JP3883080B1

JP3883080B1 - 鋳型用押湯スリーブ

Info

Publication number: JP3883080B1
Application number: JP2006252375A
Authority: JP
Inventors: 道信塚本; 實今井
Original assignee: 道信塚本
Priority date: 2006-09-19
Filing date: 2006-09-19
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2026-09-19
Also published as: JP2008073696A

Abstract

【課題】型ばらしを行っても破損することなく、再利用が可能な鋳型用押湯スリーブを提供する。
【解決手段】鋳型用押湯スリーブ１は、円筒形状に形成された高保温性を有する無機繊維質材料からなるスリーブ本体２を備え、耐熱性を有する補強膜３が、前記スリーブ本体２の少なくとも外周面に形成されている。補強膜３は、スリーブ本体２の両端面、さらには内周面に形成するのも好ましい。また、補強膜３は、少なくとも無機粘結剤成分（必要に応じて耐火物成分）を含有している。
【選択図】図１

Description

本発明は鋳型用押湯スリーブに関し、より詳しくは鋳型の押湯部に配される鋳型用押湯スリーブに関する。

アルミニウム合金等の軽合金材料を使用した鋳造品を製造する場合、従来より、比較的安価に製造することが可能な砂型鋳造法が広く使用されている。

この種の砂型鋳造法では、上型及び下型からなる枠内に目的形状の模型（木型樹脂型、アルミ型等）を配した後、模型の周辺に砂を詰めて突き固め、砂型の適所にガス抜き穴、湯口及び押湯等を設けた後、上型及び下型を分離して模型を抜き取り、再び上型及び下型を合わせて一組の鋳型を造型する。そして、湯口より湯道を介して鋳型内の空胴部（キャビティ）に溶湯を注入し、凝固させ、その後、型ばらしを行って鋳型を壊し、鋳物に付着している砂を除去して製品である鋳造品を得ている。

また、上記凝固時には、凝固収縮によって所謂「ひけ巣」等の欠陥が鋳物に生じるのを回避すべく、鋳型の適所に押湯スリーブを配し、該押湯スリーブ内に溶湯を補給して押湯部分の凝固を遅らせることが広く行われている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

さらに、鋳型としては、近年、粘土と水を粘結剤として使用した生砂型鋳型に代えて、レゾールタイプのフェノール樹脂やフラン樹脂等の有機粘結剤を使用した有機自硬性鋳型の使用が増加している。この有機自硬性鋳型は、有機粘結剤及び硬化剤を珪砂に少量混合し、直ちに模型と上型及び下型を用いて造型し、これを放置して硬化（自硬）させることにより、強固な鋳型を得るようにしたものであり、生砂型鋳型に比べ、品質の向上した鋳造品を得ることが可能となる。

また、上記押湯スリーブとしては、アルミナ−シリカ等の高保温性を有するセラミックファイバーで形成されたものが広く使用されている。

ところで、前記砂型鋳造法では、上述したように鋳造後に型ばらしを行って鋳型から鋳造品を取り出す必要がある。特に、有機自硬性鋳型の場合は生砂型よりも機械的強度が強いため、型ばらしにはより強力な力が必要となる。

そこで、従来より、鋳型に大きな振動を負荷した後、大ハンマにより衝撃を加えて型ばらしを行うことが一般に行われている。

特開平６−２４６４２６号公報特開平５−３３７６０１号公報

上述のように大ハンマにより衝撃を加える方法は、人力に依存するため、多大な労力を要し、また年齢や習熟度に左右され易い。

そこで、最近、これら年齢や習熟度に左右され難いサンドブラスト法で型ばらしを行う方法が考えられている。

しかしながら、前記サンドブラスト法では、３×１０^５〜７×１０^５Ｐａの圧縮空気で研磨材を鋳型に吹き付け、これにより型ばらしを行っているため、その際に押湯スリーブも同時に破損してしまうことが多く、製造コストが高くなるという問題点があった。すなわち、サンドブラスト法を使用して型ばらしを行った場合は、押湯スリーブも同時に破損してしまうことが多い。そして、押湯スリーブが破損すると、鋳型作製時に押湯スリーブも同時に作製するか、或いは高価な市販の押湯スリーブを新たに購入しなければならず、製造コストが高くなるという問題点があった。

