JPH0442106B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は模型を利用して化学的に結合された型
材料で鋳型並びに鋳物品を製造する方法に関す
る。

〔従来技術と問題点〕

型材料において中空室が鋳物品に対する型室の
一部として形成され、この型室は溶融金属で充填
され、その場合型材料における鋳物品の回りに鋳
造温度で影響された領域が生ずる。鋳型において
液体金属から鋳物品を製造する色々な方法が当該
技術者において知られ、その場合結合剤が添加さ
れた流動性の型砂並びにこの型砂の中に一時的に
設けられた模型の力を借りて型室が形成される。

即ち、たとえば、砂型手作業造形方法の場合、
型砂における造形は連続混合、手作業、手込め、
圧縮空気込め、あるいはサンドスリンガによつて
行なわれ、一回だけ使用できる鋳型が生ずる。砂
型機械造形方法の場合鋳型および中子は鋳型ない
し中子シユーテイングマシンによつて作られる。
型媒体としての鋳物砂は型の中にゆさぶり、真空
あるいは爆発による圧縮によつて入れられ、緻密
にされる。中子型はたいていシユーテイング成形
される。鋳型および中子は一回しか使用できな
い。

シエル型は合成樹脂で結合された砂からなるシ
エル型およびシエル中子を製造するために加熱さ
れた金属模型および中子型枠を前提としている。
ここでもすべてのシエルおよび中子は一回しか使
用できない。

フルモールド方法において発泡樹脂から作られ
た一回だけ使用できる模型が用いられ、この模型
は手作業造形方法に相応して形成されるが鋳型の
中におかれたままとされる。ここでは型材料とし
てたとえば低温硬化する結合剤を持つた鋳物砂が
用いられる。この方法は中形および大形の鋳物品
を個々に製造するため並びに特殊な形に発泡成形
された模型が予め量産されている場合に大量生産
にも採用される。

化学的に結合された砂型は手作業造形において
単品製造および中子製造のために良好に利用され
る。少量生産の範囲において化学的に結合された
砂型は、シエルあるいは通気性の追加充填材料た
とえばゆるい砂あるいは鋼砂で支持されたシエル
とみなされる。

大量生産の場合鋳物品は好ましくは金型あるい
は生砂型で作られる。生砂型は化学的に結合され
た砂からなる鋳型に比べて型材料費が安く、サイ
クル時間が短くできる製造上有利な自動機械を使
用できるという利点を有している。しかし生砂型
は化学的に結合された鋳型に対し次のような欠点
を有している。

(a) 砂および結合剤の質に厳しい要求がある。

(b) 型材料の必要量が多い。

(c) 結合剤が不十分である。

(d) 砂の選別が特に大きな所用空間や長い冷却領
域によつて経費がかかる。

(e) 鋳型および中子に対し２つの砂系統が必要で
ある。

(f) 大きなエネルギが必要である。

(g) 型材料の僅かな変動で鋳型および鋳物に狂い
が生ずる。

(h) 誤差範囲が大きい。

(i) 鋳肌が悪い。

(j) 磨きに経費がかかる。

(k) 歩留りが悪い。

(l) 作業員の大きな熟練が必要である。

(m) 環境汚染がひどい。

〔発明の目的〕

これらの点に鑑み本発明は、特に鋳物品を量産
するために上述の欠点を除去した状態で粘着結合
された砂の採用をなくし、（型材料の僅かな消費
で）容易に製造できかつ通気性が十分な安価な鋳
型を提供でき、さらにこの鋳型が僅かな環境汚染
で高い品質の鋳物を保証するような冒頭に述べた
形式の鋳型の製造方法を得ることおよびそれに伴
う鋳造品を作ることを目的としている。

〔発明の概要および効果〕

本発明によればこの目的は、化学的に結合され
た型材料からなる最初の鋳型から最初の鋳造品の
鋳造後に、少なくとも鋳造温度に影響された領域
において流動化された型材料部分が除去され、残
りの型材料部分がそのままにされ、次の鋳造工程
の前に模型を設置した際に形成された中空室が型
室を再生するために型材料で充填されることによ
つて達成される。さらに流動性のある型材料部分
の他に、（境界領域において）強度が低下した型
材料部分も除去されると有利である。

