JPH0284229A

JPH0284229A - 消失模型鋳造法

Info

Publication number: JPH0284229A
Application number: JP23574888A
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、鋳造製品の耐
熱性を向上させうるアルミニウムを消失型の所要の箇所
に配置した。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、この鋳造容器内に錦紗を充填して
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、錦紗内では、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で置換され、所望の金属鋳
造品が製造される。

［発明が解決しようとする課題］ところで、かかる消失模型鋳造法により例えば自動車エ
ンジンのエギゾーストマニホールドを鋳造することも考
えられる。

このエギゾーストマニホールドには、高温のエンジン排
気が流れるので、耐熱性が大きく要求されている。

このためには、鋳造の際に、鋳造後に所定の耐熱性を有
するような溶湯金属を用いればよいが、溶湯金属を耐熱
性の高い特別なものにするのはコスト高を招く。また、
この手段では、常に鋳造品の全体が耐熱化されることに
なり、鋳造品の一部分だけ耐熱性を高めることはできな
い。

本発明は、このような課題に鑑みて案出されたもので、
低コストで製品の所要部分の耐熱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アルミニウム材を配置するこ
とを特徴としている。

［作　用コ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、該消失型の所要の箇所に配置さ
れたアルミニウム材が、鉄系金属の溶湯と合金化して、
アルミニウム鋳鉄を形成し鋳鉄製品の耐熱性を高める。

［実施例コ以下、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り、第４図は消失型にアルミ
ニウム材を配置する変形例を示す消失型の断面図である
。

本実施例にかかる消失型（ＥＰＳ模型）１は。

自動車エンジンのエギゾーストマニホールドを製造する
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、得ようとするエギゾーストマニホールドと同一形
状に形成されており、４本の排気通路を形成する部分１
ａ、ｌｂ、ｌｃ。

１ｄ及び両端のフランジ部を形成する部分１ｅ。

ｉｆ、Ｉｇ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。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
、本消失模型鋳造法では、この消失型１を詩砂中に埋設
する前に、第２図に示すように排気通路を形成する部分
１ａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｄの内の中空部の全内面を含んで
消失型１の全表面に、アルミニウム材９の粉末を塗布す
る。

続いて、消失型１の表面全体に更に塗型剤（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、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（Ｓｉｎ、）、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、
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１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１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の排気通路を形成
する部分１ａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｄ内の中空部の中まで錦
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、加振装置６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ｉＪ）
　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７ａ〜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、自動車エンジンのエギゾーストマニホールド）１
０が製造されるのである［第３図（ｄ）参照コ。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の全表面に塗布されたアルミニウム材
９は、低融点であるため鉄系金属の溶湯５によって容易
に溶融し、この鉄系金属の溶湯５と合金化しアルミニウ
ム鋳鉄を形成し、耐熱性の高い材質となる。

この後、鋳造品１０は、そのゲート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
を取り去られて、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、本消失模型鋳造法により、通常の鋳鉄
を製造するときと同様な鉄系金属の溶湯を用いながら、
耐熱性の高い鋳造品１０を製造できるの・である。

なお、アルミニウム材９の粉末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（耐熱性の度合い）
により、適宜設定する。

また、この実施例では、消失型１にアルミニウム材９の
粉末を塗布した後に、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にアルミニウム材９
の粉末を塗布するような順序も考えられる。

さらに、この実施例では、アルミニウム材９の粉末を消
失型１の全表面に塗布しているが、消失型１の内部にア
ルミニウムのつぶ、板、捧又は箔等を埋設させるように
してもよい。

例えば、第４図（第２図と対応する図）は、アルミニウ
ムの棒を消失型１の内部にライナの長手方法に向けて埋
設したものであり、このようにアルミニウムを配するこ
とで、ａＩ造品全体又は所要の部分について耐熱性を向
上できる。

また、アルミニウム材を消失型１の形状に沿うように立
体ネット状に形成して、消失型１を製造するにあたって
、その製造型の内部に予めこのネット状のアルミニウム
材を設置した上で、消失型１を発泡形成することも考え
られる。

そして、本消失模型鋳造法は、自動車エンジンのエギゾ
ーストマニホールドに限らず、他の耐熱性を要する鋳鉄
製品について広く適用できるものであり、製品の一部分
にだけ耐熱性を要する場合には、アルミニウム材を消失
型ｌの所要の部分にのみ配置すれば、必要な部分につい
ての耐熱性を所要のレベルに向上できる。

［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アルミニウムを配置するとい
う構成によって、消失模型鋳造法で鋳造する鋳鉄製品の
耐熱性を向上させることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４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図は本実施例にかかる消失型の正面
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図は消失型にアルミニウムの配
置する変形例を示す消失型の断面図である。１−・−消失型（ＥＰＳ模型）、ｌａ、ｌｂ、ｌｃ。１ｄ−排気通路を形成する部分、ｌｅ、ｉｆ、１ｇ’−
−フランジ部を形成する部分、２−ｔ４造容器、３−錦
紗（粘結剤を添加混合されていない錦紗）。４・・・湯口、５−金属溶湯（鉄系金属の溶湯）、６−
加振装置、７ａ、７ｂ、７ｃｍランナー、８−ゲート、
９・−アルミニウム材、１０−・・金属鋳造品（自動車
エンジンのエギゾーストマニホールド）、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アルミニウム材を配置するこ
とを特徴とする、消失模型鋳造法。