JPS63144842A - 精密鋳造用鋳型 - Google Patents
精密鋳造用鋳型Info
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- JPS63144842A JPS63144842A JP28976086A JP28976086A JPS63144842A JP S63144842 A JPS63144842 A JP S63144842A JP 28976086 A JP28976086 A JP 28976086A JP 28976086 A JP28976086 A JP 28976086A JP S63144842 A JPS63144842 A JP S63144842A
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Landscapes
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (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。
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、セラミック鋳型に関し、特に鋳鉄、鋳鋼等の
高融点材の中〜大型鋳物を寸法精度よく製造するのに好
適な精密鋳造用鋳型に関するものである。
高融点材の中〜大型鋳物を寸法精度よく製造するのに好
適な精密鋳造用鋳型に関するものである。
（従来の技術）
中〜大型の精密鋳物を製造するための鋳型構造としては
、第４図にそのカットモデルを示すような、鋳型表面の
セラミックシェル層（以後フェイシングと称する）とバ
ックアップ鋳型（以後バッキングと称する）とからなる
二重構造セラミック鋳型が例えば、特公昭３５−１４５
１４号公報において開示されている。このバッキングの
材質としては、骨材にシャモットサンド、バインダーと
して水ガラスを使用するのが一般的である。
、第４図にそのカットモデルを示すような、鋳型表面の
セラミックシェル層（以後フェイシングと称する）とバ
ックアップ鋳型（以後バッキングと称する）とからなる
二重構造セラミック鋳型が例えば、特公昭３５−１４５
１４号公報において開示されている。このバッキングの
材質としては、骨材にシャモットサンド、バインダーと
して水ガラスを使用するのが一般的である。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながらこの場合、特に肉厚品において鋳造時の溶
湯の自重及び熱影響を受けやすい部分では、第５図に鋳
物のカットモデルを示すような変形（以後せり出し変形
と称する）が発生する欠点があった。
湯の自重及び熱影響を受けやすい部分では、第５図に鋳
物のカットモデルを示すような変形（以後せり出し変形
と称する）が発生する欠点があった。
このせり出し変形は、水ガラスが５５０〜６００℃の温
度にて軟化することが要因となっており、この意味で高
温強度の大きいバインダーをバッキングに用いれば、せ
り出し変形は防止できるものである。しかしながら、バ
ッキングに高温強度の大きいバインダーを用いた場合、
鋳造時凝固完了後の鋳物の収縮力とくそれに対する鋳型
の強度とのバランスから鋳物が鋳型を拘束するような第
４図に示す形状においては、第６図（ａ） 、 （ｂ）
にそのカッドモデル及び底面図を示すような変形（以後
タイコ変形と称する）が著しくなるという欠点があった
。
度にて軟化することが要因となっており、この意味で高
温強度の大きいバインダーをバッキングに用いれば、せ
り出し変形は防止できるものである。しかしながら、バ
ッキングに高温強度の大きいバインダーを用いた場合、
鋳造時凝固完了後の鋳物の収縮力とくそれに対する鋳型
の強度とのバランスから鋳物が鋳型を拘束するような第
４図に示す形状においては、第６図（ａ） 、 （ｂ）
にそのカッドモデル及び底面図を示すような変形（以後
タイコ変形と称する）が著しくなるという欠点があった
。
本発明の目的は、上述した不具合を解消して、特に中〜
大型鋳物の寸法精度を向上することができる精密鋳造用
鋳型を提供しようとするものである。
大型鋳物の寸法精度を向上することができる精密鋳造用
鋳型を提供しようとするものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明の精密鋳造用鋳型は、鋳型表面のセラミックシェ
