JPS5939447A - フルモ−ルドによる鋳造方法 - 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】 本発明はフルモールドによる鋳造方法に係り、特にフル
モールド手法によって所定の鋳物を製造するに際して、
鋳砂の充填不良による鋳型強度上の問題を効果的に解消
し得る方法に関するものである。

従来から、所定の鋳物を製造する鋳造方法の一つとして
、フルモールド法が知られている。このフルモールド法
は、目的とする鋳物形状を有する発泡樹脂模型（以下、
発泡模型と略称する）、例えば発泡ポリスチレンからな
る模型を用いて、これを鋳枠内に設置し、さらに助動を
充填して該助動内にかかる模型を埋没させた鋳型を形成
し、そしてその後所定の金属溶湯を注湯してその熱によ
り該模型を消失させ、生じたその空洞部に該溶湯を満た
すことによシ、かかる発泡模型との置換により所定の鋳
物を製造するようにした方法である。

この方法は、作業が簡便である大きな利点を有している
が、注湯時に模型の消失による多量のガスが発生し、鋳
造欠換が発生し易いという問題があるところから、この
フルモールド法に減圧造型法を併用した方法も採用され
るに至っている。即ち、該方法は、鋳枠に床砂金敷き、
所定の発泡模型及び湯道、堰等を設置し、そして粘着剤
を含まない助動を充填し、そしてその際加振を行ない、
さらにその後気密用フィルムをかけて減圧を作用させつ
つ注湯する方法である。

ところで、このような発泡模型を用いるフルモールド法
による鋳造手法にあっては、鋳枠内に配置された発泡模
型の周囲に助動を充填するに際しては、助動の流動性を
利用して、がｈる助動に振動を加え、この加振操作によ
って発泡模型の周囲に助動を密に充填せしめて鋳型を形
成するようにしている。

而して、このような助動充填手法にあっては、発泡模型
の形状によってその充填状態が種々異々す、例えば単純
な円筒形状の発泡模型を鋳枠内に立設して砂を充填せし
めるような場合には、助動の充填方向（通常は上方から
下方に向う方向）に対して陰になるところがな・く、そ
れ故助動充填上の問題は何等惹起されないのであるが、
例えば第１図（ａ）、（ｌりに示される様なＴ字型、Ｌ
字型の如き異形管乃至は曲管等の形状においては、助動
の充填方向に対して陰になる部分が、第１図（ｃ）、（
ｄ）において斜線で示される領域において生じ、そして
これによって惹起される助動充填不良が大きな問題とな
るのである。即ち、第２図に示されるように、異形管（
ここではＴ字型）を鋳枠内に配置して助動を矢印へ方向
から落下せしめて充填すると共に、加振を行ない、発泡
模型２の周囲に助動４を密に充填せしめようとしても、
該発泡模型２の枝管部分６の下側の部分が陰となって、
そこに充填不良部分８が惹起されることとなるのである
。

なお、この鋳造方法では、発泡模型２に所謂砂かみ、目
さし等を防止するため、一般に、所定の塗型材を用いて
該発泡模型２の表面に塗型材層１０が形成されているが
、該塗型材層１０自体は鋳型の代用となる程の強度がな
いところから、上述の如き助動の充填不良部分８が生じ
ると、製品に所謂「はりけ」が惹起されたり、また塗型
材層１゜が破損したときには、砂かみ等の不具合が発生
［７易いのである。

このような助動の充填不良の生じやすい形状の異形管等
の鋳物を、かかるフルモールド手法による製造には、不
適であるとしてしまうことはその適用対象を限定するこ
ととなり、その利用価値を著しく減する゛こととなって
望ましくない。

ここにおいて、本発明は、かかる事情に鑑みて為された
ものであって、その目的とするところは、上述の如き鋳
造手法、即ち目的とする鋳物形状を与える発泡樹脂模型
を用い、該模型の周囲に助動全充填せしめて該助動内に
該模型を埋没させた鋳型を形成し、その後所定の金属溶
湯を注湯して熱により該模型を消失させ、その空洞部に
該溶湯を満たして所定の鋳物を製造するようにした鋳造
方法において、助動の充填不良によって惹起される、所
謂「はりけ」等の問題を効果的に解消せしめた手法を提
供することにある。

