JPH0241757A - セラミックス鋳ぐるみ体の製造方法 - 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） 本発明はセラミックス鋳ぐるみ体の製造方法に関する。

（従来技術） 本発明者らは先に、セラミックスをアルミニウムや鋳鉄
によって鋳ぐるむ際に、セラミックスが金属溶湯の熱衝
撃や冷却収縮によって破損することがなく、かつセラミ
ックスと金属とが強固に接合したセラミックス鋳ぐるみ
体を製造するため、厚さの異なる二種類の短冊状のセラ
ミックスペーパをセラミックス円筒の外周面に交互に貼
着して凹凸状の中間層を形成し、その周囲に金属溶湯を
鋳込み凝固させる方法を提案したく特願昭６２３０５９
８号公報）。

（発明が解決しようとする問題点） しかし上記方法において、セラミックスペーパをセラミ
ックス円筒の外周面に貼着する作業は実際上は厄介であ
る。またセラミックスペーパを貼着したセラミックス円
筒の周囲に金属溶湯を鋳込む時、ペーパからガスが発生
するため、あらかじめペーパを乾燥させておく必要かあ
る。更に前記セラミックスペーパから成る中間層は金属
溶湯の鋳込み凝固後も残存するため、この部分を冷却水
の通路、加熱電線の敷設溝等として利用したい場合に不
都合である。更に上記方法では、セラミックス鋳ぐるみ
体の外殻部分を形成するため、合せ鋳型を造形してこれ
を型合せし、以て鋳込みキャビティを形成する必要があ
る。

更に上記方法では、鋳込み金属の凝固時における収縮応
力が均等に分散されないため、セラミックスの材質、形
状によっては、これに割れが生しることがある。

本発明ば上記のような手間や不都合を回避するためにな
されたものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するため、鋳造法におけるフ
ルモールド法を利用することを要旨としている。すなわ
ち本発明に係るセラミックス鋳ぐるみ体の製造方法は、
円筒形状を成し、内周面にイボ状突起を多数個、互いに
ほぼ等間隔で満遍なく形成した発泡樹脂体内に、セラミ
ックス円筒体を挿嵌する工程と、前記セラミックス円筒
体を内蔵した発泡樹脂体を鋳枠内にセットする工程と、
前記鋳枠内に粘結剤を含まない鋳型材を充填すると共に
、前記発泡樹脂体の内周面と前記セラミツに金属溶湯を
注入する工程とから成る事を特徴としている。

〈実施例） 以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。第１
図ないし第３図は本発明の製造工程を示す説明図、第４
図及び第５図は第１図及び第２図の各平面図である。

図に置いて（１）はスチロールから成る円筒状の発泡樹
脂体であり、該樹脂体（１）は、得ようとするセラミッ
クス鋳ぐるみ体の外殻部分と同一形状にされている。な
お（２）はスチロールからな成る湯口である。

また該樹脂体（１）の内周面にはイボ状突起（３）が多
数個、互いにほぼ等間隔を置いて万べんなく形成されて
いる。このような発泡樹脂体（１）内にセラミックス円
筒体（４）を挿嵌すると、該円筒体体（１）の内周面と
の間に前記イボ状突起（３）をスペーサとして互いに連
通する空洞り５）が形成される。

（６）は通気構造を有する箱状鋳枠であり、その外周に
は減圧室（７）を構成する箱体（８）を備えている。箱
体（８ンには、一端が減圧室（７〉と連通し他端が図示
しない真空ポンプと接続された管路（９）が設けられて
いる。このような鋳枠（６）内にセラミックス円筒体（
４）を内蔵した発泡樹脂体（１〉を、必要に応じてその
表面に塗型を施した上、その湯口＜２）の上端が鋳枠（
６）の上面に現出するようにしてセットする。そして鋳
枠（６）と発泡樹脂体（１）及びセラミックス円筒体（
４）とのあいだの空隙部に、図示しないホッパから粘結
剤を含まない鋳物砂等の鋳型材（１１）を充填する。な
おこの時、発泡樹脂体（１）とセラミックス円筒体（４
）との間に形成された空洞（５）内にも鋳型材（１１）
が充填される。次に発泡樹脂体（１）の湯口（２）を除
いた鋳枠（６）の上面を耐熱性気密シート（１２）で密
閉する。

しかる後、図示しない真空ポンプ等の減圧装置を作動さ
せ、管路（９）、減圧室（７）を介して鋳枠（６）内の
空気を排気し、以て該鋳枠（６）内を負圧状態にする。

これにより粘結剤を含まない鋳型材（１１）は、鋳枠（
６）内にて発泡樹脂体（１）及びセラミックス円筒体（
４）を内蔵したまま造型され鋳型を形成する。

この状態で、アルミ合金の溶湯を湯口（２）上端より注
湯すると、発泡樹脂体（１）は燃焼気化し、これによっ
て生じた空胴部に溶湯が置換的に充填され、セラミック
スの鋳ぐるみ体が製造される。

