JPH04262832A - 鋳造用消失模型の塗型剤 - 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〕 この発明は、鋳造用消失模型の表面に塗布される塗型剤
に関し、より詳しくは、消失模型を用いて鋳造する場合
に、接着性が良く、あらゆる複雑な消失模型であっても
、スス、焼き付き、肌荒れのない、美麗な鋳物が得られ
、しかも、消失模型に塗布した塗型剤の乾燥を短時間に
て完了するたため量産を可能とする、塗型剤に関する。

〔従来の技術及び問題点〕

発泡スチロールによる消失模型は、造形が容易に作成す
ることが出来る反面、一定の容積に対する実重量のバラ
ツキが有ることは、確認されているが、これによるガス
の発生量に微妙な変化があることも消失模型に依る鋳造
が一般に利用されない原因ともなっている。

中ごの必要もなく、バリ取の必要もない利点が有りなが
ら、その利点を十分に活用することが出来ない原因は、
発泡スチロール自体の発泡の度合いの完全化、及び、塗
型剤の改善にあった。

この発泡スチロール消失模型による鋳造方法に依れば、
鋳込まれた溶湯に接した消失模型は直ちに燃焼してガス
化し、これと入れ替わって溶湯が鋳型内に充満し、これ
により鋳造がなされるが、この時に微量ながら発生する
ガスが未燃物となって残る。このガスの発生に依って、
ススの発生を見たり、肌荒れの原因となっている。

そこで、上記消失模型に対して溶湯を鋳込んだときに、
この消失模型の燃焼により未燃物が生じないようにする
ため、鋳物砂の中に消失模型を埋め込んで鋳型を成形し
た後、上記鋳物砂内の空気を希薄にするため減圧したり
、または、上記鋳物砂内の空気を窒素ガスに置き換えて
燃焼を抑制する方法がとられている。

亦、塗型剤の乾燥に付いて、消失模型の本体が発泡スチ
ロールであるため、高温による乾燥は不可能である。従
って、長時間にわたり乾燥することが必要であった。

特に、消失模型が筒状で、しかも、先端が閉ざされてい
る盲穴の場合等、消失模型の形状がその内径が小さくな
ればなるほど、その盲穴部の深さが深ければ深いほど、
塗型剤の乾燥には長時間を必要とした。

亦、消失模型に塗型剤を塗布する場合、その接着性を得
るため、バインダーとしてニカワ、不糊、澱粉糊等を使
用して、接着がなされていた様であるが、その接着が弱
く、フラスコ内へ、バラ砂を振動造形で造形の際、塗型
剤の強度も弱く、接着性も悪いため、消失模型の変形や
、剥離等に依り不良率が高く、コスト高となっている。

そこで、本発明は、濃度の調整に依って如何なる形状の
消失模型による鋳造であっても、ススの発生、焼き付き
、肌有れの防止、塗型剤の強度の増加、乾燥時間の極端
な短縮を可能にする塗型剤を鋭意研究の結果発明した。

〔問題点を解決するための手段〕

　即ち、本発明は、第一に、多孔性不燃物を使用した点
である。消失模型が溶湯と接するとき、発生する微量な
ガスを１０重量％〜１５重量％の多孔性不燃物に依って
吸着、又は、鋳物砂に放出し安くするもので、この多孔
性不燃物とは、火山の噴火に依って噴出される火山噴出
物の内、火山分屑物で有れば良く、特に鹿児島県、宮崎
県南部に体積した火山礫、火山砂、火山灰等、風化した
もので、特に細砂、微砂に属するものがよい。この場合
、火山灰が高温の状態で地表に噴出して、急に冷却して
、出来たもので有ることは、発泡してガスが抜けた軽石
が多いことでもわかる。この様に高温で溶けた状態から
急冷した場合には結晶鉱物とはならず火山ガラスを生ず
ることが知られている。即ち、本発明に使用するシラス
は８０重量％は火山ガラスであり、その比重も十分乾燥
されたものに付いては１．０以下であり、水に浮き、不
規則な形状と、大きな充填空隙率を持つことに依ってガ
スの吸着と鋳物砂に排出する能力を持つものと考えられ
る。

シラスの鉱物組成 第二に消失模型と溶湯が接触するとき、その瞬間、消失
模型の形状を保持するため、塗型剤の骨剤に水簸坏土（
粘土、福井県宮崎村小曽原原産、越前焼、越前かわらに
使用）を使用した点である。

一般に酸化ジルコニウーム、黒鉛を使用することは知ら
れているが、その粘性が、バインダーに依って維持され
ているため、塗型剤の粘性を持たせることは出来なかっ
たが、石英、ハロイサイト、斜長石などが多く含まれい
る水簸坏土を使用することに依って、十分なる粘性を持
ち、しかも、燃焼と同時に、凝結する特性を利用して、
塗型強度を保持することが可能となった。

水簸坏土の鉱物組成は不明であるが、化学分析表は下記
のとおりである。

水簸坏土　化学分析表 黒鉛は鱗状黒鉛（４４μ〜７４μ）、酸化ジルコニーム
は、ジルコンフラワー３５０、を使用した。

第三に、水溶性樹脂、及び酸化硬化促進触媒を使用して
、接着性の増大と、乾燥時間の短縮を図った。即ち、水
溶性樹脂とは、飽和樹脂で有つてエマルジョン方式に依
り水溶性となる樹脂なれば良く、例えば、ウレタン、ア
クリル、フェノール等、特に、ポリ・ビニール・アルコ
ールの様にエマルジョンになっていない樹脂を使用した
。

