JPH03128145A - 消失模型鋳造法における低炭素鋳造品の浸炭防止方法 - Google Patents
消失模型鋳造法における低炭素鋳造品の浸炭防止方法Info
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Landscapes
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
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。
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〕
本発明は消失模型鋳造法に関し、特に鋳鋼およびステン
レス鋳物等の低炭素鋳造品の鋳造の際、消失する模型の
影響で進む加炭現象を抑止して、良好な鋳物を得るため
の消失模型鋳造法に関する。
レス鋳物等の低炭素鋳造品の鋳造の際、消失する模型の
影響で進む加炭現象を抑止して、良好な鋳物を得るため
の消失模型鋳造法に関する。
消失模型鋳造法は、発泡樹脂等で成形された模型にバラ
砂を振動充填して砂型内に埋没し、この模型に溶湯金属
を注入することにより、溶湯の持つ熱によって消失模型
を燃焼、消失させながら溶湯と置換することにより、模
型と全く同じ形状寸法の製品を鋳造する方法である。
砂を振動充填して砂型内に埋没し、この模型に溶湯金属
を注入することにより、溶湯の持つ熱によって消失模型
を燃焼、消失させながら溶湯と置換することにより、模
型と全く同じ形状寸法の製品を鋳造する方法である。
この消失模型鋳造法は、従来の砂型あるいは金型鋳造法
に較べ、パリの発生が少なく、環境改善もできる等の利
点から実用化へと進んでいる。
に較べ、パリの発生が少なく、環境改善もできる等の利
点から実用化へと進んでいる。
材質もＡＩ系、Ｃｕ系を初め、鋳鉄系、鋳鋼、ステンレ
ス系にまでその応用範囲は広がってきており、各々の実
情に合わせた方案、鋳造方法が採られている。
ス系にまでその応用範囲は広がってきており、各々の実
情に合わせた方案、鋳造方法が採られている。
そのうち、鋳鋼、ステンレス鋳物等の低炭素鋳造品用の
消失模型としては、近年発泡ポリスチレン（略してＥＰ
Ｓと称す）よりも、ポリメチルメタクリエート（略して
ＰＭＭＡと称す）が鋳物欠陥として鋳物の表面あるいは
内部に発生するカーボン残渣や浸炭現象が抑えられる効
果が大であるといわれ、その応用が試みられている。
消失模型としては、近年発泡ポリスチレン（略してＥＰ
Ｓと称す）よりも、ポリメチルメタクリエート（略して
ＰＭＭＡと称す）が鋳物欠陥として鋳物の表面あるいは
内部に発生するカーボン残渣や浸炭現象が抑えられる効
果が大であるといわれ、その応用が試みられている。
しかしながら、この有効であるとされる消失模型材のＰ
ＭＭＡを前記低炭素鋳造品の鋳造に用いても、模型の持
つガス発生成分および発生ガス圧、さらには模型に施さ
れる塗型の表面からのガス排出能力の兼ね合いから、必
ずしも浸炭防止効果が充分とはいえないのが実情である
。
ＭＭＡを前記低炭素鋳造品の鋳造に用いても、模型の持
つガス発生成分および発生ガス圧、さらには模型に施さ
れる塗型の表面からのガス排出能力の兼ね合いから、必
ずしも浸炭防止効果が充分とはいえないのが実情である
。
本発明は、消失模型に特殊構造を持たせ、鋳鋼、ステン
レス等の低炭素鋳造品で、しかも薄肉部を持つ鋳物にお
いても、この浸炭現象が極めて小さく抑えられ、良好な
鋳物素材を得ることを目的とする。
レス等の低炭素鋳造品で、しかも薄肉部を持つ鋳物にお
いても、この浸炭現象が極めて小さく抑えられ、良好な
鋳物素材を得ることを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明においては低炭素鋳造
品の消失模型鋳造法において、発泡樹脂等からなる消失
模型の製品模型のほぼ中心部に沿って堰口から繋がる溶
湯の案内孔を設け、溶湯による熱分解生成物の排出面積
を増加させることを特徴とする。 そして、消失模型の
表面に施す塗型剤に酸化源を有する添加物を加えたもの
を使用して鋳型となし、この消失模型に対し溶湯を注湯
する。また、その酸化源としては酸化鉄を使用するもの
である。
品の消失模型鋳造法において、発泡樹脂等からなる消失
