JP3691430B2 - 消失模型鋳造法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、消失模型鋳造法に関し、特に模型の消失により発生した気体を、排出通路を介し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。
【０００２】
【従来の技術】
消失模型鋳造法はフルモールド法とも言われ、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溶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。
【０００３】
消失模型鋳造法は、容易に鋳造できる等、多くの利点を有しているが、その反面、ガス抜き調整不良による鋳造欠陥の発生、模型強度が低く、且つ模型が傷つきやすいので強い砂込めができず、充填密度が不足して鋳型強度の不足や焼着を引き起こす等の欠点がある。
【０００４】
ガス抜きに関する技術として、特開平５−２６１４７０号公報には模型の内部に、排気口と連通する通気経路を設ける方法が、また、特開平８−２０６７７７号公報には外部気体を吸引しながら、鋳物砂を通して発生気体を外部に強制的に排出する方法が、更に、特開平１１−９０５８３号公報にも発生する気体をスムーズに鋳型外に排出できる消失模型鋳造法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように発生気体を強制的に排出することで、ある程度の鋳物品質の向上は達成されるが、鋳型内の溶湯の乱れを引き起こし、必ずしも目的が達成できるとは限らない。また、模型の材質や形状、大きさも多種多様で模型の熱分解により発生する気体の量も鋳物ごとに大きく異なり、品質の向上につながらない場合もあった。従って、発生気体の最適な排出が達成できる鋳造方案が簡単に決定できれば、当業界での利用価値は極めて高いものと考える。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、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溶湯を注湯し、該溶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、前記模型の消失により発生した気体を、排出気体抑制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であって、少なくとも前記模型の材質及び形状、前記溶湯の種類並びに前記溶湯の温度に基づき排出通路の通気性を制御する消失模型鋳造法に関する。
【０００７】
また、本発明は、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溶湯を注湯し、該溶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、前記模型の消失により発生した気体を、下記式（１）を満たす排出気体抑制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に関する。
【０００８】
【数３】
【０００９】
また、本発明は、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溶湯を注湯し、該溶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、前記模型の消失により発生した気体を、排出気体抑制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における排出通路の通気性を、少なくとも前記模型の材質及び形状、前記溶湯の種類並びに前記溶湯の温度に基づき制御する、消失模型鋳造法における排出通路の通気性の制御方法に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の消失模型鋳造法の概要を図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に連通した受口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号硅砂であり、粘結剤を適量含有させてある。鋳型の形成は、まず、模型１の表面に耐火性に優れた塗型剤３を塗布し、その後充分乾燥させる。そして鋳枠４に湯口６および湯道１０を形成した後、模型１を固定し鋳物砂７で埋設し、受口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を湯道１０に連通させると共に、貫通孔２に連通する排出管を設け排出通路８とする。排出通路８となる排出管はセラミック製で、排出気体抑制手段としてバインダーで成型されたアルミナ等の耐火物粒子９が充填され、貫通孔２と大気とを連通させるように鋳物砂７に埋設される。
【００１１】
受口５から溶湯を注湯すると、溶湯は湯口６および湯道１０を通って模型１に到達し、模型１を溶融させて、鋳型内に溜る。一方、排出通路８からは、湯によって溶融、燃焼された模型１の気体が排出されるのが確認されるが、耐火物粒子が充填されているので、気体の放出が調整される。
【００１２】
このように、本発明では、模型の燃焼・消失により発生した気体（以下、発生気体という）を、その発生とほぼ同時に強制的に排出するのではなく、その排出量を抑制しつつ徐々に排出する。このように発生気体を鋳型の外部に徐々に排出することで、鋳型内における溶湯の乱れを制御できる。また、排出気体抑制手段とは、該手段を設けることで発生気体を外部に徐々に放出し得る通気性を有する手段であり、耐火物粒子及びその層、背圧弁、中空細管からなることが好ましく、さらには、溶湯の吹き出し防止の点から耐火物粒子及びその層、背圧弁が好ましく、更にはススのろ過の機能も兼ねられる点から耐火物粒子及びその層が好ましい。
