JPH08332547A

JPH08332547A - 鋳造方法と鋳型およびその製造方法

Info

Publication number: JPH08332547A
Application number: JP14361395A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Igarashi; 光太郎五十嵐; Etsuaki Ishii; 悦明石井; Eiji Kawada; 栄治川田
Original assignee: JUKI AIZU PRECISION KK; Juki Corp
Current assignee: JUKI AIZU PRECISION KK; Juki Corp
Priority date: 1995-06-09
Filing date: 1995-06-09
Publication date: 1996-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】鋳造において、コストと時間のかかるロスト
ワックス法の複雑な工程を簡略化して、ロストワックス
法より安価で一般鋳鋼品よりもロストワックス法に近い
精密鋳造品の生産を可能とする。【構成】骨材と有機バインダー２１を主成分とするコ
ーティッドサンド７を用いて成形されたシェルモールド
鋳型３０を用い、予め、鋳肌形成面に無機バインダー１
２を含浸させて硬化させておいて、無機バインダー含浸
硬化層２０が鋳肌形成面に形成されたシェルモールド鋳
型３０の内部に金属溶湯３５を充填して、鋳造品３７を
製造する。そして、以上のシェルモールド鋳型３０をほ
ぼ１００℃〜２５０℃の温度範囲に加熱して、金属溶湯
３５を落し込みの直注方式により急速注湯する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シェルモールド鋳型に
類する新規な鋳型を用いた鋳造方法と、その鋳造に用い
るシェルモールド鋳型に類する新規な鋳型と、さらに、
そのシェルモールド鋳型に類する新規な鋳型の製造方法
と、また、シェルモールド鋳型を用いた新規な鋳造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の砂型鋳造法で用いられるシェル鋳
型は、以下に説明するように製造されて鋳造が行われ
る。即ち、従来は、硅砂、ジルコン、アルミナ等の骨材
と、有機バインダーまたは無機バインダーとを混練し
て、その混練物を加熱した型内にエアーで吹き込み等
で、キャビティ部を有する上型と下型をそれぞれ造型す
る。そして、上型と下型の各々のキャビティ部および型
合わせ面に、黒鉛とシリコン等を混合した塗型剤を必要
に応じて塗布する。その後、上型を下型に載せて、鋳型
を乾燥する。

【０００３】このようにして、鋳型を乾燥させた後、鋳
型を積み上げてから、最上段の鋳型の湯口部から注湯
し、側方の湯道部を経て金属溶湯が、最下段の鋳型のキ
ャビティ部より上段のキャビティ内に順次充填していく
押し上げ（下注ぎ）方式の注湯により鋳造を行う。ここ
で、従来は、常温下の鋳型に注湯しており、金属溶湯が
湯廻り良く各キャビティ内に確実に行き渡るよう最適な
ゆっくりとした速度で注湯し、押し上げ（下注ぎ）方式
により金属溶湯が層状の湯廻りとなって各キャビティ内
を満たす。その後、冷却されてから、上型および下型を
崩すことにより、鋳型を型バラシして、鋳造製品を得
る。

【０００４】以上のように、注湯方式は一般に押し上げ
方式が多いが、最上段の鋳型の湯口部から側方に各キャ
ビティが連なる湯道部に金属溶湯を直接注湯する直注
（落し込み）方式もある。しかし、この直注（落し込
み）方式は、ガス欠陥が出易いので、通常は使われてい
ない。つまり、湯口部の鋳型が注湯の際に洗われること
による鋳造欠陥を逃れるため、押し上げ方式を従来一般
に採用していた。

【０００５】ところで、以上のような一般砂型鋳造法で
は得られないような高精度で表面のきれいさが要求され
る製品を得るための精密鋳造法としては、専らロストワ
ックス法が採用されている。ロストワックス法は、ロウ
模型の周囲に耐火材料を詰めたり耐火材料による層を形
成し、加熱によりロウを流し出して鋳型とする方法であ
り、このロストワックス法としては、ソリッドモールド
法とセラミックシェルモールド法があり、何れも母型
（模型）をワックスで作製するという特徴がある。

【０００６】図９および図１０はロストワックス法（セ
ラミックシェルモールド法）による鋳造の工程を示した
もので、先ず、図９（ａ）に示すように、製品形状に対
応したロウ模型９１を成形する。そして、図９（ｂ）に
示すように、湯口部および湯道部のロウ模型９２を前記
ロウ模型９１上に接合して、ツリーを組み立ててから、
コーティングおよびサンディングと乾燥を繰り返すこと
により、図９（ｃ）に示すように、ロウ模型９１，９２
によるツリーの周囲に耐火物層９３を形成する。続い
て、急速加熱により、図１０（ａ）に示すように、ロウ
模型９１，９２を溶解させて脱ロウしてから、図示しな
い炉において、例えば、１０００℃〜１０５０℃で１２
０分程度焼成した後、図１０（ｂ）に示すように、トリ
ベ９４から金属溶湯９５を鋳型９６に注湯して鋳造を行
う。その後、振動設備等で鋳型９６を崩壊させることに
より、図１０（ｃ）に示すように、型バラシを行って、
製品９７を取り出す。

【０００７】また、ロウ母型を作らずに高温に耐え得る
鋳型を作る方法としてコンバートバインダーを利用する
方法もある。これは、既存のシェル鋳型法により、常温
での強度が高い鋳型を作り、これに無機系のコンバート
バインダーを含浸させた後、加熱炉で、先ず、有機バイ
ンダーを燃焼気化させて除去した後、より高温の焼成温
度まで昇温保持して耐熱性のある無機質焼結バインダー
で結合された鋳型を製作する方法である。この方法は、
溶湯の流動性が良くなる温度まで鋳型を加熱してもある
程度の強度を保持するため、薄肉製品の鋳造品を安価に
生産できるというメリットがある。

【０００８】なお、他の精密鋳造法として、石炭酸系合
成樹脂粉末を３〜７％混合した砂を用いて薄いシェル状
の鋳型を作り、その鋳型に溶湯を流し込んで鋳造品を作
るシェルモールド法がある。その砂をレジンサンドとい
い、レジンと砂とを機械的に混合したものと、砂粒子の
まわりにレジンをまぶしたコーティッドサンドとがあ
る。このシェルモールド法としては、後者の方がレジン
の量が少なくて済むことから、熱硬化性有機バインダー
によるコーティッドサンドを使用したものが一般的であ
るが、これは主型の造型よりも中子の造型に用いられ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の一般砂型鋳造法であるシェル鋳型の製造
方法では、造型に有機バインダーを使用した場合と無機
バインダーを使用した場合とでそれぞれ以下に挙げるよ
うな問題があった。

