JPH0538551A - 鋳型の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大型鋳造品用の鋳型を製造する際の模型ブロ
ツクの取扱いの簡易化を図った。 【構成】 合体させることで鋳造品の模型となる模型ブ
ロツク１を燃焼消失材料で複数の分割ブロツク１Ａ、１
Ｂ、１Ｃに形成する第１工程と、各分割ブロツク１Ａ、
１Ｂ、１Ｃを各別の枠４に硬化性鋳物砂５を介して埋設
して複数の鋳型ブロツク６Ａ、６Ｂ、６Ｃを造型する第
２工程と各鋳型ブロツク６Ａ、６Ｂ、６Ｃを加熱処理し
て各分割ブロツク１Ａ、１Ｂ、１Ｃを除去して各鋳型ブ
ロツク６Ａ、６Ｂ、６Ｃに空胴を形成する第３工程と、
この空胴を形成した各鋳型ブロツク６Ａ、６Ｂ、６Ｃを
合体させて鋳造品に相当する注湯用空胴部を形成して鋳
枠９内で鋳物砂１０に埋設する第４工程とからなること
を特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃焼消失または加熱収
縮する模型を使用して、鋳型を造型する鋳型の製造方法
に係り、特に、大型鋳造品に適用される鋳型の製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図７に示すように熱により消
失する模型１２もしくは耐熱材料によってなる被覆層を
熱によって消失する模型の表面に形成した被覆模型１２
を鋳枠１３内にセツトし、その周囲に粘結性のある鋳物
砂１４を充填し、この鋳物砂が固化したのちに前記模型
または被覆模型の湯口１５から溶湯１６を注湯して鋳造
を行うフルモールド法と称される鋳造方法は、プレス用
金型、工作機械部品、一般産業用機械部品など広い分野
の鋳造品の製作に多用されている。そして加熱すること
により消失する模型は、発泡樹脂、つまり発泡ポリスチ
レン、発泡ポリプレンなどによって作られている。

【０００３】しかし、前記従来の方法によれば、模型が
消失する際に多量の熱分解ガスが発生し、そのガスを鋳
込み溶湯内に巻き込みガス欠陥として残留したり、発泡
樹脂を構成する炭素成分が鋳肌に付着して鋳肌を荒らし
たり、低炭素鋼系鋳物では、局部的な浸炭現象が起こっ
て、目標とする機械的性質が得られず、品質を低下させ
る。また模型が厚肉であると、鋳込時における模型の消
失気化によって多量の熱分解ガスが発生し、そのガス圧
により容湯が吹き返す危険を有し、鋳込作業上の安全性
を低下させるなどの欠点がある。さらに被覆模型を使用
する場合は、前記欠点の他に、被覆層の形成および被覆
層の硬化促進などに手間がかかり、作業性に劣る上、コ
ストアツプを招き経済的に不利になる難点がある。

【０００４】そこで、特開昭６１−３７３４９号公報お
よび特開昭６１−３７３５０号公報に、熱収縮の利用に
よって模型を除去する技術が提案されている。これらの
先行技術によれば、溶湯注入時における熱分解ガスの発
生を避けることができるので、前述の欠点を解決するこ
とが可能である。また、特開昭６２−２３４６３８号公
報、特開昭６３−１１２０４０号公報、特開昭６３−６
８２４３号公報および特開平１−２１０４１７号公報
に、マイクロ波加熱によって模型を消失させる技術が提
案されている。これらの先行技術によっても、溶湯注入
時における熱分解ガスの発生を避けることができるの
で、前述の欠点を解消することが可能である。しかし、
マイクロ波加熱炉を要するため、経済的に不利な難点が
あるとともに、被覆模型を使用するシステムでは、手間
がかかり作業性に劣ることになる。

【０００５】ところで、大型鋳造品用の鋳型は、図８に
示すように合体させることで鋳造品の模型になる模型ブ
ロツク１７，１８，１９，２０，２１を模型切削加工機
によって形成し、この模型ブロツク１７，１８，１９，
２０，２１を接着、嵌合などの結合手段によって合体さ
せることによって、鋳造品に相当する模型２２を形成
し、この模型を鋳枠２３内にセツトして鋳物砂２４に埋
設したのちに燃焼消失または加熱収縮させて除去するこ
とで製造している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように従来は発泡
ポリスチレン、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレン
などの剛性が低く、耐衝撃性に劣る発泡樹脂によって形
成された模型ブロツクを合体させて模型を形成するよう
にしているから、合体作業時において模型ブロツクに不
必要な力が局部的に負荷させたり、他部材に衝突するこ
となどで変形または欠落するおそれがある。したがって
取扱いを相当慎重に行う必要があり、これが鋳型の製造
作業性を低下させている要因になっている。また、模型
を鋳枠内にセツトする作業時、あるいは模型を鋳物砂に
埋設するために、鋳物砂を鋳枠内に充填する作業時に
も、模型を変形または欠落させるおそれがあるので、こ
れらの作業時においても取扱いを相当慎重に行う必要が
あり、この点からも模型の製造作業性を低下させている
ことになる。

