JPH0136764B2 - - Google Patents
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- JPH0136764B2 JPH0136764B2 JP59123543A JP12354384A JPH0136764B2 JP H0136764 B2 JPH0136764 B2 JP H0136764B2 JP 59123543 A JP59123543 A JP 59123543A JP 12354384 A JP12354384 A JP 12354384A JP H0136764 B2 JPH0136764 B2 JP H0136764B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
- B22C9/04—Use of lost patterns
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C7/00—Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
- B22C7/02—Lost patterns
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S264/00—Plastic and nonmetallic article shaping or treating: processes
- Y10S264/44—Plastic and nonmetallic article shaping or treating: processes using destructible molds or cores in molding processes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は鋳造品製造方法、特にもろく複雑な形
状の鋳造品を正確且つ簡便に製造する方法に関す
る。
状の鋳造品を正確且つ簡便に製造する方法に関す
る。
(従来の技術)
一般に金属鋳造品等は、鋳造品の形状に合つた
鋳造型を準備し、この鋳造型を用いて鋳込みを行
う製造方法が採用されている。このとき鋳造品の
形状が簡素な場合すなわち鋳造品に湾曲部や薄手
の壁部がないような場合、鋳造工程において鋳型
から容易に鋳造品を取外すことができる。これに
対し羽根付きのロータ、特に湾曲した空気羽根の
ような複雑な形状を持つ部分を有した鋳造品の場
合、鋳型からの取外しが著しく困難となり極めて
高価な工具等が必要となつて製造コスト上見合わ
ないことが多かつた。
鋳造型を準備し、この鋳造型を用いて鋳込みを行
う製造方法が採用されている。このとき鋳造品の
形状が簡素な場合すなわち鋳造品に湾曲部や薄手
の壁部がないような場合、鋳造工程において鋳型
から容易に鋳造品を取外すことができる。これに
対し羽根付きのロータ、特に湾曲した空気羽根の
ような複雑な形状を持つ部分を有した鋳造品の場
合、鋳型からの取外しが著しく困難となり極めて
高価な工具等が必要となつて製造コスト上見合わ
ないことが多かつた。
一方鋳型を製造する原型は押出し射出成形によ
り形成され、更にこの原型の周囲には耐熱性材料
が鋳込まれる。耐熱性材料の鋳型が乾燥された
後、原型に付着されたワツクスが熔融され鋳造品
の形状を持つ空洞部が鋳型に形成され得る。この
鋳型に鋳造材が注入されることになる。
り形成され、更にこの原型の周囲には耐熱性材料
が鋳込まれる。耐熱性材料の鋳型が乾燥された
後、原型に付着されたワツクスが熔融され鋳造品
の形状を持つ空洞部が鋳型に形成され得る。この
鋳型に鋳造材が注入されることになる。
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら鋳造品を被壊することなく鋳型か
ら取り出すことは、特に複雑な形状を持つ部分を
有した鋳造品の場合鋳造品が相対的にもろいので
実質的に不可能であつた。
ら取り出すことは、特に複雑な形状を持つ部分を
有した鋳造品の場合鋳造品が相対的にもろいので
実質的に不可能であつた。
従つて本発明の目的はもろく複雑な形状の鋳造
