JPH0332443A - 鋳造用消失模型の塗型剤塗布方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は消失模型鋳造法で使用する鋳造用消失模型の
塗型剤塗布方法に関する。

（従来の技術） 一般に、消失模型鋳造法は得ようとする鋳造品と同一形
状の発泡スチロール製の消失模型を形成し、この消失模
型を鋳枠の内部に品設して鋳枠の内部に充填される鋳物
砂中にこの消失模型を埋設させたのち、消失模型に連結
させた湯口から溶湯、すなわち溶融金属を消失模型の内
部に注入させてこの消失模型を溶湯に置換させることに
より、鋳造品を形成するものである。この場合、湯口か
らの溶湯の注入によって鋳物砂内では渇目および消失模
型が順次熱分鯉してこの部分が溶湯に置換され、消失模
型と同一形状の鋳物製品が製作されるようになっている
。

ところで、上記消失模型鋳造法では複雑な形状の鋳物製
品を製作する場合には消失模型の形状も複雑なものとな
るので、このように複雑な形状の消失模型の場合にはこ
の消失模型を複数の構成部品に分解し、各構成部品をそ
れぞれ別個に形成したのち、これらの各構成部品を接着
剤等によって相互に接着させて消失模型本体を形成する
ようにしている。そして、この消失模型本体にはさらに
鋳物砂中に埋設させる前に、消失模型本体の表面全体に
耐火物の微粒子を付着させることにより、最終的に得ら
れる鋳物製品の表面を平滑化することが行われている。

この場合、耐火物の微粒子は粘結剤、界面活性剤、消泡
剤を含む水溶液中に混合されて形成された塗型剤中に混
入されている。

そして、この塗型剤を消失模型本体の表面全体に塗布し
たのち、これを乾燥させることにより、消失模型本体の
表面全体に耐火物の微粒子を付着させるようにしている
。

しかしながら、消失模型本体を形成する各構成部品間の
接着が不完全であったり、消失模型本体の表面に微小ク
ラック等の傷がある場合には消失模型本体の表面に塗布
された塗型剤がこの接着が不完全な部分や、傷のある部
分に侵入するので、消失模型本体が熱分解しても消失模
型本体の内部側に侵入した塗型剤中の耐火物の微粒子が
出来上がった鋳物製品の内部に残留し、鋳造欠陥になる
おそれがある。

このような鋳造欠陥の発生を防止するには消失模型本体
の製作時に各構成部品間の接着の不完全部分やその他の
傷等の欠陥を完全に解消することが必要になるが、例え
ばエンジンの吸気マニホールドのように接着面が曲面と
なる消失模型の場合には曲面での剥離等が発生し易く、
消失模型本体の各構成部品間を完全に接着することは困
難になる問題がある。さらに、消失模型の材料である発
泡スチロールは一般に、柔らか＜、傷がつき易いので、
微小な傷もつかないように管理することは困難である。

そこで、このような問題点を解決する目的で、粘結剤を
主成分とする溶液を消失模型本体の表面に塗布したのち
、この消失模型本体の表面塗布層の上に耐火物の微粒子
を付着させることにより、消失模型本体の表面を一旦、
粘結剤の表面塗布層によって平滑化してから耐火物の微
粒−ｒを付着させて消失模型本体の表面における欠陥部
内への耐火物微粒子の侵入を抑えることが提案されてい
る。

