JPH0615407A - 精密鋳造用鋳型およびその製造方法 - Google Patents

精密鋳造用鋳型およびその製造方法

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JPH0615407A
JPH0615407A JP334291A JP334291A JPH0615407A JP H0615407 A JPH0615407 A JP H0615407A JP 334291 A JP334291 A JP 334291A JP 334291 A JP334291 A JP 334291A JP H0615407 A JPH0615407 A JP H0615407A
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JP
Japan
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mold
calcium carbonate
refractory
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refractory coating
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JP334291A
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English (en)
Inventor
Masanori Ikeda
田 雅 宣 池
Kenichi Tsushima
馬 謙 一 対
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 [目的] 耐火物を用いて製作した精密鋳造用鋳型にお
いて、鋳造後の砂落しを良好なものとする。 [構成] 鋳型を形成する素材耐火物の一部に炭酸カル
シウムを用いて焼成した精密鋳造用鋳型。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用部品,工作機
械用部品,農業機械用部品,事務機器用部品などの各種
精密鋳造品の製造に利用される精密鋳造用鋳型およびそ
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、精密鋳造用鋳型には、例えば、消
失性模型としてワックスを用いたロストワックス鋳型
や、発泡ポリスチロールを用いたフルモールド鋳型や、
水溶性樹脂を用いた鋳型などがある。
【0003】これらのうち、ロストワックス鋳型は、鋳
造品と同形状の成型空間を有する成形型内にワックスを
流し込んでろう模型を製作したのち、複数のろう模型を
スプルーのまわりにツリー状に組み立て、このツリー状
のろう模型に対して、スラリー中への浸漬と、耐火物粒
を用いたスタッコ被覆(サンディングともいう。)と、
乾燥の工程を複数回繰り返すことによって複数層よりな
るコーティングを完了して生型を製作し、次いで加熱す
ることにより脱ろうを行ったのち焼成を行って鋳型強度
を高めた焼成型とすることにより、多数の鋳造空間を有
するロストワックス精密鋳造用鋳型を作製するようにし
ていた。
【0004】そして、この精密鋳造用鋳型に金属溶湯を
注入し、凝固させたのち砂落しを行ってツリー状の鋳造
体を作製するようにし、続いてこのツリー状の鋳造体を
切断して各々の鋳造部品を得るようにしていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、精密鋳造
用鋳型を用いて鋳造を行ったあと砂落しの工程に入る
が、このような精密鋳造用鋳型によって製造される鋳造
体(鋳造部品の集合体)は、複雑な形状を有しているも
のであることが多いため、ハンマーなどによる衝撃力や
ショットブラストなどによる加圧力のごとき物理的な手
法によって砂落しを行ったときでも、鋳造体の窪み状部
分や袋状部分などで十分な砂落しを行うことが困難であ
ることが多いという問題点を有していた。
【0006】そこで、このような物理的な手法によって
砂落しを行うことが困難である場合には、ケイ酸ソーダ
などのアルカリ浴を用い、鋳型を形成する耐火物のケイ
酸成分とアルカリ成分とを反応させて化学的に溶融反応
