JPH0454537B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0454537B2 JPH0454537B2 JP60053310A JP5331085A JPH0454537B2 JP H0454537 B2 JPH0454537 B2 JP H0454537B2 JP 60053310 A JP60053310 A JP 60053310A JP 5331085 A JP5331085 A JP 5331085A JP H0454537 B2 JPH0454537 B2 JP H0454537B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- casting
- gas
- model
- mold
- molten metal
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
- B22C9/04—Use of lost patterns
- B22C9/046—Use of patterns which are eliminated by the liquid metal in the mould
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は鋳造法の改良に関し、特に高分子発泡
体にて製作した模型を鋳物砂上に埋設し、製作し
た鋳型内に鋳込まれる鋳物溶湯の溶湯熱によつて
上記発泡体による模型が分解・気化し、かくして
形成された空洞内に溶湯が順次充満して鋳物を製
作する消失模型鋳造法に関するものである。
体にて製作した模型を鋳物砂上に埋設し、製作し
た鋳型内に鋳込まれる鋳物溶湯の溶湯熱によつて
上記発泡体による模型が分解・気化し、かくして
形成された空洞内に溶湯が順次充満して鋳物を製
作する消失模型鋳造法に関するものである。
消失模型鋳造法としては、高分子発泡体として
比重0.015〜0.025（発泡倍率約40〜70倍）の発泡
ポリスチレンを使用するフルモールド鋳造法が一
般に良く知られている。
比重0.015〜0.025（発泡倍率約40〜70倍）の発泡
ポリスチレンを使用するフルモールド鋳造法が一
般に良く知られている。
この鋳造法は、所望する鋳物製品と同一形状、
寸法に一体加工・成形（時には、鋳物砂または金
属による中子を一部利用することもある）された
発泡ポリスチレンによる模型を、湯口系（湯口，
湯道，壥）などとともに鋳枠内に設置し、該模型
上および周囲（時には、内部）に耐火性骨材（一
般には珪砂が用いられ、時にはジルコン砂，オリ
ビン砂，クロマイト砂などの特殊砂も利用され
る）に粘結剤（時には、粘結剤に対する硬化剤を
添加する場合もある）を配合・混練した混合物、
例えば、粘土砂，水硝子砂，セメント砂などの無
機系鋳物砂やフラン砂，コールドボツクス砂など
の有機系鋳物砂を充填・固化させ、鋳型を作成す
る（時には、耐火性骨材のみで、粘結剤を添加し
ない無粘結砂が吸引装置などの併用にて利用され
ることもある）。このようにして作成された鋳型
内に埋設された発泡ポリスチレン製模型を鋳型内
より抜型することなく、所要の鋳物溶湯を鋳込む
と、その溶湯熱によつて発泡ポリスチレンは収
縮，溶融，分解，気化し、そこに形成された空洞
内に溶湯が充満する。そして結果として、模型と
同一形状，寸法の鋳物製品を完成させる鋳造法で
ある。
寸法に一体加工・成形（時には、鋳物砂または金
属による中子を一部利用することもある）された
発泡ポリスチレンによる模型を、湯口系（湯口，
湯道，壥）などとともに鋳枠内に設置し、該模型
上および周囲（時には、内部）に耐火性骨材（一
般には珪砂が用いられ、時にはジルコン砂，オリ
ビン砂，クロマイト砂などの特殊砂も利用され
る）に粘結剤（時には、粘結剤に対する硬化剤を
添加する場合もある）を配合・混練した混合物、
例えば、粘土砂，水硝子砂，セメント砂などの無
機系鋳物砂やフラン砂，コールドボツクス砂など
の有機系鋳物砂を充填・固化させ、鋳型を作成す
る（時には、耐火性骨材のみで、粘結剤を添加し
ない無粘結砂が吸引装置などの併用にて利用され
ることもある）。このようにして作成された鋳型
内に埋設された発泡ポリスチレン製模型を鋳型内
より抜型することなく、所要の鋳物溶湯を鋳込む
と、その溶湯熱によつて発泡ポリスチレンは収
縮，溶融，分解，気化し、そこに形成された空洞
内に溶湯が充満する。そして結果として、模型と