そして、このため、本発明にあっては、かかる鋳造方法
における助動の充填に先立ち、その充填操作において該
鋳砂の充填不良が惹起され易い前記模型の箇所若しくは
該箇所を含む少なくともその周辺の模型面に対して、耐
火物微粉末及びバインダーを含むスラリーにて１回乃至
は複数回のバックコーティングを行ない、以て該模型面
に所定厚さのバックアツプ層を形成するようにしたので
あるＯ それ故、かくの如き本発明に従って、助動の充填不良の
起きやすい箇所に予め所定のスラリーにヨルパックコー
ティングによって所定厚さのバックアツプ層が形成され
、以て鋳型強度に対応し得るだけの強度が付与せ（７め
られることによって、助動の充填不良が惹起されても、
それによる鋳型強度の低下刃（効果的に補償され、以て
助動充填不良時の「はりけ」等の問題を悉く解消せしめ
得て、この鋳造手法による鋳造可能な形状の範囲を著し
く拡大することが可能となったのである。

ここにおいて、かかる本発明手法が適用されて鋳造され
る鋳物と１．では、好適には異形管、曲管等の助動充填
不良の惹起され易い形状を有するものであるが、またそ
の他の形状の鋳物の鋳造にあっても同様に適用すること
が可能である。

そして、かかる目的とする鋳物形状を与える発泡樹脂模
型、例えばよく知られているように発泡ポリスチレンか
らなる発泡模型が本発明では用いられることとなる。こ
のような発泡模型に対しては、一般に、先ず砂かみ、目
さし等全防止するために、ジルコン、黒鉛、珪砂、粘結
材、水性フェノール等を基材とした塗型材音用いて、常
法に従って、所定の塗型操作が施されることとなる。

次いで、このような発泡模型に対して、本発明に従うバ
ックコーティングが施されることとなるのである。即ち
、本発明に従うバックコーティングは、助動の充填不良
が惹起され易い模型面の箇所若！、＜はかかる箇所を含
む少なくともその周辺の模型面に対して行なわれるもの
であるが、そのコーティング手法としては、一般に所定
のスラリーへの部分的なディッピング（浸漬）によって
実施されることとなる。このスラリーは、耐火物微粉末
及びバインダーを含む水性のものであって、一般に耐火
物微粉末としては、珪砂、溶融アルミナ、溶融シリカ、
ジルコン等の３２５メツシュ程度の微粉末が用いられ、
またバインダーとしてはテトラエチルシリケート、エチ
ルシリケート４０゜コロイ１ダルシリカ、珪酸塩等の耐
火性のものが好適に用いられる。そして、このようなス
ラリーに対して前記所定の発泡模型が部分的にディッピ
ングされ、そして乾燥せしめられ、さらにこのディッピ
ング−乾燥サイクルが必要に応じて１回乃至複数回、例
えば４〜５回程度繰り返されることによって、該発泡模
型の助動充填不良の惹起され易い箇所のまわりに所定の
厚さでバックアツプ層が形成されることとなるのである
。なお、このバックアツプ層の厚さとしては、補強を必
要とする箇所の面積、充填方向に対する位置、形状等に
よシ変わシ、面積は大きい程、また位置は低い程、さら
に形状はフラットな程その厚みは必要となるものである
が、一般に３ｆｆｆｆ程度以上、好ましくは敢闘乃至１
０朋程度のバックアツプ層を形成することが望ましい。

また、かかるバックコーティングの間に、若しくはかか
るバックコーティングの後に、スラリーにディッピング
された発泡模型に対して、そのスラリーの被覆層が未だ
乾燥せしめられない間に、所定の耐火物粒子を該被覆層
に付着せしめ、バックアツプ層の強化を図ることが好適
に行なわれる。

この耐火物粒子の付着は、通常該被覆層上にふ９かける
ことによって実施されるものであり、また耐火物粒子と
しては、比較的粒径の大きな、３０〜５０メツシュ程度
のジルコンサンド等のものが用いられることとなる。な
お、この耐火物粒子の付着は、前記スラリーに対する発
泡模型のディッピング毎に行なわれることが望ましく、
これによって鋳型強度に対応できるだけの強度をもつバ
ックアツプ層が容易に形成され得ることとなる。

そして、このようにバックコーティングによって発泡模
型の助動充填不良の惹起もれ易い箇所に対して、凝似鋳
型を部分的に形成せしめたものを、公知の如く、所定の
鋳枠内の予め敷かれた床砂上に載置せしめ、さらに湯道
、堰等を設置して、従来と同様に１．て粘着剤を含まな
い助動を充填、加振せしめ、以て該発泡模型の周りに助
動を充填せしめるのである。

また、このようにして得られた所定箇所にパンクアップ
層を有する発泡模型を鋳枠内に配置して所定の助動を常
法によって充填せしめることによシ、たとえ従来の如く
助動充填方向に対して陰になる場所において防砂充填不
良が惹起されたとしても、当該充填不良部分の模型面に
は、鋳型強度に対応し得るだけの強度を有するバックア
ツプ層が予め形成されているととによって、その後の金
属溶湯の注湯作業においても何等問題を生じることはな
いのであシ、それ故所謂「はシけ」が生じたシ、塗型が
破損することによって惹起される砂かみ等の不具合の発
生も効果的に抑制され得ることとなったのである〇 因みに、かかる本発明に従うバックアツプ層を設けた発
泡模型を用いた防砂充填状態の概略図が第３図に示され
ているが、そこにおいて、Ｔ字型を為す発泡模型１２は
その表面に公知の塗型材層ＩＯを有すると共に、助動充
填方向に対１．て陰となる部分に対して所定厚さのバッ
クアツプ層１４が、該塗型材層１０の上に形成されてい
るのである。従って、助動４が投入され、加振、充填を
行なった際に生ずる該発泡模型１２の枝管部分６の下側
に防砂充填不良領域（８）が発生しても、かかるけられ
ているために、鋳型強度は充分に確保され、それ故金属
溶湯の注湯時に１はりけ」等の間頌を生じるようなこと
はないのであり、以て従来から充填不良が生じるとして
フルモールド手法による鋳造が困難視されていた異形管
等、複雑な形状を有する鋳物の鋳造においても充分に適
用することが可能となり、その鋳造可能な形状の範囲が
著しく拡大され得たのである。

なお、このように本発明に従う発泡模型を所定の鋳枠内
に配置して助動を充填せしめた後は、常法に従って所定
の金属溶湯の注湯による鋳造操作が施されることとなる
。その際、好適には減圧造型手法を用いて鋳型内、具体
的には助動内が減圧に保持される。即ち、鋳枠内に充填
された助動を覆うように気密用フィルムをかけて鋳枠内
を減圧にすることにより、助動間に存在する気体が吸引
されるのであり、これによって注湯作業で生じる発泡模
型の消失による多量のガスを吸引して鋳造欠陥の発生を
効果的に阻止することが可能となるのである。

以上詳述せるように、本発明は、発泡模型に対して、特
に従来と同様の塗型材でコーティング金したものに対］
７て、その防砂充填不良の起こり易い箇所の周りｌこバ
ックコーティングによって所定厚さのバックアツプ層を
形成させ、以て鋳型強度に対応し得るだけの強度を予め
付与せしめることにより、充填不良による鋳型強度の低
下を補い、所謂「はシけ」等の鋳造欠陥を悉く解消せし
め、加えてその鋳造可能な形状の範囲を著しく拡大せし
め得たところに、大きな工業的意義を有するものである
。

なお、本発明には、以上具体的に説明したこと以外にも
、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて当業者の知識
によって種々なる改良、修正、変更等を加えることが可
能であること、言うまでもないところである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（＋））はそれぞれ異形管の一例を示す
斜視図であり、第１図（Ｃ）、（ｄ）はそれぞれ（ａ）
、（ｂ）に対応する断面説明図である。第２図は従来法
におけるＴ字型異型管１の助動充填時において惹起され
る充填不良部分を示す鋳型断面説明図である。第３図は
本発明に従ってバックコーティングされた発泡模型を用
いて助動を充填せしめた状態を示す鋳型断面説明図であ
る。 Ｌ１２：発泡模型　　４：助動 ６：枝管部分　　　　　８：充填不良部分１０：塗型材
層　　　　１４：バックアツプ層出願人　　株式会社　
岡　本

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）目的とする鋳物形状を有する発泡樹脂模型を用い
   、該模型の周囲に鋳砂を充填せしめて、該鋳砂内に該模
   型を埋没させた鋳型を形成し、その後所定の金属溶湯を
   注湯してその熱によシ該模型を消失させ、その空洞部に
   該溶湯を満して所定の鋳物を製造するようにした鋳造方
   法において、 前記鋳砂の充填に先立ち、その充填操作において該鋳砂
   の充填不良が惹起され易い前記模型面の箇所若しくは該
   箇所を含む少なくともその周辺の模型面に対して、耐火
   物微粉末及びバインダーを含むスラリーにて１回乃至は
   複数回のバンクコーティングを行ない、該模型面に所定
   厚さのバックアツプ層を形成せしめることを特徴とする
   フルモールドによる鋳造方法。
2. （２）前記発泡樹脂模型に対して所定の塗型材をコーテ
   ィングした後、前記バックコーティングを行なう特許請
   求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）前記形成された鋳型に対して減圧を作用せしめ、
   該鋳型を構成する鋳砂間に存在する気体を吸引しつつ、
   前記注湯操作を行なう特許請求の範囲第１項記載の方法
   。
4. （４）前記発泡樹脂模型に対するバックコーティンダ中
   若しくはその後で、スラリーの被覆層が乾燥しない間に
   、所定の耐火物粒子を該被覆層に付着せしめる特許請求
   の範囲第１項記載の方法。
5. （５）前記製造される鋳物が、異形管である特許請求の
   範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の方法。