JPH0262103B2

JPH0262103B2 -

Info

Publication number: JPH0262103B2
Application number: JP62076293A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Sasaki
Original assignee: KYADEITSUKU TEKUNOROJII SAABISU KK
Current assignee: KYADEITSUKU TEKUNOROJII SAABISU KK
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1990-12-21
Also published as: JPS63242439A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、中子を用いたインベストメント鋳造
用鋳型の製造方法に関するものである。

（発明の背景）インベストメント鋳造に用いるセラミツク中子
は表面の十分な平滑さと、ろう模型の射出成形に
耐えるに充分な強度と、焼成あるいは注湯時に耐
えうる高い熱間強度とを備えることが求められ
る。そこで従来は骨材にアルミナ、ジルコン、溶
融シリカ等を用いて中子を成形し、この中子を単
独で焼成、焼結していた。このため中子の生産性
が悪く寸法精度も悪くなり、特に大型のものでは
希望の精度を出すのが非常に困難で高価でもあつ
た。

また特に焼結による中子は崩壊性が悪く、物理
的な振動や衝撃で中子を除去するのは不可能であ
り、中子の除去工程が面倒で能率の悪いものにな
つていた。

さらにこのように焼結を必要とする中子では、
焼結が困難な骨材例えば安価なけい砂等は使用で
きなかつた。

（発明の目的）本発明はこのような事情に鑑みなされたもので
あり、中子を用いる場合に鋳造製品の中子側の鋳
肌を十分滑らかにし寸法精度を高めることがで
き、ろう模型の射出成形時に充分耐え得る低温強
力と共に高い熱間強度を有し、中子単独での焼成
が不要で生産性が高く安価でもあり、物理的手段
による崩壊性が良好で中子の除去が容易であり、
さらに安価なけい砂等の骨材も使用可能となるイ
ンベストメント鋳造用鋳型の製造方法を提供する
ことを目的とする。

（発明の構成）本願第１発明によればこの目的は、以下の行程
からなることを特徴とするインベストメント鋳造
用鋳型の製造方法： (a) 中子型にスラリを流入して中子型内面にスラ
リのコーテイング層を形成し余分のスラリを排
出する工程； (b) 骨材と、低温粘結力の大きい無機バインダ
と、高温強度の高い高温用バインダとの混練物
を前記中子型内に充填する工程； (c) 前記中子型の外側からマイクロ波誘電加熱に
より前記スラリのコーテイング層と前記混練物
とを加熱乾燥し硬化する工程； (d) 前記中子型から中子を取出す工程； (e) この中子を型内に位置決めしてこの型内に消
失模型材を注入し、前記中子を鋳ぐるんだ消失
模型を形成する工程； (f) この消失模型にスラリおよびスタツコ粒を交
互に複数回塗布して耐火物層を形成し乾燥する
工程； (g) 前記消失模型を消失させて鋳型を形成する工
程； (h) 前記中子と前記耐火物層とを同時に焼成する
工程；により達成される。

また本願第２発明によればこの同一の目的は、
前記第１発明における行程(b)の混練物を、骨材
と、低温粘結力の大きい無機バインダとで形成
し、中子型から取出した中子に高温強度の高い高
温用バインダを含浸させた後中子を乾燥する行程
を付加することにより達成される。

ここにこの第２発明においては、行程(b)におけ
る混練物としてメタ珪酸ソーダ等の粉末状無機バ
インダを骨材にコーテイングしてなる乾燥しかつ
流動性に優れたコーテツドサンドを用いることが
できる。

（実施例）第１図は本願第１発明の一実施例の工程流れ
図、第２図はその各工程の説明図である。

まず誘電加熱しにくい材料で作つた中子型１０
を用意し、この型内にスラリ（塗型液）を注入す
る（第１図、ステツプ１００）。このスラリはエチルシリケート 50重量％ジルコンフラワー350番 50重量％などを用いたバインダとフイラを含有するものが
望ましい。スラリを中子型１０内に注入した後適
宜時間経過後に中子型１０を上下逆転して内部の
スラリを排出する（ステツプ１０２）。この結果
中子型１０の内面には適宜厚さのスラリのコーテ
イング層１２が形成される（第２図Ａ）。