【００１０】（１）造型に有機バインダーを使用した場
合先ず、有機バインダーの多くは熱硬化性であるために、
鋳型造型時の生産性は良いが、以下の問題がある。焼成すると型が崩壊してしまうので、焼成できない。鋳造時にガスが発生し、ガスの巻き込み欠陥および湯
廻り不良等が発生し易い。塗型剤が、鋳造時にガス抜けを阻害し、ガス欠陥や湯
廻り不良を起こし易くなる。常温の鋳型に金属溶湯を注湯して鋳造するために、湯
廻りが悪く、精密鋳造（特に、薄く、細い）には不向き
である。

【００１１】（２）造型に無機バインダーを使用した場
合無機バインダーは耐火性があるため、鋳造時のガス発生
は少ないが、以下の問題がある。鋳型の造型の硬化速度が比較的遅いため、生産性が悪
い。無機バインダーを使用した鋳型は、鋳造後の鋳型バラ
シが困難となる。常温鋳込みのため、薄肉製品や精密鋳造品には不向き
である。砂の再生が困難で、廃砂処理が必要である。

【００１２】そして、精密鋳造法について、先ず、ロス
トワックス法では、母型をワックスで作製するという特
徴から、前述したように、ワックス成形、コーティング
およびサンディングと乾燥の繰り返し、脱ロウ、焼成と
いう複雑な工程を経ること、並びに、鋳造後も鋳型強度
が高すぎるため、鋳型除去に多大な設備と労力を必要と
し、生産コストが高くなり、また、生産期間も長くなる
という問題点があった。

【００１３】また、コンバートバインダーを利用する方
法では、シェル鋳型を加熱するとき、５００℃〜６００
℃で有機バインダーは焼失して結合力を失うが、無機バ
インダーはまだＳｉＯ₂の変態点以下の温度のため、焼
結で得られる強度には達していない。このため、５００
℃〜６００℃から焼結温度（８００℃以上）に達するま
では、鋳型の強度は低く、自重だけでも変形を引き起こ
す。これを防ぐためには、変形を抑えるための耐火性治
具等の上に鋳型を載せて焼成する必要があり、平面的な
支持部のある比較的単純な形状の鋳型作製には利用でき
ても、複雑な三次元形状をした鋳型には適用できない
か、或は適用しても寸法精度が低下するという欠点があ
った。さらに、有機バインダーのすべてが注湯以前に焼
失してしまうため、注湯時の総合的な鋳型強度も低下
し、鋳造品の精度を低下させるという欠点もあった。

【００１４】なお、シェルモールド法の場合には、６０
０℃以上の高温では分解して結合力を失うため、溶湯と
接するシェルモールド鋳型表面の砂が崩れ、鋳肌面が荒
れるのを防ぐことはできなかった。

【００１５】そこで、本発明の目的は、コストと時間の
かかるロストワックス法におけるワックス成形、コーテ
ィングおよびサンディングと乾燥の繰り返し、脱ロウ、
焼成といった複雑な工程を簡略化して、ロストワックス
法より安価で一般鋳鋼品よりもロストワックス法に近い
精密鋳造品の生産を可能とするようにした鋳造方法を提
供することにある。さらに、本発明は、一般鋳鋼品や砂
型鋳造品よりもきれいでロストワックス鋳造品に近い鋳
肌が得られるようにした鋳造方法を提供することも目的
としている。そして、本発明は、以上のようなロストワ
ックス法より安価で一般鋳鋼品よりもロストワックス法
に近い精密鋳造品の生産が可能でロストワックス鋳造品
に近い鋳肌が得られるようにした鋳造方法に適用して、
注湯時に溶湯の温度と湯圧に耐えると共に、冷却後の崩
壊性の良い鋳型とその製造方法を提供することも目的と
している。

【００１６】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
請求項１記載の発明は、骨材と有機バインダーを主成分
とするコーティッドサンドを用いて成形されたシェルモ
ールド鋳型を用い、予め、その鋳肌形成面に無機バイン
ダーまたは耐火粉末を含んだ無機バインダーを含浸させ
て硬化させておいて、無機バインダー含浸硬化層が前記
鋳肌形成面に形成された前記シェルモールド鋳型の内部
に金属溶湯を充填して、鋳造品を製造するようにした鋳
造方法を特徴としている。

【００１７】さらに、請求項２記載の発明は、請求項１
記載の鋳造方法において、前記無機バインダー含浸硬化
層が前記鋳肌形成面に形成されたシェルモールド鋳型を
加熱した状態でその内部に、金属溶湯を落し込みの直注
方式により急速注湯するようにしたことを特徴としてい
る。

【００１８】なお、請求項３記載の発明は、骨材と有機
バインダーを主成分とするコーティッドサンドを用いて
成形されたシェルモールド鋳型を用い、このシェルモー
ルド鋳型を加熱した状態でその内部に、金属溶湯を落し
込みの直注方式により急速注湯して、鋳造品を製造する
ようにした鋳造方法を特徴としている。

【００１９】そして、請求項４記載の発明は、請求項２
または３記載の鋳造方法において、前記鋳型の加熱温度
は、ほぼ１００℃〜２５０℃の温度範囲であることを特
徴としている。

【００２０】また、請求項５記載の発明は、骨材と有機
バインダーを主成分とするコーティッドサンドを用いて
成形されたシェルモールド鋳型であって、このシェルモ
ールド鋳型の鋳肌形成面に、無機バインダーまたは耐火
粉末を含んだ無機バインダーを含浸させて硬化させた無
機バインダー含浸硬化層を形成してなる鋳型の構成を特
徴としている。

【００２１】そして、請求項６記載の発明は、骨材と有
機バインダーを主成分とするコーティッドサンドを用い
てシェルモールド鋳型を成形し、このシェルモールド鋳
型の鋳肌形成面に、無機バインダーまたは耐火粉末を含
んだ無機バインダーを含浸させて硬化させることによ
り、無機バインダー含浸硬化層を形成するようにした鋳
型の製造方法を特徴としている。

