JPH09267152A - 樹脂模型及びその製造方法 - Google Patents
樹脂模型及びその製造方法Info
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- JPH09267152A JPH09267152A JP7852296A JP7852296A JPH09267152A JP H09267152 A JPH09267152 A JP H09267152A JP 7852296 A JP7852296 A JP 7852296A JP 7852296 A JP7852296 A JP 7852296A JP H09267152 A JPH09267152 A JP H09267152A
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- metal
- coating
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属皮膜が耐摩耗性に優れ、しかも皮膜形成
後の冷却による収縮によって割れたり剥離しないように
する。 【解決手段】 鋳造用砂型の造型に用いられる樹脂模型
1の模型本体2の表面を金属皮膜3で覆う。金属皮膜3
を低融点金属からなる最外層の第1皮膜3aと、その下
の耐摩耗性に優れた高融点金属からなる第2皮膜3bと
で構成する。
後の冷却による収縮によって割れたり剥離しないように
する。 【解決手段】 鋳造用砂型の造型に用いられる樹脂模型
1の模型本体2の表面を金属皮膜3で覆う。金属皮膜3
を低融点金属からなる最外層の第1皮膜3aと、その下
の耐摩耗性に優れた高融点金属からなる第2皮膜3bと
で構成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋳造用砂型の造型
に用いられる樹脂模型及びその製造方法の改良に関し、
詳しくは表面に設けた金属皮膜の割れや剥離対策に関す
るものである。
に用いられる樹脂模型及びその製造方法の改良に関し、
詳しくは表面に設けた金属皮膜の割れや剥離対策に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、砂型造型用模型は、木製のもの
や合成樹脂製のもの、あるいは金属製のものがある。こ
れらの模型は、砂型造型時に鋳物砂と絶えず接触するた
め、長期間使用している間に表面が摩耗して凹んだ状態
となる。この表面が凹んだ状態の模型を用いて砂型を造
型すると、造型された砂型の表面には、上記模型の凹部
に対応して凸部が形成され、この砂型を用いて鋳造され
た鋳物には、上記砂型の凸部に対応して凹部が形成され
る。したがって、模型が摩耗することは鋳物の寸法精度
の低下を来すことになることから、できだけ模型が摩耗
しないようにすることが望ましい。
や合成樹脂製のもの、あるいは金属製のものがある。こ
れらの模型は、砂型造型時に鋳物砂と絶えず接触するた
め、長期間使用している間に表面が摩耗して凹んだ状態
となる。この表面が凹んだ状態の模型を用いて砂型を造
型すると、造型された砂型の表面には、上記模型の凹部
に対応して凸部が形成され、この砂型を用いて鋳造され
た鋳物には、上記砂型の凸部に対応して凹部が形成され
る。したがって、模型が摩耗することは鋳物の寸法精度
の低下を来すことになることから、できだけ模型が摩耗
しないようにすることが望ましい。
【0003】模型の摩耗劣化による寿命は、その材質や
硬度により異なるものであり、因みに、最も硬度の低い
木型模型は200〜300ショットしかもたず、最も硬
度の高い金型模型は30000〜500000ショッ
ト、硬度が上記両者の中間である樹脂模型は5000〜
10000ショットである。
硬度により異なるものであり、因みに、最も硬度の低い
木型模型は200〜300ショットしかもたず、最も硬
度の高い金型模型は30000〜500000ショッ
ト、硬度が上記両者の中間である樹脂模型は5000〜
10000ショットである。
【0004】したがって、木型模型は、寿命が著しく短
いため量産には不適当である。金型模型は、寿命が長い
が、非常に高価であるためコスト的な制約が大きい。樹
脂模型は、金型模型よりも安価であるため量産用として
広く用いられているが、金型模型に比べて寿命が短い。
いため量産には不適当である。金型模型は、寿命が長い
が、非常に高価であるためコスト的な制約が大きい。樹
脂模型は、金型模型よりも安価であるため量産用として
広く用いられているが、金型模型に比べて寿命が短い。
【0005】そこで、安価で量産性に優れた樹脂模型の
寿命を向上させることが業界では望まれており、その対
策として、図6に示すように、合成樹脂製の模型本体a
の表面を金属皮膜bで覆った樹脂模型cが開発されてい
る。その例として、例えば特開昭55−15886号公
報に開示されている樹脂模型では、金属皮膜をニッケル
で構成している。
寿命を向上させることが業界では望まれており、その対
策として、図6に示すように、合成樹脂製の模型本体a
の表面を金属皮膜bで覆った樹脂模型cが開発されてい
る。その例として、例えば特開昭55−15886号公
報に開示されている樹脂模型では、金属皮膜をニッケル
