JPH03258438A - 精密鋳造用鋳型の製造方法 - Google Patents
精密鋳造用鋳型の製造方法Info
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- JPH03258438A JPH03258438A JP5757290A JP5757290A JPH03258438A JP H03258438 A JPH03258438 A JP H03258438A JP 5757290 A JP5757290 A JP 5757290A JP 5757290 A JP5757290 A JP 5757290A JP H03258438 A JPH03258438 A JP H03258438A
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Landscapes
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
- 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〕
本発明はインへストメント鋳造を基本とするセラミック
シェルモールド法およびソリッドモールド法等による精
密鋳造用鋳型の製造方法に関する。
シェルモールド法およびソリッドモールド法等による精
密鋳造用鋳型の製造方法に関する。
一般に、金属材料を精密鋳造する場合、例えばロストワ
ックス法では、蝋模型をエチルシリケートあるいはコロ
イダルシリカの粘結剤とジルコン等のフィシとを配合し
たスラリに浸漬（ディッピイングと称す）し、続いてス
ラリか乾燥しないうちに熔融シリカ、ジルコン、シャモ
ット等の粒状耐火物からなるスタッコ材をふりかけ（ス
タッフィングと称す）て付着させ、続いてこれを乾燥し
た後、再びディッピィング・スタツフイング・乾燥を繰
り返して鋳型を造型していた。ところがこれらの耐火材
料を使用した鋳型の強度は高く、鋳造後においても粘結
剤の強い結合によって鋳造品から耐火物を除去するのは
容易なことではなく、機械的、化学的方法によって後処
理をしている。
ックス法では、蝋模型をエチルシリケートあるいはコロ
イダルシリカの粘結剤とジルコン等のフィシとを配合し
たスラリに浸漬（ディッピイングと称す）し、続いてス
ラリか乾燥しないうちに熔融シリカ、ジルコン、シャモ
ット等の粒状耐火物からなるスタッコ材をふりかけ（ス
タッフィングと称す）て付着させ、続いてこれを乾燥し
た後、再びディッピィング・スタツフイング・乾燥を繰
り返して鋳型を造型していた。ところがこれらの耐火材
料を使用した鋳型の強度は高く、鋳造後においても粘結
剤の強い結合によって鋳造品から耐火物を除去するのは
容易なことではなく、機械的、化学的方法によって後処
理をしている。
精密鋳造において上記の欠点を改良するものとして鋳型
材料に炭酸カルシウムを配合する提案がなされている。
材料に炭酸カルシウムを配合する提案がなされている。
例えば、特公昭４９−２６５５号公報は、鋳型材料とし
て炭酸カルシウムを鋳型組成物中に１０重量％以上含有
せしめ、かつ鋳型の焼成温度を８５０℃以上とし、鋳型
の一部を酸化カルシウムとすることにより崩壊性の優れ
た精密鋳造用鋳型の製造方法である。また更に、特公昭
６４−４０１３５号公報は貝化石と称して炭酸カルシウ
ムに珪酸などの不純物が混入している場合、天然に豊富
に産出するため安価で、そのうえ焼成温度が７６０℃と
低くなる利点がある。
て炭酸カルシウムを鋳型組成物中に１０重量％以上含有
せしめ、かつ鋳型の焼成温度を８５０℃以上とし、鋳型
の一部を酸化カルシウムとすることにより崩壊性の優れ
た精密鋳造用鋳型の製造方法である。また更に、特公昭
６４−４０１３５号公報は貝化石と称して炭酸カルシウ
ムに珪酸などの不純物が混入している場合、天然に豊富
に産出するため安価で、そのうえ焼成温度が７６０℃と
低くなる利点がある。
