JP3012393B2 - 金属鋳造用のセラミック製金型の成形方法 - Google Patents
金属鋳造用のセラミック製金型の成形方法Info
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Description
【０００１】
【発明の背景】本発明は、金属鋳造用のセラミック製金
型の成形方法に係り、特に、ゴルフクラブのような金属
鋳物製品を製造するためのセラミック製金型を成形する
方法に関するものである。
型の成形方法に係り、特に、ゴルフクラブのような金属
鋳物製品を製造するためのセラミック製金型を成形する
方法に関するものである。
【０００２】金属鋳造用のセラミック製金型を成形する
方法としては、従来から種々の方法がある。伝統的に利
用されている焼流し精密鋳造として「蝋原型法」があ
る。この方法は、金型の準備に時間がかかり、湯口まで
蝋型の初期溶接をし、しかもその後の入念な蝋原型の製
作工程を必要とする。この金型は、金属鋳物内に組み込
まれる細部、例えば溝，文字、その他の特徴的形状を可
能にするに必要な強度が典型的に不足しており、従っ
て、このような特徴的形状は、全体を成形した後の付加
的工程により形成されることを要していた。前記蝋原型
法の別の不利益としては、蝋で囲まれて形成された金型
は、利用する際に、鋳物が適切な形状や寸法をもつであ
ろうと確認するための可視的点検を行うことができなか
った。
方法としては、従来から種々の方法がある。伝統的に利
用されている焼流し精密鋳造として「蝋原型法」があ
る。この方法は、金型の準備に時間がかかり、湯口まで
蝋型の初期溶接をし、しかもその後の入念な蝋原型の製
作工程を必要とする。この金型は、金属鋳物内に組み込
まれる細部、例えば溝，文字、その他の特徴的形状を可
能にするに必要な強度が典型的に不足しており、従っ
て、このような特徴的形状は、全体を成形した後の付加
的工程により形成されることを要していた。前記蝋原型
法の別の不利益としては、蝋で囲まれて形成された金型
は、利用する際に、鋳物が適切な形状や寸法をもつであ
ろうと確認するための可視的点検を行うことができなか
った。
【０００３】別の方法としては、セラミック製金型を、
２つの半部を形成するために、エチルシリケート及び耐
火性セラミックからなるスラリーを注入し、その後、ブ
ック状をなすように２つの半部を互いに組付けて、セラ
ミック製金型を成形する方法があった。この方法は、労
働力を要し、従って高価になるばかりか、適切な寸法制
御や金型半部の整列に難がある。従って、この方法は、
正確な寸法をを必要とする金属鋳造用のセラミック製金
型を成形するにあまり適していなかった。
２つの半部を形成するために、エチルシリケート及び耐
火性セラミックからなるスラリーを注入し、その後、ブ
ック状をなすように２つの半部を互いに組付けて、セラ
ミック製金型を成形する方法があった。この方法は、労
働力を要し、従って高価になるばかりか、適切な寸法制
御や金型半部の整列に難がある。従って、この方法は、
正確な寸法をを必要とする金属鋳造用のセラミック製金
型を成形するにあまり適していなかった。
【０００４】他の方法として、本来、タービンブレード
のために開発された鋳造方法があり、この方法は、第１
の金型部はブレードの一外側部分を構成し、第２の金型
部はブレードの内部を構成し、第３の金型部はブレード
の他の外側部分を構成するように、複数のセラミック製
金型部からなり、個々の金型部は射出成形又は、セラミ
ックコア成形により成形される。この金型は、寸法ずれ
が起こり、金型の合せ目に沿った十分な寸法制御ができ
ず、正確な寸法を必要とする金属鋳造用のセラミック製
金型の製造には適していなかった。
のために開発された鋳造方法があり、この方法は、第１
の金型部はブレードの一外側部分を構成し、第２の金型
部はブレードの内部を構成し、第３の金型部はブレード
の他の外側部分を構成するように、複数のセラミック製
金型部からなり、個々の金型部は射出成形又は、セラミ
ックコア成形により成形される。この金型は、寸法ずれ
が起こり、金型の合せ目に沿った十分な寸法制御ができ
ず、正確な寸法を必要とする金属鋳造用のセラミック製
金型の製造には適していなかった。
【０００５】そこで、本発明の目的は、正確な寸法をも
つ金属成形品を製造するのに適した金属鋳造用のセラミ
ック製金型の成形方法を提供することにある。
つ金属成形品を製造するのに適した金属鋳造用のセラミ
ック製金型の成形方法を提供することにある。
【０００６】本発明の他の目的は、殆ど成形の準備を必
要としない成形方法を提供することにある。