【００２２】さらに、請求項７記載の発明は、請求項６
記載の鋳型の製造方法において、前記無機バインダーの
硬化は、（ａ）無機バインダー含浸の後にアルカリ性雰
囲気ガスを吹き付け、或いは塗布して硬化促進させる、
（ｂ）無機バインダー含浸の後にアルカリ性溶液を吹き
付け、或いは塗布して硬化促進させる、（ｃ）アルカリ
性雰囲気ガスに置換してから無機バインダーを含浸させ
て硬化促進させる、（ｄ）アルカリ性溶液を吹き付け、
或いは塗布した後、乾燥し、無機バインダーを含浸硬化
させる、（ｅ）無機バインダーにアルカリ性溶液を混入
して塗布により含浸させて硬化促進させる、（ｆ）無機
バインダーとアルカリ性溶液を同時噴霧により含浸硬化
させる、（ｇ）無機バインダー含浸の後に酸性環境下に
置いて徐々に硬化させる、（ｈ）無機バインダーを含浸
させて加湿、或いは除湿環境下に置いて硬化させる、
（ｉ）無機バインダーを含浸させて加湿と除湿の環境下
に置いて硬化させる、または、（ｊ）無機バインダーを
含浸させて自然硬化させる、の何れかによることを特徴
としている。

【００２３】

【作用】請求項１記載の発明によれば、予め、鋳肌形成
面に無機バインダーまたは耐火粉末を含んだ無機バイン
ダーを含浸硬化させてあるシェルモールド鋳型を用い
て、金属溶湯の充填を行うもので、鋳型の鋳肌形成面に
形成された無機バインダー含浸硬化層によって、美しい
鋳肌をした鋳造品が得られる。このように、ロストワッ
クス法より工程が簡略化されることから、ロストワック
ス法より安価に製品が得られ、薄肉部の鋳肌が美しく、
一般鋳鋼品よりもロストワックス法に近い精密鋳造品の
生産が可能となる。そして、特に、薄肉部において、一
般鋳鋼品や砂型鋳造品よりもきれいでロストワックス鋳
造品に近い鋳肌を持つ鋳造品が得られる。

【００２４】さらに、請求項２記載の発明によれば、鋳
肌形成面に無機バインダー含浸硬化層が形成されたシェ
ルモールド鋳型を加熱した状態でその内部に、金属溶湯
を落し込みの直注方式により急速注湯する鋳造方法なの
で、シェルモールド鋳型の加熱状態での注湯により湯廻
りが良く、しかも、直注方式による急速注湯であること
から、瞬時に鋳型のキャビティ内の溶湯圧力を高めるこ
とができるため、鋳型から発生するガスの影響を最少限
に抑えられる。従って、このことからも、一般鋳鋼品よ
りもロストワックス法に近い精密鋳造品の生産が可能と
なる。

【００２５】なお、請求項３記載の発明によれば、シェ
ルモールド鋳型を加熱した状態でその内部に、金属溶湯
を落し込みの直注方式により急速注湯する鋳造方法なの
で、シェルモールド鋳型の加熱状態での注湯により湯廻
りが良く、しかも、直注方式による急速注湯であること
から、瞬時に鋳型のキャビティ内の溶湯圧力を高めるこ
とができるため、鋳型から発生するガスの影響を最少限
に抑えられる。このように、ロストワックス法より工程
が簡略化されることから、ロストワックス法より安価に
製品が得られ、特に、薄肉部の湯廻りが良好なことか
ら、一般鋳鋼品よりもロストワックス法に近い精密鋳造
品の生産が可能となる。

【００２６】そして、請求項４記載の発明によれば、前
記直注方式による急速注湯時において、ほぼ１００℃〜
２５０℃の温度範囲でシェルモールド鋳型を加熱するの
で、有機バインダーが分解しないようにして熱による悪
影響を鋳型に与えることなく、湯廻りを良くし、ガス欠
陥の要因となる水分が除去されるため、表面欠陥の少な
い鋳造品が得られる。

【００２７】また、請求項５記載の発明によれば、鋳肌
形成面に無機バインダー含浸硬化層を形成してなるシェ
ルモールド鋳型なので、鋳肌形成面に形成した無機バイ
ンダー含浸硬化層によって、前述のような直注方式によ
る急速注湯時における溶湯の温度と湯圧に耐える鋳型強
度を保持でき、しかも、鋳型内部は通常のコーティッド
サンドであることから、冷却後の崩壊性が良い。

【００２８】そして、請求項６記載の発明によれば、シ
ェルモールド鋳型の鋳肌形成面に、無機バインダーまた
は耐火粉末を含んだ無機バインダーを含浸硬化させる鋳
型の製造方法なので、前述したような直注方式による急
速注湯時における強度確保のための無機バインダー含浸
硬化層を鋳肌形成面に有するシェルモールド鋳型が得ら
れる。

【００２９】さらに、請求項７記載の発明によれば、
（ａ）無機バインダー含浸の後にアルカリ性雰囲気ガス
を吹き付け、或いは塗布して硬化促進させる、（ｂ）無
機バインダー含浸の後にアルカリ性溶液を吹き付け、或
いは塗布して硬化促進させる、（ｃ）アルカリ性雰囲気
ガスに置換してから無機バインダーを含浸させて硬化促
進させる、（ｄ）アルカリ性溶液を吹き付け、或いは塗
布した後、乾燥し、無機バインダーを含浸硬化させる、
（ｅ）無機バインダーにアルカリ性溶液を混入して塗布
により含浸させて硬化促進させる、（ｆ）無機バインダ
ーとアルカリ性溶液を同時噴霧により含浸硬化させる、
（ｇ）無機バインダー含浸の後に酸性環境下に置いて徐
々に硬化させる、（ｈ）無機バインダーを含浸させて加
湿、或いは除湿環境下に置いて硬化させる、（ｉ）無機
バインダーを含浸させて加湿と除湿の環境下に置いて硬
化させる、または、（ｊ）無機バインダーを含浸させて
自然硬化させる、の何れかによっても、シェルモールド
鋳型の鋳肌形成面に含浸させた無機バインダーを硬化さ
せて、無機バインダー含浸硬化層を形成できる。

【００３０】

【実施例】以下に、本発明に係る鋳造方法と鋳型および
その製造方法の実施例を図１から図８に基づいて説明す
る。先ず、図１から図４は本発明を適用した一例として
の鋳型の製作工程から鋳造工程までを順に示したもので
ある。

【００３１】始めに、この実施例では、ステンレスの薄
肉機械部品の製造方法を説明する。図１（ａ）は金型製
作を示し、上金型１と下金型２の型合わせ面には、鋳型
形状に対応した造型部３，４がそれぞれ形成されてお
り、また、上金型１には送砂口５が形成されている。以
上の上金型１と下金型２を、図示のように、互いの型合
わせ面にて接合する。なお、作製する鋳型の形状は、鋳
造品の形状に倣った均肉（例えば、肉厚は数ｍｍ〜１０
数ｍｍ程度）なものとする。また、型抜き可能なように
適当に分割し、中子を含めて正確に組立接合できる分割
鋳型を製作する。

