JP2009125771A - Casting method using shell mold process - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シェルモールド法による鋳造方法に関する。 The present invention relates to a casting method using a shell mold method.
従来、精密な鋳造品を鋳造するときは、シェルモールドダンプ造形方法が使われていた。このシェルモールドダンプ造形方法で小型の鋳造品を鋳造するときは、シェルモールド鋳型を接着するだけで注湯された溶湯の溶湯圧、ガス圧や熱などにシェルモールド鋳型が耐えられる。しかしながら、大型の鋳造品になるほど鋳造時に溶湯圧、ガス圧や熱などにシェルモールドダンプ造形方法で造形されたシェルモールド鋳型が、接着部の剥れやシェルモールド鋳型がパンクしたり、割れたり、裂けたり、変形したり或は抜けがあったりした場合などにシェルモールド鋳型からの溶湯漏れにより鋳造不良品が生じやすかった。 Conventionally, when casting a precision casting, a shell mold dump molding method has been used. When casting a small casting by this shell mold dump molding method, the shell mold mold can withstand the molten metal pressure, gas pressure, heat, etc. of the molten metal simply by bonding the shell mold mold. However, as the casting becomes larger, the shell mold mold molded by the shell mold dump molding method due to the molten metal pressure, gas pressure, heat, etc. at the time of casting, peeling of the adhesive part and the shell mold mold puncture, crack, In the case of tearing, deformation, or detachment, a casting defect was likely to occur due to molten metal leakage from the shell mold.
このような鋳造不良品の発生を防ぐために、シェルダンプバックアップ鋳造法が使われる。このシェルダンプバックアップ鋳造法は、以下のようにして鋳造品を鋳造していた。先ず、シェルモールドダンプ造形方法によりシェルモールド鋳型を造形し、このシェルモールド鋳型を使って一端に湯口を設け、内部に鋳造品形状の空間を形成した状態で接着したシェルダンプ鋳型を容器内に収納する。ついで、この容器の内壁とシェルモールド鋳型間の空間に砂や鋼球などを充填したのち、容器ごと振動させることにより砂や鋼球などを鋳型の外側の入り組んだ細部まで充填して保持・補強する。こうして容器内に充填した砂や鋼球などにより保持・補強されたシェルダンプ鋳型の湯口から溶湯を注湯することで、シェルモールド鋳型からの溶湯漏れを防止し、あるいは、シェルモールド鋳型が接着部の剥れやシェルモールド鋳型がパンクしたり、割れたり、裂けたり、変形したり或は抜けがあったりした場合などにシェルダンプ鋳型からの溶湯漏れを防止していた。鋳造品を取出すときは、容器内に充填された砂や鋼球などの中から鋳造品を引き抜いたり、砂や鋼球などが収納された容器を反転させたりして鋳造品を取出していた。このシェルダンプバックアップ鋳造法によるときは、この容器とシェルダンプ鋳型間の空間に多量の砂や鋼球などを充填するための作業が、作業者にとって過酷な重労働を強いることになるため特別な場合を除き使われなかった。しかも、容器内への砂や鋼球などの充填作業や鋳造後の砂や鋼球などの中から鋳造品を取出す作業は、作業環境へ粉塵を飛散させるため、作業環境を劣化させていた。 In order to prevent the occurrence of such casting defects, a shell dump backup casting method is used. In this shell dump backup casting method, a casting was cast as follows. First, a shell mold mold is formed by the shell mold dump molding method, and the shell dump mold is provided in one end using the shell mold mold, and the shell dump mold bonded in a state where a cast-shaped space is formed inside is stored in the container. To do. Next, after filling the space between the inner wall of the container and the shell mold mold with sand, steel balls, etc., the entire container is vibrated to fill the intricate details outside the mold to hold and reinforce. To do. By pouring the molten metal from the spout of the shell dump mold held and reinforced by sand or steel balls filled in the container in this way, the molten metal leakage from the shell mold mold is prevented, or the shell mold mold is bonded When the shell mold is peeled off, the shell mold mold is punctured, cracked, torn, deformed, or missing, the molten metal leakage from the shell dump mold is prevented. When taking out a cast product, the cast product was taken out by pulling out the cast product from sand or steel balls filled in the container, or inverting the container containing sand or steel balls. When this shell dump backup casting method is used, the work for filling a large amount of sand, steel balls, etc. in the space between this container and the shell dump mold is a special case because it imposes severe labor on the workers. Not used except. Moreover, the work of filling the container with sand and steel balls and the operation of taking out the cast product from the sand and steel balls after casting have scattered the dust to the work environment, thus deteriorating the work environment.