同一形状，寸法の鋳物製品を完成させる鋳造法で
ある。
しかし、このフルモールド法も、使用する発泡
体の基材樹脂であるポリスチレンの化学特性に起
因する諸問題のため、その使用は漱減しつつあ
る。
体の基材樹脂であるポリスチレンの化学特性に起
因する諸問題のため、その使用は漱減しつつあ
る。
すなわち、ポリスチレン
は溶湯熱により、c1〜cmの炭火水素に分解し、
一部はガス化するが、ベンゼン環を含む分解生成
物はその結合エネルギーが大きいために溶湯熱に
よつて完全に分解・気化することなく、大気と直
接々触する場合（例えば開放押湯の設置）には、
ベンゼン多環縮合構造化し、ススとなつて大気中
に放出されるために発泡ポリスチレンによるフル
モールド法では、押湯を利用する場合でも鋳型内
に埋設された盲押湯を利用している。
一部はガス化するが、ベンゼン環を含む分解生成
物はその結合エネルギーが大きいために溶湯熱に
よつて完全に分解・気化することなく、大気と直
接々触する場合（例えば開放押湯の設置）には、
ベンゼン多環縮合構造化し、ススとなつて大気中
に放出されるために発泡ポリスチレンによるフル
モールド法では、押湯を利用する場合でも鋳型内
に埋設された盲押湯を利用している。
分解ガスは、鋳型を構成する鋳物砂の間隙を通
つて大気中に放出されることになり、鋳物製品に
ガス欠陥を発生させないために鋳型通気度を上げ
ることが推将されている。また、鋳物砂の粒度を
大きくして鋳型の通気度を向上させる手法も、ガ
ス通路になるとともに鋳込まれた溶湯の浸透も促
進され、焼着現象が起るために自づと限界があ
る。
つて大気中に放出されることになり、鋳物製品に
ガス欠陥を発生させないために鋳型通気度を上げ
ることが推将されている。また、鋳物砂の粒度を
大きくして鋳型の通気度を向上させる手法も、ガ
ス通路になるとともに鋳込まれた溶湯の浸透も促
進され、焼着現象が起るために自づと限界があ
る。
一方、ベンゼン環を含む分解生成物は気化する
ことなく、溶湯中に巻き込まれ、溶湯の上昇、充
填とともに鋳型上部方向に押し進められ、未気化
残渣として鋳物の表面（特に上部）に残留し、鋳
肌面を損うことになる。
ことなく、溶湯中に巻き込まれ、溶湯の上昇、充
填とともに鋳型上部方向に押し進められ、未気化
残渣として鋳物の表面（特に上部）に残留し、鋳
肌面を損うことになる。
このように、発泡ポリスチレンを使用するフル
モールド法における分解ガスおよび未気化残査の
発生量は、発泡ポリスチレンの重量に比例するこ
とから、比重の小さい（すなわち、発泡倍率の大
きい）材料が使用される傾向にある。比重の低下
は材料硬さの低下を誘起し、鋳物砂の充填時に模
型の変形を惹起し易く、ひいては鋳造後の鋳物製
品の寸法精度を劣化させる。
モールド法における分解ガスおよび未気化残査の
発生量は、発泡ポリスチレンの重量に比例するこ
とから、比重の小さい（すなわち、発泡倍率の大
きい）材料が使用される傾向にある。比重の低下
は材料硬さの低下を誘起し、鋳物砂の充填時に模
型の変形を惹起し易く、ひいては鋳造後の鋳物製
品の寸法精度を劣化させる。
本発明者らは、上記問題点の主因がベンゼン環
の存在にあることから、ポリオレフイン炭化水素
系物質についてその発泡特性，鋳造特性を検討の
結果、発泡ポリプロピレン系樹脂，発泡ポリエチ
レン系樹脂を開発し、未気化残渣による鋳造欠陥
の防止に成功している。しかし、ポリオレフイン
系樹脂発泡体は、造型時の変形防止を図れば、そ
の分解による発生ガス量が発泡ポリスチレンより
多いために、鋳造上ガス圧による吹かれ現象を生
じ易い欠点があつた。すなわち、鋳込時における
分解ガスによる吹かれ現象は、鋳込まれた溶湯の
溶湯圧、鋳型通気度と分解ガス圧との相関により
発生するが、溶湯圧を上げる手法として湯口長さ
の延長，加圧注湯などが考えられるが、鋳造方案
上、現場設備上製品歩留りなどの点により不利で
ある。
の存在にあることから、ポリオレフイン炭化水素
系物質についてその発泡特性，鋳造特性を検討の
結果、発泡ポリプロピレン系樹脂，発泡ポリエチ
レン系樹脂を開発し、未気化残渣による鋳造欠陥
の防止に成功している。しかし、ポリオレフイン
系樹脂発泡体は、造型時の変形防止を図れば、そ
の分解による発生ガス量が発泡ポリスチレンより
多いために、鋳造上ガス圧による吹かれ現象を生
じ易い欠点があつた。すなわち、鋳込時における
分解ガスによる吹かれ現象は、鋳込まれた溶湯の
溶湯圧、鋳型通気度と分解ガス圧との相関により
