造する際には、湯回り不良の発
生を防止する目的で、鋳型を加熱して鋳込み時の鋳型温
度を高めて鋳込みを行うことが一般的である。しかしな
がら、鋳型温度を高める方法により湯回り不良を防ぐこ
とには限界があり、また、湯回り不良を防ぐための鋳型
温度を高くしすぎると、溶湯の凝固が遅れて内部欠陥が
発生したり、鋳造品の機械的性質が低下したりするとい
う新たな問題が生じている。
用いて薄肉の鋳物品を鋳造する際には、湯回り不良の発
生を防止する目的で、鋳型を加熱して鋳込み時の鋳型温
度を高めて鋳込みを行うことが一般的である。しかしな
がら、鋳型温度を高める方法により湯回り不良を防ぐこ
とには限界があり、また、湯回り不良を防ぐための鋳型
温度を高くしすぎると、溶湯の凝固が遅れて内部欠陥が
発生したり、鋳造品の機械的性質が低下したりするとい
う新たな問題が生じている。
【０００５】そこで、本発明者らは、通気性の良好なセ
ラミックシェル鋳型を製造するためにシェル層に通気性
機能を付与する手段を開発する過程において、従来、型
ばらし時における崩壊性の良好なセラミックシェル鋳型
を得ることを目的として、炭酸カルシウム源としての貝
化石粉末が用いられていることに着目した。
ラミックシェル鋳型を製造するためにシェル層に通気性
機能を付与する手段を開発する過程において、従来、型
ばらし時における崩壊性の良好なセラミックシェル鋳型
を得ることを目的として、炭酸カルシウム源としての貝
化石粉末が用いられていることに着目した。
【０００６】貝化石は、約２８０〜８０万年前に形成さ
れ堆積物がその後の地殻の変動によって隆起して地上に
現れたものであって、有孔虫などの古生物遺骸をともな
った貝類に砂、粘土などが混合したものである。この貝
化石粉末は、主成分である炭酸カルシウムを約10〜90重
量％、その他の成分として、二酸化ケイ素（SiO2）、ア
ルミナ（Al2O3 ）、酸化鉄（Fe2O3 ）などを含むもので
ある。
れ堆積物がその後の地殻の変動によって隆起して地上に
現れたものであって、有孔虫などの古生物遺骸をともな
った貝類に砂、粘土などが混合したものである。この貝
化石粉末は、主成分である炭酸カルシウムを約10〜90重
量％、その他の成分として、二酸化ケイ素（SiO2）、ア
ルミナ（Al2O3 ）、酸化鉄（Fe2O3 ）などを含むもので
ある。
【０００７】炭酸カルシウムをセラミックシェル鋳型の
鋳型材料に使用した場合、鋳型材料中の炭酸カルシウム
は、加熱されることによって、CaCO3 →CaO ＋CO2 ↑と
熱分解反応を起こし、炭酸ガスを放出して酸化カルシウ
ムに変化する。そして、大気中の水分などにより酸化カ
ルシウムが、CaO ＋H2O →Ca(OH)2 と水酸化カルシウム
に変化することにより、セラミックシェル鋳型の崩壊性
が向上することが、従来より知られている（特公昭49−
2655号公報など）。この場合、炭酸カルシウムそれ自体
は難水溶性であるためスラリーの作製が容易でないが、
貝化石粉末は、水にたやすく溶け、作製したスラリーの
管理も容易であるという利点がある。
鋳型材料に使用した場合、鋳型材料中の炭酸カルシウム
は、加熱されることによって、CaCO3 →CaO ＋CO2 ↑と
熱分解反応を起こし、炭酸ガスを放出して酸化カルシウ
ムに変化する。そして、大気中の水分などにより酸化カ
ルシウムが、CaO ＋H2O →Ca(OH)2 と水酸化カルシウム
に変化することにより、セラミックシェル鋳型の崩壊性
が向上することが、従来より知られている（特公昭49−
2655号公報など）。この場合、炭酸カルシウムそれ自体
は難水溶性であるためスラリーの作製が容易でないが、
貝化石粉末は、水にたやすく溶け、作製したスラリーの
管理も容易であるという利点がある。
【０００８】本発明者らは、所定重量％の炭酸カルシウ
ムを含有するように貝化石粉末を配合したフィラ材を用
いたスラリーを使用してシェル層を形成した後、消失性
模型を除去して得られた殻状の鋳型を焼成し、そのシェ
ル層のＳＥＭ観察やミクロ断面観察などを行った。その
結果、シェル層に多数の微細なヘア・クラック（微細な
亀裂）が発生していることを見出し、このことにより、
セラミックシェル鋳型の通気性が大幅に向上するという
知見を得た。
ムを含有するように貝化石粉末を配合したフィラ材を用
いたスラリーを使用してシェル層を形成した後、消失性
模型を除去して得られた殻状の鋳型を焼成し、そのシェ
ル層のＳＥＭ観察やミクロ断面観察などを行った。その
結果、シェル層に多数の微細なヘア・クラック（微細な
亀裂）が発生していることを見出し、このことにより、
セラミックシェル鋳型の通気性が大幅に向上するという
知見を得た。
【０００９】そこで、通気性の良好なセラミックシェル
鋳型を得る目的でもってさらに実験を重ねた結果、貝化
石粉末がフィラ材中に所定重量％の炭酸カルシウムを含
有するように配合されたフィラ材を有するスラリーを用
