JPH06218488A - ステンレス鋼鋳造のためのロストフォーム法 - Google Patents
ステンレス鋼鋳造のためのロストフォーム法Info
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- JPH06218488A JPH06218488A JP5307093A JP30709393A JPH06218488A JP H06218488 A JPH06218488 A JP H06218488A JP 5307093 A JP5307093 A JP 5307093A JP 30709393 A JP30709393 A JP 30709393A JP H06218488 A JPH06218488 A JP H06218488A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/15—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using vacuum
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Casting Devices For Molds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低炭素ステンレス鋼部品をロストフォーム鋳
造プロセスで作製することのできる技術を確立するこ
と。 【構成】 部品のプラスチック模型１８を内蔵した砂充
填室１０を形成し、砂充填室を上面フィルム２６で蓋
し、砂充填室に２０〜２９インチ（５０．８〜７３．７
ｃｍ）水銀柱範囲内の真空を開口３０を通して適用し、
溶融ステンレス鋼を湯口・湯道系統２０、２２を通して
プラスチック模型領域に流し込み、該プラスチック模型
と置き換え、それにより低炭素ステンレス鋼部品を生成
する。ステンレス鋼の流し込み中砂充填室１０に適用さ
れる高い真空は組立体模型中への溶湯の吸引により溶湯
の流し込みを促進するのみならず、流し込み過程中室１
０からの炭素煙霧の排気を可能ならしめる。
造プロセスで作製することのできる技術を確立するこ
と。 【構成】 部品のプラスチック模型１８を内蔵した砂充
填室１０を形成し、砂充填室を上面フィルム２６で蓋
し、砂充填室に２０〜２９インチ（５０．８〜７３．７
ｃｍ）水銀柱範囲内の真空を開口３０を通して適用し、
溶融ステンレス鋼を湯口・湯道系統２０、２２を通して
プラスチック模型領域に流し込み、該プラスチック模型
と置き換え、それにより低炭素ステンレス鋼部品を生成
する。ステンレス鋼の流し込み中砂充填室１０に適用さ
れる高い真空は組立体模型中への溶湯の吸引により溶湯
の流し込みを促進するのみならず、流し込み過程中室１
０からの炭素煙霧の排気を可能ならしめる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロストフォーム鋳造方
法に関するものであり、特にはステンレス鋼鋳造のため
のロストフォーム鋳造方法に関するものである。
法に関するものであり、特にはステンレス鋼鋳造のため
のロストフォーム鋳造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ロストフォームを使用する鋳造プロセス
は知られておりそしてこの方法についての記載は米国特
許第２，８３０，３４３号に見ることができる。この鋳
造プロセスは、空洞を使用しない鋳造プロセスであり、
ここではポリスチレンフォーム模型が砂に埋設される。
砂内に残されたフォーム模型はそこに流し込まれる溶融
金属により分解される。溶融金属がフォーム模型と置き
