JPH04135050A - 複合部材の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複合部材の製造方法に関し、特に鋳造により内
部に空間を有する複合部材を製造する複合部材の製造方
法に関する。

［従来技術］ 従来より、溶湯により燃焼して消失する消失性模型を用
いたフルモールド鋳造法が実用化されており、特に鋳型
製作コストを低減でき且つ複雑な形状の部材を効率良く
鋳造できるため、種々の部材の鋳造に適用されている。

ところで、高温流体が流れる管状部材などではその外周
に断熱材を装着する技術も採用されているが、上記管状
部材の断熱材の代わりに管状部材の外周部に断熱用の空
間を形成することも知られている。例えば、エンジンの
排気マニホールドの各分岐管の外周部に断熱空間を形成
することが出来れば、排気マニホールドからエンジンル
ーム内への放熱を防止でき且つ排気ガス温を高く維持し
て排気ガス浄化の為の触媒コンバータの活性化を図るこ
とが出来る。

そこで、断熱空間を有する部材を製造する方法として、
例えば特開平２−４６９６５号公報に記載されているよ
うに、筒状の鋳くるみ部材と、この鋳くるみ部材が内嵌
される消失性模型であって鋳ぐるみ部材を内嵌したとき
に鋳ぐるみ部材の外周面との間に空間を形成する空間形
成部を有する消失性模型とを用い、鋳ぐるみ部材を消失
性模型に内嵌してからこれらを鋳枠内に配設し、次に鋳
枠内及び鋳ぐるみ部材と消失性模型との間に形成された
上記空間とに型砂を充填し、次に消失性模型に金属溶湯
を注湯して鋳ぐるみ部材を鋳ぐるんで複合化し、鋳造後
、上記空間から型砂を除去することにより、内部に断熱
空間を有する複合部材を製造する方法が提案されている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記公報に記載の複合部材の製造方法においては、鋳ぐ
るみ部材と消失性模型との間に形成された空間に型砂を
充填する際、この空間は狭く且つ形状も複雑なため型砂
の充填不足が生じやすく、鋳造の際、型砂が充填されて
いない空間の部分に溶湯が流れ込むため、所定形状の空
間を有する複合部材を鋳造することが難しいという問題
がある。

加えて、上記空間に型砂を充填するのに労力を要し、且
つ型砂の消費量が増加すること、鋳造後、上記空間から
型砂を除去するのにかなりの労力を要し、複合部材の製
造コストが高くなることなどの問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る複合部材の製造方法は、鋳造により、内部
に空間を有する複合部材を製造する複合部材の製造方法
において、筒状の鋳ぐるみ部材と、この鋳ぐるみ部材が
内嵌される消失性模型であって鋳ぐるみ部材を内嵌した
ときに鋳ぐるみ部材の外周面との間に空間を形成する空
間形成部を有する消失性模型とを準備し、次に消失性模
型の空間形成部の内表面に耐熱性の型補強層を形成し、
次に鋳ぐるみ部材を消失性模型に内嵌してからこれらを
鋳枠内の型砂内に埋設し、次に消失性模型に金属溶湯を
注湯して鋳ぐるみ部材を鋳くるんだ複合部材を製造する
ものである。

〔作用〕

本発明に係る複合部材の製造方法においては、筒状の鋳
ぐるみ部材と、この鋳くるみ部材が内嵌される消失性模
型であって鋳ぐるみ部材を内嵌したときに鋳ぐるみ部材
の外周面との間に空間を形成する空間形成部を有する消
失性模型を準備し、次に消失性模型の空間形成部の内表
面に耐熱性の型補強層を形成し、次に鋳ぐるみ部材を消
失模型に内嵌してからこれらを鋳枠内の型砂内に埋設し
、次に消失性模型に金属溶湯を注湯して鋳ぐるみ部材を
鋳ぐるんで複合部材を製造する。

消失性模型に鋳ぐるみ部材を内嵌したときに、鋳ぐるみ
部材の外周面と型補強層とで所定形状の空間が形成され
、消失性模型に金属溶湯を注湯して鋳ぐるみ部材を鋳ぐ
るむ際、耐熱性の型補強層により溶湯が空間に流れ込む
のが阻止されるので、内部に所定形状の空間を有する複
合部材を鋳造することが出来、断熱空間を有する複合部
材を簡単に製作することが出来る。