一方中子の主原料として、骨材と、低温粘結力
の大きい無機バインダと、高温強度の高い高温用
バインダとを混練しておく（ステツプ１０４）。
骨材としては例えば、けい砂 90重量％シリカフラワー 10重量％を混合している。ここにけい砂はJIS規格G5901
（1954）の規定による７号程度の粒度のものが望
ましい。

無機バインダとしては珪酸ソーダ（水ガラス）
の３号程度のものを用い、これは中子の低温時の
強度を確保し中子を速やかに硬化させる作用を持
つものである。高温用バインダとしてはエチルシ
リケートやコロイダルシリカが用いられる。この
高温用バインダは中子の高温時の強度を確保する
作用を持つものである。一般に無機バインダとし
ての珪酸ソーダは200℃を超えると粘結力が急激
に低下するが、高温用バインダはこの無機バイン
ダの粘結力の低下を補つて高温時の強度を向上さ
せるものである。

これら無機バインダと高温用バインダとは例え
ば50重量％づつ程度の割合で予め混合され、この
混合液を骨材に少量づつ加えながら混練する。こ
の混合液は全体重量の８％程度まで混入できる
が、４％位とするのが望ましい。高温用バインダ
の混合量は中子の寸法、重量が大きくなるにつれ
て増大させて、高温時の中子の強度増加を図るべ
きであるが、中子の崩壊性を考慮してできるだけ
少ない混合量とするのが望ましい。

なおこの混練は、室温20℃、湿度55％の雰囲気
中で20分程度行うが、混練後は直ちに密封する。
これは珪酸ソーダが大気中の炭酸ガスによつて硬
化する性質を持つため、これにより混練後が硬化
するのを防ぐためである。このように混練した原
料（混練物）はスラリのコーテイング層１２を形
成した中子型１０内に充填される（ステツプ１０
４、第２図Ｂ）。

このように混練物１４を充填した状態の中子型
は第２図Ｃに示すように電極１６ａ，１６ｂ間に
置かれ、これら電極１６に交流電源１８により高
周波交流電圧が印加される。すなわち誘電加熱が
行われる。（ステツプ１０６）。この誘電加熱によ
り中子型１０内の層１２と充填された混練物１４
とが共に加熱され、これらに含まれる水分が水蒸
気となつて中子型１０外へ出てゆく。この高温の
水蒸気が混練物１４を通る時に、けい砂などの骨
材の表面をコーテイングする珪酸ソーダを溶解
し、乾燥硬化させる。この結果混練物１４とコー
テイング層１２とは一体化して硬化し、十分な低
温強度が得られる。

このように誘電加熱した後中子型１０を分割し
て型ばらしすれば（ステツプ１０８）、表面にス
ラリのコーテイング層１２を有する中子２０が得
られる。

次にこのようにして得た中子２０にパラフイン
ワツクスを塗布する（ステツプ１１０、第２図
Ｄ）。この塗布は80〜90℃で溶融したパラフイン
ワツクス中にコーテイング層１２付きの中子２０
を10分程度浸漬することにより行う。この結果コ
ーテイング層１２の表面にワツクス層２２が形成
され、コーテイング層１２の砂落ちが防止され
る。また中子２０の強度を増大させ中子の移送中
における破損を防止すると共に、中子保存中に中
子が吸湿するのを防止できる。この中子２０は金
型２４内に固定され、この金型２４内にワツクス
や発泡スチロールなどの消失模型材料を射出して
消失模型２４を成形する。（ステツプ１１２、第
２図Ｅ）。このように中子２０を鋳ぐるんだ状態
の消失模型２６の外側には、耐火物がコーテイン
グされる。すなわちスラリ層に浸漬して（ステツ
プ１１４）スタツコ粒を振りかける（ステツプ１
１６）工程を複数回繰り返し、所定厚さの耐火物
層２８を形成する（第２図Ｆ）。そしてこの耐火
物層２８を十分に乾燥させた後（ステツプ１１
８）、消失模型２６を脱ろうして（ステツプ１２
０）さらに焼成する（ステツプ１２２）。脱ろう
により中子２０のワツクス層２２も消失し、中子
２０の表面にはコーテイング層１２が現れる。こ
の焼成によつて外側の耐火物層２８と共に、内側
のワツクス層２２を除去した中子２０も同時に焼
成される。この結果中子２０、コーテイング層１
２を含むセラミツクシエル鋳型３０が出来上がる
（第２図Ｆ）。

