JPS6117580B2 - - Google Patents
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- JPS6117580B2 JPS6117580B2 JP52025560A JP2556077A JPS6117580B2 JP S6117580 B2 JPS6117580 B2 JP S6117580B2 JP 52025560 A JP52025560 A JP 52025560A JP 2556077 A JP2556077 A JP 2556077A JP S6117580 B2 JPS6117580 B2 JP S6117580B2
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- Japan
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- model
- wax
- mold
- present
- naphthalene
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- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はインベストメント鋳造法、又はロスト
ワツクス鋳造法等の精密鋳造法に用いられるワツ
クスに代る新しい消失模型の製造方法に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing a new disappearing model to replace wax used in precision casting methods such as investment casting methods or lost wax casting methods.
ロストワツクス法で模型材料として一般に用い
られているワツクスは、凝固収縮が大きく、又ワ
ツクス成型時に変形、亀裂、ひけ等の欠陥が発生
しやすく、精密な良い模型を成型するためには、
各種ワツクスの配合とワツクスの収縮、歪みを加
味した金型を作り、射出成型を行う必要があつ
た。 Wax, which is generally used as a model material in the lost wax method, has a large solidification shrinkage and is prone to defects such as deformation, cracks, and sink marks during wax molding.
It was necessary to create a mold that takes into account the combination of various waxes and the shrinkage and distortion of the wax, and perform injection molding.
そこで本出願人は上記の欠点を解消するため
に、ワツクスと本質的に異つた模型材料として、
物性が類似するナフタリン又はパラジクロルベン
ゾールを使用し、これを溶融して型に注入して凝
固させることにより所要の消失模型を得る手段
を、特公昭51―20011号として提案したところで
あり、これによりワツクス模型に比べて寸法精度
が非常にすぐれ、強度も非常に高い上、金型を製
作する必要がないため、設計から製造までの工程
を大巾に短縮する事が出来るものとして、近時当
業界では注目される処となつた。 Therefore, in order to eliminate the above-mentioned drawbacks, the applicant has developed a model material that is essentially different from wax.
In Japanese Patent Publication No. 51-20011, we proposed a method to obtain the desired disappearing model by melting naphthalene or paradichlorobenzole, which have similar physical properties, and injecting it into a mold and solidifying it. Compared to wax models, it has extremely high dimensional accuracy and strength, and it does not require the production of molds, so it has recently become popular as a method that can greatly shorten the process from design to manufacturing. It has become a place that is attracting attention in the industry.
しかしながら、このような優れたものでも、下
記のような欠点を有するのである。即ち上記模型
材料例えばナフタリンを溶解するとき、同ナフタ
リンが蒸発および昇華し、このため刺戟臭が極め
て強く作業上大きな問題があつた。 However, even these excellent products have the following drawbacks. That is, when the above-mentioned model material, for example, naphthalene, is dissolved, the naphthalene evaporates and sublimates, resulting in an extremely strong irritating odor, which poses a major problem in operation.
本発明は従来のワツクス、或いは本出願人が先
に提案したナフタリン又はパラジクロルベンゾー
ルとは本質的に異なつた模型材料を使用する事に
よつて、従来の欠点を除去し、優れた消失模型の
製造方法を提供することを目的とする。 The present invention eliminates the drawbacks of the prior art and creates an excellent vanishing model by using a model material that is essentially different from the conventional wax or the naphthalene or paradichlorobenzole previously proposed by the applicant. The purpose is to provide a manufacturing method.
叙上の目的を達成するために講じられた本発明
の特徴とするところは、セチルアルコール、ステ
アリルアルコールの一種又は二種を75重量%以上
含有し残部がワツクスで形成された溶融物を型に
注入して凝固させることにより所要の消失模型を
得る点にある。 A feature of the present invention taken to achieve the above-mentioned object is that a molten material containing 75% by weight or more of one or both of cetyl alcohol and stearyl alcohol, with the remainder being wax, is molded. The point is to obtain the required disappearing model by injecting and solidifying.
以下本発明について詳述すると、一般に精密鋳
造用消失模型の製造に適した模型材料は、次のよ
うな条件を具備すべきである。 The present invention will be described in detail below. In general, a model material suitable for manufacturing a vanishing model for precision casting should satisfy the following conditions.
(1) 常温で軟化変形しないこと。(1) No softening or deformation at room temperature.
