JP4309712B2

JP4309712B2 - Full mold casting method

Info

Publication number: JP4309712B2
Application number: JP2003203799A
Authority: JP
Inventors: 葉椰福田; 太志福尾
Original assignee: Kimura Chuzosho Co Ltd
Current assignee: Kimura Chuzosho Co Ltd
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2023-07-30
Also published as: JP2005046856A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フルモールド鋳造方法に関し、特に、塗型に乾燥ひび割れが発生することを防止するフルモールド鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フルモールド鋳造法は、消失模型を用いて鋳造を行うもので、プレス金型などの鋳造に使用されている。
【０００３】
図２は、従来のフルモールド鋳造法により鋳造を行うときの鋳型の断面図を示す。
【０００４】
図２に示すように、従来のフルモールド鋳造法は、発泡ポリスチレンなどの熱消失性の材料から形成した消失模型２１を製作し、消失模型２１の外面に鋳物の表面を良好にするための塗型２３を形成し、塗型２３を形成した消失模型２１を鋳物砂２６の中に埋設し、溶湯２７を鋳物砂２６に設置した湯口２８から注入して、消失模型３１を溶融、熱分解し消失させ鋳物を製造するもので、複雑な形状でも精度の高いものを得ることができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１４０９９４号公報
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたごとく、従来のフルモールド鋳造方法は、消失模型２１を使用し、複雑な形状でも精度の高いものを製造することができるが、消失模型２１の外面に形成する塗型に乾燥ひび割れが生し、不良品が発生することもあるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、塗型に乾燥ひび割れが発生することを確実に防止するフルモールド鋳造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のフルモールド鋳造方法は、溶融シリカと黒鉛と粘土とからなる耐火性骨材と、水と、平均粒子径が１０〜３０ｎｍのシリカゾルとを含む塗型剤により塗型を形成し、前記シリカゾルは、前記塗型剤に対し４〜１０％含むこととした。
【０００９】
さらに、本発明のフルモールド鋳造方法は、溶融シリカと黒鉛と粘土とからなる耐火性骨材と、水と、平均粒子径が１０〜３０ｎｍのシリカゾルとを含む塗型剤により塗型を形成し、前記塗型剤は、前記平均粒子径が１０〜３０ｎｍの前記シリカゾルと、平均粒子径が５０〜５００ｎｍのシリカゾルとを混合して含み、混合したシリカゾルは前記塗型剤に対し４〜１０％含むこととした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態のフルモールド鋳造方法により鋳造を行うときの鋳型の断面図を示し、図１（ａ）は、本発明の実施の形態のフルモールド鋳造方法で使用する塗型の一部拡大断面図を示す。
【００１２】
図１に示すように、鋳型１０は、鋳枠１４と、鋳枠１４の内部の収納された鋳物砂１６と、鋳物砂１６内に埋設された消失模型１１からなる。消失模型１１は、発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）および両者の共重体などの合成樹脂発泡材から、ＮＣ加工機（図示せず）などにより製作され、外面に塗型１３が形成されている。鋳物砂１６には、湯口１８と、消失模型１１に連通する湯路１９が設けられている。塗型１３は、消失模型１１の外面に塗型剤を塗布して乾燥し形成する。
【００１３】