で構成している。
【0006】このような樹脂模型cは図7(a)〜
(c)の工程を経て製造される。
(c)の工程を経て製造される。
【0007】その製造要領を説明するに、まず、図7
(a)に示すように、表面が砂型の表面形状に対応する
合成樹脂製の雌型dを用意する。この雌型dの表面には
抜型性を考慮して離型剤eが塗布されている。そして、
この雌型dの表面にアーク溶射機hで金属を溶射して所
定の膜厚をした金属皮膜bを形成する。なお、上記雌型
dの製造要領は本発明の実施の形態で詳細に説明するの
で、ここでは省略する。
(a)に示すように、表面が砂型の表面形状に対応する
合成樹脂製の雌型dを用意する。この雌型dの表面には
抜型性を考慮して離型剤eが塗布されている。そして、
この雌型dの表面にアーク溶射機hで金属を溶射して所
定の膜厚をした金属皮膜bを形成する。なお、上記雌型
dの製造要領は本発明の実施の形態で詳細に説明するの
で、ここでは省略する。
【0008】次いで、図7(b)に示すように、上記雌
型dを金属皮膜bを上に向けた姿勢で枠体fにセット
し、この枠体fに合成樹脂を注入して固化させ上記金属
皮膜bの上に樹脂層を形成することにより、該樹脂層か
らなる模型本体aの表面に金属皮膜bが積層された樹脂
模型cを得る。
型dを金属皮膜bを上に向けた姿勢で枠体fにセット
し、この枠体fに合成樹脂を注入して固化させ上記金属
皮膜bの上に樹脂層を形成することにより、該樹脂層か
らなる模型本体aの表面に金属皮膜bが積層された樹脂
模型cを得る。
【0009】その後、図7(c)に示すように、上記樹
脂模型cを枠体f及び雌型dから抜型し、砂型の造型に
用いる。
脂模型cを枠体f及び雌型dから抜型し、砂型の造型に
用いる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
の公報例の樹脂模型cでは、金属皮膜bを構成するニッ
ケルは融点が1455±1℃と高いため、皮膜形成後の
冷却時に大きく収縮して割れや剥離が生じ易く、堅牢で
健全な金属皮膜bを形成することが困難である。
の公報例の樹脂模型cでは、金属皮膜bを構成するニッ
ケルは融点が1455±1℃と高いため、皮膜形成後の
冷却時に大きく収縮して割れや剥離が生じ易く、堅牢で
健全な金属皮膜bを形成することが困難である。
【0011】さりとて、亜鉛(融点:419.5℃)等
の低融点金属で金属皮膜bを構成すると、皮膜形成後の
冷却時の収縮が少なく割れや剥離を抑制することができ
るものの、金属皮膜bの硬度が上記ニッケル等の高融点
金属に比べてかなり低いため耐摩耗性が十分には得られ
ず、堅牢で健全な樹脂模型ひいては寸法精度の高い健全
な鋳物を鋳造することが困難になる。
の低融点金属で金属皮膜bを構成すると、皮膜形成後の
冷却時の収縮が少なく割れや剥離を抑制することができ
るものの、金属皮膜bの硬度が上記ニッケル等の高融点
金属に比べてかなり低いため耐摩耗性が十分には得られ
ず、堅牢で健全な樹脂模型ひいては寸法精度の高い健全
な鋳物を鋳造することが困難になる。
【0012】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、金属皮膜が耐摩耗性に
優れ、しかも皮膜形成後の冷却による収縮によって割れ
たり剥離しないようにしようとすることにある。
あり、その目的とするところは、金属皮膜が耐摩耗性に
優れ、しかも皮膜形成後の冷却による収縮によって割れ
たり剥離しないようにしようとすることにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、金属皮膜を融点の異なる2種類の金属で
構成したことを特徴する。
め、本発明は、金属皮膜を融点の異なる2種類の金属で
構成したことを特徴する。
【0014】具体的には、本発明は、鋳造用砂型の造型
に用いられ、合成樹脂製の模型本体の表面が金属皮膜で
覆われた樹脂模型及びその製造方法を対象とし、次のよ
うな解決手段を講じた。
に用いられ、合成樹脂製の模型本体の表面が金属皮膜で
覆われた樹脂模型及びその製造方法を対象とし、次のよ
うな解決手段を講じた。
【0015】すなわち、本発明の第1〜5の解決手段
は、前者の樹脂模型に関するものであり、第1の解決手
段は、金属皮膜を低融点金属からなる最外層の第1皮膜
と、該第1皮膜の下に設けられ、該第1皮膜を構成する
金属よりも融点が高くかつ耐摩耗性に優れた高融点金属
からなる第2皮膜とで構成したことを特徴とする。
は、前者の樹脂模型に関するものであり、第1の解決手
段は、金属皮膜を低融点金属からなる最外層の第1皮膜
と、該第1皮膜の下に設けられ、該第1皮膜を構成する
金属よりも融点が高くかつ耐摩耗性に優れた高融点金属
からなる第2皮膜とで構成したことを特徴とする。
【0016】第2の解決手段は、第1の解決手段におい
て、第1皮膜及び第2皮膜を構成する金属として、錫、
亜鉛、鉛、アルミニウム、銅、鉄及びこれらの合金から
選ばれた金属を採用する。そして、そのうち融点の低い
方の金属で第1皮膜を構成し、融点の高い方の金属で第
2皮膜を構成したことを特徴とする。
て、第1皮膜及び第2皮膜を構成する金属として、錫、