【００１３】
本発明者は、消失模型鋳造法において上記のような排出気体抑制手段を用いる場合、模型の材質、及び大きさや形などの形状（すなわち鋳物の形状）、溶湯の種類（すなわち鋳造材料の種類）、溶湯の温度（すなわち鋳込温度）によって排出気体抑制手段が持つべき最適な通気性が異なることを見出した。さらにかかる最適な通気性が得られる鋳造方案が容易に決定できる方法を見出した。すなわち、本発明では、湯道と排出通路を連通させ、且つ排出通路の通気性を制御することとした。具体的には、少なくとも前記模型の材質及び形状、前記溶湯の種類並びに前記溶湯の温度により決定された該溶湯の密度、該溶湯の通路の断面積及び該模型が気化する際の体積の倍率に基づき、さらには、下記式（１）を満たすよう、排出通路の通気性を制御することで、模型の材質や形状に関わらず良好な鋳物品質が得られることを見出した。
【００１４】
また、本発明者は、上記のように排出通路の通気性を制御する方法の他に、上記式（１）を満たす排出気体抑制手段を用いることで、同様に模型の材質や形状に関わらず良好な鋳物品質が得られる消失模型鋳造法が提供できることを見出した。このような式（１）を満たす排出気体抑制手段の具体的構成は、目的とする鋳物の製造に際して得られるデータや、図２のような方法で測定される排出気体抑制手段における気体の流量Ｑ（ｍ3／ｓ）と圧力損失ｐ（Ｐａ）などから容易に決定できる。この方法では、式（１）を満たす排出気体抑制手段を用いることで、その系に適した通気性が確保されているので、排出通路の通気性の制御は特に要しないが、排出通路の更なる通気性の制御を行ってもよい。
【００１５】
何れの方法においても、０．３Ｋ*≦Ｋ≦１０Ｋ*、さらには０．４Ｋ*≦Ｋ≦５Ｋ*を満たすことである。Ｋ＜０．３Ｋ*のときは発生気体が鋳型からスムーズに排出されず、残渣欠陥が生じる。Ｋ＞１０Ｋ*のときは発生気体による背圧が小さく、鋳型内の溶湯が乱れるため残渣欠陥が発生する。
【００１６】
尚、式（１）に基づく排出通路の通気性の制御は、下記に基づき理論的に規定したものである。すなわち、発生気体による背圧は、例えば模型の分解速度が鋳型内の溶湯の湯上がり速度に等しいと仮定することで近似的に求めることができ、この背圧をベルヌーイの式に適用することで鋳込時間の近似解が計算される。それによると、排出気体制御手段による鋳込時間の影響はＫ／Ｋ*の関数で表されることが分かる。ここで、Ｋは後述のＥｒｇｕｎ等の式に基づき通気試験によって下記式（３）から決定されるものであり、Ｋ*は下記式（２）で定義される。そこで、Ｋ*が通気性の制御の目安になると考え、鋳造実験を繰り返して最適範囲を決定したものが式（１）である。
【００１７】
【数４】
【００１８】
上記式（１）について説明する。溶湯密度（ρ）は、鋳込み時の溶融金属の密度（ｋｇ／ｍ3）であり、例えば１４００℃の鋳鉄では６７００ｋｇ／ｍ3、７００℃のアルミニウムでは２３５０ｋｇ／ｍ3である。
【００１９】
また、αは、模型が気化する際の体積の倍率であり、１気圧における発生気体の体積と分解前の模型の体積との比である。発泡倍率５０倍の発泡ポリスチレンに鋳鉄を鋳込んだ場合、αは１３である。なお、ポリスチレンについてのαの計算には、Ｃ．Ｗａｌｔｅｒ，Ｗ．Ｓｉｅｆｅｒ（鋳物技術研究所報告）：鋳鍛造と熱処理Ｎｏ．８，２５（１９９５）や菅野利猛：型技術Ｖｏｌ．４，Ｎｏ．６，４６（１９８９）の記載を参考にすることができる。例えば、ポリスチレン１ｇあたり６５０ｃｍ3の気体が発生する場合、発泡倍率５０倍の模型密度０．０２ｇ／ｃｍ3（ポリスチレンの密度１ｇ／ｃｍ3）を６５０ｃｍ3／ｇに乗じて１３となる。なお、αの値は溶湯の温度や発泡ポリスチレンの発泡倍率により適宜修正する。
【００２０】
また、ｃは、流量係数（単位なし）であり、「鋳造工学」（産業図書、１９９５年）によれば、通常０．２〜０．８程度の値となるが、本発明では０．３を採用する。
【００２１】
また、Ｓcは、溶湯の通路の断面積（ｍ2）であり、湯口の断面積を用いるのが好ましい。なお、複数の湯口を用いる場合、この断面積はそれぞれの湯口の断面積の合計を採用する。また、Ｓcとして、湯口の断面積と関連の強い湯道やせきの総断面積を用いてもよく、あるいは湯口、湯道、せきの断面積のうち最小のものを用いてもよい。
【００２２】
これら、ρ、α、ｃ、Ｓcは、消失模型鋳造法を実施する際に、容易に入手可能なデータであり、当業者であれば容易にＫ*を計算できる。
【００２３】
本発明において、好ましいＫ*値は、５×１０-6〜１×１０-2、より好ましくは１×１０-5〜５×１０-3であり、この範囲は特に溶湯が鋳鉄の場合に好ましいものである。
【００２４】
次に、Ｋは排出気体抑制手段の通気性を特徴づける定数と理解できるが、これは、採用予定の排出気体抑制手段について、排出される気体の流量Ｑ（ｍ3／ｓ）と圧力損失ｐ（Ｐａ）を、図２に示したような装置を用いて測定することで決定される。この通気測定における気体の流量は、模型の体積と鋳込時間から計算される発生気体による流量の０．０１〜１０倍の範囲で測定するのが好ましい。その際、排出気体抑制手段が、図１のような粒状体充填層である場合、消失模型鋳造法では短時間で多量の気体が発生することから、該排出気体抑制手段における圧力損失（圧力降下）は、例えばＣｈｉｌｔｏｎ−Ｃｏｌｂｕｒｎの式やＥｒｇｕｎの式から、流量の２乗に比例する圧力損失を仮定することが好ましい。
【００２５】