消失模型１１に塗布され塗型１３が形成される本発明に使用する塗型剤は、耐火性骨材と、水と、シリカゾルとを含有する。そのためこの塗型剤により形成された塗型１３は、図１（ａ）に示すように、比較的大きな耐火性骨材の粒子１２ａと、耐火性骨材の粒子の間に微小のシリカゾルの粒子１２ｂが混在するものとなる。耐火性骨材は、溶融シリカの粒子と、黒鉛の粒子と、粘土からなり、溶融シリカの粒子と、黒鉛の粒子は、平均粒子径が１〜４０μｍのものを使用する。シリカゾルは、平均粒子径が１０〜３０ｎｍのものを使用し、耐火性骨材１００部に対し４〜１０部とする。水は、塗型剤の粘度が高すぎても低すぎても消失模型１１の外面に塗布し難くなるため、３０〜５０部とする。耐火性骨材に使用する粒子は、平均粒子径が０．１μｍ以下のものは入手困難であるが、シリカゾルは、平均粒子径が１００ｎｍ（０．１μｍ）以下のものも入手することができる。この塗型剤により形成する塗型１３は、乾燥ひび割れを防止し、不良品が発生しないようにすることができる。
【００１４】
鋳造を行うときには、湯口１８から溶湯１７を注湯し、注湯された溶湯１７は、湯道１９を通り、消失模型１１の下部から内部に進入し、消失模型１１を溶融し、熱分解により生じた液状物やガスなどは、塗型１３に通気性を有するため塗型１３を介して鋳物砂１６の中に放出され、消失模型１１が埋設されたところに鋳物が製造される。鋳物砂１６の中の鋳物は、鋳枠１４を解枠して取り出した後に、表面全体にショットブラストを行い付着している塗型１３や鋳物砂１６が除去される。
【００１５】
本発明に使用する塗型剤により各種条件の塗型を試作し、ルーペにより乾燥ひび割れの有無の確認を行った。
【００１６】
平均粒子径が１０ｎｍのシリカゾルを、耐火性骨材１００部に対し４部と１０部とした塗型剤を使用した試作塗型には、乾燥ひび割れは見られなかった。また、平均粒子径が３０ｎｍのシリカゾルを、耐火性骨材１００部に対し４部と１０部とした塗型剤を使用した試作塗型にも、乾燥ひび割れは見られなかった。
【００１７】
平均粒子径が５ｎｍと３５ｎｍのシリカゾルを、耐火性骨材１００部に対し４部と１０部とした塗型剤を使用した場合と、平均粒子径が１０ｎｍと３０ｎｍのシリカゾルを、耐火性骨材１００部に対し２部と１５部とした塗型剤を使用した場合には、乾燥ひび割れは見られた。
【００１８】
従って、塗型剤は、シリカゾルの平均粒子径を１０〜３０ｎｍの範囲とし、
耐火性骨材１００部に対し４〜１０部とする場合には、塗型１３の乾燥ひび割れを確実に防止することができる。
【００１９】
なお、塗型剤は、平均粒子径が１０〜３０ｎｍのシリカゾルと、平均粒子径が５０〜５００ｎｍのシリカゾルを混合して、耐火性骨材１００部に対し４〜１０部とし、塗型１３の乾燥ひび割れを防止することもでき、この場合にも上記と同様の乾燥ひび割れの有無の確認を行った。
【００２０】
以上述べたごとく、本発明の実施の形態のフルモールド鋳造方法は、使用する塗型１３の乾燥ひび割れを確実に防止することができる。
【００２１】
なお、本発明の実施の形態のフルモールド鋳造方法で使用する塗型剤は、フルモールドの鋳型に限らず、その他砂型の表面に塗型を形成する場合にも使用して同様の効果を得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明のフルモールド鋳造方法は、溶融シリカと黒鉛と粘土とからなる耐火性骨材と、水と、平均粒子径が１０〜３０ｎｍのシリカゾルとを含む塗型剤により塗型を形成し、前記シリカゾルは、前記塗型剤に対し４〜１０％含むこととしたため、塗型の乾燥ひび割れを確実に防止することができ、不良品の低減を図ることができる。
【００２４】
さらに、本発明のフルモールド鋳造方法は、溶融シリカと黒鉛と粘土とからなる耐火性骨材と、水と、平均粒子径が１０〜３０ｎｍのシリカゾルとを含む塗型剤により塗型を形成し、前記塗型剤は、前記平均粒子径が１０〜３０ｎｍの前記シリカゾルと、平均粒子径が５０〜５００ｎｍのシリカゾルとを混合して含み、混合したシリカゾルは前記塗型剤に対し４〜１０％含むこととしたため、塗型の乾燥ひび割れを確実に防止することができ、不良品の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のフルモールド鋳造方法により鋳造を行うときの鋳型の断面図を示し、図１（ａ）は、本発明の実施の形態のフルモールド鋳造方法で使用する塗型の一部拡大断面図を示す。
【図２】従来のフルモールド鋳造法により鋳造を行うときの鋳型の断面図を示す。
【符号の説明】
１０鋳型
１１消失模型
１３塗型
１４鋳枠
１６鋳物砂
１７溶湯
１８湯口
１９湯路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a full mold casting method, and more particularly, to a full mold casting method for preventing dry cracks from occurring in a coating mold.