【０００７】本発明は、かかる問題点に対処するため開
発されたものであって、取扱いの慎重度を若干緩めても
模型ブロツクおよび模型の変形または欠落が回避され、
鋳型の製造作業性の向上を達成することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の構成を実施例に対応する図１〜図６を用い
て説明すると、本発明は、合体させることで鋳造品の模
型になる模型ブロツクを燃焼消失または加熱収縮する材
料で複数の分割ブロツク形成する第１工程と、この模型
ブロツクの各分割ブロツクを各別の枠に硬化性鋳物砂を
介して埋設して、複数の鋳型ブロツクを製造する第２工
程と、この各鋳型ブロツクを硬化したのちに燃焼処理ま
たは加熱処理によって各分割ブロツクを各鋳型ブロツク
から除去して、各鋳型ブロツクに空洞ブロツクを形成す
る第３工程と、この空洞ブロツク形成後の各鋳型ブロツ
クを合体させて、鋳造品に相当する注湯用空洞部を形成
して鋳枠内で鋳物砂に埋設する第４工程とからなること
を特徴とする。

【０００９】

【作用】そして本発明は上記手段により燃焼処理または
加熱処理によって模型ブロツクが除去された鋳型ブロツ
クを鋳枠内で鋳物砂に埋設するから、模型ブロツクの合
体作業および模型を鋳枠内にセツトする作業が不要にな
る。しかも硬化した鋳物砂によって形成されている鋳型
ブロツクは、発泡樹脂よりも剛性が高く耐衝撃性に優れ
た特性を有しているから、鋳型ブロツクを鋳枠内で合体
してセツトする作業時および鋳物砂の充填作業時などに
おける取扱いの慎重度を若干緩めることができ、模型ブ
ロツクを各別に硬化性鋳物砂に埋設して、鋳型ブロツク
を造型する工程においてのみ、模型ブロツクの取扱いを
比較的慎重に行えばよい。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１に示すように、模型ブロツク１は発泡ポリス
チレン、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレンあるい
は発泡ポリメチルメタクリレートなどの加熱することに
より消失する発泡樹脂材料を模型切削加工機により切削
加工することで形成された本体ブロツク１Ａ、１Ｂおよ
び湯口ブロツク１Ｃによって構成されている。特に、燃
焼し易い特性を有している発泡ポリメチルメタクリレー
トによって本体ブロツク１Ａ、１Ｂおよび湯口ブロツク
１Ｃを形成することが推奨される。これら本体ブロツク
１Ａ、１Ｂおよび湯口ブロツク１Ｃを接着、嵌合などの
周知の結合手段によって合体させることによって、図２
に示す鋳造品２に相当する図３の模型３が形成される。

【００１１】模型ブロツク１を構成している本体ブロツ
ク１Ａ、１Ｂおよび湯口ブロツク１Ｃは、図４に示すよ
うにそれぞれを別個に枠４内にセツトし、例えば振動機
を利用した周知の手段によって、枠４と模型ブロツク１
の間の空間に硬化性鋳物砂５を充填して、３つの鋳型ブ
ロツク６Ａ、６Ｂ、６Ｃを造型し、これらの鋳型ブロツ
ク６Ａ、６Ｂ、６Ｃを硬化させて剛性および耐衝撃性を
高める。

【００１２】つぎに周知の燃焼処理による本体ブロツク
１Ａ、１Ｂおよび湯口ブロツク１Ｃの消失または炉温１
００〜２５０°Ｃの加熱炉に鋳型ブロツク６Ａ、６Ｂ、
６Ｃとともに装入する加熱処理によって本体ブロツク１
Ａ、１Ｂおよび湯口ブロツク１Ｃを熱収縮させて取出す
ことにより、模型ブロツク１を鋳型ブロツク６Ａ、６
Ｂ、６Ｃから除去して、図５に示すように空洞ブロツク
７Ａ、７Ｂ、７Ｃを形成する。空洞ブロツク７Ａ、７
Ｂ、７Ｃが形成された鋳型ブロツク６Ａ、６Ｂ、６Ｃ
は、図６のように合体させて、鋳造品２（図２参照）に
相当する注湯用空洞部８を形成して、鋳枠９内にセツト
し、例えば振動機を利用した周知の手段によって鋳枠９
と鋳型ブロツク６Ａ、６Ｂ、６Ｃの間の空間に非粘結性
鋳物砂１０を充填して、この鋳物砂１０に埋設すること
で鋳型１１の製造がなされる。