換わり、それにより模型の特性のすべてを精確に再現す
る。ロストワックスを使用するインベストメント鋳造と
同様に、模型は流し込み中破壊され、従って新しい模型
が鋳造がなされる毎に作製されねばならない。
は知られておりそしてこの方法についての記載は米国特
許第２，８３０，３４３号に見ることができる。この鋳
造プロセスは、空洞を使用しない鋳造プロセスであり、
ここではポリスチレンフォーム模型が砂に埋設される。
砂内に残されたフォーム模型はそこに流し込まれる溶融
金属により分解される。溶融金属がフォーム模型と置き
換わり、それにより模型の特性のすべてを精確に再現す
る。ロストワックスを使用するインベストメント鋳造と
同様に、模型は流し込み中破壊され、従って新しい模型
が鋳造がなされる毎に作製されねばならない。
【０００３】従って、上記プロセスは次の基本段階を使
用する。第１に、フォーム模型及び湯道・湯口系統があ
る種の型を使用して作製される。第２に、型或いはフォ
ーム模型と湯道・湯口系統が大量生産を容易ならしめる
ように個々の部品の一つの集合組立体として組み立てら
れる。組立体はその後通気性耐火コーティングで被覆さ
れる。こうして準備された組立体はゆるく詰められた未
結合砂中に置かれそして砂が型組立体全体を振動するこ
とによりフォーム組立体周囲に固められる。次いで、溶
融金属がフォーム模型中に直接流し込まれ、組立体に置
けるフォームを分解しそしてそれを流し込まれた溶融金
属と置き換える。組立体は取り出され、分離されそして
個々の部品が周知の方法で不要部を除いて仕上げられ
る。
用する。第１に、フォーム模型及び湯道・湯口系統があ
る種の型を使用して作製される。第２に、型或いはフォ
ーム模型と湯道・湯口系統が大量生産を容易ならしめる
ように個々の部品の一つの集合組立体として組み立てら
れる。組立体はその後通気性耐火コーティングで被覆さ
れる。こうして準備された組立体はゆるく詰められた未
結合砂中に置かれそして砂が型組立体全体を振動するこ
とによりフォーム組立体周囲に固められる。次いで、溶
融金属がフォーム模型中に直接流し込まれ、組立体に置
けるフォームを分解しそしてそれを流し込まれた溶融金
属と置き換える。組立体は取り出され、分離されそして
個々の部品が周知の方法で不要部を除いて仕上げられ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたロストフォ
ーム鋳造プロセスは、ネズミ鋳鉄及び非鉄材料部品を製
造するのに使用されてきた。今日まで、ステンレス鋼は
上記プロセスを利用して鋳造することはできなかった。
フォーム模型はそれが揮発化されるとき炭素を発生しそ
して炭素が溶融金属に吸収され、それにより仕上げステ
ンレス鋼製品の炭素水準を上昇せしめる。ステンレス鋼
の或る種の用途は、炭素含有量に対して０．０６〜０．
０８％の範囲内というＡＳＴＭ基準を満足しなければな
らない。ＡＳＴＭ基準に従って作製されねばならないそ
うしたステンレス鋼部品の用途の一つは、原子炉用ボイ
ラーチューブハンガーであり、これはＡＳＴＭ等級材料
Ａ２９７ＨＨから作製されるべき部品を必要とする。
ーム鋳造プロセスは、ネズミ鋳鉄及び非鉄材料部品を製
造するのに使用されてきた。今日まで、ステンレス鋼は
上記プロセスを利用して鋳造することはできなかった。
フォーム模型はそれが揮発化されるとき炭素を発生しそ
して炭素が溶融金属に吸収され、それにより仕上げステ
ンレス鋼製品の炭素水準を上昇せしめる。ステンレス鋼
の或る種の用途は、炭素含有量に対して０．０６〜０．
０８％の範囲内というＡＳＴＭ基準を満足しなければな
らない。ＡＳＴＭ基準に従って作製されねばならないそ