ル層とバックアップ鋳型とからなるセラミック鋳型にお
いて、鋳造時の溶湯の自重と、凝固後の鋳物の収縮力を
受ける面のセラミックシェル層とバックアップ鋳型との
間に、粘結材としてリン酸系バインダーを用いたセラミ
ック鋳型層を設けたことを特徴とするものである。
ル層とバックアップ鋳型とからなるセラミック鋳型にお
いて、鋳造時の溶湯の自重と、凝固後の鋳物の収縮力を
受ける面のセラミックシェル層とバックアップ鋳型との
間に、粘結材としてリン酸系バインダーを用いたセラミ
ック鋳型層を設けたことを特徴とするものである。
（作 用）
上述した構成において、フエイシングとバッキングの間
に熱間強度が高く、軟化点が１２００″Ｃを越えるリン
酸系バインダーを用いたセラミック鋳型層（以後中間バ
ッキング層と称する）を設けた構造とすることにより、
鋳造時の溶湯圧および、熱影響による鋳物のせり出し変
形を防止することができる。さらに、バッキングのバイ
ンダーとして、水ガラス、有機系バインダー等の高温強
度の大きなものを使用できるため、鋳物のタイコ変形も
最少限にすることができる。
に熱間強度が高く、軟化点が１２００″Ｃを越えるリン
酸系バインダーを用いたセラミック鋳型層（以後中間バ
ッキング層と称する）を設けた構造とすることにより、
鋳造時の溶湯圧および、熱影響による鋳物のせり出し変
形を防止することができる。さらに、バッキングのバイ
ンダーとして、水ガラス、有機系バインダー等の高温強
度の大きなものを使用できるため、鋳物のタイコ変形も
最少限にすることができる。
前述の中間バッキング層の骨材としては、その粒度を８
メツシュ（２．３８ｍｍ）以下、１００メツシュ（０，
１５ｍｍ）以上のものが９０重量％以上を占めるように
する必要がある。
メツシュ（２．３８ｍｍ）以下、１００メツシュ（０，
１５ｍｍ）以上のものが９０重量％以上を占めるように
する必要がある。
ここでこの粒度が粗すぎると、砂粒どうしの充てん性が
低くなり、鋳型強度が不足し、逆に細かすぎると、鋳造
後の溶湯の熱によるリン酸系バインダーのガラス化によ
り、鋳型の残留強度が大となり、型バラクが困難となる
。それに対し、本発明の粒度においては、取扱い上の最
低強度が確保できると共に、厚肉鋳物鋳造時にバインダ
ーのガラス化が起きても、軽度の衝撃により型バラクが
可能である。
低くなり、鋳型強度が不足し、逆に細かすぎると、鋳造
後の溶湯の熱によるリン酸系バインダーのガラス化によ
り、鋳型の残留強度が大となり、型バラクが困難となる
。それに対し、本発明の粒度においては、取扱い上の最
低強度が確保できると共に、厚肉鋳物鋳造時にバインダ
ーのガラス化が起きても、軽度の衝撃により型バラクが
可能である。
尚、この中間バッキング層の骨材の材質としては、耐火
度、熱間での寸法安定性、コストの面からシャモットサ
ンドを用いるのが好ましいが、その他ムライト、ジルコ
ン、オリビン、クロマイト等の一般的に用いられる耐火
性骨材を使用することもできる。
度、熱間での寸法安定性、コストの面からシャモットサ
ンドを用いるのが好ましいが、その他ムライト、ジルコ
ン、オリビン、クロマイト等の一般的に用いられる耐火
性骨材を使用することもできる。
次に、この中間バンキング層の厚みは鋳型全体の大きさ
に応じて変化するが、１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とす
ると好適であり、これは１０ｍｍ未満では、強度的に前
述のせり出しを防止する効果はあまり得られず、逆に２
００ｍｍを越えると前述のタイコ変形が発生し易くなる
ためである。また、この中間バッキング層に用いるリン
酸系バインダーとしては、通常用いられるリン酸アルミ
ニウム、リン酸アンモニウム、リン酸ナトリウムを使用
するのが好ましい。
に応じて変化するが、１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とす
ると好適であり、これは１０ｍｍ未満では、強度的に前
述のせり出しを防止する効果はあまり得られず、逆に２
００ｍｍを越えると前述のタイコ変形が発生し易くなる
ためである。また、この中間バッキング層に用いるリン
酸系バインダーとしては、通常用いられるリン酸アルミ
ニウム、リン酸アンモニウム、リン酸ナトリウムを使用
