JPH02200372A

JPH02200372A - 鋳造法

Info

Publication number: JPH02200372A
Application number: JP1978689A
Authority: JP
Inventors: Hideho Yoshioka; 吉岡　秀穂; Ryoichi Miyauchi; 宮内　良一
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1989-01-31
Filing date: 1989-01-31
Publication date: 1990-08-08
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: JP2649724B2

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、セラミック部とバックアップ部から構成され
る２重構造のセラミック鋳型を用いる鋳造法に関するも
のである。

［従来の技術］従来、一般的な鋳型を用いて通常の方法で鋳込みを行な
ったとき、鋳込みの完了後、鋳型全体を密閉箱等で覆い
、この密閉箱等の内部を非酸化性ガス雰囲気にする方法
等が知られている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、このようなセラミック鋳型を用いて鋳造
を行なう場合、つぎのような問題点がある。すなわち、
鋳造品表面の酸化脱炭層の発生である。セラミック鋳型
を用いて鋳鉄や鋳鋼等の高融点金属を鋳造する場合、鋳
造品の表面直下に炭素濃度が著しく低下した層、いわゆ
る脱炭層が発生し、そのため表面硬度の低下による耐摩
耗性の劣化、抗張力の低下による疲労破壊の助長を招来
し、特に高温条件下にて使用された場合におけるヒート
クラックの発生を惹起する。また、鋳造品表面の酸化が
激しく、酸化スケールの発生により表面の平滑度が大き
く損なわれ、精密鋳造品としての寸法精度および品質が
著しく低下する。さらに、溶湯と鋳型の界面付近を完全
に非酸化性雰囲気にするには十分でなく、酸化脱炭の防
止にはならず、また、密閉箱で鋳型を覆うことによって
。

外気が遮断されるため箱内に熱がこもり、製品部溶湯の
凝固の遅れはさらに助長されていた。また。

最初に溶湯が到達した箇所から凝固し始め、最後に鋳込
んだ溶湯部分が最後に凝固するという、いわゆる、指向
性凝固が充分に行なわれていなかった。

［課題を解決するための手段］このような問題点を解決するために１本発明では、セラ
ミック部とバックアップ部から構成されるセラミック鋳
型で鋳造する鋳造品の凝固を早めたい部位や表面の酸化
脱炭を防止したい部位等に対向する上記バックアップ部
内の適宜な箇所にパイプ等を用いずに直接的に形成した
ガス流通孔の内に、鋳造時に外部から非酸化性ガスを流
通させた状態で、鋳型内に溶融金属を鋳造する。

［作用１上述した方法において、鋳造時にバックアップ内のガス
流通孔に冷却用のガスでもある不活性ガスあるいは中性
ガス等の非酸化性ガスを流すことによって、ガス流通孔
内を流れている非酸化性ガスが、バックアップ部の砂の
間などのように鋳型社内を直接通って、鋳造する製品の
所望の表面に向けて移動する。

その結果、製品部キャビティの周囲の鋳型が冷却され、
製品部溶湯の熱は鋳型に十分に吸収される。したがって
、製品部の方からの指向性凝固が速やかに進行し、押湯
部が最終凝固部となり、製品は鋳造欠陥のない寸法精度
の優れた賛全な精密鋳造品となる。

さらに、このガスを不活性ガスあるいは中性ガス等の非
酸化性ガスに限定することにより、このガスが鋳型材を
通過して、溶湯と鋳型の界面近傍を非酸化性雰囲気とす
る。その結果、製品表面の酸化脱炭の発生はなくなり、
鋳肌性状および寸法精度の漬れた精密鋳造品を得ること
ができる。

［実施例］第１図は本発明に係る下型の精密鋳造用セラミック鋳型
の平面図ならびに縦断面図、第２図は第１図のセラミッ
ク鋳型に押湯キャビティを有するＬ型と型合わせして鋳
造に供する状態を示した縦断面図であり、第１図および
第２図を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図において、符号ｌはバックアップ部、２はセラミ
ック部、３は製品キャどテ仁４はガス流通孔、７は鋳枠
、ｌＯはガス導入孔、および、１１はガス排出孔である
。

下型２０の製作は下記のようにして行なう、まず、シ品
部キャビティ３よりセラミック部２の厚み分だけ大きい
形状のバックアップ用模型（図示せず）および鋳枠７を
使用して木ガラスを粘結材とするシャモットサンドにて
ＣＯ２プロセスでセラミックスラリ注入孔（図示せず）
を有するバックアップ型を製作する。

バックアップ型造型の際、シャモットサンドを充填する
時に、ガス流通孔４とほぼ同一の寸法形状を有する発泡
ポリスチレン製消失性模型の両端を鋳枠７に設けである
ガス導入孔１０およびガス排出孔１１に差し込んでシャ
モットサンド内に埋設する。シャモットサンドの硬化後
、バックアップ用模型を抜型し、このバー２り７ツブキ
ヤビテイ内に製品模型（図示せず）をＪぐ置し、バック
アップ型と製品模型との隙間にセラミックスラリを注入
孔を介して流し込む。

なお１本実施例においては、セラミックスラリとしてジ
ルコンサンド、ジルコンフラワ、バインダおよび硬化促
進剤を適当量配合したものを用いた。スラリの硬化後、
製品模型を抜型し、キャビティ表面をガスバーナで１次
焼成した後、さらに、鋳型全体を電気炉中に挿入し、１
０００℃で３時間保持の２次焼成を行なって下型２０は
完成する。