しかしながら、このシェルダンプバックアップ鋳造法以外に鋳造時にシェルモールド鋳型を生砂型で補強・保持する特許文献は見つからなかった。 However, other than this shell dump backup casting method, no patent document has been found that reinforces and holds a shell mold mold with a green sand mold during casting.
また、一般に使われるシェルモールド法による鋳造方法として利用されるスタック製法では、載置板上に多段のシェルモールド鋳型を重ね、その多段のシェルモールド鋳型の上に固定板を載せ、下の載置板と上の固定板をボルトで締付けて多段のシェルモールド鋳型を固定した状態で鋳造していた。このようにシェルモールド鋳型を使った鋳造方法は、シェルモールドが空気中に露出した状態で鋳造されるためシェルモールド鋳型に含まれる樹脂が高温の溶湯で燃え、その臭気がシェルモールド鋳型から拡散し、作業環境を異臭で充満させていた。 In addition, in the stack manufacturing method used as a casting method by a generally used shell mold method, a multi-stage shell mold mold is stacked on a mounting plate, a fixed plate is mounted on the multi-stage shell mold mold, and the lower mounting is performed. The plate and the upper fixing plate were tightened with bolts to cast a multistage shell mold mold. In this way, the casting method using the shell mold mold is cast with the shell mold exposed to the air, so the resin contained in the shell mold mold burns with the high-temperature molten metal, and the odor diffuses from the shell mold mold. The work environment was filled with a strange odor.
本発明のシェルモールド法による鋳造方法は、上記課題を解決するためになされたものであり、第一に、シェルモールド鋳型の樹脂が高温な溶湯の熱によって燃え、シェルモールド鋳型から発生する異臭による作業環境の劣悪化の軽減を目的としている。第二に、容器内への砂や鋼球などの充填作業或は鋳造後に砂や鋼球などの中から鋳造品を取出す作業は、作業者に過酷な重労働を強いるものであり、この重労働の軽減を目指している。そして第三に、容器内への砂や鋼球などの充填作業或は鋳造後に砂や鋼球などの中から鋳造品を取出す作業時の作業環境へ大量の粉塵の飛散による作業環境の劣化を軽減することを目的としている。 The casting method by the shell mold method of the present invention is made in order to solve the above-mentioned problems. First, the resin of the shell mold mold is burned by the heat of the high-temperature molten metal, and due to a strange odor generated from the shell mold mold. The purpose is to reduce the deterioration of the working environment. Secondly, filling the container with sand and steel balls or removing the cast product from the sand and steel balls after casting imposes severe heavy labor on the workers. Aims to reduce. Thirdly, the work environment is deteriorated due to the scattering of a large amount of dust to the work environment when filling the container with sand or steel balls or taking out the cast product from the sand or steel balls after casting. The purpose is to reduce.
上記の目的を達成するために本発明の請求項1に記載の一側が、鋳造品の外形の一部と同形状に形成されたシェルモールド鋳型と、該シェルモールド鋳型の他側をはめ込み或ははめ込まれる形状に一側が形成された生砂型と、を有し、前記シェルモールド鋳型により鋳造品の外側形状の空間を内部に形成し、かつ、一端に湯口を形成させた状態に組合せ、該組合せたシェルモールド鋳型の外側に前記、生砂型をはめ込み固定し、組合せたシェルモールド鋳型を生砂型内に埋め、組合せたシェルモールド鋳型の湯口へ溶湯を注湯することを特徴とする。
To achieve the above object, one side according to
上記構成の本発明のシェルモールド法による鋳造方法は、シェルモールド鋳型がシェルモールド鋳型を保持・補強するバックアップ用生砂型内に埋められているため、シェルモールド内の樹脂が高温な溶湯の熱によって燃えて発生する異臭が、生砂型の外に漏れ難く、作業環境の異臭が大幅に軽減された。 In the casting method by the shell mold method of the present invention having the above-described structure, since the shell mold mold is buried in the back-up raw sand mold for holding and reinforcing the shell mold mold, the resin in the shell mold is heated by the heat of the molten metal. The odor generated by burning is difficult to leak out of the green sand mold, and the odor in the work environment has been greatly reduced.