うしたステンレス鋼部品の用途の一つは、原子炉用ボイ
ラーチューブハンガーであり、これはＡＳＴＭ等級材料
Ａ２９７ＨＨから作製されるべき部品を必要とする。
【０００５】これらチューブハンガーを上記ロストフォ
ーム鋳造プロセスに従ってステンレス鋼から作製する試
みがなされたが、不首尾な結果に終わった。フォーム模
型を取り巻く砂は、砂及び部品を保持する型枠に適用さ
れる４〜１２インチ（１０〜３０．５ｃｍ）水銀柱の真
空下にさえ置かれた。プロセスの一体性を維持するべく
先行技術に示唆されたこうした真空範囲を使用した場合
でも、結果は満足しうるものでなかった。
ーム鋳造プロセスに従ってステンレス鋼から作製する試
みがなされたが、不首尾な結果に終わった。フォーム模
型を取り巻く砂は、砂及び部品を保持する型枠に適用さ
れる４〜１２インチ（１０〜３０．５ｃｍ）水銀柱の真
空下にさえ置かれた。プロセスの一体性を維持するべく
先行技術に示唆されたこうした真空範囲を使用した場合
でも、結果は満足しうるものでなかった。
【０００６】従って、ＡＳＴＭにより指定されているよ
うな使用基準に従って低炭素水準を必要とするステンレ
ス鋼部品を作製するためのロストフォーム鋳造プロセス
はこれまでの技術では満足しうるものではないことがわ
かる。本発明の課題は、ステンレス鋼部品をロストフォ
ーム鋳造プロセスで作製することのできる技術を確立す
ることである。
うな使用基準に従って低炭素水準を必要とするステンレ
ス鋼部品を作製するためのロストフォーム鋳造プロセス
はこれまでの技術では満足しうるものではないことがわ
かる。本発明の課題は、ステンレス鋼部品をロストフォ
ーム鋳造プロセスで作製することのできる技術を確立す
ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明方法は、最小限の
或いは非常に低い炭素含有量しか有しないステンレス鋼
部品を作製することのできるロストフォーム法を提供す
ることにより従来からのロストフォーム鋳造プロセスと
関連する課題を解決する。これを達成するために、本発
明方法は、所定の容積及び温度においてのステンレス鋼
の流し込み中ロストフォームプロセスに適用する高真空
を利用して鋳造プロセス中に発生する炭素を真空抽出
し、低炭素ステンレス鋼部品をもたらす。
或いは非常に低い炭素含有量しか有しないステンレス鋼
部品を作製することのできるロストフォーム法を提供す
ることにより従来からのロストフォーム鋳造プロセスと
関連する課題を解決する。これを達成するために、本発
明方法は、所定の容積及び温度においてのステンレス鋼
の流し込み中ロストフォームプロセスに適用する高真空
を利用して鋳造プロセス中に発生する炭素を真空抽出
し、低炭素ステンレス鋼部品をもたらす。
【０００８】本発明は、その一様相において、低炭素ス
テンレス鋼部品を作製するためのロストフォーム鋳造方
法を提供する。本発明の別の様相は、流し込みプロセス
中形成される所望されざる揮発性元素を吸引する高真空
ロストフォーム鋳造方法を提供することである。
テンレス鋼部品を作製するためのロストフォーム鋳造方
法を提供する。本発明の別の様相は、流し込みプロセス
中形成される所望されざる揮発性元素を吸引する高真空
ロストフォーム鋳造方法を提供することである。
【０００９】かくして、本発明は、ロストフォーム法を
使用して低炭素ステンレス鋼部品を鋳造するための方法
であって、（ａ）部品のプラスチック模型を内蔵した砂
充填室を形成する段階と、（ｂ）前記砂充填室を蓋する
段階と、（ｃ）前記砂充填室に２０〜２９インチ（５
０．８〜７３．７ｃｍ）水銀柱範囲内の真空を適用する
段階と、（ｄ）溶融ステンレス鋼をプラスチックも径領