(2) 凝固時のひけが小さいこと。(2) Small sink marks during solidification.
(3) 熱膨脹係数が小さいこと。(3) The coefficient of thermal expansion is small.
(4) 溶融点が低く、注入性が良好であること。(4) It has a low melting point and good pourability.
(5) 加熱により変質しないこと。(5) Shall not be altered by heating.
(6) 溶解除去が容易であること。(6) Easily removed by dissolution.
(7) 表面硬度が高く強靭なこと。(7) High surface hardness and toughness.
(8) 加熱により特別な刺戟臭を発しないこと。(8) No particular pungent odor will be emitted when heated.
本発明者等は上記の諸条件を満足する模型材料
を見出すべく研究した結果、セチルアルコール
(化学式 CH3(CH2)14CH2OH C=16)、ステア
リルアルコール(オクタデシルアルコール、化学
式CH3(CH2)16 CH2OH C=18)が好ましいこ
とを知見した。 As a result of research to find model materials that satisfy the above conditions, the present inventors found that cetyl alcohol (chemical formula CH 3 (CH 2 ) 14 CH 2 OH C=16), stearyl alcohol (octadecyl alcohol, chemical formula CH 3 ( It has been found that CH 2 ) 16 CH 2 OH C=18) is preferred.
即ち、上記の本発明の模型材料は前記の(1)〜(8)
の諸条件を具備するのであるが、先に提案した模
型材料のナフタリンと同様に、一般に用いられて
いるワツクスより、注入性及び成型性が非常にす
ぐれているため、石膏型に注入して成型する事が
出来、従来コスト的にも工程的にも、ロストワツ
クス法で非常に大きな比重を占めていた金型製作
の必要が全くなくなる。又ワツクス成型の場合、
金型に忠実なワツクス模型を得るために、加圧に
よる射出成型が必要であつたが、本発明方法に用
いる材料では、この様な射出成型をしなくても、
型に忠実な模型を得ることが出来るのである。 That is, the above-mentioned model material of the present invention has the above-mentioned (1) to (8).
However, like the model material naphthalene proposed earlier, it has much better injectability and moldability than commonly used wax, so it can be injected into plaster molds and molded. This completely eliminates the need for mold manufacturing, which was a very large part of the lost wax method in terms of both cost and process. Also, in the case of wax molding,
In order to obtain a wax model faithful to the mold, injection molding using pressure was required, but with the material used in the method of the present invention, such injection molding can be performed without the need for such injection molding.
It is possible to obtain a model that is faithful to the mold.
特に本発明の模型材料をナフタリンと比較した
場合、ナフタリンの最大欠点である刺戟臭が全く
有しないばかりか、ナフタリンに比し融点が低い
ので、低温で耐火物シエルを被覆した模型から、
模型材料を溶融流出させることができ、加えて表
面粗度再現性がナフタリンに比し極めて良好であ
る等の長所を有しているのである。 Particularly when comparing the model material of the present invention with naphthalene, it is found that not only does it have no irritating odor, which is the biggest drawback of naphthalene, but it also has a lower melting point than naphthalene, so it can be used for models coated with refractory shells at low temperatures.
It has the advantage that the model material can be melted and flowed out, and in addition, the surface roughness reproducibility is extremely good compared to naphthalene.
最近の傾向として、精密鋳造品の大きさが次第
に大型化する傾向がある。製品が大型化すればす
る程、模型も大きくなり、それに比例して模型材
料の強度の高いものが要求される。一般にワツク
スの抗折力は10〜50Kg/cm2であるのに対し、本発
明に係るセチルアルコールは4Kg/cm2、ステアリ
ルアルコールは12Kg/cm2であるが、かかる値でも
十分に保形性を有するので、前記アルコールは小
型乃至中型で極端な薄肉部のない普通の精密鋳造
品の模型材料として十分適用可能なものである。 As a recent trend, there is a tendency for precision casting products to gradually increase in size. The larger the product, the larger the model, and proportionately stronger model materials are required. In general, the transverse rupture strength of wax is 10 to 50 Kg/cm 2 , whereas the cetyl alcohol according to the present invention has a transverse rupture strength of 4 Kg/cm 2 and the stearyl alcohol has a transverse rupture strength of 12 Kg/cm 2 , but even with these values, shape retention is sufficient. Therefore, the alcohol is fully applicable as a model material for ordinary precision castings that are small to medium-sized and do not have extremely thin parts.
