JPH0636956B2 - 鋳型造型方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は鋳型造型方法に関し、より詳しくは水溶性消失
模型を用いるシェル鋳型の造型方法に関するものであ
る。

（従来の技術） シェル鋳型の造型方法として近年セラミックシェルモー
ルド法が多く採用されるようになってきている。この理
由はスラリーの節約ができる、大型の鋳物ができ
る。鋳造後の放熱が均等、迅速に行なわれて製品の材
質が均質化される、などの利点があるためである。

セラミックシェルモールド法は周知のように、消失模型
をスラリーへ浸漬し、引き上げてスタッコ材を振りかけ
て乾燥する。いわゆるコーティング、サンディング、乾
燥の３工程を数回繰返して、所要の厚さをもたせたセラ
ミックシェル層を形成し、その後内部の消失模型を加熱
等の手段で溶かし出すという方法であり、例えば、日本
鋳物協会編「鋳物便覧」改定３版（昭和55.10.30,丸
善）第1520頁に記載されている。

そして、消失模型の材料としては、ワックス系、ナフタ
リン系、プラスチック系、尿素系の材料があるが、その
中でも特に尿素系の材料は水溶性であって、強度及び寸
法安定性が共に高く、しかも安価であるので最近多く使
用されるようになってきている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、消失模型に尿素系のような水溶性材料を
用いた場合には、スラリーによるコーティングの際に、
多量の水分を含んだバインダーからなるスラリーを使用
すると、消失模型が溶損し、満足する鋳型肌が得られな
いという問題があった。そのため従来は、 (A) スラリー中のバインダーとして水分を含まないか
または極くわずかしか含まないものを用いて全シェル層
を形成させるか、あるいは第１層のみに水分を含まない
かまたはごくわずかしか含まないバインダーを使用し、
第２層目以降に水分を少し含むバインダー（例えばエチ
ルシリケート系の加水分解液）を使用する、 (B) 特開昭61-30256号に開示されているように、消失
模型にスタッコ材を被覆する前に消失模型の表面に、防
水薄膜を形成する、また (C) 最初の複数回のコーティングの際に、水分を含ま
ないかまたは極くわずかしか含まないバインダーからな
るスラリーを使用する、 などの方法が用いられてきた。

しかし、上記(A)ないし(C)の方法にはそれぞれ問題があ
る。すなわち、 (A)の方法では、使用されるバインダーが高価であり、
しかもそれらは空気中の水分によって加水分解を受け硬
化が早くなるために、スラリーの寿命（スラリー状態を
保持する期間）を短くし、 (B)の方法では、コーティング前に消失模型に防水薄膜
を被覆するという新たな工程を必要とし、しかも第１層
をコーティング前に該防水薄膜を乾燥させるため、被覆
後一定時間放置しなければならない等、鋳型造型のため
の時間が増大し、さらに防水薄膜の強度が低いため、注
湯時、溶湯によって鋳肌荒れを起こす、そして (C)の方法では、(A)の方法と同様に使用されるバインダ
ーが高価であり、コスト的に不利である、 などである。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、その目的とするところは尿素等の水溶性材料ででき
た消失模型を用いても鋳型肌を荒さず、かつ安価なシェ
ル鋳型の造型方法を提供することであり、またそのため
に単価が安くかつ寿命の長いバインダーでできたスラリ
ーを使用できる方法を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の鋳型造形方法は、水
溶性材料でできた消失模型を用いてセラミックシェルモ
ールド法により鋳型を造型する際に、第１回目のコーテ
ィングは水分を含まないかまたは極くわずかしか含まな
いバインダーに撥水剤を添加したスラリーを用い、第２
回目以降のコーティングは水分を多量に含むバインダー
からなるスラリーを用いて行なうことを特徴とする。

本発明の第１回目のコーティングに用いるスラリーのた
めのバインダーは、従来尿素系消失模型に用いられてい
た、水分を含まないかまたは極くわずかしか含まないバ
インダーをそのまま使用できる。

またこのスラリーに添加する撥水剤は、水をはじくかま
たは水を通さない性質を有するものであれば良く、例え
ば皮革用撥水処理材、電気絶縁用ワニスなどである。

また、第２回目以降のコーティングに用いられるスラリ
ーのためのバインダーは、従来のワックス等の非水溶性
消失模型のコーティングに使用されてきた水性シリカゾ
ルなどがそのまま使用できる。