発生するが、溶湯圧を上げる手法として湯口長さ
の延長，加圧注湯などが考えられるが、鋳造方案
上、現場設備上製品歩留りなどの点により不利で
ある。
本発明は、発泡ポリプロピレン系樹脂、発泡ポ
リエチレン系樹脂などの発泡ポリオレフイン系樹
脂の表面硬さを低下させることなく、発泡ポリオ
レフイン系樹脂を消失模型として使用しうる大気
鋳造法を提供しようとするものである。
リエチレン系樹脂などの発泡ポリオレフイン系樹
脂の表面硬さを低下させることなく、発泡ポリオ
レフイン系樹脂を消失模型として使用しうる大気
鋳造法を提供しようとするものである。
すなわち本発明は、吹かれは鋳込初期に起り易
いことから、溶湯が発泡ポリオレフイン系樹脂模
型と接触する近傍、例えば、押上げ方式による鋳
造法において、湯口（一般には、土管などの使用
により空洞）、湯道と堰（同一発泡ポリオレフイ
ン系樹脂体）の場合には湯口近傍，湯道先端よ
り、また模型形状により分解ガス量の多いこと
（ガス圧の大きいこと）が懸念される時には模型
下面より大気に直接連接せるガス抜き口を設置
し、鋳込直後にポリオレフイン系発泡体の熱分解
により発生するガスを放出することによつてガス
圧を低下させ、ひいては溶湯の鋳型内への浸透を
助長させるとともに溶湯圧を上昇させることによ
つて分解ガス量の多いポリオリフイン系樹脂発泡
体でも鋳物用模型として利用しうるようにしたこ
とに特徴がある。
いことから、溶湯が発泡ポリオレフイン系樹脂模
型と接触する近傍、例えば、押上げ方式による鋳
造法において、湯口（一般には、土管などの使用
により空洞）、湯道と堰（同一発泡ポリオレフイ
ン系樹脂体）の場合には湯口近傍，湯道先端よ
り、また模型形状により分解ガス量の多いこと
（ガス圧の大きいこと）が懸念される時には模型
下面より大気に直接連接せるガス抜き口を設置
し、鋳込直後にポリオレフイン系発泡体の熱分解
により発生するガスを放出することによつてガス
圧を低下させ、ひいては溶湯の鋳型内への浸透を
助長させるとともに溶湯圧を上昇させることによ
つて分解ガス量の多いポリオリフイン系樹脂発泡
体でも鋳物用模型として利用しうるようにしたこ
とに特徴がある。
即ち、本発明は、ポリオレフイン系樹脂発泡体
の鋳物用模型を粘結材含有鋳物砂中に埋設し、該
鋳物砂を固化してから鋳造を行なう消失模型鋳造
において、模型下部に大気と直接連接するガス抜
き口を付設してガス抜きを行なうことを特徴とす
る鋳造法である。
の鋳物用模型を粘結材含有鋳物砂中に埋設し、該
鋳物砂を固化してから鋳造を行なう消失模型鋳造
において、模型下部に大気と直接連接するガス抜
き口を付設してガス抜きを行なうことを特徴とす
る鋳造法である。
本発明において、ガス抜き口の付設本数，付設
位置については、発泡模型の容積、形状によつて
吹かれを起し易いと懸念される部分に設置するこ
とが望ましい。ガス抜き口の出口位置について
は、必ずしも鋳型上面とは限らず、ガス抜き口入
口より上方に傾斜した抜け口としても良く、その
際は湯洩れの点より傾斜角25゜以上が望ましい。
また、ガス抜き口の本数は、分解ガス量の多少に
応じて適宜設定することが可能であるが、その断
面積については鋳込まれる溶湯の種類によつても
異なる。湯洩れを生じない程度の断面積とするこ
とが望ましい時には、初期ガス放出後、鋳物砂な
どでガス抜き口出口先端を閉塞するなど現場的手
法も採り得る。
位置については、発泡模型の容積、形状によつて
吹かれを起し易いと懸念される部分に設置するこ
とが望ましい。ガス抜き口の出口位置について
は、必ずしも鋳型上面とは限らず、ガス抜き口入
口より上方に傾斜した抜け口としても良く、その
際は湯洩れの点より傾斜角25゜以上が望ましい。
また、ガス抜き口の本数は、分解ガス量の多少に
応じて適宜設定することが可能であるが、その断
面積については鋳込まれる溶湯の種類によつても
異なる。湯洩れを生じない程度の断面積とするこ
とが望ましい時には、初期ガス放出後、鋳物砂な
どでガス抜き口出口先端を閉塞するなど現場的手
法も採り得る。
本発明の適用は、発泡ポリオリフイン系樹脂模
型の変形、鋳物の寸法精度の劣化を防止するため
に比重の大きい（ガス発生量の多い）材料でも使
用しうる特徴があり、材料的にも上記発泡ポリプ
ロピレン系樹脂，発泡ポリエチレン系樹脂に限定
されるものではない。
型の変形、鋳物の寸法精度の劣化を防止するため
に比重の大きい（ガス発生量の多い）材料でも使
用しうる特徴があり、材料的にも上記発泡ポリプ
