JPH0332442A - 鋳造用消失模型の塗型剤塗布方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は消失模型鋳造法で使用する鋳造用消失模型の
塗型剤塗布方法に関する。

（従来の技術） 一般に、消失模型鋳造法は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模型を形成し、この消失模
型を鋳枠の内部に配設して鋳枠の内部に充填される鋳物
砂中にこの消失模型を埋設させたのち、消失模型に連結
させた湯口から溶湯、すなわち溶融金属を消失模型の内
部に注入させてこの消失模型を溶湯に置換させることに
より、鋳造品を形成するものである。この場合、湯口か
らの溶湯の注入によって鋳物砂内では湯口および消失模
型が順次熱分角ダしてこの部分が溶湯に置換され、消失
模型と同一形状の鋳物製品が製作されるようになってい
る。

ところで、上記消失模型鋳造法では複雑な形状の鋳物製
品を製作する場合には消失模型の形状も複雑なものとな
るので、このように複雑な形状の消失模型の場合にはこ
の消失模型を複数の構成部品に分解し、各構成部品をそ
れぞれ別個に形成したのち、これらの各構成部品を接着
剤等によって相互に接着させて消失模型本体を形成する
ようにしている。そして、この消失模型本体にはさらに
鋳物砂中に埋設させる前に、消失模型本体の表面全体に
耐火物の微粒子を付着させることにより、最終的に得ら
れる鋳物製品の表面を平滑化することが行われている。

この場合、耐火物の微粒子は粘結剤、界面活性剤、消泡
剤を含む水溶液中に混合されて形成された塗型剤中に混
入されている。

そして、この塗型剤を消失模型本体の表面全体に塗布し
たのち、これを乾燥させることにより、消失模型本体の
表面全体に耐火物の微粒子を付着させるようにしている
。

しかしながら、消失模型本体を形成する各構成部品間の
接着が不完全であったり、消失模型本体の表面に微小ク
ラック等の傷がある場合には消失模型本体の表面に塗布
された塗型剤がこの接着が不完全な部分や、傷のある部
分に侵入するので、消失模型本体が熱分解しても消失模
型本体の内部側に侵入した塗型剤中の耐火物の微粒子が
出来上がった鋳物製品の内部に残留し、鋳造欠陥になる
おそれがある。

このような鋳造欠陥の発生を防止するには消失模型本体
の製作時に各構成部品間の接着の不完全部分やその他の
傷等の欠陥を完全に解消することが必要になるが、例え
ばエンジンの吸気マニホールドのように接着面が曲面と
なる消失模型の場合には曲面での剥離等が発生し易く、
消失模型本体の各構成部品間を完全に接着することは困
難になる問題がある。さらに、消失模型の材料である発
泡スチロールは一般に、柔らかく、傷がつき易いので、
微小な傷もつかないように管理することは困難である。

そこで、このような問題点を解決する目的で、粘結剤を
主成分とする溶液を消失模型本体の表面に塗布したのち
、この消失模型本体の表面塗布層の上に耐火物の微粒子
を付着させることにより、消失模型本体の表面を一旦、
粘結剤の表面塗布層によって平滑化してから耐火物の微
粒子を付着させて消失模型本体の表面における欠陥部角
への耐火物微粒子の侵入を抑えることが提案されている
。

しかしながら、この場合には消失模型本体の表面に塗布
される粘結剤を主成分とする溶液の表面塗布層の厚さ（
膜厚）が薄い場合にはこの薄い表面塗布層の表面に耐火
物の微粒子を付着させても薄い塗型剤層しか形成するこ
とができないので、消失模型本体の強度が比較的弱く、
例えば鋳物砂中への消失模型の埋設の際の消失模型の変
形に対する強度、或いは溶融金属を消失模型内に注入す
る際の溶湯の流動圧に対する耐久性等が比較的低くなり
易い問題がある。そのため、仮に耐火物微粒子の固定結
合が不十分であると、その部分での耐久性が得られずに
型込めの際の型崩れ、或いは注湯時の型崩れを起こして
鋳造欠陥が発生するおそれがあった。