亜鉛、鉛、アルミニウム、銅、鉄及びこれらの合金から
選ばれた金属を採用する。そして、そのうち融点の低い
方の金属で第1皮膜を構成し、融点の高い方の金属で第
2皮膜を構成したことを特徴とする。
【0017】第3の解決手段は、第1の解決手段におい
て、第1皮膜を構成する低融点金属を亜鉛合金にし、第
2皮膜を構成する高融点金属を銅合金にしたことを特徴
とする。
て、第1皮膜を構成する低融点金属を亜鉛合金にし、第
2皮膜を構成する高融点金属を銅合金にしたことを特徴
とする。
【0018】第4の解決手段は、第1の解決手段におい
て、第1皮膜を構成する低融点金属を亜鉛合金にし、第
2皮膜を構成する高融点金属をアルミニウム合金にした
ことを特徴とする。
て、第1皮膜を構成する低融点金属を亜鉛合金にし、第
2皮膜を構成する高融点金属をアルミニウム合金にした
ことを特徴とする。
【0019】第5の解決手段は、第1の解決手段におい
て、第1皮膜の膜厚を0.02〜0.1mmにし、第2
皮膜の膜厚を0.4〜1.0mmにしたことを特徴とす
る。
て、第1皮膜の膜厚を0.02〜0.1mmにし、第2
皮膜の膜厚を0.4〜1.0mmにしたことを特徴とす
る。
【0020】本発明の第6〜10の解決手段は、後者の
樹脂模型の製造方法に関するものであり、第6の解決手
段は、まず、表面が砂型の表面形状に対応する雌型を用
意する。次いで、該雌型の表面に低融点金属を溶射して
第1皮膜を形成した後、該第1皮膜上に該第1皮膜を構
成する金属よりも融点が高くかつ耐摩耗性に優れた高融
点金属を溶射して第2皮膜を形成する。その後、該第2
皮膜上に樹脂層を形成することにより、該樹脂層からな
る模型本体の表面が第1皮膜と第2皮膜とで構成された
金属被膜で覆われた樹脂模型を得ることを特徴とする。
樹脂模型の製造方法に関するものであり、第6の解決手
段は、まず、表面が砂型の表面形状に対応する雌型を用
意する。次いで、該雌型の表面に低融点金属を溶射して
第1皮膜を形成した後、該第1皮膜上に該第1皮膜を構
成する金属よりも融点が高くかつ耐摩耗性に優れた高融
点金属を溶射して第2皮膜を形成する。その後、該第2
皮膜上に樹脂層を形成することにより、該樹脂層からな
る模型本体の表面が第1皮膜と第2皮膜とで構成された
金属被膜で覆われた樹脂模型を得ることを特徴とする。
【0021】第7の解決手段は、第6の解決手段におい
て、第1皮膜及び第2皮膜を構成する金属として、錫、
亜鉛、鉛、アルミニウム、銅、鉄及びこれらの合金から
選ばれた金属を採用する。そして、そのうち融点の低い
方の金属で第1皮膜を構成し、融点の高い方の金属で第
2皮膜を構成したことを特徴とする。
て、第1皮膜及び第2皮膜を構成する金属として、錫、
亜鉛、鉛、アルミニウム、銅、鉄及びこれらの合金から
選ばれた金属を採用する。そして、そのうち融点の低い
方の金属で第1皮膜を構成し、融点の高い方の金属で第
2皮膜を構成したことを特徴とする。
【0022】第8の解決手段は、第6の解決手段におい
て、第1皮膜を構成する低融点金属を亜鉛合金にし、第
2皮膜を構成する高融点金属を銅合金にしたことを特徴
とする。
て、第1皮膜を構成する低融点金属を亜鉛合金にし、第
2皮膜を構成する高融点金属を銅合金にしたことを特徴
とする。
【0023】第9の解決手段は、第6の解決手段におい
て、第1皮膜を構成する低融点金属を亜鉛合金にし、第
2皮膜を構成する高融点金属をアルミニウム合金にした
ことを特徴とする。
て、第1皮膜を構成する低融点金属を亜鉛合金にし、第
2皮膜を構成する高融点金属をアルミニウム合金にした
ことを特徴とする。
【0024】第10の解決手段は、第6の解決手段にお
いて、第1皮膜の膜厚を0.02〜0.1mmにし、第
2皮膜の膜厚を0.4〜1.0mmにしたことを特徴と
する。
いて、第1皮膜の膜厚を0.02〜0.1mmにし、第
2皮膜の膜厚を0.4〜1.0mmにしたことを特徴と
する。
【0025】上記の構成により、本発明の第1〜10の
解決手段では、第1皮膜を構成する亜鉛合金等の低融点
金属は低い温度で溶射されるため、溶射後の冷却による
収縮が小さく、したがって、形成された第1皮膜に割れ
や剥離が生じ難い。第2皮膜を構成する銅合金等の高融
点金属は高い温度で溶射されるため、溶射後の冷却によ
る収縮が大きく、したがって、形成された第2皮膜単独
では割れや剥離が生じ易いが、この第2皮膜は上記第1
皮膜に接しているため、その収縮が第1皮膜によって抑
制され、割れや剥離が生じ難くなっている。つまり、第
1皮膜が緩衝材的な役割をしているのである。
解決手段では、第1皮膜を構成する亜鉛合金等の低融点
金属は低い温度で溶射されるため、溶射後の冷却による
収縮が小さく、したがって、形成された第1皮膜に割れ
や剥離が生じ難い。第2皮膜を構成する銅合金等の高融
点金属は高い温度で溶射されるため、溶射後の冷却によ
る収縮が大きく、したがって、形成された第2皮膜単独
では割れや剥離が生じ易いが、この第2皮膜は上記第1
皮膜に接しているため、その収縮が第1皮膜によって抑
制され、割れや剥離が生じ難くなっている。つまり、第
1皮膜が緩衝材的な役割をしているのである。
【0026】これにより、割れや剥離のない堅牢で健全