要としない成形方法を提供することにある。
【０００７】本発明の更に他の目的は、小さく狭い面積
で、鋳造するために金型を２４時間以内に準備すること
ができる程の迅速な成形方法を提供することにある。
で、鋳造するために金型を２４時間以内に準備すること
ができる程の迅速な成形方法を提供することにある。
【０００８】本発明の更に他の目的は、結果物としての
金型が、金属鋳物に具体化されるべき細部を可能にし高
い強度をもつような成形方法を提供することにある。
金型が、金属鋳物に具体化されるべき細部を可能にし高
い強度をもつような成形方法を提供することにある。
【０００９】本発明の更に他の目的は、鋳造する前に金
型部を点検できる成形方法を提供することにある。
型部を点検できる成形方法を提供することにある。
【００１０】
【発明の概要】前述した本発明の目的は、以下の工程を
備えた金属鋳造用のセラミック製金型の成形方法により
達成される。セラミック粒子及び接合材からなるスラリ
ーで、生地の各金型部を射出成形する。前記接合材の大
部分を金型部から除去し、その一方で金型部に構造的強
度を与えるに十分なだけ接合材の小部分を残すために、
長時間、各金型部を比較的低温で焼入れし且つ，金型を
形成するために前記各金型部を互いに組付ける。前記接
合材の除去を仕上げるために高温で金型を焼入れる。前
記スラリーを非水性とし、前記接合材は、実質的に蝋及
び可塑剤を備える。前記各金型部は、約３００゜ Ｆ（約
１４９℃）の温度までゆっくりと上昇するように低温焼
入を行い、この低温焼入は、約１８時間を越えない範囲
内で維持するされる。組付けられた金型を形成するため
に、互の金型部を組付ける前に、各金型部を点検する。
前記各金型部をジグ内で互いに組付けるか、各金型部を
互いに接着固定するか、若しくは、金型をブック状にし
て成形する。前記金型を、少なくとも１８００゜ Ｆ（約
９８２℃）まで高温焼入れする。金型を形成するために
組付けられた後又は組付ける前に、各生地の金型部を低
温焼入れする。金型を冷却することなく、金型の高温焼
入れの直後に、成形品を鋳造するための金型を利用する
工程を追従させる。
備えた金属鋳造用のセラミック製金型の成形方法により
達成される。セラミック粒子及び接合材からなるスラリ
ーで、生地の各金型部を射出成形する。前記接合材の大
部分を金型部から除去し、その一方で金型部に構造的強
度を与えるに十分なだけ接合材の小部分を残すために、
長時間、各金型部を比較的低温で焼入れし且つ，金型を
形成するために前記各金型部を互いに組付ける。前記接
合材の除去を仕上げるために高温で金型を焼入れる。前
記スラリーを非水性とし、前記接合材は、実質的に蝋及
び可塑剤を備える。前記各金型部は、約３００゜ Ｆ（約
１４９℃）の温度までゆっくりと上昇するように低温焼
入を行い、この低温焼入は、約１８時間を越えない範囲
内で維持するされる。組付けられた金型を形成するため
に、互の金型部を組付ける前に、各金型部を点検する。
前記各金型部をジグ内で互いに組付けるか、各金型部を
互いに接着固定するか、若しくは、金型をブック状にし
て成形する。前記金型を、少なくとも１８００゜ Ｆ（約
９８２℃）まで高温焼入れする。金型を形成するために
組付けられた後又は組付ける前に、各生地の金型部を低
温焼入れする。金型を冷却することなく、金型の高温焼
入れの直後に、成形品を鋳造するための金型を利用する
工程を追従させる。
【００１１】
【実施例】以下、図面と共に本発明の好適な実施例につ
いて詳細に説明する。本発明の方法の以下の説明は、特
に、ゴルフクラブのメタルヘッドを鋳造するためのセラ
ミック製の金型の製造に向けられているけれども、本発
明の原理は、高精度を必要とする様々な形状及び寸法を
有する金属鋳物の成形技術を同様に適応できるものであ
る。
いて詳細に説明する。本発明の方法の以下の説明は、特
に、ゴルフクラブのメタルヘッドを鋳造するためのセラ
ミック製の金型の製造に向けられているけれども、本発
明の原理は、高精度を必要とする様々な形状及び寸法を
有する金属鋳物の成形技術を同様に適応できるものであ
る。
【００１２】図面、特に図１及び図３を参照して、金属
鋳物用のセラミック製金型を成形するための好適な方法
は、図３の符号１２で示した個々の金型部を射出成形す
るステップ１０（図１参照）から開始する。金型部１２
は、従来の射出成形によって、セラミック粒子及び接合
材からなるスラリーにより形成されている。好ましく
は、このスラリーは、非水性をなし、接合材は、実質的
に蝋及びプラスチックを備えている。スラリーの好適な
構成は、１００重量部について、８７．５重量部の耐火
性パウダと、これに混合される１２．５重量部の有機接