亦、酸化促進硬化触媒には、スルホン酸エステル、特に
リクニンスルホン酸ナトリューム塩を使用した。リクニ
ンスルホン酸ナトリューム塩はパルプ製造の際、適出さ
れる水溶性の微量な接着性を有する、有機物で有り、酸
化を促進する能力を持っている。

〔実施例〕

　以下、その詳細に付いて述べる。

消失模型に鋳込まれる溶湯が接触した時発生する少量の
ガスが、不燃物となってススの発生を見る原因となって
いることは、知られている。

そこで、その発生するガスを除去するために、活性炭の
様な働きをする物質、しかも、灼熱に耐える物質が無い
か。例えば、ケイソウ土、パーライト、シラスなど多孔
性物質を考えて実験の結果パーライト、ケイソ土は粒子
が自由に調整することが出来ないため、パーライト、ケ
イソ土と同様懸濁液中の固形物を除去する能力を持つシ
ラスを使用することとした。即ち、１０５μ以下のもの
を使用した。

以下実験の結果を示す。

１の例 シラス２０％、水簸坏土２５％、黒鉛５％、リクニンス
ルホン酸ナトリューム塩１０％、ポリ・ビニール・アル
コール１０％、水３０％（以下重量％とする） 鋳込条件（以下各項とも同じ条件） 塗型剤塗装方法　かけ塗 乾燥時間　５０℃　１５Ｈ 振動 上（高）　１．８Ｇ−５９” 下（低）　０．８Ｇ−０１” 横　０．８Ｇ−６０” 減圧　−３５０ｍｍＨｇ １）塗型状態　全体に付着良い ２）外観 １、ススの発生が全数見られる。

２、内部荒れが無い。

３、内径部及びインレット部の塗型の付着の良好の所で
は焼き付きの発生なし。

２の例 シラス１１％、水簸坏土２５％、黒鉛６％、ジルコンフ
ラワー６％、ポリ・ビニール・アルコール６％、リクニ
ンスルホン酸ナトリューム塩６％、水４０％ 鋳込条件前項に同じ １）塗型状態　全体に付着良い ２）外観 １、ススの発生は見られず。

２、内部荒れがみられる。

３、焼き付きが発生している。

３の例 シラス１０％、水簸坏土２９％、黒鉛５％、ジルコンフ
ラワー６％、リクニンスルホン酸ナトリューム塩１０％
、ポリ・ビニール・アルコール１０％、水３０％ 鋳造条件前項に同じ １）塗型状態　付着性全体に良好 ２）外観 １、ススの発生は見られない。

２、内部荒れ５０％有り。

３、焼き付き５０％有り。

４の例 シラス１２．５％、水簸坏土２０％、ジルコンフラワー
２０％、黒鉛７．５％、リクニンスルホン酸ナトリュー
ム７．５％、ポリ・ビニール・アルコール２．５％、水
２９％ 鋳込条件前項に同じ １）塗型状態　付着性全体に良好 ２）外観 １、スス及び焼き付きの発生は見られない。

２、内部荒れが５０％発生している。

５の例 シラス２．５Ｋｇ、ジルコンフラワー４Ｋｇ、水簸坏土
４Ｋｇ、黒鉛１．５Ｋｇ、ポリ・ビニール・アルコール
１Ｋｇ、リクニンスルホン酸ナトリューム１．５Ｋｇ 合計　１４．５ＫＧ 前記骨材を５０リッター双腕二軸ニーダーにて２０分間
混練した。その後、以下、順次水を加え十分に均質なス
ラリーにするため更に２０分撹拌した。

今回は、別図に示す形状のもの６ケを１組として塗布を
試みた。

以上の結果濃度が薄なれば乾燥時間もはやくなり、不良
率も低下することが判明した。

特に、内径の破損に付いては、今までの実験の結果、今
回の骨材の配合に依って、大幅に改善された。

〔発明の効果〕

本発明の塗型剤に依れば、次の様な特性が得られること
が判明した。

１、高い通気性を有する。即ちＥＰＣ模型の熱分解によ
るガスを速やかに排除することが出来る。

２、高い塗膜強度が得られる、フラスコ内へバラ砂を振
動造形で充填の際、塗膜強度が高い為、ＥＰＣ模型の変
形がない。

３、高い耐熱性を有するため、焼き付きがない。

４、高い塗膜接着性を有する為、剥離が起こらない。

５、粘性が強いため、どぶ漬け、かけ塗り、刷毛塗の何
れでも可能である。

以上

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実験に使用した試験片の縦断面図、 第２図は第１図の試験片の平面図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】消失模型の表面に塗布される塗型剤中に多
   孔性不燃物を混入させて成ることを特徴とする鋳造用消
   失摸型の塗型剤。
2. 【請求項２】塗型剤を、酸化ジルコニューム、水簸坏土
   （粘土）、黒鉛、多孔性不燃物を含む骨剤に依り構成し
   たことを特徴とする特許請求範囲第１項に記載の鋳造用
   消失模型の塗型剤。
3. 【請求項３】鋳造用消失模型の塗型剤に、水溶性樹脂及
   び酸化硬化促進触媒を加えたことを特徴とする、特許請
   求範囲第１項、もしくは第２項に記載の鋳造用消失模型
   の塗型剤。