な金属皮膜を備えた樹脂模型となる。
な金属皮膜を備えた樹脂模型となる。
【0027】また、砂型造型時、上記低融点金属からな
る第1皮膜は鋳物砂との摩擦によって早期に摩耗する
が、その下にある耐摩耗性に優れた高融点金属からなる
第2皮膜は摩耗し難く、金型模型並の耐用ショット数が
実現され、鋳物の寸法が高精度に保持される。特に、第
5,10の解決手段では、第1皮膜の膜厚が0.1mm
以下と薄く、したがって、この薄い第1皮膜が摩耗して
も、樹脂模型の寸法精度にほとんど影響を及ぼさない。
る第1皮膜は鋳物砂との摩擦によって早期に摩耗する
が、その下にある耐摩耗性に優れた高融点金属からなる
第2皮膜は摩耗し難く、金型模型並の耐用ショット数が
実現され、鋳物の寸法が高精度に保持される。特に、第
5,10の解決手段では、第1皮膜の膜厚が0.1mm
以下と薄く、したがって、この薄い第1皮膜が摩耗して
も、樹脂模型の寸法精度にほとんど影響を及ぼさない。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明する。
て図面に基づいて説明する。
【0029】図1は本発明の実施の形態に係る樹脂模型
1を示す。この樹脂模型1は鋳造用砂型の造型に用いら
れるものであり、エポキシ系樹脂やウレタン系樹脂から
なる合成樹脂製の模型本体2とその表面を覆う金属皮膜
3とで構成されている。
1を示す。この樹脂模型1は鋳造用砂型の造型に用いら
れるものであり、エポキシ系樹脂やウレタン系樹脂から
なる合成樹脂製の模型本体2とその表面を覆う金属皮膜
3とで構成されている。
【0030】本発明の特徴として、上記金属皮膜3は、
低融点金属からなる最外層の第1皮膜3aと、該第1皮
膜3aの下に設けられ、該第1皮膜を構成する金属より
も融点が高くかつ耐摩耗性に優れた高融点金属からなる
第2皮膜3bとの2層で構成されている。
低融点金属からなる最外層の第1皮膜3aと、該第1皮
膜3aの下に設けられ、該第1皮膜を構成する金属より
も融点が高くかつ耐摩耗性に優れた高融点金属からなる
第2皮膜3bとの2層で構成されている。
【0031】上記第1皮膜3a及び第2皮膜3bを構成
する金属としては、錫(Sn)、亜鉛(Zn)、鉛(P
b)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、鉄(Fe)
及びこれらの合金から選ばれた金属であり、そのうち融
点の低い方の金属で第1皮膜3aを構成し、融点の高い
方の金属で第2皮膜3bを構成すればよい。以下にこれ
らの金属及び合金を融点と共にいくつか挙げる。
する金属としては、錫(Sn)、亜鉛(Zn)、鉛(P
b)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、鉄(Fe)
及びこれらの合金から選ばれた金属であり、そのうち融
点の低い方の金属で第1皮膜3aを構成し、融点の高い
方の金属で第2皮膜3bを構成すればよい。以下にこれ
らの金属及び合金を融点と共にいくつか挙げる。
【0032】「錫(Sn)及びその合金」 Sn:232℃ Sn−Pb(37%):183℃ Sn−Bi−In:79℃ Sn−Cd:177℃ 「亜鉛(Zn)及びその合金」 Zn:419.5℃ Zn−Cu(〜4%):420〜450℃ Zn−Al(〜10%):380〜430℃ 「鉛(Pb)及びその合金」 Pb:327.4℃ Pb−Sn:190〜240℃ 「アルミニウム(Al)及びその合金」 Al:660℃ Al−Cu:650℃ Al−Si:597℃ Al−Mg:450℃ 「銅(Cu)及びその合金」 Cu:1083℃ Cu−Ni−Zn(洋白):1083〜1453℃(1
200〜1250℃) Cu−Zn(30%):950℃ Cu−Sn(5〜10%):930〜1000℃ Cu−Al(10%):1050℃ 「鉄(Fe)及びその合金」 Fe:1539±3℃ 一般炭素鋼(C=0.1〜0.65%):1500〜1
540℃ ステンレス鋼(Fe−Cr−Ni):1510〜154
0℃ このように、第1皮膜3aを低融点金属で構成するの
は、低融点で収縮量の小さい第1皮膜3aによって高融
点で収縮量の大きい第2皮膜3bの収縮を抑制し、第2
皮膜3bの割れや剥離を防止するためである。一方、第
2皮膜3bを耐摩耗性に優れた高融点金属で構成するの
は、砂型造型時の耐用ショット数(鋳物砂との摩擦によ
る耐摩耗性)を確保するためである。
200〜1250℃) Cu−Zn(30%):950℃ Cu−Sn(5〜10%):930〜1000℃ Cu−Al(10%):1050℃ 「鉄(Fe)及びその合金」 Fe:1539±3℃ 一般炭素鋼(C=0.1〜0.65%):1500〜1
540℃ ステンレス鋼(Fe−Cr−Ni):1510〜154
0℃ このように、第1皮膜3aを低融点金属で構成するの
は、低融点で収縮量の小さい第1皮膜3aによって高融
点で収縮量の大きい第2皮膜3bの収縮を抑制し、第2
皮膜3bの割れや剥離を防止するためである。一方、第
2皮膜3bを耐摩耗性に優れた高融点金属で構成するの
は、砂型造型時の耐用ショット数(鋳物砂との摩擦によ
る耐摩耗性)を確保するためである。
【0033】上記第1皮膜3aの膜厚は0.02〜0.