【００３２】そして、鋳型を作製する。図１（ｂ）は鋳
型成形を示し、送砂口５に送砂管６を接続して、ブロー
方式によりシェル用砂であるコーティッドサンド７を造
型部３，４内に送り込んで充填する。ここで、シェル用
砂は、骨材として必要な耐熱性と通気性を有する硅砂、
セラビーズ、ジルコンサンド、溶融石英サンド、アルミ
ナサンド等を単独または混合した耐火砂で、一般のシェ
ルモールド用コーティッドサンドと同様手法により、フ
ェノール樹脂を主成分とする結合材（有機バインダー、
図５の符号２１参照）をコーティングしたものである。
なお、フェノール樹脂の添加量は、重量比で約１％と成
形品の常温強度が保持される限度で低くする。これは、
鋳造時における鋳型の収縮を少なくし、また、燃焼ガス
を少なくするためである。

【００３３】以上の砂型の成形は、一般に用いられてい
るシェル型の自動造型機により、即ち、一般的には前述
したブロー方式によって、シェル砂型を成形する。その
際、加熱硬化させる層の厚さは、前述したように、数ｍ
ｍ〜１０数ｍｍ位で十分な強度を持った硬化層厚さとす
る。なお、中心部の外側に未硬化砂がある場合は、成形
・硬化後にシェル砂型を傾けて排出する。これは、使用
コーティッドサンドの節約とガス抜けを良くするためで
ある。以上による加熱硬化後は、上金型１と下金型２を
型開きして、シェル砂型を取り出す。図２（ａ）は鋳型
を取り出した状態を示し、このシェル砂型８は、周囲の
型合わせ面に接合凹部９を有すると共に、中央部付近に
湯道部１０を有している。

【００３４】次に、以上のシェル砂型８の鋳肌形成面
に、即ち、鋳造品の鋳肌と接するシェル砂面に、エチル
シリケートの加水分解液（無機バインダー）を刷毛また
はスプレーで塗布する。図２（ｂ）は無機バインダー含
浸を示し、図示のように、シェル砂型８の鋳肌形成面
に、スプレー１１によりエチルシリケートの加水分解液
（無機バインダー）１２を吹き付けて、湯道部１０も含
んで無機バインダー含浸層１３を形成する。ここで、エ
チルシリケート加水分解液（無機バインダー）１２は毛
細管現象により砂型８に浸透して行き、含浸深さが深
く、表層のシリカ濃度が低く、これを補うため、後述す
るように、この含浸処理を数回繰り返して、必要な無機
バインダー含浸層１３を形成する。そして、実施例で
は、この無機バインダー含浸層１３の硬化を促進させる
処理を行う。

【００３５】図２（ｃ）は無機バインダーの硬化促進処
理を示し、鋳肌形成面に無機バインダー含浸層１３を形
成したシェル砂型８を、図示のように、アンモニアガス
ボックス１４に入れ、ガス供給管１５の開閉コック１６
を開いて、ボックス１４内にアンモニアガスを充満させ
る。なお、１８はガス排出管、１９はその開閉コックで
ある。こうして、アンモニアガス雰囲気に無機バインダ
ー含浸層１３が晒されることによって、その含浸させた
エチルシリケート加水分解液の縮合反応が促進され、即
ち、無機バインダー含浸層１３のゲル化が促進される。
そして、数分後、ボックス１４からシェル砂型８を取り
出して、ロストワックス法のエチルシリケートバインダ
ー法と同様に乾燥させる。即ち、自然乾燥またはアンモ
ニア乾燥を行う。

【００３６】以上のような含浸、ゲル化、乾燥を、必要
な鋳型表面強度を得るために、１〜３回繰り返す。これ
により、砂粒子間に固化したＳｉＯ₂層またはスラリー
を混入した固化粒子が分布した無機バインダー含浸硬化
層２０（図５参照）が、シェル砂型８の鋳肌形成面に生
成される。この場合、砂粒子間には、鋳造時発生するガ
スが抜け出すのに十分な空隙が残されている。このた
め、ガスによる湯流れ不良は発生し難くなる。

【００３７】つまり、図５はシェル砂型８の鋳肌形成面
の構造を示したもので、図５（ａ）に示すように、シェ
ル砂型８の肉厚Ｎ（数ｍｍ〜１０数ｍｍ）に対し、鋳肌
形成面の表面からの無機バインダー含浸硬化層２０の深
さｎを、３ｍｍ〜５ｍｍとして補強したものとなってい
る。従って、鋳造時の鋳型崩壊を防止すると共に、鋳造
後の型バラシを容易とする。即ち、図５（ｂ）に拡大し
て示したように、砂７の表面に有機バインダー２１が被
膜を作っているシェル砂型の鋳肌形成面に、無機バイン
ダーを含浸させ乾燥させて無機バインダー含浸硬化層２
０を形成したもので、無機結合材の結晶２２はＳｉＯ₂
の結晶のため、塗型剤に比べ通気性に優れている。そし
て、注湯の熱により有機バインダー２１が蒸発しても、
無機バインダーの結晶２２にて鋳型の形状を保持するも
のとなっている。

【００３８】以上のようにして、鋳肌形成面に無機バイ
ンダー含浸硬化層２０を形成したシェル砂型８と、これ
と並行して同様の無機バインダー含浸硬化層を鋳肌形成
面に形成した対応するシェル砂型とを接合して、鋳型を
組み立てる。図３（ａ）は鋳型の組み立てを示し、シェ
ル砂型８に対応する分割したシェル砂型２３は、周囲の
型合わせ面に接合凸部２４を有しており、さらに、湯口
砂型２５を用意する。そして、これらを組み立てる。図
３（ｂ）は鋳型の接合を示し、上下のシェル砂型８，２
５の周囲の型合わせ面に、シェルモールド鋳型に用いる
接着剤２６を塗布して、接合凹部９に接合凸部２４を嵌
め合わせながら互いの型合わせ面を接合し、湯道部１０
に湯口砂型２５を同じく接着剤２６により接合する。

【００３９】こうして鋳型形状を完成させる。さらに、
必要に応じて接合部の外面に耐火モルタル２７を塗布し
て鋳型を補強する。そして、加熱して鋳型を完成させ
る。図３（ｃ）は鋳型の加熱を示し、湯口砂型２５に送
風管２８を接続して、矢印で示したように、内部に１５
０℃〜３００℃の熱風２９を１〜３時間吹き込んで、乾
燥させる。また、図示しない加熱炉に鋳型を入れて同様
の乾燥処理を行っても良い。こうして組立接合したシェ
ルモールド鋳型３０を、以下の実施例中では、単にシェ
ル鋳型３０と略称する。