化学的に結合された型材料は本発明の別の特徴
に基づいて型砂である。

型枠のない鋳型においても本発明を採用する場
合、鋳型を型枠の中に作ることも有利である。

この処置によつて、従来型材料を減少するため
に必要であつたシエルあるいは支持体のような補
助手段なしに必要な型材料を最少にすることがで
きる。なお従来の補助手段は煩雑な操作並びに補
助的な選別費用を必要とする。

本発明に基づく方法を実施する場合、第１の工
程中に模型が形成され、その場合普通の方法でた
とえばシユーテイングおよび吸い込みによつて型
材料ないし型砂の挿入が行なわれる。それから鋳
型は必要な場合周知の方法で滑らかにされ、中子
によつて補充され、組み合わされる。

鋳造後に鋳型は（周知のようにして）冷却領域
を通して導かれ、それから分解され、凝固した鋳
物品が取り出される。

鋳物品のすぐ隣りで鋳造温度によつて流動化し
た型材料、並びにその外側領域の同様にその強度
が低下し作用は大きく失われていない型材料が、
本発明に基づいて今や吹き払われ、吹き飛ばさ
れ、熱的に負荷されてない型材料部分が型の中に
おかれたままにされ、第２の造形工程によつて一
般の砂型のすべての利点（通気性など）を持つた
追加充填質量を形成する。

即ち本発明の別の特徴として、一方では鋳形が
一様な型材料で作られ、他方では型材料の熱的に
影響された領域にある部分が好ましくは機械的な
工具を採用せずに除去され、この熱的に影響され
た領域が同じ型材料で充填される。

さらに本発明の枠内において、熱的に影響され
た領域から取り出された型材料部分が再生され、
この領域に再び戻される。

上述した方法によれば、溶融金属の熱的負荷に
よつて模型と堅く残存するシエルとの間に必要な
中空室が形成されるので、一様な大きさの型枠で
運転できる。充填量となる排斥体の採用（たとえ
ば取扱い経費がかかるふくらまし可能なホース、
古砂、荒い砂、発泡スチロールの採用）が省略で
きる。

本発明によれば次の利点が生ずる。

(1) 鋳型および中子が１つの型材料で作られる。

(2) 第２の工程から入れられる型材料が鋳造方法
によつて生ずる。

(3) 砂の回収量が僅かである。

(4) 砂の質がたいていの場合熱負荷によつて非常
に良好であり、新しい砂よりも良い（新しい砂
は消失した補充砂として加えるだけでよい）。

(5) 砂の山（Deponien）は僅かしか負荷されな
い。

(6) 衝突の際の騒音負荷はなくなる。

(7) 回収設備は小さな容量でよい。

(8) 溶融金属の量は多くの場合少なく（押湯なし
鋳造）、これは溶融費用を低下する。

鋳型は大形の模型に交換する際だけ型材料から
自由にすればよく、型枠半部はたとえばシヨツト
室できれいに吹き付けられ、また衝撃所も考えら
れる。

この方法によれば必要な型材料量は、砂／鋳物
比率が２：１以下になるように著しく減少され、
生砂型方法の場合12：１の砂／鋳物比率もまれで
はない。本発明に基づく方法による型材料の減少
は著しい。

〔発明の実施例〕

以下図面に示す本発明の有利な実施例に基づい
て本発明をさらに詳細に説明する。

鋳物を鋳造するための図面に示した型枠１は下
型２と上型３とを有し、それらの自由縁４，５は
互に突き合わされ、環状フランジ６に置かれ（か
つキー７が通された）案内ピン８によつて接続さ
れている。

型枠１は低温樹脂で結合されたけい砂からなる
型材料床１０を有し、その中央には鋳物Ｇに対す
る中子１２を持つた型室１１がある。１３は溶融
金属の湯口であり、わかりやすくするために押湯
や湯だまりなどは省略されている。