次にこの鋳型３０内、すなわち耐火物層２８と
コーテイング層１２とで挟まれる間隙に金属溶湯
が注湯される（ステツプ１２４）。そして冷却後
型ばらしされ（ステツプ１２６）、中子２０とコ
ーテイング層１２が除去される（ステツプ１２
８）。この中子２０およびコーテイング層１２の
除去は、例えば振動や衝撃などの物理的手段によ
り中子の大部分を除去し、残部を溶融苛性ソーダ
に浸漬してこれを溶融することにより行われる。
この結果製品３２が完成する（第２図Ｇ）。特に
中子２０は予め焼結するものではないから、中子
の崩壊性が良好である。

この第１発明に用いる骨材、バインダ等は前記
実施例に限られるものではないのは勿論である。
例えば骨材としてはけい砂に代えてアルミナ、溶
融シリカ、ジルコン、溶融ムライトなどを用いる
ことが可能である。またこの骨材に混練する無機
バインダとしては燐酸セメント等も使用可能であ
る。

第３図は本願第２発明の一実施例の行程流れ図
である。この実施例は前記第１図の実施例におけ
るステツプ１０８の後に、高温用バインダを含浸
する工程１３２を付加したものである。このステ
ツプ１３２において含浸する高温用バインダとし
てはエチルシリケートやコロイダルシリカが使用
可能である。本実施例ではこのように中子に高温
用バインダを含浸させるので混練物には高温用バ
インダを必ずしも混入しておく必要がない。従つ
て例えばメタ珪酸ソーダ等の粉末状無機バインダ
をけい砂等の骨材にコーテイングしてなる無機バ
インダコーテツドサンドをステツプ(b)における混
練物として用いることが可能となる。このコーテ
ツドサンドは、誘電加熱によりコーテイング層か
ら発生する高温の水蒸気がこのコーテツドサンド
を通過することにより硬化する。このコーテツド
サンドは乾燥した流動性に富むものあるためいわ
ゆる乾式流動成形が可能となり、中子の型内の混
練物（コーテツドサンド）の充填性が良く中子の
寸法精度を一層高めることが可能となる。

なおこの第２発明において、低温用バインダと
高温用バインダとを骨材に混練した混練物を用い
ることは勿論可能であり、本第２発明はこれを包
含する。この場合には中子の熱間強度が一層向上
する効果がある。

以上の各実施例ではワツクスを塗布するステツ
プ１１０を有するので、このワツクス層がコーテ
イング層および中子の強度を増大させ、中子を移
送時に傷めるおそれがなくなる。また中子の保持
中に中子が水分を吸収して中子焼成時に中子が破
損するなどの不不都合を防止できる。しかし本発
明はこのステツプ１１０を省いても所期の目的は
達成可能である。

（発明の効果）以上のように本願の第１発明は、中子型に予め
スラリのコーテイング層を形成した後この中子型
内に骨材と低音粘結力の大きい無機バインダと高
温強度の高い高温用バインダとの混練物を充填
し、これを誘電加熱することによりコーテイング
層と混練物とを一度に硬化させるものであるか
ら、中子の肌を滑らかにでき、中子の寸法精度を
高くすることができる。また中子は外側の鋳型と
共に焼成されるから、中子単独での焼成、焼結が
不要となり、生産工程が単純で生産性向上とコス
ト低下が可能になる。さらに焼成に併う中子の熱
ひずみが少なくなるために寸法精度は一層向上し
中子の崩壊性が良好となり中子の除去が容易にな
る。特に鋳型を形成する耐火物層と同質の材料を
中子に使用すれば、中子と耐火物層との熱膨張な
どのコントロールが容易であり、大型の鋳型の製
造に好適なものになる。