品を容易に製造し得、信頼性並びに実用性に富
び、且つ低廉に製造可能な鋳造品製造方法を提供
することにある。
品を容易に製造し得、信頼性並びに実用性に富
び、且つ低廉に製造可能な鋳造品製造方法を提供
することにある。
(問題点を解決するための手段)
本発明によれば上記の目的は所定の鋳造品の形
状を持つ原型を形成する工程と、原型の周囲にお
いて第1のワツクス層と第1のワツクス槽の外側
に第2のワツクス層とを被覆して鋳型を形成する
鋳型形成工程と、鋳型から原型を取出して原型が
除去された鋳型を残す工程と、原型が除去された
鋳型の第2のワツクス層を除去する工程と、第1
のワツクス層でなる鋳型のくぼみ部にスリツプ材
を注入する工程と、第1のワツクス層でなる鋳型
のくびみ部のスリツプ材を硬化させる工程と、こ
の第1のワツクス層を除去する工程とを包有して
なることにより達成される。
状を持つ原型を形成する工程と、原型の周囲にお
いて第1のワツクス層と第1のワツクス槽の外側
に第2のワツクス層とを被覆して鋳型を形成する
鋳型形成工程と、鋳型から原型を取出して原型が
除去された鋳型を残す工程と、原型が除去された
鋳型の第2のワツクス層を除去する工程と、第1
のワツクス層でなる鋳型のくぼみ部にスリツプ材
を注入する工程と、第1のワツクス層でなる鋳型
のくびみ部のスリツプ材を硬化させる工程と、こ
の第1のワツクス層を除去する工程とを包有して
なることにより達成される。
(実用例)
第1図には本発明による鋳造時に使用する所望
の形状の原型10が示される。原型10として
は、例えば極めて高速かつ高温で駆動するターボ
チヤージヤのコンプレツサ若しくはタービンのホ
イールの形成型が挙げられる。また原型10はコ
ンプレツサホイールのハブ部をなす基部と基部か
ら突出する多数の羽根部に対応する部分を有す
る。この場合原型10は任意の形状にしうるが、
特に本発明の鋳造法によりもろい形状あるいは複
雑な形状のものを好適に形成できる形状例を図示
してある。この「もろく複雑な」形状とは周知の
鋳造法では破損を生ずることなく鋳型を除去でき
ない薄手の壁部あるいは重なり合い部分を有した
形状を指す。中央部にネジ山を持つ開口部18を
有した好ましくは金属製の下型すなわちドラグ1
6が原型10に固設される。再使用可能な原型1
0は通常自然加硫ゴムで作られ原型10の表面は
完全に清浄して汚染物を除去しワツクスを自然加
硫ゴムに対し好適に接着し得るように設けられて
いる。
の形状の原型10が示される。原型10として
は、例えば極めて高速かつ高温で駆動するターボ
チヤージヤのコンプレツサ若しくはタービンのホ
イールの形成型が挙げられる。また原型10はコ
ンプレツサホイールのハブ部をなす基部と基部か
ら突出する多数の羽根部に対応する部分を有す
る。この場合原型10は任意の形状にしうるが、
特に本発明の鋳造法によりもろい形状あるいは複
雑な形状のものを好適に形成できる形状例を図示
してある。この「もろく複雑な」形状とは周知の
鋳造法では破損を生ずることなく鋳型を除去でき
ない薄手の壁部あるいは重なり合い部分を有した
形状を指す。中央部にネジ山を持つ開口部18を
有した好ましくは金属製の下型すなわちドラグ1
6が原型10に固設される。再使用可能な原型1
0は通常自然加硫ゴムで作られ原型10の表面は
完全に清浄して汚染物を除去しワツクスを自然加
硫ゴムに対し好適に接着し得るように設けられて
いる。
清浄した原型10を鋳型用の第1の溶融したワ
ツクスが収容された第1のワツクス槽に浸漬し原
型10の表面に第1のワツクス層20を形成す
る。通常原型10は第1ワツクス層20の厚さが
約0.035〜0.045インチ(約0.89〜約1.14mm)にな
るまで(第2図参照)、第1ワツクス槽内に多数
回浸漬される。鋳型用の第1のワツクスとしては
非水溶性のポリエチレングリコールを基材とする
ワツクスが使用される。ポリエチレングリコール
を基材とするワツクスを用いることにより仕上が
り時に輪部が明瞭であると共に表面が滑らかにな
る。
ツクスが収容された第1のワツクス槽に浸漬し原
型10の表面に第1のワツクス層20を形成す
る。通常原型10は第1ワツクス層20の厚さが
約0.035〜0.045インチ(約0.89〜約1.14mm)にな
