JPS6268651A

JPS6268651A - 精密鋳造法

Info

Publication number: JPS6268651A
Application number: JP20795685A
Authority: JP
Inventors: Yasumasa Nagasaka; 長坂　康正
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1985-09-20
Filing date: 1985-09-20
Publication date: 1987-03-28

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】産業上の利用分野これらの発明は、例えばプラスティック成形の際に用い
られる亜鉛合金製などの金型を製造するための精密鋳造
法に関するものでおる。

従来の技術従来、プラスティック成形に用いられる亜鉛合金製など
の金形の製造には、ショウプロセスやセラミック鋳造法
が用いられている。

ショウプロセスによりこの金形を製造する際の工程を第
３図の概略図を用いて説明するわまず第一に製品と相似
形の模型１０を製造する。

次に、この模型１０を定盤１１上に載置する。模型１０
の側面を金枠１２で囲み、模型１０の表面にウレタンゴ
ム１３を張設し、その上に砂１４を充填する。この砂１
４は例えば、ＣＯ２を吹き込み硬化させるＣＯ２プロセ
スなどにより固められる。次いで、充填された砂１４を
貫通して前記ウレタンゴム１３の表面に達するスラリー
流し込み孔１５を形成し、全体を上下方向に反転させ、
下面に第２の定盤１６を当接させる。この状態で第一の
定盤１１と模型１０とを取り外し、これからウレタンゴ
ム１３を除去した後に再度第一の定盤１１と模型１０と
を取り付ける。このようにウレタンゴム１３の除去によ
り空隙を形成させるのは、後に流し込むショウスラリー
は高価であり、その流し込み量を少なくするためでめる
。次に全体を反転させて第一の定盤１１および模型１０
を取り外しゲル化した鋳型１７を強い炎で表面から急熱
して硬化させ、型亜鉛合金などの金属溶湯を鋳込んで金
型１８を製造する。

ところで、このようなショウプロセスで製造される鋳型
は強度が低いうえに表面荒さが大でおるので、最終的な
プラスティック成形品にリブやボスなどを設ける場合に
は、そのための鋳型への造り込みが困難であり、金形製
造後にこの金形に新ためて放電力ロエや供械加工を施し
て、リブやボスなどの形成に備えなければならなかった
。このような不都合を解消するために、最近では、ショ
ウプロセスに変え、セラミック鋳造法の採用が図られて
いる。この鋳造法の工程を第４図の概略図に基づいて説
明する。

第一に金形の主形状に対して相似形のマスター模型２０
を製造し、この形状を反転させて石膏模型２１を形成す
る。この石膏模型２１の内面にシートワックス２２を張
設して形状の補正を行ない、ざらに、例えばリブ２３を
造り込む。この６看模型２１にシリコンゴムを注入して
形状を反転、すなわち転写させて、シリコンゴム模型２
４を形成する。

次いでこのシリコンゴム模型２４の形状を反転させるた
めに鋳枠などを当てて、セラミック用スラリーをシリコ
ンゴム模型２４内に注入し、焼成して硬化させセラミッ
ク模型２５を形成し、この模型２５に金属溶湯を注入し
て金形２６を製造する。この鋳造法では、リブヤボスを
造り込み、これらの精密部位を反転させる際に破壊され
ないように、その工程にシリコンゴム模型の成形工程を
介在させたものである。

発明が解決しようとする問題点ところで前）ホのようにショウプロセスはりブやボスな
どが設けられているプラスチック成形体を最終的に成形
するための鋳型としては不向きでおるのみならず、鋳型
製造までの工程が多く作業効率が良好でないという問題
点がおる。

また、リブヤボスなどの＠凹部位の造り込みを可能とし
たセラミック鋳造法においてもシリコンゴムによる転写
などにより＠凹部位の造り込みの位置決め精度は良好で
はなく、またセラミック鋳型は欠は易いためその取り扱
いに注意が必要である。しかも相当の注意を払っても鋳
型の欠損などの問題がしばしば起るため、金形製造後の
補修工程は必須でおる。このようにセラミック鋳造法で
はその鋳型の取り扱いや補修工程のために作業効率を低
下させやすいのみならず、セラミック鋳造法自体が本質
的に多工程でおるため、作業効率が良好ではないという
問題点がおる。

これらの発明は上記問題点を解決することを基本的な目
的とし、精密部位の造り込みを容易かつ正確に行ない、
しかも取り扱いが容易である上に鋳型製造のための作業
効率が良好である精密鋳造法を提供するものでおる。