域に流し込み、該プラスチック模型と置き換え、それに
より低炭素ステンレス鋼部品を生成する段階とを包含す
る低炭素ステンレス鋼部品鋳造方法を提供する。
使用して低炭素ステンレス鋼部品を鋳造するための方法
であって、（ａ）部品のプラスチック模型を内蔵した砂
充填室を形成する段階と、（ｂ）前記砂充填室を蓋する
段階と、（ｃ）前記砂充填室に２０〜２９インチ（５
０．８〜７３．７ｃｍ）水銀柱範囲内の真空を適用する
段階と、（ｄ）溶融ステンレス鋼をプラスチックも径領
域に流し込み、該プラスチック模型と置き換え、それに
より低炭素ステンレス鋼部品を生成する段階とを包含す
る低炭素ステンレス鋼部品鋳造方法を提供する。
【００１０】
【作用】ステンレス鋼の流し込み中ロストフォームプロ
セスにおいて砂充填室に適用する高真空を利用して鋳造
プロセス中に発生する炭素を真空抽出し、低炭素ステン
レス鋼部品をもたらす。
セスにおいて砂充填室に適用する高真空を利用して鋳造
プロセス中に発生する炭素を真空抽出し、低炭素ステン
レス鋼部品をもたらす。
【００１１】
【実施例】図面を参照して、低炭素ステンレス鋼部品を
製造するユニークな方法を既知のロストフォーム型の設
備を使用して説明する。
製造するユニークな方法を既知のロストフォーム型の設
備を使用して説明する。
【００１２】本発明方法において、高合金ステンレス鋼
ボイラーチューブハンガーがＡＳＴＭ基準Ａ−２９７Ｈ
Ｈに従って作製される。チューブハンガーは最初プラス
チックフォーム模型材料から作製される。チューブハン
ガー模型はダウ・ケミカル・カンパニー社から市販され
るポリメチルメチルアクリレート（ＰＭＭＡ）から作製
される。これらボイラーチューブハンガーは、連結要素
によって離間して形成される８４個のボイラーチューブ
ハンガーから成る鋳造可能な量の組立体に組み立てられ
る。これらボイラーチューブハンガー模型組立体は約４
ミル（０．１ｍｍ）の厚さのアルミノ珪酸塩の耐火コー
トでスプレーコーティングされる。コーティングされた
組立体は、１２０°Ｆ（４９℃）の温度において約１２
時間乾燥せしめられ、その後チューブハンガー模型組立
体は真空ロストフォームプロセス設備で使用できる態勢
となる。
ボイラーチューブハンガーがＡＳＴＭ基準Ａ−２９７Ｈ
Ｈに従って作製される。チューブハンガーは最初プラス
チックフォーム模型材料から作製される。チューブハン
ガー模型はダウ・ケミカル・カンパニー社から市販され
るポリメチルメチルアクリレート（ＰＭＭＡ）から作製
される。これらボイラーチューブハンガーは、連結要素
によって離間して形成される８４個のボイラーチューブ
ハンガーから成る鋳造可能な量の組立体に組み立てられ
る。これらボイラーチューブハンガー模型組立体は約４
ミル（０．１ｍｍ）の厚さのアルミノ珪酸塩の耐火コー
トでスプレーコーティングされる。コーティングされた
組立体は、１２０°Ｆ（４９℃）の温度において約１２
時間乾燥せしめられ、その後チューブハンガー模型組立
体は真空ロストフォームプロセス設備で使用できる態勢
となる。
【００１３】図面に示される設備は、標準的なロストフ
ォーム型の鋳造設備であり、ここでは主室を構成する開
放容器としての砂充填室１０がエチレン酢酸ビニルの５
ミル（０．１３ｍｍ）厚のフィルムから成る底層１２を
有している。砂充填室１０の下側に位置づけられそして
フィルム１２により分離される下方室１４はフィルム１
２を穴１６を通して真空を引くことにより得られる約１
８インチ（４５．７ｃｍ）水銀柱の真空に曝露せしめ
る。砂充填室１０は、約１５〜２０平方フィート（１．
３〜１．８ｍ2 ）でありそして約４〜７フィート（１．
