JPH03193240A - 鋳造方法と鋳型 - Google Patents

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】 ａ、　産業上の利用分野 本発明は試験、研究等に適した鋳造方法と、この鋳造方
法に用いる鋳型に関する。

ｂ、　従来の技術 鋳造において必要な鋳型を作るには、生型砂にジョルト
・スクィーズやインパクトを加えて硬化する方法、化学
反応を利用して硬化させる方法などがある。これらの方
法は工場において多量生産をするために使われており、
それぞれその目的に適した方法である。

一方、試験、研究用の目的で、少数の鋳型を製作する場
合、あるいは新たに開発された製品を生産ラインに移行
するために鋳造方案を決定し、その通、不適を決定する
ために造型して鋳造する場合などがあり（以下、これら
を試験用と略記する）、この試験用に用いられる造型数
量は、−度に数個程度で充分であるため、前記のような
生産現場の多量生産ラインを利用する場合には、通常の
生産を阻害するため、別途に試験用の設備を用意してい
るのが実情である。

Ｃ０発明が解決しようとする課題 ところが、前記試験用の設備であっても、それが現場作
業のシミュレーションであるため、生産設備と同等か、
それ以上の性能を備えたものが要求され、かつ使用され
ているのが常であった。すなわち、生砂型は砂混練設備
と造型設備を必要とするが、試験用であっても現場並み
の高性能設備であることが望ましく、小型であっても高
価となる。また、生型砂には炭素物質を含むことが多い
ので造型、解枠などの作業時に作業者が汚れることや、
注湯時に発煙があり、環境的にも問題があった。

鋳物砂の硬化に化学反応を利用する場合には小型混練機
があれば十分であるが、硬化剤が有機物質であることが
多く、注湯時に発煙９発ガスが著しいので、これまた作
業環境を害する。さらにこの鋳型は全体が強固に硬化し
ているので、鋳造後の解枠は困難で設備のない試験室な
どでは多くの労力を要し、かつこの砂は再生が難しいの
で、焙焼炉などの特別な設備がない場合には廃棄処分に
するのが普通であって、資源再利用の点からも好ましく
なかった。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、前記問題点
を解消してなる鋳造方法と、この方法に用いる鋳型を提
供することを目的とする。

ｄ、　課題を解決するための手段 前記目的に添い、本発明は、減圧手段を備えた鋳枠を定
盤上に設置し、この鋳枠内に模型を配置して、その表面
を自硬性の鋳物砂で薄く覆って、殻状の被覆層を形成し
、次にこの被覆層の外側に粘結剤を含まない乾燥砂を充
填して鋳型を形成し、この鋳型の外周を気密に遮断した
あと、鋳枠内を減圧して前記乾燥砂を固化して鋳型を完
成し、次に減圧を継続しながら、この鋳型に溶湯を鋳込
み、凝固後に減圧を解除して脱型することを特徴とする
鋳造方法とすることによって、さらに本発明は減圧用吸
引孔を備えた鋳枠と、該鋳枠内に空孔部を囲む自硬性鋳
物砂から形成した薄い殻と、該殻の外側の鋳枠内を充填
し、かつ減圧によって固化された粘結剤を含まない乾燥
砂と、鋳型の上下開放面を密封するフィルムとからなる
ことを特徴とする鋳型とすることによって、前記課題を
解消した。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図に示すように、まず、定盤１の上に、試験対象物
の模型２と鋳枠３とを載置し、所定位置にセットする。

なお、模型２は予め定盤１に固定しておいてもよい。

鋳枠３は、その側板３ａに鋳枠の内外を導通するパイプ
４が設けてあり、このバイブ４に減圧ポンプ（図示省略
）に連通ずる連通管５を接続しである。

次に、鋳枠３内の模型２の表面に対し、自硬性砂、たと
えば有機系のフェノール系自硬性鋳物砂を用いたペブセ
γト砂を用いて被覆し、厚さ１５〜２０■の被覆層を形
成する。これを所定時間、たとえば１０分間放置して硬
化させ、殻８を形成する。

なお、前記自硬性砂は化学反応などによって自から硬化
する砂を総称し、有機系、無機系の硬化剤を用いた砂を
含む、注湯時に燃焼する有機系の硬化剤の方がより好ま
しい。

湯口カップ１０．湯口１１も、同様な要領でペブセット
砂で形成し、Ｍ８に連設する。

次に第２図に示すように粘結剤を含まない乾燥した乾燥
砂１３、たとえば６号粗さのフラタリー砂を鋳枠３の空
間全体に充填し、隙間がないように、たとえば軽く突き
固める。鋳枠３の上端−杯に平坦に充填したあと、その
上表面を薄い、たとえば厚さ０．１閣のプラスチックの
フィルム１５で覆い、鋳枠３の上面を密封状態とする。

次に減圧ポンプによって鋳枠３内を、たとえば３００１
１１ＨＪＬで減圧し、大気圧との差圧と砂粒間の摩擦に
よって乾燥砂１３を固化する。なおこ−で用いる減圧度
は−１００〜−４００■Ｈ）の範囲とする。