尚、前二者のアルコールは、化学構造及び炭素
数が近似しており、また物性も類似性を有してい
るので、模型材料として、各々単独であるいは複
合して使用することができる。 The former two alcohols have similar chemical structures and carbon numbers, and also have similar physical properties, so they can be used alone or in combination as model materials.
もつとも、工業的にセチルアルコールやステア
リルアルコール又はこれらの混合物を模型材料と
して使用するに当つては、成型性を害しない範囲
でワツクスを添加する方が、強度上およびコスト
上有利である。前記アルコール等にワツクスを添
加したものは、溶融状態で完全に溶け合い、物質
的に一相の溶融物を形成し、またこの溶融物の凝
固したものも完全な固溶体を形成する。 However, when cetyl alcohol, stearyl alcohol, or a mixture thereof is used industrially as a model material, it is advantageous in terms of strength and cost to add wax to the extent that it does not impair moldability. When wax is added to the alcohol, etc., they completely dissolve in the molten state to form a materially one-phase melt, and the solidified product of this melt also forms a complete solid solution.
本発明者はワツクスの添加限度を調べるため、
ワツクス(商品名PX―2使用、米国YATES
MANUFACTURING CO.製)の含有量(重量
%)を種々変えた、セチルアルコールとワツクス
との溶融物を溶製して、石膏型に注入し長さ100
mm、幅25.4mm、高さ10mmの直方体試料を作成し、
表面収縮形状、収縮率、抗折強度について調べ
た。 In order to investigate the addition limit of wax, the present inventor
Wax (product name: PX-2 used, YATES, USA)
A melt of cetyl alcohol and wax with various contents (wt%) (manufactured by MANUFACTURING CO.) was melted and injected into a plaster mold to a length of 100 mm.
Create a rectangular parallelepiped sample with a width of 25.4 mm and a height of 10 mm.
The surface shrinkage shape, shrinkage rate, and bending strength were investigated.
その結果を第1図に示す。第1図において、上
段は表面収縮形状、中段は収縮率、下段は抗折強
度を示す。表面収縮形状は、前記試料の長さ方向
における最大収縮凹部の位置と深さ(単位mm)を
示す。収縮率は、型の造形空間の体積をV、試料
体積をV′としたとき(V―V′)×100/V%で表
わされる値である。 The results are shown in FIG. In FIG. 1, the upper row shows the surface shrinkage shape, the middle row shows the shrinkage rate, and the lower row shows the bending strength. The surface shrinkage shape indicates the position and depth (unit: mm) of the maximum shrinkage recess in the longitudinal direction of the sample. The shrinkage rate is a value expressed as (V-V') x 100/V%, where V is the volume of the molding space of the mold and V' is the sample volume.
第1図より、ワツクスの含有量が増加するに伴
つて、抗折力も向上しているが、一方収縮率も増
大する傾向にあることが判る。すなわちワツクス
含有量が約30%のとき収縮率は0.5%であり、ワ
ツクス含有量の低下すなわちセチルアルコールの
含有量の増加に伴つて収縮率が低下している。収
縮率が0.5%を越えると成型性の低下により模型
の寸法精度が悪化するので、良好な成型性を確保
するには、安全にみてセチルアルコールの含有量
を75%以上にするのがよい。 From FIG. 1, it can be seen that as the wax content increases, the transverse rupture strength also improves, but the shrinkage rate also tends to increase. That is, when the wax content is about 30%, the shrinkage rate is 0.5%, and the shrinkage rate decreases as the wax content decreases, that is, as the cetyl alcohol content increases. If the shrinkage rate exceeds 0.5%, the dimensional accuracy of the model will deteriorate due to the drop in moldability, so to ensure good moldability, it is recommended to keep the cetyl alcohol content at least 75% from a safety standpoint.
また、同図より前記アルコールの含有範囲で最
大収縮深さは0.25mmであり、この値は通常精密模
型に要求される寸法許容差の範囲内となつてい
る。 Furthermore, from the figure, the maximum shrinkage depth is 0.25 mm within the alcohol content range, and this value is within the dimensional tolerance normally required for precision models.