【００４０】ここで、本発明により作製されるシェル鋳
型３０は、有機バインダーと無機バインダーを併用して
いるため、有機バインダーのみの鋳型より高温強度は高
いが、ロストワックス鋳型のように焼成してバインダー
を焼結しているわけではないため、ロストワックス鋳型
より高温強度は低い。従って、より長時間高温に晒され
る湯口、湯道部は、より安価で耐火性の高い材料で成形
しておき、本発明によるシェル鋳型３０と接合して使用
しても良い。また、完成したシェル鋳型３０は、注湯時
の湯の圧力により接合部が浮き上がらないよう必要に応
じて針金等で縛って補強しても良い。

【００４１】そして、前述の如く１５０℃〜３００℃で
１〜３時間保持して乾燥させた後、シェル鋳型３０を取
り出して、１００℃〜２５０℃の温度範囲に加熱した状
態で、直注方式により急速注湯する。図４（ａ）は注湯
状態を示し、シェル鋳型３０の上方において、トリベ３
４からステンレスの金属溶湯３５を一気に湯口３１に落
し込んで、湯道３２を経てキャビティ３３に注湯充填す
る。その後、冷却時間が経過したなら、シェル鋳型３０
を崩壊させて鋳造品を得る。図４（ｂ）は型バラシを示
し、シェル鋳型３０は崩壊砂３６となって、鋳造品３７
が取り出せる。

【００４２】以上において、注湯時の鋳型温度は、湯の
流動性に若干の影響を与えるが、決定的なものではな
い。即ち、鋳型温度は、常温に近い方が湯の冷却が早
く、鋳型表面を崩壊させることが少なく、ガス発生が緩
やかなため、よりきれいな鋳肌が得られる場合もある。
従って、加熱温度、注湯時の鋳型温度とも、鋳造品およ
び鋳型の形状、重量、放熱性等によって適切に選択すべ
きである。但し、本発明は、注湯時に有機バインダーの
持っている結合力による鋳型強さも活用するものである
から、有機バインダーの強度が余り低下しない範囲内で
加熱する。その加熱温度範囲が、前述した通り、１００
℃〜２５０℃である。

【００４３】そして、本発明により作製されたシェル鋳
型３０は、注湯して有機バインダーが燃焼、分解、揮発
するまでは、耐火砂表面が薄い有機バインダーで被覆さ
れ、その外側にシリカ（ＳｉＯ₂）の膜または耐火物固
化層が取り巻いている構造であり、十分な空隙も残って
いる。従って、耐火砂の表面と無機バインダーは殆ど接
触しておらず、注湯後始めて有機バインダーが焼失した
部分で、耐火砂同志を部分的に接合するに過ぎない。ま
た、このＳｉＯ₂は部分的にしか変態しておらず、接合
強度も低い。反対に、耐火砂間に介在するＳｉＯ₂粒子
や膜が砂の移動を抑えて、鋳型としての強度を保持して
いるのである。さらに、湯面から離れた部分の有機バイ
ンダーは完全には熱分解しておらず、共存している無機
バインダーと共に型強度をある程度まで保持しており、
この層のバックアップ効果で鋳肌に接する鋳型面の崩壊
を少なくするのに役立っている。

【００４４】また、空孔率がロストワックス鋳型に比し
高いため、ガスによる湯流れの阻害は起こり難く、より
低い溶湯温度でも薄肉部に流れ込むことができるが、反
対に、耐火粒子間の狭い隙間まで流れ込むことができな
い粘度のため、シェル型表面の荒さよりもはるかに美し
いきめ細かい鋳肌面を得ることができるのである。即
ち、薄肉部で早く冷却する部分ほど、鋳肌はきれいにな
るのである。以上のような鋳型特性のため、鋳型の崩壊
性は良く、ノックアウトマシンやアルカリ処理によって
鋳型除去を行う必要はなく、コスト低減に寄与する。な
お、鋳型除去後の鋳造品の切断、仕上げについては、一
般ロストワックス鋳造品の場合と同様である。

【００４５】以上の通り、本発明では、有機バインダー
を含むシェルモールド鋳型の鋳肌形成面に無機バインダ
ーを含浸硬化させた後は、加熱焼成してバインダーをク
リストバライト化させてはいない点にポイントがある。
即ち、含浸硬化後に加熱焼成して有機バインダー鋳型を
無機バインダー鋳型に変えるコンバートバインダーを利
用する方法では、前述したような欠点がある。しかし、
本発明では、注湯時に湯の温度でＳｉＯ₂が一部クリス
トバライト化するが、加熱されている時間は短いため、
多くはクリストバライト化しておらず、鋳造後の崩壊性
が良くなるのである。つまり、ＳｉＯ₂はクリストバラ
イト化していなくても、無機質で燃焼しないため、有機
バインダーのように、結合力は失われないのである。

【００４６】次に、本発明によって、砂型鋳物より精度
が良く、表面がきれいな鋳造品が得られる理由について
説明する。（１）シェルモールド法は既知の如く砂型鋳
物より高精度の鋳型を造ることができる。

【００４７】（２）注湯以降の鋳型強度は、キャビティ表面層の高温強度（耐熱性）、キャビティ部と接続して構成されているバックアップ
部の強度、によって決まる。シェルモールド法では、砂型よりもより少ない砂の量で
バックアップ部に必要な強度を与える形状の鋳型を造る
ことができる。そして、本発明では、普通砂型よりも少
ない砂の量（重量）であるため、熱容量も少なく、注湯
時の湯の温度降下は少なく、注湯の流動性が良く、且
つ、ガス抜けも良いため、薄肉部に湯が廻り易い。従っ
て、より薄肉、精密な鋳造品ができるのである。

【００４８】（３）鋳型が薄肉（普通砂型と比較して）
であるため、放熱性が良い。本発明では、キャビティに
湯が充填された後の放熱性が良いため、湯はより速く冷
却する。従って、キャビティ部の温度も速く下がり、耐
火砂が熱によって損傷することが少ない。また、注湯自
体の温度降下も速く、湯の流動性は急速に低下して、熱
で損傷した鋳型内に湯が流れ込み難くなる。従って、表
面がきれいな鋳物ができるのである。

【００４９】このように、本発明は、シェルモールド鋳
型の特長を生かし、高温強度の高い無機バインダーで補
強し、さらに、キャビティ部表面層（鋳肌形成面）に耐
火粉末をコーティングすることにより、美しい鋳肌の鋳
造品を造ることができるようにしたものである。