なお適当なスラリーとするため、バインダーの種類に拘
わらず、それに加える粉末としてはジルコン、溶融シリ
カ、溶融アルミナ等、従来繁用されているものがそのま
ま使用できる。またスタッコ材としては溶融シリカ、ム
ライト、ハイアルミナサンド等を用いることができる。

（作用） 本発明の鋳型造型方法は、消失模型に対する第１回目の
コーティング用のスラリーとして、水分を含まないかま
たは極くわずかしか含まないバインダーに、水をはじく
かまたは通さない性質を有する撥水剤を添加したものを
使用したことにより、この１回のコーティングで完全な
防水層が形成される。該防水層は、第２回目以降のコー
ティングに使用する多量の水分を含むスラリーが水溶性
消失模型に浸透して該模型を溶かすことを防止する。

（実施例） 次に本発明の一実施例を掲げ具体的に説明するが、本発
明はこれにより何ら限定されるものではない。

第１図および第２図はそれぞれ本実施例において使用し
た消失模型の平面図及び正面図である。該模型５は尿素
系材料を用いて射出成形により作製したもので、図中、
１は湯口部、２は湯道部、３は堰部、４は製品部であ
る。

また、スラリーを調整するためのバインダーとしては次
の２種類のものを用いた。

バインダーＡ：SiO₂２０重量％のエチルシリケート系加
水分解液（水分を極くわずかしか含まない）。

バインダーＢ：SiO₂３０重量％のコロイダルシリカ（水
分を多量に含む）。

さらに撥水剤として皮革用撥水処理材（信越シリコーン
製ボロンＡ）を用いた。

まず上記消失模型５を、バインダーＡ1000重量部に撥水
剤１０重量部を添加し、これにジルコンフラワー＃350
を5000重量部混合して得たスラリーに浸漬してコーティ
ングを施し、これにジルコンサンド＃８０をサンディン
グした後乾燥させ第１層を形成させた。さらに、スラリ
ーとしてバインダーＢ1000重量部にジルコンフラワー＃
200を4800重量部混合したものを、またスタッコ材とし
てハイアルミナサンド0.3〜0.7mmを用いて第２〜６層を
順次積層させた。最後に加熱することにより消失模型を
溶かして取り除き、その後更に加熱して尿素系材料を完
全に消失させるとともにシェル層を焼成してシェル鋳型
を造型した。

比較例として、実施例の第１層で撥水剤を添加せずにバ
インダーＡのみとした以外は全て実施例と同様にしてシ
ェル鋳型を造型した。

上記実施例および比較例により造型した各々２０個の鋳
型について、その外観並びに鋳型肌を調査した。

この結果、実施例による鋳型は外観、鋳型肌ともに良好
であった。これに対し、比較例によるものは消失模型が
溶け出すため鋳型肌が荒れ、しかも溶けた消失模型中の
尿素化合物が鋳型を通って外に析出するため羽毛状結晶
が発生していた。この羽毛状結晶が発生したものは鋳型
強度が非常に弱く、手で触れただけでも崩壊するという
脆いものであった。

（発明の効果） 本発明の鋳型造型方法によれば以下のような効果を奏す
る。

まず消失模型に対して第１回目のコーティングにおい
て、バインダーに撥水剤を添加するだけで完全に防水層
が形成されるために、従来のような防水被膜を形成する
という新たな一工程を必要としないばかりでなく、水溶
性の消失模型を溶かすことから使用できなかった水分を
多量に含むバインダーの使用が可能となり選択できるバ
インダー材料の範囲が拡大する。このために、例えばコ
ロイダルシリカのような安価でかつ長寿命、しかも結合
力の高いバインダーが使用可能となり、低コスト化およ
びスラリー調製の手間の軽減並びに鋳型の高強度化が図
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明方法の一実施例に
おいて使用した消失模型の平面図および正面図である。 図中、 １……湯口部、２……湯道部 ３……堰部、４……製品部 ５……消失模型

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水溶性材料でできた消失模型を用いてセラ
   ミックシェルモールド法により鋳型を造型する際に、第
   １回目のコーティングは水分を含まないかまたは極くわ
   ずかしか含まないバインダーに撥水剤を添加したスラリ
   ーを用い、第２回目以降のコーティングは水分を多量に
   含むバインダーからなるスラリーを用いて行なうことを
   特徴とする鋳型造型方法。