JPH084870B2 - セラミックシェル製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、強度を増強させると共にコーティングとサ
ンディングとの回数を減少させることを可能にしたセラ
ミックシェル製造方法に関するものである。

［従来の技術と発明が解決しようとする問題点］ 周知の如く、鋳肌が良好で複雑な形状の鋳物製品を得
ることが可能なインベストメント鋳造法では、スラリと
耐火物質とが乾燥して形成されたセラミックシェルが鋳
型として広く使用されている。

このセラミックシェルは、例えば特開昭60−49832号
公報に開示されている如く、鋳物製品と略同形を有する
複数のワックス模型に湯道及び堰等がつけられてワック
スツリーが形成され、このワックスツリーにスラリをコ
ーテングし、更に耐火物質をサンディングして所定時間
をかけて乾燥して上記耐火物質の層を上記ワックスツリ
ーの外周に形成した後、このワックスツリーを溶融除去
して得られるものである。

このようにして形成されたセラミックシェルは、比較
的強度が弱く、このセラミックシェルにおけるワックス
模型に相当する部位が、このセラミックシェルに溶湯を
注入する場合等に折損することがあるため、前述のコー
ティングとサンディングとを数回から十回程度繰り返す
ことによりこの耐火物質の層を幾重にも形成し、10mm程
度の厚さに仕上げることによりこのセラミックシェルの
強度が確保されるものである。

しかし、この技術により形成されたセラミックシェル
は全体では強度が確保されているが、このセラミックシ
ェルを形成する夫々の耐火物質の層は比較的脆弱である
ため、上記ワックスツリーが溶融除去される際、或いは
このセラミックシェルが溶湯が注入された際等に、この
セラミックシェルの一番内側の層等の一部が欠損する可
能性があり、この欠損が生じたセラミックシェルで鋳込
みが行なわれると鋳造不良が生じる。

また、前述の如く、このコーティングとサンディング
との間に所定時間乾燥するという工程が必要で、ライン
でセラミックシェルを製作する場合にはこの乾燥工程に
おける所定時間はラインを停止せざるを得ないため、煩
雑であると共に、上記セラミックシェルの形成には著し
い時間がかかるのが普通である。また、数回から十回程
度繰返される上記コーティングとサンディングとの工程
間に、比較的高価な上記スラリと耐火物質とが多量に必
要である。これらの理由により上記セラミックシェル、
及びこのセラミックシェルを使用しての鋳物製品のコス
トの低減は非常に困難である。

また、鋳物製品が比較的細長いものである場合、例え
ば実公昭50−17473号公報に開示されている如く、上記
ワックスツリーに耐火物質の層を一層以上形成した後、
このセラミックシェルの例えば末端部等を線材にれ連結
してこのセラミックシェルの脆弱部分を補強する技術が
ある。

しかし、この先行技術においても、上記セラミックシ
ェルの脆弱部分を充分に補強することは困難であり、鋳
物製品に鋳造不良が発生する可能性がある。

［発明の目的］ 本発明は前述の事情に鑑みてなされたものであり、強
度が充分に保証され、その結果、コーティングとサンデ
ィングとの回数を相対的に減らし、コストを低減させる
ことが可能なセラミックシェル製造方法を提供すること
を目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明によるセラミックシェル製造方法は、複数のワ
ックス模型を接合するワックスツリーを、耐火性バイン
ダと耐火物微粒子とを混合して成るスラリを貯留するス
ラリ槽に浸漬して、上記ワックスツリーの周囲にスラリ
膜をコーティングし、次いでファイバ状物が混在する耐
火物質を圧搾空気の吹き出しにより浮遊状態に保つスタ
ッコ槽に上記ワックスツリーを遊挿して、このワックス
ツリーの周囲に上記耐火物質及び上記ファイバ状物をサ
ンディングし、その後上記ワックスツリーを乾燥装置で
乾燥させ、この工程を数回繰り返して上記ワックスツリ
ーの周囲にスラリ層と耐火物質層とを交互に形成するこ
とを特徴とする。

本発明では、上記ワックスツリーの表面にスラリ層と
耐火物質層とを交互に形成するとで、上記耐火物質層に
混在するファイバ状物が耐火物質自体を保持すると共
に、このファイバ状物により上記スラリ層を挟んで隣接
する耐火物質層間を固定する。

［発明の実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図乃至第３図は本発明によるセラミックシェルの
一実施例に係り、第１図は耐火物質の層が形成された状
態のワックスツリーの断面図、第２図は第１図のＡ部拡
大断面図、第３図はセラミックシェル形成の工程概略図
である。