また、本発明者は、本発明に係る模型材料の型
表面粗さの再現性について調べた。すなわち、
種々の表面粗さで製作した金型に、セチルアルコ
ールに7%のワツクス(前記PX―2使用)を加
えた溶融物を注入し、形成された模型表面を面粗
さ計で測定し、金型の面粗さの再現性を調べた。 The inventor also investigated the reproducibility of the mold surface roughness of the model material according to the present invention. That is,
A molten mixture of cetyl alcohol and 7% wax (used in PX-2 above) was injected into molds made with various surface roughnesses, and the surface of the formed model was measured with a surface roughness meter. The reproducibility of the surface roughness of the mold was investigated.
その結果を第2図に示す。同図において、金型
粗さは、JIS B 0601の表示によつた。また、模
型粗さの凹凸は、直観的に把握できるように実際
の凹凸を1000倍に拡大して図示し、その旨を図の
左肩に「(X1000)」と表示した。 The results are shown in FIG. In the figure, the mold roughness was determined according to JIS B 0601. In addition, in order to intuitively understand the unevenness of the model roughness, the actual unevenness is enlarged 1000 times and this fact is indicated by "(X1000)" on the left shoulder of the figure.
第2図より、本発明に係る模型材料によつて形
成された模型の面粗さは、金型面粗さに呼応して
忠実に再現されていることが判る。もつとも金型
面粗さがRmax 1S未満では、再現性が劣化して
いる。しかし、ナフタリンの再現性が15μ程度で
あることを考えると、本発明に係る模型材料の再
現性がいかに優れているかが理解される。 From FIG. 2, it can be seen that the surface roughness of the model formed using the model material according to the present invention is faithfully reproduced in accordance with the mold surface roughness. However, if the mold surface roughness is less than Rmax 1S, the reproducibility deteriorates. However, considering that the reproducibility of naphthalene is about 15μ, it is understood how excellent the reproducibility of the model material according to the present invention is.
次に本発明模型材料に耐火物スラリーの被覆を
施す方法は、一般にロストワツクス法に用いられ
ている方法と同様で、耐火物スラリーを模型に被
覆して、乾燥する操作を数回繰返して、約3〜10
mmの厚さのシエルを作る。模型の消失は耐火物シ
エルを被覆した模型を、そのまま熱湯中に浸漬す
るか、又は高温度の雰囲気中にて急激に加熱する
事により簡単に消失させる事が出来る。又本発明
方法に用いるアルコールは加熱による劣化現象は
全くなく、溶融流出した模型材料はすべて再使用
が可能であり、特にナフタリンのように刺戟臭は
全くなく、又昇華性がないので材料ロスがなく、
ナフタリンに比し高価であるが、この点で充分コ
スト的に実用性がある。 Next, the method of coating the model material of the present invention with the refractory slurry is similar to the method generally used in the lost wax method, in which the refractory slurry is coated on the model and the drying process is repeated several times. 3~10
Make a shell with a thickness of mm. The model can be easily disappeared by immersing the model coated with a refractory shell in hot water or by rapidly heating it in a high-temperature atmosphere. In addition, the alcohol used in the method of the present invention does not deteriorate at all due to heating, and all the model materials that melt and flow out can be reused. In particular, unlike naphthalene, there is no irritating odor, and there is no sublimation, so there is no material loss. Without,
Although it is more expensive than naphthalene, it is sufficiently practical in terms of cost.
下記に本発明の実施例について述べる。 Examples of the present invention will be described below.
<実施例 1>
セチルアルコールと、セチルアルコールに対す
る重量比7%のワツクス(PX―2)を混入して
容器に入れ、50〜150℃好ましくは70℃で加熱溶
融し、これを長さ約300mmのタービン翼の石膏型
に注入した。注入に際しては加圧は全く行わなか
つた。模型の完全な凝固後、型抜した結果、模型
の収縮は極めて少なく、反りは全く認められなか
つた。これに耐火物スラリーを5〜10層(厚さ5
〜10mm)被覆乾燥を繰返した後、150〜200℃の熱
風にあてて約5分で模型の外周が溶解流出して、
残存模型をシエルから抜き出す事ができた。この
シエルを焼成後、直ちに18―8ステンレス溶湯を
鋳造した結果、寸法精度が正確で表面欠陥のない
良好な鋳物を得た。<Example 1> Cetyl alcohol and wax (PX-2) with a weight ratio of 7% to cetyl alcohol are mixed, placed in a container, heated and melted at 50 to 150°C, preferably 70°C, and then heated to a length of about 300 mm. was injected into a plaster mold of a turbine blade. No pressure was applied during injection. After the model had completely solidified, it was removed from the mold, and the shrinkage of the model was extremely small and no warpage was observed. Add 5 to 10 layers of refractory slurry (thickness 5
~10mm) After repeated coating drying, the outer periphery of the model melts and flows out in about 5 minutes by exposing it to hot air at 150-200℃.
I was able to extract the remaining model from Ciel. Immediately after firing this shell, molten 18-8 stainless steel was cast, resulting in a good casting with accurate dimensional accuracy and no surface defects.
<実施例 2>
実施例1のセチルアルコールの代りに、ステア
リルアルコールを使用し、ワツクス(PX―2)
を5%混合したものを用い、以下全く実施例1と
同様な方法で鋳造をした結果、全く同様な結果を
得た。<Example 2> Stearyl alcohol was used instead of cetyl alcohol in Example 1, and wax (PX-2)
Casting was carried out in the same manner as in Example 1 using a mixture of 5% of the above, and the same results were obtained.
以上のように、本発明方法は、模型材料として
セチルアルコール、ステアリルアルコールの一種
又は二種を75重量%以上含有し残部がワツクスで
形成された成型性に優れた溶融物を用いるから、
刺戟臭を発生することなく、寸法精度および型の
面粗さの再現性に優れた消失模型を容易に得るこ
とができる。又、前記模型材料は成型性がよいこ
とから、模型材料の収縮、歪み等を加味した金型
を製作する必要がなく精密鋳造コストの大巾低減
をはかる事ができ、蒸気タービン翼、ガスタービ
ン翼の製造、シエル用金型、プレス用金型等の金
型の製造その他一般精密鋳造品の製造に当つて用
いる、消失模型の製造方法としてきわめて優れた
ものである。 As described above, the method of the present invention uses a melt with excellent moldability that contains 75% by weight or more of one or both of cetyl alcohol and stearyl alcohol, and the remainder is wax.
A vanishing model with excellent dimensional accuracy and reproducibility of mold surface roughness can be easily obtained without producing an irritating odor. In addition, since the above-mentioned model material has good moldability, there is no need to manufacture a mold that takes into account shrinkage, distortion, etc. of the model material, and precision casting costs can be significantly reduced. This is an extremely excellent method for manufacturing vanishing models used in manufacturing blades, molds such as shell molds, press molds, and other general precision casting products.
第1図はセチルアルコールにワツクスを添加し
た場合の抗折強度、収縮率、表面形状を示したグ
ラフ図、第2図は同様材料による粗さ忠実度の測
定結果を示したグラフ図である。
FIG. 1 is a graph showing the bending strength, shrinkage rate, and surface shape when wax is added to cetyl alcohol, and FIG. 2 is a graph showing the measurement results of roughness fidelity using the same material.
Claims (1)
一種又は二種を75重量%以上含有し残部がワツク
スで形成された溶融物を型に注入して凝固させる
ことにより所要の消失模型を得ることを特徴とす
る消失模型の製造方法。1. A vanishing model characterized in that a desired vanishing model is obtained by pouring a melt containing 75% by weight or more of one or both of cetyl alcohol and stearyl alcohol, the remainder being wax, into a mold and solidifying it. manufacturing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2556077A JPS53109817A (en) | 1977-03-08 | 1977-03-08 | Preparation of vanishing model |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2556077A JPS53109817A (en) | 1977-03-08 | 1977-03-08 | Preparation of vanishing model |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP966580A Division JPS55117541A (en) | 1980-01-28 | 1980-01-28 | Manufacture of vanishing model |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53109817A JPS53109817A (en) | 1978-09-26 |
| JPS6117580B2 true JPS6117580B2 (en) | 1986-05-08 |
Family
ID=12169311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2556077A Granted JPS53109817A (en) | 1977-03-08 | 1977-03-08 | Preparation of vanishing model |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS53109817A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1403112A (en) * | 1972-05-05 | 1975-08-13 | Trw Inc | Pattern compositions for investment casting |
-
1977
- 1977-03-08 JP JP2556077A patent/JPS53109817A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53109817A (en) | 1978-09-26 |
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