JPH01233043A - 金型等の鋳造方法 - 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〕 本発明は、金型等の鋳造方法に係り、より詳細には、砂
型等を用いることなく、鋳造■Ｘ間の短縮を図ることが
できる金型等の鋳造方法に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来、金型等のＥｌｆ造は、ｊｍ常、砂型鋳造を採用し
ている。砂型は、種々の鋳物砂に表面活性剤や有機質粘
結剤（フェノールシジン、水ガラス等）を添加、混練等
して得たもので製造するようにしている。

しかし、砂型の場合、造型するのに、例えば、モールデ
ィングマソン等を用いて型込めをする必要があるため、
多くの手数と時間が必要となるという問題がある。すな
わち、定盤の上に模型板を取り付けて枠を置き、ごれに
鋳物砂を入れ上下方向の振動または圧縮を行うが、■振
動によって型込めする場合は、模型板を枠を固定した可
動台を上下動（自由落下）させて、鋳物砂を固めるとい
う作業を２０〜３０回繰り返す必要があり、また、■圧
縮によって型込めする場合は、可動台を上げ、枠の−に
面の鋳物砂を圧縮板に押しつＩＪ、５〜６気圧程度の圧
搾空気を用いて圧縮する必要があるので、多くの手数が
必要となる。

換言すれば、従来の鋳造方法においては、第３図のよう
な工程を要するので、■模型が必要であること、■型造
め作業が必要であること、■模型と型との分離作業が必
要であること等の工程がいり、金型等の鋳物を得るのに
多くの時間が必要となる。

本発明は、」二連した点に対処して創案したものであっ
て、その目的とする処は、金型等の鋳物の製造時間を短
縮できる鋳造方法を提供することに　　′ある。また、
他の目的とする処は、金型等の鋳物の製造時間を短縮で
きると共に、金型等の鋳物の表面を滑らかな状態を一連
作業でもって得ることができる鋳造方法を提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

そして、」１記目的を達成するための手段としての本発
明の金型等の鋳造方法は、粉粒体を固化してガス通過性
、収縮崩壊性および加］二性を有するブロック体を形成
し、該ブロック体を切削加工して雄雌型を形成すると共
に、該雄雌型を係合し、該ｈ１ｆ雌型の空間部に鋳造用
金属溶湯を流し込み、該鋳造用金属溶湯を冷却して鋳物
とし、該鋳物を上記がｔ雌型より分離するようにして製
造するようにした構成よりなる。

また、他の目的を達成するための本発明の金型等の鋳造
方法は、ガス通過性、収縮崩壊性および加工性を有する
ブロック体を切削加工して雄雌型を形成した後、該雄雌
型の少なくとの一方の型の内表面にアルミニウムまたは
アルミニウム合金等の金属を溶射して金属溶射層を形成
した後に、該雄雌型を係合すると共に、該雄雌型の空間
部に上記溶射金属と同一または類似する性質を有する鋳
造用金属溶湯を流し込み、該鋳造用金属溶湯を冷却して
鋳物を得た際に、上記金属溶射層が鋳物の表面に一体化
しているようにした構成よりなる。

ここで、上記構成において、粉ね体を固化してガス通過
性、収縮崩壊性および加工性を有するブロック体として
は、成形時に木質とセラミック質との両性質を発揮する
複合素材に、ブロック体にガス通気孔を付与するための
素材を混合・焼成して得たものであり、また該複合素材
としてはケイ酸カルシウム水和物とガラス繊維を含有す
る素材で、またブロック体にガス通気孔を付与するため
の素材としてはが酸化マグネシウムを用いるようにして
いる。

〔作用〕

そして、上記構成に基づく、本発明の金型等の鋳造方法
は、ブロック体を予め形成しておき、該ブロック体を設
計図面等を基にして、コンピュータにより切削加工する
ことで雄雌型を形成するようにするごとで、従来の鋳造
方法におりる模型の製作、型込め工程等が省略して鋳物
を鋳造できるように作用する。

また、ブロック体を切削加工して形成した雄雌型の少な
くとも一方の型表面に金属溶射を行い、その溶射金属を
鋳物成形時にその表面に一体的に形成し得ることより、
その表面を一連の工程でもって滑らかなものにできるよ
うに作用する。

以上のように本発明の金型等の鋳造方法は、ブロック体
を形成しておき、このブロック体を切削加工することで
鋳造用雄雌型を得るという点に特徴を有し、砂型等のよ
うな複雑な作業を排除できるという格別な作用を奏する
ものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、本発明を具体化した実施例
について説明する。