なおこの時、発泡樹脂体（１）とセラミックス円筒体（
４）との間の空洞（５）内に充填されていた鋳型材（１
１）が断熱効果を発揮して、セラミックス円筒体（４）
への熱衝撃が緩和される。溶湯はやがて冷却凝固して収
縮し、この時内部圧縮応力が発生するが、セラミックス
円筒体（４）の外周面に存在する前記鋳型材（１１）か
内方へたわんで該圧縮応力を吸収するため、セラミック
ス円筒体（４）の破損が防止される。一方、発泡樹脂体
〈１）のイボ状突起（３）部分に置換的に充填されたア
ルミ合金は、その内部圧縮応力をセラミックス円筒体（
４）に直接に作用させてこれを締付ける。この締付力は
アルミ合金が完全に凝固冷却した後も残留し、これによ
ってセラミックス円筒体（４）とアルミ合金とは固く接
合された状態になる。

所定時間経過後、減圧装置の作動を停止して鋳枠（６）
内の負圧状態を解除すると、鋳型材（１１）の各粒子の
移動が自由になり、鋳型が崩壊する。しかる後、鋳型材
（１１）を排除して鋳枠（６）内よりセラミックスの鋳
ぐるみ体を取出す訳であるが、この時セラミックス円筒
体（４）とこれを鋳ぐるんているアルミ合金との接合部
に存在する鋳型材（１１）は、粘結剤を含んでいないな
め、容易に除去される。

なお実施例ては、セラミックス円筒体をアルミては鋳鉄
その他の鉄系のものでもよい。

丈な実施例では、前記イボ状突起（３）の上面形状はほ
ぼ正方形であるが、この池田形、三角形等にしてもよい
。更に該突起（３）のピッチは、鋳ぐるみ金属とセラミ
ックス円筒体との接合強度の観点から、５〜２０ｍｍの
範囲で選択するのが効果的であり、また該突起（３）の
上面のサイズは、セラミックス円筒体をアルミ合金で鋳
ぐるむ場合は直径３〜５　ｍｍ　、鋳鉄で鋳くるむ場合
は直径１〜３　ｍｍの範囲がそれそそれ適当である。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明はセラミックス
の鋳ぐるみ体を製造するに当って、セラミックス円筒体
の外周面に粘結剤を含まない鋳型材から成る緩衝層を形
成し、以て鋳ぐるみ金属注湯時のセラミックス円筒体に
対する熱衝撃や該金属冷却時の内部圧縮応力をＭ和・吸
収すると共に、セラミックス円筒体と鋳くるみ金属とを
強固に接合させんするものである。そしてこの目的を達
成するため、円筒形状を成し、内周面にイボ状突起を多
数個、互いにほぼ等間隔で形成した発泡樹脂体内にセラ
ミックス円筒体を挿嵌し、以て発泡樹脂体の内周面とセ
ラミックス円筒体の外周面との間に前記イボ状突起をス
ペーサとして互いに連通ずる空胴を形成し、ここに粘結
剤を含まない鋳型材を充填して緩衝層となしたものであ
る。

このような本発明によれは、セラミックス鋳くるみ体の
製造工程において、セラミックス円筒体を内蔵した発泡
樹脂体を鋳枠内にセットして該鋳枠内に鋳型材を充填す
る際、前記空洞内へも同時に鋳型材が充填されるから、
セラミックス円筒の外周面にセラミックスペーパを貼着
する厄介な作業か不要になる。また、このようにして形
成された緩衝層は粘結剤を含まない鋳型材から成ってい
るため、鋳ぐるみ金属注湯時に該緩衝層からガスが発生
することがないと共に、鋳込み金属の凝固後に製品と鋳
型材とを分離する際にも該緩衝層を容易に除去でき、従
ってこの部分を冷却水の通路や加熱電線の敷設溝として
利用する上で好都合である。

更に前記発泡樹脂体は、これに金属溶湯が注入されるこ
とにより焼失して該金属溶湯に置換されるため、セラミ
ックス釧ぐるみ体の外殻部分が自動的に鋳造され、従っ
て合せ鋳型を造型してこれを型合せし、鋳込みキャビテ
ィを形成する手間が省ける。

更に本発明では、前記Ｍｆｆｆ層はセラミックス円筒体
の外周面に均一な厚さて形成されているから、溶湯凝固
時の収縮応力が均等に分散され、いかなる材質、形状の
セラミックスでも破損することがない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は発
泡樹脂体の外形図、第２図は発泡樹脂体にセラミックス
円筒体を挿嵌した状態を示す外形図、第３図は本発明方
法に用いる装置の縦断側面図、第４図及び第５図は第１
図及び第２図の各平面図である。 （］）二発発泡樹脂 体１０ イボ状突起 ：セラ ミックス円筒体 空洞 鋳枠 鋳型材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円筒形状を成し、内周面にイボ状突起（３）を多数個、
   互いにほぼ等間隔で万べんなく形成した発泡樹脂体（１
   ）内に、セラミックス円筒体（４）を挿嵌する工程と、
   前記セラミックス円筒体（４）を内蔵した発泡樹脂体（
   １）を鋳枠（６）内にセットする工程と、前記鋳枠（６
   ）内に粘結剤を含まない鋳型材（１１）を充填すると共
   に、前記発泡樹脂体（１）の内周面と前記セラミックス
   円筒体（４）の外周面との間に形成された空洞（５）内
   に粘結剤を含まない鋳型材（１１）を充填する工程と、
   前記鋳枠（６）内を負圧状態にする工程と、前記発泡樹
   脂体（１）に金属溶湯を注入する工程とから成ることを
   特徴とするセラミックス鋳ぐるみ体の製造方法。