を生じさせることによる化学的な手法により砂落しを行
うことがあったが、このような化学的な手法による砂落
しは取扱いに注意を要するために作業性があまり良くな
いという問題点があり、これらの問題点を解決すること
が課題となっていた。
【0007】
【発明の目的】本発明は、上記した従来の課題にかんが
みてなされたもので、従来の物理的な手法による場合の
ような窪み状部分や袋状部分などのごとき複雑形状部分
での砂落しが困難であるという問題点を解消し、また、
化学的な手法による場合のような取扱い性に注意を要す
るという問題点を解消し、簡便な手法で複雑形状部分の
砂落しを効率良く行うことが可能である精密鋳造用鋳型
を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる精密鋳造
用鋳型は、鋳型を形成する素材耐火物の一部に炭酸カル
シウム(CaCO3 )を用いて焼成した構成としたこと
を特徴としており、一実施態様においては鋳型が単一の
耐火物被覆層よりなるものとし、前記耐火物被覆層の一
部分に炭酸カルシウムを含む構成としたり、他の実施態
様においては鋳型が複数の耐火物被覆層よりなるものと
し、前記耐火物被覆層のうち少なくとも1層が炭酸カル
シウムないしは炭酸カルシウムを含む耐火物よりなる構
成としたりし、さらに他の一実施態様においては精密鋳
造用鋳型がロストワックス鋳型である構成としたことを
特徴としている。
【0009】また、本発明に係わる精密鋳造用鋳型の製
造方法は、消失性模型の外側にスラリー付着と耐火物被
覆と乾燥とその他必要な工程を繰返して複数層からなる
耐火物被覆層を形成するに際し、前記耐火物被覆層中の
少なくとも1層に炭酸カルシウムないしは炭酸カルシウ
ムを含む耐火物を用いて積層することにより生型を製作
し、次いで脱模型および焼成を行うことにより前記炭酸
カルシウムを多孔質の酸化カルシウム(生石灰;Ca
O)にした焼成型とする構成としたことを特徴としてい
る。
【0010】本発明に係わる精密鋳造用鋳型およびその
製造方法では、例えば消失性模型がろう型であるロスト
ワックス鋳型である場合において、最終的に得ようとす
る鋳造部品と同形状の成形空間を有する成形型内にワッ
クスを流し込んでろう模型を製作したのち、湯道となる
スプルーのまわりに前記複数のろう模型をツリー状に組
み立て、このツリー状のろう模型に対して、スラリー中
への浸漬と、耐火物粒を用いたスタッコ被覆(サンディ
ング)と、乾燥の工程を複数回繰返して多層状のコーテ
ィング被覆を施して生型を製作するが、単純に1層だけ
の耐火物被覆層からなる生型を製作するが、このような
生型を製作するに際しては、前記スタッコ材に、通常の
場合と同様に、ムライト(3Al2 3 ・2Si
2 ),シリカ(SiO2 ),シャモット(Al2 3
・SiO2 ),ジルコン(ZrO2 ・SiO2 )などの
耐火砂材料を用いると共に、前述したごとく各工程を複
数回繰返して多層状とするときにそれらの少なくとも1
層部分にスタッコ材として炭酸カルシウム(CaC
3 )ないしは炭酸カルシウムを含む耐火物を用いるよ
うにしている。
【0011】例えば、上述したごとく精密鋳造用鋳型の
生型を製作するに際しては、スラリー中への浸漬と、耐
火物を用いたスタッコ被覆と、乾燥の工程を8回繰返し
て合計8層からなる生型を製作する場合において、第1
層目と第2層目を下地層とし、次の第3層目と第4層目
を中間層とし、第5層目から第8層目までをバックアッ
プ層としたときに、中間層の1層もしくは2層(すなわ
ち、第3層目または第4層目、もしくは第3層目と第4
層目の両方)に炭酸カルシウムないしは炭酸カルシウム
を含む耐火物を用いたり、バックアップ層の少なくとも
1層に炭酸カルシウムないしは炭酸カルシウムを含む耐
火物を用いたりすることができる。
【0012】このようにして生型を製作したのち、加熱
して脱ろうを行い、次いで焼成を行って鋳型強度を高め
た焼成型よりなる精密鋳造用鋳型を製作する。そして、
このような精密鋳造用鋳型は、重力鋳造のほか、減圧鋳
造,真空鋳造,低圧鋳造などに用いられる。
【0013】
【発明の作用】本発明に係わる精密鋳造用鋳型およびそ
の製造方法は、鋳型を形成する素材耐火物の一部に炭酸
カルシウム(CaCO3 )を用いて生型を製作し、この