るまで(第2図参照)、第1ワツクス槽内に多数
回浸漬される。鋳型用の第1のワツクスとしては
非水溶性のポリエチレングリコールを基材とする
ワツクスが使用される。ポリエチレングリコール
を基材とするワツクスを用いることにより仕上が
り時に輪部が明瞭であると共に表面が滑らかにな
る。
第1のワツクスである第1のワツクス層20が
硬化した後第1のワツクス層20を有する原型1
0を、更に溶融した第2のワツクスが収容された
第2ワツクス槽に浸漬する。第1のワツクスの場
合と同様に第2のワツクスでなる第2のワツクス
層の厚さが0.25〜0.5インチ(約6.35〜約12.7mm)
になるまで第2ワツクス槽に当該原型10を多数
回浸漬する。第2のワツクスとしては水溶性を示
し溶融温度が第1のワツクス層の溶融温度より低
いものが用いられる。第1のワツクスに対し第2
のワツクスの溶融温度が低くない場合、第1のワ
ツクスでなる第1のワツクス層を有する原型10
を第2のワツクス槽に浸漬する際第1のワツクス
層が原型10から溶けて剥離することになる。特
に第2のワツクスとしては、水溶性の、溶融温度
がポリエチレングリコールを基材とする第1のワ
ツクスより低いパラフインを基材とするワツクス
が好ましいことが判明している。また第2のワツ
クスからなる第2のワツクス層22はゴム製の上
型(図示せず)に第1のワツクス層20を有する
原型10を収容することにより第1の層20上に
好適に覆設せしめることができる。この場合水溶
性の第2のワツクスを水溶せしめて上型に入れ硬
化させる。この方法によれば鋳型から原型10を
取外す際鋳型が充分に所望の形状に維持し得る利
点がある。
硬化した後第1のワツクス層20を有する原型1
0を、更に溶融した第2のワツクスが収容された
第2ワツクス槽に浸漬する。第1のワツクスの場
合と同様に第2のワツクスでなる第2のワツクス
層の厚さが0.25〜0.5インチ(約6.35〜約12.7mm)
になるまで第2ワツクス槽に当該原型10を多数
回浸漬する。第2のワツクスとしては水溶性を示
し溶融温度が第1のワツクス層の溶融温度より低
いものが用いられる。第1のワツクスに対し第2
のワツクスの溶融温度が低くない場合、第1のワ
ツクスでなる第1のワツクス層を有する原型10
を第2のワツクス槽に浸漬する際第1のワツクス
層が原型10から溶けて剥離することになる。特
に第2のワツクスとしては、水溶性の、溶融温度
がポリエチレングリコールを基材とする第1のワ
ツクスより低いパラフインを基材とするワツクス
が好ましいことが判明している。また第2のワツ
クスからなる第2のワツクス層22はゴム製の上
型(図示せず)に第1のワツクス層20を有する
原型10を収容することにより第1の層20上に
好適に覆設せしめることができる。この場合水溶
性の第2のワツクスを水溶せしめて上型に入れ硬
化させる。この方法によれば鋳型から原型10を
取外す際鋳型が充分に所望の形状に維持し得る利
点がある。
第1のワツクス層20に第2のワツクス層22
を覆設したとき単一体の鋳型24が形成される。
最終的な鋳造品の形状は鋳型24から原型10を
外した後に第1のワツクス層20に形成される空
洞部若しくはくびみ部の精度に左右される。鋳型
から原型を取り外す際外側の第2のワツクス層2
2は第1のワツクス層20が破壊若しくは破損さ
れることを防止するように機能する。
を覆設したとき単一体の鋳型24が形成される。
最終的な鋳造品の形状は鋳型24から原型10を
外した後に第1のワツクス層20に形成される空
洞部若しくはくびみ部の精度に左右される。鋳型
から原型を取り外す際外側の第2のワツクス層2
2は第1のワツクス層20が破壊若しくは破損さ
れることを防止するように機能する。
第4図に示すように、鋳型4から原型10を外
す作業は、鋳型支承部32と引抜き部34から備
る引抜き装置30を用いて行われる。引抜き部3
4は更にネジ山ボルト35とハンドル部材36と
を有している。鋳型支承部32は下型をなすドラ
グ16を囲繞し、引抜き部34により、鋳型支承
部32を介し原型10に加える力と反対方向に鋳
型24に押圧力が加えられる。ネジ山ボルト35