いてシェル層を形成するようにしたものにおいても、以
下に述べるような問題点を解消する必要があることがわ
かった。
鋳型を得る目的でもってさらに実験を重ねた結果、貝化
石粉末がフィラ材中に所定重量％の炭酸カルシウムを含
有するように配合されたフィラ材を有するスラリーを用
いてシェル層を形成するようにしたものにおいても、以
下に述べるような問題点を解消する必要があることがわ
かった。
【００１０】すなわち、消失性模型の形状を忠実に再現
するための溶湯に接するシェル層であるフェースコート
層が貝化石粉末を含むスラリー（以下、貝化石スラリー
という。）を用いて形成されている場合には、焼成によ
って炭酸ガスが放出されることから、フェースコート層
表面（溶湯接触面）がポーラスとなり、鋳造品の鋳肌が
荒れること、また、大気中の水分などにより自己崩壊し
易いので保管のために鋳型を長時間放置することができ
ないこと、マグネシウム合金鋳物の鋳造時に必要な水溶
性防燃剤による防燃処理を施すことができないこと、な
どの点である。特に、良好な鋳肌の確保は精密鋳造にお
ける必須の要件とされている。
するための溶湯に接するシェル層であるフェースコート
層が貝化石粉末を含むスラリー（以下、貝化石スラリー
という。）を用いて形成されている場合には、焼成によ
って炭酸ガスが放出されることから、フェースコート層
表面（溶湯接触面）がポーラスとなり、鋳造品の鋳肌が
荒れること、また、大気中の水分などにより自己崩壊し
易いので保管のために鋳型を長時間放置することができ
ないこと、マグネシウム合金鋳物の鋳造時に必要な水溶
性防燃剤による防燃処理を施すことができないこと、な
どの点である。特に、良好な鋳肌の確保は精密鋳造にお
ける必須の要件とされている。
【００１１】また、シェル層の最外層である最外表面コ
ート層が貝化石スラリーを用いて形成されている場合に
は、大気中の水分等により自己崩壊し易いので保管のた
めに鋳型を長時間放置することができないこと、貝化石
スラリーによって形成されたシェル層が焼成時の熱膨張
によって型くずれしやすいこと、などの点である。
ート層が貝化石スラリーを用いて形成されている場合に
は、大気中の水分等により自己崩壊し易いので保管のた
めに鋳型を長時間放置することができないこと、貝化石
スラリーによって形成されたシェル層が焼成時の熱膨張
によって型くずれしやすいこと、などの点である。
【００１２】一方、特開平 1−40135 号公報には、炭酸
カルシウム源としての貝化石粉末を鋳型材料に使用して
崩壊性の良好なセラミックシェル鋳型を製造する方法が
示されている。この従来技術は、貝化石粉末、もしくは
貝化石粉末７重量％以上に珪砂・シャモット・溶融シリ
カ・ジルコン等の耐火物粉末を添加・配合したフィラ材
にバインダを混合してスラリーを作製し、このスラリー
を用いて通常のセラミックシェルモールドのプロセスに
より消失性模型の周囲にシェル層を被覆形成した後、消
失性模型を除去して得られた殻状の鋳型を７６０℃以上
の温度で焼成することにより、セラミックシェル鋳型を
製造するようにしたものである。しかしながら、この従
来技術は、通気性の良好なセラミックシェル鋳型を製造
することは考慮されておらず、しかも、上記のような問
題点を解決する手段が講じられていない。
カルシウム源としての貝化石粉末を鋳型材料に使用して
崩壊性の良好なセラミックシェル鋳型を製造する方法が
示されている。この従来技術は、貝化石粉末、もしくは
貝化石粉末７重量％以上に珪砂・シャモット・溶融シリ
カ・ジルコン等の耐火物粉末を添加・配合したフィラ材
にバインダを混合してスラリーを作製し、このスラリー
を用いて通常のセラミックシェルモールドのプロセスに
より消失性模型の周囲にシェル層を被覆形成した後、消
失性模型を除去して得られた殻状の鋳型を７６０℃以上
の温度で焼成することにより、セラミックシェル鋳型を
製造するようにしたものである。しかしながら、この従
来技術は、通気性の良好なセラミックシェル鋳型を製造
することは考慮されておらず、しかも、上記のような問
題点を解決する手段が講じられていない。
【００１３】この発明は、上記のようなことから考え出
されたものであって、鋳肌荒れがなく、通気性の悪さに
起因する湯回り不良による外観欠陥のない良好な鋳造品
が得られるセラミックシェル鋳型の製造方法の提供をそ
の目的とする。
されたものであって、鋳肌荒れがなく、通気性の悪さに
起因する湯回り不良による外観欠陥のない良好な鋳造品
が得られるセラミックシェル鋳型の製造方法の提供をそ
の目的とする。
【００１４】
【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、この発明によるセラミックシェル鋳型の製造方法
は、セラミックシェル鋳型を製造する方法において、消
失性模型の表面に非炭酸カルシウム系フィラ材を有する
