JPH0433743A - 水溶性パターンの製造方法 - Google Patents
水溶性パターンの製造方法Info
- Publication number
- JPH0433743A JPH0433743A JP13832990A JP13832990A JPH0433743A JP H0433743 A JPH0433743 A JP H0433743A JP 13832990 A JP13832990 A JP 13832990A JP 13832990 A JP13832990 A JP 13832990A JP H0433743 A JPH0433743 A JP H0433743A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- pattern
- urea
- carbamate
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- 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〕
この発明は溶融金属の鋳造、金属粉あるいはセラミック
粉のスラリーの鋳造、金属粉あるいはセラミック粉の充
填・加圧成形の分野で用いるモールド製造等に使うパタ
ーンであって、モールド中で崩壊可能なパターンの製造
方法に関するものである。
粉のスラリーの鋳造、金属粉あるいはセラミック粉の充
填・加圧成形の分野で用いるモールド製造等に使うパタ
ーンであって、モールド中で崩壊可能なパターンの製造
方法に関するものである。
セラミックモールドを用いる鋳造法は成形品の表面精度
のきわめて良好なことを特徴とする。また、パターン表
面にセラミックシェルを積層後、パターンを崩壊除去し
てセラミックモールドを作製するので、パターンに抜き
勾配をつける等の制約がなくなり、形状の自由度が著し
く増し、複雑形状の成形が可能となる。これが精密鋳造
法として知られており、その代表がロストワックス法で
ある。この方法は溶融除去可能なワックスでパターンを
成形するものである。
のきわめて良好なことを特徴とする。また、パターン表
面にセラミックシェルを積層後、パターンを崩壊除去し
てセラミックモールドを作製するので、パターンに抜き
勾配をつける等の制約がなくなり、形状の自由度が著し
く増し、複雑形状の成形が可能となる。これが精密鋳造
法として知られており、その代表がロストワックス法で
ある。この方法は溶融除去可能なワックスでパターンを
成形するものである。
ワックスの代わりに水溶性の尿素をパターン成形用材料
とする方法も知られている（特公昭５３−１６３６２号
公報）。この公報に開示されているパターンの製造方法
は水の存在下、または不存在下に尿素を溶融し、この尿
素溶融物中にポリビニルアルコールを溶解して均質の溶
融をつくる。この溶液を１１５℃乃至１２５°Ｃの温度
範囲に冷却して、少なくとも部分的に結晶化した尿素お
よび尿素とポリビニルアルコールの付加化合物からなる
混合物を晶出させて固溶体とする。ついで、この固溶体
からパターンを成形することを特徴とする崩壊可能なパ
ターンの製造方法である。
とする方法も知られている（特公昭５３−１６３６２号
公報）。この公報に開示されているパターンの製造方法
は水の存在下、または不存在下に尿素を溶融し、この尿
素溶融物中にポリビニルアルコールを溶解して均質の溶
融をつくる。この溶液を１１５℃乃至１２５°Ｃの温度
範囲に冷却して、少なくとも部分的に結晶化した尿素お
よび尿素とポリビニルアルコールの付加化合物からなる
混合物を晶出させて固溶体とする。ついで、この固溶体
からパターンを成形することを特徴とする崩壊可能なパ
ターンの製造方法である。
この固溶体の粉末をパターンに成形するために、粉末を
９０−１１５℃に加熱後、３００〜１５ｏｏｋｇ／ｃｌ
Ｉ２ニ加圧してパターン成形モールドに射出する方法が
開示されている。
９０−１１５℃に加熱後、３００〜１５ｏｏｋｇ／ｃｌ
Ｉ２ニ加圧してパターン成形モールドに射出する方法が
開示されている。
ロストワックス法では加熱してワックスパターンを溶出
させるときに、ワックスの膨張のためセラミックシェル
が破壊されることがあるので、熱衝撃によりパターンと
シェルとの間を早く溶がしたり、パターンを中空にした
り、もっとも−船釣にはオートクレーブを用いて水蒸気
で外部からワックスパターンを加圧してセラミックシェ
ルの破壊を防止する方法が開発されている。
させるときに、ワックスの膨張のためセラミックシェル
が破壊されることがあるので、熱衝撃によりパターンと
シェルとの間を早く溶がしたり、パターンを中空にした
り、もっとも−船釣にはオートクレーブを用いて水蒸気
で外部からワックスパターンを加圧してセラミックシェ
ルの破壊を防止する方法が開発されている。
一方、尿素パターンの場合には、常温の水に浸漬するこ
