JPS63264242A - インベストメント鋳造用鋳型の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明はインベストメント鋳造用鋳型の製造法に係り、
特にインベストメント鋳造用鋳型を製造するに際しての
、ワックス模型を構成するワックスの有効な脱ろう方法
に関するものである。

（従来技術とその問題点） 従来から、インベストメント鋳造法は、また、ロストワ
ックス鋳造法の名の下に、精密鋳造法の一つとして知ら
れ、各種の精密鋳造法の中でも最も複雑な鋳造品を最も
高い精度で作り得る方法でめることが認められている。

そして、このインベストメント鋳造法にあっては、（ａ
）鋳型が一体型で、形状的な制限がなく、複雑なものや
中空部分を持つもの等を高い寸法精度で作ることが出来
る、（ｂ）鋳型が耐火性に富み、殆ど全ての材質が鋳造
出来、鋳肌も良い、（ｃ）機械加工費を節減した量産品
の大量生産も出来る等の特徴を有しているところから、
特に形状が複雑であったり、材質が硬かったりして、機
械加工に多大の工数を必要としたり、機械加工が不可能
な製品等を作る時、或いは一つの複雑な部品を作るため
に数個の小部品を組み立てたり、溶接したりして製作し
た製品を一体の鋳造品として作る時、等に有利に採用さ
れることとなる。

そして、このインベストメント鋳造法に用いられる鋳型
を造型するに際しては、よく知られているように、先ず
、湯道の周りに多数の製品鋳造部（製品キャビティ）が
配される形態を与えるツリー状のワックス模型が製造さ
れ、次いで、このワックス模型の周りに所定の耐火物層
がスラリーやスタッコ材等を用いてコーティングにて形
成された後、かかるワックス模型を加熱によって溶かし
出しく脱ろう）、更にその後焼成することにより、前記
耐火物層にて所定の鋳造キャビティが形成された、即ち
前記ワックス模型の除去によって、それに対応する形状
の鋳造キャビティが耐火物層内に形成された鋳型が得ら
れることとなるのである。

ところで、このような造型手法における脱ろう操作、即
ちワックス模型の周りに耐火物層を形成した状態の鋳型
からワックス模型を溶出せしめる操作は、例えば特公昭
６０−５９００７号公報等に明らかにされているように
、かかるワックス模型のツリー形状の基部の湯口相当部
分が下になるように配置せしめた縦置き形態に保持した
状態下において加熱することにより、実施されているが
、かかるワックス模型は、中心部に位置する幹状の湯道
形成部の周りに多数の製品キャビティ形成部が設けられ
たツリー形状を呈するものであるところから、一般に、
そのような製品キャビティ形成部の形状によって加熱、
溶融せしめられたワックスが、形成される鋳型の鋳造キ
ャビティ内から完全に流れ出され得ず、この脱ろう工程
の後においても、ワックス模型の幾らかの部分が鋳型の
鋳造キャビティ内に残存していることが認められている
。

このため、従来にあっては、そのような残存ワックスは
、鋳型を形成する耐火物層の焼成工程において、その焼
成と同時に焼失せしめられるようになっているが、かか
る残存ワックス量が多くなればなる程、かかる鋳型の焼
成時間は長くなるのであり、それ故目的とする鋳型の造
型の生産性を向上せしめる上においては、残存ワックス
量を可及的に少なくして、その焼成時間を短縮化するこ
とが望まれているのである。

また、ワックス模型を形成するワックスには、一般に各
種の夾雑物が存在するところから、上記の焼成操作によ
ってワックスが焼失せしめられても、鋳造キャビティ内
にはワックス残渣が残るようになるのであり、しかも、
そのようなワックス残渣は、低品位ワックスを使用すれ
ば、更に多くなるのであって、そしてそのようなワック
ス残渣が鋳造キャビティの内面に付着した状態下におい
て、鋳造が行なわれると、得られる製品形状が悪化して
欠陥となり、品質が低下する問題が惹起される。

従って、このワックス残渣の点からしても、ワックスの
脱ろう工程において、その除去量が多ければ多い程、換
言すれば鋳型内への残存ワックス量が少なければ少ない
程、望ましいこととなる。

（解決手段） ここにおいて、本発明は、上記した従来の問題を解決す
るために為されたものであって、その要旨とするところ
は、ツリー形状のワックス模型の周りに耐火物層を形成
せしめた後、かかるワックス模型を溶かし出し、更にそ
の後焼成することにより、前記耐火物層にて所定の鋳造
キャビティが形成されたインベストメント鋳造用鋳型を
製造するに際して、前記耐火物層が形成されたワックス
模型のツリー形状の基部の湯口相当部分を下にして、該
ツリー形状の軸が水平面に対して所定角度傾斜した状態
において、該ツリー形状の軸回りに回転せしめつつ、加
熱することにより、前記ワックス模型の溶出操作を実施
するようにしたことにある。

このヨウに、本発明にあっては、インベストメント鋳造
用鋳型の製造工程の一つである脱ろう工程において、ワ
ックス模型の周りに耐火物層を形成せしめてなる鋳型を
、従来の如く縦置きにして脱ろう操作を実施するもので
はなく、それを所定角度傾けた状態下において、その軸
周りに回転せしめつつ、加熱することにより、脱ろう操
作を施すようにしたものであって、これにより、形成さ
れる鋳造キャビティ内に残存するワックスが、鋳型の回
転につれて、湯道を通って下方の湯口側に漸次導かれる
ようになり、以てワックスの除去量を効果的に増大せし
め得たのである。

（具体的構成・実施例） 以下、本発明の一具体例を示す図面を参照し１つ、本発
明の構成について、更に詳細に説明することとする。

先ず、本発明において用いられるツリー状のワックス模
型は、従来と同様にして、配合ワックス等を用いて成形
、更に必要に応じて組み立てて、得られたものであって
、例えば第１図に示される如く、中心部に位置する幹状
の湯道形成部２と、この湯道形成部２の周りに配された
、目的とする鋳造製品に対応する形状を有する複数の製
品キャビティ形成部４とから、一体的に構成されて、所
謂ツリー形状のワックス模型６とされているのである。

なお、かかるワックス模型６において、そのツリー形状
の基部が湯口形成部８に相当することとなる。

そして、このツリー形状のワックス模型６の周囲には、
常法に従って、耐火物１’ｉｌＯが形成され、更にその
耐火物層１０のバックアップのために円筒状の枠体１２
が設けられている。なお、かがる耐火物層１０をツリー
状のワックス模型６の周りに形成するには、例えばテト
ラエチルオルソシリケート、エチルシリケート４０．コ
ロイダルシリカ、珪酸塩等の耐火性バインダに、アルミ
ナ、ジルコン１、ジルコニア等の適当な耐火物微粉末を
混合して得られるスラリーへの浸漬と、アルミナ、ジル
コン、ジルコニアの如き耐火物粉末からなるスタッコ材
の振りかけとを組み合わせて、所定厚さの被覆層を形成
し、更にその上に、必要に応じて耐火物粉末を充填する
等によって、バックアツプ層を形成して、鋳型１４とさ
れるのである。

次いで、このワックス模型６を内蔵する鋳型１４には、
オートクレーブ等の適当な加熱容器乃至は加熱炉内にお
いて加熱されることからなる脱ろう操作が施されること
となるが、本発明にあっては、そのような脱ろう操作に
おいて、鋳型１４を傾斜させて、換言すれば耐火物ＩＪ
ＩＯが形成されたワックス模型６のツリー形状の基部の
湯口形成部８を下にして、かかるツリー形状の軸（２）
が水平面に対して所定角度（α）傾斜した状態において
、該ツリー形状の軸（２）回りに鋳型１４を回転せしめ
つつ、加熱することにより、かかるワックス模型６を溶
融せしめて、溶かし出すようにしたのである。

この本発明に従う脱ろう操作の一例が、第２図に示され
ているが、そこにおいて、鋳型１４は、オートクレーブ
等の適当な加熱炉１６内において、そのワックス模型６
の湯道形成部２が水平面に対して所定角度：αだけ傾斜
せしめられると共に、かかるワックス模型６の湯口形成
部８が下になるように、駆動ローラ１８上に配置せしめ
られている。そして、この駆動ローラ１８の回転駆動に
よって、かかる鋳型１４がツリー形状の中心部（２）の
回りに回転せしめられる一方、加熱炉１６による所定温
度への加熱によって、鋳型１４内に埋設されているワッ
クス模型６が溶融゛′されて、ワックス模型６の湯口形
成部８から外部に流出せしめられ、以て鋳型１４内には
、ワックス模型６に対応した鋳造キャビティ２０が形成
されることとなるのである。即ち、この鋳造キャビティ
２０は、中心部に湯道２２を有し、更にこの湯道２２に
連通ずる多数の製品キャビティ２４を湯道２２の周りに
有し、そして湯道２２の下方端（図において）が湯口２
６とされたツリー形状として、形成されるのである。

このように、本発明に従う脱ろう操作にあっては、鋳型
１４が傾斜された状態において、回転せしめられるもの
であるところから、従来の如き縦置き形式における脱ろ
う操作ではワックスが除去出来なかった製品キャビティ
２４の底部（下部）部分に溜るワックスは、鋳型１４が
回転せしめられることによって２．第２図に示される如
く、鋳造キャビティ２４が湯道２２より上方に位置する
ようになると、矢印の如く、湯道２２内に流下させられ
、そして湯道２２内を螺旋状に流れて、湯口２６から外
部に排出されるようになるのであって、それにより鋳型
１４の各製品キャビティ２４内に残留するワックスの量
を著しく低下せしめることが出来、以てその後の焼成操
作によって、かかる残留ワックスが焼失させられても、
製品キャビティ２４の内面に付着するワックス残渣を効
果的に低減せしめることが出来るのである。

なお、かかる脱ろう操作において、鋳型１４内のワック
ス模型を溶かし出すための加熱温度としては、かかるワ
ックス模型を溶融して流し出すに適当な温度が適宜に決
定されるものであり、例えば９０℃〜１８０℃程度の温
度が採用されるものであり、また鋳型１４の傾斜角度：
αや回転速度としても、ワックス模型６のツリー形状、
特に製品キャビティ形成部４の形状、換言すれば形成さ
れる鋳造キャビティ２０の形状やワックスの種類等によ
って、ワックスを流し出すに最も有効な角度や回転速度
が適宜に決定されるものであって、例えばα＝２０°程
度の角度において、１回転／分程度の回転速度にて、鋳
型１４の傾斜回転が行なわれることとなる。

そして、このような脱ろう操作の施された鋳型１４には
、その後、従来と同様にして、焼成操作が施されるので
あり、そしてこの焼成操作によって、鋳造キャビティ２
０内に未だ残存、付着するワックスは焼失せしめられる
こととなるのであるが、上述したように、本発明に従っ
て脱ろう操作が施されることにより、鋳造キャビティ２
０内に残存せるワックス量は効果的に低減せしめられて
いるところから、この焼成操作によるワックスの除去時
間が短くて済むこととなり、これにより、焼成時間の有
効な短縮化が図られ得たのであり、また焼失させられる
ワックス量が少ないことにより、鋳造キャビティ２０、
特に製品キャビティ２４内の内面に付着するワックス残
渣も少なく為し得るところから、後の鋳造操作において
鋳造される鋳造製品の形状を悪化させて、欠陥を発生さ
せる等の問題が効果的に抑制され、以て得られる鋳造製
品の品質を有利に向上せしめ得たのである。

また、かくして得られた焼成後の鋳型には、よく知られ
ている通常の鋳造手法に従って、所定の金属溶湯を用い
た鋳造操作が実施され、以て目的とする鋳造品、特に精
密鋳造品が高品質におＣ１で鋳造されることとなるので
ある。

以上、本発明の一興体例に基づいて本発明の構成を詳細
に説明してきたが、本発明が、上述した具体的構成のみ
に限定して解釈されるものでは決してなく、その他、本
発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に
基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた形態にお
いて実施されるものであることが、理解されるべきであ
る。

・　例えば、上記の具体例においては、脱ろう操作の施
される鋳型１４として、バックアツプ層の形成された円
柱型乃至は円筒型構造のものが用いられ、これによって
脱ろう操作時の回転が容易に行なわれ得るようになって
いるが、勿論、そのようなバックアツプ層を設けない鋳
型構造のものであっても、回転が可能であれば、本発明
を適用することは可能である。

また、脱ろう工程における鋳型１４の回転構造にあって
も、例示のものの他に、公知の各種の回転機構が採用可
能であることは、言うまでもないところである。

さらに、ワックス模型の形成に際しても、公知の各種の
方式が採用され、例示の如き模型の全体がワックスにて
形成される他、湯口棒の周りにワックスにて構成される
製品キャビティ形成部をろう付けする方式等によって形
成することも可能である。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明は、鋳型を縦置
きにして脱ろう操作を実施する従来の手法とは異なり、
鋳型を傾斜せしめた状態で回転させつつ、加熱すること
により、脱ろう操作を行なうことによって、より多くの
ワックスを効果的に除去せしめ得たものであって、これ
により、ワックス残渣が鋳造キャビティ、特に製品キャ
ビティの内面に付着して、製品形状に欠陥をもたらすこ
とが効果的に抑制され、以て低品位ワックスの使用を可
能ならしめ、また焼成時間の短縮化を達成して、生産性
の向上を有利に図り得たものであって、そこに、本発明
の大きな工業的意義が存するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、脱ろう前の鋳型を示す断面説明図であり、第
２図は脱ろう操作の状態を説明するだめの断面説明図で
ある。 ２：湯道形成部 ４：製品キャビティ形成部 ６：ワソクス模型　　　８：湯口形成部１０：耐火物層
　　　１２：枠体 １４：鋳型　　　　　１６：加熱炉 １８：駆動ローラ　　２０：鋳造キャビティ２２：湯道
　　　　　２４：製品キャビティ２６：湯口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ツリー形状のワックス模型の周りに耐火物層を形成せし
   めた後、かかるワックス模型を溶かし出し、更にその後
   焼成することにより、前記耐火物層にて所定の鋳造キャ
   ビティが形成されたインベストメント鋳造用鋳型を製造
   するに際して、前記耐火物層が形成されたワックス模型
   のツリー形状の基部の湯口相当部分を下にして、該ツリ
   ー形状の軸が水平面に対して所定角度傾斜した状態にお
   いて、該ツリー形状の軸回りに回転せしめつつ、加熱す
   ることにより、前記ワックス模型の溶出操作を実施する
   ことを特徴とするインベストメント鋳造用鋳型の製造法
   。