具体的な排出気体抑制手段における気体流量と圧力損失の関係を図３に示した。図３は、後述の実施例で用いたフィルター（１）（直径４０ｍｍの陶管に、粒径０．５ｍｍの球状耐火性骨材を２５ｍｍの厚みで充填したもの）、フィルター（２）（直径４０ｍｍの陶管に、粒径２ｍｍのアルミナ粒子を１００ｍｍの厚みで充填したもの）、フィルター（３）（直径４０ｍｍの陶管に、粒径５ｍｍのアルミナ粒子を１００ｍｍの厚みで充填したもの）について、それぞれの気体流量と圧力損失の関係を示したものである。図３のグラフの実線は、最小二乗法を用いて測定結果を式（３）で整理したものであり、これより各フィルター１本あたりのＫを求めると、フィルター（１）はＫ＝２．２８×１０-5〔ｍ3／（Ｐａ1/2・ｓ）〕、フィルター（２）はＫ＝３．０６×１０-5〔ｍ3／（Ｐａ1/2・ｓ）〕、フィルター（３）はＫ＝５．７５×１０-5〔ｍ3／（Ｐａ1/2・ｓ）〕となる。
【００２６】
従って、実施予定の消失模型鋳造法の方案からＫ*を算出し、式（１）を満たすようなＫを有するフィルターを選定して用いることで、最適な通気性を達成できる方案が容易に提供される。
【００２７】
なお、本発明において、複数の排出気体抑制手段を用いる場合、各排出気体抑制手段のＫの合計を、式（１）におけるＫとして計算する。つまり、例えば上記フィルター（１）と（２）の２本を用いる場合、式（１）におけるＫは、２．２８×１０-5＋３．０６×１０-5＝５．３４×１０-5〔ｍ3／（Ｐａ1/2・ｓ）〕となる。通常、排出気体抑制手段は、１つ設けるよりも複数設けた方が、鋳型内の圧力が均一となる効果が高くなることが期待される。
【００２８】
排出気体抑制手段のＫは、充填する耐火物粒子の粒径、充填厚み、排出通路の直径などを変更することで調整できる。中空細管を排出気体抑制手段に用いる場合は、その直径と長さを変更することで調整できる。
【００２９】
本発明において、Ｋ値は、式（１）を満たした上で、好ましくは１×１０-6〜１×１０-1、より好ましくは５×１０-6〜５×１０-2であり、この範囲は特に溶湯が鋳鉄の場合に好ましいものである。
【００３０】
本発明の排出気体抑制手段として用いられる通気性のある耐火物層としては、バインダー等を添加して耐火物粒子を成型させたものや、ウレタンフォームにセラミックススラリーを浸漬しその後焼成した、いわゆるセラミックスフォームフィルター等を使用することもでき、好ましくは前者である。耐火物粒子の平均粒径は０．１〜１０ｍｍ、更に０．５〜５ｍｍが好ましく、金属又はその酸化物の粒子、例えばアルミナ、珪砂、ジルコン砂、クロマイト砂、合成セラミック砂等が挙げられる。耐火物は、排出通路の断面積、形状にもよるが、厚さが０．５〜２０ｃｍ、更に１〜１０ｃｍとなる量で、上記式（１）を満たすように充填されることが好ましい。中空細管を排出気体抑制手段とする場合は内径０．１〜５ｃｍ、長さ３０ｃｍ〜５ｍ、更には内径０．５ｃｍ〜２ｃｍ、長さ４０ｃｍ〜２ｍで、金属等の耐火性のある材質で構成されるものが好ましい。
【００３１】
また、背圧弁とは、気体の流れ方向の圧力を弁の前側（気体流路の上流）に比して後側（気体流路の下流）を低く設定できる弁のことであり、バネ式低圧バルブ、ニードル式等何れを用いてもよく、これらを排気通路に設置することで排出気体抑制手段が形成される。
【００３２】
排出通路となる排出管の径、設置位置、数等は、上記式（１）を満たした上で、模型の材質や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１千〜１０万ｃｍ3、好ましくは１千〜１万ｃｍ3あたり、１本設けるのが好ましい。尚、中空細管を抑制手段とする場合は、該細管を直接模型に設置してもよい。
【００３３】
模型は、合成樹脂発泡体からなるものが使用される。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。
【００３４】
模型には、貫通孔を形成させることが好ましい。排出気体抑制手段を備えた排出通路８及び／又は湯道１０に連通する貫通孔を形成することが好ましい。更には、熱分解ガスの徐放を精度良くコントロールする点から、排出通路８及び湯道１０に連通する貫通孔が好ましい。貫通孔は、模型作製時に形成してもよいし、模型作製後、加熱した金属棒等、あるいはドリル、レーザーにより形成してもよいし、カッターナイフ等で切れ込みを入れた後、接着テープ等を模型表面に貼り付けることで形成させてもよい。貫通孔の径、形成位置、数等は、模型の材質や形状や大きさにより決める。尚、貫通孔の形成手段や模型形状等からの制限により、貫通孔を湯道や排出通路に連通しない位置にしか形成出来ない場合は、可能な限り湯道や排出通路の近くに形成するのが好ましい。
【００３５】
模型には塗型剤により塗型層が形成される。本発明では塗型膜を通じての気体排出の必要が少ないため、塗型剤としては、市販のもののほか、従来フルモールド法では通常使用することのできなかった、粒径１０μｍ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も使用することが可能となる。これにより、塗型膜の表面平滑性が向上し、鋳物の表面平滑性も向上する。従来、細粒径の耐火性骨材を含有する塗型剤を消失模型鋳造法に使用すると、塗型膜の通気性が低下し、残渣欠陥やガス欠陥の増加が見られていたが、本発明の消失模型鋳造法ではこのような問題は解消される。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ことで、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のエマルションを、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、塗型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。
【００３６】
鋳造に用いる鋳物砂としては、石英質を主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が良好であるが、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。
【００３７】