模型の製品模型のほぼ中心部に沿って堰口から繋がる溶
湯の案内孔を設け、溶湯による熱分解生成物の排出面積
を増加させることを特徴とする。 そして、消失模型の
表面に施す塗型剤に酸化源を有する添加物を加えたもの
を使用して鋳型となし、この消失模型に対し溶湯を注湯
する。また、その酸化源としては酸化鉄を使用するもの
である。
前記案内孔は可能ならば模型成形時に、無理ならば成形
後にカッティングヒータ等を用いて形成する。大型でも
角型でも形状は問わず、堰口と連通させて重量比で８〜
１５％を減する程度に施す。
後にカッティングヒータ等を用いて形成する。大型でも
角型でも形状は問わず、堰口と連通させて重量比で８〜
１５％を減する程度に施す。
また塗型については、一般に消失模型鋳造用に使用され
るＳｉ系あるいはＺｒ系塗型剤に重量比で５〜８％の酸
化第２鉄を加え濃度６０〜７０ボーメに調整し模型に施
す。この塗型はドブ清方法あるいはハケ塗り方法でよく
、できるだけ均一に塗布した後、温風炉で５０℃×４時
間の乾燥を行う。
るＳｉ系あるいはＺｒ系塗型剤に重量比で５〜８％の酸
化第２鉄を加え濃度６０〜７０ボーメに調整し模型に施
す。この塗型はドブ清方法あるいはハケ塗り方法でよく
、できるだけ均一に塗布した後、温風炉で５０℃×４時
間の乾燥を行う。
上記のように形成された案内孔を持つ消失模型を鋳型内
にセットし、湯口系より注湯を行うと、注入された溶湯
は進行に伴う接触部分から模型の消失・置換を進めるが
、この案内孔があると、従来の順次進む進行形態に加え
、この案内孔を通じて溶湯が瞬時に進み、消失範囲を大
きく広げる。
にセットし、湯口系より注湯を行うと、注入された溶湯
は進行に伴う接触部分から模型の消失・置換を進めるが
、この案内孔があると、従来の順次進む進行形態に加え
、この案内孔を通じて溶湯が瞬時に進み、消失範囲を大
きく広げる。
つまり、ガス発生のタイミングは早くなり、発生するガ
ス圧も高くなるが、順序よく消失していく場合に較べ、
ガスの排出可能面積が広がるため、炭素を含む消失ガス
が思い通りに排出され、加炭の機会を少なくする作用を
果たす。その結果、浸炭が極端にすくない良好な低炭素
鋳造品素材が得られる。
ス圧も高くなるが、順序よく消失していく場合に較べ、
ガスの排出可能面積が広がるため、炭素を含む消失ガス
が思い通りに排出され、加炭の機会を少なくする作用を
果たす。その結果、浸炭が極端にすくない良好な低炭素
鋳造品素材が得られる。
また、酸化源を有する添加物を加えたものを塗型剤とし
て消失模型に塗布して鋳型となし、この消失模型に対し
溶湯を注湯すると、模型消失の際に発生する炭素分がリ
ッチなガスが排出経路中で塗型剤中に添加した酸化物と
酸化反応を起こし、本来鋳造品素材近傍に残留炭素とし
て残る炭素分を減少する作用を果たし、大きな浸炭防止
効果を与える。
て消失模型に塗布して鋳型となし、この消失模型に対し
溶湯を注湯すると、模型消失の際に発生する炭素分がリ
ッチなガスが排出経路中で塗型剤中に添加した酸化物と
酸化反応を起こし、本来鋳造品素材近傍に残留炭素とし
て残る炭素分を減少する作用を果たし、大きな浸炭防止
効果を与える。
（実施例１）
以下本発明の実施例について詳細に説明する。
第１図は、本発明の消失模型鋳造法の断面図、第２図は
本発明の製品模型の断面図である。
本発明の製品模型の断面図である。
第１図において、消失模型３は製品模型６、湯道４、堰
５からなり、接着により一体化されている。 本実施例
では、第１図および第２図に示すように、幅１０５ｍｍ
、高さ２５０ ｍｍ、厚さ３０ｍｍに、幅１０ｍｍ、高
さ２５０ｍｍ、厚さ１５ｍｍの突起を両側に設けた形状
の製品模型６にして、堰５に内通する案内孔７をｌＯ１
０Ｘ２５の角に形成した。
５からなり、接着により一体化されている。 本実施例
では、第１図および第２図に示すように、幅１０５ｍｍ
、高さ２５０ ｍｍ、厚さ３０ｍｍに、幅１０ｍｍ、高
さ２５０ｍｍ、厚さ１５ｍｍの突起を両側に設けた形状
の製品模型６にして、堰５に内通する案内孔７をｌＯ１
０Ｘ２５の角に形成した。
そして、このように形成された消失模型３を鋳枠ｌ内の
予め充填された床砂上に乗せ、非粘結のバラ砂２を加振
しながら充填させて、消失鋳型とした。
予め充填された床砂上に乗せ、非粘結のバラ砂２を加振
しながら充填させて、消失鋳型とした。
