JPS63104747A - 消失模型を用いた減圧鋳造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固体二酸化炭素から成る消失模型を用いた減
圧鋳造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

減圧構造を有する鋳枠を用い、粘結材を含まない乾燥砂
よりなる鋳型の中に、発泡樹脂よりなる消失性模型を埋
設させて、少なくとも注湯から凝固までの間鋳枠を減圧
する減圧鋳造法は既に提案されている。

また、このような発泡樹脂より成る型を用いた減圧鋳造
において、かつ湯に対し消失しない砂を混入した水溶性
樹脂膜で消失性模型の表面をコーティングする減圧鋳造
法が提案されており、例えば特開昭６０−２３４７３６
号の公報にも示されている。

特開昭６０−２３４７３６号の場合、消失模型の表面に
砂を混入した水溶性樹脂をコーティングすることは乾燥
や造型注湯の際に、コーティング層と乾燥砂との間の発
生ガスの圧力勾配が小さく、従って強固に鋳型を保持す
ることができない欠点があり、「すくわれ」やずいと言
える。

また、従来の消失性模型を使用すれば鋳造時にガスが発
生し、当然このガスに起因する鋳造欠陥発生の問題があ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は型砂層表面の鋳型強度を大きくし、従来の乾燥
砂の鋳造法の問題点を解消すべくなされたものである。

すなわち鋳型表面をフィルムで成型しないで、その代り
に強固なシェル層を形成させるものであり、これによっ
て次のことを実現しようとするものである。

１）模型を溶湯で置き換える必要性がない。

２）鋳造時にガス等有害物質の発生を解消し、加炭を防
止する。

３）乾燥砂に匹敵する性質の鋳型と充填性のよい鋳型を
得る。

４）薄肉化することを可俺としこの場合寸法が変化する
のを防止する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、固体二酸化炭素から成る消失模型の表面を低
粘結材エマルジョンを添加した砂で覆い、その外側に乾
燥砂を充填し、該模型を気化消失させて空所を形成し、
前記空所に溶湯を注入完了するまでの間連続的に減圧し
て鋳造を行うことを特徴とする。

また本発明の好ましい実施態様として、低粘結材エマル
ジョン砂に２ＣａＯ・ＳｉＯ２を含む組成のパウダーを
添加した砂で消失模型の表面を覆うとさらに高強度の鋳
型を得ることができる。

（作用〕 以下本発明をさらに詳細に説明する。

本発明は従来の消失性発泡樹脂模型と違って、固体二酸
化炭素から成る消失模型を使って、減圧鋳造法において
低粘結エマルジョンを添加した砂で前記消失模型の表面
全面を覆い、その外側に乾燥砂を充填したことにある。

すなわち性状の異なる２層の砂で鋳型を作り、減圧硬化
する方法である。模型の周囲に強固なシェル層を形成す
ることにより、模型表面にフィルム成型しなくても空洞
化した強固な鋳型を得ることができる。

第１図は本発明に使用される減圧鋳造方案を示した断面
図である。減圧構造をもつ鋳枠１の中で低粘結材エマル
ジョン砂２と粘結材を含まない乾燥砂３よりなる鋳型か
ら構成されたものに、固体二酸化炭素よりなる消失模型
４を埋設させ、前記鋳枠１に接して設けられかつ真空ポ
ンプ等に接続されたジャケット５を介して、造型から注
湯ないし凝固までの間鋳枠ｌ内を減圧し、鋳型内の砂粒
子２．３の崩潰を防止するものである。なお図中６は湯
道を示す、７は上型フィルムを示す、また減圧の際の吸
引孔を８に示す、この鋳造法によれば、従来の消失性発
泡樹脂模型と違って熱分解ガスおよび残渣の発生はなく
、そのため型砂層への浸透も起こらずこれに起因する湯
じわ、肌荒れ等の欠陥の発生を防止することができる。

本発明は消失性模型である固体二酸化炭素の表面に低粘
結材エマルジョンの砂を覆いその外に乾燥砂を充填して
硬化造型するのに鑑みてなされたもので、特開昭６０−
２３４７３６の消失性模型鋳造法に優るものが多くある
。

固体二酸化炭素から成る模型は大気圧のもとでは昇華温
度が−７８，５℃でこれ以下の温度では固体化しており
、それ以上では昇華すなわち気化する。鋳型で造型する
にしても素速く充填すれば模型の変形は起こらない。

なお、低粘結材エマルジョン砂２というのは、有機溶剤
例えばキシレン、シンナー、酢酸エチルといった溶剤に
酢酸ビニールまたは発泡ポリスチレン樹脂等を溶かし、
これに水ガラスを混合攪拌することによってエマルジョ
ンを作り、これを砂に混合して鋳型とするものである。

配合例を示すと、ポリメチ１フ１０〜２５重量％、有機
溶剤２５〜５０重量％、水ガラス２５〜６５重量％を混
合したエマルジョンを、鋳物砂へ２〜４重量％配合した
ものを使用する。これを昇華性消失模型４の表面に均一
厚さに被覆し減圧することによってシェル層が形成され
る。すなわち模型自体が固体二酸化炭素であり、減圧す
ることによってエマルジョンの混合砂はガス型の場合と
同様に水ガラスのゲル化およびＮａ２ＣＯ３・１０Ｈ２
０生成による脱水反応によって遊離水がなくなり、それ
と同時にＣｏ２を吸引することによってポリスチレンを
溶かした有機溶剤は気化しポリスチレンの溶液の粘度が
高まり、急速に硬化する。そのためこの部分は高強度の
鋳型が形成される。

