JPH01228641A - 消失模型鋳造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ この発明は、発泡ポリスチロールなどの消失性模型を利
用した消失模型鋳造法の改良に関するものである。

［従来の技術］ 従来からも、この種鋳造法については各種の提案がなさ
れている。

例えば、特公昭４９−３２１６７号公報で開示される鋳
造法においては、注湯開始直前がら注湯を完了するまで
の間、連続して型砂Ｊｊ／を減圧状態に医つことにより
、型砂層表面に圧力の勾配を生ザしぬ、を砂層の崩壊を
防止するようにした鋳造法が提供されている。

また５１、Ｔ公開５２−５００　／１″；ノー公？ｆｊ
　テは、塗型イイを表面に塗布した消失付模４ｊ’ｌを
便用し、これを粘結材を含まない鋳型材中に埋め込み、
鋳枠上面を金属箔あるいは金属薄板で密閉して、〃ｊ枠
外周の減圧手段によって内部を減圧して造型することを
特徴とする減圧造型式鋳造法が開示されている。

さらにまた、特開昭５７−１１５９１１１号公報では、
上部を大気に開ｌ−１シた鋳枠を用い、通気性耐火被覆
を施した消失性模型を鋳枠内に位置決めして非粘結粒状
材料を入れて圧縮し、がっ圧縮粒状材料に真空を加えて
通気性耐火被覆の輪郭の一体性を保持するようにした鋳
造法が開示されている。

また、特公昭／１４−２９／１４１号公９にでは、消失
性模型の周囲の大気中の酸素ガスン農度を下げて難燃性
雰囲気中で釧込む鋳造法が開示されている。

さらにまた、特公昭４３−７５２６号公報では、粘結性
の鋳砂中に埋設した消失性模型を貫通ずる気孔を設け、
減圧または加圧方式によって気孔がら空気または不活性
ガスを導入し、鋳型成形物質の粒間を経て鋳枠外に至る
気流を生じさせ、模型及びＰｊ型より発生ずるガスを鋳
枠外に排出する流気鋳造法が開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来例において、特公昭４９−３２１６７号及び１
．？公開５２−５００４号は、非粘結性の鋳型材を用い
、完全密閉型の鋳枠内を減圧することによって、造型す
るようにした鋳造法を開示するものであり、特開昭５７
−１１５９４１号は、開放型鋳枠を用いるｖＪ造法であ
る。また、特公昭４３−７５２６号は、粘結性の鋳型材
を用いる鋳造法において、消失性模型を１′１通して流
れる気流により発生ガスを鋳枠外部に排出する鋳造法で
ある。

ところで、非粘結性の鋳型材を用いた消失模型鋳造法に
おいて考慮とずべき点としては、造型の確実性、すなわ
ち型崩れが起こらず、また、消失性模型が変形しないこ
と、注湯時に発生ずるガスの抜けが良いこと、カーボン
の残留がないこと等か重要点として挙げられる。

前記従来例において、特公昭４９−３２１６７号及び特
公昭５２−５００４号は、密閉型の鋳枠内を減圧するこ
とによって、造型の確実性を企図したものであるが、密
閉型の鋳枠において減圧した場合、発生ガスの排出がど
うしても円滑に行われず、残留カーボンも発生し易い難
点がある。

また、特開昭５７−１１５９４１号は、開放型の鋳型に
おける造型の確実性を企図したものであるが、開放型の
場合、消失性模型を比較的深＜ｌｉ型材中に埋設する必
要があり、υｊ枠が人形化する難点があり、また、〃ｊ
型材の圧密充填状態が、加えられる真空状態に密接に関
係するため、鋳型材の充填に格別の注意を要する。

特公昭４３−７５２６号の流気方式は、ガスの排出にお
いて好ましいといえるが、粘結性の鋳型材の使用を前提
としており、また、消失性模型自身３貫通ずる気化を設
ける方式であるため、模Ｊ％１μの大きさに制限がある
ほか、模型表面における発生ガスの排出に適さず、また
、溶湯の吹き」−げ事故を発生ずる懸念らある。

上記のように、従来の消失模型ｆＪｉｊｍ法においては
、一長一短があった。そこで、この発明は、通気性耐火
被覆を施した消失性模型を、鋳枠中の非粘結性の鋳型材
中に埋設して鋳造する消失模型鋳造法において注湯の際
の型崩れ、模型の変形がなく、発生ガスを存効に排出で
きるとともに、残留カーボンによる鋳造欠陥の発生を防
止できる新規な消失模型ｉ／ｉ造法を提１ノ１シようと
するものである。