また、鋳枠ｌの下部には真空ポンプ（図示せず）により
、減圧室８を介して吸引し、鋳枠１内を減圧状態にして
、取鍋より溶湯９を湯口カップ１０に注入した。注湯さ
れた溶湯９は、湯口４、堰５を経て、製品模型６に注ぎ
込まれる。
、減圧室８を介して吸引し、鋳枠１内を減圧状態にして
、取鍋より溶湯９を湯口カップ１０に注入した。注湯さ
れた溶湯９は、湯口４、堰５を経て、製品模型６に注ぎ
込まれる。
このとき、第３図に示すように、案内孔７があると、従
来方法による鋳込みの場合（第４に示す）に較べ、溶湯
９の広がりが早く、ガス排出層１２が広くなり、模型消
失によるガス圧は高くなるが、その分、分解生成物が早
く排出することになる。しかも、案内孔７形成による模
型の重量減もガス発生分を減することになり、結果とし
て鋳造された低炭素鋳造品素材には加炭の少ない良質の
鋳物が生産されることになる。第５図はその表面近くの
金属組織の顕微鏡写真を示す。
来方法による鋳込みの場合（第４に示す）に較べ、溶湯
９の広がりが早く、ガス排出層１２が広くなり、模型消
失によるガス圧は高くなるが、その分、分解生成物が早
く排出することになる。しかも、案内孔７形成による模
型の重量減もガス発生分を減することになり、結果とし
て鋳造された低炭素鋳造品素材には加炭の少ない良質の
鋳物が生産されることになる。第５図はその表面近くの
金属組織の顕微鏡写真を示す。
なお、当該部の炭素量について、２０回鋳造した素材を
分析した。その結果、溶湯の案内孔を持たない従来の方
法では、３湯の成分値に対し、平均で０．０８３％増加
していた（このときの表面近くの金属組織の顕微鏡写真
を第７図に示す）のに対し、本発明方法によるものは、
平均で０．０２３％しか増加しておらず、加炭防止効果
が認められた。
分析した。その結果、溶湯の案内孔を持たない従来の方
法では、３湯の成分値に対し、平均で０．０８３％増加
していた（このときの表面近くの金属組織の顕微鏡写真
を第７図に示す）のに対し、本発明方法によるものは、
平均で０．０２３％しか増加しておらず、加炭防止効果
が認められた。
（実施例２）
従来、鋳鋼、ステンレス等の低炭素鋳造品に消失模型鋳
造法を適用する場合の浸炭防止対策として、消失する模
型材の熱分解生成物を少なくする目的で消失模型材しと
てＰＭＭＡを使用し、また速やかに発生ガスを排出する
ために、高通気性の塗型が応用されてきたが、まだまだ
鋳鋼、ステンレス等の低炭素鋳造品としての材質規格内
におさめることは不十分であった。
造法を適用する場合の浸炭防止対策として、消失する模
型材の熱分解生成物を少なくする目的で消失模型材しと
てＰＭＭＡを使用し、また速やかに発生ガスを排出する
ために、高通気性の塗型が応用されてきたが、まだまだ
鋳鋼、ステンレス等の低炭素鋳造品としての材質規格内
におさめることは不十分であった。
本発明者は、浸炭が低炭素鋳造品素材の表面に多く発生
ずることから、その周辺を酸化雰囲気にして、炭素を酸
化させて、浸炭を防止できるとの知見を得た。即ち、消
失する模型材に施すＳｉＯ２系、Ｚｒ系、ＡｌｚＯｘ系
等の消失模型用塗型剤に酸化鉄を添加混入させ、過剰炭
素の酸化促進を行わせた。この酸化鉄としては市販のも
のを、１２０メツシユをピークとして、５ｉＣｈ系塗型
剤に重量比で５〜８％を添加して、濃度６０〜７０ボー
メに調整したものを第１図の製品模型６にハケ塗りして
、鋳造に供した。
ずることから、その周辺を酸化雰囲気にして、炭素を酸
化させて、浸炭を防止できるとの知見を得た。即ち、消
失する模型材に施すＳｉＯ２系、Ｚｒ系、ＡｌｚＯｘ系
等の消失模型用塗型剤に酸化鉄を添加混入させ、過剰炭
素の酸化促進を行わせた。この酸化鉄としては市販のも
のを、１２０メツシユをピークとして、５ｉＣｈ系塗型
剤に重量比で５〜８％を添加して、濃度６０〜７０ボー
メに調整したものを第１図の製品模型６にハケ塗りして
、鋳造に供した。
その結果として、鋳造された低炭素鋳造品素材には、加
炭の少ない現象が示された。
炭の少ない現象が示された。
第６図は、その低炭素鋳造品素材表面近くの顕微鏡写真
を示す。
を示す。
次に、当該部の炭素量について、２０回鋳造した素材を
分析した。その結果、溶湯の案内孔を持たず、塗型剤に
酸化鉄を添加しない従来の方法では、３湯の成分値に対