２〜２．１ｍ）高さである。
ォーム型の鋳造設備であり、ここでは主室を構成する開
放容器としての砂充填室１０がエチレン酢酸ビニルの５
ミル（０．１３ｍｍ）厚のフィルムから成る底層１２を
有している。砂充填室１０の下側に位置づけられそして
フィルム１２により分離される下方室１４はフィルム１
２を穴１６を通して真空を引くことにより得られる約１
８インチ（４５．７ｃｍ）水銀柱の真空に曝露せしめ
る。砂充填室１０は、約１５〜２０平方フィート（１．
３〜１．８ｍ2 ）でありそして約４〜７フィート（１．
２〜２．１ｍ）高さである。
【００１４】砂充填室１０には次いで、約１インチ
（２．５４ｃｍ）の砂層が敷きつめられる。代表的に、
２種の異なった型式の砂が使用されうる。一方は、公称
９０〜１００のＡＦＳ（アメリカ鋳物協会）粒度指数と
約６５の乾燥通気度を有する砂である。もう一つの型式
の砂は、３４〜３８のＡＦＳ粒度指数と４５０〜５２５
の乾燥通気度を有する砂である。これら砂に対する異な
った型式の土砂（wash）が評価されそして既知のロスト
フォームプロセスを使用してネズミ鋳鉄エンジン部品を
製造するための自動車エンジン工場で使用のために開発
された証明試験済みの土砂が選択された。次に、各８４
個のボイラーチューブハンガーから成る４組のボイラー
チューブハンガー模型組立体１８が砂充填室１０内に置
かれ、ステンレス鋼溶湯を流し込むために、これら模型
組立体１８の各々が湯道系統２０及び湯口２２に連結さ
れる。砂充填室１０は、前述した型式のゆるい乾燥砂で
充填される。型は比較的デリケートであるから、不当な
型崩壊及び／或いは個々のチューブハンガーの破損を防
止するために管理されたホッパ（図示なし）からの管理
された砂充填がなされる。砂充填室１０はその後チュー
ブハンガー模型組立体１８を覆う水準２４まで砂で充填
される。砂で充填された砂充填室は、砂床全体を高密度
化するために振動せしめられる。もちろん、以上の段階
はすべて、フィルム１２によって砂充填室１０から分離
された底室１４に適用される約１８インチ（４５．７ｃ
ｍ）水銀柱の真空の適用下で行われる。
（２．５４ｃｍ）の砂層が敷きつめられる。代表的に、
２種の異なった型式の砂が使用されうる。一方は、公称
９０〜１００のＡＦＳ（アメリカ鋳物協会）粒度指数と
約６５の乾燥通気度を有する砂である。もう一つの型式
の砂は、３４〜３８のＡＦＳ粒度指数と４５０〜５２５
の乾燥通気度を有する砂である。これら砂に対する異な
った型式の土砂（wash）が評価されそして既知のロスト
フォームプロセスを使用してネズミ鋳鉄エンジン部品を
製造するための自動車エンジン工場で使用のために開発
された証明試験済みの土砂が選択された。次に、各８４
個のボイラーチューブハンガーから成る４組のボイラー
チューブハンガー模型組立体１８が砂充填室１０内に置
かれ、ステンレス鋼溶湯を流し込むために、これら模型
組立体１８の各々が湯道系統２０及び湯口２２に連結さ
れる。砂充填室１０は、前述した型式のゆるい乾燥砂で
充填される。型は比較的デリケートであるから、不当な
型崩壊及び／或いは個々のチューブハンガーの破損を防
止するために管理されたホッパ（図示なし）からの管理
された砂充填がなされる。砂充填室１０はその後チュー
ブハンガー模型組立体１８を覆う水準２４まで砂で充填
される。砂で充填された砂充填室は、砂床全体を高密度
化するために振動せしめられる。もちろん、以上の段階
はすべて、フィルム１２によって砂充填室１０から分離
された底室１４に適用される約１８インチ（４５．７ｃ
ｍ）水銀柱の真空の適用下で行われる。
【００１５】次に、砂充填室１０は先と同じ５ミル
（０．１３ｍｍ）厚のエチレン酢酸ビニルから成る上面