1mmに設定することが好ましい。下限を0.02mm
に設定したのは、第2皮膜3bの収縮を抑制する機能を
確保するために溶射による均一な皮膜を形成することを
考慮したものであり、上限を0.1mmに設定したの
は、砂型造型時に鋳物砂との摩擦によって第1皮膜3a
が摩耗してなくなっても、これ以下の膜厚であるならば
樹脂模型1の寸法精度にほとんど影響を及ぼさないから
である。
1mmに設定することが好ましい。下限を0.02mm
に設定したのは、第2皮膜3bの収縮を抑制する機能を
確保するために溶射による均一な皮膜を形成することを
考慮したものであり、上限を0.1mmに設定したの
は、砂型造型時に鋳物砂との摩擦によって第1皮膜3a
が摩耗してなくなっても、これ以下の膜厚であるならば
樹脂模型1の寸法精度にほとんど影響を及ぼさないから
である。
【0034】上記第2皮膜3bの膜厚は0.4〜1.0
mmに設定することが好ましい。下限を0.4mmに設
定したのは、耐摩耗性を確保する上にこれくらいは必要
であるからであり、上限を1.0mmに設定したのは、
これ以上だと歪みがたまって割れるおそれがあるからで
ある。
mmに設定することが好ましい。下限を0.4mmに設
定したのは、耐摩耗性を確保する上にこれくらいは必要
であるからであり、上限を1.0mmに設定したのは、
これ以上だと歪みがたまって割れるおそれがあるからで
ある。
【0035】次に、上記樹脂模型1の製造要領を図2及
び図3に基づいて説明する。
び図3に基づいて説明する。
【0036】まず、表面が砂型の表面形状に対応する雌
型を用意する。この雌型は図2(a)〜(d)の工程を
経て製造される。
型を用意する。この雌型は図2(a)〜(d)の工程を
経て製造される。
【0037】その要領を説明するに、まず、図2(a)
に示すように、表面が樹脂模型1の表面形状に対応する
木型4を用意する。
に示すように、表面が樹脂模型1の表面形状に対応する
木型4を用意する。
【0038】次いで、図2(b)に示すように、この木
型4を木枠5にセットし、この木枠5に液状のエポキシ
系樹脂やウレタン系樹脂を注入して固化させ表面が砂型
の表面形状に対応する雌型6を形成する。
型4を木枠5にセットし、この木枠5に液状のエポキシ
系樹脂やウレタン系樹脂を注入して固化させ表面が砂型
の表面形状に対応する雌型6を形成する。
【0039】その後、図2(c)に示すように、この雌
型6を木枠5から抜型し、さらに、図2(d)に示すよ
うに、その表面に抜型性を考慮して離型剤7を塗布す
る。
型6を木枠5から抜型し、さらに、図2(d)に示すよ
うに、その表面に抜型性を考慮して離型剤7を塗布す
る。
【0040】このようにして製造された雌型6を用いて
樹脂模型1を製造する要領を説明する。
樹脂模型1を製造する要領を説明する。
【0041】まず、図3(a)に示すように、第1皮膜
3a及び第2皮膜3bを構成する金属として、錫、亜
鉛、鉛、アルミニウム、銅、鉄及びこれらの合金から融
点の異なる2種類の金属を選ぶ。この際、融点の高い方
の金属としては耐摩耗性に優れたものを選ぶ。そして、
選んだ2つの金属のうち融点の低い方の金属を上記雌型
6の表面にアーク溶射機9を用いて溶射し、薄い第1皮
膜3aを形成する。その溶射条件及び溶射時間は、雌型
6の表面の広さ及び溶射材料によって変わるが、一例を
挙げると、雌型6の表面が縦300mm、横480mm
で、第1皮膜3aの溶射材料が亜鉛合金の場合には、溶
射条件50A×20Vエア60psiで約20分間溶射
すると、膜厚0.02〜0.2mmの薄い第1皮膜3a
が形成される。
3a及び第2皮膜3bを構成する金属として、錫、亜
鉛、鉛、アルミニウム、銅、鉄及びこれらの合金から融
点の異なる2種類の金属を選ぶ。この際、融点の高い方
の金属としては耐摩耗性に優れたものを選ぶ。そして、
選んだ2つの金属のうち融点の低い方の金属を上記雌型
6の表面にアーク溶射機9を用いて溶射し、薄い第1皮
膜3aを形成する。その溶射条件及び溶射時間は、雌型
6の表面の広さ及び溶射材料によって変わるが、一例を
挙げると、雌型6の表面が縦300mm、横480mm
で、第1皮膜3aの溶射材料が亜鉛合金の場合には、溶
射条件50A×20Vエア60psiで約20分間溶射
すると、膜厚0.02〜0.2mmの薄い第1皮膜3a
が形成される。
【0042】次いで、図3(b)に示すように、上記選
んだ2つの金属のうち融点の高い方の金属をアーク溶射
機9を用いて溶射し、厚い第2皮膜3bを形成する。そ
の溶射条件及び溶射時間も、上記の第1皮膜3a形成の
場合と同様に、雌型6の表面の広さ及び溶射材料によっ
て変わり、例えば、雌型6の表面が縦300mm、横4
80mmで、第2皮膜3bの溶射材料が洋白の場合に
は、溶射条件60A×23Vエア70psiで上記第1
皮膜3a上に約15分間溶射し、このような溶射とエア
クーリングの作業を繰り返すと、膜厚0.4〜1.0m
mの厚い第2皮膜3bが形成される。このようにして、
第1皮膜3aと第2皮膜3bとからなる2層の金属皮膜
3を形成する。
んだ2つの金属のうち融点の高い方の金属をアーク溶射
機9を用いて溶射し、厚い第2皮膜3bを形成する。そ
の溶射条件及び溶射時間も、上記の第1皮膜3a形成の
場合と同様に、雌型6の表面の広さ及び溶射材料によっ