合材とを備え、この耐火性パウダは、７０％の粗粒の溶
融シリカ（好適な粒子サイズ５０〜１２０メッシュ）と
３０％のジルコン（好適な粒子サイズ３２５〜６００メ
ッシュ）とからなり、前記有機接合材は、パラフィン又
はこれに類似した蝋並びにステアリン酸又は可塑剤から
なっている。前述した構成は一例であり、他のシリカ及
び／又はシリケート（ジルコンはジルコニウムシリケー
トである）を利用してもよく、同様に、他の組成の接合
材や前述と異なる比率を用いてもよいことは明らかであ
る。
鋳物用のセラミック製金型を成形するための好適な方法
は、図３の符号１２で示した個々の金型部を射出成形す
るステップ１０（図１参照）から開始する。金型部１２
は、従来の射出成形によって、セラミック粒子及び接合
材からなるスラリーにより形成されている。好ましく
は、このスラリーは、非水性をなし、接合材は、実質的
に蝋及びプラスチックを備えている。スラリーの好適な
構成は、１００重量部について、８７．５重量部の耐火
性パウダと、これに混合される１２．５重量部の有機接
合材とを備え、この耐火性パウダは、７０％の粗粒の溶
融シリカ（好適な粒子サイズ５０〜１２０メッシュ）と
３０％のジルコン（好適な粒子サイズ３２５〜６００メ
ッシュ）とからなり、前記有機接合材は、パラフィン又
はこれに類似した蝋並びにステアリン酸又は可塑剤から
なっている。前述した構成は一例であり、他のシリカ及
び／又はシリケート（ジルコンはジルコニウムシリケー
トである）を利用してもよく、同様に、他の組成の接合
材や前述と異なる比率を用いてもよいことは明らかであ
る。
【００１３】図３Ａ，３Ｂは、対向する側面で金型部を
個別的に示したものであり、これら２つ金型部は、協働
して組付けられて、図６に示すように金型１４を構成
し、この金型１４は、単一製品（成形品）１６を製造す
るための単一のキャビティを有している。また、図６か
ら明らかなように、Ｎ個の金型部を互いに組み付けるこ
とにより、一連（Ｎ−１個）の成形品を製造するための
一連（Ｎ−１個）のキャビティが形成される。
個別的に示したものであり、これら２つ金型部は、協働
して組付けられて、図６に示すように金型１４を構成
し、この金型１４は、単一製品（成形品）１６を製造す
るための単一のキャビティを有している。また、図６か
ら明らかなように、Ｎ個の金型部を互いに組み付けるこ
とにより、一連（Ｎ−１個）の成形品を製造するための
一連（Ｎ−１個）のキャビティが形成される。
【００１４】図１を再び参照して、次のステップ２０に
おいて、生地（即ち焼入れされていない状態）である個
々の金型部を低温で焼入れし、この焼入れにより、大部
分の接合材（少なくとも５１重量パーセント）を金型部
から取り除き、そして、金型部の取り扱いに必要な十分
な強度を持たせるために、僅かな接合材（少なくとも１
０重量パーセント）を残す。個々の金型部の組成，形状
及び寸法に応じて、低温焼入のステップ２０のパラメー
タを変えてもよいことは言うまでもないが、典型的な低
温焼入としては、室温から約３００゜ Ｆ（約１４９℃）
まで金型部の温度をゆっくりと上昇させ、金型部を前述
の高温で、長期間，典型的には１８時間以内維持するこ
とにより達成される。個々の金型部を低温焼入するため
の好適なパラメータは、大部分の接合材を除去すること
及び、金型部に強度を与えるに十分な少量の接合材を残
すことを考慮に入れつつ、焼入技術に熟練した当業者の
経験をもって単に決定してもよい。また、接合材の７０
重量パーセントを、前述した低温焼入中に除去すること
が最も好ましい。
おいて、生地（即ち焼入れされていない状態）である個
々の金型部を低温で焼入れし、この焼入れにより、大部
分の接合材（少なくとも５１重量パーセント）を金型部
から取り除き、そして、金型部の取り扱いに必要な十分
な強度を持たせるために、僅かな接合材（少なくとも１
０重量パーセント）を残す。個々の金型部の組成，形状
及び寸法に応じて、低温焼入のステップ２０のパラメー
タを変えてもよいことは言うまでもないが、典型的な低
温焼入としては、室温から約３００゜ Ｆ（約１４９℃）
まで金型部の温度をゆっくりと上昇させ、金型部を前述
の高温で、長期間，典型的には１８時間以内維持するこ
とにより達成される。個々の金型部を低温焼入するため
の好適なパラメータは、大部分の接合材を除去すること
及び、金型部に強度を与えるに十分な少量の接合材を残
すことを考慮に入れつつ、焼入技術に熟練した当業者の
経験をもって単に決定してもよい。また、接合材の７０
重量パーセントを、前述した低温焼入中に除去すること
が最も好ましい。