［課題を解決するための手段］ 上記］二１的達成のため、この発明においては、いわば
半密閉型の鋳枠を用いた流気状態１；の鋳造法としてい
る。

すなわち、通気性耐火被覆を施した消失性模型を、鋳枠
中の非粘結性の鋳型材中に埋設して鋳造する鋳造法にお
いて、消失性模型を鋳枠中の非粘結性の鋳型材中に埋設
したのち、鋳枠を機械的に振動して造型し、湯１−１を
除く〃ｊ枠上面金木に町撓性シート材からなる覆いを施
し、注湯中鎖枠下部より減圧を加え、通気量をＪ５Ｊ　
ｆｆｉ　ｉｉｒ能な」三方ＩＪ旧」部から外気を吸入し
て、開口部から鋳枠内を経て鋳枠外に至る流気を生起し
、この流気状態下に鋳造するようにしたことを特徴とす
るものである。

外気を吸入する上方開口部は、鋳枠周壁の上方部あるい
は可撓性シート材に設けることができる。

例えば、鋳枠周壁の上方部に開［１部を設け、バルブに
よって開口度を調整する方式、あるいはバルブを設けず
単に覆板によって１１１０度を調整する方式、可撓性シ
ート材にＩＪ旧」部を穿設し、その個数によって通気量
を調節する方式、可撓性シーＩ・村を１１通して立てら
れた中空パイプを開口部とし、パイプ径及び本数によっ
て通気−；ジを調悠する方式等が採用できる。覆板によ
って開口度を調整する方式においては、［Ｍ口部、に金
網を設け、造型時の振動による砂皿れを防止しておく。

覆板としては、１７紙、発泡スチロールの板等が利用で
き、減圧の吸着力で保持させれば良い。

逍ハ“１時の振動は、振動モータを′Ａ備した振動テー
ブルか好ましい。また、非粘結性の鋳型材として乾燥珪
砂を用いた場合、見掛は比重１．３に対し、１．６以上
となる程度の振動が好ましい。

可（３′Ａ性シート材としては、ナイ１７ン、ポリプロ
ピレン、ポリエステル等のフィルムが使用できる。

「作用」 上記叡；造法においては、通気性耐火被覆を施した消失
性模型を、鋳枠中の非粘結性の鋳型中に埋設した後、鋳
枠に機械的振動を加えることによって鋳！（′、！村の
充填密度を高めて造型し、注湯の際の砂崩れ、模型の変
形を防止している。

通気−１，（を調整可能な−に方間Ｌ１部を残し、υｊ
枠上面を叶１３２性シート材で覆って半密閉式のＥ枠と
し、鋳枠下部より減圧を加えて上方間ＬＩ部から外気を
吸入し、流気状態−］ζに注湯する７７４成であるから
、注湯時に発生ずるガスは、この流気に乗って有効に排
出される。また、残留カーボンは、流気によって酸化・
燃焼され、ガス化して排出される。

通気量が調整可能であるため、模型の大きさ、個数、形
状などに応じて好ましい通気性Ｊ１１を選定することが
できる。

可撓性シート材で上面を開窓しでいるので、模型上部に
おける圧の低下がなく、鋳型材の浮き上がりが防止され
ている。

上方開口部を鋳型枠周壁の上方部に設け、バルブによっ
て開口度を調整可能とした場合、通気量のきめ細かい調
整ができる。また、単に覆板で開口度を調整する場合、
簡易な調１六が可能となる。

一方、可撓性シート材に穿設する場合は、必要個数をそ
の都度適宜に設けることもでき、簡易性、即応性にすぐ
れている。また、中空パイプを立てる方式は、池の開口
部と併用することができ、この場合、例えばベント管等
を鋳造する場合に、中空パイプの内方端を模型内部に入
れれば、内外同時に流気状態下に置くこともできる。

「実施例」 以下添附図面を参照して、この発明に係る消失模型鋳造
法の実施例について」（２明する。

第１図乃至第３図は、この鋳造法を大／ｌトするために
使用する鋳枠の一実施例を示すもので、図中、■は真空
ポンプの接続［１，２は減圧室、３は２枚のパンチング
メタルからなる砂床、４は鋳枠周壁に設けた開口部で、
−四に４個、計８個設けており、バルブを取付ける。５
は吊り用フックである。