て変わり、例えば、雌型6の表面が縦300mm、横4
80mmで、第2皮膜3bの溶射材料が洋白の場合に
は、溶射条件60A×23Vエア70psiで上記第1
皮膜3a上に約15分間溶射し、このような溶射とエア
クーリングの作業を繰り返すと、膜厚0.4〜1.0m
mの厚い第2皮膜3bが形成される。このようにして、
第1皮膜3aと第2皮膜3bとからなる2層の金属皮膜
3を形成する。
【0043】その後、図3(c)に示すように、上記雌
型6を金属皮膜3を上に向けた姿勢で枠体8にセット
し、この枠体8に液状のエポキシ系樹脂やウレタン系樹
脂を注入して固化させ上記金属皮膜3の上に樹脂層を形
成することにより、該樹脂層からなる模型本体2の表面
が第1皮膜3aと第2皮膜3bとで構成された金属皮膜
3で覆われた樹脂模型1を得る。
型6を金属皮膜3を上に向けた姿勢で枠体8にセット
し、この枠体8に液状のエポキシ系樹脂やウレタン系樹
脂を注入して固化させ上記金属皮膜3の上に樹脂層を形
成することにより、該樹脂層からなる模型本体2の表面
が第1皮膜3aと第2皮膜3bとで構成された金属皮膜
3で覆われた樹脂模型1を得る。
【0044】その後、図3(d)に示すように、上記樹
脂模型1を枠体8及び雌型6から抜型し、砂型の造型に
用いる。
脂模型1を枠体8及び雌型6から抜型し、砂型の造型に
用いる。
【0045】上述の如くして製造された樹脂模型1で
は、溶射後の冷却による収縮が小さく割れや剥離が生じ
難い低融点金属からなる第1皮膜3aが緩衝材的な役割
をして、溶射後の冷却による収縮が大きく単層ならば割
れや剥離が生じ易い第2皮膜3bの割れや剥離を生じ難
くしている。
は、溶射後の冷却による収縮が小さく割れや剥離が生じ
難い低融点金属からなる第1皮膜3aが緩衝材的な役割
をして、溶射後の冷却による収縮が大きく単層ならば割
れや剥離が生じ易い第2皮膜3bの割れや剥離を生じ難
くしている。
【0046】このことを実証するためにテストを行った
結果を表1に示す。
結果を表1に示す。
【0047】この表1のデータを得るに当たっては下記
の要領にてテストを行った。
の要領にてテストを行った。
【0048】<テストの要領>直径50mm、深さ50
mmの円筒形の穴が形成されたエポキシ系樹脂製のブロ
ックを3種類用意する。この各ブロックでは、上記穴の
開口縁のアール(R)が2mm、5mm、10mmと3
段階に異なるようにしている。
mmの円筒形の穴が形成されたエポキシ系樹脂製のブロ
ックを3種類用意する。この各ブロックでは、上記穴の
開口縁のアール(R)が2mm、5mm、10mmと3
段階に異なるようにしている。
【0049】この3種類のブロックの穴に向かって金属
を溶射し、形成した金属皮膜の状態を観察した。
を溶射し、形成した金属皮膜の状態を観察した。
【0050】なお、本実施例1では、厚み約0.1mm
の亜鉛合金製の第1皮膜3aと、厚み約0.5mmの洋
白製の第2皮膜3bとからなる2層構造の金属皮膜3を
形成した。
の亜鉛合金製の第1皮膜3aと、厚み約0.5mmの洋
白製の第2皮膜3bとからなる2層構造の金属皮膜3を
形成した。
【0051】本実施例2では、厚み約0.1mmの亜鉛
合金製の第1皮膜3aと、厚み約0.5mmのアルミニ
ウム合金製の第2皮膜3bとからなる2層構造の金属皮
膜3を形成した。
合金製の第1皮膜3aと、厚み約0.5mmのアルミニ
ウム合金製の第2皮膜3bとからなる2層構造の金属皮
膜3を形成した。
【0052】比較例1では、厚み約0.5mmの洋白製
の単層構造の金属皮膜を形成した。
の単層構造の金属皮膜を形成した。
【0053】比較例2では、厚み約0.5mmのアルミ
ニウム合金製の単層構造の金属皮膜を形成した。
ニウム合金製の単層構造の金属皮膜を形成した。
【0054】比較例3では、厚み約0.5mmの亜鉛合
金製の単層構造の金属皮膜を形成した。
金製の単層構造の金属皮膜を形成した。
【0055】上記のテストで金属皮膜に用いた合金は次
の通りである。
の通りである。
【0056】「亜鉛合金」:98%Zn−1.5%Cu
−0.1%Ti 「洋白」:57%Cu−25%Zn−18%Ni 「アルミニウム合金」:99.7%Alのほぼ純アルミ
に近い組成
−0.1%Ti 「洋白」:57%Cu−25%Zn−18%Ni 「アルミニウム合金」:99.7%Alのほぼ純アルミ
に近い組成
【表1】
【0057】その結果、本実施例1,2では共に、アー
ルが最も小さくて金属皮膜が剥離し易いR=2mmでも
剥離せず、堅牢で健全な金属皮膜になっていた。なお、
耐摩耗性を考慮すると、洋白の方がアルミニウム合金よ
りも硬く、耐摩耗性に優れているため、第2皮膜に洋白
を用いた本実施例1の方が第2皮膜にアルミニウム合金
を用いた本実施例2よりも良い。
ルが最も小さくて金属皮膜が剥離し易いR=2mmでも
剥離せず、堅牢で健全な金属皮膜になっていた。なお、
耐摩耗性を考慮すると、洋白の方がアルミニウム合金よ
りも硬く、耐摩耗性に優れているため、第2皮膜に洋白
を用いた本実施例1の方が第2皮膜にアルミニウム合金
を用いた本実施例2よりも良い。
【0058】これに対し、比較例3では、本実施例1,
2と同様に金属皮膜は剥離しなかったが、亜鉛は融点が
低く硬度が低いために耐摩耗性が劣ることから、樹脂模
型としては採用し難い。比較例2では、金属皮膜はR=