消失模型鋳造法における発生気体の排出量の制御は、良質な鋳物を得る上で重要であるが、実際の作業現場においては作業者の経験に基づき、塗型膜の通気度や厚みなどを調節して発生気体の排出量を制御している。しかし、これでは再現性に乏しく、また効率的であるとは言い難い。これに対して、本発明のように、少なくとも模型の材質及び形状、前記溶湯の種類並びに前記溶湯の温度に基づく排出通路を介した通気性の制御方法は、消失模型鋳造法における明確な作業指針を提供できるため、当業界において非常に有用である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、模型の材質や形状等から排出通路における最適な通気性を容易に決定でき、その結果、発生気体が適正に外部に排出されるため、従来法と比較して定常的に残渣欠陥が低減される。
【００３９】
【実施例】
実施例１
図４〜６に示す発泡模型（何れも発泡ポリスチレン製）を図１のように（ただし、サンプル３については、図９のように）セットして消失模型鋳造を行った。以下、図４のものをサンプル１、図５のものをサンプル２、図６のものをサンプル３とする。
【００４０】
サンプル２において、空洞部５１の大きさは、図５中のｘ方向が１００ｍｍ、ｙ方向が６０ｍｍ、ｚ方向が１５５ｍｍであり、突起部５２の大きさは、ｘ方向が５０ｍｍ、ｙ方向が２０ｍｍ、ｚ方向が２０ｍｍであった。
【００４１】
また、サンプル３において、空洞部１、３の大きさは、横２００ｍｍ×縦１３０ｍｍ、深さ２７５ｍｍ、空洞部２の大きさは、横２００ｍｍ×縦１４０ｍｍ、深さ２７５ｍｍであった（外枠、仕切部の厚み２５ｍｍ）。
【００４２】
サンプル２における貫通孔の形成の様子とフィルターの設置位置を図７に模式的に示した。図７（ａ）は、フィルターを４本設置する場合、図７（ｂ）はフィルターを８本設置する場合の模式図である。サンプル２は図７に示す状態で鋳物砂に埋設した。
【００４３】
また、サンプル３における貫通孔の形成の様子を図８に、サンプル３の設置位置を図９に、それぞれ模式的に示した。サンプル３において、フィルターを２本設置する場合は図９の貫通孔（ａ）、（ｄ）に、４本設置する場合は図９の貫通孔（ａ）〜（ｄ）に連通するように設置した。サンプル３においては、湯道とせきは発泡ポリスチレンによって形成されており、湯道とせきの内部には互いに連通する貫通孔が形成されている。この貫通孔は、湯口に連通させると共にサンプル３の貫通孔にも連通している。なお、サンプル３を用いた試験Ｎｏ．７、８では、湯口は３本設け、各湯口の断面積の合計をＳcとして採用した。
【００４４】
鋳造の際、表１に示すフィルターを、排出気体抑制手段を備えた排出通路として、表２のような組み合わせで用いた。
【００４５】
サンプル１、２の表面には８０ボーメの塗型剤、サンプル３の表面には７０ボーメの塗型剤を塗布し、乾燥後、造型を行った。なお、塗型剤の組成は、シリカ粉（平均粒径８μｍ）４０重量％、鱗状黒鉛１０重量％、酢酸ビニル系バインダー５重量％、水４０重量％、非イオン界面活性剤０．５重量％、ベントナイト４．５重量％であった。また、鋳鉄の材質はＦＣ−２５０、鋳込温度は１４００℃であった。
【００４６】
湯口の長さはサンプル１、２（すなわち試験Ｎｏ．１〜６）に対しては４５ｃｍ、サンプル３（すなわち試験Ｎｏ．７、８）に対しては１本あたり５３ｃｍとした。本実施例の鋳造材料である鋳鉄は、注湯温度である１４００℃においてρは６７００ｋｇ／ｍ3であり、注湯温度に対応してαを１３とした。ｃは０．３である。湯口の断面積Ｓcを変更してＫ*を調整した。
【００４７】
サンプル、Ｋ*、Ｋ、フィルターの組合せと、鋳物品質を目視にて評価した結果を表２に示す。
【００４８】
なお、フィルターの通気性が乏しく鋳込時間が長い場合、発生気体のすす化（スチレンモノマーの環状化）が促進し、主に鋳物の上面や側面に残渣欠陥が生じる。フィルターの通気性が過大で鋳込時間が短い場合、鋳型内の溶湯が乱れ、模型を巻き込むことにより残渣欠陥を引き起こす。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の消失模型鋳造法の一例を示す概略図
【図２】排出気体抑制手段における排出気体流量Ｑ（ｍ3／ｓ）と圧力損失ｐ（Ｐａ）を測定する装置の概略図
【図３】排出気体抑制手段の気体流量と圧力降下の関係を示すグラフ
【図４】実施例１で用いた発泡模型（サンプル１）の概略図
【図５】実施例１で用いた発泡模型（サンプル２）の概略図
【図６】実施例１で用いた発泡模型（サンプル３）の概略図
【図７】サンプル２の貫通孔の形成位置及びフィルターの設置位置を示す概略図
【図８】サンプル３の貫通孔の形成位置を示す概略図
【図９】鋳型におけるサンプル３、湯口及び湯道の位置関係を示す概略図
【符号の説明】
１ 模型
２ 貫通孔
８ 排気通路
９ 耐火物粒子
【発明の属する技術分野】
本発明は、消失模型鋳造法に関し、特に模型の消失により発生した気体を、排出通路を介し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。
【０００２】
【従来の技術】
消失模型鋳造法はフルモールド法とも言われ、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溶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。
【０００３】
消失模型鋳造法は、容易に鋳造できる等、多くの利点を有しているが、その反面、ガス抜き調整不良による鋳造欠陥の発生、模型強度が低く、且つ模型が傷つきやすいので強い砂込めができず、充填密度が不足して鋳型強度の不足や焼着を引き起こす等の欠点がある。
【０００４】