するのが好ましい。
本発明の精密鋳造用鋳型を造るには、まず、実際の製品
よりも全体に少しずつ大きい形状のバ・７クアソプ用模
型を使用して、本発明の組成よりなる中間ハソキング層
を形成させた後、従来のバ・７クアソプ材により、フエ
イシング流入用の穴を有するバックアップ鋳型を製作す
る。次に、実際の製品と同形状の製品模型をバッファ・
ノブ鋳型中に設置し、バックアップ鋳型と製品模型との
間に、フエイシング流入用の穴を介してアルコール系ス
ラリーとしたフェイシング材を流入する。その後、製品
模型を除去して、フェイシングの表面をガスバーナー等
で一次焼成した後、さらに７００〜１０００℃にて二次
焼成を行なうことにより、本発明のセラミック鋳型を得
ている。
よりも全体に少しずつ大きい形状のバ・７クアソプ用模
型を使用して、本発明の組成よりなる中間ハソキング層
を形成させた後、従来のバ・７クアソプ材により、フエ
イシング流入用の穴を有するバックアップ鋳型を製作す
る。次に、実際の製品と同形状の製品模型をバッファ・
ノブ鋳型中に設置し、バックアップ鋳型と製品模型との
間に、フエイシング流入用の穴を介してアルコール系ス
ラリーとしたフェイシング材を流入する。その後、製品
模型を除去して、フェイシングの表面をガスバーナー等
で一次焼成した後、さらに７００〜１０００℃にて二次
焼成を行なうことにより、本発明のセラミック鋳型を得
ている。
第１図（ａ） 、 （ｂ）は上述した本発明の精密鋳造
用鋳型の一実施例を示すカットモデルである。第１図に
おいて、１はバッキング、２は中間バッキング層、３は
フエイシングをそれぞれ示しており、第１図（ａ）にお
いては中間バンキング層２を一体に形成した例を、また
第１図（ｂ）においては中間バッキング層２を別体に形
成した例を示している。
用鋳型の一実施例を示すカットモデルである。第１図に
おいて、１はバッキング、２は中間バッキング層、３は
フエイシングをそれぞれ示しており、第１図（ａ）にお
いては中間バンキング層２を一体に形成した例を、また
第１図（ｂ）においては中間バッキング層２を別体に形
成した例を示している。
失応炎上 −
第２図（ａ） 、 （ｂ）に正面図及び平面図を示す鋳
型外形１０００ｍｍ Ｘ ７００ｍｍ Ｘ ５００ｍｍ
、鋳物外形８００ｍｍ Ｘ５００ ｍｍＸ３５０ｍｍ
、中子の寸法６００ｍｍ Ｘ ２００ｍｍ Ｘ ２０
０ｍｍのフェイシング３とバッキング１とよりなる精密
鋳造用鋳型４において、溶湯の自重を受ける面５と凝固
後の鋳物の収縮力を受ける面６の、フェイシング３とバ
ンキング１の間に、第１図（ａ）のカットモデルで示す
状態で肉厚５０ｍｍ、及び第１図（ｂ）のカットモデル
で示す状態で、溶湯の自重を受ける面５に対応して、１
００１＋１１１１ Ｘ ＩＱＱｍｍの直方体形状、凝固
後の鋳物の収縮力を受ける面６に対応して肉厚３０ＩＩ
ＩＩ１１の中間バッキング層を配した本発明の鋳型と、
第４図にカットモデルで示す形態のフエイシング３とバ
ッキングｌのみからなり中間バンキング層を設けない従
来構造の鋳型を準備した。
型外形１０００ｍｍ Ｘ ７００ｍｍ Ｘ ５００ｍｍ
、鋳物外形８００ｍｍ Ｘ５００ ｍｍＸ３５０ｍｍ
、中子の寸法６００ｍｍ Ｘ ２００ｍｍ Ｘ ２０
０ｍｍのフェイシング３とバッキング１とよりなる精密
鋳造用鋳型４において、溶湯の自重を受ける面５と凝固
後の鋳物の収縮力を受ける面６の、フェイシング３とバ
ンキング１の間に、第１図（ａ）のカットモデルで示す
状態で肉厚５０ｍｍ、及び第１図（ｂ）のカットモデル
で示す状態で、溶湯の自重を受ける面５に対応して、１
００１＋１１１１ Ｘ ＩＱＱｍｍの直方体形状、凝固
後の鋳物の収縮力を受ける面６に対応して肉厚３０ＩＩ
ＩＩ１１の中間バッキング層を配した本発明の鋳型と、
第４図にカットモデルで示す形態のフエイシング３とバ
ッキングｌのみからなり中間バンキング層を設けない従
来構造の鋳型を準備した。
以上の構造よりなる鋳型を、フェイシングとして１０ｍ
ｍ厚でムライトとエチルシリケートよりなるセラミック
スラリ−とバッキング及び中間バッキング層の骨材とし
てシャモットサンドを用い、以下の第１表に示す骨材の
粒度及び種々のバインダーを用いて造型し、ガスバーナ
ーにてフェイシングの表面を加熱後、９００℃で５時間
焼成して得た。
ｍ厚でムライトとエチルシリケートよりなるセラミック
スラリ−とバッキング及び中間バッキング層の骨材とし