【００５０】ところで、以上の実施例では、図２（ａ）
から図２（ｂ）に示したように、無機バインダーの含浸
後に、アンモニアガスによる硬化促進処理を行ったが、
反対に、図６に示すように、逆の順番の処理を行っても
良い。即ち、先ず、図６（ａ）に示したように、アンモ
ニアガスボックス１４にシェル砂型８を入れ、排出管１
８の開閉コック１９を開いて、真空引きすると共に、ガ
ス供給管１５の開閉コック１６を開いて、ボックス１４
内にアンモニアガスを充満させることにより、シェル砂
型８の内部の空気をアンモニアガスに置換する。その
後、ボックス１４からシェル砂型８を取り出して、図６
（ｂ）に示したように、その鋳肌形成面に、スプレー１
１によりエチルシリケート加水分解液（無機バインダ
ー）１２を吹き付けて、湯道部１０も含んで無機バイン
ダー含浸層１３を形成する。

【００５１】以上のガス置換法によると、無機バインダ
ーは深部への浸透をせず、シェル砂の表層でゲル化し、
シリカの形成が起こる。アンモニアガス置換したシェル
は、表層のアンモニアガス濃度を下げる操作を行う。こ
れは、表層のアンモニアガス濃度によりバインダーの含
浸深さ調整できるが、濃度が高い場合は、シェルの粒子
間にシリカ形成ができず、表面上となり、シリカの固着
安定性に劣る。従って、表層のアンモニアガス濃度を下
げるあるいはゼロにすることで、バインダーを表層部に
含浸させることができ、シリカ形成がシェル粒子間にな
る。このように、バインダーの浸透が表層部でゲル化す
るため、表層部のシリカ量が高まる。また、シリカ含浸
の深さも調整でき、即ち、浅くできる。

【００５２】ところで、図７は本発明における直注方式
による急速注湯の仕方の一例を端的に示したもので、図
示のように、シェル鋳型３０の上方に大型の湯口３８お
よび同じく大型の湯道３９を備えておいて、その大型の
湯口３８に、トリベ３４からステンレスの金属溶湯３５
を一気に落し込んで、同じく大型湯道３９を経てキャビ
ティ３３に注湯充填するものである。これにより、薄肉
部を含んでキャビティ３３の隅々まで溶湯を素早く充填
することができる。そして、冷却時間の経過後、シェル
鋳型３０を崩壊させて、図８に示したように、ステンレ
スの薄肉機械部品である鋳造品３７を得ることができ
る。なお、図７はあくまでも急速注湯の仕方の一例を端
的に示したものに過ぎず、具体的な急速注湯の仕方はこ
れのみに限らず、適宜の方法を採用すれば良い。

【００５３】以上の通り、本発明の実施例によれば、フ
ェノール樹脂を主成分とするコーティッドサンドを用い
て成形されたシェルモールド鋳型の鋳肌形成面に、エチ
ルシリケートの加水分解したバインダーを含浸させ、ア
ンモニアガスを通気した後、（または、鋳型内部の空気
をアンモニアガスに置換してから、エチルシリケートの
加水分解したバインダーを鋳肌形成面に含浸させた
後、）乾燥させてシリカをゲル化して、有機バインダー
の外側を無機バインダーで固めた鋳型を作り、有機バイ
ンダーが分解しない範囲内に加熱した鋳型に、溶湯を直
注方式により一気に急速注湯して鋳造品を製造するよう
にしたため、以下に挙げるような効果が得られる。

【００５４】（１）ロストワックス法のようなワックス
成形、コーティングおよびサンディングと乾燥の繰り返
し、脱ロウ、焼成という複雑な工程から、有機鋳型成
形、無機バインダー含浸、硬化という簡単な工程で鋳型
ができるようになり、特に、薄肉部の鋳肌はロストワッ
クス鋳造品に近い滑らかさとなり、鋳造品の歪はロスト
ワックス法より少ないものとなる。従って、今までロス
トワックス法にのみ頼っていた鋳造品の一部は、本発明
により置き換えることができ、大幅なコスト低減が可能
となった。

【００５５】鋳型をハンドリングする間は、シェル鋳
型の強度が高く、型くずれ、変形が少なくて取り扱い易
いと共に、有機バインダーの結合力がなくなった後も、
無機バインダーの作用で鋳型の崩壊を和らげることがで
きるため、きれいな鋳肌面を得ることができる。

【００５６】エチルシリケートを含浸させてＳｉＯ₂
を析出する方法であるため、シェルモールドの空隙部を
塞いでしまうことなく、十分な空隙を有するため、ガス
抜けが良く、湯流れをガスが阻害する危険を少なくし
て、湯廻り不良のより少ない鋳造品を作ることができ
る。また、溶湯とガスとの反応による肌荒れも軽減され
て、鋳肌面を良好にする効果がある。

【００５７】ガス抜けが良いため、湯流れ性が良く、
注湯温度を下げることができる。これにより、溶湯の表
面張力が高くなり、鋳型の細隙部まで湯が差し込まない
ため、鋳型素面の荒さより滑らかな鋳肌面を得ることが
できる（但し、厚肉部を除く）。

【００５８】ロウ模型の収縮や熱変形による鋳型の割
れや変形の起こるロストワックス鋳型に比べ、シェル鋳
型の変形を見込むだけで済み、シェル構造の構成を向上
させる鋳型の構造とすることができるため、例えば、１
００ｍｍ〜３００ｍｍ位の中型鋳物の精度を向上させる
ことができる。

【００５９】有機バインダーを併用しているため、鋳
造後の鋳型の崩壊性が良く、鋳型除去作業が容易にな
る。

【００６０】（２）中空形状中子を必要とする鋳造品に
おいては、本発明を利用することにより、注湯時にシェ
ル中子より強くて変形し難く、且つ、崩壊性の良い中子
とすることができるため、安価で肉厚精度の良い中空鋳
造素材を作ることができる。このように、ロストワック
ス法で用いられるソリブルワックスに代わる中子をワッ
クスを用いないで製作することができる。

【００６１】ところで、前述した実施例においては、エ
チルシリケートの硬化にアンモニアガスを使用したが、
既知の如くエチルシリケートは加水分解のみでも時間さ
えかければ十分に硬化する。しかも、時間をかけて酸性
環境の中で徐々に硬化させた方がより緻密なＳｉＯ₂固
形層を作ることができるので、アンモニアの使用は絶対
条件ではない。なお、エチルシリケートの硬化を促進さ
せる硬化剤（触媒）としてのアンモニアガスの代替品と
しては、炭酸アンモニウム、アミン化合物、アンモニア
水溶液、仮焼酸マグネシウム等が挙げられる。