ロピレン系樹脂，発泡ポリエチレン系樹脂に限定
されるものではない。
以下、本発明の詳細を実施例をもつて説明す
る。
る。
実施例 １
エチレン＋プロピレンランダム共重合体（エチ
レン含有量28重量％）のビーズ法型内発泡成形体
（比重0.0280）にて、第１図Ａ〜〜Ｃ〔第１図Ａは
正面図、第１図Ｂは第１図Ａのａ矢示図（側面
図）、第１図Ｃは第１図Ａのｂ矢示図（平面図）〕
に示す如き200×200×200の模型１を製作し、同
一材質にて製作した湯道（30×20）３，堰（15×
７×２）４を醋酸ビニール樹脂系接着剤で接着し
たる後、湯口（30φ土管）２とともに鋳枠７内に
設置し、湯道３側面において湯口２中心より20mm
の位置に直径５mm、傾斜角25゜のガス抜き口５、
湯道３両先端部において直径５mm、傾斜角30゜の
ガス抜き口５′、反湯口側模型１下面より傾斜角
90゜、直径５mmのガス抜き口５″のための模型を付
設したる後、その周囲にフラン砂６（AFS55）
を充填・固化させた。しかる後、ガス抜き口５，
５′，５″用模型を抜型し、鋳型を完成させた。
レン含有量28重量％）のビーズ法型内発泡成形体
（比重0.0280）にて、第１図Ａ〜〜Ｃ〔第１図Ａは
正面図、第１図Ｂは第１図Ａのａ矢示図（側面
図）、第１図Ｃは第１図Ａのｂ矢示図（平面図）〕
に示す如き200×200×200の模型１を製作し、同
一材質にて製作した湯道（30×20）３，堰（15×
７×２）４を醋酸ビニール樹脂系接着剤で接着し
たる後、湯口（30φ土管）２とともに鋳枠７内に
設置し、湯道３側面において湯口２中心より20mm
の位置に直径５mm、傾斜角25゜のガス抜き口５、
湯道３両先端部において直径５mm、傾斜角30゜の
ガス抜き口５′、反湯口側模型１下面より傾斜角
90゜、直径５mmのガス抜き口５″のための模型を付
設したる後、その周囲にフラン砂６（AFS55）
を充填・固化させた。しかる後、ガス抜き口５，
５′，５″用模型を抜型し、鋳型を完成させた。
該鋳型に、鋳鉄溶湯（炭素3.4％、珪素2.2％，
マンガン0.7％）を1340℃で鋳込んだ。
マンガン0.7％）を1340℃で鋳込んだ。
また、比較のために、エチレン−プロピレンラ
ンダム共重合体（エチレン含有量28重量％）のビ
ーズ法型内発泡成形体（比重0.0280）にてガス抜
き口のない同一形状・寸法の模型による鋳型を作
製し、同一溶湯を鋳込んだ。
ンダム共重合体（エチレン含有量28重量％）のビ
ーズ法型内発泡成形体（比重0.0280）にてガス抜
き口のない同一形状・寸法の模型による鋳型を作
製し、同一溶湯を鋳込んだ。
なお、発泡ポリプロピレンの特性を表１に示
す。
す。
表１
発泡ポリ 比重 圧縮硬さ*1 ガス発生量*2
プロプレン 0.0280 1.18 49cc
＊１ JISK 6767に準処
＊２ 発泡体 ８cm2（２×２×２）によるガス
発生量 鋳込試験の結果、ガス抜き口のない鋳型（比較
例）では、鋳込開始直後に湯口より激しく溶湯の
吹き返しがあり、それ以降の鋳込みを中止した。
発生量 鋳込試験の結果、ガス抜き口のない鋳型（比較
例）では、鋳込開始直後に湯口より激しく溶湯の
吹き返しがあり、それ以降の鋳込みを中止した。
一方、ガス抜き口のある鋳型（本発明例）で
は、鋳込初期に湯道に付設したガス抜き口より分
解ガスの放出があつたが、鋳込２秒後には湯道部
からのガス放出はおさまつた。逆に模型付設のガ
ス抜き口より一時的にガス放出が認められたが、
鋳込が進行するにつれて、ガス放出もなくなり、
スムーズに鋳込を終了することができた。
は、鋳込初期に湯道に付設したガス抜き口より分
解ガスの放出があつたが、鋳込２秒後には湯道部
からのガス放出はおさまつた。逆に模型付設のガ
ス抜き口より一時的にガス放出が認められたが、
鋳込が進行するにつれて、ガス放出もなくなり、
スムーズに鋳込を終了することができた。
鋳物の冷却後、その外観状況並びに中心切断面
のマクロ状況でも分解ガスによるガス欠陥は認め
られなかつた。
のマクロ状況でも分解ガスによるガス欠陥は認め
られなかつた。
実施例 ２
表２の特性を有する高密度ポリエチレンのビー
ズ法型内発泡成形体を用いて、実施例１と同様な
鋳型を２個（本発明例と比較例）製作し、実施例
１と同じ溶湯を鋳込んだ。
ズ法型内発泡成形体を用いて、実施例１と同様な
鋳型を２個（本発明例と比較例）製作し、実施例
１と同じ溶湯を鋳込んだ。
表 ２
発泡ポリ 比重 圧縮硬さ*1 ガス発生量*2