ガス抜きに関する技術として、特開平５−２６１４７０号公報には模型の内部に、排気口と連通する通気経路を設ける方法が、また、特開平８−２０６７７７号公報には外部気体を吸引しながら、鋳物砂を通して発生気体を外部に強制的に排出する方法が、更に、特開平１１−９０５８３号公報にも発生する気体をスムーズに鋳型外に排出できる消失模型鋳造法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように発生気体を強制的に排出することで、ある程度の鋳物品質の向上は達成されるが、鋳型内の溶湯の乱れを引き起こし、必ずしも目的が達成できるとは限らない。また、模型の材質や形状、大きさも多種多様で模型の熱分解により発生する気体の量も鋳物ごとに大きく異なり、品質の向上につながらない場合もあった。従って、発生気体の最適な排出が達成できる鋳造方案が簡単に決定できれば、当業界での利用価値は極めて高いものと考える。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、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溶湯を注湯し、該溶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、前記模型の消失により発生した気体を、排出気体抑制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であって、少なくとも前記模型の材質及び形状、前記溶湯の種類並びに前記溶湯の温度に基づき排出通路の通気性を制御する消失模型鋳造法に関する。
【０００７】
また、本発明は、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溶湯を注湯し、該溶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、前記模型の消失により発生した気体を、下記式（１）を満たす排出気体抑制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に関する。
【０００８】
【数３】
また、本発明は、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溶湯を注湯し、該溶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、前記模型の消失により発生した気体を、排出気体抑制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における排出通路の通気性を、少なくとも前記模型の材質及び形状、前記溶湯の種類並びに前記溶湯の温度に基づき制御する、消失模型鋳造法における排出通路の通気性の制御方法に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の消失模型鋳造法の概要を図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に連通した受口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号硅砂であり、粘結剤を適量含有させてある。鋳型の形成は、まず、模型１の表面に耐火性に優れた塗型剤３を塗布し、その後充分乾燥させる。そして鋳枠４に湯口６および湯道１０を形成した後、模型１を固定し鋳物砂７で埋設し、受口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を湯道１０に連通させると共に、貫通孔２に連通する排出管を設け排出通路８とする。排出通路８となる排出管はセラミック製で、排出気体抑制手段としてバインダーで成型されたアルミナ等の耐火物粒子９が充填され、貫通孔２と大気とを連通させるように鋳物砂７に埋設される。
【００１１】
受口５から溶湯を注湯すると、溶湯は湯口６および湯道１０を通って模型１に到達し、模型１を溶融させて、鋳型内に溜る。一方、排出通路８からは、湯によって溶融、燃焼された模型１の気体が排出されるのが確認されるが、耐火物粒子が充填されているので、気体の放出が調整される。
【００１２】
このように、本発明では、模型の燃焼・消失により発生した気体（以下、発生気体という）を、その発生とほぼ同時に強制的に排出するのではなく、その排出量を抑制しつつ徐々に排出する。このように発生気体を鋳型の外部に徐々に排出することで、鋳型内における溶湯の乱れを制御できる。また、排出気体抑制手段とは、該手段を設けることで発生気体を外部に徐々に放出し得る通気性を有する手段であり、耐火物粒子及びその層、背圧弁、中空細管からなることが好ましく、さらには、溶湯の吹き出し防止の点から耐火物粒子及びその層、背圧弁が好ましく、更にはススのろ過の機能も兼ねられる点から耐火物粒子及びその層が好ましい。
【００１３】
本発明者は、消失模型鋳造法において上記のような排出気体抑制手段を用いる場合、模型の材質、及び大きさや形などの形状（すなわち鋳物の形状）、溶湯の種類（すなわち鋳造材料の種類）、溶湯の温度（すなわち鋳込温度）によって排出気体抑制手段が持つべき最適な通気性が異なることを見出した。さらにかかる最適な通気性が得られる鋳造方案が容易に決定できる方法を見出した。すなわち、本発明では、湯道と排出通路を連通させ、且つ排出通路の通気性を制御することとした。具体的には、少なくとも前記模型の材質及び形状、前記溶湯の種類並びに前記溶湯の温度により決定された該溶湯の密度、該溶湯の通路の断面積及び該模型が気化する際の体積の倍率に基づき、さらには、下記式（１）を満たすよう、排出通路の通気性を制御することで、模型の材質や形状に関わらず良好な鋳物品質が得られることを見出した。
【００１４】