の一端部はハンドル部材36と連結され他端部は
原型10に固設されたドラグ16に対し螺結され
る。従つてハンドル部材36を回動することによ
り、ネジ山ボルト35を介しドラグ16に対し図
において軸方向上向きに力が伝達され、鋳型24
から原型10が円滑に取り外される。
す作業は、鋳型支承部32と引抜き部34から備
る引抜き装置30を用いて行われる。引抜き部3
4は更にネジ山ボルト35とハンドル部材36と
を有している。鋳型支承部32は下型をなすドラ
グ16を囲繞し、引抜き部34により、鋳型支承
部32を介し原型10に加える力と反対方向に鋳
型24に押圧力が加えられる。ネジ山ボルト35
の一端部はハンドル部材36と連結され他端部は
原型10に固設されたドラグ16に対し螺結され
る。従つてハンドル部材36を回動することによ
り、ネジ山ボルト35を介しドラグ16に対し図
において軸方向上向きに力が伝達され、鋳型24
から原型10が円滑に取り外される。
原型10が2層でなる鋳型24から取外された
後、鋳型24を水槽に浸漬し原型10が除去され
た鋳型24の外側の第2のワツクス層を溶融し除
去する。これにより得られた鋳型を空気で乾燥し
て、第1のワツクス層20のみでなる鋳型が得ら
れ欠陥がないか否か検査される。即ち、製造する
鋳造品を得る際に必要となる仕上げ工数を低減で
きるか否かは鋳型の品質により決まるので、原型
が除去されて鋳型の、特にくぼみ部における不均
一部分の有無を好ましくは精密に検査することが
必要である。これにより得られた鋳型は透明に近
い程度に薄手にされ且つ注型作業中に変形しない
程度に強度のある壁部を有する。検査を完了した
後、鋳型を例えば上記のドラグ16と同様形状
で、好ましくは多孔の、あるいは多孔性材料で形
成されたプラスタ台上に配設し鋳型の空洞部に鋳
造品材をなすスリツプ材を注入する。スリツプ材
は鋳造材料の乾燥成分と水とのスラリである。ス
リツプ材の成分は鋳造品の最終的な使用途および
所望の特性により適宜変え得る。この場合セラミ
ツクのシリコン窒化物が使用され得るが、一方本
発明においては粉末金属も良好に使用できる。ま
た好ましくは多孔のプラスタ台を使用して、いわ
ゆる泥漿鋳込みを行う際、スリツプ材の水を吸出
し乾燥工程を円滑に実行できる利点がある。スリ
ツプ材を鋳型に注入する際鋳型内に気泡が存在す
るか否か常に検査する必要があり、気泡が存在す
る場合鋳型に小さな穴をあけて近泡を除去する。
注入したスリツプ材が充分に硬化されたとき、第
1のワツクス層20である鋳型を化学的に溶解せ
しめるトリクロロエチレンのような有機溶剤中に
浸漬して鋳型を除去する。これによりワツクスを
除去した鋳造品が得られその後最終的に製品を形
成すべく所定の熱処理並びに加工が行われる。
後、鋳型24を水槽に浸漬し原型10が除去され
た鋳型24の外側の第2のワツクス層を溶融し除
去する。これにより得られた鋳型を空気で乾燥し
て、第1のワツクス層20のみでなる鋳型が得ら
れ欠陥がないか否か検査される。即ち、製造する
鋳造品を得る際に必要となる仕上げ工数を低減で
きるか否かは鋳型の品質により決まるので、原型
が除去されて鋳型の、特にくぼみ部における不均
一部分の有無を好ましくは精密に検査することが
必要である。これにより得られた鋳型は透明に近
い程度に薄手にされ且つ注型作業中に変形しない
程度に強度のある壁部を有する。検査を完了した
後、鋳型を例えば上記のドラグ16と同様形状
で、好ましくは多孔の、あるいは多孔性材料で形
成されたプラスタ台上に配設し鋳型の空洞部に鋳
造品材をなすスリツプ材を注入する。スリツプ材
は鋳造材料の乾燥成分と水とのスラリである。ス
リツプ材の成分は鋳造品の最終的な使用途および
所望の特性により適宜変え得る。この場合セラミ
ツクのシリコン窒化物が使用され得るが、一方本
発明においては粉末金属も良好に使用できる。ま
た好ましくは多孔のプラスタ台を使用して、いわ
ゆる泥漿鋳込みを行う際、スリツプ材の水を吸出
し乾燥工程を円滑に実行できる利点がある。スリ
ツプ材を鋳型に注入する際鋳型内に気泡が存在す
るか否か常に検査する必要があり、気泡が存在す
る場合鋳型に小さな穴をあけて近泡を除去する。
注入したスリツプ材が充分に硬化されたとき、第