ここに、第１］＋；ｌ、本発明の実施例の製造Ｊ、程を
説明するための王程図、第２図は本発明の他の実施例の
製造工程し１である。

本実施例の金型等の製造方法は、第１図、第２ｌ６こ示
す工程で製造する鋳物製金型の製造方法であって、概略
すると、■ブロック体形成工程、■ブロック体切削工程
、■鋳造用金属溶湯流し入れ工程、■１ノを物分離工程
の四工程よりなる。次ぎに、各工程について説明する。

一ブロック体形成工程− 本工程は、金型を得るために用いる鋳造用ブロック体を
形成する二■−程である。ずなわら、該鋳造用ブロック
体は、鋳造用金属溶湯を流し込んだ場合、該溶湯を保持
し、鋳物を得ることができる性能を備えた構成のブロッ
ク体であって、該ブロック体を製造する工程である。

ブロック体は、通常、ケイ酸カルシウム水和物（ジノＩ
・ライｌ□　：　６Ｃａ０．６ＳｉＯｚ　・ｔｌ□（１
）　とガラス繊維および酸化マグネシウムとを１００：
３〜７　（重量比）の割合で混合し、ブロック状に形成
した後、該ブロックを１００〜２００℃程度の温度で焼
成して、内部の水分を散逸させて形成したものを用いる
。ここで、必要に応して、上記ブロック体の場合には、
温度保持力が高い点（換言すれば、通気性の点で劣る点
）があるので、これに溶湯を流し込んで冷却するに際し
、その凝固時間が長くなるので、凝固促進用の凝固促進
剤（例えば、酸化マグネシウム等）を上記ブロック状物
の組成に対し、２０〜６０％程度配合し、これを焼成し
て、該ブロックを一層、ポーラス状にしたブロック体を
形成したものを用いることが好ましい。しかし、他の組
成よりなるものを用いてもよいことは自明である。すな
わち、ブロック体を形成するためのバインダーおよびリ
ンキング材とを有し、溶湯の収縮による崩壊性、切削加
工性および溶湯より発生するガスの通過性を有するブロ
ック体であればよい。

一ブロック体切削工程− 本工程は、ブロック体形成工程で得たブ１丁１ツク体を
切削加工（型削り）して、鋳造用部材を成形する工程で
ある。該切削加工は、ＮＣ工作機械を用いて行・うよ・
うにしている。

すなわち、ブロック体を切削加工するに当たり、先に、
従来の砂型を用いた鋳造方法と同様にして、鋳造する金
型より得る発泡ブラフチック成形物よりなるシート成形
物等のデザインを、ＣＡＤ、ＣＡＭシステムによりコン
ピュータデータ化して、このデータプログラムによって
ブロック体を切削加工するようにした工程である。

そして、このブロック体の切削加工は、ＣＡＤ、ＣＡＭ
ソステムと、該システムによって作動スるＮＣ工作機械
（通常、同時５軸ヘット式ＮＣ機械を用いる）を用い、
三次元加工によってブロック体の型削りをするようにし
ている。

なお、ブロック体は、得ようとする型（鋳造用型部材）
の大きさ等を考慮し、複数のブロック体を加工し、これ
を組め合わせ結合するようにしている。このように切削
加工することで、従来の砂型等に該当する鋳造用型部材
（雄雌型）が得られる。

一鋳造用金属溶湯流し入れ］二程− 本工程は、前工程によって得た雄雌型の鋳造用型部材を
係合して、その空間部に鋳造用金属溶湯を流し込み、金
型（鋳物）を得る工程である。すなわち、金型を鋳造す
るための金属溶湯を流し込む工程であって、該溶湯を冷
却することで、所定の形状、大きさ等を有する鋳物より
なる金型を製造する二「程である。

ここで、金属溶湯としては、銑鉄溶湯を鋳物素材として
用いることもできるが、通常は、アルミニウムまたはア
ルミニウム合金を用いている。これは、前述したブロッ
ク体の材質にもよるが、該ブロック体の溶湯保持力によ
って異なる。

また、必要に応して、前工程で得た鋳造用型部材（雄雌
型）の少なくとも一方の型面に、アルミニウムまたはア
ルミニウム合金等の金属材料を溶射し、その型面に溶射
層を形成してもよい。これは、鋳造用金属溶湯を流し込
むことで、その溶湯が冷却固化した際に、その表面に該
溶射層が一体化し、滑らかな表面を得ると共に、プラス
チック等を成形する際に熱伝導性を良好にし、該プラス
チック成形素材が金型内部に好ましい状態で重点できる
ようにすることを考慮したものである。ここで、該溶射
層が一体化するのは、該金属溶射層は、金属微粒体とし
て型部材表面に発射、付着するわけであるが、付着と同
時に空気に曝され酸化状態となり、微視的にみると、そ
れぞれの付着した溶射金属が酸化されているので、その
表面に流し込まれる金属溶湯（ここで、該溶湯は、溶射
金属と同一もしくは類似する性質を備えた金属である必
要がある。）を流し込むと、該溶湯は酸化溶射金属を巻
き込むことなく、その表面を流れるようにして重点され
ることによる。