また、本発明者は、上記のように排出通路の通気性を制御する方法の他に、上記式（１）を満たす排出気体抑制手段を用いることで、同様に模型の材質や形状に関わらず良好な鋳物品質が得られる消失模型鋳造法が提供できることを見出した。このような式（１）を満たす排出気体抑制手段の具体的構成は、目的とする鋳物の製造に際して得られるデータや、図２のような方法で測定される排出気体抑制手段における気体の流量Ｑ（ｍ3／ｓ）と圧力損失ｐ（Ｐａ）などから容易に決定できる。この方法では、式（１）を満たす排出気体抑制手段を用いることで、その系に適した通気性が確保されているので、排出通路の通気性の制御は特に要しないが、排出通路の更なる通気性の制御を行ってもよい。
【００１５】
何れの方法においても、０．３Ｋ*≦Ｋ≦１０Ｋ*、さらには０．４Ｋ*≦Ｋ≦５Ｋ*を満たすことである。Ｋ＜０．３Ｋ*のときは発生気体が鋳型からスムーズに排出されず、残渣欠陥が生じる。Ｋ＞１０Ｋ*のときは発生気体による背圧が小さく、鋳型内の溶湯が乱れるため残渣欠陥が発生する。
【００１６】
尚、式（１）に基づく排出通路の通気性の制御は、下記に基づき理論的に規定したものである。すなわち、発生気体による背圧は、例えば模型の分解速度が鋳型内の溶湯の湯上がり速度に等しいと仮定することで近似的に求めることができ、この背圧をベルヌーイの式に適用することで鋳込時間の近似解が計算される。それによると、排出気体制御手段による鋳込時間の影響はＫ／Ｋ*の関数で表されることが分かる。ここで、Ｋは後述のＥｒｇｕｎ等の式に基づき通気試験によって下記式（３）から決定されるものであり、Ｋ*は下記式（２）で定義される。そこで、Ｋ*が通気性の制御の目安になると考え、鋳造実験を繰り返して最適範囲を決定したものが式（１）である。
【００１７】
【数４】
上記式（１）について説明する。溶湯密度（ρ）は、鋳込み時の溶融金属の密度（ｋｇ／ｍ3）であり、例えば１４００℃の鋳鉄では６７００ｋｇ／ｍ3、７００℃のアルミニウムでは２３５０ｋｇ／ｍ3である。
【００１９】
また、αは、模型が気化する際の体積の倍率であり、１気圧における発生気体の体積と分解前の模型の体積との比である。発泡倍率５０倍の発泡ポリスチレンに鋳鉄を鋳込んだ場合、αは１３である。なお、ポリスチレンについてのαの計算には、Ｃ．Ｗａｌｔｅｒ，Ｗ．Ｓｉｅｆｅｒ（鋳物技術研究所報告）：鋳鍛造と熱処理Ｎｏ．８，２５（１９９５）や菅野利猛：型技術Ｖｏｌ．４，Ｎｏ．６，４６（１９８９）の記載を参考にすることができる。例えば、ポリスチレン１ｇあたり６５０ｃｍ3の気体が発生する場合、発泡倍率５０倍の模型密度０．０２ｇ／ｃｍ3（ポリスチレンの密度１ｇ／ｃｍ3）を６５０ｃｍ3／ｇに乗じて１３となる。なお、αの値は溶湯の温度や発泡ポリスチレンの発泡倍率により適宜修正する。
【００２０】
また、ｃは、流量係数（単位なし）であり、「鋳造工学」（産業図書、１９９５年）によれば、通常０．２〜０．８程度の値となるが、本発明では０．３を採用する。
【００２１】
また、Ｓcは、溶湯の通路の断面積（ｍ2）であり、湯口の断面積を用いるのが好ましい。なお、複数の湯口を用いる場合、この断面積はそれぞれの湯口の断面積の合計を採用する。また、Ｓcとして、湯口の断面積と関連の強い湯道やせきの総断面積を用いてもよく、あるいは湯口、湯道、せきの断面積のうち最小のものを用いてもよい。
【００２２】
これら、ρ、α、ｃ、Ｓcは、消失模型鋳造法を実施する際に、容易に入手可能なデータであり、当業者であれば容易にＫ*を計算できる。
【００２３】
本発明において、好ましいＫ*値は、５×１０-6〜１×１０-2、より好ましくは１×１０-5〜５×１０-3であり、この範囲は特に溶湯が鋳鉄の場合に好ましいものである。
【００２４】
次に、Ｋは排出気体抑制手段の通気性を特徴づける定数と理解できるが、これは、採用予定の排出気体抑制手段について、排出される気体の流量Ｑ（ｍ3／ｓ）と圧力損失ｐ（Ｐａ）を、図２に示したような装置を用いて測定することで決定される。この通気測定における気体の流量は、模型の体積と鋳込時間から計算される発生気体による流量の０．０１〜１０倍の範囲で測定するのが好ましい。その際、排出気体抑制手段が、図１のような粒状体充填層である場合、消失模型鋳造法では短時間で多量の気体が発生することから、該排出気体抑制手段における圧力損失（圧力降下）は、例えばＣｈｉｌｔｏｎ−Ｃｏｌｂｕｒｎの式やＥｒｇｕｎの式から、流量の２乗に比例する圧力損失を仮定することが好ましい。
【００２５】
具体的な排出気体抑制手段における気体流量と圧力損失の関係を図３に示した。図３は、後述の実施例で用いたフィルター（１）（直径４０ｍｍの陶管に、粒径０．５ｍｍの球状耐火性骨材を２５ｍｍの厚みで充填したもの）、フィルター（２）（直径４０ｍｍの陶管に、粒径２ｍｍのアルミナ粒子を１００ｍｍの厚みで充填したもの）、フィルター（３）（直径４０ｍｍの陶管に、粒径５ｍｍのアルミナ粒子を１００ｍｍの厚みで充填したもの）について、それぞれの気体流量と圧力損失の関係を示したものである。図３のグラフの実線は、最小二乗法を用いて測定結果を式（３）で整理したものであり、これより各フィルター１本あたりのＫを求めると、フィルター（１）はＫ＝２．２８×１０-5〔ｍ3／（Ｐａ1/2・ｓ）〕、フィルター（２）はＫ＝３．０６×１０-5〔ｍ3／（Ｐａ1/2・ｓ）〕、フィルター（３）はＫ＝５．７５×１０-5〔ｍ3／（Ｐａ1/2・ｓ）〕となる。
【００２６】
従って、実施予定の消失模型鋳造法の方案からＫ*を算出し、式（１）を満たすようなＫを有するフィルターを選定して用いることで、最適な通気性を達成できる方案が容易に提供される。
【００２７】
なお、本発明において、複数の排出気体抑制手段を用いる場合、各排出気体抑制手段のＫの合計を、式（１）におけるＫとして計算する。つまり、例えば上記フィルター（１）と（２）の２本を用いる場合、式（１）におけるＫは、２．２８×１０-5＋３．０６×１０-5＝５．３４×１０-5〔ｍ3／（Ｐａ1/2・ｓ）〕となる。通常、排出気体抑制手段は、１つ設けるよりも複数設けた方が、鋳型内の圧力が均一となる効果が高くなることが期待される。
【００２８】