また、消失模型本体の表面に塗布される粘結剤を主成分
とする溶液の表面塗布層の厚さくｍ厚）を厚くした場合
には粘結剤を主成分とする溶液を消失模型本体の表面に
塗布する作業特の溶液の垂れ量が大きくなるので、この
表面塗布層の表面に耐火物の微粒子を均一に付着させる
ことができない問題があった。そのため、この表面塗布
層の表面に付着される耐火物微粒子の付着層の厚さ（膜
厚）にムラができ易く、鋳物製品に良好な鋳肌を形成す
ることができない問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 消失模型本体の表面に塗布される粘結剤を主成分とする
溶液の表面塗布層の厚さ（膜厚）が薄い場合には消失模
型本体の強度が比較的弱く、例えば鋳物砂中への消失模
型の埋設の際の消失模型の変形に対する強度、或いは溶
融金属を消失模型内に注入する際の溶湯の流動圧に対す
る耐久性等が比較的低くなり易いので、型込めの際の型
崩れ、或いは注湯時の型崩れを起こして鋳造欠陥が発生
するおそれがあるとともに、消失模型本体の表面に塗布
される粘結剤を主成分とする溶液の表面塗布層の厚さ（
膜厚）を厚くした場合には粘結剤を主成分とする溶液を
消失模型本体の表面に塗布する作業時の溶液の垂れ量が
大きくなり、この表面塗布層の表面に耐火物の微粒子を
均一に付着させることができないので、この表面塗布層
の表面に付着される耐火物微粒子の付？ｉ層の厚さ（膜
厚）にムラができ易く、鋳物製品に良好な鋳肌を形成す
ることができない問題があった。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、消失模
型本体の強度を好適な状態に設定するができ、消失模型
の型崩れを防止して鋳造欠陥の発生を防止することがで
きるとともに、粘結剤を主成分とする溶液の表面塗布層
の表面に耐火物の微粒子を均一に付着させることができ
、鋳物製品に良好な鋳肌を形成させることができる鋳造
用消失模型の塗型剤塗布方法を提供することを目的とす
るものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は粘度を１〜２０００ｃｐに設定させた粘結剤
を主成分とする水溶液を消失模型鋳造法で使用する消失
模型の表面に塗布して前記消失模型の表面に粘結剤層を
形成する粘結剤層形成工程と、耐火物の粒子または粉末
、薄片等の付着物を前記消失模型の粘結剤層表面に付着
する耐火物付着工程とを具備した方法である。

（作用） 粘度を１〜２０００ｃｐに設定させた粘結剤を主成分と
する水溶液を消失模型鋳造法で使用する消失模型の表面
に塗布して消失模型の表面に粘結剤層を形成したのち、
耐火物の粒子または粉末、薄片等の付着物を消失模型の
粘結剤層表面に付着させることにより、粘結剤を主成分
とする水溶液の粘度がｌｃｐ未満の場合のように消失模
型本体の強度が比較的弱くなることを防止して消失模型
本体の強度を好適な状態に設定させ、消失模型の型崩れ
を防止して鋳造欠陥の発生を防止するとともに、粘結剤
を主成分とする水溶液の粘度が２０００ｃｐを越える場
合のように粘結剤を主成分とする溶液の表面塗布層の表
面に付着される耐火物の微粒子の付着量が不均一になる
ことを防止して鋳物製品に良好な鋳肌を形成させるよう
にしたものである。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図（ａ）〜（Ｃ）は第２図に示すこの発明の一実施
例の（左右一対の）消失模型本体１．２の塗型剤の塗布
工程を説明するものである。この実施例の消失模型本体
１．２は吸気マニホールドを製造する。ためのものであ
り、第２図に示すようにいずれも２分割された第１の構
成部品１ａ、２ａと、第２の構成部品１ｂ、２ｂとを互
いに接合して鋳物製品（吸気マニホールド）と同一の形
状に形成されている。そして、これらの消失模型本体１
゜２の内部には吸気マニホールドの吸気ボートに対応さ
せた空気通路１ｃ、２ｃがそれぞれ形成されている。