そして、金属溶湯は、冷却によって固化するが、その同
化する際、該金属溶湯は収縮し、雄型（鋳造用型部材）
は、その収縮崩壊性のゆえに崩壊し、また、溶湯より発
生するガスは外部に排気させて、金型が鋳造用型部材の
中で形成される。こごで、前述溶射層を有するものにつ
いては、その表面が、より滑らかに形成されるという利
点を存する。

一鋳物分離工程一 本工程は、前］工程において、ブロック体よりなる鋳造
用型部材に流し込んだ鋳造用金属溶湯を冷却し鋳物とし
てブロック体より取り出す工程である。

すなわち、鋳造用型部材の雄型を崩壊して、雄雌型の空
間部に形成された金型を取り出す工程である。そして、
取り出した金型（鋳物）は、これによって、各種成形物
製造用の金型として使用できる。

そして、上述した工程よりなる鋳造方法の効果を確認す
るため、従来の方法による砂型を用いた鋳造方法と同一
条件（同し形状、大きさの金型製造を条件）で、それぞ
れ金型を製造した。その結果、両者の方法による鋳物に
差は認められなかった。しかし、その鋳造時間において
、１週間以上の差があった。これは、従来の鋳造方法の
場合、木型等の模型を製作する必要があること、鋳物砂
の型造め作業が必要なこと、さらに、該型造め工程を自
動化できないことによると考えられる。

ところで、該金型は、雄雌型が必要であるので、同様の
工程によってそれぞれの型を得る。しかし、一方の型の
みを本実施例による方法で得て、他方の型を溶滴溶射に
よって形成したものを用いてもよい。また、」１述した
実施例においては、金型の鋳造方法について説明したが
、通常の鋳物の鋳造もできることは明らかである。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものでなく
、本発明の要旨を変更しない範囲で変形実施できるもの
を含む。

〔発明の効果〕

以」二の記載より明らかなように、本発明の金型等の鋳
造方法によれば、砂型の条件を備えたブロック体を予め
形成しておいて、このブロック体を切削加工することで
鋳造用型部材を形成し、これに金属溶湯を流し込むこと
で鋳造するようにしているので、木型等を要しないこと
になり、その製作作業時間・期間を短縮できるという効
果を有する。

また、本発明の金型等の鋳造方法によれば、砂型の製造
が必要なくなるので、鋳造に熟練性等を必要とすること
がなく、常に、同品質の鋳物を得ることが可能になると
いう効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の製造工程を説明するための
工程図、第２図は本発明の他の実施例の製造工程図、第
３図は従来例の製造工程図である特　許　出願人　株式
会社マース製作所代理人　弁理士　　吉　村　博　文 第１図　　　　　　　　　　　　　　　　第２図第３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）粉粒体を固化してガス通過性、収縮崩壊性および
   加工性を有するブロック体を形成し、該ブロック体を切
   削加工して雄雌型を形成すると共に、該雄雌型を係合し
   、該雄雌型の空間部に鋳造用金属溶湯を流し込み、該鋳
   造用金属溶湯を冷却して鋳物とし、該鋳物を上記雄雌型
   より分離するようにして製造することを特徴とする金型
   等の鋳造方法。
2. （２）ガス通過性、収縮崩壊性および加工性を有するブ
   ロック体を切削加工して雄雌型を形成した後、該雄雌型
   の少なくとの一方の型の内表面にアルミニウムまたはア
   ルミニウム合金等の金属を溶射して金属溶射層を形成し
   た後に、該雄雌型を係合すると共に、該雄雌型の空間部
   に上記溶射金属と同一または類似する性質を有する鋳造
   用金属溶湯を流し込み、該鋳造用金属溶湯を冷却して鋳
   物を得た際に、上記金属溶射層が鋳物の表面に一体化し
   ているようにしたことを特徴とする金型等の鋳造方法。
3. （３）粉粒体を固化してガス通過性、収縮崩壊性および
   加工性を有するブロック体が、成形時に木質とセラミッ
   ク質との両性質を発揮する複合素材に、ブロック体にガ
   ス通気孔を付与するための素材を混合・焼成して得たも
   のである請求項１または２に記載の金型等の鋳造方法。
4. （４）複合素材が、ケイ酸カルシウム水和物とガラス繊
   維を含有する素材で、またブロック体にガス通気孔を付
   与するための素材が酸化マグネシウムである請求項３に
   記載の金型等の鋳造方法。