スラリーを用いてフェースコート層を形成した後、この
フェースコート層上に、６０〜７５重量％の炭酸カルシ
ウムを含有するように炭酸カルシウム源としての貝化石
粉末が配合されたフィラ材を有するスラリーを用いてバ
ックアップコート層を形成し、さらに、このバックアッ
プコート層上に非炭酸カルシウム系フィラ材を有するス
ラリーを用いて最外表面コート層を形成し、しかる後、
前記消失性模型を除去して得られた殻状の鋳型を７５０
〜９００℃の温度で焼成することを特徴とするものであ
る。
めに、この発明によるセラミックシェル鋳型の製造方法
は、セラミックシェル鋳型を製造する方法において、消
失性模型の表面に非炭酸カルシウム系フィラ材を有する
スラリーを用いてフェースコート層を形成した後、この
フェースコート層上に、６０〜７５重量％の炭酸カルシ
ウムを含有するように炭酸カルシウム源としての貝化石
粉末が配合されたフィラ材を有するスラリーを用いてバ
ックアップコート層を形成し、さらに、このバックアッ
プコート層上に非炭酸カルシウム系フィラ材を有するス
ラリーを用いて最外表面コート層を形成し、しかる後、
前記消失性模型を除去して得られた殻状の鋳型を７５０
〜９００℃の温度で焼成することを特徴とするものであ
る。
【００１５】
【作用】このような特徴を有するこの発明よるセラミッ
クシェル鋳型の製造方法によれば、消失性模型の表面に
非炭酸カルシウム系フィラ材を有するスラリーを用いて
フェースコート層を形成するようにしたので、炭酸カル
シウムを含まないことから、フェースコート層の溶湯に
接する面は、焼成によってもポーラスとならず、消失性
模型の形状を忠実に再現したものとなる。
クシェル鋳型の製造方法によれば、消失性模型の表面に
非炭酸カルシウム系フィラ材を有するスラリーを用いて
フェースコート層を形成するようにしたので、炭酸カル
シウムを含まないことから、フェースコート層の溶湯に
接する面は、焼成によってもポーラスとならず、消失性
模型の形状を忠実に再現したものとなる。
【００１６】上記フェースコート層上に形成されたバッ
クアップコート層は、炭酸カルシウム源としての貝化石
粉末が配合されたフィラ材を有するスラリーを用いて形
成されているので、焼成時における炭酸ガスの発生によ
ってＳＥＭ観察やミクロ断面観察などで見出されるよう
な多数の微細なヘア・クラックが生じ、良好な通気性を
備えたものとなる。
クアップコート層は、炭酸カルシウム源としての貝化石
粉末が配合されたフィラ材を有するスラリーを用いて形
成されているので、焼成時における炭酸ガスの発生によ
ってＳＥＭ観察やミクロ断面観察などで見出されるよう
な多数の微細なヘア・クラックが生じ、良好な通気性を
備えたものとなる。
【００１７】また、上記バックアップコート層上に、非
炭酸カルシウム系フィラ材を有するスラリー材を用いて
最外表面コート層を形成するようにしたので、バックア
ップコート層の焼成時の熱膨張による型くずれを確実に
防ぐことができる。さらに、フェースコート層及び最外
表面コート層を非炭酸カルシウム系フィラ材を有するス
ラリーを用いて形成するようにしているので、炭酸カル
シウムを含まないことから、焼成後のセラミックシェル
鋳型を保管のために長時間放置することも可能となる。
炭酸カルシウム系フィラ材を有するスラリー材を用いて
最外表面コート層を形成するようにしたので、バックア
ップコート層の焼成時の熱膨張による型くずれを確実に
防ぐことができる。さらに、フェースコート層及び最外
表面コート層を非炭酸カルシウム系フィラ材を有するス
ラリーを用いて形成するようにしているので、炭酸カル
シウムを含まないことから、焼成後のセラミックシェル
鋳型を保管のために長時間放置することも可能となる。
【００１８】この発明による方法においては、焼成温度
は、貝化石粉末中の炭酸カルシウムを熱分解させるため
に、７５０〜９００℃の範囲が適当である。焼成温度が
この範囲を超えると、貝化石粉末の分解により鋳型強度
の低下がおこり寸法安定性が低下するため好ましくな
い。
は、貝化石粉末中の炭酸カルシウムを熱分解させるため
に、７５０〜９００℃の範囲が適当である。焼成温度が
この範囲を超えると、貝化石粉末の分解により鋳型強度
の低下がおこり寸法安定性が低下するため好ましくな
い。
【００１９】また、バックコート層を形成するためのス
ラリーを構成するフィラ材に含まれる貝化石粉末による
フィラ材中の炭酸カルシウムは、６０〜７５重量％の範
囲が適当である。この範囲より少ないと、バックコート
層に生じるヘア・クラックによる鋳型の通気度向上効果
が十分得られず、この範囲を超えると鋳型強度の低下が
著しくなって実用に適さないためである。
ラリーを構成するフィラ材に含まれる貝化石粉末による
フィラ材中の炭酸カルシウムは、６０〜７５重量％の範
囲が適当である。この範囲より少ないと、バックコート
層に生じるヘア・クラックによる鋳型の通気度向上効果