これらの図において、符号１はッワックスツリー、２
はスラリ槽、3,4はスタッコ槽である。

上記ワックスツリー１は、ワックス模型1aが、湯口部
1bが形成された湯道部1cの周囲に堰部1dを介して複数接
合されている。

また、上記スラリ槽２にはコロイダルシリカ，エチル
シリケート等からなる耐火性バインダとジルコン，アル
ミナ、シリカ等の耐火物微粒子とを混合したスラリＳが
所定貯留されており、このスラリ槽２に上記ワックスツ
リー１が浸漬された場合、このワックスツリー１の外周
に上記スラリＳが付着してスラリ膜６がコーティングさ
れるようになっている。

更に、上記スタッコ槽３には耐火物質の一例であるア
ルミナ７号等のアルミナ粉体７と平均直径2.5〜200μ，
長さ１〜20mm程度のアルミナ，シリカなどのセラミッ
ク、またはステンレス等を素材とするファイバ状物８と
が入れられている。また、上記スタッコ槽４には耐火物
質である４号ケイ砂等のケイ砂９と、上記スタッコ槽３
に入れられているものと同様のファイバ状物８とが入れ
られている。

なお、上記ファイバ状物８は、耐火物質の粒度の大き
いものに対しては太径のものを用い、耐火物質の粒度の
小さいものに対しては細径のものを用いるのが望まし
い。さらに、ファイバ状物８と耐火物質との混合状態を
均一化するために、ファイバ状物８は、略同一の径，長
さのものを用いるのが望ましい。

上記スタッコ槽3,4の底部には複数の吹き出し孔11が
形成され、この吹き出し孔11に、他端がエアータンク12
に連通された送風路13が接続されており、上記エアータ
ンク12に貯留されている圧搾空気14がこの送風路13を介
して上記スタッコ槽3,4の吹き出し孔11より噴出される
ようになっている。そしてこの吹き出し孔11より上記圧
搾空気が噴出された際にはこのスタッコ槽３に入れられ
ているアルミナ粉体７とファイバ状物８とが、或いはス
タッコ槽４に入れられているケイ砂９とファイバ８と
が、それぞれのスタッコ槽3,4内にて浮遊状態となるよ
うに設定されている。

また、上記送風路13には、例えば２ポート２位置の方
向制御弁15と流量制御弁16とが夫々介装されており、上
記スタッコ槽3,4内へ噴出する圧搾空気14の制御が可能
に構成されている。

第３図に工程線にて示す如く、上記ワックスツリー１
はスラリ槽２のスラリＳに浸漬されて液切りされ、アル
ミナ粒体７とファイバ状物８とが浮遊状態に保たれてい
るスタッコ槽３へ搬送されて、乾燥位置17にて乾燥され
るという工程の後、再び上記スラリ槽のスラリＳに浸漬
され、今度はケイ砂９とファイバ状物８とが浮遊状態と
なっているスタッコ槽４へ搬送されて上記乾燥装置17に
て乾燥されるという工程を、必要に応じて繰り返される
ようになっている。

次に、前述の構成による実施例の作用を説明すると、
ワックスツリー１がスラリ槽２に貯留されているスラリ
Ｓに，このワックスツリー１に形成されている湯口部1b
の一部を残して所定時間浸漬され、次いでこのスラリＳ
より引き上げられて液切りされる。すると、このワック
スツリー１の外周にはスラリＳに浸漬されなかった湯口
部1bの一部を除いて一様にスラリ膜６がコーティングさ
れる。

次いで、このワックスツリー１はスタッコ槽３へ搬送
される。このスタッコ槽３内は、このスタッコ槽３に形
成されている吹き出し孔11よりエアータンク12に貯留さ
れている圧搾空気14が、方向制御弁15と流量制御弁16と
により制御されて噴出されており、この圧搾空気14によ
り上記スタッコ槽３内に入れられているアルミナ粒体７
とファイバ状物８とが浮遊状態に保たれているため、ア
ルミナ粒体７とファイバ状物８とがほぼ均一に混在し、
従って、このスタッコ槽３へ入れられた上記ワックスツ
リー１の外周に形成されているスラリ膜６に上記アルミ
ナ粒体７とファイバ状物８とがほぼ均一にサンディング
される。この場合、ファイバ状物により各アルミナ粒体
７が固定された状態で付着されると共に、このファイバ
状物８は上記アルミナ粒体７よりも長尺なものであるた
め、このファイバ状物８の一部は上記アルミナ粒体７間
に挟持され、他の一部がこのアルミナ粒体のサンディン
グされた層より突出された状態となる。

次に、このワックスツリー１はこのスタッコ槽３より
取り出され、乾燥装置17へ搬送されて、この乾燥装置17
によりワックスツリー１の外周にコーティングされたス
ラリ膜６と、このスラリ膜６にサンディングされたアル
ミナ粒体７及びファイバ状物８とが乾燥されることによ
り、上記ワックスツリー１の外周に耐火物質の層が形成
される。

