JPH0284228A

JPH0284228A - 消失模型鋳造法

Info

Publication number: JPH0284228A
Application number: JP23574788A
Authority: JP
Inventors: Minoru Imai; 実今井
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1988-09-20
Filing date: 1988-09-20
Publication date: 1990-03-26

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】［産業上の利用分野コ本発明は、消失模型鋳造法に関し、特に、鋳造製品の所
要の箇所のみ硬化させうる、消失模型鋳造法に関する。

［従来の技術］消失模型鋳造法（ＥＰＣ法）は、従来の砂型鋳造法に比
べて、■中空部材を製造する際に中子を必要としないこ
と、■砂に粘着剤を混入させないので、砂の回収・再利
用が容易であること、■複雑な形状のものにも適用可能
であること、などの種々の利点があるので、その開発が
進められており、例えば、エンジンの吸気マニホールド
やシリンダブロック等の鋳造法として注目されている。

この消失模型鋳造法は、通常、得ようとする鋳造品と同
一形状の発泡スチロール製の消失型（ＥＰＳ模型）を鋳
造容器内に収容して、この鋳造容器内に鋳砂を充填して
消失型を鋳砂中に埋設した上で、消失型に接続した発泡
スチロール製の湯口から金属の溶湯を注入することによ
り実施される。

この結果、鋳砂内では、湯口及び消失型が順次熱分解し
て、この部分が当該する溶湯て置換され、所望の金属鋳
造品が製造される。

ところで、かかる消失模型鋳造法により例えばカムシャ
フトを鋳造することも考えられる。

なお、従来のカムシャフト１０は、例えば、第４．５図
に示すように構成されており、この第４゜５図において
、１１はカムシャフト本体、１１ａ〜ｌｌｆはいずれも
カムシャフト本体１１に取り付けられたカムである。

これに対して、消失模型鋳造法によりカムシャフト１ｏ
を鋳造した場合には、各カムｌｌａ〜１１ｆがカムシャ
フト本体１１と一体に形成されることになる。

［発明が解決しようとする課題］ところで、カムシャフト１０のカムｌｌａ〜１１ｆのカ
ム面には頻繁に衝撃が加わるので、このカム面について
は硬度が高くて耐摩耗性のあることが必要となる。

このため、このようなカムシャフト１０をはじめとして
消失模型鋳造法により鋳造する製品における必要な部分
について、その硬度を高め耐摩耗性を向上させるように
したい。

本発明は、このような課題に鑑みて案出されたもので、
製品の必要な部分についての硬度を高め耐摩耗性を向上
できるようにした、消失模型鋳造法を提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］この目的を達成するために、本発明の消失模型鋳造法は
、消失型を鋳砂中に埋設した後、該消失・型の内部へ鉄
系金属の溶湯を注入して該消失型を該溶湯で置換する消
失模型鋳造法において、該消失型を鋳砂中に埋設する前
に、該消失型の所要の箇所に該鉄系金属の硬度を高めう
る高硬度化元素の粉末を塗布することを特徴としている
。

［作　用］上述の本発明の消失模型鋳造法では、消失型を鋳砂中に
埋設した後、該消失型の内部へ溶湯を注入して該消失型
を該溶湯で置換すると、消失型の所要の箇所に塗布され
た高硬度化元素が、鉄系金属の溶湯に溶解又は拡散して
鋳造される鋳鉄の硬度を高める。

［実施例］以下、図面により本発明の一実施例としての消失模型鋳
造法について説明すると、第１図は本実施例にかかる消
失型の正面図、第２図は第１図のｎ−ｎ矢視断面図、第
３図（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本実施例の鋳造過程を順
番に示す模式的断面図である。

本実施例にかかる消失型（ＥＰＳ模型）１は、エンジン
に装偏されるカムシャフトを製造するためのもので、発
泡スチロール（ポリスチレン）で形成されている。従っ
て、この消失型１は、第１図に示すように、得ようとす
るカムシャフトと同一形状に形成されており、カムシャ
フト本体１１に相当する部分ＩＡと、カムシャフト本体
１１に取り付けられたカムｌｌａ〜ｌｌｆに相当する部
分１ａ〜１ｆとをそなえている。