5mmまでは剥離しなかったが、R=2mmでは剥離し
ており、比較例1では、金属皮膜はR=10mmでは剥
離しなかったが、R=5mmでは剥離しているため、両
者共に樹脂模型としては採用し難い。
2と同様に金属皮膜は剥離しなかったが、亜鉛は融点が
低く硬度が低いために耐摩耗性が劣ることから、樹脂模
型としては採用し難い。比較例2では、金属皮膜はR=
5mmまでは剥離しなかったが、R=2mmでは剥離し
ており、比較例1では、金属皮膜はR=10mmでは剥
離しなかったが、R=5mmでは剥離しているため、両
者共に樹脂模型としては採用し難い。
【0059】次に、耐摩耗性のテストを本実施例1と比
較例3とで用いた金属皮膜について行った。なお、図5
(a),(b)にテストに用いたテストピースPの形状
を示す。その寸法は、上幅(W1 )=50mm、下幅
(W2 )=60mm、高さ(H)=70mm、厚み
(T)=10mmである。図中、p1 は樹脂模型1の模
型本体2に相当するピース本体、p2 は金属皮膜であ
る。
較例3とで用いた金属皮膜について行った。なお、図5
(a),(b)にテストに用いたテストピースPの形状
を示す。その寸法は、上幅(W1 )=50mm、下幅
(W2 )=60mm、高さ(H)=70mm、厚み
(T)=10mmである。図中、p1 は樹脂模型1の模
型本体2に相当するピース本体、p2 は金属皮膜であ
る。
【0060】テストの要領は、図5(c)に示すよう
に、砂型造型ラインを想定してテストピースPを別途用
意した樹脂模型1´の側壁にセットして造型を繰り返
し、所定のショット数ごとにその摩耗量を三次元測定機
(図示せず)で測定した。測定点は図5(b),(c)
に丸数字〜を付して示す5mmピッチに設定した5
箇所である。図5(c)中、Sは投入された鋳物砂であ
る。
に、砂型造型ラインを想定してテストピースPを別途用
意した樹脂模型1´の側壁にセットして造型を繰り返
し、所定のショット数ごとにその摩耗量を三次元測定機
(図示せず)で測定した。測定点は図5(b),(c)
に丸数字〜を付して示す5mmピッチに設定した5
箇所である。図5(c)中、Sは投入された鋳物砂であ
る。
【0061】その結果を図4に示す。図4から明らかな
ように、比較例3では、10000ショット使用時に
0.38mmの摩耗量であるのに対し、本実施例1で
は、10000ショット使用時に0.18mmの摩耗量
であり、金型模型並みの耐摩耗性を達成することができ
た。
ように、比較例3では、10000ショット使用時に
0.38mmの摩耗量であるのに対し、本実施例1で
は、10000ショット使用時に0.18mmの摩耗量
であり、金型模型並みの耐摩耗性を達成することができ
た。
【0062】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低融点金属からなる最外層の第1皮膜と、その下の耐摩
耗性に優れた高融点金属からなる第2皮膜とで模型本体
の表面を覆ったので、耐摩耗性に優れた第2皮膜の冷却
時の収縮による割れや剥離を第1皮膜で抑制し、堅牢で
健全な金属皮膜を備えた樹脂模型を得ることができる。
また、砂型造型時、上記低融点金属からなる第1皮膜が
摩耗しても、その下の耐摩耗性に優れた第2皮膜がある
ので、鋳物の寸法を高精度に確保することができる。
低融点金属からなる最外層の第1皮膜と、その下の耐摩
耗性に優れた高融点金属からなる第2皮膜とで模型本体
の表面を覆ったので、耐摩耗性に優れた第2皮膜の冷却
時の収縮による割れや剥離を第1皮膜で抑制し、堅牢で
健全な金属皮膜を備えた樹脂模型を得ることができる。
また、砂型造型時、上記低融点金属からなる第1皮膜が
摩耗しても、その下の耐摩耗性に優れた第2皮膜がある
ので、鋳物の寸法を高精度に確保することができる。
【図1】本発明の実施の形態に係る樹脂模型の断面図で
ある。
ある。
【図2】雌型の製造工程図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る樹脂模型の製造工程
図である。
図である。
【図4】樹脂模型の摩耗量のグラフである。
【図5】(a)は樹脂模型の摩耗量の測定に用いたテス
トピースの正面図、(b)はその縦断側面図、(c)は
テストピースのセット状態を示す断面図である。
トピースの正面図、(b)はその縦断側面図、(c)は
テストピースのセット状態を示す断面図である。
【図6】従来例の樹脂模型の断面図である。
【図7】従来例の樹脂模型の製造工程図である。
1 樹脂模型 2 模型本体(樹脂層) 3 金属皮膜 3a 第1皮膜 3b 第2皮膜 6 雌型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22C 21/00 C22C 21/00 Z C23C 4/08 C23C 4/08 (72)発明者 藤村 秀樹 広島市安佐南区長束3丁目44番17号 広島 アルミニウム工業株式会社祇園工場内
Claims (10)
- 【請求項1】 鋳造用砂型の造型に用いられ、合成樹脂
製の模型本体の表面が金属皮膜で覆われた樹脂模型であ
って、 上記金属皮膜は、低融点金属からなる最外層の第1皮膜
と、 該第1皮膜の下に設けられ、該第1皮膜を構成する金属
よりも融点が高くかつ耐摩耗性に優れた高融点金属から