が十分得られず、この範囲を超えると鋳型強度の低下が
著しくなって実用に適さないためである。
【００２０】
【実施例】以下、実施例に基づいてこの発明を説明す
る。 〔実施例１〕図１はこの発明の一実施例により製造され
たセラミックシェル鋳型の通気度の一例を示す図、図２
はこの発明による方法によって製造されるセラミックシ
ェル鋳型の要部の断面構成を示す模式図、図３はこの発
明の一実施例により製造されたセラミックシェル鋳型を
用いて鋳造されたマグネシウム合金製鋳物の斜視図であ
る。
る。 〔実施例１〕図１はこの発明の一実施例により製造され
たセラミックシェル鋳型の通気度の一例を示す図、図２
はこの発明による方法によって製造されるセラミックシ
ェル鋳型の要部の断面構成を示す模式図、図３はこの発
明の一実施例により製造されたセラミックシェル鋳型を
用いて鋳造されたマグネシウム合金製鋳物の斜視図であ
る。
【００２１】図３に示すような、マグネシウム合金製鋳
物を鋳造するためのセラミックシェル鋳型を製造した。
以下にその手順を説明する（図２参照）。 まず、図
３に示すような、大型でかつ最小肉厚ｔ＝２mmの薄肉部
を有し、外径約１７０mm、高さ約３００mmのマグネシウ
ム合金製鋳物を鋳造するためのロウ（蝋）模型を作製
し、その表面をフロンにて洗浄した。 次いで、通常
のプロセスに従って、フィラ材としてのジルコンフラワ
ーとバインダとしてのコロイダルシリカとで作製（調
製）したプライマリ・スラリーの被覆、スタッコ材とし
てのジルコンサンドの付着、及び乾燥の各操作を行っ
て、ロウ模型の表面に、第１層、第２層の計２層よりな
るフェースコート層を形成した。
物を鋳造するためのセラミックシェル鋳型を製造した。
以下にその手順を説明する（図２参照）。 まず、図
３に示すような、大型でかつ最小肉厚ｔ＝２mmの薄肉部
を有し、外径約１７０mm、高さ約３００mmのマグネシウ
ム合金製鋳物を鋳造するためのロウ（蝋）模型を作製
し、その表面をフロンにて洗浄した。 次いで、通常
のプロセスに従って、フィラ材としてのジルコンフラワ
ーとバインダとしてのコロイダルシリカとで作製（調
製）したプライマリ・スラリーの被覆、スタッコ材とし
てのジルコンサンドの付着、及び乾燥の各操作を行っ
て、ロウ模型の表面に、第１層、第２層の計２層よりな
るフェースコート層を形成した。
【００２２】 アルミナフラワーが３０重量％、炭酸
カルシウムが７０重量％になるようにアルミナフラワー
と貝化石粉末とを配合したフィラ材と、コロイダルシリ
カとで貝化石スラリーを作製した。この貝化石スラリー
の被覆、スタッコ材としてのハイアルミナサンドの付
着、および乾燥の各操作を行って、上記のフェースコー
ト層上に、第３層から第５層までの計３層よりなるバッ
クアップコート層を形成した。 次いで、ジルコンフ
ラワーとコロイダルシリカとで作製したスラリーの被
覆、及び乾燥の各操作を行って、上記のバックアップコ
ート層上に第６層としての最外表面コート層を形成し
た。 そして、オートクレーブを用いてロウ模型を除
去した後、得られた殻状の鋳型を８００℃の温度で２０
〜３０分間焼成してセラミックシェル鋳型を得た。
カルシウムが７０重量％になるようにアルミナフラワー
と貝化石粉末とを配合したフィラ材と、コロイダルシリ
カとで貝化石スラリーを作製した。この貝化石スラリー
の被覆、スタッコ材としてのハイアルミナサンドの付
着、および乾燥の各操作を行って、上記のフェースコー
ト層上に、第３層から第５層までの計３層よりなるバッ
クアップコート層を形成した。 次いで、ジルコンフ
ラワーとコロイダルシリカとで作製したスラリーの被
覆、及び乾燥の各操作を行って、上記のバックアップコ
ート層上に第６層としての最外表面コート層を形成し
た。 そして、オートクレーブを用いてロウ模型を除
去した後、得られた殻状の鋳型を８００℃の温度で２０
〜３０分間焼成してセラミックシェル鋳型を得た。
【００２３】また、比較のために従来方法によるセラミ
ックシェル鋳型を製造した。これは、上記のバックコー
ト層を、アルミナフラワーとコロイダルシリカとで作製
した炭酸カルシウムを含まない通常のスラリーにより形
成したものである。そして、後述する鋳造試験を行うと
ともに、この実施例によるシェル鋳型と従来方法による
シェル鋳型との通気度を測定した。なお、通気度の測定
に当たり、この実施例によるセラミックシェル鋳型にお
いては、比較のために上記のバックコート層を計２層形
成したもの（合計コーティング層数５層）、バックコー
ト層を計４層形成したもの（合計コーティング層数７
層）をも製造した。
ックシェル鋳型を製造した。これは、上記のバックコー
ト層を、アルミナフラワーとコロイダルシリカとで作製
した炭酸カルシウムを含まない通常のスラリーにより形
成したものである。そして、後述する鋳造試験を行うと
ともに、この実施例によるシェル鋳型と従来方法による