【００１５】更に、所望の金属鋳物を製造するに必要な
加工表面であるかどうかを確かめるために、低温焼入さ
れた個々の金型部の任意の点検をステップ３０で行う。
なお、生地の個々の金型部を、低温焼入れ前に点検する
と更に好ましい。
加工表面であるかどうかを確かめるために、低温焼入さ
れた個々の金型部の任意の点検をステップ３０で行う。
なお、生地の個々の金型部を、低温焼入れ前に点検する
と更に好ましい。
【００１６】次に、ステップ４０において、低温焼入さ
れた（そして、任意に点検された）各金型部は、図４の
符号１４で示すように、ブック状に互いに組み付けられ
て完全な金型を構成する。隣接して対をなす金型部１２
により、成形品１６を製造するためのキャビティが金型
１４内に画成されている。各金型部１２の一側面１２ａ
は、ゴルフクラブのヘッド（または鋳造されるべき同様
の成形品）の半分をなすと共に、キー１３を備えてお
り、そして、他の金型部１２と対面する他側面１２ｂ
は、ゴルフクラブのヘッドの残りの半分をなすと共に、
キー溝１５を備えている。ここで、キー１３をキー溝１
５内に嵌合させるように各金型部１２を整列させて、互
いに積み重ねた場合、隣接して対をなす金型部１２によ
り金型１４は形成され、この金型１４により、液状金属
を鋳込んでゴルフクラブのヘッド（成形品）１６を製造
するためのキャビティは画成されている。
れた（そして、任意に点検された）各金型部は、図４の
符号１４で示すように、ブック状に互いに組み付けられ
て完全な金型を構成する。隣接して対をなす金型部１２
により、成形品１６を製造するためのキャビティが金型
１４内に画成されている。各金型部１２の一側面１２ａ
は、ゴルフクラブのヘッド（または鋳造されるべき同様
の成形品）の半分をなすと共に、キー１３を備えてお
り、そして、他の金型部１２と対面する他側面１２ｂ
は、ゴルフクラブのヘッドの残りの半分をなすと共に、
キー溝１５を備えている。ここで、キー１３をキー溝１
５内に嵌合させるように各金型部１２を整列させて、互
いに積み重ねた場合、隣接して対をなす金型部１２によ
り金型１４は形成され、この金型１４により、液状金属
を鋳込んでゴルフクラブのヘッド（成形品）１６を製造
するためのキャビティは画成されている。
【００１７】各金型部１２は、手作業又は機械作業によ
り、互いに組付けられて金型１４を形成する。各金型部
１２の組み付けは、適切な並列状態で金型部を一時的に
維持するために、ジグ又はバイスを利用してもよく、ま
た、互いの金型部を永久的に接着させるため接着剤を利
用してもよく、また、組付け金型を利用及び製作してい
る当業者に熟知されている別の手段を利用してもよい。
り、互いに組付けられて金型１４を形成する。各金型部
１２の組み付けは、適切な並列状態で金型部を一時的に
維持するために、ジグ又はバイスを利用してもよく、ま
た、互いの金型部を永久的に接着させるため接着剤を利
用してもよく、また、組付け金型を利用及び製作してい
る当業者に熟知されている別の手段を利用してもよい。
【００１８】図１を再度参照して、次のステップ５０に
おいて、金型１４は、接合材除去を仕上げるために高温
で焼入れされる。各金型部１２の低温焼入に対すると同
様に、この高温焼入のパラメータも、金型１４の組成，
形状及び寸法に依存している。高温焼入の好適な温度パ
ターンは、一時間当たり２００゜ Ｆ（約９３．３℃）の
割合で３００゜ Ｆ（約１４９℃）から２１５０゜ Ｆ（約
１１７７℃）まで金型を加熱し、接合材の除去を仕上げ
るに十分な期間，典型的には約６．５時間、組立て後の
金型を２１５０゜ Ｆ（約１１７７℃）で保持することで
ある。
おいて、金型１４は、接合材除去を仕上げるために高温
で焼入れされる。各金型部１２の低温焼入に対すると同
様に、この高温焼入のパラメータも、金型１４の組成，
形状及び寸法に依存している。高温焼入の好適な温度パ
ターンは、一時間当たり２００゜ Ｆ（約９３．３℃）の
割合で３００゜ Ｆ（約１４９℃）から２１５０゜ Ｆ（約
１１７７℃）まで金型を加熱し、接合材の除去を仕上げ
るに十分な期間，典型的には約６．５時間、組立て後の
金型を２１５０゜ Ｆ（約１１７７℃）で保持することで
ある。
【００１９】ステップ２０における低温焼入で不可欠な
ことは、ステップ５０における高温焼入中に除去されな
ければならない接合材の量を徐々に減少させることにあ
る。そして、低温焼入は、高温焼入中に通常起こる大き
な寸法変化に対して、各金型部をほんの僅かしか変化さ
せない。
ことは、ステップ５０における高温焼入中に除去されな
ければならない接合材の量を徐々に減少させることにあ
る。そして、低温焼入は、高温焼入中に通常起こる大き
