JPS6012252A - 鋳造品製造方法 - Google Patents

鋳造品製造方法

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JPS6012252A
JPS6012252A JP59123543A JP12354384A JPS6012252A JP S6012252 A JPS6012252 A JP S6012252A JP 59123543 A JP59123543 A JP 59123543A JP 12354384 A JP12354384 A JP 12354384A JP S6012252 A JPS6012252 A JP S6012252A
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    • B22C9/04—Use of lost patterns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y10S264/44—Plastic and nonmetallic article shaping or treating: processes using destructible molds or cores in molding processes

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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】 本発明は鋳造品製造方法、特にもろく棲雑な形状の鋳造
品を正確且簡便に製造する方法に関する。
一般に鋳造品特に金属鋳造品は、鋳造品の形状が簡素な
場合すなわち鋳造品に彎曲部や薄手の壁部がないような
場合、鋳造工程において鋳型から、　容易に鋳造品を取
外すことができる。これに対し羽根部のロータ、特に彎
曲した空気羽根のような拶雑な形状を持つ部分を有した
鋳造品の場合、鋳型からの取外しが極めて困難となり極
めて高価な工具等が必要となって製造コスト上見合わな
いことが多かった。一方鋳型を製造する原型は押出し射
出成形により形成され、更にこの原型の周囲には耐熱性
材料が鋳込まれる。耐熱性材料の鋳型が乾燥された後、
原型に付着されたワックスが溶融され鋳造品の形状を持
つ空胴部が鋳型に形成され得る。この鋳型に鋳造材が注
入されることになるが鋳造品を破壊することなく鋳型か
ら取り出すことはｙｌ造品が相対的にもろいので実質的
に不可能であった。
従って本発明の一目的はもろく拶雑な形状の鋳造品を容
易に製造し得る方法並びにその鋳型を提供することにあ
る。
本発明の他の目的は信頼性並びに実用性に富み、低床に
製造可能な鋳造品製造方法を提供することにある。
本発明によれば、鋳造する製品の形状を有した柔軟なゴ
ム材でなる原型且これに加え２つのワックス層を一体化
してなる鋳型を用いることにより低強度の鋳造品を製造
する方法および鋳型が提供される。ゴム制でなる原型に
は中央部にネジ山付穴部を有した、以下にドラグと呼ぶ
ペースプレートが固設される。次に原型を先ず溶融した
第１のワックスを収容した槽内に浸漬し、第１のワック
ス層に・より原型の表面に被覆する。原型上の第１のワ
ックス層が硬化した後原型を水溶性の第２のワックスを
収容した槽内に浸漬して第１のワックス層上に第２のワ
ックス層を一体に形成鋳型を得る。
第２のワックス層が充分に硬化した後引抜き装置を用い
て鋳型から原型を取出すことによって、鋳造する製品と
同形状のくぼみ部が鋳型に形成される。次いで原型が除
去されたｔＲ型を水槽に浸漬し水溶性の第２のワックス
層を溶かす。乾燥後筒１のワックス層でなる鋳型をプラ
スタ台上に配設しスリップ材を鋳型の（ぼみ部に注入し
硬化させる。
その後プラスタ台から外し鋳型を有機溶剤中に浸漬し第
１のワックス層を化学的に溶融することにより原型と同
一の鋳造品を得ることができる。
以下本発明を好ましい実施例に沿って説明する。
第１図には本発明による鋳造時に使用する所望の形状の
原型ｌＯが示される。原型ｌＯとしては、例えば極めて
高速かつ高温で駆動するターボチャージャのコンプレッ
サ若しくはタービンのホイールの形成型が挙げられる。
また原型１０はコンプレッサホイールの）・ブ部をなす
基部と基部から突出する多数の羽根部に対応する部分を
有する。この場合原型１０は任意の形状にしうるが、特
に本発明の鋳造法によりもろい形状あるいは拶雑な形状
のものを好適に形成できる形状例を図示しである。この
「もろく拶雑な」形状とは破損を生ずることなく鋳型を
除去できない薄手の壁部あるいは重なり合い部分を有し
た形状を指す。中央部にネジ山を持つ開口部１８を有し
た好ましくは金属製の下型すなわちドラグ１６が原型１
０に固設される。再使用可能な原型ｌＯは通常自然加硫
ゴムで作られ且原型１０の表面は完全に清浄にして汚染
物を除去しワックスを自然加硫ゴムに対し好適に接着し
得るように設けられている。
清浄にした原型ｌＯを鋳型用の第１の溶融したワックス
が収容された第１ワツクス槽に浸漬し原型１０の外表面
に第１のワックス層２０を形成する。通常原型１０は第
１のワックス層２０の厚さが約０．０３５乃至００４５
インチ（約０．８９乃至約１．１４ｍ）になるまで（第
２図参照）第１ワツクス槽内に多数回浸漬される。鋳型
用の第１のワックスとしては非水溶性のポリエチレング
リコールを基材とするワックスが使用される。ポリエチ
レングリコールを基材とするワックスを用いることによ
り仕上り時に輪部が明瞭であると共に表面が滑らかにな
る。
第１のワックスでなる第１のワックス層２０が硬化した
後筒１のワックス層２０を有する原型１０を、更に溶融
した第２のワックスが収容された第２ワツクス槽に浸漬
する。第１のワックスの場合と同様に第２のワックスで
なる第２のワックス層の厚さが０．２５乃至０．５イン
チ（約６３５乃至約１２．７Ｗ）になるまで第２ワツク
ス糟に当該原型１０を多数回浸漬する。第２のワックス
としては水溶性を示し溶融温度が第１のワックスの溶融
温度より低いものが用いられる。第１のワックスに対し
第２のワックスの溶融温度が低くない場合、第１のワッ
クスでなる第１のワックス層を有する原型１０を第２の
ワックス槽に浸漬する際第１のワックス層が原型ｌＯか
ら溶けて剥′離することになる。特に第２のワックスと
しては、水溶性の、溶融温度がポリエチレングリコール
な基材とする第１のワックスより低いパラフィンを基材
とするワックスが好ましいことが判明している。また第
２のワックスからなる第２のワックス層２２はゴム製の
上型（図示せず）に第１のワックス層２０を有する原型
ｌＯを収容することにより第１の層２０上に好適に覆設
せしめることができる。この場合水溶性の第２のワック
スを水溶せしめて上型に入れ硬化させる。この方法によ
れば鋳型から原型１０を取外す際鋳型が充分に所望の形
状に維持し得る利点がある。
第１のワックス層２０に第２のワックス層２０を覆設し
たとき単一体の鋳型２４が形成される。
最終的な鋳造品の形状は鋳型２４から原型１０を外した
後に第１のワックス層２０に形成される空胴部若しくは
くぼみ部の精度に左右される。鋳型から原型を取り外す
際外側の第２のワックス層２２は第１のワックス層２０
が破壊若しくは破損されることを防止するように機能す
る。
第４図に示すように、鋳型２４から原型１０を　″外す
作業は、鋳型支承部３２と引抜き部３４とから備る引抜
き装置３０を用いて行なわれる。引抜き部３４は更にネ
ジ山ボルト３５とノーンドル部材３６とを有している。
鋳型支承部３２は下型をなすドラグ１６を囲繞し、引抜
き部３４により、鋳型支承部３２を介し原型１０に加え
る力と反対方向に鋳型２４に押圧力が加えられる。ネジ
山ボルト３５の一端部はノーンドル部材３６と連結され
他端部は原型１０に固設されたドラグ１６に対し螺結さ
れる。従ってノンドル部材３６を回動することにより、
ネジ山ボルト３５を介しドラグ１６に対し図において軸
方向上向きに力が伝達さ°れ、鋳型２４から原型１０が
円滑に取り外される。
原型ｌＯが２層でなる鋳型２４から取外された後、鋳型
２４を水槽に浸漬し原型ｌＯが除去された鋳型２４の外
側の第２のワックス層を溶融し除去する。これにより得
られた鋳型を空気で乾燥して、第１のワックス層２０の
みでなる鋳型が得られ欠陥がないか否か検査される。即
ち、製造する鋳造品を得る際に必要となる仕上げ工数を
低減できるか否かは鋳型の品質により決まるので、原型
が除去されて鋳型の、特にくぼみ部における不均一部分
の有無を好ましくは精密に検査することが必要である。
これにより得られた鋳型は透明に近い程度に薄手にされ
且注型作業中に変形しない程度に強度のある壁部な有す
る。検査を完了した後、鋳型をプラスタ台上罠配設し鋳
型の空胴部に鋳造品材をなすスリップ材を注入する。ス
リップ材は鋳造材料の乾燥成分と水とのスラリである。
スリップ材の成分は鋳造品の最終的な使用途および所望
の特性により適宜変え得る。この場合セラミックのシリ
コン窒イし物が使用され得るが、−力木発明においては
粉末金属も良好に使用できる。またプラスタ台を使用す
ることによりスリップ材の水を吸出し乾燥工程を円滑に
実行できる利点がある。
スリップ材を鋳型に注入する際鋳型内に気泡が存在する
か否か常に検査する必要があり、気泡が存在する場合鋳
型に小さな穴をあげて気泡を除去する。注入したスリッ
プ材が充分に硬化されたとき、第１のワックス層２０で
なる鋳型を化学的に溶解せしめるトリクロロエチレンの
ような有機溶剤中に浸漬して鋳型を除去する。これによ
りワックスを除去した鋳造品が得られその後最終的に製
品を形成すべ（所定の熱処理並びに加工が行なわれる。
図示の実施例においては彎曲された羽根を有するタービ
ンホイールの製造例について説明したが本発明はこの特
定実施例に限定されるものではなく、他の複雑な構成の
製造物に対しても同様に適用できる。またワックス材も
上述のものに限定されるものではなく、他の好適なワッ
クス材を使用できる。即ち本発明は図示の実施例に限定
されるものではなく、特許請求の範囲の技術的思想に含
まれる設計変更を包有することは理解されよう。
本発明の実施態様を要約ｌすると次）の通りである。
（１）鋳造品の原型を形成する工程と、、原型の表面に
第１のワックス層と第１のワックス層外側に第２のワッ
クス層とを被覆して鋳型を形成する工程と、鋳型から原
型を取出して原型が除去された鋳型を形成する工程と、
原型が除去された鋳型を水槽に浸漬し第２のワックス層
を除去する工程と、第１のワックス層に形成されたくぼ
み部にスリップ材を注入する工程と、第１のワックス層
のくぼみ部内のスリップ材を硬化させる工程と、第１の
ワックス層を除去する工程とを包有してなる鋳造品製造
方法。
（２）表面ば第１のワックス層を形成した鋳型の上に保
持用の第２のワックス層を形成する工程と鋳型から原型
を取出す工程とを包有した、鋳型あるいは原型を破壊す
ることな（鋳型から複雑な形状の原型を除去する方法。
（３）鋳型を有機溶剤中に入れ化学的に溶解する工程を
包有してなる鋳型から鋳造品を得る方法。
（４）鋳型を柔軟な被覆体で囲繞する工程と水溶性で溶
融した保持用のワックス材を被覆体内に注入し硬化させ
る工程とを包有してなる鋳型を保持し原型の取出しを容
易にする方法。
（５）鋳造品と同一の原型を形成する工程と、溶融した
第１のワックス中に原型を浸漬し原、型の表面に第１の
ワックス層を形成する工程と、第１のワックス層を有す
る原型を、溶融した第２のワックス中に浸漬し第１のワ
ックス層　４上に第２のワックス層を形成し鋳型を得る
工程と、鋳型から原型を取り出し鋳型に原型の形状に応
じたくぼみ部を形成する工程と、この鋳型を水液中にス
れ第２のワックス層を溶解し除去する工程と、＃型のく
ぼみ部にスリップ材を注入する工程と、注入したスリッ
プ材を硬化させる工程と、硬化したスリップ材を保持す
る鋳型を有機溶剤中に入れ第１のワックス層を溶解し除
去する工程とを包有してなるもろく複雑な形状の鋳造品
の製造方法。
（６）内側層と外側層とを有する鋳型を水液中に入れ外
側層を溶解する工程と次にこれを有機溶剤中に入れて内
側層を溶解する工程とを包有してなる鋳型から鋳造品を
除去する方法。
（７）ポリエチレングリコールを基材とするワックスの
内側層とパラフィンを基材とするワックスの外側層とを
備え、内側層の溶融温度が外側層の溶融温度より高いこ
とを特徴とする複雑な形状の鋳造品を作る鋳型。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による鋳造品製造方法に採用する原型の
斜視図、第２図〜第４図は夫々本発明の製造方法の工程
を示す説明図である。 １０・・・原型、１６・・・ドラグ、１Ｂ・・・開口部
、２０・・・第１のワックス層、２２・・・第２のワッ
クス層、２４・・・鋳型、３０・・・引抜き装置、３２
・・・鋳型支承部、３４・・・引抜き部、３５・・・ネ
ジ付ボルト、３６・・・ハンドル部材特許出願人 サキャレット　コーポレーション

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）所定の鋳造品の形状を持つ原型を形成する工程と
    、原型の周囲において第１のワックス層と第１のワック
    ス槽の外側に第２のワックス層とを被覆して鋳型を形成
    する鋳型形成工程と、鋳型から原型を取出して原型が除
    去された鋳型を残す工程と、原型が除去された鋳型の第
    ２のワックス層を除去する工程と、第１のワックス層で
    なる鋳型の（ぼみ部にスリップ材を注入する工程と、第
    １のワックス層でなる鋳型のくぼみ部のスリップ材を硬
    化させる工程と、この第１のワックス層を除去する工程
    とを包有してなる鋳造品製造方法。
  2. （２）鋳型形成工程には非水溶性の第１のワックス層と
    水溶性の第２のワックス層とを原型の周囲において被覆
    する工程が包有されてなる特許請求の範囲第１項記載の
    鋳造品製造方法。
  3. （３）中央部にネジ山付穴部を有し鋳造品の形状を持つ
    自然加ｌｊ糺ゴム製の原型をペースプレー）Ｋ固定する
    工程と、溶融した第１のワックス槽に浸漬して原型の表
    面に第１のワックス層を形成する工程と、柔軟な被覆体
    で第１のワックス層を有した原型を囲繞する工程と、溶
    融した水溶性の第２のワックスを被覆体内に注入して第
    １のワックス層上に第２のワックス層を形成し鋳型を得
    る工程と、中央部にネジ山付穴部を有するペースプレー
    トを利用して鋳型から原型を除去する工程と、原型を除
    去した鋳型を水槽に浸漬して第２のワックス層を溶かし
    第１のワックス層のみの鋳型を得る工程と、第１のワッ
    クス層のみの鋳型をプラスタ台上に設置する工程と、第
    １のワックス層のみの鋳型にスリップ材を注入し硬化さ
    せる工程と、硬化したスリップ材を保持する第１のワッ
    クス層でなる鋳型を有機溶剤中に入れ鋳型を化学的に溶
    解し原型と同一の鋳造品を得る工程とを包有してなるも
    ろ（複雑な形状の鋳造品の製造方法。
  4. （４）内側の第１のワックス層と外側の第２のワックス
    層とを備える鋳型。
  5. （５）第１のワックスが有機溶剤に対し溶解可能である
    特許請求の範囲第４項記載の鋳型。
  6. （６）第１のワックスがポリエチレングリコールを基材
    とするワックスである特許請求の範囲第５項記載の鋳型
    。
  7. （７）第２のワックスが水溶性ワックスである特許請求
    の範囲第４項記載の鋳型。
  8. （８）第２のワックスがパラフィンを基材とするワック
    スである特許請求の範囲第７項記載の鋳型。
  9. （９）第１のワックスの溶融温度が第２のワックスの溶
    融温度より高い特許請求の範囲第４項記載の鋳型。
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