この場合、消失模型本体の表面に塗布される粘結剤の表
面塗布層は粘結剤を主成分とする溶液を消失模型本体の
表面に塗布する作業によって行われるので、形状が複雑
な消失模型本体であっても比較的容易に消失模型本体全
体に粘結剤の表面塗布層を形成させることができる。し
かしながら、この粘結剤の表面塗布！φの表面に付着さ
れる耐火物の微粒子は例えばエアジェツト等の吹付は作
業によってｉテわれるので、形状が複雑な消失模型本体
の場合には消失模型本体上の粘結剤表面塗布層の表面に
付着される耐火物微粒子の付着層の厚さが不均一になり
易く、特に吸気マニホールド成形用の消失模型のように
吸気マニホールドの吸気ホトに対応させた空気通路等の
穴部が形成されている場合には耐火物の微粒子をこの消
失模型本体の穴部の内周面全体に亘り均一に付着させる
ことは困難であった。このように消失模型本体の粘結剤
の表面塗布層の表面に付着される耐火物微粒子の付着層
の厚さ（膜厚）が不均一になると鋳物製品に良好な鋳肌
を形成することができない問題かあった。そのため、鋳
物製品に良好な鋳肌を形成するためには消失模型本体の
粘結剤の表面塗布層の表面に耐火物の微粒子をエアジェ
ツト等の吹付は作業によって消失模型本体全体に亘り均
一に付着させる向側な作業が必要になるので、作業能率
の向上を図る上で問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 消失模型本体の表面に粘結剤の表面塗布層を塗布したの
ち、この粘結剤の表面塗布層の表面に耐火物の微粒子を
付着させる作業は飼えばエアジェツト等の吹付は作業に
よって行われるので、形状が複雑な消失模型本体や吸気
マニホールド成形用の消失模型のように吸気マニホール
ドの吸気ポートに対応させた空気通路等の穴部が形成さ
れている場合には消失模型本体上の粘結剤表面塗布層の
表面に付着される耐火物微粒子の付着層の厚さが不均一
になり、鋳物製品に良好な鋳肌を形成することができな
くなるおそれがあり、鋳物製品に良好な鋳肌を形成する
ためには消失模型本体の粘結剤の表面塗布層の表面に耐
火物の微粒子をエアジェツト等の吹付は作業によって消
失模型本体全体に亘り均一に付着させる面倒な作業が必
要になるので、作業能率の向上を図る上で問題があった
。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、形状が
複雑な消失模型本体や内部に穴部が形成されている消失
模型本体の場合であっても消失模型本体上の粘結剤表面
塗布層の表面に付着される耐火物微粒子の付着層の厚さ
を略均−化して鋳物製品に良好な鋳肌を形成することが
できるとともに、消失模型本体全体に亘り耐大物微粒子
の付着層の厚さを均一に付着させる作業を容易化するこ
とができ、作業能率の向上を図ることができる鋳造用消
失模型の塗型剤塗布方法を提供することを目的とするも
のである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は消失模型鋳造法で使用する消失模型の表面に
粘結剤を主成分とする水溶液を塗布して前記消失模型の
表面に粘結剤層を形成する粘結剤層形成工程と、耐火物
の粒子または粉末、薄片等を収容する容器の内底部に、
この容器内の収容物質の移動を促進する移動促進用の空
気噴出部を配設させた流動床内に前記消失模型を埋設さ
せて前記消失模型の粘結剤層表面に耐火物の粒子または
粉末、薄片等の付着物を付着する耐火物付着工程とを具
備した方法である。

（作用） 消失模型鋳造法で使用する消失模型の表面に粘結剤を主
成分とする水溶液を塗布して消失模型の表面に粘結剤層
を形成したのち、耐火物の粒子または粉末、薄片等を収
容する容器の内底部に、この容器内の収容物質の移動を
促進する移動促進用の空気噴出部を配設させた流動床内
に消失模型を埋設させて消失模型の粘結剤層表面に耐火
物の粒子または粉末、薄片等の付着物を付着することに
より、形状が複雑な消失模型本体や内部に穴部が形成さ
れている消失模型本体の場合であっても消失模型本体上
の粘結剤表面塗布層の表面に付着される耐火物微粒子の
付着層の厚さを略均−化して鋳物製品に良好な鋳肌を形
成するとともに、消失模型本体全体に亘り耐大物微粒子
の付着層の厚さを均一に付着させる作業を容易化して作
業能率の向上を図るようにしたものである。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の一実施例の鋳造用消失模型の塗型剤
塗布方性で使用する流動床１全体の概略構成を示すもの
で、２は流動床１の容器、３はこの容器２の内底部に配
設させた例えば整流板、金網等によって形成される空気
噴出部である。この場合、容器２の内部には空気噴出部
３の上側に耐火物４の粒子または粉末、薄片等の収容室
５、下側に空気室６がそれぞれ形成されている。さらに
、この空気室６には空気供給管７の一端部が連結されて
いる。この空気供給管７の他端部は減圧弁８、開閉弁９
等を介して図示しないエアポンプ等の空気供給源に連結
されている。そして、この流動床１の動作時には空気供
給源から空気供給管７を介して流動床１の空気室６内に
空気が供給され、この空気室６内の空気が空気噴出部３
の微小な空気噴出孔を介して耐火物４の粒子または粉末
、薄片等の収容室５内に導入されるようになっており、
この空気の導入によって収容室５内の耐火物４の粒子ま
たは粉末、薄片等の収容物質の移動が促進されるように
なっている。

また、第２図（ａ）〜（Ｃ）は第３図に示すこの発明の
一実施例の（左右一対の）消失模型本体１１゜１２の塗
型剤の塗布工程を説明するものである。

この実施例の消失模型本体１１．１２は吸気マニホール
ドを製造するためのものであり、第３図に示すようにい
ずれも２分割された第１の構成部品１１ａ、１２ａと、
第２の構成部品１１ｂ。

１２ｂとを互いに接合して鋳物製品（吸気マニホールド
）と同一の形状に形成されている。そして、これらの消
失模型本体１１．１２の内部には吸気マニホールドの吸
気ボートに対応させた空気通路１１ｃ、１２ｃがそれぞ
れ形成されている。