問題点を解決するための手段すなわち、これらの発明の第一は、無機質繊維を石膏粉
末と共に水で混練した後、乾燥硬化させて鋳型材料を製
造し、この鋳型材料を所望形状に加工して鋳型を形成し
、この鋳型内に金Ｒ溶湯を鋳込むことを特徴とする。

第二の発明は、無機質繊維と固体潤滑性材料とを石膏粉
末と共に水で混練した後、乾燥硬化させて鋳型材料を製
造し、この鋳型材料を所望形状に加工して鋳型を形成し
、この鋳型内に金属溶湯を鋳込むことを特徴とする。

作　　用これらの第一の発明によれば、５青を基材としてこの基
材に無機質繊維が分散されるので、鋳型材料としての強
度を高め、精密部位などの欠損を防ぎ、後の所望形状へ
の加工において切削刃によるアップカットなどによるチ
ッピングを防いで切削加工を容易にし、形成が容易でし
かも形状寸法に優れた鋳型を得ることができるので作業
効率の優れた精密鋳造を行なうことができる。

また第二の発明によれば、石膏を基材としてこの基材に
無機質繊維と共に固体潤滑性材料か分散されるので上記
効果と共に鋳型材料の切削性が大幅に向上され、加工時
の作業をより容易にする。

発明実施のための具体的な説明第一の発明に用いる無機質繊維としては、炭素繊維、黒
鉛繊維、ガラス繊維などを用いることが可能でおり、ざ
らには、合金鋼などの金属繊維を用いることも可能で市
る。

この無機質繊維の形状としては、直径が０．５ｕｍ〜２
５３−１ｍ、長さが０．１ｍ〜３０ｍのものを用い、そ
の含有量か重量％で３〜４０％であるのが望ましい。各
範囲未満であると、強度向上の効果は不十分でおり、範
囲を越えると切削性に悪影響を及ぼすためである。しか
し、その範囲については、無機質繊維の材質にも影響さ
れるものであり、必ずしも上記範囲に限定されるもので
はい。

なあ、無敗ＮＦ３維として黒鉛繊維を用いれば、切削性
が向上する。

また、第二の発明に用いられる無機質繊維の形状および
含有量は第一の発明と同様にすることができる。第二の
発明で、無機質繊維と共に分散される固体潤滑性材料と
しては、黒鉛粉末などを用いることができる。この例え
ば黒鉛粉末の形状としては、粒径１．ＬＪｍ〜１０００
．ｕｍ、含有量としては重量％でＯを越え５０％以下で
あるのが望ましい。

その範囲を越えると石膏との接合性が不良となり、脆く
なったり、切削性が低下したり、ざらには表面肌の形状
が荒れやすい。ただし、黒鉛粉末の形状および含有量は
上記範囲に限定されるものではなく、固体潤滑性材料の
材質などにより変更されうるちのでおる。

次に第二の発明における鋳型材料の製造工程の一例を説
明すると、無機質繊維と固体潤滑性材料と石膏粉末とに
水を加え、混練し、木枠の中に気泡が混入しないように
して注ぎ込み、自然乾燥を行なった後に木枠を取り外し
、乾燥炉に搬入して強制乾燥を施す。

その後下部に冷却して鋳型材料に供する。

なお、第一の発明についても、固体潤滑性材料を混合さ
せずに真空ニーダ−に収容し、前記第二の発明と同様に
して鋳型材料を製造することかできる。

このようにして製造ざ机た鋳型材料はその後の溶湯金属
の鋳込みにより得られる鋳造品の形状に沿うように力Ｕ
工される。ところで、最近では、コンピュタ−グラフィ
ックスを利用したＣＡＤによる製品設計により作業効率
が（へめで向上してあり、このＣＡＤにおけるデータを
利用して金型用鋳型材料の縮みしるなどを考慮した上で
、ＮＣ加工用のデータを作成し、このデータに基づいて
前記鋳型材料に）＼Ｃ力０工を施すことが可能でおる。

この発明による鋳型材料は前述のように切削制か浸れて
いるとともに、充分な強度を何しているので１ノブやボ
スなどの精密部位ヤシャープなエツジ部も精度よく形成
させることかでき、その形状保持強度にも浸れている。