1のワツクス層20である鋳型を化学的に溶解せ
しめるトリクロロエチレンのような有機溶剤中に
浸漬して鋳型を除去する。これによりワツクスを
除去した鋳造品が得られその後最終的に製品を形
成すべく所定の熱処理並びに加工が行われる。
図示の実施例においては湾曲された羽根を有す
るタービンホイールの製造例について説明したが
本発明はこの特定実施例に限定されるものではな
く、他の複雑な構成の製造物に対しても同様に適
用できる。またワツクス材も上述のものに限定さ
れるものではなく、他の好適なワツクス材を使用
できる。即ち本発明は図示の実施例に限定される
ものではなく、特許請求の範囲の技術的思想に含
まれる設計変更を包含することは理解されよう。
るタービンホイールの製造例について説明したが
本発明はこの特定実施例に限定されるものではな
く、他の複雑な構成の製造物に対しても同様に適
用できる。またワツクス材も上述のものに限定さ
れるものではなく、他の好適なワツクス材を使用
できる。即ち本発明は図示の実施例に限定される
ものではなく、特許請求の範囲の技術的思想に含
まれる設計変更を包含することは理解されよう。
(作用)
上述のような構成の本発明による鋳造品製造方
法においては、原型に対し耐熱性材料の鋳込みを
行うことなく、2層のワツクス層のみで鋳型を成
型するから、特に原型に湾曲した空気羽根のよう
な複雑な形状を持つ部分を有していても原型の型
抜きが容易に行われ得、且つ鋳型が相対的に薄手
の第1のワツクス層でなり、鋳造品に対する離型
は単に溶融させるだけでようから、この点におい
ても鋳造品を損傷させない。
法においては、原型に対し耐熱性材料の鋳込みを
行うことなく、2層のワツクス層のみで鋳型を成
型するから、特に原型に湾曲した空気羽根のよう
な複雑な形状を持つ部分を有していても原型の型
抜きが容易に行われ得、且つ鋳型が相対的に薄手
の第1のワツクス層でなり、鋳造品に対する離型
は単に溶融させるだけでようから、この点におい
ても鋳造品を損傷させない。
(発明の効果)
上述の如き本発明の鋳造品の製造方法によれ
ば、鋳造品の離型時に鋳造品を実質的に損傷する
ことがないので、複雑な形状の鋳造品も容易に製
造でき、低廉化を有効に図ることができる等々の
顕著な効果を達成する。
ば、鋳造品の離型時に鋳造品を実質的に損傷する
ことがないので、複雑な形状の鋳造品も容易に製
造でき、低廉化を有効に図ることができる等々の
顕著な効果を達成する。
第1図は本発明による鋳造品製造方法に採用す
る原型の斜視図、第2図〜第4図は夫々本発明の
製造方法の工程を示す説明図である。 10……原型、16……ドラグ、18……開口
部、20……第1のワツクス層、22……第2の
ワツクス層、24……鋳型、30……引抜き装
置、32……鋳型支承部、34……引抜き部、3
5……ネジ山ボルト、36……ハンドル部材。
る原型の斜視図、第2図〜第4図は夫々本発明の
製造方法の工程を示す説明図である。 10……原型、16……ドラグ、18……開口
部、20……第1のワツクス層、22……第2の
ワツクス層、24……鋳型、30……引抜き装
置、32……鋳型支承部、34……引抜き部、3
5……ネジ山ボルト、36……ハンドル部材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 所定の鋳造品の形状を持つ原型を形成する工
程と、原型の周囲において第1のワツクス層と第
1のワツクス槽の外側に第2のワツクス層とを被
覆して鋳型を形成する鋳型形成工程と、鋳型から
原型を取出して原型が除去された鋳型を残す工程
と、原型が除去された鋳型の第2のワツクス層を
除去する工程と、第1のワツクス層でなる鋳型の
くぼみ部にスリツプ材を注入する工程と、第1の
ワツクス層でなる鋳型のくびみ部のスリツプ材を
硬化させる工程と、この第1のワツクス層を除去
する工程とを包有してなる鋳造品製造方法。 2 鋳型形成工程には非水溶性の第1のワツクス
層と水溶性の第2のワツクス層とを原型の周囲に
おいて被覆する工程が包有されてなる特許請求の
範囲第1項記載の鋳造品製造方法。
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