【００１３】このように燃焼処理または加熱処理によっ
て本体ブロツク１Ａ、１Ｂおよび湯口ブロツク１Ｃが除
去された剛性が高く耐衝撃性に優れた特性を有している
鋳型ブロツク６Ａ、６Ｂ、６Ｃを鋳枠９内で鋳物砂１０
に埋設するようにしているから、従来なされていた模型
ブロツクの合体作業および模型を鋳枠内にセツトする作
業が不要になる。しかも硬化した鋳物砂５によって形成
されている鋳型ブロツク６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、発泡樹脂
よりも剛性が高く耐衝撃性に優れた特性を有しているか
ら、鋳型ブロツク６Ａ、６Ｂ、６Ｃを鋳枠９内で合体し
てセツトする作業時および鋳物砂１０の充填作業時など
における取扱いの慎重度を若干緩めることができ、本体
ブロツク１Ａ、１Ｂおよび湯口ブロツク１Ｃを各別に硬
化性鋳物砂５に埋設して、鋳型ブロツク６Ａ、６Ｂ、６
Ｃを造型する工程においてのみ、模型ブロツク１の取扱
いを比較的慎重に行えばよいことになるので、大型鋳造
品用の鋳型１１の製造作業性を向上させることができ
る。

【００１４】また、注湯用空洞部８に溶湯を注入するこ
とで鋳造がなされるので、溶湯注入時における熱分解ガ
スの発生を避けることができる。したがって、ガスを鋳
込み溶湯内に巻き込みガス欠陥として残留したり、発泡
樹脂を構成する炭素成分が鋳肌に付着して鋳肌を荒らし
たり、低炭素鋼系鋳物では、浸炭現象が起こって、目標
とする機械的性質が得られず、品質を低下させるなどの
欠点を確実に解消することができる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は燃焼処理
または加熱処理によって模型ブロツクが除去された鋳型
ブロツクを鋳枠内で鋳物砂に埋設するようにしているか
ら、模型ブロツクの合体作業および模型を鋳枠内にセツ
トする作業が不要になる。しかも硬化した鋳物砂によっ
て形成されている鋳型ブロツクは、発泡樹脂よりも剛性
が高く耐衝撃性に優れた特性を有しているから、鋳型ブ
ロツクを鋳枠内で合体してセツトする作業時および鋳物
砂の充填作業時などにおける取扱いの慎重度を若干緩め
ることができ、模型ブロツクを格別に硬化性鋳物砂に埋
設して、鋳型ブロツクを造型する工程においてのみ、模
型ブロツクの取扱いを比較的慎重に行えば良いことにな
るので、鋳型の製造作業性を向上させることができる利
点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に適用される模型ブロツクの一例を示す
縦断面図である。

【図２】鋳造品の一例を示す縦断面図である。

【図３】鋳造品に相当する模型の縦断面図である。

【図４】模型ブロツクが鋳型ブロツクにセツテイングさ
れた状態を示す縦断面図である。

【図５】模型ブロツクが除去された鋳型ブロツクを示す
縦断面図である。

【図６】鋳枠内に鋳型ブロツクをセツテイングした状態
を示す縦断面図である。

【図７】従来のフルモールド法を示す説明図である。

【図８】従来の大型鋳造品用の模型が鋳型内にある状態
を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 模型ブロツク １Ａ〜１Ｃ 分割ブロツク ２ 鋳造品 ３ 模型 ４ 枠 ５ 硬化性鋳物砂 ６Ａ〜６Ｃ 鋳型ブロツク ７Ａ〜７Ｃ 空洞ブロツク ８ 注湯用空洞部 ９ 鋳枠 １０ 鋳物砂 １１ 鋳型

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡▲なべ▼ 彦士 大阪府大阪市淀川区西宮原３丁目３番19号 太洋鋳機株式会社内 (72)発明者 鵜池 實 大阪府大阪市淀川区西宮原３丁目３番19号 太洋鋳機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合体させることが鋳造品の模型になる模
   型ブロツクを燃焼消失または加熱収縮する材料で複数の
   分割ブロツクに形成する第１工程と、この模型ブロツク
   の各分割ブロツクを各別の枠に硬化性鋳物砂を介して埋
   設して複数の鋳型ブロツクを造型する第２工程と、この
   各鋳型ブロツクを硬化したのちに燃焼処理または加熱処
   理によって各分割ブロツクを各鋳型ブロツクから除去し
   て各鋳型ブロツクに空洞ブロツクを形成する第３工程
   と、この空洞ブロツク形成後の各鋳型ブロツクを合体さ
   せて鋳造品に相当する注湯用空洞部を形成して鋳枠内で
   鋳物砂に埋設する第４工程からなることを特徴とする鋳
   型の製造方法。