JPH0716700A - 鋳型の製作に使用するワックス型と耐火砂のコーティング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インベストメント材のコーティングがなされ
たワックス型と、該ワックス型に耐火砂をコーティング
する方法を提供する。 【構成】 狭く長尺の穴や溝の部分に耐火砂がバインダ
スラリにより粘結され、穴や溝の一端または両端が該ス
ラリで閉塞されているワックス型。狭く長尺の穴や溝の
一方の開放端部を閉塞材料で閉塞し、その閉塞側を下方
に位置させると共に、上方に開放している他方の端部か
ら耐火砂を該穴や溝の内部に充填し、予め該穴や溝の内
面に付与しておいたバインダスラリにより該耐火砂を粘
結させ、前記上方に開放している他方の端部をバインダ
スラリで閉塞する方法。狭く長尺の穴や溝の一方の開放
端部から、耐火砂を該穴や溝の内部に充填し、予め該穴
や溝の内面に付与しておいたバインダスラリによりこの
耐火砂を粘結させ、前記一方の端部をバインダスラリで
閉塞する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋳型の製作に使用す
るワックス型および耐火砂のコーティング方法に関し、
更に詳細には、ロストワックス法で狭く長尺の穴や溝を
有する鋳物を鋳造するに先立ち、ロストワックス鋳造用
の鋳型を製作するのに使用されるワックス型の改良と、
このワックス型に耐火砂をコーティングする方法とに関
するものである。

【０００２】

【従来技術】図４に示す如く、内燃機関用の過給機等に
使用されるワーク１０は、円筒形本体の軸方向に狭い長
尺の貫通穴１２が多数形成されている。このワークは、
耐熱性と低熱膨張率とが要求されるため、特殊な耐熱合
金が材質として使用される。この特殊耐熱合金は一般に
機械加工が困難で、しかも高度の精密加工が必要である
ので、精密鋳造技術の一種であるロストワックス法によ
り前記ワークの鋳造がなされる。このロストワックス法
は、最終製品である鋳物と同一形状寸法の模型をワック
ス注入により造型し(この模型を「ワックス型」という)、
このワックス型の表面にインベスト材をコーティングし
て固めてから、該ワックス型を加熱してワックスを溶し
出し、空洞状態となった該インベスト材を高温で焼成し
て鋳型を得るものである。この鋳型における前記空洞部
は、最終製品である鋳物の外部形状と一致しているの
で、該鋳型に所要の金属の溶湯を注ぎ込んだ後に冷却固
化させ、次いで型ばらしすることにより鋳物製品が製造
される。ここでワックス型の表面にコーティングされる
インベスト材としては、例えばジルコンフラワーのよう
な微細な耐火物粉末を、エチルシリケートやコロイダル
シリカのようなバインダ(粘結剤)と混合したスラリ(溶
液)が使用される。

【０００３】ところで前述のワークは、円筒形本体に狭
い長尺の貫通穴を軸方向に形成した特殊な形状を有して
いる。従って図５に示す如く、ワックス型１４にインベ
ストメント材をコーティングしようとしても、その貫通
穴１６が狭く長尺となっているため該インベストメント
材の回りが悪く、均一なコーティングを施すことができ
ないのが現状である。そこで、このような特殊なワック
ス型１４に関しては、以下のような特殊なスラリを使用
している。例えば、先ずエチルシリケート４０、純水、
ピペリジンおよびシクロヘキシルアミンを混合してバイ
ンダを作成するが、この作成には長時間(２４時間)を要
している。このバインダに耐火砂を投入し、更にメチル
アルコールと純水により作成した硬化剤をこれに投入す
ることによって、流動性に優れたスラリを作成する。そ
して、このスラリをワックス型１４の上方から流し込む
が、このとき該スラリが狭い長尺の貫通穴１６に均一に
行き渡るよう、振動装置(図示せず)で適度の振動を与え
ると共に、棒１８でつついて該スラリを深く押し込む人
手作業を行なっている。このインベストメント材をコー
ティングしたワックス型１４を、先に述べた脱ワックス
工程および焼成工程に掛けることにより、狭く長尺の穴
や溝を有する鋳物を鋳造するための鋳型が製作される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、狭く長尺
の穴や溝を有するワックス型にインベストメント材のコ
ーティングを施すためには、先に述べた特殊なバインダ
を作成した後に、これに耐火砂や硬化剤を投入する必要
があるが、該バインダの作成および段取りに長い時間を
要する欠点がある。またスラリをワックス型に投入する
に際し、棒で該スラリを穴の中へ押し込む作業を人手で
行なうので労力が大きく、またばらつきを生じ易い難点
がある。更に、この特殊なインベストメント材を基材と
する鋳型では、該鋳型への鋳込みを行なった後の型ばら
しに際して、崩壊し難いためにオートクレーブを使用し
て加圧下にアルカリ処理する必要があり、大掛りで費用
も嵩むという難点も指摘される。

