JPH082476B2 - 鋳型の製造方法 - Google Patents
鋳型の製造方法Info
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- JPH082476B2 JPH082476B2 JP29544787A JP29544787A JPH082476B2 JP H082476 B2 JPH082476 B2 JP H082476B2 JP 29544787 A JP29544787 A JP 29544787A JP 29544787 A JP29544787 A JP 29544787A JP H082476 B2 JPH082476 B2 JP H082476B2
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- Japan
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- cao
- mgo
- layer
- refractory material
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は鋳型の製造方法に係り、特に高融点、高活性
金属の鋳造に好適な、内面が電融カルシア（CaO）より
なる鋳型を製造する方法に関する。
金属の鋳造に好適な、内面が電融カルシア（CaO）より
なる鋳型を製造する方法に関する。
［従来の技術］ CaO質耐火物は熱力学的に高温でも安定であると共
に、特有の精錬作用を有することから、Ti,Zr等の高活
性金属、あるいはCr,V等の高融点金属の鋳造用鋳型材と
して有効であることが知られている。
に、特有の精錬作用を有することから、Ti,Zr等の高活
性金属、あるいはCr,V等の高融点金属の鋳造用鋳型材と
して有効であることが知られている。
例えば、「歯科材料・器械」Vol.6,No.4,437-440（19
87）には「カルシア系鋳型材を用いたチタン鋳造に関す
る研究」と題して、電融カルシア−メタノール系鋳型材
による純チタンの鋳造例が報告されている。また、特開
昭58-132345には、Ti族金属又はその合金用鋳型とし
て、鋳型側壁内面が石灰質耐火材で内張りされたものが
提案されている。
87）には「カルシア系鋳型材を用いたチタン鋳造に関す
る研究」と題して、電融カルシア−メタノール系鋳型材
による純チタンの鋳造例が報告されている。また、特開
昭58-132345には、Ti族金属又はその合金用鋳型とし
て、鋳型側壁内面が石灰質耐火材で内張りされたものが
提案されている。
更に、本出願人より、CaO質耐火材で構成された鋳型
について、多数提案がなされている（特願昭61-7659，
同61-7661，同61-7662，同61-7663，同61-7664等）。
について、多数提案がなされている（特願昭61-7659，
同61-7661，同61-7662，同61-7663，同61-7664等）。
これら従来技術においては、全て電融カルシアよりな
る鋳型や、各種特性改善のために、鋳型組成、材質や用
いるバインダあるいはプレス法等の製造法についての検
討がなされてきた。
る鋳型や、各種特性改善のために、鋳型組成、材質や用
いるバインダあるいはプレス法等の製造法についての検
討がなされてきた。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来提案がなされているCaO質鋳型
は、耐水和性が低く、保存安定性が悪い、強度が十分で
ない、等の問題点を有していた。また、複雑な形状のも
のを高精度にかつ効率的に製造することが難しく、鋳型
形状に制限があるなどの問題もあった。
は、耐水和性が低く、保存安定性が悪い、強度が十分で
ない、等の問題点を有していた。また、複雑な形状のも
のを高精度にかつ効率的に製造することが難しく、鋳型
形状に制限があるなどの問題もあった。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記従来の問題点を解決し、高活性、高融点
金属の鋳造にも好適な鋳型であって、耐水和性、強度等
に優れた鋳型を、低コストで、かつ高率的に、精密に製
造することができる方法を提供することを目的とする。
金属の鋳造にも好適な鋳型であって、耐水和性、強度等
に優れた鋳型を、低コストで、かつ高率的に、精密に製
造することができる方法を提供することを目的とする。
本発明は、 ろう模型に電融CaO粉末をコーティングした後、生石
灰でバックアップした後脱ろうすることを特徴とする鋳
型の製造方法（以下、「第１の発明」という。）、 ろう模型に電融CaO粉末をコーティングした後、生石