な寸法変化に対して、各金型部をほんの僅かしか変化さ
せない。
【００２０】各金型部１２の射出成形や金型部の全ての
焼入れは、通常の場所例えば金型の成形工場で行われ
る。その後、焼入れされた金型部（組付け後又は前の金
型部）は、鋳物工場に運ばれ、その工場で、金型１４は
金属製鋳物の製造に利用される。最後に金型部は、金属
鋳造に利用される前に、金属鋳造装置により非常に高い
温度［少なくとも１８００゜ Ｆ（約９８２℃）］で加熱
され、このような加熱は、鋳物工場で金型内に鋳込まれ
た溶融金属の早急な冷却を緩和させている。
焼入れは、通常の場所例えば金型の成形工場で行われ
る。その後、焼入れされた金型部（組付け後又は前の金
型部）は、鋳物工場に運ばれ、その工場で、金型１４は
金属製鋳物の製造に利用される。最後に金型部は、金属
鋳造に利用される前に、金属鋳造装置により非常に高い
温度［少なくとも１８００゜ Ｆ（約９８２℃）］で加熱
され、このような加熱は、鋳物工場で金型内に鋳込まれ
た溶融金属の早急な冷却を緩和させている。
【００２１】本発明に関して、接合材の除去を仕上げる
ための金型部の高温焼入を、前記金型成形装置で行うよ
りむしろ鋳物工場で行うことにより、接合材の除去を仕
上げるための金型部の高温焼入を行った直後に、高温焼
入された金型を利用して金属部品を鋳造することがで
き、その結果、金型を冷却（例えば、室温に戻すような
冷却）させなくて済む。従って、金型の高温焼入が、二
度（金型の成形工場と鋳物工場で行う）よりむしろ一度
（鋳物工場で）のみで済み、実質的なエネルギの節約に
なる。金属鋳造装置により、少なくとも約１８００゜ Ｆ
（約９８２℃）の温度まで鋳物工場で金型部を予備加熱
し、溶融金属の早急な冷却を緩和し、この温度は、接合
材の除去を仕上げるに十分な温度であると共に、高温焼
入れにも役立っている。予備加熱を通常の鋳造工程の一
部とした場合、金型部の準備，金型部の低温焼入及び、
その組付けを２４時間以内，典型的にはそれ以下で完了
させることができる。従って、金型成形工程を、小さく
狭い面積で、鋳造（高温焼入を含む）するために、金型
を２４時間以内に準備するという迅速さで行うことがで
きる。
ための金型部の高温焼入を、前記金型成形装置で行うよ
りむしろ鋳物工場で行うことにより、接合材の除去を仕
上げるための金型部の高温焼入を行った直後に、高温焼
入された金型を利用して金属部品を鋳造することがで
き、その結果、金型を冷却（例えば、室温に戻すような
冷却）させなくて済む。従って、金型の高温焼入が、二
度（金型の成形工場と鋳物工場で行う）よりむしろ一度
（鋳物工場で）のみで済み、実質的なエネルギの節約に
なる。金属鋳造装置により、少なくとも約１８００゜ Ｆ
（約９８２℃）の温度まで鋳物工場で金型部を予備加熱
し、溶融金属の早急な冷却を緩和し、この温度は、接合
材の除去を仕上げるに十分な温度であると共に、高温焼
入れにも役立っている。予備加熱を通常の鋳造工程の一
部とした場合、金型部の準備，金型部の低温焼入及び、
その組付けを２４時間以内，典型的にはそれ以下で完了
させることができる。従って、金型成形工程を、小さく
狭い面積で、鋳造（高温焼入を含む）するために、金型
を２４時間以内に準備するという迅速さで行うことがで
きる。
【００２２】図２は、本発明の他の好適な実施例を示し
ている。第２実施例の射出成形としてのステップ１０′
は、第１実施例の射出成形としてのステップ１０に類似
しているが、任意であるステップ３０′の点検は、低温
焼入のステップの後よりむしろ射出成形のステップ１
０′に後続している。第２実施例の組付けのステップ４
０′において、金型を形成するために、生地の各金型部
はブック状に互いに組付けられ、その後、金型は、第１
実施例の低温焼入のステップ２０に類似したステップ２
０′で低温焼入れされる。第２実施例の高温焼入のステ
ップ５０′は、第１実施例の高温焼入のステップ５０に
類似している。
ている。第２実施例の射出成形としてのステップ１０′
は、第１実施例の射出成形としてのステップ１０に類似
しているが、任意であるステップ３０′の点検は、低温
焼入のステップの後よりむしろ射出成形のステップ１
０′に後続している。第２実施例の組付けのステップ４
０′において、金型を形成するために、生地の各金型部
はブック状に互いに組付けられ、その後、金型は、第１
実施例の低温焼入のステップ２０に類似したステップ２
０′で低温焼入れされる。第２実施例の高温焼入のステ
ップ５０′は、第１実施例の高温焼入のステップ５０に
類似している。
【００２３】図２の第２実施例と図１の第１実施例との
基本的な差は、低温焼入のステップ２０′の前で、生地
