JPS62101349A - Investment casting method and device - Google Patents

Investment casting method and device

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JPS62101349A
JPS62101349A JP60236510A JP23651085A JPS62101349A JP S62101349 A JPS62101349 A JP S62101349A JP 60236510 A JP60236510 A JP 60236510A JP 23651085 A JP23651085 A JP 23651085A JP S62101349 A JPS62101349 A JP S62101349A
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JP
Japan
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runner
wax
metal
metal runner
coating
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JP60236510A
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Japanese (ja)
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ルーング トム
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  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインベストメント鋳造方法と装置の改良に係る
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to improvements in investment casting methods and apparatus.

〔従来の技術と問題点〕[Conventional technology and problems]

旧式のインベストメント(焼流し精’りM造は複数の使
い捨ての通常ろう材の模m<パターン)の再生を可能に
する初めの金型を使用する。従来被鋳造製品を示す複数
のろう模型はろうr−)(gate )によりてろうラ
ンナー(runnnerンに取シ付は模型クラスターを
形成する。模型クラスターは次に耐火材料で1回以上コ
ーティングされるかプラスター鋳型中で包み込まれろう
模型の周)に成型する。該模型とランナーの周りの7エ
ルを作る材料の硬化に続いて使い捨て材料を除去し完全
に空の構盤空洞を残し、またランナーをも除去する。次
に空のシェルに溶湯を充填し所定製品を鋳造する。
Investments of the old style (investment sinking process) use the first molds that allow the reproduction of multiple disposable conventional brazing filler metal patterns. Conventionally, multiple wax models representing the product to be cast are attached to wax runners by gates to form model clusters. The model clusters are then coated one or more times with a refractory material. or molded around the wax model (encased in a plaster mold). Following curing of the material making up the seven els around the model and runners, the disposable material is removed leaving a completely empty deck cavity and the runners are also removed. Next, the empty shell is filled with molten metal and a predetermined product is cast.

ランナー内のろうの使用を最小にするため当業界で種々
の提案がなされている。御承知のようにこの方法で使用
されるろうランナーはかなシの量の材料t−要し、しか
もランナーあるいは湯口を形成するろう材の除去はその
除去のため熱が必要であることからかなpの量のエネル
ギーfc要する。
Various proposals have been made in the art to minimize the use of wax in runners. As is well known, the wax runner used in this method requires a considerable amount of material, and the removal of the wax material forming the runner or sprue requires heat for its removal. It takes an amount of energy fc.

固体ろうの使用は付随的エネルギーの消耗を要すのみな
らず6ないし40分又はそれ以上のオーダーの時間t−
要する。もちろん必要な時間とエネルギーを最小にする
ことが望ましい。
The use of solid waxes not only requires ancillary consumption of energy but also requires a time period on the order of 6 to 40 minutes or more.
It takes. Of course, it is desirable to minimize the time and energy required.

更に、ろうランナー又は湯口はインベストメント鋳造技
術で°弱いリンク(weak ling )’を示す。
Additionally, wax runners or sprues present a 'weak ling' in investment casting technology.

従って型のクラックはろう湯口の除去のために加熱され
ている際に膨張する時に生じることが知られている。こ
れも回避されることがもちろん望ましいことである。
It is therefore known that mold cracks occur when the mold expands while being heated for removal of the solder sprue. It is of course desirable that this too be avoided.

極く最近ろう湯口に関して云われる問題はその弱さであ
る。製造の自動化はめる場合、ろう湯口の本来の弱さの
ために制限される。従って模型クラスタが耐火材料中で
回転される速度はろうランナーの本来の強度により制限
される。
The most recent problem with wax sprues is their weakness. Manufacturing automation is limited by the inherent weakness of wax sprues. The speed at which the model cluster is rotated in the refractory material is therefore limited by the inherent strength of the wax runner.

当業界では米国特許第3177537号によシろうラン
ナーの代りに金属ランナーを使用することが知られてい
る。その金属ランナーはろうの薄層でコートしそれに模
型の取付けを可能にする。
It is known in the art from US Pat. No. 3,177,537 to use metal runners instead of wax runners. The metal runner is coated with a thin layer of wax to allow the attachment of the model to it.

金属ランナーの使用によシ使用されるろう材料の鎗を減
少し更に、金属ランナーは時間とエネルギーが最小で再
利用される。
The use of metal runners reduces the amount of brazing material used and furthermore, the metal runners are reused with minimal time and energy.

薄いろうコーティングされた金属ランナーは前述の米国
特許の教示によれば該ランナーをオイルのような伝熱材
料で充填することによって模型クラスターからまず取シ
除かれる。これは薄いろうコーティングを溶融し次に金
属ランナーはり2スターから容易にはずされ新しいクラ
スターを形成するために再使用され、同時に模型クラス
ターの残p1&:通常の方法で脱ろし、ろうr−)と模
型を取除く。
The thin wax-coated metal runners are first removed from the model cluster by filling the runners with a heat transfer material, such as oil, according to the teachings of the aforementioned US patents. This melts the thin wax coating which is then easily removed from the metal runner beam 2 star and reused to form a new cluster, while the remainder of the model cluster p1&: is removed in the usual manner and wax r-) and remove the model.

しかしながらホットオイルや他の伝熱材料の使用は危険
でl)しかも時間を要する。更に又、そのオイルは選択
的に加熱され、ランナーに送られ次にランナーから取出
される。
However, the use of hot oil or other heat transfer materials is dangerous, l) and time consuming. Furthermore, the oil is selectively heated, sent to and then removed from the runner.

周知方法よりも単純で能率のよい、新規な金属ランナー
加熱方法を提供することが本発明の目的である。
It is an object of the present invention to provide a new method of heating metal runners that is simpler and more efficient than known methods.

また前述の方法を実施するための方法を提供することも
本発明の目的である。
It is also an object of the invention to provide a method for carrying out the aforementioned method.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記問題点は本発明によれぼろうコーティング中空金属
ランナーにろうダートを取付けた被鋳造ングし該中空金
属ランナーの内外部にシェルを形成し、該ろうを十分に
溶融する温度に該金属ランナーを誘導加熱させ、そして
該金属ランナーを取除いて詩聖内に溶融金属を導入する
ためのランナー装置を残し該ランナー内で使用される金
属量を最小にする工程を含むインベストメント鋳造方法
によって解決される。
The above problem can be solved by the present invention, in which a hollow metal runner coated with wax is coated with solder darts to be cast, a shell is formed inside and outside the hollow metal runner, and the metal runner is heated to a temperature that sufficiently melts the wax. The problem is solved by an investment casting process that includes induction heating and removing the metal runner to leave a runner device for introducing molten metal into the runner to minimize the amount of metal used in the runner.

更に上記問題点は被鋳造製品のろう模型のクラスターを
ランナーに取付けるインベストメント鋳造方法において
、ろうコーティングをその内外面に有する中空薄壁金属
ランナーを用意し、該ろう模型を金属ランナーに取付け
、該金属ランナーの内部と外部を鋳型形成材料でコーテ
ィングし、そして前記ろうコーティングを溶融し且つ前
記金属ランナーの除去を可能にしそして溶融金属材料の
導入ランナーを残すのに十分な温度に誘導加熱し、該溶
融金属材料の使用を最小にする工程を含むイ ゛ンベス
トメント鋳造方法によって解決される。
Furthermore, the above-mentioned problem arises in the investment casting method in which a cluster of wax models of the product to be cast is attached to a runner. Coating the interior and exterior of the runner with a mold-forming material and induction heating to a temperature sufficient to melt the wax coating and allow removal of the metal runner and leave the runner for introduction of molten metal material, The solution is an investment casting process that involves a process that minimizes the use of metal materials.

本発明によれば金属ランナーは管状で誘導コイルで加熱
されるのが好ましい。その誘導コイルは金属ランナーに
近接して配置され且つコイルを動作させて金属ランナー
を急速加熱し、ろうコーティングを溶融しランナーを急
速に、容易にそしてきれいに該模型クラスターから再使
用のために除去させる。
According to the invention, the metal runner is preferably tubular and heated with an induction coil. The induction coil is placed in close proximity to the metal runner and the coil is actuated to rapidly heat the metal runner, melting the wax coating and allowing the runner to be quickly, easily and cleanly removed from the model cluster for reuse. .

更に又、上記問題点は本発明によれば第1の開放端及び
少なくとも1つのドレ/口を有する第2の反対側端部と
を有する円筒金属ランナーと、該金属ランナーの内外表
面のろうコーティングと、該ろう被膜金属ランナーの外
部にろうゲートで取付けられた少なくとも1つの被鋳造
品のろう模型と、該金属ランナーの内外部の周りの鋳型
形成材料のコーティングな有するインペストメン)14
造装置によって解決される。該装置はメタルランナーに
近接した誘導加熱手段と該誘導加熱手段全動作し金属ラ
ンナー上のろうをクラスターから溶かし出す手段を具備
する。本発明の好ましい態様として金属ランナーがアル
ミニウムかアルミニウム合金材料である。従ってアルミ
ニウム及び/又はその合金は本発明の実施に必要な好ま
しい多くの緒特性を有する。
Furthermore, the above problem is solved according to the invention by providing a cylindrical metal runner having a first open end and a second opposite end having at least one drain/port, and a wax coating on the inner and outer surfaces of the metal runner. and at least one wax pattern of a cast article attached to the exterior of the braze-coated metal runner with a braze gate, and a coating of mold-forming material around the interior and exterior of the metal runner.
The problem is solved by a built-in device. The apparatus includes induction heating means proximate to the metal runner and means for fully operating the induction heating means to melt the wax on the metal runner from the clusters. In a preferred embodiment of the invention, the metal runner is aluminum or an aluminum alloy material. Accordingly, aluminum and/or its alloys have many desirable properties necessary for the practice of this invention.

誘導加熱装置は従来のどの誘導コイルでもよく高周波を
用いるのが好ましい。一般的に60ないしio、ooo
ヘルツの周波数が好ましい範囲である。誘導コイルは出
来るだけ管状金属ランナーに近づけて配置し結合効率を
上げることが好ましい。
The induction heating device may be any conventional induction coil and preferably uses high frequencies. Generally 60 to io, ooo
Hertz frequencies are a preferred range. It is preferable to arrange the induction coil as close to the tubular metal runner as possible to increase the coupling efficiency.

更に又、管状ランナーは急速加熱を得るために比較的薄
い材料であることが好ましい。上記のような方法を実施
しながら金属ランナーを10秒以下の時間で除けること
がわかった。
Furthermore, the tubular runner is preferably of relatively thin material to provide rapid heating. It has been found that metal runners can be removed in less than 10 seconds while carrying out the method described above.

本発明の好ましい態様は金属ランナーの厚さが0.04
0rb−イレ0.150イ>+<tJori、−レi、
g;リメJn>であるO 前述のように、出来るだけ薄
いことが好ましく、制限要因としては機械的応力あるい
は外部加熱の結果として生じる変形が代表的なものであ
る。また〔実施例〕 本発明を図面に基づいて以下詳細に説明する。
In a preferred embodiment of the present invention, the thickness of the metal runner is 0.04
0rb-ire 0.150 I>+<tJori, -Rei,
g; Rime Jn> O As mentioned above, it is preferable to be as thin as possible, and the limiting factor is typically deformation as a result of mechanical stress or external heating. [Example] The present invention will be described in detail below based on the drawings.

本発明のインベストメンHQ造法では複数のろう模型l
を、管状金属ランナー5に塗布された薄いろうコーティ
ング3に取付ける。模型lをろうゲート7で取付ける。
In the Investmen HQ manufacturing method of the present invention, a plurality of wax models l
is attached to a thin wax coating 3 applied to a tubular metal runner 5. Attach model l with solder gate 7.

模型lは被鋳造製品である。Model l is the product to be cast.

管状金属ランナーは開放端15と湯口端13と呼ばれる
密閉端を有する薄壁円筒管であることが好ましい。湯口
端は2つのスルーホール19金有する。ランナー5は銅
、銅とアルミニウム合金あるいは当業者に周知の適当な
金属材料から作られる。
The tubular metal runner is preferably a thin-walled cylindrical tube having an open end 15 and a closed end, referred to as the sprue end 13. The sprue end has two 19K through holes. The runner 5 is made of copper, copper and aluminum alloy or any other suitable metal material known to those skilled in the art.