灰でバックアップし、次いで、MgOを10〜70重量％含有
するCaO-MgO質耐火材で最外層を形成した後脱ろうする
ことを特徴とする鋳型の製造方法（以下、「第２の発
明」という。）、 ろう模型に電融CaO粉末をコーティングした後、これ
を型枠内に入れ、該型枠内にMgOを10〜70重量％含有す
るCaO-MgO質耐火材のスラリーを流し込み成型後脱ろう
することを特徴とする鋳型の製造方法（以下、「第３の
発明」という。）、 及び ろう模型以外の模型に電融CaO粉末をコーティング
し、更にこの周囲にMgOを10〜70重量％含有するCaO-MgO
質耐火材を充填してプレスした後、前記模型を脱型する
ことを特徴とする鋳型の製造方法（以下、「第４の発
明」という。）、 を要旨とするものである。
灰でバックアップした後脱ろうすることを特徴とする鋳
型の製造方法（以下、「第１の発明」という。）、 ろう模型に電融CaO粉末をコーティングした後、生石
灰でバックアップし、次いで、MgOを10〜70重量％含有
するCaO-MgO質耐火材で最外層を形成した後脱ろうする
ことを特徴とする鋳型の製造方法（以下、「第２の発
明」という。）、 ろう模型に電融CaO粉末をコーティングした後、これ
を型枠内に入れ、該型枠内にMgOを10〜70重量％含有す
るCaO-MgO質耐火材のスラリーを流し込み成型後脱ろう
することを特徴とする鋳型の製造方法（以下、「第３の
発明」という。）、 及び ろう模型以外の模型に電融CaO粉末をコーティング
し、更にこの周囲にMgOを10〜70重量％含有するCaO-MgO
質耐火材を充填してプレスした後、前記模型を脱型する
ことを特徴とする鋳型の製造方法（以下、「第４の発
明」という。）、 を要旨とするものである。
［作用］ 本発明の方法によれば、模型の形状を選定することに
より、複雑異形状の鋳型であっても高精度に製造するこ
とができ、工業的大量生産も可能である。
より、複雑異形状の鋳型であっても高精度に製造するこ
とができ、工業的大量生産も可能である。
製造された鋳型は、鋳型内壁面が電融CaOよりなるた
め、極めて耐熱安定性が高く、高活性、高融点金属の鋳
造にも有効である。また、この電融CaO層を生石灰又はC
aO-MgO質耐火材でバックアップしているため、耐水和
性、強度が改善される上に、コストダウンも図れる。更
に、バックアップ材の補強効果により、大型化も可能と
される。
め、極めて耐熱安定性が高く、高活性、高融点金属の鋳
造にも有効である。また、この電融CaO層を生石灰又はC
aO-MgO質耐火材でバックアップしているため、耐水和
性、強度が改善される上に、コストダウンも図れる。更
に、バックアップ材の補強効果により、大型化も可能と
される。
［実施例］ 以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明
する。
する。
第１図〜第３図はそれぞれ本発明の第１及び第２の発
明、第３の発明並びに第４の発明の実施方法を説明す
る。
明、第３の発明並びに第４の発明の実施方法を説明す
る。
まず、第１図を参照して、本発明の第１及び第２の発
明の実施例について説明する。
明の実施例について説明する。
第１図の発明においては、予め鋳造する製品形状に製
造したろう模型１を用い、この外表面に電融CaO粉末を
コーティングして電融CaO層２を形成する。
造したろう模型１を用い、この外表面に電融CaO粉末を
コーティングして電融CaO層２を形成する。
コーティングは、通常のシュルモールド法のコーティ
ングと同様に行なうことができ、ろう模型１を耐火性バ
インダとCaO微細粒子を混合したスラリー（泥漿）に浸
漬して、スラリーを付着させ（ディッピング）、次いで
このスラリーが乾燥する前に、この付着層面に電融CaO
粉末をまぶして（サンディング又はスタッコイング）乾
燥し、電融CaO層を形成する。このディッピング、サン
ディング及び乾燥操作は、必要に応じて１〜２回から５
〜10回繰り返して行ない、好ましくは厚み0.5〜4mmの電
融CaO層２を形成する。なお、乾燥はコーティング層に
割れ等が入るのを防ぐために、恒温恒湿の室内で行なう
のが好ましく、通常温度は常温、湿度は50〜60％程度と
する。また、乾燥と次のディッピングとの間は２〜４時
間おき、十分に乾燥してから次のコーティングに移るの
が好ましい。
ングと同様に行なうことができ、ろう模型１を耐火性バ
インダとCaO微細粒子を混合したスラリー（泥漿）に浸
漬して、スラリーを付着させ（ディッピング）、次いで
このスラリーが乾燥する前に、この付着層面に電融CaO
粉末をまぶして（サンディング又はスタッコイング）乾
