JPS61199085A - 精密鋳造品の製造法 - Google Patents

精密鋳造品の製造法

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JPS61199085A
JPS61199085A JP3964485A JP3964485A JPS61199085A JP S61199085 A JPS61199085 A JP S61199085A JP 3964485 A JP3964485 A JP 3964485A JP 3964485 A JP3964485 A JP 3964485A JP S61199085 A JPS61199085 A JP S61199085A
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JP
Japan
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casting
mold
acid
surfactant
molten
Prior art date
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Pending
Application number
JP3964485A
Other languages
English (en)
Inventor
Norio Sakurabayashi
桜林 憲夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Morita Miyata Corp
Original Assignee
Miyata Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS61199085A publication Critical patent/JPS61199085A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/28Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with molten salts
    • C23G1/32Heavy metals

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

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】 (産業上の利用分野) 本発明はたとえば自転車のハンガーラグ、ヘッドラグ、
シートラグ等の精密で加工困難、しかも複雑な形状の部
品、あるいはガスタービン用耐熱部品、自動車部品、ミ
シン部品、工具類、磁石鋼、美術工芸品、歯科技巧用等
の如き寸法が正確で鋳肌の滑らかな鋳物の製造法に関し
、とくに複雑形状で加工困難な鋳造品を高精度でしかも
良好な表面性状のもとに得ることを目的とするものであ
る。
(従来の技術) 自転車あるいは自動車、ミシン部品等の精密鋳造品は鋳
型内に凝固した鋳物を鋳型を崩壊して取り出した後、熱
処理を施し、さらにショツトブラスト、サンドブラスト
、ハイドロブラスト、タンブラ、ショットタンプラスト
等を施して鋳肌表面に残留している型砂、あるいは酸化
物を除去する。
この場合鋳物の形状が複雑であったり、あるいは中空部
を有するような場合には500℃前後に加熱させた溶融
苛性ソーダにおよそ30分〜1時間程度浸漬させて溶融
アルカリ処理により上記した型砂や酸化物等の完全除去
をはかり、さらに水洗−酸洗−水洗の順にて仕上げ洗浄
をおこなうのが普通である。
(発明の解決すべき問題点) しかしながら上記した溶融アルカリ処理をおこなう場合
においても仕上げ洗浄の際に生ずる水や塩酸等の酸によ
る表面張力特性に起因して鋳肌の極小な比較的深い溝の
部分や疵の部分に残留する苛性ソーダを完全に除去する
ことは殆ど不可能であり依然として表面清浄の完全な改
質をはかることはできない。
(問題点を解決するための手段) 本発明は上記した従来の問題点を解決すべく種々研究の
末案出されたものであり、具体的には精密鋳造品を製造
するに際し、鋳型内に/8?Efを鋳込む工程と、鋳物
の凝固についで鋳型を崩壊する工程と、取り出された鋳
物の表面処理工程とからなり、表面処理工程は溶融アル
カリ処理をした後、パーフロロアルキル基含有弗素系界
面活性剤を含有させた水又は塩酸等の酸を主成分とした
洗浄液により仕上げ洗浄をするようにしたことを特徴と
するものである。
本発明に使用される鋳型は種々のものが考えられるが、
鋳物の複雑形状に対応でき、しかも鋳物が凝固した後、
比較的容易に崩壊が可能であることが必要である。
かかる要請に叶う鋳型の一例としては先ず可融または可
溶性の模型を製造し、これに泥状の鋳型材料を被覆固化
させた後、中の模型を融かし、または融かし去ることに
よって得ることができる。
′可融または可溶性の模型材料としてはワックスかプラ
スチックが用いられる。ワ、、クスとしては蜜ろう、パ
ラフィン、松脂などの配合により融点、硬度、粘性、膨
張係数などを調整したものが用いられる。またプラスチ
ックとしてはポリスチレン(スチロール樹脂)がワック
スよりも圧入に高圧を要するが強度が大で変形しにくい
ところから使用しやすく、またポリエチレン、塩化ビニ
ールなども用いることができる。
尚この場合鋳肌のより一層の平滑性と寸法精度の向上を
望むならば水銀を凝固させて模型とすることも可能であ
る。′ これらの模型材料をダイスすなわち金型、石膏型などに
圧入して凝固させて模型をつくり、さらに模型を接着し
て組立、湯口、湯道、押湯などをも同一材料にて組み立
てた後、この上に造型作業をおこなう。
ワックスを用いた造型作業を説明すると、造型作業は表
面塗装と充填との2段階から成る。造型材料は石膏を主
体としたものも用いられるが耐熱合金や磁石鋼などの高
融点合金の鋳造のためには表面塗装材としてシリカ、ア
ルミナその他の高耐火度の細粒に常温付近で硬化する結
合剤を混合させて泥状にしたものを用いると有効である
充填材は普通シリカ粒にケイ酸のエチルエステルを混じ
た泥状物を用い、鋳枠のなかで模型の周囲に流し込む。
これを乾燥硬化させた後、ワックスを融かして流出させ
、ついで温度を650〜1000℃程度に昇温さセでケ
イ酸化による鋳型の焼成をはかり、揮発物と水分の完全
除去により鋳型を完成する。尚、溶融流出したワックス
はオートクレーブにて回収して再使用に供することがで
きる。
尚、上記の鋳型材料を普通の上型と下型とを使用する鋳
造法に応用して強固な鋳型、滑らかな鋳肌を得る試みも
なされたが結果は良好である。さらに模型を溶融する際
に、その膨張によって鋳型を破損させることもあるため
に、これを防止するために模型を溶融せずにトリクロー
ルエチレンなどの溶剤蒸気をもって模型を溶解すること
も考えられる。この方法では鋳型は厚さ6〜12mmの
シェル状で十分に足りるので充填材の大幅な節約にもな
る。
また鋳型成形のための別の方法としては金属製の模型板
に模型(金型)を取りつけ、これを250〜300℃に
熱して、さらに離型剤としてのシリコン油をスプレーし
、その上にあらかじめ乾いた合    ・成樹脂粉末(
レジン)を5〜10%程度混合させた砂を一定時間かぶ
せ、模型板と模型とに接した一定厚さく5〜6mm程度
)の部分の砂だけを熱により半溶融した合成樹脂で結合
させ、残りの砂を除去し、さらに模型とともにできたシ
ェルモールドを炉に入れて250〜300℃の温度で1
〜2分程度力(] =”4’して硬化させ、模型からシ
ェルモールドを分離し、この鋳型を組み合わせて溶湯を
鋳込む。
この場合シェルの両面に3mmφ以上の鉄鋼法を充填す
るとシェルの変形を防ぎ、またシェルの厚さの節減にも
なるので有効である。
シェルにン容湯を鋳込むとレジンは燃焼し、鋳物の凝固
についでシェル鋳型は容易に崩壊する。
向上記したシェルモールドに用いられる砂はケイ砂が最
も一般的であるが、レジンの添加量を少なくして経済性
を追求するならば粒形は丸味をおびたものの方がよく、
粘土、有機物、アルカリ等は少ないほどよい。また湿り
気もできるだけ少ない方が好ましい。
レジンについては合成樹脂が加熱によって軟化、溶解、
硬化する特性を利用できる物質であれば格別種類は問わ
ない。現在応用が可能とされるものにはたとえば尿素樹
脂、メラミン樹脂のほかにフェノールレジンは経済性の
面で有利である。
尚ここに使用されるレジンは乾いた粉末であるか、ある
いは砂粒に被覆した乾いた固体であることが砂の流動性
、すなわち鋳型の細部までよく砂が流入しやすいために
有利である。
鋳型内に鋳込まれる鋳物用鋼材については一般につぎの
ことを考慮する必要がある。すなわち鋼鋳物は圧延、鍛
造によって気泡の繊維化がみられないから製品の強度、
信頼度に及ぼす気泡の影響ば鋼塊における場合よりも重
大であり、そのために鋳物用鋼は完全なキルド鋼でなけ
ればならず、またイオウなどの割れを生じやすい成分は
低いことが必要であるほか、非金属介在物の網目状分布
は鋼塊におけるよりも有害であることを心得なければな
らない。
また鋼鋳物は鍛練をうけないためと、鋳肌の凹凸の切欠
き効果による強度の低下、ならびに鋳造欠陥による強度
の低下に起因して一般に他の鋼構造物に比して使用応力
が低いことが認められるところから材質の機械的強さは
あまり高いことを要せず、むしろ切欠感受性の低いこと
の方が大切であり、しかも同様の理由から顕微鏡的大き
さで分布する非金属介在物についてはあまり厳格な要求
はされない。
高周波溶解炉において鋳込んだ鋳物が凝固した後は型ば
らし、即ち鋳型の崩壊がおこなわれる。
この場合鋳枠をハンマでたたく方法は最も簡便で設備を
要しないが、労力、鋳枠の損傷変形、および多量の砂の
処理運搬を考えると、振動する格子を用い、砂は格子の
下に落下してヘルドコンベアにて再生処理場へ運び去る
構造の型ばらし機を用いるのが好ましい。鋳型より取り
出された鋳物からは大部分の砂が落下しているが、製品
とするためにはその表面性状を良好にするために表面処
理をおこなう必要がある。
表面処理工程は従来のようにショツトブラストを施した
だけでもある程度の効果はあるが、複雑な形状をなす精
密鋳造品にあっては完全な表面処理は不可能である。精
密鋳造品には先ず溶融アルカリ処理が施される。
具体的には溶融アルカリ槽内に溶融苛性ソーダを入れ、
これを500°C程度に高温加熱した後、この中に鋳物
を約30分〜60分程度浸漬させる。
溶融アルカリ処理を終了した鋳物に対しては仕上げ洗浄
が施される。
仕上げ洗浄には水又は塩酸等の酸性溶液中にパーフロロ
アルキル基含有弗素系界面活性剤の一定量が添加混合さ
れた洗浄液が用いられる。
パーフロロアルキル基含有弗素系界面活性剤は水又は酸
ベースに適合し、かつ酸の表面張力を小さくする作用が
ある結果、浸潤性を良好にし、残存する苛性ソーダを完
全に処理することができる。
したがって使用されるところのパーフロロアルキル基含
有弗素系界面活性剤の種類としてはつぎの(1)〜(1
9)に例示されるものの使用が考えられる。
−1゛・F Is L: OOI−1(12)″ ニー
 C7F 15 C0NHC3t−16N  (Cトb
i2・HX   (17);  :C71’lS C0
NHC,3トf N  (Cトb121’D  +X−
08)パーフロロアルキル基含有弗素系界面活性剤の7
・ヒ又は塩酸等の酸による洗浄液に対する添加割合うこ
ついては、0.001 %を下回ると仕上げ洗浄をして
も鋳物表面に残存する苛性ソーダ除去の完全を明すこと
ができない。
また鋳物表面に残存する苛性ソーダの完全な除りのため
にはパーフロロアルキル基含有弗素系界面活性剤の添加
量は精々15%程度で十分であるところから、好ましい
添加量は0.001 (重量)%〜15 (重量)%の
範囲であることが明確となった。
(実施例) 可1謔性のワックスにより自転車フレーム用ハンガーラ
グの模型をつくり、これを組み立てたものに、ノリ力を
鋳物砂に混合させて泥状にしたものを被覆させ 硬化さ
せた後、内部ワックスを加熱流出させ、さらに800℃
前後の炉内雰囲気内において鋳型の焼成をはかり一完成
した鋳型内に溶湯を鋳込み、これを常温で凝固させた。
凝固後鋳型を崩壊し、鋳物を取り出す作業を繰り返して
ハンガーラグ素材を100個製造し、順次これを550
°Cの溶融苛性ソーダ中に45分間浸漬した後引き上げ
てさらにパーフロロアルキル基含有弗素系界面活性剤と
して、Cart S O3IIを塩酸濃度30%の仕上
洗浄液中に0.1%添添加台させた処理液にて洗浄を繰
り返したところ、100個のハンガーラグ製品からは苛
性ソーダの残留が全くみられず完璧でしかも表面性状の
きわめて良好な製品を得ることができた。
(発明の効果) 本発明は上記したように鋳型内に/8/Aを鋳込む工程
と、鋳物の凝固についで鋳型を崩壊する工程と、取り出
された鋳物の表面処理工程とからなり、表面処理工程は
溶融アルカリ処理をした後、パーフロロアルキル基含有
弗素系界面活性剤を含有させた水又は塩酸等の酸による
洗浄液により仕上げ洗浄をするものであるために、パー
フロロアルキル基含有弗素系界面活性剤が、水又は酸ヘ
ースの洗浄液に適合し、かつ酸の表面張力を小さくする
結果、浸潤性を良好にし、複雑形状で加工困難な精密鋳
造品のアルカリ処理による残留苛性ソーダを完全に除去
することができ、表面性状のきわめてl:fれたI’/
を審決造品の量産を可能にする。
発明者 桜 林 憲 夫

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 鋳型内に溶湯を鋳込む工程と、鋳物の凝固についで鋳型
    を崩壊する工程と、とり出された鋳物の表面処理工程と
    からなり、表面処理工程は溶融アルカリ処理をした後、
    パーフロロアルキル基含有弗素系界面活性剤を含有させ
    た水又は塩酸等の酸を主体とした洗浄液により仕上げ洗
    浄をするようにしたことを特徴とする精密鋳造品の製造
    法。
JP3964485A 1985-02-28 1985-02-28 精密鋳造品の製造法 Pending JPS61199085A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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