また、生砂型でシェルモールド鋳型の外周から覆うことによりシェルモールド鋳型を補強したので、シェルモールド鋳型内の空間に注湯した溶湯の漏れを防止できた。 Moreover, since the shell mold mold was reinforced by covering from the outer periphery of the shell mold mold with a fresh sand mold, leakage of the molten metal poured into the space in the shell mold mold could be prevented.
さらに、従来のシェルダンプバックアップ鋳造法では、容器の内壁とシェルモールド鋳型間の空間に、砂や鋼球などを充填して固定する代わりに、組合せたシェルモールド鋳型の外側に生砂型をはめ込み固定することによりシェルモールド鋳型を生砂型内に埋めるものである。したがって、容器の内壁とシェルモールド鋳型間の空間に、砂や鋼球などを充填して固定する過酷な重労働を作業者に強いる工程がなくなり、作業者の過酷な重労働が大幅に軽減された。 Furthermore, in the conventional shell dump backup casting method, instead of filling the space between the inner wall of the container and the shell mold mold with sand or steel balls and fixing it, the green sand mold is fitted and fixed outside the combined shell mold mold. By doing so, the shell mold mold is buried in the green sand mold. Therefore, the process of forcing the operator to work hard and hard to fill the space between the inner wall of the container and the shell mold with sand or steel balls is fixed, and the heavy labor of the worker is greatly reduced.
その上、容器の内壁とシェルモールド鋳型間の空間に、砂や鋼球などを充填して固定する過酷な重労働を作業者に強いる工程がなくなった結果、同作業時に発生していた作業環境への粉塵の飛散がなくなり、粉塵による作業環境の劣化を軽減できた。 In addition, as a result of eliminating the process of forcing the workers to work hard and hard to fill the space between the inner wall of the container and the shell mold mold with sand and steel balls, etc. The dust was not scattered and the work environment was not degraded by the dust.
以下に本発明の実施例について図面を用いて説明する。図1は、本発明のシェルモールド法による鋳造時の1実施例としての生砂型内にシェルモールド鋳型を埋めた状態を示す分解縦断面図である。図示したように本発明のシェルモールド法による鋳造方法は、シェルモールド鋳型1、11と、生砂型2、12とを備えている。シェルモールド鋳型1、11は、精密に造形されており、シェルモールド鋳型1、11を合わせると、内部に鋳造品Xの外形となる空間が形成される。すなわち、シェルモールド鋳型1、11の一側面(後述するシェルモールド鋳型を組合せた時の内側面)には、鋳造品Xの外形の一部と同形状の凹凸部1a、11bが形成されている。このシェルモールド鋳型1、11の一側面を内側にして合せると、一端(普通、上端)に湯口1c、11dが形成された状態で内部に鋳造する鋳造品Xの外側形状の空間1e、11fが形成される。このようにシェルモールド鋳型1、11を組合せて接着すると、湯口1c、11dと外形状の空間1e、11fとは連通する。従来は、この状態で湯口1c、11dから鋳造品Xの外側形状の空間1e、11fに溶湯を注湯した後、冷却してシェルモールド鋳型1、11内から鋳造品Xを取り出していた。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded longitudinal sectional view showing a state in which a shell mold mold is buried in a green sand mold as one embodiment at the time of casting by the shell mold method of the present invention. As shown in the figure, the casting method by the shell mold method of the present invention includes
本発明では、前記生砂型2、12は、上記シェルモールド鋳型1、11の湯口1c、11dを残して埋め込むため、生砂型2、12の内側面には、シェルモールド鋳型1、11の外側面がはめ込み或ははめ込まれる凹凸部2a、12bを形成する。前記組合せて必要に応じて接着した(接着しないこともある)シェルモールド鋳型1、11の外側面を生砂型2、12の内側面の凹凸部2a、12bに嵌め込み、生砂型2、12を固定すると、シェルモールド鋳型1、11は生砂型2、12に埋め込まれた状態となる。この状態の生砂型2、12の一端(普通は上端)にも湯口2c、12cが形成されており、この生砂型2、12の湯口2c、12cと前記組合せたシェルモールド鋳型1、11の湯口1c、11dは連通している。
In the present invention, since the
生砂型2、12の造形方法は、通常の鋳物の砂型を作るのと同じ方法で造形することができる。ただし、シェルモールド鋳型1、11自身は小型品では強度があるが、中、大型品になると接着面や鋳型の肉薄部分の強度が低いので、シェルモールド鋳型1、11と同じ外形の模型を使用したり、複数のに分割した生砂型を接合することでシェルモールド鋳型1、11をバックアップするとよい。
The
以上のように、シェルモールド鋳型1、11が埋め込まれた生砂型2、12の湯口2c、12cに溶湯を注湯すると、溶湯がシェルモールド鋳型1、11の湯口1c、11dを通ってシェルモールド鋳型1、11内の鋳造品Xの外側形状の空間1e、11fに注湯され、時間の経過と共に鋳造品Xが固まる。このように鋳造品Xが固まってから生砂型2、12とシェルモールド鋳型1、11から内部の鋳造品Xを簡単に取出す。
As described above, when the molten metal is poured into the
なお、実施例のように、湯口2c、12cが、シェルモールド鋳型1、11の合わせ面内の上方に形成された場合、溶湯を注湯したとき湯の圧力やガス圧によってシェルモールド鋳型1、11及び生砂型2、12が離反する可能性がある。これを防止するために、シェルモールド鋳型1、11の合わせ面は接着剤などで接着しているが、強度が不足する場合には、シェルモールド鋳型1、11及び生砂型2、12が離反するのを防止したり、複数に分割した生砂型を接合することでシェルモールド鋳型1、11をバックアップすることが望ましい。
In addition, when the
以上のように、本発明のシェルモールド法による鋳造方法では、シェルモールド鋳型1、11が生砂型2、12の中に埋め込まれているので、大型の鋳造品Xであっても鋳造時にシェルモールド鋳型1、11にかかる溶湯圧、ガス圧や熱などにシェルモールド鋳型1、11が耐えられる。又、シェルモールド法による鋳造方法では、容器内壁とシェルモールド鋳型1、11の間への砂や鋼球などの充填作業がないから作業者の過酷な重労働もなく、作業環境への粉塵の拡散も軽減された。更に、高温な溶湯熱によりシェルモールド鋳型1、11内の樹脂が燃えて発生する異臭が、生砂型2、12内に閉じ込められるので、作業環境への異臭の拡散が大幅に軽減された。
As described above, in the casting method according to the shell mold method of the present invention, since the
なお、例示した実施例では、2点1対のシェルモールド鋳型1、11が、2点1対の生砂型2、12に埋められた状態で説明しているが、3点以上のシェルモールド鋳型を組合せ、生砂型に埋め込んだ場合にも適応できる。
In the illustrated embodiment, the two-point pair of
1、11 シェルモールド鋳型
1a、11b 鋳造品の外形の一部と同形状の凹凸部
1c、11d シェルモールド鋳型の湯口
1e、11f 鋳造品Xの外側形状の空間
2、12 生砂型
2a、12b シェルモールド鋳型の凹凸部
2c、12c 生砂型の湯口
X 鋳造品
1, 11
Claims (1)
該シェルモールド鋳型の他側をはめ込み或ははめ込まれる形状に一側が形成された生砂型と、
を有し、
前記シェルモールド鋳型により鋳造品の外側形状の空間を内部に形成し、かつ、一端に湯口を形成させた状態に組合せ、該組合せたシェルモールド鋳型の外側に前記、生砂型をはめ込み固定し、組合せたシェルモールド鋳型を生砂型内に埋め、組合せたシェルモールド鋳型の湯口へ溶湯を注湯することを特徴とするシェルモールド法による鋳造方法。 A shell mold mold having one side formed in the same shape as a part of the outer shape of the cast product;
A fresh sand mold in which one side is formed in a shape to be fitted or fitted to the other side of the shell mold,
Have
The outer mold space is formed inside the cast product by the shell mold mold, and is combined with a pouring gate formed at one end, and the green sand mold is fitted and fixed to the outside of the combined shell mold mold. A casting method by the shell mold method, wherein the shell mold mold is buried in the green sand mold and the molten metal is poured into the gate of the combined shell mold mold.
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2007
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