生型を焼成して鋳型強度を高めた焼成型としているの
で、このような焼成において前記生型中に含まれる炭酸
カルシウムは次式に示す反応を生じて炭酸ガスが抜ける
ことにより多孔質の酸化カルシウム(生石灰)の状態と
なる。
【0014】CaCO3 →CaO+CO2 ↑ そして、このようにして製作した焼成型の湯口部分に金
属溶湯を注入することにより鋳造を行い、凝固後に水冷
する(水中への浸漬や水噴霧などによる)ことによって
急速冷却した場合に、次式に示す反応を生じて酸化カル
シウムよりも密度の低い水酸化カルシウムとなる。
【0015】CaO+H2 O→Ca(OH)2 この結果、多孔質の酸化カルシウム中に浸入した水が水
蒸気化して急膨脹することにより爆裂状態が発生して鋳
型に多数の亀裂が生じると同時に上記反応により膨脹し
て粉化した水酸化カルシウムの生成により鋳型が崩壊
し、複雑形状をなす鋳造体の隅々までにおいて鋳物砂が
除去されるものとなる。
【0016】
【実施例】自動車用足回り部品と同形状のろう模型を製
作した後、このろう模型をスプルーのまわりに多数付着
してツリー状の消失性模型とし、この消失性模型に対し
て、耐火物(ジルコンフラワ−,溶融シリコン等)とバ
インダ(コロイダルシリカ等)と水とを混練してなるス
ラリー中への浸漬と、ムライト,シリカ,シャモットな
どの耐火物を用いたスタッコ被覆と、乾燥(自然乾燥)
の工程をそれぞれ8回繰返して合計8層の耐火物被覆層
(合計厚さが7〜8mm)からなる生型を製作した。
【0017】この実施例において製作した5種類の生型
の構成は以下に示すとおりである。
【0018】鋳型A:中間層の第2層目(すなわち、
内側から第4層目)にCaCO3 を主体とするスタッコ
材を適用した鋳型 鋳型B:バックアップ層の第1層目(すなわち、内側
から第5層目)にCaCO3 を主体とするスタッコ材を
適用した鋳型 鋳型C:中間層の2層(すなわち、内側から第3層目
と第4層目)にシャモット(70重量%)+CaCO3
(30重量%)よりなるスタッコ材を適用した鋳型 鋳型D:バックアップ層のすべて(すなわち、内側よ
り第5層目から第8層目まで)にシャモット(70重量
%)+CaCO3 (30重量%)よりなるスタッコ材を
適用した鋳型 鋳型E:中間層およびバックアップ層のいずれにもC
aCo3 スタッコ材を適用しない従来の鋳型 次いで、各鋳型A〜Eの生型状態での強度を測定したの
ち、加熱して脱ろうを行うと共に焼成を行い、焼成状態
での強度を測定したところ、それぞれ次表に示す結果で
あった。
【0019】さらに、各焼成型に金属溶湯(鋳鋼)を注
入して鋳造を行ったのち、鋳型Eを除いて水中に浸漬し
て急冷した際の鋳型崩壊性を評価した。なお、鋳型Eの
砂落しはハンマーにより機械的に行った。
【0020】これらの結果を次表に示す。
【0021】
【表1】
【0022】表に示した結果より明らかなように、本発
明による鋳型A〜Dは鋳造後に水中に浸漬するだけで鋳
型の崩壊が著しく良好であったのに対して、ハンマーを
用いて砂落しを行った従来の鋳型Eでは砂落しが十分で
なく、個々に窪み部分での砂落しが必要であった。
【0023】また、鋳型A〜Dでは、生型強度および焼
成型強度が異なったものとなっているので、製品形状や
材質などによって適宜使い分けするのが良いことが認め
られた。
【0024】
【発明の効果】本発明に係わる精密鋳造用鋳型およびそ
の製造方法によれば、素材耐火物の一部に炭酸カルシウ
ムを用いて焼成したものとしているので、炭酸カルシウ
ムは水と反応しないことからスラリー付着と耐火物被覆
と乾燥を繰返して行ったときでも前記炭酸カルシウムが
スラリーと反応することなくその形態を維持した生型を
支障なくかつ容昜に製作することが可能であり、生型の
焼成によって前記炭酸カルシウムが多孔質で且つ水と反
応して膨脹する酸化カルシウムとなることにより、鋳造
後の鋳型を水冷した際に前記多孔質部分に水が浸入して
気化することによって水蒸気爆裂を生じて鋳型に多数の
亀裂を発生させると同時に前記酸化カルシウムがこれよ
りも密度の低い水酸化カルシウムとなって膨脹粉化する
ことにより鋳造体からの砂落しが著しく効率良く行われ