本発明はこのような問題点に鑑みなされてものであって、型ばらしを行っても破損することなく、再利用が可能な鋳型用押湯スリーブを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係る鋳型用押湯スリーブは、鋳型の押湯部に配される鋳型用押湯スリーブであって、円筒形状に形成された高保温性を有する無機繊維質材料からなるスリーブ本体を備え、耐熱性を有する補強膜が、前記スリーブ本体の少なくとも外周面に形成されていることを特徴としている。

また、本発明の鋳型用押湯スリーブは、前記補強膜が、外周面及び両端面に形成されていることを特徴としている。

さらに、本発明の鋳型用押湯スリーブは、前記補強膜が、前記スリーブ本体の全表面に形成されていることを特徴としている。

また、本発明の鋳型用押湯スリーブは、前記補強膜が、少なくとも無機粘結剤成分を含有していることを特徴としている。

また、本発明の鋳型用押湯スリーブは、前記補強膜には耐火物成分が含有されていることを特徴としている。

上記鋳型用押湯スリーブによれば、円筒形状に形成された高保温性を有する無機繊維質材料からなるスリーブ本体を備え、耐熱性を有する補強膜が前記スリーブ本体の少なくとも外周面に形成されているので、サンドブラスト法等で鋳型の型ばらし作業を行っても、鋳型用押湯スリーブの破損を回避しつつ鋳型のみを壊すことができる。すなわち、鋳型用押湯スリーブの耐久性が向上し、製造コストを節減することができる。

また、前記補強膜が、外周面及び両端面に形成されているので、サンドブラストにおける研磨材等が鋳型用押湯スリーブの端面に衝突しても該鋳型用押湯スリーブが破損するのを防止することができる。

さらに、前記補強膜が、前記スリーブ本体の全表面に形成されているので、上述と同様、鋳型のみを壊すことができ、鋳型用押湯スリーブが破損するのを極力回避することができる。すなわち、押湯スリーブの耐久性が向上し、製造コストを節減することができる。

さらに、前記補強膜が、少なくとも無機粘結剤成分（必要に応じて耐火物成分）を含有しているので、保温性に影響を与えることなく、鋳型用押湯スリーブの機械的強度を向上させることが可能となる。

次に、本発明の実施の形態を図面に基づき詳説する。

図１は本発明に係る鋳型用押湯スリーブ（以下、単に「押湯スリーブ」という。）の一実施の形態（第１の実施の形態）を示す断面図であって、該押湯スリーブ１は、円筒形状に形成されたスリーブ本体２を有し、補強膜３がスリーブ本体２の外周面に形成されている。

スリーブ本体２は、高保温性を有する無機繊維質材料で形成され、例えば、シリカ−アルミナ系のセラミックファイバーが好んで使用される。

補強膜３は、無機粘結剤成分及び耐火物成分が含有されてなる。具体的には、この補強膜３は、無機粘結剤成分及び耐火物成分を含有したペースト状の塗布剤をスリーブ本体２の外周面に塗布した後、所定温度（例えば、１００℃）で所定時間（例えば、２〜３時間）乾燥して形成される。無機粘結剤成分と耐火物成分との混合比率は、塗布剤がペースト状を呈する必要性から、好ましくは重量％で、無機粘結剤成分：耐火物成分＝２０〜２５：７５〜８０に配合される。また、必要に応じて増粘剤や界面活性剤、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリルアミド等を適量添加するのも好ましい。

無機粘結剤成分としては、所要の効果を奏するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、コロイダルシリカ、シリカゾル、アルミナゾル、珪酸ソーダ、ホウ酸カルシウム、珪石、酸化ホウ素、モンモリナイト粘土、ガラスフリット等を使用することができる。

耐火物成分についても、所要の効果を奏するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、アルミナ、ムライト、シャモット、ジルコニア、酸化クロム、コージライト、炭化ケイ素、マグネシア、シリカ、チタニア、クロミア等の各種粉末を使用することができる。