の金型部１２を互いに組付け金型１４を形成するステッ
プ４０′を実施することにある（これに反して、第１実
施例における生地の個々んの金型部１２は、これらを組
付けて金型１４を形成するステップ４０前のステップ２
０の低温焼入で利用されている）。各金型部１２に対す
る金型１４の質量の増加に起因して、各金型部１２から
よりむしろ金型１４から接合材を除去することが困難な
場合、第２実施例において、メチルセルロース又は寒天
のような比較的高い揮発性の水性接合材を有効に利用し
てもよい。
基本的な差は、低温焼入のステップ２０′の前で、生地
の金型部１２を互いに組付け金型１４を形成するステッ
プ４０′を実施することにある（これに反して、第１実
施例における生地の個々んの金型部１２は、これらを組
付けて金型１４を形成するステップ４０前のステップ２
０の低温焼入で利用されている）。各金型部１２に対す
る金型１４の質量の増加に起因して、各金型部１２から
よりむしろ金型１４から接合材を除去することが困難な
場合、第２実施例において、メチルセルロース又は寒天
のような比較的高い揮発性の水性接合材を有効に利用し
てもよい。
【００２４】第２実施例は、合せ目前後で非常に正確な
寸法が要求される場合に特に有益であり、なぜなら、各
金型部の全焼入れが、金型を形成した後に行われるから
であり、従って、分割した焼入れに起こりがちな、寸法
ずれを回避することができる。第１実施例の場合に対し
て、第２実施例の金型高温焼入は、金型成形装置よりむ
しろ鋳物工場で好適に行われ、エネルギの節約や金型成
形装置のコスト低減を達成できる。
寸法が要求される場合に特に有益であり、なぜなら、各
金型部の全焼入れが、金型を形成した後に行われるから
であり、従って、分割した焼入れに起こりがちな、寸法
ずれを回避することができる。第１実施例の場合に対し
て、第２実施例の金型高温焼入は、金型成形装置よりむ
しろ鋳物工場で好適に行われ、エネルギの節約や金型成
形装置のコスト低減を達成できる。
【００２５】要約すると、本発明は、金属製鋳物用のセ
ラミック製金型を形成する方法を提供することにあり、
湯口まで蝋型の溶接を必要とせず、しかもその後の入念
な蝋原型の製作工程を必要としないので、金型準備は、
従来の焼流し精密鋳造に比べて非常に簡単になってい
る。従って、金型成形工程を、小さく狭い面積で、金型
を２４時間以内に準備するという迅速さで行うことがで
きる。また、金型部は点検に適しており、結果物として
の金型は、金属鋳物に具体化されるべき細部を可能にし
高い強度を有している。
ラミック製金型を形成する方法を提供することにあり、
湯口まで蝋型の溶接を必要とせず、しかもその後の入念
な蝋原型の製作工程を必要としないので、金型準備は、
従来の焼流し精密鋳造に比べて非常に簡単になってい
る。従って、金型成形工程を、小さく狭い面積で、金型
を２４時間以内に準備するという迅速さで行うことがで
きる。また、金型部は点検に適しており、結果物として
の金型は、金属鋳物に具体化されるべき細部を可能にし
高い強度を有している。
【図１】本発明の金属鋳造用のセラミック製金型の成形
方法の第１実施例を示すフロー図である。
方法の第１実施例を示すフロー図である。
【図２】本発明の金属鋳造用のセラミック製金型の成形
方法の第２実施例を示すフロー図である。
方法の第２実施例を示すフロー図である。
【図３】図３Ａ及び図３Ｂは、各金型部を示す斜視図で
ある。
ある。
【図４】各金型部を組付けた状態を示す斜視図である。
【図５】金型のキャビティを示す斜視図である。
【図６】図４のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
１２ 金型部 １３ キー １４ 金型 １５ キー溝 １６ 成形品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−57395（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−290642（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−99039（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22C 9/00 - 9/24 B22C 13/08
Claims (14)
- 【請求項１】 金属鋳造用のセラミック製金型を成形す
る方法において、 （Ａ）セラミック粒子及び接合材からなるスラリーで、
生地の各金型部を射出成形する工程と； （Ｂ）前記接合材の大部分を前記金型部から除去し、そ