−１００閣Ｈ２以下では砂の固化が充分ではなく、また
、−４００■ＨＪＬ以上に減圧しても効果にそれ程、差
がない。

次に、このようにして製作した鋳枠３の全体を第３図に
示すように他の定盤１′上に定盤１とともに反転し、模
型２を抜き出すことによって上部鋳型２０が形成される
。

次に、同じ要領で下部鋳型２１を製作し、第４図に示す
ようにこの下部鋳型２１と上部鋳型２０とを組合せるこ
とによって図に示すように空孔部２５（鋳造品の形状空
間部）を囲む自硬性砂からなる薄く強い殻８．８′と、
その背後に減圧固化せしめた乾燥砂１３．１３’　と、
鋳型の上、下面を覆うフィルム１５、１５’からなる鋳
型が１枠分完成する。

なお、この場合、上部鋳型２０と下部鋳型２１とは共に
各鋳枠に設けた内外に通ずるパイプから前記減圧ポンプ
に連通ずる状態としである。

完成した前記鋳型に対し、次の要領で鋳込作業をおこな
う、すなわち、減圧ポンプによって鋳型内の減圧を継続
しながら、溶湯、たとえば通常性状の球状黒鉛鋳鉄の溶
湯を１４００℃で湯口カップ１゜から注湯して鋳型内の
空孔部２５内に充填し凝固させればよい、なお、湯口カ
ップ１０の部分のフィルム１５は当然取り除いておき、
開口部周縁は気密に封鎖しておく。

溶湯の注入によって殻８，８′は燃焼するが、この殻は
薄く、また周囲の乾燥砂には可燃物が殆んどないため、
燃焼によるガスの発生は少なく、発煙も、掻く僅かであ
る。

鋳物が凝固した約１時間後に、減圧を停止し鋳枠内の圧
力を大気圧に戻す、これによって固化状態にある乾燥砂
１３．１３’　は崩壊し、充填前のサラサラした状態の
乾燥砂に戻る。したがって鋳型内から鋳物が容易に取り
出すことができる。また、殻８，８′は注湯から凝固ま
での熱によって有機系の硬化剤を用いた場合には燃焼し
切ってしまうため、この部分も何ら抵抗なく、崩壊して
鋳物から分離できる。また無機系硬化剤を用いた場合に
も殼が薄いため、容易に破壊できる。

前記方法によって鋳造された鋳物は、自硬性鋳型特有の
美しい鋳肌を示し、使用した砂は簡単に篩を通すことに
よって、そのま−再度、繰返し使用できた。

ｅ、　発明の効果 以上のように本発明によれば、自硬性砂の簡単な混練機
と減圧装置とを準備するのみで、必要な鋳型が容易に製
作でき、試験、研究用や現場の試験吹き用として適して
いる。

また、本発明に用いる鋳型は自硬性砂と減圧とによって
構成するので、用いる模型は木型でもよく、また自硬性
砂は薄い殻を作るためのみに用いるので、少量でよく、
したがってコストがか＼らず、さらに溶湯の鋳込みによ
って硬化剤が燃焼するので、大部分は、そのま−戻し砂
として再利用できる。

また自硬性砂で形成した殻をバックアップする乾燥砂は
、粘結剤を含まない購入砂そのま−が利用でき、鋳枠内
での固化は大気との圧力差と砂粒間の摩擦力のみでおこ
なうため、圧力差を解放することによって、自然に鋳型
は解枠崩壊する。したがって鋳物の取り出しに全く労力
を要しない。

また、この乾燥砂は、粘結剤を含まないため、そのま−
再利用ができ、さらに再利用のために粘結剤を補給した
り、再混練するなどの処理は全く必要としない、当然、
前記自硬性妙による殼が薄いことと相俟ってガスの発生
や発煙も少なく、作業環境は非常に良好であった。また
、従来のＶプロセスのように模型に通気孔を設ける必要
がなく、模型上にフィルムを密着被覆させることも不要
である。そのためフィルムが模型の凹部や鋭角部で皺に
なったり破れたりすることもなく、したがって、これに
よる欠陥製品を生ずるおそれもない。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は、本発明に係る鋳造方法と鋳型を説明
する図である。 ２・・・模型、　　　　　　３・・・鋳枠、８．８′・
・・殻、　　　　　１３．１３’　・・・乾燥砂、１５
、１５’　・・・フィルム、　２０．２１・・・鋳型。 第 １ 図 第 図 第 図 第 図 ＋５”　　１５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）減圧手段を備えた鋳枠を定盤上に設置し、この鋳枠
   内に模型を配置して、その表面を自硬性の鋳物砂で薄く
   覆って、殻状の被覆層を形成し、次にこの被覆層の外側
   に粘結剤を含まない乾燥砂を充填して鋳型を形成し、こ
   の鋳型の外周を気密に遮断したあと、鋳枠内を減圧して
   前記乾燥砂を固化して鋳型を完成し、次に減圧を継続し
   ながら、この鋳型に溶湯を鋳込み、凝固後に減圧を解除
   して脱型することを特徴とする鋳造方法。 ２）前記自硬性の鋳物砂に、有機系の自硬性の鋳物砂を
   用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   鋳造方法。 ３）減圧用吸引孔を備えた鋳枠と、該鋳枠内に空孔部を
   囲む自硬性鋳物砂から形成した薄い殻と、該殻の外側の
   鋳枠内を充填し、かつ減圧によって固化された粘結剤を
   含まない乾燥砂と、鋳型の上下開放面を密封するフィル
   ムとからなることを特徴とする鋳型。 ４）前記空孔部を囲む薄い殼が１５〜２０ｍｍの厚さか
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の
   鋳型。