し、前述の通り平均で０００８３％増加していたのに対
し、本発明方法による実施例では、３湯の成分値に対し
、平均で０゜０３８％しか増加しておらず、格段の浸炭
防止効果が認められた。なお、酸化鉄の増量はそれなり
に加炭を抑える効果を大きくするが、１０％を越す添加
ｍにおいては、鋳物の表面性状、特に鋳肌を悪化させる
ので好ましくない。
分析した。その結果、溶湯の案内孔を持たず、塗型剤に
酸化鉄を添加しない従来の方法では、３湯の成分値に対
し、前述の通り平均で０００８３％増加していたのに対
し、本発明方法による実施例では、３湯の成分値に対し
、平均で０゜０３８％しか増加しておらず、格段の浸炭
防止効果が認められた。なお、酸化鉄の増量はそれなり
に加炭を抑える効果を大きくするが、１０％を越す添加
ｍにおいては、鋳物の表面性状、特に鋳肌を悪化させる
ので好ましくない。
以上詳述したように、本発明の鋳造方法によれば、消失
模型の成形時あるいは成形後に予め溶湯の案内孔を設け
、溶湯と模型の置換速度を早め、熱分解生成物の排出面
積を増加させることにより、溶湯の補給状態の改善と分
解生成物の炭素量の排出をスムースに行うことができ、
加炭の機会を減じ、浸炭の極端に少ない良好な低炭素鋳
造品素材を得ることができる。
模型の成形時あるいは成形後に予め溶湯の案内孔を設け
、溶湯と模型の置換速度を早め、熱分解生成物の排出面
積を増加させることにより、溶湯の補給状態の改善と分
解生成物の炭素量の排出をスムースに行うことができ、
加炭の機会を減じ、浸炭の極端に少ない良好な低炭素鋳
造品素材を得ることができる。
また、この消失模型に施す塗型剤に適量の酸化鉄を加え
たものを使用することにより、鋳物表面近傍の熱分解生
成物の酸化反応が進められ、その結果として加炭現象が
抑制された良好な低炭素鋳造品素材を得ることができる
。
たものを使用することにより、鋳物表面近傍の熱分解生
成物の酸化反応が進められ、その結果として加炭現象が
抑制された良好な低炭素鋳造品素材を得ることができる
。
従って、砂型鋳造法に較べ鋳仕上げの省略等種々の効果
が期待されながらも、浸炭の問題でなかなか適用し難か
った、鋳鋼、ステンレス鋼等の低炭素鋳造品も問題なく
製造できる。
が期待されながらも、浸炭の問題でなかなか適用し難か
った、鋳鋼、ステンレス鋼等の低炭素鋳造品も問題なく
製造できる。
第１図は本発明の消失模型鋳造法の断面図、第２図は本
発明の製品模型の断面図、第３図は木発明の溶湯の案内
孔を使用して注湯したときのガス排出状態を示す模式図
、第４図は従来方法でのガス排出状態を示す模式図、
を示す図、第５図は本発明方法により鋳造した
低炭素鋳造品の表面近くの金属組織顕微鏡写真を示す図
、第６図は同じく本発明方法により鋳造した低炭素鋳造
品の表面近くの金属組織顕微鏡写真を示す図、第７図は
従来方法により鋳造した低炭素鋳造品の表面近くの金属
組織１ＩＩＩ′ｉ微鏡写Ｊ′ｊを示す図である。 ｌ：鋳枠、２：バラ砂、３：消失模型、４：湯道、５：
堰、６：製品模型、７：案内孔、８：減圧家、９：溶湯
、ｌＯ：湯口カップ、ｌｌ：塗型、１２：ガス排出層。 第 図 ″′−８；取圧宣 第 図 第 図 第 図
発明の製品模型の断面図、第３図は木発明の溶湯の案内
孔を使用して注湯したときのガス排出状態を示す模式図
、第４図は従来方法でのガス排出状態を示す模式図、
を示す図、第５図は本発明方法により鋳造した
低炭素鋳造品の表面近くの金属組織顕微鏡写真を示す図
、第６図は同じく本発明方法により鋳造した低炭素鋳造
品の表面近くの金属組織顕微鏡写真を示す図、第７図は
従来方法により鋳造した低炭素鋳造品の表面近くの金属
組織１ＩＩＩ′ｉ微鏡写Ｊ′ｊを示す図である。 ｌ：鋳枠、２：バラ砂、３：消失模型、４：湯道、５：
堰、６：製品模型、７：案内孔、８：減圧家、９：溶湯
、ｌＯ：湯口カップ、ｌｌ：塗型、１２：ガス排出層。 第 図 ″′−８；取圧宣 第 図 第 図 第 図
Claims (3)
- （１）発泡樹脂等からなる消失模型の製品模型に堰口か
ら繋がる溶湯の案内孔を設け、溶湯による熱分解生成物
の排出面積を増加させることを特徴とする消失模型鋳造
法における低炭素鋳造品の浸炭防止方法。 - （２）消失模型からなる製品模型に施す塗型剤に酸化源
を有する添加物を加えることを特徴とする請求項１記載
の消失模型鋳造法における低炭素鋳造品の浸炭防止方法