なお、消失型１には、第３図（ａ）に示すように、ゲー
ト８及びランナー７ａ、７ｂ、７ｃを介して湯口４が接
続されている。つまり、消失型１の複数の箇所（ここで
は、カムに相当する部分１８〜１ｆの複数の箇所）に、
ゲート８が設けられており、更に、各ゲート８に、ラン
ナー７Ｃを通じてランナー７ｂ及びランナー７ａが設け
られている。なお、これらのゲート８．ランナー７ａ〜
７ｃ及び湯口４も、消失型１と同じく発泡スチロールで
形成されている。

このように形成された消失型１を用いて鋳造を行なうが
１本消失模型鋳造法では、この消失型１を鋳砂中に埋設
する前に、消失型１のカムに相当する部分１８〜１ｆの
表面（カム面になる部分）１２ａ〜１２ｆに、予め、鉄
系金属の硬度を高めうる高硬度化元素の粉末９を塗布す
る。

この高硬度化元素としては、フェロクロムやフェロモリ
ブデンやテルル等があげられる。これらの元素は、いず
れも鋳鉄の鋳込み温度（１４−００℃〜１５００℃）に
比べその融点が十分に低いものであり、鉄系金属の溶湯
中に溶解・拡散して鋳鉄を高硬度にする。なお、高硬度
化元素は、一種類だけを塗布する場合と、複数種類を合
わせて塗布する場合とがある。

このような処理が済んだら、この消失型１の表面全体に
塗型剤（粘結剤を主成分とする溶液に耐火物微粒子を混
入したもの）を塗布し、さらに、これを乾燥させる。

なお、この時用いる粘結剤を主成分とする溶液は、消失
型１を侵さない有機溶剤であって、この溶液としては、
例えば水溶液又はアルコール溶液がある。水溶液の場合
、粘結剤、界面活性剤及び消泡剤を含む水溶液であり、
このうち粘結剤としてはでんぷん、酢酸ビニル、カルボ
キシルメチルセルロース（ＣＭＣ）等が使用でき、界面
活性剤としてはカチオン系、アニオン系又は両性の界面
活性剤を使用でき、消泡剤としてはアルコール系の消泡
剤又はシリコーン等の通常用いられるものを使用できる
。また、アルコール溶液の場合、例えば、アルコール中
に粘結剤としての酢酸ビニル樹脂を１〜３０％程度含ん
だものがあげられ、この場合、界面活性剤及び消泡剤は
不要となる。

また、この時使用する耐火物微粒子としては。

例えば、シリカ（Ｓｉｎ２）、ジルコニア（ＺｒＯ２）
、又は雲母等の微粒子があげられるが、鉄材の鍛造の場
合には１通常、シリカやジルコニアを用いるが、アルミ
ニウム系材料の鍛造の場合には、断熱空間のある雲母の
微粒子が好適である。

このようにして消失型１に表面処理を施したら。

続く工程では、この消失型ｌを、湯口４等と共に錦紗３
中に埋設する。

つまり、まず、第３図（ａ）に示すように、鋳造容器２
内の下部に、適量だけ錦紗（粘結剤を添加混合されてい
ない錦紗）３を収容しておき、この容器内に消失型１を
所要の姿勢で載置する。この時、例えばランナー７ａの
湯口４近くの箇所をクランプしながら、消失型ｌを載置
することで、消失型１を傷つけずないようにできる。

そして、容器内にさらに錦紗（これも粘結剤を添加混合
されていない錦紗）３を充填し、消失型１を完全に埋没
させる。

なお、この錦紗３の充填は、消失型１の表面に沿って錦
紗３を確実に充填させるためと、さらに、錦紗３の各粒
子間の結合力も強化するために、加振装Ｗ６によって容
器を加振しながら行なう。

このようにして、第３図（ｂ）に示すように、消失型１
が錦紗３中に埋設されると、この後の工程では、湯口４
を通じて消失型１の内部へ金属溶湯（ここでは鉄系金属
の溶湯）５を注入して、消失型１をこの金属溶湯５で置
換する。

つまり、湯口４を通じて消失型１の内部へ金属溶湯５を
注入していくと、高温の金属溶湯５は、湯口４やランナ
ー７８〜７ｃを熱分解しなかな消失型１に侵入していき
、この消失型１を徐々に熱分解していく［第３図（ｃ）
参照］。