加えて、耐熱性の型補強層により空間が所定形状に保た
れるので、空間に型砂を充填する必要がなく、型砂の消
費量を低減出来、鋳造後空間から型砂を除去する作業を
省略出来、複合部材の製造コストを低減することが出来
る。

〔発明の効果］ 本発明に係る複合部材の製造方法によれば、以上〔作用
〕の項で説明したように消失性模型の空間形成部の内表
面に耐熱性の型補強層を形成し、この消失性模型に鋳ぐ
るみ部材を内嵌して鋳ぐるみ部材の外表面と型補強層と
で空間を形成した状態で鋳造するので、型補強層により
溶湯が空間に流れ込むのが阻止され、内部に所定形状の
空間を有する複合部材を鋳造することが出来、・断熱空
間を有する複合部材を簡単に製造することが出来ること
、空間に型砂を充填する必要がないこと、型砂の消費量
を低減出来ること、鋳造後空間から型砂を除去する作業
を省略出来ること、複合部材の製造コストを低減出来る
こと、などの効果が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面に基いて説明する。

本実施例は、内部に断熱空間を有する複合管部材Ｐの製
造方法に本発明を適用したものである。

先ず、上記複合管部材Ｐについて簡単に説明する。

第７図・第８図に示すように、複合管部材Ｐは、流体が
流通可能な流路１ａを有するセラミック製の内管ｌと、
この内管ｌの外側に形成された鋳鋼型の外管２と、外管
２の上下両端部と途中部の内側に形成された環状の隔壁
３とを備え、各隔壁３の内周面３ａは内管１の外周面１
ｂに接合されている。

外管２の内周面２ａと各隔壁３の内表面３ｂには、セラ
ミックからなる型補強層４が形成され、型補強層４と内
管１の外周面１ｂとで環状の空間５が形成されている。

このようにセラミック製の内管１と空間５を備えた複合
管部材Ｐは断熱性に優れるので、高温の流体を内管１の
流路１ａに流通させることが出来且つ流体の温度を高温
に保持することが出来る。

次に、上記複合管部材Ｐの製造方法について第１図（ａ
）　・第１図（ｂ）〜第６図を参照しながら説明する。

第１工程：第１図（ａ）・第１図（ｂ）に示すように、
複合管部材Ｐの外管２と各隔壁３とを鋳造するための消
失性模型Ｍと、複合管部材Ｐの内管１を製作する。

消失性模型Ｍの材料としては発泡ポリスチレンを用い、
湯口部７と湯路部８と外管形成部１１と隔壁形成部１２
とを一体にして製作する。このようにして製作した消失
性模型Ｍの中央部には、内管１を上下方向向きに内嵌装
着するための装着孔９が形成され、外管形成部１１と隔
壁形成部Ｉ２とが内管１を装着孔９に装着したときに内
管１の外周面１ｂとの間に空間を形成する空間形成部１
０をなす。尚、内管１のセラミック材料としては窒化珪
素を用いる。

第２工程：第２図に示すように、外管形成部１１の隔壁
形成部１２の内表面１１ａ・１２ａに第１表・第２表に
示す組成のセラミックスラリ−を４回塗布して厚さ２〜
４ｍｍの耐熱性の型補強層４を形成する。尚、第１表は
１回目の塗布に使用するセラミックスラリ−の組成を示
し、第２表は２回目以陣の塗布に使用するセラミックス
ラリ−〇組成を示すものであり、各回の塗装後、セラミ
ックスラリ−の塗膜を所定時間乾燥させる。

第１表 第２表 （本頁以下余白） 第３工程：第３図に示すように、消失性模型Ｍの装着孔
９に内管１を内嵌装着し、次に、ジルコン粉末などの骨
材に粘結剤及び溶剤を混練して得られた塗型剤を消失性
模型Ｍの外表面及び内管１の装着孔９から突出した部分
の外表面に塗布し、その後塗型剤の塗膜を所定時間乾燥
させる。