[0002]
[Prior art]
The full mold casting method performs casting using a disappearing model and is used for casting of a press die or the like.
[0003]
FIG. 2 shows a cross-sectional view of a mold when casting is performed by a conventional full mold casting method.
[0004]
As shown in FIG. 2, in the conventional full mold casting method, a vanishing model 21 made of a heat-dissipating material such as expanded polystyrene is manufactured, and a coating for improving the casting surface on the outer surface of the vanishing model 21 is produced. The mold 23 is formed, the disappearance model 21 having the coating mold 23 is embedded in the foundry sand 26, the molten metal 27 is poured from the spout 28 installed in the foundry sand 26, and the disappeared model 31 is melted and pyrolyzed. It is made to disappear and manufactures a casting, and even a complicated shape can be obtained with high accuracy (see, for example, Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-140994 A [Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional full mold casting method uses the disappearance model 21 and can manufacture a highly accurate product even with a complicated shape. However, dry cracks are formed on the coating mold formed on the outer surface of the disappearance model 21. There is a problem that defective products may occur.
[0006]
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a full mold casting method that reliably prevents dry cracks from occurring in a coating mold.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The full mold casting method of the present invention forms a coating mold with a coating agent containing a refractory aggregate composed of fused silica, graphite and clay, water, and silica sol having an average particle size of 10 to 30 nm , The silica sol was contained in an amount of 4 to 10% with respect to the coating agent .
[0009]
Furthermore, the full mold casting method of the present invention forms a coating mold with a coating agent containing a refractory aggregate composed of fused silica, graphite and clay, water, and a silica sol having an average particle size of 10 to 30 nm. the coating agent includes: the silica sol of the average particle size of 10 to 30 nm, an average particle size by mixing the silica sol of 50~500nm seen including, mixed silica sol with respect to the coating agent 4-10 It was% including Mukoto.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[0011]
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a mold when casting is performed by the full mold casting method of the embodiment of the present invention, and FIG. 1 (a) is a coating used in the full mold casting method of the embodiment of the present invention. A partially enlarged sectional view of the mold is shown.
[0012]
As shown in FIG. 1, the mold 10 includes a casting frame 14, casting sand 16 accommodated inside the casting frame 14, and a vanishing model 11 embedded in the casting sand 16. The disappearance model 11 is manufactured from a synthetic resin foam material such as expanded polystyrene (EPS), polymethyl methacrylate (PMMA), and a copolymer of the both by an NC processing machine (not shown), and a coating mold 13 is formed on the outer surface. Is formed. The casting sand 16 is provided with a gate 18 and a water passage 19 communicating with the disappearance model 11. The coating mold 13 is formed by applying a coating agent to the outer surface of the disappearance model 11 and drying it.
[0013]
The coating agent used in the present invention, which is applied to the disappearance model 11 to form the coating mold 13, contains refractory aggregate, water, and silica sol. Therefore, as shown in FIG. 1 (a), the coating mold 13 formed by this coating agent has a fine silica sol particle between the relatively large refractory aggregate particles 12a and the refractory aggregate particles. 12b is mixed. The refractory aggregate is made of fused silica particles, graphite particles, and clay, and fused silica particles and graphite particles having an average particle diameter of 1 to 40 μm are used. Silica sol having an average particle size of 10 to 30 nm is used, and the amount is 4 to 10 parts with respect to 100 parts of the refractory aggregate. Since water becomes difficult to apply to the outer surface of the disappearance model 11 if the viscosity of the coating agent is too high or too low, the amount of water is 30 to 50 parts. It is difficult to obtain particles used for the refractory aggregate having an average particle size of 0.1 μm or less, but silica sols having an average particle size of 100 nm (0.1 μm) or less can also be obtained. The coating mold 13 formed with this coating agent can prevent dry cracks and prevent generation of defective products.
[0014]
When casting is performed, the molten metal 17 is poured from the gate 18, and the molten molten metal 17 passes through the runner 19 and enters the inside of the disappearance model 11 from the bottom, melts the disappearance model 11, and performs thermal decomposition. The generated liquid material, gas, and the like are discharged into the molding sand 16 through the coating mold 13 because the coating mold 13 has air permeability, and a casting is manufactured where the disappearance model 11 is embedded. The casting in the foundry sand 16 is removed by removing the cast frame 14 and then shot blasted over the entire surface to remove the adhering mold 13 and foundry sand 16.