なお、これらの消失模型本体１１．１２における第１の
構成部品１１ａ、１２ａと第２の構成部品１１ｂ、１２
ｂとの間の接合面Ａ、Ｂは曲面で構成されているが、各
接合面Ａ、Ｂは第２図（ａ）に示すような全面的に整合
する完全な接着面である必要はなく、接着にあたっても
全面的な接着とすることなく、点接着であっても良い。

また、これらの消失模型本体１１．１２は左右に離間対
向配置されており、これらの一対の消失模型本体１１．
１２間には発泡スチロール製の湯口１３が取付けられて
いる。なお、第３図中で、符号１３ａ、１３ｂは湯口１
３から各消失模型本体１１．１２に向けて延設された湯
道となる湯口１３の核部分を示すものである。

このように加工された消失模型本体１１．１２を用いて
鋳造が行われるが、この消失模型鋳造作業時には消失模
型本体１１．１２の表面に塗型剤を塗布したのち、これ
を乾燥する第１の工程と、鋳枠（鋳造容器）１４内に充
填される鋳物砂１５内に消失模型本体１１．１２を埋設
する第２の工程（第４図（ａ）　、　（ｂ）に示す）と
、埋設された消失模型本体１１．１２を例えばアルミニ
ウム系合金の溶融金属からなる溶湯１７に置換する第３
の工程（第４図（ｅ）　、　（ｄ）に示す）とが順次実
行される。この場合、第２の工程は第４図（ａ）に示す
ように鋳枠１４の内底部に適量だけ鋳物砂１５を収容さ
せ、この状態で消失模型本体１１．１２を所定の姿勢に
セットしたのち、第４図（ｂ）に示すようにさらに鋳物
砂１５を供給させて鋳枠１４西に鋳物砂１５を充填させ
、消失模型本体１１゜１２を完全に鋳物砂１５中に埋設
させる。なお、この鋳物砂１５の充填は鋳枠１４全体を
加振装置１６によって加振しながら行われる。さらに、
この第２の工程が終了すると第４図（ｅ）に示すように
湯口１３を介して消失模型本体１１．１２の内部に溶７
！：Ｊ１７を注入して消失模型本体１１．１２を溶ｌ易
１７に置換する。この場合、湯口１３を介して消失模型
本体１１．１２の内部に溶湯１７を注入していくと第４
図（Ｃ）に示すように高温の溶湯１７は湯口１３を熱分
解しながら消失模型本体１１．１２に侵入していき、消
失模型本体１１゜１２を徐々に熱分解していく。そして
、この熱分解した部分、すなわち湯口１３および消失模
型本体１１．１２が存在していた空間が溶湯１７に置き
換わり、所望の鋳物製品、本実施例では吸気マニホール
ド１８ａ、１８ｂが製造される。

そして、この発明の実施例では特に上記第１の工程を消
失模型本体１１．１２の表面に粘結剤を主成分とする水
溶液を塗布して消失模型本体１１゜１２の表面に粘結剤
層１９を形成する粘結剤層形成工程と、耐火物４の粒子
または粉末、薄片等を収容する容器２の内底部に、この
容器２内の収容物質の移動を促進する移動促進用の空気
噴出部３を配設させた流動床１内に消失模型本体１１゜
１２を埋設させて消失模型本体１１．１２の粘結剤ａ１
９の表面に耐火物４の粒子または粉末、薄片等の付着物
を付着する耐火物付着工程とによって構成したことを特
徴とするものである。

すなわち、粘結剤層形成工程ではまず消失模型本体１１
．１２を粘結剤を主成分とする水溶液中に浸漬させ、第
２図（ａ）に示す消失模型本体１１゜１２の接着面Ａ、
Ｈの未接着部分を含んだ消失模型本体１１．１２の全表
面に第２図（ｂ）に示す粘結剤層１９を形成する。この
場合、粘結剤を主成分とする水溶液は消失模型本体１１
．１２の表面の各構成部品１１ａ、ｌｌｂ、１２ａ、１
２ｂの接合不完全面り、偏部Ｅ１或いは消失模型本体１
１．１２の表面に形成されるビーズ模様の四部Ｃ等の内
部にまで侵入し、消失模型本体１１゜１２の表面の埋込
みが行われる。

さらに、この処理に続いて第１図に示すように流動床１
内に消失模型本体１１．１２を埋設させ、第２図（Ｃ）
に示すように消失模型本体１１．１２の全表面に耐火物
４の粒子または粉末、薄片等の付着物を付着させる。こ
こで、耐火物４が粒子または粉末の場合には粒の大きさ
（直径）が５〜１０００μｍの範囲に設定され、好まし
くは５０〜２００μｍの範囲に設定されたシリカ（Ｓ　
ｉ０２　）　、ジルコニア（ＺｒＯ２）が、また薄片の
場合には雲母等が用いられ、これら耐火物４の選択例と
しては鉄材の鋳造の場合にはシリカやジルコニアが、ま
たアルミニウム系材料の鋳造の場合には断熱空間のある
雲母が選択されるようになっている。