排出気体抑制手段のＫは、充填する耐火物粒子の粒径、充填厚み、排出通路の直径などを変更することで調整できる。中空細管を排出気体抑制手段に用いる場合は、その直径と長さを変更することで調整できる。
【００２９】
本発明において、Ｋ値は、式（１）を満たした上で、好ましくは１×１０-6〜１×１０-1、より好ましくは５×１０-6〜５×１０-2であり、この範囲は特に溶湯が鋳鉄の場合に好ましいものである。
【００３０】
本発明の排出気体抑制手段として用いられる通気性のある耐火物層としては、バインダー等を添加して耐火物粒子を成型させたものや、ウレタンフォームにセラミックススラリーを浸漬しその後焼成した、いわゆるセラミックスフォームフィルター等を使用することもでき、好ましくは前者である。耐火物粒子の平均粒径は０．１〜１０ｍｍ、更に０．５〜５ｍｍが好ましく、金属又はその酸化物の粒子、例えばアルミナ、珪砂、ジルコン砂、クロマイト砂、合成セラミック砂等が挙げられる。耐火物は、排出通路の断面積、形状にもよるが、厚さが０．５〜２０ｃｍ、更に１〜１０ｃｍとなる量で、上記式（１）を満たすように充填されることが好ましい。中空細管を排出気体抑制手段とする場合は内径０．１〜５ｃｍ、長さ３０ｃｍ〜５ｍ、更には内径０．５ｃｍ〜２ｃｍ、長さ４０ｃｍ〜２ｍで、金属等の耐火性のある材質で構成されるものが好ましい。
【００３１】
また、背圧弁とは、気体の流れ方向の圧力を弁の前側（気体流路の上流）に比して後側（気体流路の下流）を低く設定できる弁のことであり、バネ式低圧バルブ、ニードル式等何れを用いてもよく、これらを排気通路に設置することで排出気体抑制手段が形成される。
【００３２】
排出通路となる排出管の径、設置位置、数等は、上記式（１）を満たした上で、模型の材質や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１千〜１０万ｃｍ3、好ましくは１千〜１万ｃｍ3あたり、１本設けるのが好ましい。尚、中空細管を抑制手段とする場合は、該細管を直接模型に設置してもよい。
【００３３】
模型は、合成樹脂発泡体からなるものが使用される。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。
【００３４】
模型には、貫通孔を形成させることが好ましい。排出気体抑制手段を備えた排出通路８及び／又は湯道１０に連通する貫通孔を形成することが好ましい。更には、熱分解ガスの徐放を精度良くコントロールする点から、排出通路８及び湯道１０に連通する貫通孔が好ましい。貫通孔は、模型作製時に形成してもよいし、模型作製後、加熱した金属棒等、あるいはドリル、レーザーにより形成してもよいし、カッターナイフ等で切れ込みを入れた後、接着テープ等を模型表面に貼り付けることで形成させてもよい。貫通孔の径、形成位置、数等は、模型の材質や形状や大きさにより決める。尚、貫通孔の形成手段や模型形状等からの制限により、貫通孔を湯道や排出通路に連通しない位置にしか形成出来ない場合は、可能な限り湯道や排出通路の近くに形成するのが好ましい。
【００３５】
模型には塗型剤により塗型層が形成される。本発明では塗型膜を通じての気体排出の必要が少ないため、塗型剤としては、市販のもののほか、従来フルモールド法では通常使用することのできなかった、粒径１０μｍ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も使用することが可能となる。これにより、塗型膜の表面平滑性が向上し、鋳物の表面平滑性も向上する。従来、細粒径の耐火性骨材を含有する塗型剤を消失模型鋳造法に使用すると、塗型膜の通気性が低下し、残渣欠陥やガス欠陥の増加が見られていたが、本発明の消失模型鋳造法ではこのような問題は解消される。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ことで、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のエマルションを、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、塗型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。
【００３６】
鋳造に用いる鋳物砂としては、石英質を主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が良好であるが、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。
【００３７】
消失模型鋳造法における発生気体の排出量の制御は、良質な鋳物を得る上で重要であるが、実際の作業現場においては作業者の経験に基づき、塗型膜の通気度や厚みなどを調節して発生気体の排出量を制御している。しかし、これでは再現性に乏しく、また効率的であるとは言い難い。これに対して、本発明のように、少なくとも模型の材質及び形状、前記溶湯の種類並びに前記溶湯の温度に基づく排出通路を介した通気性の制御方法は、消失模型鋳造法における明確な作業指針を提供できるため、当業界において非常に有用である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、模型の材質や形状等から排出通路における最適な通気性を容易に決定でき、その結果、発生気体が適正に外部に排出されるため、従来法と比較して定常的に残渣欠陥が低減される。
【００３９】
【実施例】
実施例１
図４〜６に示す発泡模型（何れも発泡ポリスチレン製）を図１のように（ただし、サンプル３については、図９のように）セットして消失模型鋳造を行った。以下、図４のものをサンプル１、図５のものをサンプル２、図６のものをサンプル３とする。
【００４０】