とにより、セラミックシェルの気孔を通して浸入する水
と、外部に露出している部分で接触する水とにより尿素
が溶出する。したがってセラミックシェルはパターンの
除去によって破壊することはない。この点で尿素パター
ンはワックスパターンに比べて優れている。
とにより、セラミックシェルの気孔を通して浸入する水
と、外部に露出している部分で接触する水とにより尿素
が溶出する。したがってセラミックシェルはパターンの
除去によって破壊することはない。この点で尿素パター
ンはワックスパターンに比べて優れている。
尿素は１３３℃に融点を持つが、常温から加熱していく
とこの温度に近づくに従って分解速度が増し、この温度
に到達すると溶融すると同時に激しく分解する。本発明
者らの追試において、前述の特公昭５３−１６３６２号
公報記載の方法は、まず尿素を溶融してこの溶融物中に
ポリビニルアルコールを溶解する過程で尿素が分解して
相当量のアンモニアガスの発生がみられた。また、次に
この溶液を１１５℃乃至１２５°Ｃの温度範囲に冷却し
て固溶体を作製するが、この過程でも尿素が分解して相
当量のアンモニアガスの発生がみられた。アンモニアガ
スは毒性が高いので、そのままでは作業環境上問題があ
り、その改善に相当の設備投資の必要と作業の不便性が
予測された。
とこの温度に近づくに従って分解速度が増し、この温度
に到達すると溶融すると同時に激しく分解する。本発明
者らの追試において、前述の特公昭５３−１６３６２号
公報記載の方法は、まず尿素を溶融してこの溶融物中に
ポリビニルアルコールを溶解する過程で尿素が分解して
相当量のアンモニアガスの発生がみられた。また、次に
この溶液を１１５℃乃至１２５°Ｃの温度範囲に冷却し
て固溶体を作製するが、この過程でも尿素が分解して相
当量のアンモニアガスの発生がみられた。アンモニアガ
スは毒性が高いので、そのままでは作業環境上問題があ
り、その改善に相当の設備投資の必要と作業の不便性が
予測された。
従来の尿素パターンの製造方法は以上のように、アンモ
ニアガスの発生による作業環境上の問題を有する。この
発明は上記のような問題点を解決するためになされたも
ので、尿素の分解を伴なわずに水溶性の尿素パターンを
製造する方法を得ることを目的とする。
ニアガスの発生による作業環境上の問題を有する。この
発明は上記のような問題点を解決するためになされたも
ので、尿素の分解を伴なわずに水溶性の尿素パターンを
製造する方法を得ることを目的とする。
上記課題は、尿素５重量％以上、９５重量％以下とカル
バミン酸エステル９５重量％以下、５重量％以上とから
なる温度の溶融物をモールドに充填し、冷却固化するこ
とによって解決される。
バミン酸エステル９５重量％以下、５重量％以上とから
なる温度の溶融物をモールドに充填し、冷却固化するこ
とによって解決される。
カルバミン酸エステルは尿素と相溶性を有し、かつその
混和によって尿素の融点を１１０’Ｃ以下に低下させう
るちのであればよい。カルバミン酸エステルの例として
カルバミン酸メチル、カルバミン酸エチル、カルバミン
酸プロピル、カルバミン酸ブチル等の炭素数１〜６のア
ルキル基が結合したエステル、カルバミン酸トリクロロ
エチル等のそのハロゲン化物、及びカルバミン酸ベンジ
ル等である。これらのなかでカルバミン酸メチル及びカ
ルバミン酸エチルが特に好ましい。
混和によって尿素の融点を１１０’Ｃ以下に低下させう
るちのであればよい。カルバミン酸エステルの例として
カルバミン酸メチル、カルバミン酸エチル、カルバミン
酸プロピル、カルバミン酸ブチル等の炭素数１〜６のア
ルキル基が結合したエステル、カルバミン酸トリクロロ
エチル等のそのハロゲン化物、及びカルバミン酸ベンジ
ル等である。これらのなかでカルバミン酸メチル及びカ
ルバミン酸エチルが特に好ましい。
溶融物中の尿素の含有率は５〜９５重量％、好まシくハ
タ２〜６５重量％、そしてカルバミン酸エステルの含有
率は９５〜５重量％、好ましくは３５〜８重量％程度で
ある。尿素またはカルバミン酸エステルの含有率が上記
の範囲外になると、パターン表面の結晶粒が大きく、表
面の平滑性が劣るとともに、表面から結晶粒が脱落し易
くなる。上記範囲は溶融物の融点を１１０°Ｃ以下にし
うろことも必要であり、カルバミン酸エステルの種類に
よってその含有率は上記範囲内で適宜加減される。溶融
物はその特徴を損わない範囲で第三成分も含むことがで
きる。
タ２〜６５重量％、そしてカルバミン酸エステルの含有
率は９５〜５重量％、好ましくは３５〜８重量％程度で
ある。尿素またはカルバミン酸エステルの含有率が上記
の範囲外になると、パターン表面の結晶粒が大きく、表
面の平滑性が劣るとともに、表面から結晶粒が脱落し易
くなる。上記範囲は溶融物の融点を１１０°Ｃ以下にし
うろことも必要であり、カルバミン酸エステルの種類に
よってその含有率は上記範囲内で適宜加減される。溶融