鋳物品Ｇの鋳造中およびその後の短い時間にお
いて、溶融金属に隣接する範囲における型材料が
変化し、鋳物品Ｇに直接接する型材料は内側領域
Ｊにおいて鋳造熱の影響で砂状の堆積物にくず
れ、（図面において黒く塗られた）第２の領域Ａ
においてかさぶた状になり、その外側において型
材料床１０の型材料は、この型材料および領域Ｂ
において型材料によつて形成された型材料床部分
の強度がほとんど変化しないような僅かな熱負荷
にさらされる。

鋳物品Ｇ並びに中子１２を取り出すため、上型
３が下型２から持ち上げられ、反転して置かれる
（第３図参照）。

型材料床１０の内側領域Ｊにおいて流動的にな
つた型材料は容易に取り除かれ、たとえば吹き飛
ばされる。熱で影響された領域Ｊ，Ａにおいて最
初の強度に比べて幾分堅くなつたがゆるくなつて
いる型材料はその全幅ｅに亘つて容易に除去され
るので、下側型室部分１１ｔ並びに上側型室部分
１１ｈにおける型室１１の幅ｉは型枠中心線Ｍの
両側においてそれぞれ幅ｅだけ広がる。そのよう
にして生じた凹所は第４図および第５図において
符号２０ｔと２０ｈで示されている。

次に凹所２０ｔ，２０ｈの中に定盤３０に吊り
下げられた模型３１が挿入され、型材料床１０の
残存領域Ｂと模型３１ないし湯口１３の範囲にお
ける差し込みプラグ３２との間に幅ｅの充填空隙
３３が存在し、この充填空隙３３は符号１５で示
したように型材料で充填され、その充填後に新た
な鋳造工程に対する本来の型室１１の形状が再び
作られる。

領域ＪとＡの吹き飛ばされるかないしは別の方
法で取り除かれた型材料部分は一般的な方法で再
び選別され、型室１１を再生する型材料部分１５
に改めて利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋳物品を鋳造する型枠の一部断面側面
図、第２図は鋳造工程後の第１図に相応した型枠
の一部断面側面図、第３図は第２図の型枠を分解
した状態の断面図、第４図ないし第７図はそれぞ
れ第３図に示した型枠の再利用の工程を説明する
断面図である。 １……型枠、２……下型、３……上型、４……
下型の上側縁、５……上型の下側縁、６……環状
フランジ、７……キー、８……案内ピン、１０…
…型材料床、１１……型室、１２……中子、１３
……湯口、１５……型材料、２０ｔ，２０ｈ……
凹所、３０……定盤、３１……模型、３２……差
し込みプラグ、３３……充填空隙、Ａ……外側領
域、Ｂ……熱影響を受けない領域、Ｇ……鋳物
品、Ｊ……内側領域、Ｍ……型枠中心線、ｅ……
空隙の幅、ｉ……型室の幅。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 模型３１使用して化学的に結合された型材料
   で鋳型を製造する方法において、鋳物品Ｇの鋳造
   によつて流動化された型材料が単一の型材料で作
   られた最初の鋳型から除去され、型材料の残りの
   部分Ｂがそのまま残され、模型３１を再び設置し
   た際に形成される空〓３３が型材料で充填される
   ことを特徴とする鋳型の製造方法。 ２ 最初の鋳物品Ｇを除去した後、鋳造温度で大
   きく負荷された内側領域Ｊにある型材料が除去さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の方法。 ３ 強度が低下した外側領域Ａにある型材料が除
   去されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   または第２項に記載の方法。 ４ 型材料が型砂であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項に記
   載の方法。 ５ 除去すべき型材料が機械的な工具を用いずに
   除去されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第４項のいずれか１項に記載の方法。 ６ 型材料の強度が低下して、大きな反応なしに
   分解して吹き飛ばされるか払いのけられることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第５項の
   いずれか１項に記載の方法。 ７ 鋳型が型枠の中に作られることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか１
   項に記載の方法。 ８ 空〓が最初の鋳型と同じ型材料で満たされる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ７項のいずれか１項に記載の方法。 ９ 空〓から除去された型材料が処理され、空〓
   に戻されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第８項のいずれか１項に記載の方法。 １０ 鋳造工程にその都度残る型材料の残りの部
   分が次の造型工程に対する追加充填材料として用
   いられることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   ないし第９項のいずれか１項に記載の方法。