なる第2皮膜とで構成されていることを特徴とする樹脂
模型。 - 【請求項2】 第1皮膜及び第2皮膜を構成する金属
は、錫、亜鉛、鉛、アルミニウム、銅、鉄及びこれらの
合金から選ばれた金属であり、 そのうち融点の低い方の金属で第1皮膜を構成し、融点
の高い方の金属で第2皮膜を構成していることを特徴と
する請求項1記載の樹脂模型。 - 【請求項3】 第1皮膜を構成する低融点金属が亜鉛合
金であり、 第2皮膜を構成する高融点金属が銅合金であることを特
徴とする請求項1記載の樹脂模型。 - 【請求項4】 第1皮膜を構成する低融点金属が亜鉛合
金であり、 第2皮膜を構成する高融点金属がアルミニウム合金であ
ることを特徴とする請求項1記載の樹脂模型。 - 【請求項5】 第1皮膜の膜厚は0.02〜0.1mm
であり、 第2皮膜の膜厚は0.4〜1.0mmであることを特徴
とする請求項1記載の樹脂模型。 - 【請求項6】 鋳造用砂型の造型に用いられ、合成樹脂
製の模型本体の表面が金属皮膜で覆われた樹脂模型の製
造方法であって、 表面が砂型の表面形状に対応する雌型を用意し、 次いで、該雌型の表面に低融点金属を溶射して第1皮膜
を形成した後、該第1皮膜上に該第1皮膜を構成する金
属よりも融点が高くかつ耐摩耗性に優れた高融点金属を
溶射して第2皮膜を形成し、 その後、該第2皮膜上に樹脂層を形成することにより、
該樹脂層からなる模型本体の表面が第1皮膜と第2皮膜
とで構成された金属皮膜で覆われた樹脂模型を得ること
を特徴とする樹脂模型の製造方法。 - 【請求項7】 第1皮膜及び第2皮膜を構成する金属
は、錫、亜鉛、鉛、アルミニウム、銅、鉄及びこれらの
合金から選ばれた金属であり、 そのうち融点の低い方の金属で第1皮膜を構成し、融点
の高い方の金属で第2皮膜を構成していることを特徴と
する請求項6記載の樹脂模型の製造方法。 - 【請求項8】 第1皮膜を構成する低融点金属が亜鉛合
金であり、 第2皮膜を構成する高融点金属が銅合金であることを特
徴とする請求項6記載の樹脂模型の製造方法。 - 【請求項9】 第1皮膜を構成する低融点金属が亜鉛合
金であり、 第2皮膜を構成する高融点金属がアルミニウム合金であ
ることを特徴とする請求項6記載の樹脂模型の製造方
法。 - 【請求項10】 第1皮膜の膜厚は0.02〜0.1m
mであり、 第2皮膜の膜厚は0.4〜1.0mmであることを特徴
とする請求項6記載の樹脂模型の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7852296A JPH09267152A (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | 樹脂模型及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7852296A JPH09267152A (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | 樹脂模型及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09267152A true JPH09267152A (ja) | 1997-10-14 |
Family
ID=13664271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7852296A Pending JPH09267152A (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | 樹脂模型及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09267152A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004537689A (ja) * | 2001-07-27 | 2004-12-16 | フレニ・ブレンボ エス・ピー・エー | 通気ダクトを有するブレーキディスクのブレーキバンドを製造するプロセス並びにこのプロセスによって製造されたブレーキバンド |
| JP2007507617A (ja) * | 2003-10-02 | 2007-03-29 | プラックセアー エス.ティ.テクノロジー、 インコーポレイテッド | 被注入コンポジットの製造方法 |
-
1996
- 1996-04-01 JP JP7852296A patent/JPH09267152A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004537689A (ja) * | 2001-07-27 | 2004-12-16 | フレニ・ブレンボ エス・ピー・エー | 通気ダクトを有するブレーキディスクのブレーキバンドを製造するプロセス並びにこのプロセスによって製造されたブレーキバンド |
| JP2007507617A (ja) * | 2003-10-02 | 2007-03-29 | プラックセアー エス.ティ.テクノロジー、 インコーポレイテッド | 被注入コンポジットの製造方法 |
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