物はその特徴を損わない範囲で第三成分も含むことがで
きる。
溶融物の温度は５０〜１１０°Ｃであり、溶融物の融点
、粘度等を考慮して適宜設定される。
、粘度等を考慮して適宜設定される。
溶融物はモールド外で調製してモールドに流し込む方法
が簡便である。その場合、溶融物を無加圧でモールドに
流し込むだけで成形してもよく、５０ｋｇ／ｃｍ２以下
程度の加圧を行なって成形してもよい。
が簡便である。その場合、溶融物を無加圧でモールドに
流し込むだけで成形してもよく、５０ｋｇ／ｃｍ２以下
程度の加圧を行なって成形してもよい。
溶融物を無加圧でモールドに流し込む方法を採用する場
合には、尿素を８０重量％までにとどめて成形温度を９
０℃以上とすることが好ましい。無加圧で流し込む方法
は、尿素パターンに寸法収縮が発生するが表面の平滑性
は良好である。
合には、尿素を８０重量％までにとどめて成形温度を９
０℃以上とすることが好ましい。無加圧で流し込む方法
は、尿素パターンに寸法収縮が発生するが表面の平滑性
は良好である。
一方、圧力を付与して成形する場合には、尿素を７０重
量％以上とし、成形温度を８０°Ｃ以下とすることが好
ましい。高い圧力を採用する場合には、尿素の割合を増
し、成形温度を下げるのがよい。
量％以上とし、成形温度を８０°Ｃ以下とすることが好
ましい。高い圧力を採用する場合には、尿素の割合を増
し、成形温度を下げるのがよい。
圧力を高めると耐圧性を考慮したモールド設計が必要と
なり、コストがかさむがパターンの寸法収縮は減少し、
寸法精度は向上する。加圧成形方法としては、射出成形
、圧縮成形、トランスファー成形等公知の方法が通用で
きる。
なり、コストがかさむがパターンの寸法収縮は減少し、
寸法精度は向上する。加圧成形方法としては、射出成形
、圧縮成形、トランスファー成形等公知の方法が通用で
きる。
冷却固化は放冷であってもよいし、モールドの強制冷却
によってもよい。
によってもよい。
冷却固化後は脱型してパターンとして使用に供する。
〔作用］
尿素とカルバミン酸エステルの所定割合の混合物を材料
に用いることにより成形性、平滑性、充填性、固化性等
を損わないで溶融物の温度を尿素の分解しない範囲に低
下させている。
に用いることにより成形性、平滑性、充填性、固化性等
を損わないで溶融物の温度を尿素の分解しない範囲に低
下させている。
実施例１
第１図に示すシリコーンゴム製の２分割型モールドを用
意した。このモールドのキャビティは内径２０ａ１ｍ、
長さ１２０Ｍであり、その上部に内径１０ｍ＋、長さ２
０ｍｍの操作用小径部が連設されている。モールドの肉
厚はキャビティ部が側部と底部のいずれも１０ｍであり
、外形が直径４０鵬、長さ１５０ｍ＋＋の円筒状である
。
意した。このモールドのキャビティは内径２０ａ１ｍ、
長さ１２０Ｍであり、その上部に内径１０ｍ＋、長さ２
０ｍｍの操作用小径部が連設されている。モールドの肉
厚はキャビティ部が側部と底部のいずれも１０ｍであり
、外形が直径４０鵬、長さ１５０ｍ＋＋の円筒状である
。
１００°Ｃの沸騰水の浴に浮かべたビーカーにカルバミ
ン酸メチル４０ｇを投入し、１０回に分けて６０ｇの尿
素を撹拌しながら加えて両者が相互に溶解した溶融物を
調製した。ついでこの溶融物をモールドに流し込んだ。
ン酸メチル４０ｇを投入し、１０回に分けて６０ｇの尿
素を撹拌しながら加えて両者が相互に溶解した溶融物を
調製した。ついでこの溶融物をモールドに流し込んだ。
１時間放冷後、脱型してパターンを得た。パターンの寸
法は直径１９．０２＋ｍａ、長さ１１８．４５ｍｍで収
縮が見られたが、きわめて平滑な面が得られた。なお、
溶液の調製から成形に到るまでアンモニアガスの発生は
確認されず、作業環境は良好に保たれた。
法は直径１９．０２＋ｍａ、長さ１１８．４５ｍｍで収
縮が見られたが、きわめて平滑な面が得られた。なお、
溶液の調製から成形に到るまでアンモニアガスの発生は
確認されず、作業環境は良好に保たれた。
実施例２
１００°Ｃの沸騰水の浴に設置した容器に、尿素８５重
量部とカルバミン酸エチル１５重量部とを投入して両者
が相互に溶解した溶融物を調製した。この容器を２０°
Ｃの水浴に浸漬して冷却し、６０°Ｃに調節したところ
粘稠な液が得られた。これを低圧射出成形機に供給して
、射出圧力３ｋｇ／ｃｍ２で第１図に示すシリコーンゴ
ム製のモールドに射出した。１時間放冷後、脱型してパ
ターンを得た。モールドが射出圧力の付与によって膨張
したため、パターンの直径、寸法がモールドのキャビテ
ィ寸法より若干大きくなった（直径２０．０８ｍｍ、長
さ１２Ｑ、１５ｍｍ）が、固化による収縮はほとんどな
かったと判断される。表面はきわめて平滑であった。工
程全体を通してアンモニアガス発生による作業環境問題
はなかった。
量部とカルバミン酸エチル１５重量部とを投入して両者
が相互に溶解した溶融物を調製した。この容器を２０°
Ｃの水浴に浸漬して冷却し、６０°Ｃに調節したところ