このような鋳枠を用い、湯Ｌ１を除いて鋳枠−Ｌ面をナ
イ１７ンフイルムで全１２（するほが、鈷（Ｗ砂の充填
、通気風量、減圧度は次の通りとした。

（鋳型砂の充填） 鋳型材として非粘結性の乾燥珪砂を充填し、見掛は比重
１，３に対し、１．６以−りになるように、振動デープ
ルで振動して充Ｊ１°ｔする。

（通気風量及び減圧度） 鋳型材充填後の鋳枠内吸引風１１り：　２．Ｇ　＋ｎａ
／ｍｉｎ。

減圧　　　：　　　　４００ｍｍ１ｌり〈実施例１〉 サイズ２００Ａの水道用継ぎ輪１号の’ｉｌ’）　’Ｊ
Ｔｉ例で、１枠に８閏を込め、次のような流気状態でＸ
ｌ５ｖｉした。

バルブ８個を閑じた状態で、注湯前よりバキュームを開
始し、注湯開始ｔ＆５秒で全バルブを開とするとともに
、注湯完了ｆ＆　１分間バキュームを継続した後、真空
ポンプを停止した。

比較例として、バルブを全開状態とし、減圧のみを加え
た従来法による鋳造法も実施して比較した結果、次のよ
うな結果が得られた。

ａ、フランジ部 実施例によれば、カーボン欠陥が全く無かったのに対し
、従来法によれば、収部フランジの上１ｎ１、上部フラ
ンジの」二面全体にカーボン欠陥が見られた。

ｂ、胴体 実施例では、外面、内面ともにカーボン欠陥が見られな
かったのに対し、従来法では外面に小さなカーボン欠陥
が見られた。

Ｃ，パツキン部 実ｊｊｆ！！例では、ごく微少なカーボン欠陥しか見ら
れなかったのに対し、Ｉｆ末法では、パツキン取付部全
周に、グラインダー等では収れない大きさのカーボン欠
陥が発生していた。

総合的に見れば、実施例では、製品として問題が無かっ
たが、従来法では製品としてｆ！Ｊ！用できない鋳造状
態であ−）な。

〈実施例２〉 サイズ７５Ａ　　９０”の水道用ベント管に対応した模
型を１枠に４木込め、次のような流気状態下で鋳造した
。

バルブ８個を全開した状態で、注湯前よりバキュームを
開始し、注湯完了後５分で真空ポンプを停止した。

実施例１と同様の従来法と比較した結果は次の通りであ
る。

２１、フランジ部 実ＢＩＤ、　（’ｉ１１によれば、カーボン欠陥は全く
無かったのに対し、従来法によれば、フランジ面全面に
がなり大きいカーボン欠陥が見られた。

ｂ、収部 実施例では、堰周辺に微少なカーボン欠陥しか見られな
かったのに対し、従来法では堰周辺において比較的大き
なカーボン欠陥が見られ、また部上部に水漏れを生じる
欠陥が発生していた。

Ｃ０差し込み部 実施例では、微少なカーボン欠陥が２ケ所に発生、従来
法では、差し込み部とアール部の境に水漏れを生じる欠
陥の発生が兄られ、また、差し込み部上部に大きなカー
ボン欠陥が発生していた。

実施例では、グラインダー仕上げによって製品化できた
が、従来法では製品として使用できなかった。

〈実施例３〉 実施例２と同様、サイズ７５Ａ　　９０”の水道用ベン
ト管に対応する模型を、１枠に４本込め、次のような流
気状態下に鋳造した。

鋳枠上面を密閑したナイロンフィルムを貫通して３木の
紙管をセラＩ−した、この場き、ベント管４本のうぢ３
木に紙管の１・一端部を挿入した。

バルブ８　（［４１を閑じた状態で、注湯前よりバキュ
ームを開始し、注湯完了後５分で真空ポンプを停止した
。

ＩＪ′（未決と比較した結果は次の通りである。

ａ、フランジ部 実施例では、外周部にごく微少なカーボン欠陥が見られ
た。従来法では、全面にがなり大きいカーボン欠陥が兄
られた。

［）、胴体内面 実施例では、カーボン欠、陥の発生は無かった。

従来法では、砂の焼付きが多く、内部にカーボン欠陥が
発生していた。

Ｃ０収部 実施例では、収部周辺にごく微少なカーボン欠陥が発生
していた。従来法では、ＩＩに部周辺に比較的大きなカ
ーボン欠陥が発生しており、また、収部上部に水漏れを
生じるカーボン欠陥が発生していた。