そして、このワックスツリー１は上記乾燥装置17から
スラリ槽２へ搬送され、このスラリ槽２のスラリＳに再
び浸漬されて、このワックスツリー１の外周に一体化さ
れているコーティングとサンディングとの層上に新たな
スラリ膜６がコーティングされた後、このワックスツリ
ー１はスタッコ槽４へ搬送される。尚、スラリ膜６は厚
みが薄いものであるため、上記スタッコ槽３にてアルミ
ナ粒体７の層より突出した状態でサンディングされた上
記ファイバ状物８は、この新たにコーティングされたス
ラリ膜６からも突出された状態である。

上記スタッコ槽４内は、前述のスタッコ槽３と同様
に、吹き出し孔11より圧搾空気14が吹き出され、このス
タッコ槽４内に入れられているケイ砂９とファイバ状物
８とがこの圧搾空気14により浮遊状態となっているた
め、このスタッコ槽４に搬送されたワックスツリー１の
外周に新たにコーティングされたスラリ層６の上に上記
ケイ砂９とファイバ状物８とがサンディングされる。

この場合、上記二層目のスラリ膜６より突出されてい
るファイバ状物８と上記ケイ砂９とが付着すると共に、
このスタッコ槽４内のファイバ状物８が、すでに上記ワ
ックスツリー１に付着されているファイバ状物８に絡み
付くが如く付着するため、このスタッコ槽４内のケイ砂
９とファイバ状物８とは、このワックスツリー１に既に
形成されている耐火物質の層に強固に付着されると共
に、各ケイ砂９が上記ファイバ状物８により固定され
る。また、浮遊状態に保たれているケイ砂９とファイバ
状物８とが固定される。

次に、このワックスツリー１は乾燥装置17へ搬送さ
れ、この乾燥装置17にて乾燥されることにより二層目の
耐火物質の層が、一層目の耐火物質の層に固設された状
態で形成される。この一層目と二層目の耐火物質の層
は、互いにファイバ状物により把持されているため、こ
れらの耐火物質の層間に剥離が生ずることは完全に防止
される。

このワックスツリー１は、スラリ槽２とスタッコ槽４
及び乾燥装置17との間を必要に応じた回数往復されるこ
とにより、このワックスツリー１の外周に所定の厚みを
有する耐火物質の層が形成され、この形成された耐火物
質の層がセラミックシエルとして利用される。

尚、本実施例では、アルミナ，シリカなどのセラミッ
ク，ステンレス等を平均直径2.5〜200μ，長さ１〜20mm
程度に形成することによりファイバ状物８を構成した
が、このファイバ状物８は各耐火物質間、及びこの耐火
物質の層間を互いに把持しあう機能を有するものであれ
ば、この構成に限るものではなく、また、この実施例に
使用の耐火物質もアルミナ粒体7,ケイ砂９に限定される
ものではない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によるセラミックシェル
によると、各耐火物質とこの耐火物質の層間がファイバ
状物によって強固に把持されるため、この耐火物質の層
により形成されるセラミックシェルの強度が上昇される
と共に、この各耐火物質の層間に剥離が生じることを防
止することが可能であるという効果を有する。

また，この強度が上昇された分だけ上記耐火物質の層
を減少させることが可能となり、セラミックシェルの形
成に消費される時間と材料とが節約され、もってこのセ
ラミックシェル及びセラミックシェルを用いて製作され
る鋳物製品のコスト低減を実現せしむることが可能であ
るという効果を有する。

又、上記耐火物質と上記ファイバ状物とを収容するス
タッコ槽では、圧搾空気の吹き出しにより上記耐火物質
と上記ファイバ状物とを浮遊状態に保っているため、耐
火物質に対してファイバ状物がほぼ均一に混在し、従っ
て、サンディングされた上記耐火物質層には上記ファイ
バ状物をほぼ均一に介在させることができ、セラミック
シェルの均一強度が保証される。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例に係り、第１図は
耐火物質の層が形成された状態のワックスツリーの断面
図、第２図は第１図のＡ部拡大断面図、第３図はセラミ
ックシェル形成の工程概略図である。 １…ワックスツリー、1a…ワックス模型、２…スラリ
槽、3,4…スタッコ槽、６…スラリ膜、7,8…ファイバ状
物、９…耐火物質、Ｓ…スラリ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のワックス模型を接合するワックスツ
   リーを、耐火性バインダと耐火物微粒子とを混合して成
   るスラリを貯留するスラリ槽に浸漬して、上記ワックス
   ツリーの周囲にスラリ膜をコーティングし、 次いでファイバ状物が混在する耐火物質を圧搾空気の吹
   き出しにより浮遊状態に保つスタッコ槽に上記ワックス
   ツリーを遊挿して、このワックスツリーの周囲に上記耐
   火物質及び上記ファイバ状物をサンディングし、 その後上記ワックスツリーを乾燥装置で乾燥させ、 この工程を数回繰り返して上記ワックスツリーの周囲に
   スラリ層と耐火物質層とを交互に形成することを特徴と
   するセラミックシェル製造方法。