の一方で前記金型部に構造的強度を与えるに十分なだけ
前記接合材の僅かな部分を残すために、長時間、前記各
金型部を比較的低温で焼入れし且つ，金型を形成するた
めに前記各金型部を互いに組付ける工程と； （Ｃ）前記接合材の除去を仕上げるために高温で前記金
型を焼入れる工程とを備えたことを特徴とする金属鋳造
用のセラミック製金型の成形方法。 - 【請求項２】 前記スラリーが非水性であることを特徴
とする請求項１記載の成形方法。 - 【請求項３】 前記接合材は、実質的に蝋及び可塑剤を
備えたことを特徴とする請求項１記載の成形方法。 - 【請求項４】 前記各生地の金型部は、約３００゜ Ｆ
（約１４９℃）の温度までゆっくりと上昇させて低温焼
入を行うことを特徴とする請求項１記載の成形方法。 - 【請求項５】 前記低温焼入は、約１８時間を越えない
範囲内で、前記各生地の金型部の温度を約３００゜ Ｆ
（約１４９℃）で維持することを特徴とする請求項１記
載の成形方法。 - 【請求項６】 前記各金型部をジグで互いに組付けるこ
とを特徴とする請求項１記載の成形方法。 - 【請求項７】 前記各金型部を互いに接着固定すること
を特徴とする請求項１記載の成形方法。 - 【請求項８】 前記金型を形成するために前記金型部を
互いに組付ける前に、前記各金型部を点検する工程を付
加したことを特徴とする請求項１記載の成形方法。 - 【請求項９】 前記金型を、少なくとも約１８００゜ Ｆ
（約９８２℃）まで高温焼入れを行うことを特徴とする
請求項１記載の成形方法。 - 【請求項１０】 金属鋳造において、高温焼入れされた
金型を使用する工程は、工程間で前記金型を室温まで冷
却することなしに、前記接合材の除去を仕上げるための
前記金型の高温焼入工程の直後に追従させることを特徴
とする請求項１記載の成形方法。 - 【請求項１１】 前記工程（Ｂ）における前記各生地の
金型部は、前記金型を形成するために互いに組付ける前
に低温焼入することを特徴とする請求項１記載の成形方
法。 - 【請求項１２】 前記工程（Ｂ）における前記各生地の
金型部は、前記金型を形成するために互いに組付けた後
に低温焼入することを特徴とする請求項１記載の成形方
法。 - 【請求項１３】 焼流し精密鋳造用のセラミック製金型
を成形する方法において、 （Ａ）実質的に蝋及び可塑剤を備えた接合材とセラミッ
ク粒子とからなる非水性のスラリーで、生地の各金型部
を射出成形する工程と； （Ｂ）前記金型部の温度を約３００゜ Ｆ（約１４９℃）
までゆっくりと上げて、前記接合材の大部分を前記金型
部から除去し、その一方で前記金型部に構造的強度を与
えるに十分なだけ前記接合材の僅かな部分を残すため
に、前記温度で前記金型部を維持することで、前記各金
型部を低温焼入する工程と； （Ｃ）低温焼入された前記各金型部を点検する工程と； （Ｄ）金型を形成するために、点検された前記各金型部
を互いに組付ける工程と； （Ｅ）前記接合材の除去を仕上げるために、少なくとも
約１８００゜ Ｆ（約９８２℃）まで前記金型の温度を上
昇させることで、前記金型を高温焼入する工程； （Ｆ）高温焼入れされた後の前記金型を室温に戻すこと
なく、前記金属鋳造において、前記高温焼入された前記
金型を使用する工程とを備えたことを特徴とする焼流し
精密鋳造用のセラミック製金型の成形方法。 - 【請求項１４】 焼流し精密鋳造用のセラミック製金型
を成形する方法において、 （Ａ）実質的に蝋及び可塑剤を備えた接合材とセラミッ
ク粒子とからなる非水性のスラリーで、生地の各金型部
を射出成形する工程と； （Ｂ）前記各金型部を点検する工程と； （Ｃ）金型を形成するために、点検された前記各金型部
を互いに組付ける工程と； （Ｄ）前記金型の温度を約３００゜ Ｆ（約１４９℃）ま
でゆっくりと上げて、前記接合材の大部分を前記金型部
から除去し、その一方で前記金型部に構造的強度を与え
るに十分なだけ前記接合材の僅かな部分を残すために、
前記温度で前記金型部を維持することで、前記金型を低
温焼入する工程と； （Ｅ）前記接合材の除去を仕上げるために、少なくとも
約１８００゜ Ｆ（約９８２℃）まで前記金型の温度を上
昇させることで、前記金型を高温焼入する工程； （Ｆ）高温焼入れされた後の前記金型を室温に戻すこと
なく、前記金属鋳造において、高温焼入された前記金型
を使用する工程とを備えたことを特徴とする焼流し精密
鋳造用のセラミック製金型の成形方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US671341 | 1991-03-19 | ||