るようになるという著大なる効果がもたらされる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成3年2月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】本発明に係わる精密鋳造用鋳型およびその
製造方法では、例えば消失性模型がろう型であるロスト
ワックス鋳型である場合において、最終的に得ようとす
る鋳造部品と同形状の成形空間を有する成形型内にワッ
クスを流し込んでろう模型を製作したのち、湯道となる
スプルーのまわりに前記複数のろう模型をツリー状に組
み立て、このツリー状のろう模型に対して、スラリー中
への浸漬と、耐火物粒を用いたスタッコ被覆(サンディ
ング)と、乾燥の工程を複数回繰返して多層状のコーテ
ィング被覆を施して生型を製作するか、単純に1層だけ
の耐火物被覆層からなる生型を製作するが、このような
生型を製作するに際しては、前記スタッコ材に、通常の
場合と同様に、ムライト(3Al2 3 ・2Si
2 ),シリカ(SiO2 ),シャモット(Al2 3
・SiO2 ),ジルコン(ZrO2 ・SiO2 )などの
耐火砂材料を用いると共に、前述したごとく各工程を複
数回繰返して多層状とするときにそれらの少なくとも1
層部分にスタッコ材として炭酸カルシウム(CaC
3 )ないしは炭酸カルシウムを含む耐火物を用いるよ
うにしている。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋳型を形成する素材耐火物の一部に炭酸
    カルシウムを用いて焼成したことを特徴とする精密鋳造
    用鋳型。
  2. 【請求項2】 鋳型が複数の耐火物被覆層よりなり、前
    記耐火物被覆層のうち少なくとも1層が炭酸カルシウム
    ないしは炭酸カルシウムを含む耐火物からなる請求項1
    に記載の精密鋳造用鋳型。
  3. 【請求項3】 鋳型がロストワックス鋳型である請求項
    1または2に記載の精密鋳造用鋳型。
  4. 【請求項4】 消失性模型の外側にスラリー付着と耐火
    物被覆と乾燥の工程を繰返して複数層からなる耐火物被
    覆層を形成するに際し、前記耐火物被覆層中の少なくと
    も1層に炭酸カルシウムないしは炭酸カルシウムを含む
    耐火物を用いて積層することにより生型を製作し、次い
    で脱模型および焼成を行うことにより前記炭酸カルシウ
    ムを多孔質の酸化カルシウムにした焼成型とすることを
    特徴とする精密鋳造用鋳型の製造方法。
JP334291A 1991-01-16 1991-01-16 精密鋳造用鋳型およびその製造方法 Pending JPH0615407A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010012907A1 (de) 2009-03-27 2010-12-09 Suzuki Motor Corp., Hamamatsu-Shi Zerfallbare Form und Verfahren zu deren Herstellung
JP2015171723A (ja) * 2014-03-12 2015-10-01 三菱重工業株式会社 鋳型の製造方法、鋳型形成用スラリー、および、鋳型

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DE102010012907A1 (de) 2009-03-27 2010-12-09 Suzuki Motor Corp., Hamamatsu-Shi Zerfallbare Form und Verfahren zu deren Herstellung
US8002017B2 (en) 2009-03-27 2011-08-23 Suzuki Motor Corporation Method of manufacturing a collapsible mold
DE102010012907B4 (de) * 2009-03-27 2016-03-31 Suzuki Motor Corp. Zerfallbare Form und Verfahren zu deren Herstellung
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