【００６２】また、前記実施例では、エチルシリケート
を無機バインダーとして用いた場合について述べたが、
水系のコロイダルシリカを用いても同様な鋳型を作るこ
とができる。但し、その場合、水はアルコールより表面
張力が高いため、刷毛塗り、またはスプレーのみでは十
分にバインダーを含浸させにくい。従って、コロイダル
シリカ溶液に界面活性剤を添加してから含浸を行うこと
になる。なお、コロイダルシリカを用いたときのシリカ
濃度の選定、乾燥方法は、基本的にはロストワックス法
で行っている方法と類似しており、条件に応じて適切な
選択を行うことが必要である。このように、無機バイン
ダーとしてのエチルシリケートの代替品としては、コロ
イダルシリカ、水ガラス（この場合、ＣＯ₂にて硬化さ
せる）等が挙げられる。

【００６３】さらに、前記実施例においては、無機バイ
ンダーのみを含浸硬化させる方法について述べたが、無
機バインダー溶液に微細な耐火物粉末（例えば、ジルコ
ンフラワーよりもより細かい粉末）を少量添加して、ロ
ストワックス法におけるスラリーよりずっと濃度の低い
コーティング材を含浸させる方法もある。その場合、本
発明によるメリットである通気性の良好さを大きく阻害
しない程度の耐火物粉末の混合比とすることが必要であ
る。また、粉末の粒径が大きいと、シェルの表層にしか
流入せず、鋳型強度を向上させる効果以上に通気性を悪
化させて所期の効果が得られないこともあるので、条件
設定は十分な実験を経た上で行う必要がある。例えば、
シリカゾル（エチルシリケートまたはコロイダルシリ
カ）溶液に少量の耐火物粉末を、鋳型の通気度がシェル
モールド法鋳型の１／２以上残る程度に混入して、より
耐火度および高温強度の高い鋳型を作製して、前記実施
例と同様条件で注湯するようにしても良い。

【００６４】要するに、無機バインダーの硬化は、
（ａ）無機バインダー含浸の後にアルカリ性雰囲気ガス
を吹き付け、或いは塗布して硬化促進させる、（ｂ）無
機バインダー含浸の後にアルカリ性溶液を吹き付け、或
いは塗布して硬化促進させる、（ｃ）アルカリ性雰囲気
ガスに置換してから無機バインダーを含浸させて硬化促
進させる、（ｄ）アルカリ性溶液を吹き付け、或いは塗
布した後、乾燥し、無機バインダーを含浸硬化させる、
（ｅ）無機バインダーにアルカリ性溶液を混入して塗布
により含浸させて硬化促進させる、（ｆ）無機バインダ
ーとアルカリ性溶液を同時噴霧により含浸硬化させる、
（ｇ）無機バインダー含浸の後に酸性環境下に置いて徐
々に硬化させる、（ｈ）無機バインダーを含浸させて加
湿、或いは除湿環境下に置いて硬化させる、（ｉ）無機
バインダーを含浸させて加湿と除湿の環境下に置いて硬
化させる、または、（ｊ）無機バインダーを含浸させて
自然硬化させる、の何れかによるものとする。

【００６５】また、本発明は、ロストワックス法で、よ
り安価に中空形状鋳造品を生産して強度重量比に優れた
ものを生産する場合の中子の生産にも適用させるもので
ある。さらに、本発明を小物鋳鉄品に適用すれば、従来
の砂型鋳造法では得られなかったより美しい鋳肌の鋳鉄
品を作ることもできるし、また、アルミニウム等の非鉄
金属における同様目的の鋳造品にも適用することができ
る。

【００６６】ところで、前述した実施例では、表面に無
機バインダーを含浸させたシェル鋳型に急速注湯するも
のとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、
表面に無機バインダーを含浸させないで有機バインダー
で結合しただけのシェル鋳型に急速注湯するようにして
もよい。また、使用する骨材や有機バインダーと無機バ
インダーの種類等も任意であり、例えば、有機バインダ
ーとしては、実施例のフェノール樹脂の他、フラン等が
挙げられる。その他、鋳造する製品の対象や具体的な細
部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論で
ある。

【００６７】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明に係
る鋳造方法によれば、鋳肌形成面に無機バインダー含浸
硬化層を有するシェルモールド鋳型を用いるため、その
無機バインダー含浸硬化層によって、美しい鋳肌をした
鋳造品を得ることができる。従って、ロストワックス法
より工程を簡略化して、ロストワックス法より安価に製
品を得ることができる。その上、特に、薄肉部におい
て、一般鋳鋼品や砂型鋳造品よりもきれいでロストワッ
クス鋳造品に近い鋳肌を持つ鋳造品を得ることができ
る。

【００６８】さらに、請求項２記載の発明に係る鋳造方
法によれば、鋳肌形成面に無機バインダー含浸硬化層が
形成されたシェルモールド鋳型を加熱した状態でその内
部に、金属溶湯を直注方式により急速注湯するため、先
ず、シェルモールド鋳型の加熱状態での注湯により湯廻
りが良く、しかも、直注方式による急速注湯であること
から、瞬時に鋳型のキャビティ内の溶湯の圧力を高める
ことができるため、鋳型から発生するガスの影響を最少
限に抑えることができる。従って、このことからも、一
般鋳鋼品よりもロストワックス法に近い精密鋳造品を生
産することができる。

【００６９】なお、請求項３記載の発明に係る鋳造方法
よれば、シェルモールド鋳型を加熱した状態でその内部
に、金属溶湯を落し込みの直注方式により急速注湯する
ため、シェルモールド鋳型の加熱状態での注湯により湯
廻りが良く、しかも、直注方式による急速注湯であるこ
とから、瞬時に鋳型のキャビティ内の溶湯圧力を高める
ことができるため、鋳型から発生するガスの影響を最少
限に抑えることができる。従って、ロストワックス法よ
り工程を簡略化して、ロストワックス法より安価に製品
を得ることができる。その上、特に、薄肉部の湯廻りが
良好なため、一般鋳鋼品よりもロストワックス法に近い
精密鋳造品を生産することができる。

【００７０】そして、請求項４記載の発明に係る鋳造方
法によれば、ほぼ１００℃〜２５０℃の温度範囲でシェ
ルモールド鋳型を加熱するため、有機バインダーが分解
しないようにして熱による悪影響を鋳型に与えることな
く、湯廻りを良くし、ガス欠陥の要因となる水分が除去
されるため、表面欠陥の少ない鋳造品を得ることができ
る。

【００７１】また、請求項５記載の発明に係る鋳型によ
れば、シェルモールド鋳型の鋳肌形成面に無機バインダ
ー含浸硬化層を形成してなるため、その無機バインダー
含浸硬化層によって、直注方式による急速注湯時におけ
る溶湯の温度と湯圧に耐える強度を保持することができ
る。しかも、内部は通常のコーティッドサンドであるこ
とから、冷却後の崩壊性が良いといった利点も具備す
る。