このように内管１を消失性模型Ｍに装着することにより
、型補強層４と内管１の外周面ｉｂとの間に環状の空間
５が形成される。

第４工程：第４図に示すように、内管ｌを装着した消失
性模型Ｍを鋳枠１３内の型砂１４内に埋設し、その後型
砂１４を砂締めする。

第５工程：第５図に示すように、鋳枠１３の吸引口（図
示略）から空気を吸引することにより鋳枠１３内を減圧
しつつ、湯口部７から第３表に示す組成の鋳鋼の溶湯１
５を鋳込み温度１６５０゜Ｃで注湯する。このとき、溶
湯１５は湯口部７、湯路部８、外管形成部１１及び隔壁
形成部１２を燃焼しつつ流れ込み外管２と隔壁３が形成
されるとともに内管１が鋳ぐるまれて複合化される。

溶湯１５が外管形成部１１及び隔壁形成部１２に流れ込
む際、耐熱性の型補強層４により溶湯１５が空間５に流
れ込むのが阻止され、空間５は所定形状に保たれる。

鋳込み後、溶湯１５が凝固するまで所定時間冷却させる
。

（本頁以下余白） 第３表 （単位：ｗｔ％） 第６エ程：第６図に示すように、鋳枠１３から鋳造品１
６を取出し、その後場口１６ａ及び湯路１６ｂを切除す
ることにより、複合管部材Ｐを得る。

このようにして得られた複合管部材Ｐの内部には、所定
形状の空間５が形成されているので、複合管部材Ｐは断
熱性に優れたものとなる。また、鋳造の際、型補強層４
により空間５が所定形状に保たれるので、空間５に型砂
１４を充填する必要がな（型砂１４の消費量を低減する
ことが出来る。

更に、鋳造後、空間５から型砂１４を除去する作業を省
略出来るので、複合管部材Ｐの製造能率を高め、安価に
製造することが出来る。

尚、上記製造方法は複合管部材Ｐに限らず、例えば自動
車のエンジンのシリンダブロックや排気マニホールド或
いはプラントの配管部材など断熱性を要求される種々の
製品に適用出来ることは勿論である。

また、鋳造に供する金属としては鋳鋼以外に鋳鉄でもよ
く、上記内管１はセラミック製に限らずステンレス製で
あってもよいし、セラミックスラリ−は上記組成以外に
組成を変えることもあり得る。

加えて、第１表に示したセラミックスラリ−を１回目以
降の塗布に使用して型補強層４を形成することも可能で
ある。更に、セラミックスラリ−に代えて、塗型剤を用
いて型補強層４を形成することも可能である。この場合
、塗型剤の希釈倍率を低め高粘度にすることが望ましい
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図（ａ）は消
失性模型の縦断面図、第１図（ｂ）は内管の縦断面図、
第２図は型補強層が形成された消失性模型の縦断面図、
第３図は内管を装着した状態の消失性模型の縦断面図、
第４図は内管と消失性模型の鋳枠内への配設状態を示す
縦断面図、第５図は鋳込み状態を示す第４図相当図、第
６図は鋳造品の縦断面図、第７図は複合管部材の縦断面
図、第８図は第７図■−■線断面図である。 Ｐ・・複合管部材、　Ｍ・・消失性模型、１・・内管、
　１ｂ・・外周面、　４・・型補強層、　　５・・空間
、　　１０・・空間形成部、１１ａ・・内周面、　　１
２ａ・・内表面、１３・・鋳枠、　　１４・・型砂、１
５・・溶湯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋳造により、内部に空間を有する複合部材を製造
   する複合部材の製造方法において、 筒状の鋳ぐるみ部材と、この鋳ぐるみ部材が内嵌される
   消失性模型であって鋳ぐるみ部材を内嵌したときに鋳ぐ
   るみ部材の外周面との間に空間を形成する空間形成部を
   有する消失性模型とを準備し、 次に消失性模型の空間形成部の内表面に耐熱性の型補強
   層を形成し、 次に鋳ぐるみ部材を消失性模型に内嵌してからこれらを
   鋳枠内の型砂内に埋設し、 次に消失性模型に金属溶湯を注湯して鋳ぐるみ部材を鋳
   ぐるんだ複合部材を製造することを特徴とする複合部材
   の製造方法。