フィルム２６で覆われ、そして約２２インチ（５６ｃ
ｍ）水銀柱の真空が、開口２８、３０、３２に連結され
た３本の２インチ（５ｃｍ）ホースラインを通して室１
０に適用される。これら３本の真空ラインは約５００Ｃ
ＦＭ（１４ｍ3 ／分）を真空引きしそして流し込み中約
２０〜２９インチ（５０〜７４ｃｍ）水銀柱の操業真空
範囲において約１５００ＣＦＭ（４２ｍ3 ／分）を真空
引きする。
（０．１３ｍｍ）厚のエチレン酢酸ビニルから成る上面
フィルム２６で覆われ、そして約２２インチ（５６ｃ
ｍ）水銀柱の真空が、開口２８、３０、３２に連結され
た３本の２インチ（５ｃｍ）ホースラインを通して室１
０に適用される。これら３本の真空ラインは約５００Ｃ
ＦＭ（１４ｍ3 ／分）を真空引きしそして流し込み中約
２０〜２９インチ（５０〜７４ｃｍ）水銀柱の操業真空
範囲において約１５００ＣＦＭ（４２ｍ3 ／分）を真空
引きする。
【００１６】その後、ステンレス鋼溶湯が組立体１８に
フィルム２６を通して組立体まで伸延する湯口２２を経
て流し込まれる。ステンレス鋼溶湯は約２４５０°Ｆ
（１３４３℃）の温度で流し込まれる。
フィルム２６を通して組立体まで伸延する湯口２２を経
て流し込まれる。ステンレス鋼溶湯は約２４５０°Ｆ
（１３４３℃）の温度で流し込まれる。
【００１７】所要の流し込み温度の解析が行われそして
多数の合金鋼の固相線／液相線に関する標準的な鎮静因
子を使用して平均液相線が２６５０〜２６７５°Ｆ（１
４５３〜１４６８℃）であると計算された。これを基礎
として、所望の流し込み温度は２８７５°Ｆ（１５７９
℃）±２５°Ｆ（１４℃）において選択された。
多数の合金鋼の固相線／液相線に関する標準的な鎮静因
子を使用して平均液相線が２６５０〜２６７５°Ｆ（１
４５３〜１４６８℃）であると計算された。これを基礎
として、所望の流し込み温度は２８７５°Ｆ（１５７９
℃）±２５°Ｆ（１４℃）において選択された。
【００１８】型流し込み時間が測られ、大きな４つのチ
ューブハンガー模型組立体が室１０内に置かれていると
きには１８〜２２秒の平均流し込み時間を要しそしても
っと少ない数のチューブハンガー組立体模型／型に対し
ては１２〜１８秒の平均流し込み時間を要した。これか
ら計算して、金属移行速度はそれぞれ約７８〜６４ポン
ド／秒（３５．１〜２８．８ｋｇ／秒）及び７５〜５０
ポンド／秒（３３．８〜２２．５ｋｇ／秒）であった。
ューブハンガー模型組立体が室１０内に置かれていると
きには１８〜２２秒の平均流し込み時間を要しそしても
っと少ない数のチューブハンガー組立体模型／型に対し
ては１２〜１８秒の平均流し込み時間を要した。これか
ら計算して、金属移行速度はそれぞれ約７８〜６４ポン
ド／秒（３５．１〜２８．８ｋｇ／秒）及び７５〜５０
ポンド／秒（３３．８〜２２．５ｋｇ／秒）であった。
【００１９】流し込まれた溶融ステンレス鋼の温度を２
９００°Ｆ（１５９３℃）±２５°Ｆ（１４℃）に昇温
することにより流し込み時間を減じる試みがなされた。
温度上昇は、流し込み時間の対応する減少と湯回り不良
の発生の低減を示した。約１４００ポンド（６３０ｋ
ｇ）の溶融ステンレス鋼から成る大量の流し込みは、も
っと低い溶湯温度で１８〜２２秒の流し込み時間に比較
して１０〜１４秒の平均流し込み時間を要しただけであ
った。こうして、平均流し込み速度は、昇温された溶湯
温度において７８〜６４ポンド／秒（３５．１〜２８．
８ｋｇ／秒）から１４０〜１００ポンド／秒（６３〜４
５ｋｇ／秒）まで増大された。先に論議したように、こ
れら流し込みのすべては、室１０に約２０〜２９インチ
（５０〜７４ｃｍ）水銀柱を適用しそして流し込み過程