そこで、上記方法によれば消失模型本体１１゜１２の表
面に粘結剤を主成分とする水溶液を塗布して消失模型本
体１１．１２の表面に粘結剤層１９を形成したのち、耐
火物４の粒子または粉末、薄片等を収容する流動床１の
容器２の収容室５内に消失模型本体１１．１２を埋設さ
せて消失模型本体１１．１２の粘結剤層１９の表面に耐
火物４の粒子または粉末、薄片等の付着物を付着するよ
うにしたので、流動床１の動作にともない空気噴出部３
の微小な空気噴出孔を介して収容室５内に導入される空
気の噴出圧力によって流動床１の収容室５内の耐火物４
の粒子または粉末、薄片等の収容物質の移動を促進させ
て消失模型本体１１゜１２の粘結剤層１９の表面に耐火
物４の粒子または粉末、薄片等の付着物を効率よく付着
させることができる。そのため、形状が複雑な消失模型
本体１１．１２や内部に穴部が形成されている消失模型
本体１１．１２の場合であっても消失模型本体１１．１
２上の粘結剤層１９の表面に付着される耐火物４の微粒
子の付着層の厚さを略均−化することができるので、こ
れらの消失模型本体１１゜１２を使用して製造される吸
気マニホールド１８ａ、１８ｂ等の鋳物製品に良好な鋳
肌を形成することができ、耐火物４の微粒子をエアジェ
ツト等の吹付は作業によって消失模型本体１１゜１２に
付着させる場合に比べて消失模型本体１１゜１２全体に
亘り耐火物４の微粒子の付着層の厚さを均一に付着させ
る作業を容易化してその作業能率の向上を図ることがで
きる。

さらに、粘結剤層１９によって結合される耐火物４の粒
子または粉末、薄片等の付着物の各微粒子間の通気空間
の大きさを略均−化することができるので、湯口１３か
らの溶湯１７の注入時の溶湯１７の流れを円滑化するこ
とができる。そのため、溶湯１７の注入時に消失模型本
体１１．１２の熱分解によって発生する発泡スチロール
からのガスの巻き込み、滞留を防止することができ、鋳
物製品の鋳造欠陥の発生を一層効果的に防止することが
できる。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施でき
ることは勿論である。

［発明の効果コ この発明によれば消失模型鋳造法で使用する消失模型の
表面に粘結剤を主成分とする水溶液を塗布して消失模型
の表面に粘結剤層を形成したのち、耐火物の粒子または
粉末、薄片等を収容する容器の内底部に、この容器内の
収容物質の移動を促進する移動促進用の空気噴出部を配
設させた流動床内に消失模型を埋設させて消失模型の粘
結剤層表面に耐火物の粒子または粉末、薄片等の付着物
を付着するようにしたので、形状が複雑な消失模型本体
や内部に穴部が形成されている消失模型本体の場合であ
っても消失模型本体上の粘結剤表面塗布層の表面に付着
される耐火物微粒子の付着層の厚さを略均−化して鋳物
製品に良好な鋳肌を形成することができるとともに、消
失模型本体全体に互り耐大物微粒子の付着層の厚さを均
一に付着させる作業を容易化することができ、作業能率
の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１図は流動
床の概略構成を示す縦断面図、第２図（ａ）〜（Ｃ）は
消失模型の塗型剤の塗布工程を説明するための要部の概
略構成図、第３図は消失模型の一例を示す要部の縦断面
図、第４図（ａ）〜（ｄ）は消失模型鋳造法による鋳造
作業工程を説明するための要部の縦断面図である。 １・・・流動床、２・・・容器、３・・・空気噴出部、
４・・・耐火物、１１．１２・・・消失模型本体、１９
・・・粘結剤層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　消失模型鋳造法で使用する消失模型の表面に粘結剤を
   主成分とする水溶液を塗布して前記消失模型の表面に粘
   結剤層を形成する粘結剤層形成工程と、耐火物の粒子ま
   たは粉末、薄片等を収容する容器の内底部に、この容器
   内の収容物質の移動を促進する移動促進用の空気噴出部
   を配設させた流動床内に前記消失模型を埋設させて前記
   消失模型の粘結剤層表面に耐火物の粒子または粉末、薄
   片等の付着物を付着する耐火物付着工程とを具備したこ
   とを特徴とする鋳造用消失模型の塗型剤塗布方法。