シェル鋳型との通気度を測定した。なお、通気度の測定
に当たり、この実施例によるセラミックシェル鋳型にお
いては、比較のために上記のバックコート層を計２層形
成したもの（合計コーティング層数５層）、バックコー
ト層を計４層形成したもの（合計コーティング層数７
層）をも製造した。
【００２４】通気度の測定結果を図１に示す。同図から
理解されるように、この実施例によれば、従来方法によ
るセラミックシェル鋳型に比べ約1.5 倍程度の通気度を
有するセラミックシェル鋳型が得られている。
理解されるように、この実施例によれば、従来方法によ
るセラミックシェル鋳型に比べ約1.5 倍程度の通気度を
有するセラミックシェル鋳型が得られている。
【００２５】上記の両セラミックシェル鋳型を用いてマ
グネシウム合金製鋳物を、従来方法によるシェル鋳型で
は最小肉厚部に対してガス抜きベントを設置し、この実
施例によるシェル鋳型ではこれを用いることなく鋳造し
た。その結果、従来方法により得られたセラミックシェ
ル鋳型による鋳造品は、鋳肌そのものは良好であった
が、最小肉厚部が湯回り不良となった。さらに、この部
分には内部品質に悪影響を与える微細な収縮巣であるシ
ュリンケージが観察された。
グネシウム合金製鋳物を、従来方法によるシェル鋳型で
は最小肉厚部に対してガス抜きベントを設置し、この実
施例によるシェル鋳型ではこれを用いることなく鋳造し
た。その結果、従来方法により得られたセラミックシェ
ル鋳型による鋳造品は、鋳肌そのものは良好であった
が、最小肉厚部が湯回り不良となった。さらに、この部
分には内部品質に悪影響を与える微細な収縮巣であるシ
ュリンケージが観察された。
【００２６】これに対して、この実施例により得られた
セラミックシェル鋳型によれば、良好な通気性を有して
いるので湯流れが良く、最小肉厚部での湯回り不良も発
生せず、ガス抜きベントを設けることなく、外観、鋳
肌、内部品質に優れた鋳造品が得られた。また、鋳込み
の際の鋳型強度も充分であり、鋳造品の寸法精度も良好
であった。さらに、バックコート層が炭酸カルシウムを
含む貝化石スラリーにより形成されているので、鋳造後
の型ばらしにおける崩壊性も向上し、型ばらし時間は、
従来のそれに比べて約１／５程度に短縮された。なお、
実施例により得られたセラミックシェル鋳型は、３日間
にわたってこれを大気中に放置しても自己崩壊すること
なくその強度が維持された。
セラミックシェル鋳型によれば、良好な通気性を有して
いるので湯流れが良く、最小肉厚部での湯回り不良も発
生せず、ガス抜きベントを設けることなく、外観、鋳
肌、内部品質に優れた鋳造品が得られた。また、鋳込み
の際の鋳型強度も充分であり、鋳造品の寸法精度も良好
であった。さらに、バックコート層が炭酸カルシウムを
含む貝化石スラリーにより形成されているので、鋳造後
の型ばらしにおける崩壊性も向上し、型ばらし時間は、
従来のそれに比べて約１／５程度に短縮された。なお、
実施例により得られたセラミックシェル鋳型は、３日間
にわたってこれを大気中に放置しても自己崩壊すること
なくその強度が維持された。
【００２７】〔実施例２〕図４はこの発明の一実施例に
より製造された他のセラミックシェル鋳型を用いて鋳造
されたマグネシウム合金製鋳物の平面図、図５は図４の
Ａ−Ａ線断面図である。
より製造された他のセラミックシェル鋳型を用いて鋳造
されたマグネシウム合金製鋳物の平面図、図５は図４の
Ａ−Ａ線断面図である。
【００２８】実施例１と同様の手順およびコーティング
層数により、図４及び図５に示すような、縦約１２０mm
×横約１３０mm×高さ約１５０mmの複雑な形状をした、
最小肉厚２mmの薄肉部を有するマグネシウム合金製鋳物
を鋳造するためのセラミックシェル鋳型を製造した。ま
た、比較のために、実施例１の場合と同様にして、従来
方法によるセラミックシェル鋳型をも製造した。得られ
た両セラミックシェル鋳型を用いてマグネシウム合金製
鋳物を、従来方法によるシェル鋳型の場合には鋳型温度
を３００〜３５０℃に加熱し、この実施例によるシェル
鋳型場合には鋳型温度を２３０〜２６０℃に加熱して鋳
造した。なお、鋳造に先立って、上記の両セラミックシ
ェル鋳型には、その内面に水溶性防燃剤を塗布して防燃
処理を施した。
層数により、図４及び図５に示すような、縦約１２０mm
×横約１３０mm×高さ約１５０mmの複雑な形状をした、
最小肉厚２mmの薄肉部を有するマグネシウム合金製鋳物
を鋳造するためのセラミックシェル鋳型を製造した。ま
た、比較のために、実施例１の場合と同様にして、従来
方法によるセラミックシェル鋳型をも製造した。得られ
た両セラミックシェル鋳型を用いてマグネシウム合金製
鋳物を、従来方法によるシェル鋳型の場合には鋳型温度
を３００〜３５０℃に加熱し、この実施例によるシェル
鋳型場合には鋳型温度を２３０〜２６０℃に加熱して鋳