では下方室１４に真空を適用せずに行われた。ステンレ
ス鋼の流し込み中砂充填室１０に適用される高い真空は
組立体模型中への溶湯の吸引により溶湯の流し込みを促
進するのみならず、流し込み過程中室１０からの炭素煙
霧の排気を可能ならしめる。試験の一つにおいて、高真
空の適用の下では約１４００ポンド（６３０ｋｇ）の溶
湯が１０秒以内で組立体模型に流し込まれるが、真空の
適用なしでは同量の溶湯を組立体模型に流し込むのに約
２５〜３０秒を必要とすることが認められた。
９００°Ｆ（１５９３℃）±２５°Ｆ（１４℃）に昇温
することにより流し込み時間を減じる試みがなされた。
温度上昇は、流し込み時間の対応する減少と湯回り不良
の発生の低減を示した。約１４００ポンド（６３０ｋ
ｇ）の溶融ステンレス鋼から成る大量の流し込みは、も
っと低い溶湯温度で１８〜２２秒の流し込み時間に比較
して１０〜１４秒の平均流し込み時間を要しただけであ
った。こうして、平均流し込み速度は、昇温された溶湯
温度において７８〜６４ポンド／秒（３５．１〜２８．
８ｋｇ／秒）から１４０〜１００ポンド／秒（６３〜４
５ｋｇ／秒）まで増大された。先に論議したように、こ
れら流し込みのすべては、室１０に約２０〜２９インチ
（５０〜７４ｃｍ）水銀柱を適用しそして流し込み過程
では下方室１４に真空を適用せずに行われた。ステンレ
ス鋼の流し込み中砂充填室１０に適用される高い真空は
組立体模型中への溶湯の吸引により溶湯の流し込みを促
進するのみならず、流し込み過程中室１０からの炭素煙
霧の排気を可能ならしめる。試験の一つにおいて、高真
空の適用の下では約１４００ポンド（６３０ｋｇ）の溶
湯が１０秒以内で組立体模型に流し込まれるが、真空の
適用なしでは同量の溶湯を組立体模型に流し込むのに約
２５〜３０秒を必要とすることが認められた。
【００２０】この高真空ロストフォームプロセスから作
製された鋳物を分析した結果、炭素取り込みはないこと
がわかった。表面からの金相学的分析は最悪のケースで
０．０３％炭素の取り込みそして最良のケースでは僅か
の脱炭を示した。対照的に、流し込み中高真空を使用し
ない通常のロストフォーム鋳造プロセスから採られたサ
ンプルは最悪のケースで０．２３％そして最良のケース
でも０．０９％の著しく高い水準の炭素採り込みを示し
た。先に論議したように、炭素の採り込みは、ボイラー
ハンガーのようなステンレス鋼用途においては高水準の
炭素が爾後のこれらハンガーへの付属品の溶接に悪影響
を与えるから重大事であり、従ってこれらハンガーはス
テンレス鋼に対して低炭素含有量を要求するＡＳＴＭ規
格に従って作製されねばならない。本発明はそうした要
求を満たすものである。本発明はステンレス鋼以外の炭
素鋼、高合金鋼等の鉄鋼鋳造部品にも応用することがで
きる。
製された鋳物を分析した結果、炭素取り込みはないこと
がわかった。表面からの金相学的分析は最悪のケースで
０．０３％炭素の取り込みそして最良のケースでは僅か
の脱炭を示した。対照的に、流し込み中高真空を使用し
ない通常のロストフォーム鋳造プロセスから採られたサ
ンプルは最悪のケースで０．２３％そして最良のケース
でも０．０９％の著しく高い水準の炭素採り込みを示し
た。先に論議したように、炭素の採り込みは、ボイラー
ハンガーのようなステンレス鋼用途においては高水準の
炭素が爾後のこれらハンガーへの付属品の溶接に悪影響
を与えるから重大事であり、従ってこれらハンガーはス
テンレス鋼に対して低炭素含有量を要求するＡＳＴＭ規
格に従って作製されねばならない。本発明はそうした要
求を満たすものである。本発明はステンレス鋼以外の炭
素鋼、高合金鋼等の鉄鋼鋳造部品にも応用することがで
きる。
【００２１】