【０００５】

【発明の目的】この発明は、先に述べた従来技術の欠点
に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであ
って、狭く長尺の穴や溝を有する鋳物を鋳造する鋳型の
製作に使用するワックス型に関して、特殊なスラリを使
用することなく、また棒により該スラリを押し込む人手
作業を要することなく、好適にインベストメント材のコ
ーティングがなされたワックス型を提供することを目的
とする。また本願の別の発明は、狭く長尺の穴や溝を有
し、その穴や溝における両方の端部が開放している鋳型
の製作に使用するワックス型に耐火砂をコーティングす
る改良された方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述した問題点を解決
し、所期の目的を好適に達成するため本発明は、狭く長
尺の穴や溝を有する鋳型製作用のワックス型であって、
この狭く長尺の穴や溝の部分に乾燥した耐火砂がバイン
ダスラリにより粘結され、更に前記穴や溝の一端または
両端が該スラリで閉塞されていることを特徴とする。ま
た本願の別の発明に係るワックス型への耐火砂のコーテ
ィング方法は、狭く長尺の穴や溝を有し、その穴や溝に
おける両方の端部が開放している鋳型製作用のワックス
型に耐火砂をコーティングするに際し、前記穴や溝の一
方が開放している端部を所要の閉塞材料で閉塞すると共
に、その閉塞側を下方に位置させ、前記穴や溝の上方に
開放している他方の端部から、乾燥した耐火砂を該穴や
溝の内部に充填し、予め該穴や溝の内面に付与しておい
たバインダスラリによりこの耐火砂を粘結させ、次いで
前記上方に開放している他方の端部をバインダスラリで
閉塞するようにしたことを特徴とする。本願の更に別の
発明に係るワックス型への耐火砂のコーティング方法
は、狭く長尺の穴や溝を有し、その穴や溝における一方
の端部だけが開放している鋳型の製作に使用するワック
ス型に耐火砂をコーティングするに際し、前記穴や溝の
一方の開放端部から、乾燥した耐火砂を該穴や溝の内部
に充填し、予め該穴や溝の内面に付与しておいたバイン
ダスラリによりこの耐火砂を粘結させ、次いで前記一方
の端部をバインダスラリで閉塞するようにしたことを特
徴とする。

【０００７】

【実施例】次に本発明に係る鋳型の製作に使用するワッ
クス型と、このワックス型に耐火砂をコーティングする
方法を、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しなが
ら以下説明する。本発明は、前述の如き特殊なバインダ
ースラリの使用を廃し、乾燥した耐火砂をワックス型に
おける狭く長尺の穴や溝に充填させるようにしたことを
主たる内容としている。なお狭く長尺の穴や溝を有する
ワックス型としては、その穴や溝における両方の端部が
開放しているタイプと、その穴や溝における一方の端部
だけが開放しているタイプとが考えられるので、先ず前
者につき説明する。

【０００８】図１に示すワックス型１４は、狭く長尺の
穴１６が貫通して該ワックス型１４の両方の端部で開放
している。このワックス型１４における前記穴１６の一
方の開放側端部を例えば布質系の粘着テープ２０で閉塞
した後に、該ワックス型１４を反転させて該テープ２０
による閉塞側を下方に位置させる。そして穴１６の上方
に開放するに至った他方の端部から、粘性が薄く流動性
に富むバインダスラリを流し込んでスラリ層２１を施
し、次いでこの穴１６の開放端部から乾燥した耐火砂２
２を投入して内部に充填させる。この耐火砂２２は乾燥
していて流動性に極めて富むので、ワックス型１４にお
ける貫通穴１６が狭く長尺になっていても、重力により
速やかに穴内部へ均一に行き渡る。この乾燥した耐火砂
２２を充填するに際し、図示しない振動装置により振動
をワックス型１４に与えれば、該耐火砂２２の回りを更
に良好にして好適である。耐火砂２２が貫通穴１６の内
部に均一に行き渡ったところで、ワックス型１４におけ
る前記上方に開放している他方側の端部を、バインダス
ラリ２４により閉塞する。ここで乾燥した耐火砂２２と
しては、ジルコンシリカ(ＺｒＳｉ)や溶融シリカ等が好
適に使用される。またバインダスラリ２４としては、例
えばジルコンフラワーまたは溶融シリカフラワーを混合
した粘性の低いスラリが使用可能である。