このような鋳型材料とＮＣ加工との組み合わせによりそ
の加工作業の効率は飛躍的に向上する。このようにして
製造された鋳型に溶湯金属を注ぎ込み鋳造品を製造する
。

実施例以下に、これらの発明のうち第二の発明の一実施例を第
１図に基づいて説明する。

直径１８ρｍ、長さ０．７０馴の炭崇繊維５．９ｗｔ％
と粒径０２．〜０．５．ｔｗの黒ｆｆ１ｌ末１７．６ｗ
ｔ％と石膏７６．５〜ｖｔ％に水を当量（３４重量部）
加え、例えば真空ニーダ−１内に収容し、真空ポンプ２
で脱気しながら、減速モーター３で攪拌しながら混練し
、木枠の中に気泡か混入しないようにして注ぎ込み、自
然乾燥を２４時間行なった後に木枠を取り外し、乾燥炉
に搬入して２００°Ｃて２４時間の強制乾燥を施し、そ
の後下部に冷去りして鋳型材料４を製造する。この鋳型
材料４は所望のプラスティック成形体を得るようにＮＣ
力ロエ凄５で加工される。

この実施例のＮＣ加工条件は刃具として直径５０　、ａ
ｒｎのスクエアエンドミルを用い、送りを６００！ｒＲ
Ｚ分、切り込みを１５醋とした。

ＮＣ加工が施された鋳型材料４はさらに強制ｔ２燥炉に
搬入され、２００　’Ｃで１２時間、４２０’Ｃで１２
時間の強制乾燥かなされる。この屹燥済みの鋳型材料４
を金枠て囲み４２０”Ｃの型亜鉛合金からなる金属溶湯
を流しこむ。この溶湯の冷却をおこなった後、歪取りを
行なって、第２図（Ｂ）に示すように加工別６て機械加
工、仕上げ加工、組み付けを行ない、この加工後の鋳型
４を金枠４ａて囲み型亜鉛合金からなる溶湯を注いで、
金型の製造を完了する。この金型に例えば射出成形器か
ら成形材を注入して射出成形体を得る。

このように本発明の精子鋳造法を採用してプラスティッ
ク成形用の金型を製造すれば、その重要な工程はＮＣ力
■エデータ作成、＠型のＮＣ加工、乾燥、溶湯いこみ、
機械加工のみとなり、溶湯の鋳込みまでの工程を従来の
ショウプロセスおよびセラミック鋳造法と比較すると約
半分の工程で済み、その金型の製作期間もほぼ１／２と
なり、製造コストも１／２以下に低減される。

なあ、この実施例はプラスティック成形用の金型製造に
適用されるのみならず、ゴムやガラス成形用の金型の製
造に応用することが可能でおり、直接鋳造品を製造する
際にも応用することができる。

この夾に例は第二の発明に関するものでおるが第一の発
明についても同様に説明される。唯し、鋳型材料の切削
性という観点では第二の発明がより良好であり、加工時
にあける作業効率は第二の発明が良好である。

発明の効果以上の説明から明らかなように、これらの発明によれば
、無機質繊維が６壽に分散され、強度および、切削性に
優れた鋳型材料を１蝉ることかでざるので、この鋳型材
料を所望の形状に用意かつ正確に架溝することができ、
精密部位の造り込みも正確かつ容易に行なうことができ
る。そのため鋳造品の製造を安価でかつ効率よく行なう
ことができる。

なお、第二の発明によれば、前記効果において鋳型材料
の切削性か大幅に向上するので、所望形状への加工がよ
り容易かつ正確に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第二の発明の鋳型材料の製造法の一例を示す概
略図、第２図は第二の発明の実施例の鋳型材料を用いて
金型の製造工程を示す概略図であり、（Ａ＞は鋳型材料
のＮＣ加工の際の概略図、（Ｂ）は？Ａ機械加工の際の
概略図、（Ｃ）は鋳型に金属溶湯を注入する際の概略図
、第３図は従来のショウプロセスによる鋳型の製造工程
の概略図、第４図は従来のセラミック鋳造法による鋳型
の製造］工程の概略図である。４・・・鋳型材料

Claims

【特許請求の範囲】

（１）無機質繊維を石膏粉末と共に水で混練した後、乾
燥硬化させて鋳型材料を製造し、この鋳型材料を所望形
状に加工して鋳型を形成し、この鋳型内に金属溶湯を鋳
込むことを特徴とする精密鋳造法。
（２）無機質繊維と固体潤滑性材料とを石膏粉末と共に
水で混練した後、乾燥硬化させて鋳型材料を製造し、こ
の鋳型材料を所望形状に加工して鋳型を形成し、この鋳
型内に金属溶湯を鋳込むことを特徴とする精密鋳造法。