造した。なお、鋳造に先立って、上記の両セラミックシ
ェル鋳型には、その内面に水溶性防燃剤を塗布して防燃
処理を施した。
【００２９】その結果、従来方法により得られたセラミ
ックシェル鋳型による場合には、鋳型温度を３５０℃ま
で高めても、最小肉厚部に通気性不良に起因する湯回り
不良が発生した。これに対して、この実施例により得ら
れたセラミックシェル鋳型によれば、鋳型温度を従来の
それに比較して約１００℃程度まで低くしても、良好な
通気性を有しているので湯流れが良く、湯回り不良によ
る外観欠陥のない良好な鋳造品が得られた。
ックシェル鋳型による場合には、鋳型温度を３５０℃ま
で高めても、最小肉厚部に通気性不良に起因する湯回り
不良が発生した。これに対して、この実施例により得ら
れたセラミックシェル鋳型によれば、鋳型温度を従来の
それに比較して約１００℃程度まで低くしても、良好な
通気性を有しているので湯流れが良く、湯回り不良によ
る外観欠陥のない良好な鋳造品が得られた。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によるセ
ラミックシェル鋳型の製造方法によれば、消失性模型の
表面に非炭酸カルシウム系フィラ材を有するスラリーを
用いてフェースコート層が形成されるので、炭酸カルシ
ウムを含まないことから、フェースコート層の溶湯に接
する面は、焼成によってもポーラスとならず消失性模型
の形状を忠実に再現したものとなり、上記フェースコー
ト層上に被覆されたバックアップコート層は、所定量の
炭酸カルシウムを含有するように炭酸カルシウム源とし
ての貝化石粉末が配合されたフィラ材を有するスラリー
を用いて形成されるので、焼成時における炭酸ガスの発
生によって多数の微細なヘア・クラックが適度に生じて
良好な通気性を有するものとなり、さらに、このバック
アップコート層上に被覆された最外表面コート層は、非
炭酸カルシウム系フィラ材を有するスラリー材を用いて
形成されるので、バックアップコート層の焼成時の熱膨
張による型くずれを確実に防ぐ強度を備えたものとな
る。したがって、ピンホールなど微細な凸凹のない平滑
な溶湯接触面、良好な通気性、及び寸法精度を確保し得
る鋳型強度を備えたセラミックシェル鋳型が得られる。
ラミックシェル鋳型の製造方法によれば、消失性模型の
表面に非炭酸カルシウム系フィラ材を有するスラリーを
用いてフェースコート層が形成されるので、炭酸カルシ
ウムを含まないことから、フェースコート層の溶湯に接
する面は、焼成によってもポーラスとならず消失性模型
の形状を忠実に再現したものとなり、上記フェースコー
ト層上に被覆されたバックアップコート層は、所定量の
炭酸カルシウムを含有するように炭酸カルシウム源とし
ての貝化石粉末が配合されたフィラ材を有するスラリー
を用いて形成されるので、焼成時における炭酸ガスの発
生によって多数の微細なヘア・クラックが適度に生じて
良好な通気性を有するものとなり、さらに、このバック
アップコート層上に被覆された最外表面コート層は、非
炭酸カルシウム系フィラ材を有するスラリー材を用いて
形成されるので、バックアップコート層の焼成時の熱膨
張による型くずれを確実に防ぐ強度を備えたものとな
る。したがって、ピンホールなど微細な凸凹のない平滑
な溶湯接触面、良好な通気性、及び寸法精度を確保し得
る鋳型強度を備えたセラミックシェル鋳型が得られる。
【００３１】これにより、この発明による方法によって
製造されたセラミックシェル鋳型を用いることにより、
通気性の悪さに起因して鋳造時に従来行われていた、鋳
型温度を高くしたり、薄肉部にガス抜きベントを設けた
りするという作業をすることなく、鋳肌荒れがなく、通
気性不良に起因する湯回り不良による外観欠陥のない高
品質の鋳造品を能率よく製造することができる。さら
に、この発明により得られたセラミックシェル鋳型は、
フェースコート層及び最外表面コート層が非炭酸カルシ
ウム系フィラ材を有するスラリーにより形成されている
ので、保管のために長時間放置することができ、また、
マグネシウム合金鋳物の鋳造に際し水溶性防燃剤による
防燃処理を施すことができるという利点がある。
製造されたセラミックシェル鋳型を用いることにより、
通気性の悪さに起因して鋳造時に従来行われていた、鋳
型温度を高くしたり、薄肉部にガス抜きベントを設けた
りするという作業をすることなく、鋳肌荒れがなく、通
気性不良に起因する湯回り不良による外観欠陥のない高
品質の鋳造品を能率よく製造することができる。さら
に、この発明により得られたセラミックシェル鋳型は、
フェースコート層及び最外表面コート層が非炭酸カルシ
ウム系フィラ材を有するスラリーにより形成されている
ので、保管のために長時間放置することができ、また、
マグネシウム合金鋳物の鋳造に際し水溶性防燃剤による
防燃処理を施すことができるという利点がある。
【図１】この発明の一実施例により製造されたセラミッ