また上述のエマルジョンの外にＦ　ｅ−Ｃｒ。

Ｍｇスラグまたはコレマナイト等の２ＣａＯｅＳｉ０２
を含む組成のパウダーを１．０〜３．０重量％添加した
砂で昇華性消失模型の表面に覆うことによって、消失模
型が昇華完了した以降でも、砂が自硬化し、高強度の鋳
型が得られる利点がある。

減圧鋳造でこのようにエマルジョンを配合した砂の厚み
は適宜に強度をもつ程度のものに決めればよい。

こうして得ら−れた強固な鋳型層に乾燥砂を充填した２
層からなる鋳型は、フィルムでの成型は不要であり、し
かも成型時の破損補修、張り替えと言った問題は全く起
こらない、そのため素人でも容易に造型することができ
、この間の工数の大幅削減が可能である。

〔実施例〕

本発明の実施例について第１図によって説明する。

減圧用鋳型ｌを用い、固体二酸化炭素から成る消失模型
４の表面を低粘結材エマルジョンの砂２で覆い、その外
側に乾燥砂３を充填し、真空ポンプにより、ジャケット
５を減圧し、この状態において鋳鋼の溶湯を注入した。

溶湯は湯道６を経て昇華性消失模型４に達するが、この
場合はすでに模型は昇華し空洞化して鋳型として成形さ
れており、空所４に溶湯が注入溝たされ、この部分が置
換される。そしてこのように注湯開始直前から注湯完了
するまでの間連続して型砂層２．３を減圧状態に保つこ
とにより溶湯に接する型砂層２の表面はエマルジョンま
たは２ＣａＯ＊５ｆ０２等の添加によって硬化された鋳
型になっている。

第２図は鋳型の抗圧力を示したものでＡ曲線はキシレン
溶剤でエマルジョンにした砂を減圧吸引した場合、８曲
線はシンナー溶剤でエマルジョン酸にしたものを減圧吸
引した後の鋳型強度を示す、この場合、発泡ポリスチレ
ン２５％にキシレンおよびシンナー溶液各々５０％の配
合に溶かしこれに水ガラス２５％添加しエマルジョン酸
にした。

また第３図は第２図のキシレンまたはシンナーでエマル
ジョン化した砂の中へ２ＣａＯ・ＳｉＯ２　　（Ｆｅ−
Ｃｒスラグ）組成パウダーを１．０％添加したものを用
いて吸引硬化した場合を示したものである。Ｃ曲線は第
２図のＡ曲線に対応しキシレン溶剤を用いた砂を減圧吸
引した場合、０曲線は第２図の８曲線に対応し、シンナ
ーを用いたエマルジョン酸を減圧吸引した後の抗圧力を
示す。

これらの鋳型を用い、鋳造を１６００℃で行ったが、固
体二酸化炭素の昇華後の鋳型水分は無く、しかも鋳型周
囲がシェル化しており減圧しても砂かみ、型くずれ等の
欠陥およびピンホール等のガス欠陥もなく、よい鋳肌の
鋳物を得ることができた。

〔発明の効果〕

固体二酸化炭素の模型を使った減圧鋳造は従来の減圧鋳
造法と違って模型即ち鋳型の表面をフィルムで成型しな
くても硬化し固まる。これは固体二酸化炭素の模型表面
をエマルジョン酸で覆って吸引することによって溶剤が
気化し、しかも模型は固体二酸化炭素が昇華する際に二
酸化炭素を発生し、エマルジョン中に含まれている砂と
反応し、硬化を助長するため従来の減圧鋳造鋳型より高
強度の鋳型が得られる。

また減圧鋳型と同様高精度の鋳造ができ、しかも技術的
にも簡単であり、造型工数の大幅削減が可能で素人でも
できる利点がある。

またＶプロセス鋳造と同じように水分介在物等による欠
陥も起きない美麗な鋳物を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における鋳造方案を示す鋳型断
面図、第２図はエマルジョン酸の減圧時間と鋳型抗圧力
の関係を示すグラフ、第３図はエマルジョンに２ＣａＯ
・ＳｉＯ２を添加した砂の減圧時間と鋳型抗圧力との関
係を示すグラフである。 ｌ・・・減圧用鋳枠 ２・・・エマルジョン砂 ３・・・乾燥砂 ４・・・固体二醸化炭素消失模型 ５・・・ジャケット ６・・・湯道 ７・・・フィルム ８・・・吸引孔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　固体二酸化炭素から成る消失模型の表面を低粘結材
   エマルジョンを添加した砂で覆い、その外側に乾燥砂を
   充填し、該模型を気化消失させて空所を形成し、前記空
   所に溶湯を注入完了するまでの間連続的に減圧して鋳造
   を行うことを特徴とする消失模型を用いた減圧鋳造方法
   。 ２　低粘結材エマルジョンを添加した砂に２ＣａＯ・Ｓ
   ｉＯ＿２を含む組成のパウダーを添加した砂で消失模型
   の表面を覆うことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の消失模型を用いた減圧鋳造方法。