そして、この熱分解した部分つまり湯口４及び消失型１
のあった空間は、金属溶湯５に置き換わり、この金属溶
湯が所定温度まで冷却されると、所望の金属鋳造品（つ
まり、エンジンのカムシャフト）１０が製造されるので
ある［第３図（ｄ）参照］。なお、熱分解した消失型１
等は、ガス状になって、錦紗３内の隙間等を通じて、外
部に排出される。

この時、消失型１のカムに相当する部分１ａ〜１ｆの表
面（カム面になる部分）３ａ〜３ｆの近傍では、予め塗
布された高硬度化元素が、溶湯に熱せられて溶融し、溶
湯５中に溶解・拡散して、出来上がる鋳造品１０のカム
面付近の鋳鉄を高硬度にして、カムｌｌａ〜ｌｌｆの各
カム面の耐摩耗性を大きく向上させる。

この後、鋳造品１０は、その下方のゲート８のあった部
分で、ランナー７ａ〜７ｃや湯口４によってできた鋳造
物１３を取り去られ、更に、所要の箇所を研磨されて出
来上がる。

このようにして、この消失模型鋳造法により。

鋳造品１０の必要な部分についての耐摩耗性を向上でき
るのである。

なお、高硬度化元素の粉末９の種類やこれを塗布する厚
さ等は、製品の大きさや製品に求められる物性（耐摩耗
性の度合い）により、適宜選択及び設定する。

また、この実施例では、エンジンのカムシャフトについ
て説明したが、本発明は、カムシャフトに限らず、耐摩
耗性を要する製品について消失模型鋳造を行なう場合に
は、広く適用できる。

さらに、この実施例では、消失型１に高硬度化元素の粉
末９を塗布した後に、この消失型１の表面全体に塗型剤
を塗布しているが、この工程を、消失型１の表面全体に
塗型剤を塗布した後、この消失型１に高硬度化元素の粉
末９を塗布するような順序にしてもよい。

［発明の効果コ以上詳述したように、本発明の消失模型鋳造法によれば
、消失型を錦紗中に埋設した後、該消失型の内部へ鉄系
金属の溶湯を注入して該消失型を該溶湯で置換する消失
模型鋳造法において、該消失型を錦紗中に埋設する前に
、該消失型の所要の箇所に該鉄系金属の硬度を高めうる
高硬度化元素の粉末を塗布するという構成によって、消
失模型鋳造法で鋳造する製品の必要な部分についての耐
摩耗性を向上させることができるようになる利点がある
。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は本発明の一実施例としての消失模型鋳造法
を示すもので、第１図は本実施例にかがる消失型の正面
図、第２図は第１図の■−■矢視断面図、第３図（ａ）
〜（ｄ）はそれぞれ本実施例の鋳造過程を順番に示す模
式的断面図であり、第４，５図はそれぞれ従来のカムシ
ャフトを示すもので、第４図はその正面図、第５図は第
４図のＶ−Ｖ矢視断面図である。１・・−消失型（Ｅ　Ｐ　Ｓ模型）、ＬＡ−カムシャフ
ト本体に相当する部分、１ａ〜１ｆ−・カムに相当する
部分、２−Ｍ造容器、３−・錦紗（粘結剤を添加混合さ
れていない錦紗）、ｌ−・−湯口、５−・金属溶湯、６
−加振装置、７ａ、７ｂ、７ｃｍランナー、８−ゲート
、９・−高硬度化元素の粉末、１０−金属鋳造品（エン
ジンのカムシャフト）、１１・・・・・カムシャフト本
体、　１１　ａ〜１１　ｆ−・−カム、１２ａ〜ｌ　２
　ｆ　−カムに相当する部分の表面（カム面になる部分
）、１３−　ランナーや湯口によってできた鋳造物。

Claims

【特許請求の範囲】

　消失型を鋳砂中に埋設した後、該消失型の内部へ鉄系
金属の溶湯を注入して該消失型を該溶湯で置換する消失
模型鋳造法において、該消失型を鋳砂中に埋設する前に
、該消失型の所要の箇所に該鉄系金属の硬度を高めうる
高硬度化元素の粉末を塗布することを特徴とする、消失
模型鋳造法。