クシェル鋳型の通気度の一例を示す図である。
クシェル鋳型の通気度の一例を示す図である。
【図２】この発明による方法によって製造されるセラミ
ックシェル鋳型の要部の断面構成を示す模式図である。
ックシェル鋳型の要部の断面構成を示す模式図である。
【図３】この発明の一実施例により製造されたセラミッ
クシェル鋳型を用いて鋳造されたマグネシウム合金製鋳
物の斜視図である。
クシェル鋳型を用いて鋳造されたマグネシウム合金製鋳
物の斜視図である。
【図４】この発明の一実施例により製造された他のセラ
ミックシェル鋳型を用いて鋳造されたマグネシウム合金
製鋳物の平面図である。
ミックシェル鋳型を用いて鋳造されたマグネシウム合金
製鋳物の平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22C 9/04 B22C 1/00
Claims (1)
- 【請求項１】 セラミックシェル鋳型を製造する方法に
おいて、消失性模型の表面に非炭酸カルシウム系フィラ
材を有するスラリーを用いてフェースコート層を形成し
た後、このフェースコート層上に、６０〜７５重量％の
炭酸カルシウムを含有するように炭酸カルシウム源とし
ての貝化石粉末が配合されたフィラ材を有するスラリー
を用いてバックアップコート層を形成し、さらに、この
バックアップコート層上に非炭酸カルシウム系フィラ材
を有するスラリーを用いて最外表面コート層を形成し、
しかる後、前記消失性模型を除去して得られた殻状の鋳
型を７５０〜９００℃の温度で焼成することを特徴とす
るセラミックシェル鋳型の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10443491A JP2763970B2 (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | セラミックシェル鋳型の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10443491A JP2763970B2 (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | セラミックシェル鋳型の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04333343A JPH04333343A (ja) | 1992-11-20 |
| JP2763970B2 true JP2763970B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=14380565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10443491A Expired - Fee Related JP2763970B2 (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | セラミックシェル鋳型の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2763970B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010012907A1 (de) | 2009-03-27 | 2010-12-09 | Suzuki Motor Corp., Hamamatsu-Shi | Zerfallbare Form und Verfahren zu deren Herstellung |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4748426B2 (ja) * | 2008-03-26 | 2011-08-17 | 独立行政法人科学技術振興機構 | マグネシウム合金用鋳型及びマグネシウム合金鋳造方法 |
| JP2016055318A (ja) * | 2014-09-10 | 2016-04-21 | 虹技株式会社 | 空洞鋳型の作製方法、空洞鋳型を用いた鋳造方法 |
| CN104999034B (zh) * | 2015-07-16 | 2017-04-19 | 西安航空动力股份有限公司 | 一种大型无余量扩压器精铸件的铸造方法 |
| CN108543911A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-09-18 | 东营嘉扬精密金属有限公司 | 精白砂改善熔模铸造模壳溃散性工艺 |
| CN112676535B (zh) * | 2020-12-07 | 2021-09-07 | 中国科学院金属研究所 | 单晶高温合金叶片用陶瓷型壳的制备方法 |
-
1991