【発明の効果】本発明の高真空ロストフォームプロセス
から作製された鋳物は、最悪のケースでも０．０３％炭
素の取り込みそして最良のケースでは僅かの脱炭を示
す。ボイラーハンガーのようなステンレス鋼用途におい
て、ステンレス鋼に対して低炭素含有量を要求するＡＳ
ＴＭ規格に従って作製することを可能ならしめる。
から作製された鋳物は、最悪のケースでも０．０３％炭
素の取り込みそして最良のケースでは僅かの脱炭を示
す。ボイラーハンガーのようなステンレス鋼用途におい
て、ステンレス鋼に対して低炭素含有量を要求するＡＳ
ＴＭ規格に従って作製することを可能ならしめる。
【図１】本発明方法において使用されるロストフォーム
設備の斜視図である。
設備の斜視図である。
【図２】本発明方法で使用されるロストフォーム設備を
示す概略端面図である。
示す概略端面図である。
１０ 砂充填室 １２ フィルム底層 １４ 下方室 １８ ボーチューブハンガー模型組立体 ２０ 湯道系統 ２２ 湯口 ２６ 上面フィルム ２８、３０、３２ 開口
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１月１９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
Claims (13)
- 【請求項１】 ロストフォーム法を使用して低炭素ステ
ンレス鋼部品を鋳造するための方法であって、（ａ）部
品のプラスチック模型を内蔵した砂充填室を形成する段
階と、（ｂ）前記砂充填室を蓋する段階と、（ｃ）前記
砂充填室に２０〜２９インチ（５０．８〜７３．７ｃ
ｍ）水銀柱範囲内の真空を適用する段階と、（ｄ）溶融
ステンレス鋼をプラスチックも径領域に流し込み、該プ
ラスチック模型と置き換え、それにより低炭素ステンレ
ス鋼部品を生成する段階とを包含する低炭素ステンレス
鋼部品鋳造方法。 - 【請求項２】 溶融ステンレス鋼が２９００°Ｆ（１５
９３℃）±２５°Ｆ（１４℃）の温度において流し込ま
れる請求項１の方法。 - 【請求項３】 真空が砂充填室の３側辺に５００ＣＦＭ
（１４ｍ3 ／分）の容積において適用される請求項２の
方法。 - 【請求項４】 砂充填室が約５ミル（０．１３ｍｍ）厚
さのエチレン酢酸ビニル材料製のプラスチックフィルム
で覆われる請求項２の方法。 - 【請求項５】 流し込まれる溶融ステンレス鋼の温度が
２４００〜２９００°Ｆ（１３１５〜１５９３℃）の範
囲内にある請求項１の方法。 - 【請求項６】 部品のプラスチック模型がポリメチルメ
チルアクリレートから作製される請求項１の方法。 - 【請求項７】 部品のプラスチック模型がアルミノ珪酸
塩で被覆される請求項６の方法。 - 【請求項８】 被覆されたプラスチック部品が約１２０
°Ｆ（４９℃）の温度において約１２時間乾燥せしめら
れる請求項７の方法。 - 【請求項９】 プラスチック部品が複数のボイラーチュ
ーブハンガーの組立体として作製される請求項８の方
法。 - 【請求項１０】 砂充填室に底部プラスチックフィルム
床が形成され、そこに約１８インチ（４５．７ｃｍ）水
銀柱の真空が適用される請求項１の方法。 - 【請求項１１】 砂充填室への真空が適用されたとき底
部プラスチックフィルム床に適用される真空が解除され
る請求項１０の方法。 - 【請求項１２】 砂充填室が３４〜３８のＡＦＳ粒度指
数と４５０〜５２５の乾燥通気度を有する砂で充填され
る請求項１の方法。 - 【請求項１３】 砂充填室が９０〜１００のＡＦＳ粒度
指数と約６５の乾燥通気度を有する砂で充填される請求
項１の方法。
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