(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
消失模型の表面に塗布する鋳造用塗型であって、骨材に対して体積割合を１０〜３５％とする炭素成分を含有し、主骨材に溶融シリカを用い、１５００℃までの線熱膨張率を０．０８％以下とし、かつ乾燥後の塗型の密度を１．５g／ｃｍ３以下としたことを特徴とする消失模型鋳造用塗型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は消失模型用塗型に関し、鋳造後の鋳物の表面仕上げ処理が容易で、かつ鋳造作業の手間を省略できる鋳造用塗型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳造用塗型は、鋳物製品の表面を良好に仕上げ、また鋳造不良等を防止するため、消失模型鋳造法において模型の表面に塗布している。塗型は、刷毛を用いたり、または消失模型を塗型の溶液内へ浸漬したりして所定の厚さに塗布していた。
【０００３】
また塗型を用いる目的は、耐焼着き性の向上であるが、塗型の密度が大きい場合は発泡ポリスチレン製の模型が重量により変形あるいは破損したり、塗型が重いため、模型の運搬が困難になって生産性を阻害したりする。さらに、塗型の配合割合が合わないと残渣が増加したり、熱膨張によって掬われ結果が発生したりする。このため、鋳造品の種類、大きさ、必要とされる精度等に応じ、かつ主目的に応じて塗型に含有される成分を適宜組み合わせて用いている。
【０００４】
そして消失模型鋳造法により鋳造を行い、型枠から鋳造製品を取り出すと、製品の表面には鋳物砂とともに消失模型に塗布した塗型が付着しているため、ショットブラスト等を行ない付着した鋳物砂や塗型を鋳造製品から除去していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、鋳造製品の形状が複雑であったり、表面に狭い凹部などがある場合、ショットブラストを用いてもそのような箇所に塗型が残ることがあった。従来の塗型は、鋳造における作用によって配合成分を決定しており、鋳物製品の表面の色との合致は考えられていなかった。たとえば黒鉛は、塗型と溶湯との濡れ性を悪くして、焼着きを防止する効果を備えているが、消失模型鋳造法において、製品が小物の場合は塗型に黒鉛を用いていない場合が多く、一方大物の場合は、塗型の密度を小さくし、発泡ポリスチレン製模型の変形を防止するために黒鉛を添加させており、骨材との体積比で３５％以上の黒鉛を含有させることがあった。
【０００６】
そこで目的に応じて適宜黒鉛等の炭素成分を添加すると塗型の色と鋳造製品の色とが異なり、鋳造製品の表面に塗型が残ると、その部分の色が製品の色と異なり、美観を損ねるだけでなく、鋳造後の処理が不十分と見られたり、鋳造作業は問題なく行われていても鋳造不良があるように思われてしまっていた。また、残存した塗型を鋳造製品の表面から完全に除去しようとすると、除去作業に手間と時間がかかり、コストを増加させることとなっていた。
【０００７】
一方、図３に黒鉛の含有量と鋳造製品の残渣の関係を示す。図３に示すように黒鉛含有量を増加させるに従い残渣が増大するという問題があった。特に、黒沿含有量が体積割合で３５％を超えると、残渣が急激に増大することがわかる。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決し、鋳造作業の手間を省略し、かつ鋳造製品の外観を良好にできる鋳造用塗型を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記課題を解決するため、塗型の炭素成分の含有量を骨材に対して体積割合で１０〜３５％の範囲内とし、さらに、主骨材に溶融シリカを用い、１５００℃までの線熱膨張率０．０８%以下とし、かつ乾燥後の塗型の密度を１．５g／ｃｍ３とした。
【００１０】
これにより、鋳造において塗型として要求される要件を満たし、良好な鋳造作業が行なえるとともに、鋳造後の鋳物の表面に塗型が残っている場合でも、鋳物の外観からは判別できず、外観を損なわせることはない。また、黒鉛等の炭素成分により熱膨張が生じた場合でも、線熱膨張率を０．０８%以下としたため掬われを発生させない。
【００１１】
したがって塗型を除去作業で無理に除去する必要がなく、手間とコストを大幅に低減することができ、かつ良好な鋳造製品を得ることができる。また、主骨材は溶融シリカを用いることによってアルミナ系あるいはジルコン系塗型に比べて密度が遙かに小さくなるため、模型の変形、破損等はなく、大型の鋳造であっても作業性を向上できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の鋳造用塗型について説明する。
【００１３】
図２に鋳造の例を示す。図２は消失模型鋳造法による鋳造を示しており、まず、鋳枠１２の内部に消失模型１０を設置し、鋳物砂１４を投入して埋設する。消失模型１０は、孔部１３を有する発泡スチロール製で、表面全体には予め塗型２が所定の厚さに塗布してある。
【００１４】
塗型２は、骨材が溶融シリカであり、骨材に炭素成分としての黒鉛が、鋳造された鋳造製品の表面の色と同等の色となるように炭素の添加量が３５％以下の範囲内で適量含有してある。また、その他必要成分も塗型２には適宜添加されて構成されている。更に塗型２は、線熱膨張率が０．０８％以下となるように調整してある。
【００１５】
湯口１６から溶湯を注入して、鋳造製品を製造する。鋳造後鋳枠１２を解枠して鋳造製品を取り出した後、鋳造製品の表面全体にショットブラストを行い付着している塗型２や鋳物砂１４等を除去する。塗型２は黒鉛を適量添加して、鋳造された鋳造製品の表面の色と同等の色となるようにしてあるので、例えば孔部１３の内部など、鋳造製品の表面に塗型２が残存していても、同色であるので鋳造製品の表面に塗型２が残存しているかどうかは目視ではほとんど判別することができない。また、掬われ等の発生は見られなかった。
【００１６】
したがって、鋳造後塗型を完全に除去しなくとも不都合が生じることがなく、鋳造後の手間とコストを大幅に低減した鋳造製品を得ることができた。
【００１７】
また、鋳造製品が大型の場合、例えば製品の重量が１００００ｋｇ以上の場合には、塗型２の乾燥後の密度が１．５g／ｃｍ３以下となるようにする。このように設定すれば、塗布した塗型２の重量により消失模型が変形することがなく、良好な鋳造製品を得ることができ、生産性も向上できる。
【００１８】
実験例
次に、塗型の実験例について説明する。実験は、骨材を溶融シリカとし、炭素成分としての鱗状黒鉛の添加量を０％から６０％まで５〜１０％毎に配合成分を変え、それに８％の粘土を加えて塗型を構成した。また、更に分散、増粘のために少量の界面活性剤、スチレン系バインダー、水を添加し、かつ乾燥後の密度を１．５ｇ／ｃｍ３以下として、ボーメ６０の塗型を製作した。
【００１９】
実験では、図２に示すような形状の消失模型１０を用い、それぞれの塗型を所定の厚さに塗布し、注湯して製造した。鋳込み後、解枠して製品を取り出した後ショットブラストを行い、表面に付着している塗型等を除去した。そして、ショットブラストが十分に届かないため製品の凹部分に残った塗型と鋳物表面との比較を行なった。
【００２０】
結果を、図１に示す。炭素含有量が０％と５％では、塗型の色が白く鋳物表面では残存が目立っていた。また含有量が３５％を超えた場合は、塗型の色が黒に近くなり、鋳物表面の色より黒くなって、この場合も残存が目立つようになっていた。
【００２１】
これにより黒鉛含有量は、１０％以上３５％以下、好ましくは２０％から２５％の範囲が鋳物との色の差が少なく良好であることがわかる。
【００２２】
また、図１の右欄に残渣の状態を示す。残渣面積は、鋳造製品１０の上面１１を５ｍｍ研削し、その状態の残渣部分の面積を計測した。図１に示すように、黒鉛の量が多くなるにつれて残渣面積が増加している。これにより、黒鉛の含有量が３５％以下であることが鋳造製品の残渣の問題が発生しない範囲であることがわかる。
【００２３】
尚、塗型２に含有させる炭素成分としては、上記例のように鱗状黒鉛でなく、土状黒鉛、無煙炭、電極屑、キッシュ黒鉛であってもよい。また骨材としては溶融シリカ以外では、天然シリカ、ムライト、アルミナ、マグネシア等の白い骨材を用いても良い。尚、それぞれの成分を異ならせた場合、密度が異なるので鱗状黒鉛、その他の炭素成分との体積割合はそれに応じて変化することとなる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の鋳造用塗型によれば、鋳造後の鋳物の残渣が少なく、しかも塗型が鋳物表面の色と同様なため、塗型が表面に残存している場合でも、鋳造製品の外観不良が発生せず、鋳造後に塗型の完全な除去作業を行なう必要がなく、手間とコストが低減でき、また色が同様になることから、鋳造不良があると誤解されることがない。
【００２５】
更に、塗型の乾燥後の密度を１．５g／ｃｍ３以下としたことにより、消失模型に塗布した場合でも、塗型の重量によって模型を変形させることがなく良好な鋳造製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実験結果を示す図である。
【図２】鋳造状態を示す状態である。
【図３】黒鉛と残渣の関係を示す図である。
【符号の説明】
２  塗型
１０  消失模型
１１  上面
１２  鋳枠
１３  孔部
１４  鋳物砂
１６  湯口
【図１】
0004125854.tif 000002
【図２】
0004125854.tif 000003
【図３】
0004125854.tif 000004