- 1991-05-09 JP JP10443491A patent/JP2763970B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010012907A1 (de) | 2009-03-27 | 2010-12-09 | Suzuki Motor Corp., Hamamatsu-Shi | Zerfallbare Form und Verfahren zu deren Herstellung |
| US8002017B2 (en) | 2009-03-27 | 2011-08-23 | Suzuki Motor Corporation | Method of manufacturing a collapsible mold |
| DE102010012907B4 (de) * | 2009-03-27 | 2016-03-31 | Suzuki Motor Corp. | Zerfallbare Form und Verfahren zu deren Herstellung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04333343A (ja) | 1992-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8002017B2 (en) | Method of manufacturing a collapsible mold | |
| US4703806A (en) | Ceramic shell mold facecoat and core coating systems for investment casting of reactive metals | |
| US4530722A (en) | Binder and refractory compositions and methods | |
| EP3568245A1 (en) | Compositions and methods for foundry cores in high pressure die casting | |
| US4316498A (en) | Investment shell molding materials and processes | |
| JP2763970B2 (ja) | セラミックシェル鋳型の製造方法 | |
| EP0020373B1 (en) | Method of making and using a ceramic shell mold | |
| US4602667A (en) | Method for making investment casting molds | |
| KR20010040857A (ko) | 인베스트먼트 주조 주형 및 제조방법 | |
| US4223716A (en) | Method of making and using a ceramic shell mold | |
| KR102314875B1 (ko) | 임시 몰드에 또는 철 및 강 주조 작업용 코어에 표면을 형성하기 위한 내화 코팅 조성물 | |
| US4664948A (en) | Method for coating refractory molds | |
| JPH0663683A (ja) | 鋳型の製造方法 | |
| JPS63140740A (ja) | 高融点活性金属鋳造用鋳型 | |
| JPH0811273B2 (ja) | 鋳型造型法 | |
| JPH05208241A (ja) | チタンまたはチタン合金の精密鋳造用鋳型 | |
| CA1075431A (en) | Method for fabrication composite shell molds for the production of superalloy castings | |
| KR100439200B1 (ko) | 정밀주조용 수용성 세라믹 중자 조성물 및 이를 이용한 세라믹 중자의 제조방법 | |
| JP4689342B2 (ja) | 精密鋳造法及び精密鋳造品 | |
| CA1216704A (en) | Binder and refractory compositions and methods | |
| JP2999137B2 (ja) | 鋳造用鋳型および鋳造品 | |
| JPS6317017B2 (ja) | ||
| JPS63252661A (ja) | 圧力鋳造用砂中子 | |
| JPS63264246A (ja) | 鋳造用中子の製造方法 | |
| US3022556A (en) | Casting process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980303 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |