JPS62151242A - 中子付消失型による鋳造方法 - 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】 く技術分野〉 この発明は中子付消失型による鋳造方法に関し、発泡ポ
リスチレン等からなる消失型を使用する、いわゆるロス
トフオーム法、あるいはフルモールド法等と称される鋳
造方法であって、そのうち、消失型の一部に、中空部等
を構成する為の中子を使用して、この中子に対応した中
空部等を有する、鋳物製品を製造するための、鋳造方法
に関している。

〈従来技術〉 上記したような、消失型を使用する鋳造方法は、木型等
を使用して形成された、空洞状の型空間に溶湯を注湯す
る、通常の鋳造方法に比べ、複雑な細部形状や正確な鋳
造製品を製造できる方法として普及している。

そして、消失型を使用する鋳造方法においては、通常の
型形状であれば、中子を使用しなくても、鋳造は可能で
あり、従来は中子の使用については考ｒ／Ｂ’ｅれてい
なかった。

しかし、より複雑な形状の鋳物製品をｖＩ造する場合、
あるいは中空状の鋳物製品を製造する場合等には、中子
材の消失型を使用すれば、惨めで容易に能率良り鋳造で
きることが予想される。

なお、一般的な消失型を使用する鋳造方法としては、熱
によって溶融消失する、熱可塑性樹脂の発泡体等から形
成された消失型を、詩聖砂の中にｊ！Ｉ！設し、この鋳
型砂の内部の消失型に溶湯を注湯して、消失型を溶融消
失させ、消失型の形状に対応する鋳物製品を鋳造するも
のである。従って、消失型が溶融消失する際には、消失
型が気化して、ＣＯ２、ＣＯ等の気化ガスが発生プる。

この気化ガスは通常、消失型の周囲から、鋳型砂の隙間
を通過して、外部に発散させるようになっている。

ところが、消失型の一部に中子を取付けた状態で鋳造を
行うと、消失型のうち中子に接触した部分では、上記気
化ガスの発散が行なわれず、消失型の内部に気化ガスが
溜ったままになって、鋳物の表面にガス溜りによる鋳物
果や鋳肌の荒れ等の欠陥が発生し、鋳物製品の品質を著
しく損う問題があった。そのため、従来は消失型と中子
とを同時に使用した鋳造方法は、実用化が極めて困難で
あるとされていた。

なお、上記した中子は、溶湯を注潔し、一定の時間を経
過して、溶湯が固化した段階で、熱によって徐々に、中
子を構成していた粘結材の結合が解除され、鋳物製品を
鋳型砂から取出した状態では、中子はバラバラの粒子状
の砂に崩壊し、鋳物製品の中空部等から中子を構成して
いた砂を、容易に取出せるようになっている。そして、
このように中子がバラバラの粒子状に結合解除された状
態であれば、気化ガスを通過させることもできるが、従
来の鋳造方法では、中子が解体した段階では、溶湯の固
化が終了しており、ガス溜りによる欠陥が形成されてし
まっているので、その後に気化ガスを通過させても、鋳
物欠陥の防止には効果がなく、無駄である。

〈目的〉 そこで、この発明の目的としては、上記従来技術の問題
点を解消し、消失型から発生する気化ガスの発散を確実
に行え、鋳物製品にガス溜りによる欠陥を生じさせず、
仕上り品質を向上させて、中子と消失型とを同時に使用
することを、可能にできる鋳造方法を開発することにあ
る。

〈構成〉 そして、上記目的を達成するための方法としては、詩聖
砂を粘結材で結合して成形された中子と、熱によって消
失する消失型とからなる、中子付消失型を使用して、消
失型の形状に対応する鋳造製品を製造する方法において
、注湧時に、溶湯が固化Ｊ′る前に、溶湯の熱によって
中子の結合を解除させることを特徴としている。

〈実施例〉 次いで、この発明の実施例について、図を参照しながら
以下に説明する。

第１図には、この発明方法に使用づ°る中子付消失型を
示しており１図示した実施例では、第６図に承りような
中２筒状の鋳造製品（Ｃ）を製造するための消失型につ
いて説明する。

（１）は消失型であり、発泡ポリスチレン等の熱可塑性
樹脂の発泡体から成形製造されたものである。

また、（２）は中子であり、鋳型砂に適宜粘結材を配合
して、結合一体化させて、所定の中子形状を構成したも
のである。そして、消失型（１）と中子（２）とは、一
体に連結された状態になっている。

具体的な中子（２）との形状としては、図の場合、中空
筒状をなす消失型（１）の中心部に、中子（２）の軸部
（２０）が挿通され、消失型（１）の両端には、中子（
２）の円板状をなすフランジ部（２１）が当接している
。

従って、消失型（１）としては、筒状の外周面を除いた
、側端面および内面を、中子（２）と接触していること
になる。なお、中子（２）のうち、一端のフランジ部（
２１）から軸部（２０）の中心を通って途中まで、空洞
部（２２）が形成してあり、中子（２）の軸部（２０）
における肉厚が、一定の制限値以上に厚くなり過ぎない
ようにしている。さらに、中子（２）のフランジ部（２
１）の外周には、段部（２３）が形成しであるが、これ
は後述する消失型（１）の成形製造時に使用されるもの
である。

以上のような、中子（２付消失型（１）を使用して鋳造
を行うが、まず第２図に示すように、消失型（１）と同
様の発泡体からなる湯道部材（３）を、消失型（１）と
別個に成形製造して、消失型（１）の一部に取付【プて
おく。

次に、第３図および第４図に示すように、湯道部材（３
）を取付けた消失型（１）および中子（２）を、鋳型砂
（４）の中に埋め込む。そして、湯道部材（３）の上端
は鋳型砂（４）の表面に露出させ、ここに湯口（５）を
設けておく。なお、中子（２）のうち、軸部（２０）の
中心を通る空洞部（２２）にも、鋳型砂（４）を充填し
ておく。

次に、鋳型砂（４）の表面の湯口（５）から、溶融金属
、叩ち溶湯を注ぎ込むと、発泡体からなる湯道部材（３
）が溶融消失して、湯道が形成され、消失型（１）に溶
湯が注湯される。そして、第５図に示すように、消失型
（１）が溶融消失して、溶湯に置き換えられる口とによ
って、所定の鋳物製品（Ｃ）が鋳造される。

なお、Ｉｍを注湯することによって、消失型（１）が溶
融消失すると同時に、ＣＯ□ガスやＣＯガス等の気化ガ
スが発生するので、気化ガスを鋳型砂（４）の外部に弁
数ざぜなりればならない。そして、図示した実施例の場
合には、消失型（１）のうち、筒状の外周面は直接鋳型
砂（４）に接触しているので、気化ガスの光敗は可能で
あるが、消失型（２）の両側端Ｊ３よび内面については
、中子（２）と接触しているので、そのままでは気化ガ
スのｙｔ散は不可能である。

そこで、この発明の場合には、中子（２）が溶湯によっ
て加熱されることによって、中子（２）を成形粘合して
いた粘結材の結合が急速に解除され、中子（２１をバラ
バラの粒子状態の砂に戻す。そして、結合が解除された
中子（２）には、砂の粒子間に通気空間が形成されるの
で、前記した気化ガスは容易に通過できることになり、
消失型（１）から発生した気化ガスを、中子（２）に接
触１ｙる部分からも、鋳型砂（４）の外部へ、と、迅速
かつ有効に発散させることができる。

なお、中子（２）の結合が解除された状態では、中子（
２）の形状維持性が低下し、中子（２）のうち肉厚が分
厚い個所では、中子（′２Ｊの形状、即ち消失型（１）
の形状維持が果せなくなる。そして、この段階では溶湯
は完全には固化されていないので、鋳物製品（Ｃ）の形
状が崩れてしまう心配がある。そこで、図示した実施例
では、中子（２１のうち、肉厚の分厚い軸部（２０）に
空洞部（２２）を形成して、肉厚を減じ、中子（２）全
体の肉厚が一定値以上にならないように制限しており、
この空洞部（２２）には鋳型砂（４）を充填して、中子
（２１を補強して、中子（２１の形状保持を果し、中子
（２）の形状が崩れて、鋳物製品（Ｃ）の仕上りが悪化
するのを防いでいる。

以上のようにして、鋳造作業が終れば、鋳型砂（４）か
ら鋳造製品（Ｃ）を取出し、湯道に残った不要な博物部
分を除去すれば、第６図に示すような、中空筒状の鋳物
製品（Ｃ）が完成する。なお、鋳物製品（Ｃ）の中空部
に存在した中子（２）は、完全に崩壊しているので、容
易に取出し除去することができる。

以辷に説明した、この弁明の鋳造方法のうち、消失型（
１）としては、発泡ポリスチレンのほか、ポリエチレン
、ポリプロピレン、その他、注湯時の加熱によって消失
可能な、各梯合成樹脂からなる発泡体が使用でき、さら
に従来のロストフオーム法、フルモールド法に使用され
ていた、消失型用各種材料を使用することもできる。

また、中子（２）としては、通常のｖｉ造方法に使用さ
れている、鋳型砂と粘結材とから形成されたものが使用
できるが、特に鋳造作業で、溶湯を注湯したときに、溶
湯が固化する曲に中子（２）の結合が解除する、１ｍ壊
性の良好な材料から製造されたものを使用する。

即ち、使用する溶湯の注湯温度よりも低い温度で、容易
かつ迅速に、中子（２）の結合を解除させるには、粘結
材の結合解除温度が、注湯温度に比べて低く、また崩壊
性を示す圧縮残留強さが小さなものが好適である。

具体的な中子（２）を構成でる鋳型砂および粘結Ｉとし
ては、鋳造に使用する鋳物金属の材１ｚ、注湯温度によ
って、適宜材質のものを選択して使用する。

次に、上記した消失型（１）と中子（２）とを、一体化
して鋳造に使用するには、消失型（２）と中子（２）を
別個に成形した後、接着等の手段で接合一体化する方法
のほか、第７図に示すように、消失型（１）を発泡成形
するのと同時に、予め製造された中子（２）と一体化さ
せる方法がある。

即ち、発泡成形用の成形型（６）に、予め製造した中子
（２）をセットし、中子（２）のフランジ部（２１）と
成形型の型面とで構成される型窩（７）内に、発泡性熱
可塑性樹脂粒子を充填し、通常の発泡成形を行って、発
泡体製の消失型（１）を成形すると同時に、消失型（１
）と中子（２）とを一体接合するのである。この方法に
よれば、別個に製造した消失型（１）と中子［２１とを
接着接合するのに比べて、手間がかからず、非常に能率
的に製造できると同時に、消失型（１）と中子（２）と
の組合せ位置も正確で、両者の一体性も優れたものにな
り、極めて好適な方法である。なお、上記製造方法の詳
細については、本件出願人が先に特許出願した、特願昭
６０−２６３１１６号に、詳しく説明している。

そして、前記した実施例で説明した中子（２）および消
失型（１１の構造は、上記方法によって製造するのに好
適な形状に形成されてあり、即ち中子（２）の両端のフ
ランジ部（２１）が、消失型（１）を成形するための型
窩の一部を構成し、フランジ部（２１）の外周の段部（
２３）が、中子（２）を成形型に配置するときの、位置
決め用に使用される。但し、フランジ部（２１）は、上
記した消失型（１）の成形の為だ【ブでなく、中子（２
Ｊと一体に製造された消失型（１）を輸送保管する際に
、消失型（１）の側面を保護するためにも有効である。

但し、消失型（１）および中子（２）の形状や構造は、
鋳造する鋳物製品（Ｃ）の形状によって自由に変更でき
、図示した中空筒状の鋳物製品（Ｃ）のほか、適宜凹凸
あるいは中空形状を有する鋳物製品にも適用でき、凹凸
や中空部の形状によって、消失型（１）に組合せる中子
（２の形状を適当に設定すればよい。

なお、中子（２）については、前記した崩壊後の形状維
持のために、中子（２）全体の肉厚を、一定の値以下に
形成しておくことが必要である。従って、肉厚が分厚く
なる個所では、図示した実施例のような空洞部（２２）
や適宜凹陥部等を形成して、中子（２）の肉厚を制限し
ておく。但し、中子（２１自体の肉厚が薄ければ、特に
空洞部（２２）等を形成する必要はない。そして、上記
空洞部（２２）等は、鋳型性（４）に哩め込んだときに
、空洞部（２２）等の内部に鋳型性（４）が充填されて
、鋳型性］４）で中子（ａを補強でさるように、空洞部
（２２）等が中子（２１の外面に通じている必要がある
。なお、上記した中子（２）の肉厚の制限値としては、
中子（２）の構造によっても違うが、通常３〜５ｕ程度
以下に設定しておｔプばよい。

次に、中子（２）と一体化された消失型（１）を、鋳型
性（４）に埋設して行う鋳造作業については、通常の消
失型を使用する鋳造方法と全く同様に行え、細部につい
ては、前記した実施例の作業工程以外にも、適宜変更可
能である。

そして、鋳造に使用する鋳物金属としては、通常の鋳物
と同様に、鋳鉄、アルミ、その他の鋳物金属が使用でき
、この漬物金属の材質によって、鋳物渇の注湯温度が変
るので、中子（２）を構成する鋳型性や粘結材の材質を
、適宜選定する必要がある。

〈効果〉 以上のごとく構成された、この発明の鋳造方法によれば
、消失型（１）と一体化して、鋳型性（４）に埋設する
中子（２）として、粘結材の結合解除温度が低く崩壊性
の良好なものを使用し、注湯後に鋳物潴が固化する前に
、溶湯の熱によって中子（２）が、バラバラの粒子状に
解体して、気化ガスの逃げ道となる空間を形成し、消失
型（１）の消失によって発生した気化ガスを、迅速に通
過させることができるのであり、気化ガスを鋳型性（４
）の外部に、能率良く発散させることができることにな
る。

従って、従来の中子付消失型（１）の問題点であった、
気化ガスの発散不良で生じた、ガス溜りによる、鋳物果
のや鋳肌の荒れ等の欠陥の発生を完全に解消でき、中子
付消失型（１）を使用覆る鋳造方法の仕上り品質を極め
て向上させることができ、鋳物製品（Ｃ）の品質安定お
よび商品価値の向上に、極めて大きな貢献をできるもの
である。

しかも、鋳造作業自体は、従来の鋳造方法と金く同様の
工程で行えるので、作業能率が低下したり、作業時間や
作業工程が増加する心配もなく、製造コストも変らず、
経済性にも優れた方法である。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示すものであり、第１図は中子
付消失型の断面図、第２図は湯道部材を取付けた状態の
斜視図、第３図は鋳型砂に配置した状態の断面図、第４
図は前回と直交する方向の断面図、第５図は鋳造状態の
断面図、第６図は製造された鋳物製品の一部切欠正面図
、第７図は中子付消失型の製造方法の一例を示す断面図
である。 （１）・・・・・・消失型、（２）・・・・・・中子、
（２２）・・・・・・空洞部、（４）・・・・・・鋳型
砂、（Ｃ）・・・・・・鋳物製品。 第１図 第３図 第４図　パ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋳型砂を粘結材で結合して成形された 中子と、熱によつて消失する消失型とか らなる、中子付消失型を使用して、消失 型の形状に対応する鋳造製品を製造する 方法において、注湯時に、溶湯が固化す る前に、溶湯の熱によつて中子の結合を 解除させることを特徴とする中子付消失 型による鋳造方法。 ２、中子のうち、肉厚部分に空洞部を形成 して、中子の肉厚を一定値以下に制限し、 鋳造時には、上記空洞部に鋳型砂を充填 しておく上記特許請求の範囲第１項記載 の中子付消失型による鋳造方法。 ３、消失型として、熱可塑性樹脂の発泡体 にて形成されたものを使用する上記特許 請求の範囲第１項記載の中子付消失型に よる鋳造方法。