前記２件の提案は焼成温度に差があるものの、基本的に
は鋳込み前の鋳型の一部を酸化カルシウムにすることで
、鋳込み後の鋳型を自己崩壊させるというものである。
は鋳込み前の鋳型の一部を酸化カルシウムにすることで
、鋳込み後の鋳型を自己崩壊させるというものである。
ところが上記鋳型を用いて溶融金属を注湯すると、溶湯
の熱のために鋳型は急冷されず、十分な崩壊性は得られ
ない。また、溶融金属を注湯後、鋳型ごと水に浸漬した
場合、鋳造品の形状が複雑になると、やはり、十分な崩
壊性が得られず、その結果耐火物が乾燥したのち機械的
、化学的処理を施して残存する鋳型を除去しなくてはな
らない欠点があった。これは酸化カルシウムから水和し
た水酸化カルシウムが乾燥の過程で二酸化炭素を吸収し
て炭酸カルシウムとなって硬化し、その結果耐火物の除
去は極めて困難になるものと考えられる。
の熱のために鋳型は急冷されず、十分な崩壊性は得られ
ない。また、溶融金属を注湯後、鋳型ごと水に浸漬した
場合、鋳造品の形状が複雑になると、やはり、十分な崩
壊性が得られず、その結果耐火物が乾燥したのち機械的
、化学的処理を施して残存する鋳型を除去しなくてはな
らない欠点があった。これは酸化カルシウムから水和し
た水酸化カルシウムが乾燥の過程で二酸化炭素を吸収し
て炭酸カルシウムとなって硬化し、その結果耐火物の除
去は極めて困難になるものと考えられる。
本発明の目的は特定組成の鋳型を用いて、これに鋳込ん
だ後簡単な後処理を施すことで鋳型が容易に崩壊できる
精密鋳造品の製造方法を提供することである。
だ後簡単な後処理を施すことで鋳型が容易に崩壊できる
精密鋳造品の製造方法を提供することである。
前述の鋳型材料に炭酸カルシウムを配合した鋳型につい
て詳細に調査したところ以下に示す知見を得た。すなわ
ち、鋳込み後の自己崩壊が不十分な原因は、従来の方法
で造型した場合、前のスタツフイングで付着した粒状耐
火物と次のスタッフィングで付着した粒状耐火物が部分
的に接触するため、造型後に実施する焼成でこれらの粒
状耐火物同志が焼結する結果、全体が強固になって鋳込
後に酸化カルシウムが大気中の水分を吸収して膨潤して
も十分な崩壊性を得ることができないことが判明した。
て詳細に調査したところ以下に示す知見を得た。すなわ
ち、鋳込み後の自己崩壊が不十分な原因は、従来の方法
で造型した場合、前のスタツフイングで付着した粒状耐
火物と次のスタッフィングで付着した粒状耐火物が部分
的に接触するため、造型後に実施する焼成でこれらの粒
状耐火物同志が焼結する結果、全体が強固になって鋳込
後に酸化カルシウムが大気中の水分を吸収して膨潤して
も十分な崩壊性を得ることができないことが判明した。
本発明者は、上記欠点を解決するには、前のスタッフィ
ングと次のスタフコイング時にそれぞれ付着する粒状耐
火物間に崩壊性の高いエチルシリケート単独または炭酸
カルシウムを含んだスラリを介在させることにより鋳込
み後の崩壊性が著しく向上することを見いだした。すな
わち本発明のうちの第１発明は、蝋、その他の除去し得
る模型の周囲にエチルシリケートまたはコロイダルシリ
カの粘結剤に炭酸カルシウムを１０％以上配合したスラ
リを用いて鋳型を造型した後、模型を除去した鋳型を８
５０℃以上にて焼成し、その一部を酸化カルシウムにす
る鋳型の製造方法において、初回のディッピィング・ス
タツフイング・乾燥に続いて、２回目以降をデイソビイ
ング・乾燥・ディッピィング・スタッコイング・乾燥の
繰り返しによって鋳型を製造することを特徴とする精密
鋳造用鋳型の製造方法であり、第２発明は、２回目以Ｌ
Ｓのディノピイング・乾燥・デイッピイング・スタツフ
イング・乾燥の繰り返しのうちの、デイソビイング・乾
燥に用いるスラリかエチルシリケートだけからなり、か
つディッピィング・スタツフイングのスラリはエチルシ
リケートまたはコロイダルシリカの粘結剤に、炭酸カル
シウムを１０％以上配合したスラリを用いる第１発明に