サンプル２において、空洞部５１の大きさは、図５中のｘ方向が１００ｍｍ、ｙ方向が６０ｍｍ、ｚ方向が１５５ｍｍであり、突起部５２の大きさは、ｘ方向が５０ｍｍ、ｙ方向が２０ｍｍ、ｚ方向が２０ｍｍであった。
【００４１】
また、サンプル３において、空洞部１、３の大きさは、横２００ｍｍ×縦１３０ｍｍ、深さ２７５ｍｍ、空洞部２の大きさは、横２００ｍｍ×縦１４０ｍｍ、深さ２７５ｍｍであった（外枠、仕切部の厚み２５ｍｍ）。
【００４２】
サンプル２における貫通孔の形成の様子とフィルターの設置位置を図７に模式的に示した。図７（ａ）は、フィルターを４本設置する場合、図７（ｂ）はフィルターを８本設置する場合の模式図である。サンプル２は図７に示す状態で鋳物砂に埋設した。
【００４３】
また、サンプル３における貫通孔の形成の様子を図８に、サンプル３の設置位置を図９に、それぞれ模式的に示した。サンプル３において、フィルターを２本設置する場合は図９の貫通孔（ａ）、（ｄ）に、４本設置する場合は図９の貫通孔（ａ）〜（ｄ）に連通するように設置した。サンプル３においては、湯道とせきは発泡ポリスチレンによって形成されており、湯道とせきの内部には互いに連通する貫通孔が形成されている。この貫通孔は、湯口に連通させると共にサンプル３の貫通孔にも連通している。なお、サンプル３を用いた試験Ｎｏ．７、８では、湯口は３本設け、各湯口の断面積の合計をＳcとして採用した。
【００４４】
鋳造の際、表１に示すフィルターを、排出気体抑制手段を備えた排出通路として、表２のような組み合わせで用いた。
【００４５】
サンプル１、２の表面には８０ボーメの塗型剤、サンプル３の表面には７０ボーメの塗型剤を塗布し、乾燥後、造型を行った。なお、塗型剤の組成は、シリカ粉（平均粒径８μｍ）４０重量％、鱗状黒鉛１０重量％、酢酸ビニル系バインダー５重量％、水４０重量％、非イオン界面活性剤０．５重量％、ベントナイト４．５重量％であった。また、鋳鉄の材質はＦＣ−２５０、鋳込温度は１４００℃であった。
【００４６】
湯口の長さはサンプル１、２（すなわち試験Ｎｏ．１〜６）に対しては４５ｃｍ、サンプル３（すなわち試験Ｎｏ．７、８）に対しては１本あたり５３ｃｍとした。本実施例の鋳造材料である鋳鉄は、注湯温度である１４００℃においてρは６７００ｋｇ／ｍ3であり、注湯温度に対応してαを１３とした。ｃは０．３である。湯口の断面積Ｓcを変更してＫ*を調整した。
【００４７】
サンプル、Ｋ*、Ｋ、フィルターの組合せと、鋳物品質を目視にて評価した結果を表２に示す。
【００４８】
なお、フィルターの通気性が乏しく鋳込時間が長い場合、発生気体のすす化（スチレンモノマーの環状化）が促進し、主に鋳物の上面や側面に残渣欠陥が生じる。フィルターの通気性が過大で鋳込時間が短い場合、鋳型内の溶湯が乱れ、模型を巻き込むことにより残渣欠陥を引き起こす。
【００４９】
【表１】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の消失模型鋳造法の一例を示す概略図
【図２】排出気体抑制手段における排出気体流量Ｑ（ｍ3／ｓ）と圧力損失ｐ（Ｐａ）を測定する装置の概略図
【図３】排出気体抑制手段の気体流量と圧力降下の関係を示すグラフ
【図４】実施例１で用いた発泡模型（サンプル１）の概略図
【図５】実施例１で用いた発泡模型（サンプル２）の概略図
【図６】実施例１で用いた発泡模型（サンプル３）の概略図
【図７】サンプル２の貫通孔の形成位置及びフィルターの設置位置を示す概略図
【図８】サンプル３の貫通孔の形成位置を示す概略図
【図９】鋳型におけるサンプル３、湯口及び湯道の位置関係を示す概略図
【符号の説明】
１ 模型
２ 貫通孔
８ 排気通路
９ 耐火物粒子
Claims (6)
- 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溶湯を注湯し、該溶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、前記模型の消失により発生した気体を、排出気体抑制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であって、少なくとも前記模型の材質及び形状、前記溶湯の種類並びに前記溶湯の温度に基づき排出通路の通気性を制御する消失模型鋳造法。
- 前記模型の材質及び形状、前記溶湯の種類並びに前記溶湯の温度により決定された該溶湯の密度、該溶湯の通路の断面積及び該模型が気化する際の体積の倍率に基づき排出通路の通気性を制御する、請求項１記載の消失模型鋳造法。
- 下記式（１）に基づき排出通路の通気性を制御する請求項１又は２記載の消失模型鋳造法。
- 前記溶湯の通路の断面積として湯口の断面積を用いる請求項２又は３記載の消失模型鋳造法。
- 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溶湯を注湯し、該溶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、前記模型の消失により発生した気体を、下記式（１）を満たす排出気体抑制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。
- 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溶湯を注湯し、該溶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、前記模型の消失により発生した気体を、排出気体抑制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における排出通路の通気性を、少なくとも前記模型の材質及び形状、前記溶湯の種類並びに前記溶湯の温度に基づき制御する、消失模型鋳造法における排出通路の通気性の制御方法。
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