またコーテイング層が中子素体の表面を滑らか
にし、鋳造製品の中子側の表面が荒れるのを防止
できる。またこのコーテイング層は溶湯と中子と
のモールドリアクシヨンを抑制し製品表面の荒れ
を防止する働きをする。さらに鋳型の焼成時ある
いは注湯時に中子が高温になつた際にも、このコ
ーテイング層は中子の熱間強度を一層増大させて
いるので破損しにくく、鋳造歩止まりが一層向上
する。

第２発明によれば、骨材と低温用バインダとを
混合した混練物を使用し、成形した中子にその表
面から高温用バインダを含浸させるものであるか
ら、中子の強度を一層向上させると共に、混練物
に高温用バインダを混入するのを省いたり流動性
に富む無機バインダコーテツドサンドの使用も可
能となる。特にコーテツドサンドを用いる場合に
は中子型内へのコーテツドサンドの充填性が良く
なり、中子の寸法精度も一層向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願第１発明の一実施例の工程流れ
図、第２図はその各工程の説明図、第３図は本願
第２発明の一実施例の工程流れ図である。１０……中子型、１２……コーテイング層、２
２……ワツクス層、２６……消失模型、３０……
鋳型、３２……製品。

Claims

【特許請求の範囲】１以下の工程からなることを特徴とするインベ
ストメント鋳造用鋳型の製造方法： (a) 中子型にスラリを流入して中子型内面にスラ
リのコーテイング層を形成し余分のスラリを排
出する工程； (b) 骨材と、低温粘結力の大きい無機バインダ
と、高温強度の高い高温用バインダとの混練物
を前記中子型内に充填する工程； (c) 前記中子型の外側からマイクロ波誘電加熱に
より前記スラリのコーテイング層と前記混練物
とを加熱乾燥し硬化する工程； (d) 前記中子型から中子を取出す工程； (e) この中子を型内に位置決めしてこの型内に消
失模型材を注入し、前記中子を鋳ぐるんだ消失
模型を形成する工程； (f) この消失模型にスラリおよびスタツコ粒を交
互に複数回塗布して耐火物層を形成し乾燥する
工程； (g) 前記消失模型を消失させて鋳型を形成する工
程； (h) 前記中子と前記耐火物層とを同時に焼成する
工程。２前記工程(b)において、骨材はけい砂を主成分
とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のインベストメント鋳造用鋳型の製造方法。３無機バインダは珪酸ソーダを主成分とし、高
温用バインダはエチルシリケートおよびコロイダ
ルシリカの少くとも一方を含むことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のインベストメント鋳
造用鋳型の製造方法。４以下の工程からなることを特徴とするインベ
ストメント鋳造用鋳型の製造方法： (a) 中子型にスラリを流入して中子型内面にスラ
リのコーテイング層を形成し余分のスラリを排
出する工程； (b) 骨材と低温粘結力の大きい無機バインダとの
混練物を前記中子型内に充填する工程； (c) 前記中子型の外側からマイクロ波誘電加熱に
より前記スラリのコーテイング層と前記混練物
とを加熱乾燥し硬化する工程； (d) 前記中子型から中子を取出す工程； (e) この中子に高温強度の高い高温用バインダを
含浸させた後乾燥する行程； (f) この中子を型内に位置決めしてこの型内に消
失模型材を注入し、前記中子を鋳ぐるんだ消失
模型を形成する工程； (g) この消失模型にスラリおよびスタツコ粒を交
互に複数回塗布して耐火物層を形成し乾燥する
工程； (h) 前記消失模型を消失させて鋳型を形成する工
程； (i) 前記中子と前記耐火物層とを同時に焼成する
工程。５前記行程(b)において、骨材はけい砂を主成分
とすることを特徴とする特許請求の範囲第４項記
載のインベストメント鋳造用鋳型の製造方法。６前記行程(b)において、混練物はメタ珪酸ソー
ダ等の粉末状無機バインダを骨材にコーテイング
してなる無機バインダコーテツドサンドで形成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第４項
記載のインベストメント鋳造用鋳型の製造方法。