また、上記塗布剤としては、既に市販されているものを使用することもでき、例えば、神戸理化学工業社製「ロストメディアＭＫ−００８」を好んで使用することができる。

図２は上記押湯スリーブ１を使用した鋳型の断面図である。

すなわち、この鋳型は、所定形状の鋳造品に対応した上型４及び下型５を備え、上型４及び下型５間に空洞部（キャビティ）６が形成されている。また、上型４には溶湯が供給される湯口７及び溶湯を空洞部６に案内する湯道８が設けられている。そして、上型４の上部（押湯部）には押湯スリーブ１が埋め込まれている。

このように形成された鋳型では、図３に示すように、湯口７からアルミニウム合金等の溶湯１１が注入され、該溶湯１１は湯道８に案内されて空洞部６に供給され、押湯スリーブ１内の押湯部１０にも溶湯１１が供給される。そして、このまま放置すると溶湯１１は凝固するが、押湯部１０では溶湯１１が押湯スリーブ１によって保温されるため該押湯部１０での凝固を遅らせることができ、これによりひけ巣等の欠陥が生じることもなく、鋳造品が作製される。

この後、サンドブラスト法を使用して型ばらしを行い、鋳型を壊して鋳造品を得ることができる。この際、押湯スリーブ１は、補強膜３がスリーブ本体２の外周面に形成されているので、破損するのを回避しつつ上型４から分離することができ、これにより押湯スリーブ１を再利用に供することができる。

図４は押湯スリーブの第２の実施の形態を示す断面図であって、該押湯スリーブ１２は、スリーブ本体２の外周面のみならず両端面にも補強膜１３が形成されている。

本第２の実施の形態では、押湯スリーブ１２を鋳型の押湯部に配した後、鋳造処理が行われる。そしてその後型ばらしを行うが、その際、サンドブラストによる研磨材が押湯スリーブ１２の両端面に衝突しても、該両端面も補強膜１３で補強されているので、押湯スリーブ１２が破損するのを防止することができ、押湯スリーブ１２の再利用が可能となる。

図５は押湯スリーブの第３の実施の形態を示す断面図であって、該押湯スリーブ１４は、スリーブ本体２の全表面、すなわち内外周面及び両端面に補強膜１５が形成されている。

このようにすることにより第１及び第２の実施の形態と同様、押湯スリーブ１４は、型ばらし時にも破損することなく上型４から分離することができ、再利用に供することができる。尚、このような押湯スリーブ１４は、ペースト状の塗布剤中に浸漬させて含浸させることにより容易に製造することができる。

本第３の実施の形態では、押湯スリーブ１４の内周面の平滑性を確保して押湯部１０での溶湯との剥離性を良好なものとする必要があり、このため第１及び第２の実施の形態で使用した塗布剤よりも低粘度に調製された塗布剤が使用される。

尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態では、押湯スリーブ１、１２、１４を鋳型の上型に埋め込んでいるが、接着剤等で固定するようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、補強膜３、１３、１５には、無機粘結剤成分及び耐火物成分が含有されているが、無機粘結剤成分のみでも所要の補強効果を発揮することが可能である。

本発明に係る押湯スリーブの第１の実施の形態を示す断面図である。上記押湯スリーブを使用した鋳型の一例を示す図である。図２の鋳型に溶湯を流し込んだ状態を示す断面図である。本発明に係る押湯スリーブの第２の実施の形態を示す断面図である。本発明に係る押湯スリーブの第３の実施の形態を示す断面図である。

符号の説明

２スリーブ本体
３補強膜
１３補強膜
１５補強膜

Claims

鋳型の押湯部に配される鋳型用押湯スリーブであって、
円筒形状に形成された高保温性を有する無機繊維質材料からなるスリーブ本体を備え、
耐熱性を有する補強膜が、前記スリーブ本体の少なくとも外周面に形成されていることを特徴とする鋳型用押湯スリーブ。
前記補強膜は、外周面及び両端面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の鋳型用押湯スリーブ。
前記補強膜は、前記スリーブ本体の全表面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の鋳型用押湯スリーブ。
前記補強膜は、少なくとも無機粘結剤成分を含有していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の鋳型用押湯スリーブ。
前記補強膜には耐火物成分が含有されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の鋳型用押湯スリーブ。