記載の精密鋳造用鋳型の製造方法である。
ングと次のスタフコイング時にそれぞれ付着する粒状耐
火物間に崩壊性の高いエチルシリケート単独または炭酸
カルシウムを含んだスラリを介在させることにより鋳込
み後の崩壊性が著しく向上することを見いだした。すな
わち本発明のうちの第１発明は、蝋、その他の除去し得
る模型の周囲にエチルシリケートまたはコロイダルシリ
カの粘結剤に炭酸カルシウムを１０％以上配合したスラ
リを用いて鋳型を造型した後、模型を除去した鋳型を８
５０℃以上にて焼成し、その一部を酸化カルシウムにす
る鋳型の製造方法において、初回のディッピィング・ス
タツフイング・乾燥に続いて、２回目以降をデイソビイ
ング・乾燥・ディッピィング・スタッコイング・乾燥の
繰り返しによって鋳型を製造することを特徴とする精密
鋳造用鋳型の製造方法であり、第２発明は、２回目以Ｌ
Ｓのディノピイング・乾燥・デイッピイング・スタツフ
イング・乾燥の繰り返しのうちの、デイソビイング・乾
燥に用いるスラリかエチルシリケートだけからなり、か
つディッピィング・スタツフイングのスラリはエチルシ
リケートまたはコロイダルシリカの粘結剤に、炭酸カル
シウムを１０％以上配合したスラリを用いる第１発明に
記載の精密鋳造用鋳型の製造方法である。
本発明によれば、エチルシリケートまたはコロイダルシ
リカを粘結剤とし、これに炭酸カルシウム粉末１０％以
上を単独または他の耐火物粉末と複合して添加したスラ
リを作成し、原型となる模型をこのスラリに浸漬してシ
ャモット、溶融シリカ、ジルコン等の粒状耐火物をふり
かけて付着させた後、乾燥する。本発明の最も特徴とす
る点は、続いて前記のスラリまたはエチルシリケート単
独のものに浸漬し、粒状耐火物を付着させずにそのまま
乾燥することである。上記に処理を行うことで以降に繰
り返すディソビイングした後スタッフィングされる第２
層となる粒状耐火物と最初に付着した第１層の粒状耐火
物との間が完全に分離されることで各層間に生ずる粒状
耐火物同志の接触が防止され、その結果、造型後に実施
する焼成において層間同志の粒状耐火物の焼結が防止で
きるのである。このようにして必要とする鋳型厚みが得
られるまで初回のディッピィング・乾燥・デイ、７ビイ
ング・スタッフィング・乾燥の繰り返しによって造型が
完了する。その後、脱模型、焼成、注湯作業が終了し、
鋳型を適度に冷却する。このときスタツフイングで用い
た粒状耐火物は層状の耐火物だけの焼結にとどまり、各
層間の焼結が阻止されているため、酸化カルシウムが大
気中の水分を吸収して膨潤することで、鋳型の各層が剥
離して容易に崩壊する。この良好な崩壊は先に示した２
件の公知例では得難く、特に複雑形状の精密鋳造品の製
造に適し、鋳型が残存することがないため、その後の後
処理を不用とするものである。
リカを粘結剤とし、これに炭酸カルシウム粉末１０％以
上を単独または他の耐火物粉末と複合して添加したスラ
リを作成し、原型となる模型をこのスラリに浸漬してシ
ャモット、溶融シリカ、ジルコン等の粒状耐火物をふり
かけて付着させた後、乾燥する。本発明の最も特徴とす
る点は、続いて前記のスラリまたはエチルシリケート単
独のものに浸漬し、粒状耐火物を付着させずにそのまま
乾燥することである。上記に処理を行うことで以降に繰
り返すディソビイングした後スタッフィングされる第２
層となる粒状耐火物と最初に付着した第１層の粒状耐火
物との間が完全に分離されることで各層間に生ずる粒状
耐火物同志の接触が防止され、その結果、造型後に実施
する焼成において層間同志の粒状耐火物の焼結が防止で
きるのである。このようにして必要とする鋳型厚みが得
られるまで初回のディッピィング・乾燥・デイ、７ビイ
ング・スタッフィング・乾燥の繰り返しによって造型が
完了する。その後、脱模型、焼成、注湯作業が終了し、
鋳型を適度に冷却する。このときスタツフイングで用い
た粒状耐火物は層状の耐火物だけの焼結にとどまり、各