燥し、電融CaO層を形成する。このディッピング、サン
ディング及び乾燥操作は、必要に応じて１〜２回から５
〜10回繰り返して行ない、好ましくは厚み0.5〜4mmの電
融CaO層２を形成する。なお、乾燥はコーティング層に
割れ等が入るのを防ぐために、恒温恒湿の室内で行なう
のが好ましく、通常温度は常温、湿度は50〜60％程度と
する。また、乾燥と次のディッピングとの間は２〜４時
間おき、十分に乾燥してから次のコーティングに移るの
が好ましい。
このコーティングに用いる電融CaOは、純度98％以上
の高純度品とし、その粉末の平均粒径は40〜600μｍ程
度に粒度調整するのが好ましい。また、スラリー調整用
の耐火性バインダとしては、非水系バインダー等が好ま
しい。
の高純度品とし、その粉末の平均粒径は40〜600μｍ程
度に粒度調整するのが好ましい。また、スラリー調整用
の耐火性バインダとしては、非水系バインダー等が好ま
しい。
次に、この電融CaO層２に生石灰のバックアップ層３
を形成し、第２の発明においては、更に、MgOを10〜70
重量％含有するCaO-MgO質耐火材層３の最外層を形成す
る。
を形成し、第２の発明においては、更に、MgOを10〜70
重量％含有するCaO-MgO質耐火材層３の最外層を形成す
る。
即ち、まず、電融CaO層２を形成したろう模型12を、
型枠５の中に入れ、この型枠５内に生石灰粉末を流し込
み硬化させる（インベストメント）。この際、型枠５に
微小振動を加え、流し込み終了後は真空ポンプで型枠内
の気泡を除去する。
型枠５の中に入れ、この型枠５内に生石灰粉末を流し込
み硬化させる（インベストメント）。この際、型枠５に
微小振動を加え、流し込み終了後は真空ポンプで型枠内
の気泡を除去する。
生石灰は粉末としては、SiO2、Fe2O3、Al2O3、TiO2等
を多く、例えば0.5〜２重量％含む、比較的純度の低い
通常の生石灰の硬焼粉末を用いることができる。
を多く、例えば0.5〜２重量％含む、比較的純度の低い
通常の生石灰の硬焼粉末を用いることができる。
一方、CaO-MgO質耐火材粉末の平均粒径は500〜2000μ
ｍ程度とするのが好ましく、生石灰のバックアップ層３
及びCaO-MgO質耐火材層４の厚さは各々１〜5mm程度とす
るのが好ましく、適宜型枠の大きさを選定する。
ｍ程度とするのが好ましく、生石灰のバックアップ層３
及びCaO-MgO質耐火材層４の厚さは各々１〜5mm程度とす
るのが好ましく、適宜型枠の大きさを選定する。
なお、このCaO-MgO質耐火材層４は特に形成しなくて
も良く、第１の発明においては、これを省略する。
も良く、第１の発明においては、これを省略する。
CaO-MgO質耐火材層４を形成する場合、そのMgO含有率
が10重量％未満であるとMgOによる補強効果、耐水性改
善効果が十分に得られない場合がある。また、MgO含有
率が70重量％を超えると、MgOが多過ぎて、十分な耐熱
安定性が得られず、また、生石灰のバックアップ層３と
CaO-MgO質耐火材層４との熱膨張係数の差が大きくなる
などの不具合を生じる場合がある。好ましいMgO含有率
は15〜60重量％である。
が10重量％未満であるとMgOによる補強効果、耐水性改
善効果が十分に得られない場合がある。また、MgO含有
率が70重量％を超えると、MgOが多過ぎて、十分な耐熱
安定性が得られず、また、生石灰のバックアップ層３と
CaO-MgO質耐火材層４との熱膨張係数の差が大きくなる
などの不具合を生じる場合がある。好ましいMgO含有率
は15〜60重量％である。
このようにして生石灰のバックアップ層３及び第２の
発明においては更にCaO-MgO質耐火材層４を形成した
後、これを型枠５から取り出し、ろう模型１を加熱溶出
させて脱ろうする。その後、鋳型に付着残存する模型材
料を完全に燃焼させるためあるいは、鋳型に強度を与え
るために、鋳型10を焼成して製品とする。この場合焼成
は含有される有機性物質が消失する程度、例えば250〜4
50℃程度で60〜240分程度行なう。
発明においては更にCaO-MgO質耐火材層４を形成した
後、これを型枠５から取り出し、ろう模型１を加熱溶出
させて脱ろうする。その後、鋳型に付着残存する模型材
料を完全に燃焼させるためあるいは、鋳型に強度を与え
るために、鋳型10を焼成して製品とする。この場合焼成
は含有される有機性物質が消失する程度、例えば250〜4
50℃程度で60〜240分程度行なう。
このような本発明の第１及び第２の発明により得られ
る鋳型10は、内壁面が電融CaO層２であるため、高活
性、高融点金属に対して安定である。また、第２の発明