粘稠な液が得られた。これを低圧射出成形機に供給して
、射出圧力３ｋｇ／ｃｍ２で第１図に示すシリコーンゴ
ム製のモールドに射出した。１時間放冷後、脱型してパ
ターンを得た。モールドが射出圧力の付与によって膨張
したため、パターンの直径、寸法がモールドのキャビテ
ィ寸法より若干大きくなった（直径２０．０８ｍｍ、長
さ１２Ｑ、１５ｍｍ）が、固化による収縮はほとんどな
かったと判断される。表面はきわめて平滑であった。工
程全体を通してアンモニアガス発生による作業環境問題
はなかった。
使用例
実施例２で作製したパターン１を第２図に示す軟鋼製モ
ールド２内に吊り具３により吊下げた。
ールド２内に吊り具３により吊下げた。
融点６５〜６７°Ｃのパラフィンワックスを加熱して溶
融し、７０°Ｃに温度調節後、モールド内の間隙にこれ
を流し込んで放冷した。常温まで冷却後、これを４０°
Ｃの温水に浸漬したところ、１６分間でパターンの大部
分が溶出した。ひきつづき、これを水中より取り出して
４０°Ｃの温水の供給、震蕩、排出を３回繰り返したと
ころ完全にパターンの残分を除去することができた。こ
うして、金属粉あるいはセラミック粉成形用のワックス
モールドが出来上がった・ （発明の効果〕 以上のように、この発明によれば１１０°Ｃ以下で成形
材料の調製から成形まで実施できるのでアンモニアガス
の発生による作業環境の汚染の問題は生じない。また、
無加圧で成形することもできるので、安価なゴムモール
ドを適用することもできる。得られたパターンは水溶性
であるので鋳造用モールド成形後、容易に除去すること
ができる。
融し、７０°Ｃに温度調節後、モールド内の間隙にこれ
を流し込んで放冷した。常温まで冷却後、これを４０°
Ｃの温水に浸漬したところ、１６分間でパターンの大部
分が溶出した。ひきつづき、これを水中より取り出して
４０°Ｃの温水の供給、震蕩、排出を３回繰り返したと
ころ完全にパターンの残分を除去することができた。こ
うして、金属粉あるいはセラミック粉成形用のワックス
モールドが出来上がった・ （発明の効果〕 以上のように、この発明によれば１１０°Ｃ以下で成形
材料の調製から成形まで実施できるのでアンモニアガス
の発生による作業環境の汚染の問題は生じない。また、
無加圧で成形することもできるので、安価なゴムモール
ドを適用することもできる。得られたパターンは水溶性
であるので鋳造用モールド成形後、容易に除去すること
ができる。
第１図は本発明の実施例で使用したモールドの断面図で
あり、第２図はこのモールドで成形したパターンを用い
て鋳造用のモールドを作成している状態を示す側面図で
ある。
あり、第２図はこのモールドで成形したパターンを用い
て鋳造用のモールドを作成している状態を示す側面図で
ある。
Claims (1)
- 尿素５重量％以上、９５重量％以下とカルバミン酸エ
ステル９５重量％以下、５重量％以上とからなる温度の
溶融物をモールドに充填し、冷却固化することを特徴と
する水溶性パターンの製造方法
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13832990A JPH0433743A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 水溶性パターンの製造方法 |
| EP19910108870 EP0459486A3 (en) | 1990-05-30 | 1991-05-29 | Pattern for manufacturing mold |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13832990A JPH0433743A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 水溶性パターンの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0433743A true JPH0433743A (ja) | 1992-02-05 |
Family
ID=15219361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13832990A Pending JPH0433743A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 水溶性パターンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0433743A (ja) |
-
1990
- 1990-05-30 JP JP13832990A patent/JPH0433743A/ja active Pending
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