てシャモットサンドを用い、以下の第１表に示す骨材の
粒度及び種々のバインダーを用いて造型し、ガスバーナ
ーにてフェイシングの表面を加熱後、９００℃で５時間
焼成して得た。
次に上述の鋳型に対して、１トンの炭素鋼鋳鋼（ＳＣＣ
５）を鋳込んで第３図（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ）
にその正面図、底面図、側面図を示す形状の鋳造物を得
た。
５）を鋳込んで第３図（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ）
にその正面図、底面図、側面図を示す形状の鋳造物を得
た。
得られた鋳造物に対して、第３図（ａ） 、 （ｂ）
、 （ｃ）に示す底面せり出し量Ｄ、側面せり出し量Ｅ
及びタイコ変形量Ｆを測定した。また鋳造後の型バラシ
性の比較を行なった。結果を第１表に示す。
、 （ｃ）に示す底面せり出し量Ｄ、側面せり出し量Ｅ
及びタイコ変形量Ｆを測定した。また鋳造後の型バラシ
性の比較を行なった。結果を第１表に示す。
第１表から明らかなように、本発明の中間バッキング層
を有する試験１１ｈ１．２．３においては、鋳造物のせ
り出しに対しては、従来の水ガラスをバインダーとした
バッキングよりなる試験ＩＶｈ６に比べ、著しく改善さ
れているにもかかわらず、タイコ変形においては、同等
レベルの良好な値となっている。また、バッキング都令
てをリン酸アルミニウムをバインダーとした試験隘７で
は、タイコ変形量が大きくなっている。さらに中間バッ
キング層の骨材の粒度が細かい試験隘４では鋳造後の型
バラタが困難であり、逆に粒度が粗い試験階５では、強
度不足から焼成時に型ワレが発生したため、鋳造は実施
しなかった。
を有する試験１１ｈ１．２．３においては、鋳造物のせ
り出しに対しては、従来の水ガラスをバインダーとした
バッキングよりなる試験ＩＶｈ６に比べ、著しく改善さ
れているにもかかわらず、タイコ変形においては、同等
レベルの良好な値となっている。また、バッキング都令
てをリン酸アルミニウムをバインダーとした試験隘７で
は、タイコ変形量が大きくなっている。さらに中間バッ
キング層の骨材の粒度が細かい試験隘４では鋳造後の型
バラタが困難であり、逆に粒度が粗い試験階５では、強
度不足から焼成時に型ワレが発生したため、鋳造は実施
しなかった。
（発明の効果）
以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
の精密鋳造用鋳型においては、少なくとも鋳造時の溶湯
の自重と凝固後の鋳物の収縮力を受ける面のフエイシン
グとバンキングの間に、高温強度の高い中間バッキング
層を設けることにより、大型厚肉精密鋳造品の変形を少
なく鋳造することを可能とするものであり、特に厚肉を
必要とする、プレス、グイキャスト、プラスチック等の
各種成形用金型の鋳造に適用することにより、寸法精度
が良好な鋳造金型を得ることができる。
の精密鋳造用鋳型においては、少なくとも鋳造時の溶湯
の自重と凝固後の鋳物の収縮力を受ける面のフエイシン
グとバンキングの間に、高温強度の高い中間バッキング
層を設けることにより、大型厚肉精密鋳造品の変形を少
なく鋳造することを可能とするものであり、特に厚肉を
必要とする、プレス、グイキャスト、プラスチック等の
各種成形用金型の鋳造に適用することにより、寸法精度
が良好な鋳造金型を得ることができる。
第１図（ａ） 、 （ｂ）はそれぞれ本発明の精密鋳造
用鋳型の一実施例をカントモデルで示す線図、第２図（
ａ） 、 （ｂ）は本発明の精密鋳造用鋳型の他の実施
例を示す正面図および平面図、 第３図（ａ） 、 （ｂ） 、（ｃ）は鋳物鋳放し時の
変形量を説明するための正面図、底面図および側面図、
第４図は従来の二重構造セラミック鋳型をカットモデル
で示す線図、 第５図はせり出し変形を説明するための線図、第６図（
ａ） 、 （ｂ）はタイコ変形を説明するための線図で
ある。 ■・・・バッキング ２・・・中間バッキング層
３・・・フエイシング ４・・・精密鋳造用鋳型第
３図 （ａ） （ｂ） （ｃ） 第６図 （ａ） （ｂ） ゛匍ｉ
用鋳型の一実施例をカントモデルで示す線図、第２図（
ａ） 、 （ｂ）は本発明の精密鋳造用鋳型の他の実施
例を示す正面図および平面図、 第３図（ａ） 、 （ｂ） 、（ｃ）は鋳物鋳放し時の
変形量を説明するための正面図、底面図および側面図、