においては、その外側を生石灰及びCaO-MgO質耐火材で
バックアップしているため、極めて高強度で耐水性等に
も優れる上に、コストダウンが図れる。
る鋳型10は、内壁面が電融CaO層２であるため、高活
性、高融点金属に対して安定である。また、第２の発明
においては、その外側を生石灰及びCaO-MgO質耐火材で
バックアップしているため、極めて高強度で耐水性等に
も優れる上に、コストダウンが図れる。
次に、第２図を参照して本発明の第３の発明の実施例
について説明する。
について説明する。
第３の発明においては、第１の発明と同様にして電融
CaO層２を形成したろう模型１を、型枠5aに入れ、MgOを
10〜70重量％含有するCaO-MgO質耐火材のアルコールス
ラリーを流し込み、通常の泥漿鋳込み成型を行なって、
CaO-MgO質耐火材層4aを形成する。このCaO-MgO質耐火材
層4aの厚さは５〜50mm程度とするのが好ましい。
CaO層２を形成したろう模型１を、型枠5aに入れ、MgOを
10〜70重量％含有するCaO-MgO質耐火材のアルコールス
ラリーを流し込み、通常の泥漿鋳込み成型を行なって、
CaO-MgO質耐火材層4aを形成する。このCaO-MgO質耐火材
層4aの厚さは５〜50mm程度とするのが好ましい。
CaO-MgO質耐火材層4aが硬化、成型した後は、これを
型枠5aから取り出し、第１の発明と同様にして脱ろう
し、焼成する。
型枠5aから取り出し、第１の発明と同様にして脱ろう
し、焼成する。
次に、第３図を参照して本発明の第４の発明の実施例
について説明する。
について説明する。
第４の発明においては、ろう模型を使用せず、型枠６
内の凸状模型７に、第１の発明と同様にしてコーティン
グを行ない電融CaO層２を形成する。更にこの型枠６内
にMgOを10〜70重量％含有するCaO-MgO耐火材を充填して
プレスし、CaO-MgO耐火材層4bを形成した後、模型７及
び型枠６から脱型し、得られた鋳型10bを必要に応じて
焼成して製品とする。
内の凸状模型７に、第１の発明と同様にしてコーティン
グを行ない電融CaO層２を形成する。更にこの型枠６内
にMgOを10〜70重量％含有するCaO-MgO耐火材を充填して
プレスし、CaO-MgO耐火材層4bを形成した後、模型７及
び型枠６から脱型し、得られた鋳型10bを必要に応じて
焼成して製品とする。
この場合、CaO-MgO耐火材の充填、プレスには、CaO-M
gO耐火材粉末と必要に応じて適当な耐火性バインダを用
い、100〜800kgf/cm2程度でプレス成型する。形成するC
aO-MgO耐火材層4bの厚さは５〜50mm程度であることが好
ましい。
gO耐火材粉末と必要に応じて適当な耐火性バインダを用
い、100〜800kgf/cm2程度でプレス成型する。形成するC
aO-MgO耐火材層4bの厚さは５〜50mm程度であることが好
ましい。
このような本発明の第3,4の発明により得られる鋳型1
0a,10bも、第１及び第２の発明による鋳型10と同様に、
内壁内は電融CaO層２であるため、高活性、高融点金属
に対して安定である。また、その外側をCaO-MgO質耐火
材でバックアップしているため、極めて高強度で耐水性
等にも優れる上に、コストダウンが図れる。
0a,10bも、第１及び第２の発明による鋳型10と同様に、
内壁内は電融CaO層２であるため、高活性、高融点金属
に対して安定である。また、その外側をCaO-MgO質耐火
材でバックアップしているため、極めて高強度で耐水性
等にも優れる上に、コストダウンが図れる。
以下、実験例について説明する。
実験例１ 第１図に示す本発明の第２の発明の方法により下記仕
様の鋳型を製造し、この鋳型を用いて、Ar雰囲気下純Ti
溶湯の鋳造を行なった。
様の鋳型を製造し、この鋳型を用いて、Ar雰囲気下純Ti
溶湯の鋳造を行なった。
鋳型仕様 形状：内径20mm 深さ150mm 電融CaO層:CaO純度98重量％ 厚さ2mm 生石灰層：厚さ15mm 生石灰組成（重量％） CaO :97.5 SiO2 :0.8 FeO3 :0.2 Al2O3 :0.5 MgO :1.0 焼成条件900℃,15hr CaO-MgO層:MgO含有率40重量％ 厚さ25mm その結果、鋳型はTiにより侵食されることもなく、良
好な鋳造を行なうことができた。
好な鋳造を行なうことができた。
実験例２ 第２図に示す本発明の第３の発明の方法により下記仕
様の鋳型を製造し、この鋳型を用いて、Ar雰囲気下純Ti
溶湯の鋳造を行なった。
様の鋳型を製造し、この鋳型を用いて、Ar雰囲気下純Ti
溶湯の鋳造を行なった。
鋳型仕様 形状：内径20mm 深さ150mm 電融CaO層:CaO純度98重量％ 厚さ2mm CaO-MgO層:MgO含有率40重量％ 厚さ30mm その結果、鋳型はTiにより侵食されることもなく、良
好な鋳造を行なうことができた。
好な鋳造を行なうことができた。
［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明の方法によれば、高活性、
高融点金属の鋳造にも有効に使用することができ、耐水
和性に優れ、高強度で耐久性に優れた高特性の内面電融
カルシア鋳型を製造することができ、次のような優れた
効果が奏される。
高融点金属の鋳造にも有効に使用することができ、耐水
和性に優れ、高強度で耐久性に優れた高特性の内面電融
カルシア鋳型を製造することができ、次のような優れた
効果が奏される。
工業的大量生産が可能である。
大型化が可能である。
複雑異形状のものも容易に製造することができる。
製造精度が極めて高い。このため精鋳品の鋳造に好
適である。
適である。
材料コスト、製造コストが低く、製品の低価格化が
可能である。
可能である。
第１図〜第３図は各々本発明の鋳型の製造方法の実施例
を示す断面図である。 １……ろう模型、２……電融CaO層、３……生石灰のバ
ックアップ層、4,4a,4b……CaO-MgO質耐火材層、10,10
a,10b……鋳型。
を示す断面図である。 １……ろう模型、２……電融CaO層、３……生石灰のバ
ックアップ層、4,4a,4b……CaO-MgO質耐火材層、10,10
a,10b……鋳型。
Claims (4)
- 【請求項１】ろう模型に電融CaO粉末をコーティングし
た後、生石灰でバックアップした後脱ろうすることを特
徴とする鋳型の製造方法。 - 【請求項２】ろう模型に電融CaO粉末をコーティングし
た後、生石灰でバックアップし、次いで、MgOを10〜70
重量％含有するCaO-MgO質耐火材で最外層を形成した後
脱ろうすることを特徴とする鋳型の製造方法。 - 【請求項３】ろう模型に電融CaO粉末をコーティングし
た後、これを型枠内に入れ、該型枠内にMgOを10〜70重
量％含有するCaO-MgO質耐火材のスラリーを流し込み成
型後脱ろうすることを特徴とする鋳型の製造方法。 - 【請求項４】ろう模型以外の模型に電融CaO粉末をコー
ティングし、更にこの周囲にMgOを10〜70重量％含有す
るCaO-MgO質耐火材を充填してプレスした後、前記模型
を脱型することを特徴とする鋳型の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29544787A JPH082476B2 (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 鋳型の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29544787A JPH082476B2 (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 鋳型の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01138038A JPH01138038A (ja) | 1989-05-30 |
| JPH082476B2 true JPH082476B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=17820709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29544787A Expired - Lifetime JPH082476B2 (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 鋳型の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH082476B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103480816B (zh) * | 2012-06-12 | 2016-03-30 | 安庆中船柴油机有限公司 | 一种船用气缸缸盖铸造工艺 |
-
1987
- 1987-11-24 JP JP29544787A patent/JPH082476B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01138038A (ja) | 1989-05-30 |
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