。 - （３）前記酸化源は酸化鉄であることを特徴とする請求
項１および２記載の消失模型鋳造法における低炭素鋳造
品の浸炭防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26736689A JPH03128145A (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | 消失模型鋳造法における低炭素鋳造品の浸炭防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26736689A JPH03128145A (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | 消失模型鋳造法における低炭素鋳造品の浸炭防止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03128145A true JPH03128145A (ja) | 1991-05-31 |
Family
ID=17443831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26736689A Pending JPH03128145A (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | 消失模型鋳造法における低炭素鋳造品の浸炭防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03128145A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0599507A1 (en) * | 1992-11-16 | 1994-06-01 | THE BABCOCK & WILCOX COMPANY | Lost foam processes for casting ferrous metals |
| US5547521A (en) * | 1992-11-16 | 1996-08-20 | The Babcock & Wilcox Company | Heat treatment method for lost foam cast materials |
| CN104826985A (zh) * | 2015-04-10 | 2015-08-12 | 江苏凌特精密机械有限公司 | 一种多玛门控制造工艺 |
| CN106636874A (zh) * | 2016-12-22 | 2017-05-10 | 浙江品川精密机械有限公司 | 机床铸铁及其制备方法 |
-
1989
- 1989-10-13 JP JP26736689A patent/JPH03128145A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0599507A1 (en) * | 1992-11-16 | 1994-06-01 | THE BABCOCK & WILCOX COMPANY | Lost foam processes for casting ferrous metals |
| US5429172A (en) * | 1992-11-16 | 1995-07-04 | The Babcock & Wilcox Company | Lost foam process for casting low carbon stainless steel |
| US5547521A (en) * | 1992-11-16 | 1996-08-20 | The Babcock & Wilcox Company | Heat treatment method for lost foam cast materials |
| CN104826985A (zh) * | 2015-04-10 | 2015-08-12 | 江苏凌特精密机械有限公司 | 一种多玛门控制造工艺 |
| CN106636874A (zh) * | 2016-12-22 | 2017-05-10 | 浙江品川精密机械有限公司 | 机床铸铁及其制备方法 |
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