エチレン 0.0296 0.98 47cc
＊１ ＊２表１と同じ
その結果、ガス抜き口を付設した鋳型（本発明
例）では、実施例１と同様にスムーズに鋳込みが
でき、且つ鋳物内外のガス欠陥も認められなかつ
た。
例）では、実施例１と同様にスムーズに鋳込みが
でき、且つ鋳物内外のガス欠陥も認められなかつ
た。
第１図Ａ〜Ｂは本発明方法の一実施態様を示す
図である。
図である。
Claims (1)
- １ ポリオレフイン系樹脂発泡体の鋳物用模型を
粘結材含有鋳物砂中に埋設し、該鋳物砂を固化し
てから鋳造を行なう消失模型鋳造法において、模
型下部に大気と直接連接するガス抜き口を付設し
てガス抜きを行なうことを特徴とする鋳造法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60053310A JPS61212442A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 鋳造法 |
| EP86301032A EP0195512B1 (en) | 1985-02-27 | 1986-02-14 | Casting method |
| DE8686301032T DE3675042D1 (de) | 1985-02-27 | 1986-02-14 | Giessverfahren. |
| US06/830,730 US4711287A (en) | 1985-02-27 | 1986-02-19 | Casting method |
| CA000502477A CA1248322A (en) | 1985-02-27 | 1986-02-21 | Casting method using consumable pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60053310A JPS61212442A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 鋳造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61212442A JPS61212442A (ja) | 1986-09-20 |
| JPH0454537B2 true JPH0454537B2 (ja) | 1992-08-31 |
Family
ID=12939141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60053310A Granted JPS61212442A (ja) | 1985-02-27 | 1985-03-19 | 鋳造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61212442A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002331334A (ja) * | 2001-05-07 | 2002-11-19 | Achilles Corp | 鋳造用消失模型の接合用補強材及び鋳造用消失模型 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5116016B2 (ja) * | 1972-07-13 | 1976-05-21 | ||
| JPS5131008B2 (ja) * | 1973-04-14 | 1976-09-04 | ||
| JPS513686A (ja) * | 1974-06-28 | 1976-01-13 | Hitachi Ltd | Dotekihakaijinseishikenho |
| JPS5577959A (en) * | 1978-12-07 | 1980-06-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Foamed resin pattern for casting |
-
1985
- 1985-03-19 JP JP60053310A patent/JPS61212442A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61212442A (ja) | 1986-09-20 |
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