層間の焼結が阻止されているため、酸化カルシウムが大
気中の水分を吸収して膨潤することで、鋳型の各層が剥
離して容易に崩壊する。この良好な崩壊は先に示した２
件の公知例では得難く、特に複雑形状の精密鋳造品の製
造に適し、鋳型が残存することがないため、その後の後
処理を不用とするものである。
本発明において、エチルシリケートまたはコロイダルシ
リカの粘結剤に炭酸カルシウムを１０％以上配合する理
由は、炭酸カルシウムが１０％未満の場合、焼成後の酸
化カルシウムが鋳込後に水分を吸収して崩壊する効果が
得られないためである。
リカの粘結剤に炭酸カルシウムを１０％以上配合する理
由は、炭酸カルシウムが１０％未満の場合、焼成後の酸
化カルシウムが鋳込後に水分を吸収して崩壊する効果が
得られないためである。
また、通常の造型に使用されるスラリは、粘結剤に耐火
物粉末のフィシを添加して焼結強度を付与させるが、本
発明の特徴であるディソピイング・乾燥に用いるスラリ
には、耐火物粉末無添加のエチルシリケート単独の使用
が可能である。この場合焼結後のエチルシリケート単独
の層自身は弱体であるが、非常に薄いため、総合的に強
度をそれほど劣化させないで鋳込後の崩壊性を高める効
果がある。
物粉末のフィシを添加して焼結強度を付与させるが、本
発明の特徴であるディソピイング・乾燥に用いるスラリ
には、耐火物粉末無添加のエチルシリケート単独の使用
が可能である。この場合焼結後のエチルシリケート単独
の層自身は弱体であるが、非常に薄いため、総合的に強
度をそれほど劣化させないで鋳込後の崩壊性を高める効
果がある。
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明
は、以下の実施例によって限定されるものではない。
は、以下の実施例によって限定されるものではない。
実施例１
本発明の一例であるセラミックシェルモールドの造型は
次の手順で製作される。
次の手順で製作される。
（１）粒度３２５メツシユ以下の炭酸カルシウム粉末を
１５％、その他の耐火物粉末と炭酸カルシウム粉末の混
合したものをフィラ材とし、コロイダルシリカ（シリカ
重量１０〜３０％）に前記フィラ材を添加、混合し、−
次および二次スラリを作製する。
１５％、その他の耐火物粉末と炭酸カルシウム粉末の混
合したものをフィラ材とし、コロイダルシリカ（シリカ
重量１０〜３０％）に前記フィラ材を添加、混合し、−
次および二次スラリを作製する。
（２）−次スラリ粘度を、ＺａｒｎＣｕｐ ｋ ５で１
２１３ｓｅｃとし、二次スラリは、ＺａｒｎＣｕｐ Ｎ
ｔｘ ５で５８ｓｅｃとなるように調製する。
２１３ｓｅｃとし、二次スラリは、ＺａｒｎＣｕｐ Ｎ
ｔｘ ５で５８ｓｅｃとなるように調製する。
（３） ワックス模型を一部スラリに浸漬し、模型の
表面に均一に被覆する。
表面に均一に被覆する。
（４）粒度】０〜４８メソシユの粒状耐火物およびこれ
に炭酸カルシウム粒子で一部置換したものをスタッコ材
として、スラリ被覆後の模型に均一に付着させ、乾燥さ
せる。
に炭酸カルシウム粒子で一部置換したものをスタッコ材
として、スラリ被覆後の模型に均一に付着させ、乾燥さ
せる。
（５）本発明の特徴的な工程で、（４）で乾燥させた模
型を、二次スラリに浸漬した後、そのまま乾燥させる。
型を、二次スラリに浸漬した後、そのまま乾燥させる。
（６）次いで二次スラリに浸漬する工程と（４）及び（
５）の工程を５回繰り返して行い、鋳造に耐えうる厚さ
の鋳型を形成し、セラミックシェルモールドとする。
５）の工程を５回繰り返して行い、鋳造に耐えうる厚さ
の鋳型を形成し、セラミックシェルモールドとする。
以上の造型工程の次は、オートクレーブによって鋳型か
らワックス等の溶融可能な模型を溶出させる。次いで９
００℃で１時間の鋳型焼成を行う。
らワックス等の溶融可能な模型を溶出させる。次いで９
００℃で１時間の鋳型焼成を行う。
その後、所定の鋳型温度（６００℃）で銅合金の鋳造を
行った。注湯した鋳型は大気中で放冷し、その後、湯道
部分に軽く振動を加えた。鋳型は剥離して崩壊した。鋳
物には鋳型反応は認められず、良好であった。
行った。注湯した鋳型は大気中で放冷し、その後、湯道
部分に軽く振動を加えた。鋳型は剥離して崩壊した。鋳
物には鋳型反応は認められず、良好であった。
実施例２
造型手順が
（１）粒度３２５メツシユ以下の炭酸カルシウム粉末を
１５％、その他の耐火物粉末と炭酸カルシウム粉末の混
合したものをフィラ材とし、エチルシリケート（シリカ
重量ｌｏ〜３０％）に前記フィラ材を添加、混合し、−
次および三次スラリを作製する。
１５％、その他の耐火物粉末と炭酸カルシウム粉末の混
合したものをフィラ材とし、エチルシリケート（シリカ
重量ｌｏ〜３０％）に前記フィラ材を添加、混合し、−
次および三次スラリを作製する。
（２）−次スラリ粘度を、ＺａｒｎＣｕｐ Ｎｕ ５で
１２−１８ｓｅｃとし、三次スラリは、ＺａｒｎＣｕｐ
Ｎ１５で５−８ｓｅｃとなるように調製する。なお、
エチルシリケート単独のものを用意し、二次スラリとす
る。
１２−１８ｓｅｃとし、三次スラリは、ＺａｒｎＣｕｐ
Ｎ１５で５−８ｓｅｃとなるように調製する。なお、
エチルシリケート単独のものを用意し、二次スラリとす
る。
（３） ワックス模型を一部スラリに浸漬し、模型の
表面に均一に被覆する。
表面に均一に被覆する。
（４）粒度１０〜４８メツシユの粒状耐火物およびこれ
に度数カルシウム粒子で一部置換したものをスタッコ材
として、スラリ被覆後の模型に均一に付着させ、乾燥さ
せる。
に度数カルシウム粒子で一部置換したものをスタッコ材
として、スラリ被覆後の模型に均一に付着させ、乾燥さ
せる。
（５）本発明の特徴的な工程で、（４）で乾燥させた模
型を、二次スラリに浸漬した後、そのまま乾燥させる。
型を、二次スラリに浸漬した後、そのまま乾燥させる。
（６）次いで三次スラリに浸漬する工程と（４）及び（
５）の工程を６回繰り返して行い、鋳造に耐えうる厚さ
の鋳型を形成し、セラミックシェルモールドとする。
５）の工程を６回繰り返して行い、鋳造に耐えうる厚さ
の鋳型を形成し、セラミックシェルモールドとする。
以上の造型工程の次は、オートクレーブによって鋳型か
らワックス等の溶融可能な模型を溶出させる。次いで９
００℃で１時間の鋳型焼成を行う。
らワックス等の溶融可能な模型を溶出させる。次いで９
００℃で１時間の鋳型焼成を行う。
その後、所定の鋳型温度（６００℃）で銅合金の鋳造行
った。注湯した鋳型は大気中で放冷し、その後湯道部分
に軽く振動を加えた。鋳型は剥離して崩壊した。鋳物に
は鋳型反応は認められず、良好であった。
った。注湯した鋳型は大気中で放冷し、その後湯道部分
に軽く振動を加えた。鋳型は剥離して崩壊した。鋳物に
は鋳型反応は認められず、良好であった。
実施例１で、鋳鉄を、鋳型温度１０００℃、注湯温度１
４００℃で鋳造した。注湯した鋳型は大気中で放冷し、
その後、湯道部分に軽く振動を加えた。鋳型は剥離して
崩壊した。鋳物には鋳型反応は認められず、良好であっ
た。
４００℃で鋳造した。注湯した鋳型は大気中で放冷し、
その後、湯道部分に軽く振動を加えた。鋳型は剥離して
崩壊した。鋳物には鋳型反応は認められず、良好であっ
た。
本発明によれば、日本で豊富で安価に産出する炭酸カル
シウムを用いることにより、インへストメント鋳造法に
よる精密鋳造用鋳型が製造でき、従来得られなかった良
好な崩壊性が得られ、作業性が著しく向上される。
シウムを用いることにより、インへストメント鋳造法に
よる精密鋳造用鋳型が製造でき、従来得られなかった良
好な崩壊性が得られ、作業性が著しく向上される。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、蝋、その他の除去し得る模型の周囲にエチルシリケ
ートまたはコロイダルシリカの粘結剤に、炭酸カルシウ
ムを１０％以上配合したスラリを用いて鋳型を造型した
後、模型を除去した鋳型を８５０℃以上にて焼成し、そ
の一部を酸化カルシウムにする鋳型の製造方法において
、初回のディッピィング・スタッコイング・乾燥に続い
て、２回目以降をディッピィング・乾燥・ディッピィン
グ・スタッコイング・乾燥の繰り返しによって鋳型を製
造することを特徴とする精密鋳造用鋳型の製造方法。 ２、２回目以降のディッピィング・乾燥・ディッピィン
グ・スタッコイング・乾燥の繰り返しのうちの、ディッ
ピィング・乾燥に用いるスラリがエチルシリケートだけ
からなり、かつディッピィング・スタッコイングのスラ
リはエチルシリケートまたはコロイダルシリカの粘結剤
に、炭酸カルシウムを１０％以上配合したスラリを用い
る請求項１に記載の精密鋳造用鋳型の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5757290A JPH03258438A (ja) | 1990-03-08 | 1990-03-08 | 精密鋳造用鋳型の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5757290A JPH03258438A (ja) | 1990-03-08 | 1990-03-08 | 精密鋳造用鋳型の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03258438A true JPH03258438A (ja) | 1991-11-18 |
Family
ID=13059564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5757290A Pending JPH03258438A (ja) | 1990-03-08 | 1990-03-08 | 精密鋳造用鋳型の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03258438A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7503379B2 (en) * | 2004-10-14 | 2009-03-17 | Nalco Company | Method of improving the removal of investment casting shells |
| US9227241B2 (en) | 2010-12-08 | 2016-01-05 | Nalco Company | Investment casting shells having an organic component |
| CN107755634A (zh) * | 2017-09-01 | 2018-03-06 | 东风精密铸造安徽有限公司 | 一种水玻璃‑硅溶胶复合型壳的制壳方法 |
-
1990
- 1990-03-08 JP JP5757290A patent/JPH03258438A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7503379B2 (en) * | 2004-10-14 | 2009-03-17 | Nalco Company | Method of improving the removal of investment casting shells |
| US9227241B2 (en) | 2010-12-08 | 2016-01-05 | Nalco Company | Investment casting shells having an organic component |
| CN107755634A (zh) * | 2017-09-01 | 2018-03-06 | 东风精密铸造安徽有限公司 | 一种水玻璃‑硅溶胶复合型壳的制壳方法 |
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