【００７２】そして、請求項６記載の発明に係る鋳型の
製造方法によれば、シェルモールド鋳型の鋳肌形成面
に、無機バインダーまたは耐火粉末を含んだ無機バイン
ダーを含浸させて硬化させるため、直注方式による急速
注湯時における強度確保のための無機バインダー含浸硬
化層を鋳肌形成面に有するシェルモールド鋳型を得るこ
とができる。

【００７３】さらに、請求項７記載の発明に係る鋳型の
製造方法によれば、前記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）また
は（ｊ）の何れかによっても、シェルモールド鋳型の鋳
肌形成面に無機バインダー含浸硬化層を形成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した一例としての鋳型の製作工程
を示すもので、（ａ）は金型製作を示した縦断側面図、
（ｂ）は鋳型成形を示した縦断側面図である。

【図２】図１（ｂ）に続く鋳型製作工程を示すもので、
（ａ）は鋳型を取り出した状態を示した縦断側面図、
（ｂ）は無機バインダー含浸を示した一部破断の側面
図、（ｃ）は無機バインダーの硬化促進処理を示した縦
断側面図である。

【図３】図２（ｃ）に続く鋳型製作工程を示すもので、
（ａ）は鋳型の組み立てを示した分解状態の縦断側面
図、（ｂ）は鋳型の接合を示した縦断側面図、（ｃ）は
鋳型の加熱を示した縦断側面図である。

【図４】図３（ｃ）に続く鋳造工程を示すもので、
（ａ）は注湯状態を示した縦断側面図、（ｂ）は型バラ
シを示した縦断側面図である。

【図５】本発明による鋳型の鋳肌形成面の構造を示すも
ので、（ａ）は無機バインダー含浸層を示した拡大断面
図、（ｂ）は同図（ａ）の要部拡大図である。

【図６】無機バインダーの硬化促進処理の別実施例を示
すもので、（ａ）はガス置換処理を示した縦断側面図、
（ｂ）は無機バインダー含浸を示した一部破断の側面図
である。

【図７】本発明における直注方式による急速注湯の仕方
の一例を端的に示す縦断側面図である。

【図８】本発明により得られた鋳造製品の一例を示す縦
断側面図である。

【図９】ロストワックス法（セラミックシェルモールド
法）による鋳造の工程を示したもので、（ａ）はロウ模
型の成形を示す縦断面図、（ｂ）はツリー組立を示す縦
断面図、（ｃ）は耐火物層の形成を示す縦断面図であ
る。

【図１０】図９（ｃ）に続く工程を示したもので、
（ａ）は脱ロウを示す縦断面図、（ｂ）は鋳造時を示す
縦断面図、（ｃ）は型バラシを示す縦断面図である。

【符号の説明】

７コーティッドサンド１３無機バインダー含浸層２０無機バインダー含浸硬化層２１有機バインダー２２無機結合材の結晶３０鋳型３５金属溶湯３６崩壊砂３７鋳造品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石井悦明福島県耶麻郡塩川町大字小府根字近江75番地ジューキ会津プレシジョン株式会社内 (72)発明者川田栄治福島県耶麻郡塩川町大字小府根字近江75番地ジューキ会津プレシジョン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】骨材と有機バインダーを主成分とするコ
ーティッドサンドを用いて成形されたシェルモールド鋳
型を用い、予め、その鋳肌形成面に無機バインダーまたは耐火粉末
を含んだ無機バインダーを含浸させて硬化させておい
て、無機バインダー含浸硬化層が前記鋳肌形成面に形成され
た前記シェルモールド鋳型の内部に金属溶湯を充填し
て、鋳造品を製造することを特徴とする鋳造方法。
【請求項２】前記無機バインダー含浸硬化層が前記鋳
肌形成面に形成された前記シェルモールド鋳型を加熱し
た状態でその内部に、前記金属溶湯を落し込みの直注方
式により急速注湯することを特徴とする請求項１記載の
鋳造方法。
【請求項３】骨材と有機バインダーを主成分とするコ
ーティッドサンドを用いて成形されたシェルモールド鋳
型を用い、このシェルモールド鋳型を加熱した状態でその内部に、
金属溶湯を落し込みの直注方式により急速注湯して、鋳造品を製造することを特徴とする鋳造方法。
【請求項４】前記鋳型の加熱温度は、ほぼ１００℃〜
２５０℃の温度範囲であることを特徴とする請求項２ま
たは３記載の鋳造方法。
【請求項５】骨材と有機バインダーを主成分とするコ
ーティッドサンドを用いて成形されたシェルモールド鋳
型であって、このシェルモールド鋳型の鋳肌形成面に、無機バインダ
ーまたは耐火粉末を含んだ無機バインダーを含浸させて
硬化させた無機バインダー含浸硬化層を形成してなるこ
とを特徴とする鋳型。
【請求項６】骨材と有機バインダーを主成分とするコ
ーティッドサンドを用いてシェルモールド鋳型を成形
し、このシェルモールド鋳型の鋳肌形成面に、無機バインダ
ーまたは耐火粉末を含んだ無機バインダーを含浸させて
硬化させることにより、無機バインダー含浸硬化層を形
成することを特徴とする鋳型の製造方法。
【請求項７】前記無機バインダーの硬化は、（ａ）無
機バインダー含浸の後にアルカリ性雰囲気ガスを吹き付
け、或いは塗布して硬化促進させる、（ｂ）無機バイン
ダー含浸の後にアルカリ性溶液を吹き付け、或いは塗布
して硬化促進させる、（ｃ）アルカリ性雰囲気ガスに置
換してから無機バインダーを含浸させて硬化促進させ
る、（ｄ）アルカリ性溶液を吹き付け、或いは塗布した
後、乾燥し、無機バインダーを含浸硬化させる、（ｅ）
無機バインダーにアルカリ性溶液を混入して塗布により
含浸させて硬化促進させる、（ｆ）無機バインダーとア
ルカリ性溶液を同時噴霧により含浸硬化させる、（ｇ）
無機バインダー含浸の後に酸性環境下に置いて徐々に硬
化させる、（ｈ）無機バインダーを含浸させて加湿、或
いは除湿環境下に置いて硬化させる、（ｉ）無機バイン
ダーを含浸させて加湿と除湿の環境下に置いて硬化させ
る、または、（ｊ）無機バインダーを含浸させて自然硬
化させる、の何れかによることを特徴とする請求項６記
載の鋳型の製造方法。