なお、これらの消失模型本体１．２における第１の構成
部品１ａ、２ａと第２の構成部品１ｂ。

２ｂとの間の接合面Ａ、Ｂは曲面で構成されているが、
各接合面Ａ、Ｂは第１図（ａ）に示すような全面的に整
合する完全な接着面である必要はなく、接着にあたって
も全面的な接着とすることなく、点接着であっても良い
。

また、これらの消失模型本体１．２は左右に離間対向配
置されており、これらの一対の消失模型本体１，２間に
は発泡スチロール製の湯口３が取付けられている。なお
、第２図中で、符号３ａ。

３ｂは湯口３から各消失模型本体１．２に向けて延設さ
れた湯道となる湯口３の核部分を示すものである。

このように加工された消失模型本体１，２を用いて鋳造
が行われるが、この消失模型鋳造作業時には消失模型本
体１．２の表面に塗型剤を塗布したのち、これを乾燥す
る第１の工程と、鋳枠（鋳造容器）４内に充填される鋳
物砂５内に消失模型本体１．２を埋設する第２の工程（
第３図（ａ）。

（ｂ）に示す）と、埋設された消失模型本体１，２を例
えばアルミニウム系合金の溶融金属からなる溶湯７に置
換する第３の工程（第３図（ｃ）　、　（ｄ）に示す）
とが順次実行される。この場合、第２の工程は第３図（
ａ）に示すように鋳枠４の内底部に適量だけ鋳物砂５を
収容させ、この状態で消失模型本体１，２を所定の姿勢
にセットしたのち、第３図（ｂ）に示すようにさらに鋳
物砂５を供給させて鋳枠４内に鋳物砂５を充填させ、消
失模型本体１．２を完全に鋳物砂５中に埋設させる。な
お、この鋳物砂５の充填は鋳枠４全体を加振装置６によ
って加振しながら行われる。さらに、この第２の工程が
終了すると第３図（Ｃ）に示すように湯口３を介して消
失模型本体１．２の内部に溶湯７を注入して消失模型本
体１．２を溶湯７に置換する。

この場合、湯口３を介して泪失模型本体１．２の内部に
溶湯７を注入していくと第３図（Ｃ）に示すように高温
の溶湯７は湯口３を熱分角ギしながら消失模型本体１，
２に侵入していき、消失模型本体１．２を徐々に熱分解
していく。そして、この熱分解した部分、すなわち湯口
３および消失模型本体１．２が存在していた空間が溶湯
７に置き換わり、所塑の鋳物製品、本実施例では吸気マ
・二ホールド８ａ、８ｂが製造される。

そして、この発明の実施例では特に上記第１の工程を粘
度を１〜２０００ｃｐ　（センチボイズ）に設定させた
粘結剤を主成分とする水溶液を消失模型本体１．２の表
面に塗布して消失模型本体１゜２の表面に粘結剤層９を
形成する粘結剤層形成工程と、耐火物１０の粒子または
粉末、薄片等の付着物を消失模型本体１，２の粘結剤層
９の表面に付着する耐火物付着工程とによって構成した
ことを特徴とするものである。

すなわち、粘結剤層形成工程ではまず消失模型本体１．
２を粘度を１〜２０００ｃｐに設定させた粘結剤を主成
分とする水溶液中に浸漬させ、第１図（ａ）に示す消失
模型本体１．２の接着面Ａ。

Ｂの未接着部分を含んだ泪失模型本体１．２の全表面に
第１図（ｂ）に示す粘結剤層９を形成する。

この場合、粘度を１〜２０００ｃｐに設定させた粘結剤
を主成分とする水溶液は消失模型本体１゜２の表面の各
構成部品１ａ、ｌｂｓ　２ａ、２ｂの接合不完全面Ｄ１
傷部Ｅ、或いは消失模型本体１゜２の表面に形成される
ビーズ模様の四部Ｃ等の内部にまで侵入し、消失模型本
体１，２の表面の埋込みが行われる。