| US07/671,341 US5067548A (en) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | Method of forming a ceramic mold for metal casting |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05115942A JPH05115942A (ja) | 1993-05-14 |
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ID=24694118
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4063765A Expired - Fee Related JP3012393B2 (ja) | 1991-03-19 | 1992-03-19 | 金属鋳造用のセラミック製金型の成形方法 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP3012393B2 (ja) |
| KR (1) | KR100246596B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| CN112937194B (zh) * | 2021-02-22 | 2022-08-05 | 李畅 | 一种室内外金属雕塑窑变复彩金瓷的制作方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2803047A (en) * | 1952-06-26 | 1957-08-20 | Eaton Mfg Co | Method of making shell molds |
| US2789331A (en) * | 1953-03-30 | 1957-04-23 | Harry W Dietert Company | Method and apparatus for making molds useful in casting |
| US3472310A (en) * | 1967-04-26 | 1969-10-14 | Ford Motor Co | Shell mold and process for shell molding |
| US3508588A (en) * | 1969-07-09 | 1970-04-28 | Crompton & Knowles Corp | Control mechanism for loom selvage needle |
| JPS51111421A (en) * | 1975-03-26 | 1976-10-01 | Kubota Ltd | Method of banking backup for precision casting mold |
| US4276922A (en) * | 1978-05-24 | 1981-07-07 | Trw Inc. | Plug mold assembly |
-
1991
- 1991-03-19 US US07/671,341 patent/US5067548A/en not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-03-13 MX MX9201117A patent/MX9201117A/es unknown
- 1992-03-18 GB GB9205935A patent/GB2254284B/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-03-18 KR KR1019920004442A patent/KR100246596B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1992-03-19 JP JP4063765A patent/JP3012393B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR920017743A (ko) | 1992-10-21 |
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| GB2254284A (en) | 1992-10-07 |
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| GB2254284B (en) | 1994-12-14 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |