JPS59191543A - 減圧充填鋳造法における造型方法 - 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】 本発明は、消失性模型を使用する減圧充填鋳造法に好適
な造型方法に関する。

発泡ポリスチレン等の消失性模型（以下、単に模型とい
う）を耐熱性粒状物である鋳型砂に埋設し、減圧固定し
た後、鋳型砂の中から模型を抜き取らないでそのまま溶
湯を鋳込む減圧充填鋳造法は公知である。

この減圧充填鋳造法では、模型が製作できれば原則とし
ていかなる形状の鋳物でも製造できるわけであるが、模
型が鋳型砂により十分保持されていなければ、すなわち
、充填不良の個所があれば精度のよい健全な鋳物を製造
することは困難である。このため、造型方法の良し悪し
が問題となる。

減圧充填鋳造法における造型方法としては、従来から次
の如き方法がとられている。

（Ａ）粘結剤を含まない鋳型砂（以下、非粘結砂という
）を使用し、模型を鋳枠内に装入した後減圧造型する方
法。この方法では鋳型砂の充填性が十分でなく、また、
鋳型の強度が弱いという欠点がある。

この（Ａ）の改良として、第１図にその断面図を示す如
く、（Ｂ）鋳枠１の底部に加圧・減圧槽２を設け、非粘
結砂３を加圧空気により流動させ、模型４を装入した後
、減圧固定する造型方法がある。この方法によれば、非
粘結砂の充填性、鋳型強度は（Ａ）より良くなるものの
、例えば、第１図に示すような複雑形状の鋳物を製造す
る場合には、模型４の製品部９内側に空洞１・１が生じ
るという問題があった。すなわち、（Ｂ）の方法では、
複雑形状または薄肉形状をした鋳物を寸法精度よく製造
することは困難であった。

更に、（Ｂ）の問題の対策として、（Ｃ）模型の充填不
良が発生する部位に予め粘結性鋳型砂を取りつけたもの
を非粘結砂に埋設する方法が提案されている。しかしな
がら、この方法では粘結性鋳型砂を取り付ける工程およ
び鋳造後の粘結性鋳型砂の除去工程が増え作業性が悪い
という問題があった。

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされた
もので、模型形状にかかわりなく充填性が極めて良好な
減圧充填鋳造法における造型方法を提供することを目的
とする。

かかる目的は、本発明の減圧充填鋳造法における造型方
法によれば、鋳枠底部に加圧手段と減圧手段を備えると
共に互いに鈍角をなす少なくとも２つの取付面を有する
鋳枠を使用し、この鋳枠を傾動させ振動を加えることに
よって達成される。

すなわち、上記鋳枠を第１の取付面をもって固定した後
、耐熱性粒状物を装入、流動させ、この鋳枠内に模型を
挿入する。そして、流動中止後、鋳枠の開口部を被覆し
鋳枠内を減圧固化させる。

次いで、減圧従来を維持したまま鋳枠を傾動させ、第２
の取付面をもって鋳枠を固定した後鋳枠に振動を加える
。この方法により、従来は充填が不可能であった部位に
まで耐熱性粒状物を充填することができる。

次に、本発明の構成を詳細に説明する。

本発明においては、第１工程として特殊形状の鋳枠を準
備する。この鋳枠は互いに鈍角をなす少なくとも２つの
取付面を有することが必要である。

鋳枠を傾動させ、取付面をかえることにより模型の姿勢
をかえることができ、従来充填が困難であった部位にま
で耐熱性粒状物を流動、充填させる。

この取付面は互いに鈍角をなすのが望ましい。鋭角であ
ると、鋳枠を傾動して取付面をかえたとき耐熱性粒状物
が鋳枠外にこぼれるからである。取付面どおしのなす角
が大きい程、鋳枠内の模型姿勢の変更は少ない。従って
、角度を何度に設定するかは、模型形状等を考慮し適宜
決めることができる。

この鋳枠形状としては、例えば、第２図、第３図の如く
、対向する一対の側面と六角形状断面を有する、いわゆ
る偏平な水戸柱のようなものでよい。五角柱以上であれ
ば本発明の要件を備える。

ただし、上述の説明から明らかなように多角柱である必
要はなく、少なくとも２つの取付面が鈍角を形成してい
れば他はどんな形状であってもよい。

また、鋳物の底部には加圧手段と減圧手段が設けられて
いる。この加圧手段、減圧手段は第１図の如（加圧・減
圧槽として設けてもよく、また、鋳型内に直接設けても
よい。後者の場合は耐熱性粒状物に吹き付ける加圧空気
や減圧力が、加圧・減圧層を別途設けた場合に比べ直接
的となり効果が大きい。特に、減圧する場合、鋳型の減
圧固化は瞬時に行われるため、減圧開始と同時に大きな
減圧力が付与されるのが望ましく、この点減圧手段を鋳
型内に直接接地することが望ましい。

鋳枠内に直接接地する場合は、加圧手段は例えば加圧ポ
ンプ等の加圧源と、加圧源に接続され圧縮空気を吹き出
す多孔管とから構成される。

また、減圧手段は例えば真空ポンプ等の減圧源と、減圧
源に接続され吸気用の孔を多数設けた多孔管とから構成
される。

加圧手段と減圧手段は、それぞれ加圧力、減圧力が耐熱
性粒状物に均一に作用するように鋳枠底部全体にわたっ
て配設される。また、多孔管の孔は、耐熱性粒状物が入
り込まない程度の径とする必要がある。なお、多孔管の
孔径が大きい場合には、目詰まりおよび耐熱性粒状物の
混入を防止することができる。

上記鋳枠を第１の取付面をもって振動テーブル等に固定
する。

第２工程として、鋳枠内に耐熱性粒状物を装入し、前述
の加圧手段により耐熱性粒状物を流動させる。ここで、
耐熱性粒状物とは鋳型砂、ショット等をいう。

次いで、第３工程として流動状態で模型を鋳枠内に装入
する。ここで、模型材料としては発泡ポリスチレン、発
泡ポリエチレン、発泡ポリウレタン等を使うことかでき
る。なお、第２工程と第３工程はほぼ同時に行ってもよ
い。

次に、第４工程として、流動中止後、鋳枠の開口部を被
覆し、減圧手段により鋳枠内を減圧固化させる。被覆材
料としては可燃性樹脂フィルムが適当である。

第５工程として、鋳枠を傾動させ、第２の取付面をもっ
て鋳枠を固定する。この鋳枠を傾動させる手段としては
種々のものがある。鋳枠の適宜個所に係止手段を取付け
、吊り下げることにより傾動させてもよいし、゛鋳枠に
軸部材を取付け、この軸部材を中心に傾動させてもよい
。なお、鋳枠の固定はボルト等の適宜手段を用いること
ができる。

第６エ程として、鋳枠を振動させる。このとき、減圧状
態は継続されている。減圧を停止すれば、鋳枠の開口部
から耐熱性粒状物がこぼれ落ちたり、従来の空洞部以外
の部位が充填不良になるおそれがある。

本発明においては、振動を加えることにより耐熱性粒状
物の充填性を格段に良くすることができる。特に、薄肉
部、複雑形状部に耐熱性粒状物を充填するのに優れてお
り、従来に比べ充填性がよくなるばかりでなく、鋳型全
体の充填密度が向上し、鋳型の強度を高めることもでき
る。加えられる振動の大きさ、サイクル、付与時間は模
型の大きさ、形状等を考慮して適宜法めることができる
。

なお、上記説明においては、鋳枠を１度傾動する場合を
示したが、模型形状により複数回細動するようにしても
よい。

また、本発明においては、鋳枠を傾動する前工程として
振動付与工程を加えることもできる。

以上より、本発明によれば、模型形状にかがねりなく充
填性が格段によくなるため、寸法精度のよい健全な鋳物
を製造できるという優れた効果を奏する。

つぎに、本発明の実施例を図面を参考にして説明する。

実施例 第２図は、本発明に係る鋳枠の平面図、第３図は、第２
図の縦断面図、第４図は鋳枠を６０度傾動させた状態で
の平面図、第５図は第４図の縦断面図である。

第２図、第３図に示す如き偏平六角柱形状を有する鋳枠
１を準備した。この鋳枠１の一面は開口されており、底
部には第２図に示す如く、加圧手段５と減圧手段６が配
設されている。この鋳枠１を第１の取付面（開口部の反
対側）７をもって振動テーブル８に固定した。

次いで、中空部を有する製品部９と鋳造方案部１０から
なる発泡ポリスチレン製模型４を準備し、鋳枠１内に非
粘結砂３を装入し、加圧手段５を作動させ、非粘結砂３
を流動状態としたところに模型４を装入し、埋設した。

次に、鋳枠Ｉの開口部を可燃性樹脂フィルムであるビニ
ール１１で被覆し、減圧手段６を作動させ鋳枠内を減圧
固化した。この減圧状態を維持したままで第４図、第５
図で示す如く鋳枠１を時計回りに６０度傾動させ、第２
の取付面１２をもって再度振動テーブル８に固定した。

その後、振動テーブル８を作動させ、鋳枠１に振動を加
えた。

このときの振動条件は、振幅５１、サイクル３５００ｒ
ｐｍ、振動付与時間１５分であった。

振動停止後、鋳枠１を反時計回りに６０度傾動させ、第
３図の状態に戻して振動テーブルに固定した。減圧状態
を維持したままで、湯口部１３からアルミ溶湯を流し込
んだ。

凝固後、型ばらしを行い、後処理して目的とする鋳物を
得た。

この鋳物を複数個所切断して鋳造欠陥の有無を調べたが
、従来法では対処できなかった空洞部１４　（第３図）
近傍も寸法精度よく鋳造されており、鋳造欠陥は全く見
い出せなかった。以上の如く、本件実施例により、本発
明に係る造型方法の優秀性が確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の減圧充填鋳造法における造型方法を示す
断面図、 第２図は本発明に係る実施例に使用した鋳枠の平面図、 第３図は第２図の縦断面図、 第４図は第２図における鋳枠を６０度傾動させた状態を
示す平面図、 第５図は第４図の縦断面図である。 １−・・−鋳枠 ２−−−−−−加圧・減圧槽 ３−・−非粘結砂（耐熱性粒状物） ４−・−消失性模型 ５−・−加圧手段 ６・−−一一一減圧手段 ７−・−第１の取付面 ８−−−一振動テーブル ９−−−−−一製品部 １０−−−−一鋳造方案部 １１−−−−−ビニール（可燃性樹脂フィルム）１２・
−一−−−第２の取付面 １３・−・・湯口部 １４−−−−一空洞 出願人　トヨタ自刃卓椋大会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　鋳枠底部に加圧手段と減圧手段を備えた鋳枠
   内に消失性模型を挿入し、耐熱性粒状物により該消失性
   模型を埋設する減圧充填鋳造法における造型方法であっ
   て、 互いに鈍角をなす少なくとも２つの取付面を有する鋳枠
   を準備し、第１の取付面をもって鋳枠を周定する工程と
   、 鋳枠に耐熱性粒状物を装入し、加圧手段により耐熱性粒
   状物を流動させる工程と、 流動状態で消失性模型を鋳枠内に装入する工程と、 流動中止後、鋳枠の開口部を被覆し減圧手段により鋳枠
   内を減圧固化させる工程と、 減圧状態を維持したまま鋳枠を傾動させ、第２の取付面
   をもって鋳枠を固定する工程と、鋳枠を振動させる工程 とからなることを特徴とする減圧充填鋳造法における造
   型方法。