さらに、この処理に続いて第１図（ｅ）に示すように消
失模型本体１，２の全表面に耐火物１０の粒子または粉
末、薄片等の付着物を付着させる。

ここで、耐火物１０が粒子または粉末の場合には粒の大
きさ（直径）が５〜１０００μｍの範囲に設定され、好
ましくは５０〜２００μｍの範囲に設定されたシリカ（
Ｓｉ０２）　　ジルコニア（Ｚｒ０２）が、また薄片の
場合には雲母等が用いられ、これら耐火物１０の選択例
としては鉄材の鋳造の場合にはシリカやジルコニアが、
またアルミニウム系材料の鋳造の場合には断熱空間のあ
る雲母が選択されるようになっている。

そこで、上記方法によれば粘度を１〜２０００Ｃｐに設
定させた粘結剤を主成分とする水溶液を泪失摸型本体１
，２の表面に塗布して消失模型本体１．２の表面に粘結
剤層９を形成したのち、耐火物１０の粒子または粉末、
薄片等の付着物を消失模型本体１．２の粘結剤層９の表
面に付着させたので、消失模型本体１，２の表面の粘結
剤層９の厚さ（膜厚）を好適な状態に調整することがで
きる。そのため、粘結剤を主成分とする水溶液の粘度が
ｌＣｐＣ満の場合のように消失模型本体１゜２の表面の
粘結剤層９の厚さ（膜ｊν［）が薄くなり、消失模型本
体１，２の強度が比較的弱くなることを防止することが
できるので、消失模型本体１゜２の強度を好適な状態に
設定させることができ、消失模型本体１，２の型崩れを
防止して鋳造欠陥の発生を防止することができる。さら
に、粘結剤を主成分とする水溶液の粘度が２０００ｃｐ
を越える場合のように消失模型本体１．２の表面の粘結
剤層９の厚さ（膜厚）が厚くなり過ぎることを防ＩＬす
ることができるので、この粘結剤層９の表面に付着され
る耐火物１０の微粒子の付着量が不均一になることを防
出して鋳物製品に良好な鋳肌を形成させることができる
。

さらに、粘結剤層９によって結合される耐火物１０の粒
子または粉末、薄片等の付着物の各微粒子間の通気空間
の大きさを略均−化することができるので、湯口３から
の溶湯７の注入時の溶湯７の流れを円滑化することがで
きる。そのため、溶湯７の注入時に消失模型本体１，２
の熱分解によって発生する発泡スチロールからのガスの
巻き込み、滞留を防止することができ、鋳物製品の鋳造
欠陥の発生を一層効果的に防止することができる。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施でき
ることは勿論である。

［発明の効果］ この発明によれば粘度を１〜２０００ｃｐに設定させた
粘結剤を主成分とする水溶液を消失模型鋳造法で使用す
る消失模型の表面に塗布して消失模型の表面に粘結剤層
を形成したのち、耐火物の粒子または粉末、薄片等の付
着物を消失模型の粘結剤層表面に付着させるようにした
ので、消失模型本体の強度を好適な状態に設定するがで
き、消失模型の型網れを防止して鋳造欠陥の発゛生を防
止することができるとともに、粘結剤を主成分とする溶
液の表面塗布層の表面に耐火物の微粒子を均一に付着さ
せることができ、鋳物製品に良好な鋳肌を形成させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１図（ａ）
〜（Ｃ）は消失模型の塗型剤の塗布工程を説明するため
の要部の概略構成図、第２図は消失模型の一例を示す要
部の縦断面図、第３図（ａ）〜（ｄ）は消失模型鋳造法
による鋳造作業工程を説明するための要部の縦断面図で
ある。 １．２・・・消失模型本体、９・・・粘結剤層、１０・
・・耐火物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　粘度を１〜２０００ｃｐに設定させた粘結剤を主成分
   とする水溶液を消失模型鋳造法で使用する消失模型の表
   面に塗布して前記消失模型の表面に粘結剤層を形成する
   粘結剤層形成工程と、耐火物の粒子または粉末、薄片等
   の付着物を前記消失模型の粘結剤層表面に付着する耐火
   物付着工程とを具備したことを特徴とする鋳造用消失模
   型の塗型剤塗布方法。