２次焼成時に、バックアップＭ型内に埋設された発泡ポ
リスチレン製消失性模型は、燃焼気化して、バックアッ
プ部ｌ内に直接的にガス流通孔４が形成される。このと
き、ガス流通孔４の内面はバックアップ部１の砂等で構
成される。なお、セラミック部２とバックアップ部ｌと
の境界３ａとガス流通孔４との距離はなるべく小さく、
例えば５〜１０ｍｍとするとよい、この場合、ガス流通
孔４形成用として消失性の模型を用い、鋳型成形後にこ
の模型を燃焼気化して消失させるようにしたので、この
模型はかなり複雑な形状にしておくこともでき、したが
って、かなり複雑な形状のガス流通孔４も確実容易に形
成することができる。

つぎに、第２図に示すように、下型２０の上に、押湯キ
ャビティ５．抄部６．鋳枠７ａからなる上型２１を型合
わせして載置し、この状態下で押湯キャビテイ５上部よ
り鋳込温度１６００℃で高合金鋳鋼の溶湯を鋳込んだ、
この時、注湯直前からガス流通孔４へは、図示しない窒
素ガスボンベに付随した流量調節弁を適宜開度調整しな
がら、下型２０のガス導入孔１０まで配設された導管を
介してガス流通孔４よりバックアップ部ｌへ窒素ガスが
供給される。この窒素ガスは、溶湯の凝固が完了し、型
ばらし可能な温度に冷却するまで流し続けた。この結果
、溶湯の最終凝固部は押湯内に生じるため、製品表面で
内部での凝固欠陥は全く発生せず、表面は酸化脱炭のな
い優れたものであった。

また、本実施例と同一形状の鋳型で、ガスをＨｅとして
も、また、Ａｒとした場合にも、本実施例と同様な結果
が得られた。

なお、本実施例では製品キャビティ３の横断面形状が円
形であり、さらに、キャビティ３の底面部３ｂに鋳造欠
陥や酸化脱炭が発生しやすいため、底面部３ａ直下のバ
ックアップｌ内に円環状のガス流通孔４を設けたが、ガ
ス流通孔の数９位置。

・ｊ法形状等は鋳造品固有の寸法形状や欠陥の発生しや
すい位置に合わせて、任意に設定すればよい。

また、前記したように、消失性模型を発泡ポリスチレン
製とし、比較的に複雑な形状のガス流通孔も形成しうる
ようにしたが、これに限定されるものでなく、電気炉中
に１０００℃で３時間放置したときに燃焼または溶解し
て消失するものであればよく、例えば、ろうを適宜な形
状に固化したものを用いてもよい。

非酸化性ガスを原油ずるためのガス流通孔４の形成法と
しては、前記した発泡ポリスチレンやろう等の消失性模
型を用いる方法に限定されるものでなく、棒状のものを
予め鋳型内に埋めて鋳型を形成し、その後、この棒を引
抜いてガス流通孔４を形成する方法や、鋳型を上下に２
分割し、その分割面部にガス流通孔４を形成するための
木型等を置いて鋳型を形成し、その後、上下の鋳型を分
割してガス流通孔４形成用の木型を取去り、再び上下の
鋳型を重ね合わせて、ガス流通孔４を有する鋳型を形成
する方法などの、その他の方法を用いることもできる。

［発明の効果］以上、詳述したとおり、本発明によれば、特許請求の範
囲に記載したように、ガス流通孔内に非酸化性ガスを流
した状態のもとで鋳造するようにしたので、セラミック
鋳型による精密鋳造において従来より問題とされていた
、製品部溶湯の凝固の遅れや指向性凝固が行なわれない
ことによる鋳造欠陥の発生および鋳造品表面における酸
化脱炭の発生を解消し、鋳肌性状や寸法精度の優れた精
密鋳造品を安価で効率的に製作することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係る精密鋳造法の１実施
例を示し、第１図は下型の精密鋳造用セラミック鋳型の
平面図ならびに縦断面図、第２図は第１図のセラミック
鋳型に押湯キャビティを有する上型と型合わせして鋳造
に供する状態に示した縦断面図である。ｌ・・・バックアップ部、３・・・製品キャビティ。５・・・押湯キャビテ仁８・・・桟、１１・・・ガス排出孔。２１・・・上型。２・・・セラミック部、４・・・ガス流通孔、７・・・鋳枠、１０・・・ガス導入孔、２０・・・下型。特許出願人　　宇部興産株式会社第図第図４、補正命令の日付補正命令はない。５、補正の対象明細書の発明の詳細な説明の欄２図面の簡単な説明の欄
、および１図面。６、補正の内容（１）明細書の第２頁第７行の「鋳銅」を、［鋳鋼に補
正する。（２）明細書の第８頁第１１〜１２行の「電気炉中に１
０００°Ｃで３時間放置したときに」を、「２次焼成時
に」に補正する。（３）明細書の第１０頁第８行の「８・・・桟」を削除
する。（４）別紙のとおり第１図および第２図を補正するう以
　　上手続補正書（自発）平成１年６月２７日

Claims

【特許請求の範囲】

セラミック部とバックアップ部から構成されるセラミッ
ク鋳型で鋳造する鋳造品の凝固を早めたい部位や表面の
酸化脱炭を防止したい部位等に対向する上記バックアッ
プ部内に形成したガス流通孔の内に、鋳造時に非酸化性
ガスを流通させた状態で、鋳型内に溶融金属を鋳造する
ことを特徴とする鋳造法。