組立て模型11ランナー5及びダート7は第1図に示す
ような模型クラスターを構成する。
The assembled model 11, runner 5, and dart 7 constitute a model cluster as shown in FIG.

次に該模型クラスターをスラリーに浸し、第2図に示す
ような成型材料のシェルを作る。成型材料のシェル17
をセラミックスラリ−のり2スターに浸すことによって
、覆うことが可能で、次に振動スクリーンが流動床内の
浸漬によりスラリーコートの模型クラスター衣面上に耐
火物粒をスタッフィングするととによって付着できる。
The model cluster is then immersed in a slurry to form a shell of molding material as shown in FIG. Molding material shell 17
can be coated by dipping into ceramic slurry glue 2 Star, and then a vibrating screen can be applied by stuffing refractory granules onto the model cluster coating surface of the slurry coat by dipping in a fluidized bed.

その浸漬と移動工程はシェルが所定の厚さに達する迄繰
返される。
The dipping and moving process is repeated until the shell reaches a predetermined thickness.

次に乾繰シェル17を有するコーティングされた模型ク
ラスター15を第3図に示すように誘導コイル21内に
適当な手段で支持する。クラスター15はスティールハ
ンドルロンド23に!って操作される。一般的にクラス
ター15はその管状ランナーの縦軸と誘導コイル21の
中心縦軸とを一致させるように支持される。次に電流を
、誘導コイル21を介して、管状金属ランナーヲ訪導加
熱するように適当な制御手段で電源から流す。ランナー
5が加熱されるとランナー面の薄いろうコーティング3
が溶解しランナーを下シンエル17から湯口端13を介
して出る。ランナー5は第4図に示すようにシェル17
から容易にすベシ出すことができ、そしてランナーを再
使用できる。次に模型内のろうの残1別々に脱ろうしシ
ェル17からろう模型とダートを除き次に7エルを容易
で充填し製品を鋳造する。
The coated model cluster 15 with the drying shell 17 is then supported by suitable means within the induction coil 21 as shown in FIG. Cluster 15 is steel handle Rondo 23! It is operated as follows. Generally, the cluster 15 is supported such that the longitudinal axis of its tubular runner and the central longitudinal axis of the induction coil 21 coincide. A current is then applied from the power source via the induction coil 21 to conductively heat the tubular metal runner with suitable control means. When the runner 5 is heated, a thin wax coating 3 on the runner surface
melts and leaves the runner from the lower tunnel 17 through the sprue end 13. The runner 5 has a shell 17 as shown in FIG.
You can easily remove the bedding and reuse the runner. Next, the remaining wax in the model is separately dewaxed, and the wax model and dirt are removed from the shell 17, and then 7 ells are filled with molten metal and the product is cast.

管状金属ランナーとランナーを加熱しろうコーティング
を溶かすための誘導加熱の使用はり2スターからランナ
ーを除いてそれを再使用するのに能率のよい容易な方法
である。
The use of tubular metal runners and induction heating to heat the runner and melt the wax coating is an efficient and easy way to remove the runner from a beam 2 star and reuse it.

上記例は例示のみのためであシ本発明の精神と範凹から
逸脱することなく変化、修正がなされてもよいことは理
解されよう。
It will be understood that the above examples are for illustration only and changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の1つの模型クラスターの断面図であシ
、第2図は成製材料でコーティングした後の該模型クラ
スターの断面図であp、第3図は誘導加熱コイル内に配
置されたコーティング模をクラスターの断面図であシ、
第4図は該模型クラスターから金属ランナーの除去を示
す断面図である。 l・・・ろう模型(パターン)、3・・・ろうコーティ
ング、5・・・金属ランナー、7・・・ろうゲート、1
3・・・湯口端、15・・・クラスター、17・・・シ
ェル、19・・・スルーホール。 以下余白
FIG. 1 is a cross-sectional view of one model cluster of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the model cluster after coating with synthetic material, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the model cluster placed within an induction heating coil. The coated pattern is shown in a cross-sectional view of the cluster.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the removal of metal runners from the model cluster. l... Wax model (pattern), 3... Wax coating, 5... Metal runner, 7... Wax gate, 1
3... sprue end, 15... cluster, 17... shell, 19... through hole. Margin below

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ろうコーティング中空金属ランナーにろうゲートを
取付けた被鋳造品の複数のろう模型をする模型クラスタ
ーを用意し、 鋳型形成材料で該模型クラスターをコーティングし該中
空金属ランナーの内外部にシェルを形成し、 該ろうを十分に溶融する温度に該金属ランナーを誘導加
熱させ、そして 該金属ランナーを取除いて鋳型内に溶融金属を導入する
ためのランナー装置を残し該ランナー内で使用される金
属量を最小にする 工程を含むインベストメント鋳造方法。 2、前記金属ランナーを誘導加熱の工程がコーティング
金属ランナーの内部に誘導加熱コイルを配置させる特許
請求の範囲第1項記載の方法。 3、前記金属ランナーが開放した1端を有する円筒形状
であり且つ反対側の一端が少なくとも1つのドレン口を
有する特許請求の範囲第1項記載の方法。 4、誘導加熱コイルへの電流周波数が60ヘルツと10
,000ヘルツである特許請求の範囲第1項記載の方法
。 5、被鋳造製品のろう模型のクラスターをランナーに取
付けるインベストメント鋳造法において、ろうコーティ
ングをその内外面に有する中空薄壁金属ランナーを用意
し、該ろう模型を金属ランナーに取付け、 該金属ランナーの内部と外部を鋳型形成材料でコーティ
ングし、そして 前記ろうコーティングを溶融し且つ前記金属ランナーの
除去を可能にしそして溶融金属材料の導入ランナーを残
すのに十分な温度に誘導加熱し、該溶融金属材料の使用
を最小にする 工程を含むインベストメント製造方法。 6、前記金属ランナーが一端が開放する円筒形状を有し
反対の一端は少なくとも1つのドレン口を有する特許請
求の範囲第5項記載の方法。 7、第1の開放端及び少なくとも1つのドレン口を有す
る第2の反対側端部とを有する円筒金属ランナーと、該
金属ランナーの内外表面のろうコーティングと、該ろう
被膜金属ランナーの外部にろうゲートで取付けられた少
なくとも1つの被鋳造品のろう模型と、該金属ランナー
の内外部の周りの鋳型形成材料のコーティングを有する
インベストメント鋳造装置。
[Scope of Claims] 1. Prepare a model cluster for forming a plurality of wax models of a cast product in which a wax gate is attached to a wax coated hollow metal runner, coat the model cluster with a mold forming material, and apply a wax pattern to the hollow metal runner. A shell is formed on the inside and outside, the metal runner is induction heated to a temperature that sufficiently melts the solder, and the metal runner is removed to leave a runner device for introducing molten metal into the mold inside the runner. An investment casting method that involves a process that minimizes the amount of metal used in 2. The method according to claim 1, wherein the step of inductively heating the metal runner includes disposing an induction heating coil inside the coated metal runner. 3. The method of claim 1, wherein the metal runner is cylindrical in shape with one open end and the opposite end has at least one drain port. 4. The current frequency to the induction heating coil is 60 hertz and 10
,000 hertz. 5. In the investment casting method in which a cluster of wax models of the product to be cast is attached to a runner, a hollow thin-walled metal runner having a wax coating on its inner and outer surfaces is prepared, the wax model is attached to the metal runner, and the inside of the metal runner is and externally coated with a mold-forming material, and induction heated to a temperature sufficient to melt the solder coating and permit removal of the metal runner and leave an introduction runner for the molten metal material; An investment manufacturing method that includes processes that minimize use. 6. The method of claim 5, wherein the metal runner has a cylindrical shape with one end open and the opposite end has at least one drain port. 7. a cylindrical metal runner having a first open end and a second opposite end having at least one drain port; a wax coating on the inner and outer surfaces of the metal runner; and a wax coating on the exterior of the wax coated metal runner. An investment casting apparatus having at least one wax model of a cast article attached with a gate and a coating of mold-forming material around the interior and exterior of the metal runner.
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