第４図は従来の二重構造セラミック鋳型をカットモデル
で示す線図、 第５図はせり出し変形を説明するための線図、第６図（
ａ） 、 （ｂ）はタイコ変形を説明するための線図で
ある。 ■・・・バッキング ２・・・中間バッキング層
３・・・フエイシング ４・・・精密鋳造用鋳型第
３図 （ａ） （ｂ） （ｃ） 第６図 （ａ） （ｂ） ゛匍ｉ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、鋳型表面のセラミックシェル層とバックアップ鋳型
とからなるセラミック鋳型において、鋳造時の溶湯の自
重と凝固後の鋳物の収縮力を受ける面のセラミックシェ
ル層とバックアップ鋳型の間に、粘結材としてリン酸系
バインダーを用いたセラミック鋳型層を設けたことを特
徴とする精密鋳造用鋳型。 ２、前記セラミック鋳型層の骨材として、８メッシュ（
２．３８ｍｍ）以下、１００メッシュ（０．１５ｍｍ）
以上の粒子を９０重量％以上有するセラミック粒子を用
いる特許請求の範囲第１項記載の精密鋳造用鋳型。 ３、前記セラミック鋳型層の骨材として、シャモットサ
ンド、ムライト、ジルコンのいずれか１種以上を用いる
特許請求の範囲第１項記載の精密鋳造用鋳型。 ４、前記リン酸系バインダーが、リン酸アルミニウム、
リン酸アンモニウム、リン酸ナトリウムのいずれかであ
る特許請求の範囲第１項記載の精密鋳造用鋳型。 ５、前記セラミック鋳型層の厚みが１０ｍｍ以上、２０
０ｍｍ以下である特許請求の範囲第１項記載の精密鋳造
用鋳型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28976086A JPS63144842A (ja) | 1986-12-06 | 1986-12-06 | 精密鋳造用鋳型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28976086A JPS63144842A (ja) | 1986-12-06 | 1986-12-06 | 精密鋳造用鋳型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63144842A true JPS63144842A (ja) | 1988-06-17 |
| JPH0556215B2 JPH0556215B2 (ja) | 1993-08-19 |
Family
ID=17747397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28976086A Granted JPS63144842A (ja) | 1986-12-06 | 1986-12-06 | 精密鋳造用鋳型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63144842A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009297747A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Aisin Takaoka Ltd | 生砂鋳型装置および生砂鋳型造型方法 |
| JP2011104657A (ja) * | 1998-11-20 | 2011-06-02 | Rolls-Royce Corp | 鋳造用金型装置 |
-
1986
- 1986-12-06 JP JP28976086A patent/JPS63144842A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011104657A (ja) * | 1998-11-20 | 2011-06-02 | Rolls-Royce Corp | 鋳造用金型装置 |
| JP2009297747A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Aisin Takaoka Ltd | 生砂鋳型装置および生砂鋳型造型方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0556215B2 (ja) | 1993-08-19 |
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