【０００９】次に図２に示すワックス型１４は、狭く長
尺の穴１６が該ワックス型１４の一方の端部側だけに開
放しているタイプのものである。このワックス型１４で
は、狭く長尺の穴１６の開放側が上になるよう設置して
おき、穴１６の端部から前記バインダスラリを流し込ん
でスラリ層２１を施した後、乾燥した耐火砂２２を投入
して穴１６の内部に充填させる。次いで前記一方の穴１
６の端部を、先と同様にバインダスラリ２４で閉塞す
る。ここで使用する耐火砂２２およびバインダスラリ２
４は、図１に関して例示したものと同じである。

【００１０】このように狭く長尺の穴１６の部分に乾燥
した耐火砂２２を充填し、該穴１６の一端または両端を
バインダスラリ２４で閉塞したワックス型１４は、先に
述べた如く、これを加熱することによりワックスが溶し
出される。そして空洞状態となった耐火砂２２を高温で
焼成すると、狭く長尺の穴を有する鋳物を鋳造するのに
適した鋳型が得られる。この鋳型に、ワークの材質に適
した特殊耐熱合金の溶湯を注ぎ込んで冷却固化させ、次
いで型ばらしすることにより該ワークが製造される。な
お、使用する耐火砂２２が溶融シリカの場合は、鋳込み
後に鋳型の型ばらしが容易であって、簡単に砂が崩落す
るために前記の如きオートクレーブ式にアルカリ処理を
行なう必要がなくなる。なお図示の実施例では、狭く長
尺の穴１６がワックス型１４に形成されている場合につ
いて説明したが、これに限られるものではなく、図３の
(ａ),(ｂ)に示すように、狭く長尺の溝部分であっても
よい。

【００１１】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係る鋳型の
製作に使用するワックス型およびこれに耐火砂をコーテ
ィングする方法によれば、特殊なバインダを長時間に亘
って作成する必要がないため工程数の節減が図られ、ま
た該バインダを棒で押し込む人手作業を不要として省力
化が図られる。更に、得られるワックス型にばらつきが
なく、型ばらしに際しオートクレーブ式のアルカリ処理
を必要とせず、作業が簡便化されると共に、スラリの使
用量も低減させ得る等の利点も有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】狭く長尺の貫通穴を有するワックス型に、本発
明の実施例に係る耐火砂のコーティング方法を実施して
いる状態を示す概略断面図である。

【図２】狭く長尺で一端部にのみ開放している穴を有す
るワックス型に、本発明の別の実施例に係る耐火砂のコ
ーティング方法を実施している状態を示す概略断面図で
ある。

【図３】狭く長尺の溝部がワックス型に形成されている
状態を示す平面図である。

【図４】ワークの外観を示す概略斜視図である。

【図５】ワックス型にインベストメント材をコーティン
グするに際し、貫通穴が狭く長尺となっているため、作
業者が棒により手で該インベストメント材を押し込む作
業を行なっている状態を示す概略斜視図である。

【符号の説明】

１４ ワックス型 １６ 狭く長尺の穴 ２０ 粘着テープ ２１ バインダスラリ ２２ 耐火砂

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 狭く長尺の穴や溝を有する鋳型製作用の
   ワックス型であって、この狭く長尺の穴や溝の部分に乾
   燥した耐火砂がバインダスラリにより粘結され、更に前
   記穴や溝の一端または両端が該スラリで閉塞されている
   ことを特徴とするワックス型。
2. 【請求項２】 狭く長尺の穴や溝を有し、その穴や溝に
   おける両方の端部が開放している鋳型製作用のワックス
   型に耐火砂をコーティングするに際し、 前記穴や溝の一方が開放している端部を所要の閉塞材料
   で閉塞すると共に、その閉塞側を下方に位置させ、 前記穴や溝の上方に開放している他方の端部から、乾燥
   した耐火砂を該穴や溝の内部に充填し、予め該穴や溝の
   内面に付与しておいたバインダスラリによりこの耐火砂
   を粘結させ、 次いで前記上方に開放している他方の端部をバインダス
   ラリで閉塞するようにしたことを特徴とするワックス型
   への耐火砂のコーティング方法。
3. 【請求項３】 狭く長尺の穴や溝を有し、その穴や溝に
   おける一方の端部だけが開放している鋳型の製作に使用
   するワックス型に耐火砂をコーティングするに際し、 前記穴や溝の一方の開放端部から、乾燥した耐火砂を該
   穴や溝の内部に充填し、予め該穴や溝の内面に付与して
   おいたバインダスラリによりこの耐火砂を粘結させ、 次いで前記一方の端部をバインダスラリで閉塞するよう
   にしたことを特徴とするワックス型への耐火砂のコーテ
   ィング方法。
4. 【請求項４】 狭く長尺の穴や溝の内部に乾燥した耐火
   砂を充填するに際し、振動を同時に与えるようにした請
   求項２または４に記載のワックス型への耐火砂のコーテ
   ィング方法。