ｄ、差し込み部 実施例では、４木のうち２木は欠陥がなかったが、残り
２木にごく微少なカーボン欠陥が見られた。従来法では
、差し込み部はとんど全面にカーボン欠陥が発生してい
た。

総合的に見れば、実施例では、製品として問題がないの
に対し、従来法では、製品として使用できない鋳造状態
であった。

なお、製品取出し時、鋳枠を反転させて製品を取出すが
、この時、砂中に残留したスチレンモノマーが再び製品
に接触して白煙を発生ずる。従来法によれば、注湯完了
後５分間バキュームを継続しても白煙の発生が見られた
が、実施例２及び３では、白煙の発生がきわめて少なか
った。

［発明の効果コ この発明の消失模型鋳造法は、通気性耐火被覆を施した
消失性模型を、鋳枠中の非粘結性の鋳型材中に埋設して
鈷逍する鋳造法で、非粘結性の鋳型材の造型は、鋳枠を
機械的に振動して鋳型材の充填密疫をあけることによっ
て確実に達成され、注湯時の型崩れ、模型の変形は完全
に防止されている。

また、注湯時には、湯「」を除く鋳枠」二面全体が可撓
性シート村で密１′Ｊ１される一方、通気量を調整可能
な−Ｌ方開［１部を設けて、いわば半密閑式の鋳枠構成
とし、麩枠下部より減圧を加えることによって、開ＩＬ
１部から鋳枠内を経て鋳枠外に至る流気を生じさぜ、こ
の流気状態１ζに注湯を行うので、注湯時に発生ずるガ
スは、この流気に乗って有効に排出され、また、残留カ
ーボンは、流気によって酸化・燃焼されガス化して４Ｊ
Ｆ出されるので、カーボン欠陥、が殆ど発生しない良好
なＰｊ造品がｊ゛トられる。

可撓性シート材で１而を披）！シているので、大気圧が
鋳型材の上面に掛がり模型」一部における圧力を確保し
ており、１７ｉ　’、Ｉ″Ｌ材の浮きトリも防止されて
いる。

また、流気量は、適宜調節可能であるため、模型の大き
さ、数、形状に応じて、所望とする流気状態を得ること
ができ、それぞれに応じてＢｔ善の流気状態を得ること
ができる。

このように、この発明は、この種ｖＪｍ法に望まれる鋳
造条件を全て好適に満たす新規な鋳造法を提供し得たの
である。

なお、バルブを使用する場合には、通気量のきめ細かい
調整が可能となり、単に覆板で開口度を３３１節する場
合は、簡易なＪ１整が可能となる。一方、可撓性シート
材に穿設する場合は、必要個数をその都度追加形成する
こともでき、中空パイプを立てる場合は、中空模型に内
端部を挿入することによって内部流気をも達成しｉ：）
るし、内外同時に流気状態下に置くことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれもこの発明に係る消失模型鋳造法を実施す
るための鋳枠の一実施例を示すもので、第１図は正面図
、第２図は断面図、第３図は平面図である。 ■・・・・・・真空ポンプの接続］１ ２・・・・・・減圧室 ４・・・・・・１１旧−１部 代理人　弁理士　人　島　秦　甫

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）通気性耐火被覆を施した消失性模型を、鋳枠中の
   非粘結性の鋳型材中に埋設し、該鋳枠を機械的に振動し
   て造型し、湯口を除く鋳枠上面全体に可撓性シート材か
   らなる覆いを施し、注湯中鋳枠下部より減圧を加え、通
   気量を調整可能な上方開口部から外気を吸入して流気状
   態下に鋳造する消失模型鋳造法。
2. （２）上方開口部が、鋳枠周壁の上方部に設けられ、バ
   ルブによって開口度が調整される請求項１記載の消失模
   型鋳造法。
3. （３）上方開口部が、鋳枠周壁の上方部に設けられ、覆
   板によって開口度が調整される請求項１記載の消失模型
   鋳造法。
4. （４）上方開口部が、可撓性シート材に穿設され、穿設
   個数によって通気量を調節する請求項１記載の消失模型
   鋳造法。
5. （５）上方開口部が、可撓性シート材を貫通して立てら
   れた中空パイプで、パイプ径及び本数によって通気量を
   調節する請求項１記載の消失模型鋳造法。