[0015]
A coating mold under various conditions was prototyped with the coating agent used in the present invention, and the presence or absence of dry cracks was confirmed with a loupe.
[0016]
No dry cracking was observed in the trial coating using a coating agent in which silica sol having an average particle diameter of 10 nm was made 4 parts and 10 parts with respect to 100 parts of the refractory aggregate. In addition, dry cracking was not observed even in a trial coating mold using a coating agent in which silica sol having an average particle diameter of 30 nm was made 4 parts and 10 parts with respect to 100 parts of refractory aggregate.
[0017]
When using a silica sol having an average particle diameter of 5 nm and 35 nm and 4 parts and 10 parts of a silica sol with respect to 100 parts of the refractory aggregate, a silica sol having an average particle diameter of 10 nm and 30 nm is used as the refractory aggregate. Dry cracks were observed when the coating agent was 2 parts and 15 parts per 100 parts.
[0018]
Accordingly, the coating agent has an average particle size of silica sol in the range of 10 to 30 nm,
When the amount is 4 to 10 parts with respect to 100 parts of the refractory aggregate, dry cracking of the coating mold 13 can be reliably prevented.
[0019]
The coating agent was prepared by mixing silica sol having an average particle diameter of 10 to 30 nm and silica sol having an average particle diameter of 50 to 500 nm to make 4 to 10 parts with respect to 100 parts of the refractory aggregate. Dry cracks can also be prevented, and in this case as well, the presence or absence of dry cracks as described above was confirmed.
[0020]
As described above, the full mold casting method according to the embodiment of the present invention can reliably prevent dry cracks in the coating mold 13 to be used.
[0021]
Note that the coating agent used in the full mold casting method of the embodiment of the present invention is not limited to a full mold mold, and can be used to form a coating mold on the surface of a sand mold to obtain the same effect. be able to.
[0022]
【The invention's effect】
The full mold casting method of the present invention forms a coating mold with a coating agent containing a refractory aggregate composed of fused silica, graphite and clay, water, and silica sol having an average particle size of 10 to 30 nm , Since the silica sol is included in the coating agent in an amount of 4 to 10% , it is possible to reliably prevent dry cracking of the coating mold and to reduce defective products.
[0024]
Furthermore, the full mold casting method of the present invention forms a coating mold with a coating agent containing a refractory aggregate composed of fused silica, graphite and clay, water, and a silica sol having an average particle size of 10 to 30 nm. the coating agent includes: the silica sol of the average particle size of 10 to 30 nm, an average particle size by mixing the silica sol of 50~500nm seen including, mixed silica sol with respect to the coating agent 4-10 % due to the containing Mukoto, it is possible to reliably prevent dry cracking of the coating type, it is possible to reduce the defective products.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a mold when casting is performed by a full mold casting method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (a) is a coating used in the full mold casting method according to an embodiment of the present invention. A partially enlarged sectional view of the mold is shown.
FIG. 2 is a sectional view of a mold when casting is performed by a conventional full mold casting method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Mold 11 Disappearance model 13 Coating mold 14 Cast frame 16 Foundry sand 17 Molten metal 18 Spout 19 Runway

Claims

溶融シリカと黒鉛と粘土とからなる耐火性骨材と、水と、平均粒子径が１０〜３０ｎｍのシリカゾルとを含む塗型剤により塗型を形成し、前記シリカゾルは、前記塗型剤に対し４〜１０％含むことを特徴とするフルモールド鋳造方法。A refractory aggregate comprising a fused silica and graphite and clay, and water, the average particle size to form a coating-type by coating agent comprising a silica sol of 10 to 30 nm, the silica sol, the coating agent to A full mold casting method comprising 4 to 10% .

溶融シリカと黒鉛と粘土とからなる耐火性骨材と、水と、平均粒子径が１０〜３０ｎｍのシリカゾルとを含む塗型剤により塗型を形成し、前記塗型剤は、前記平均粒子径が１０〜３０ｎｍの前記シリカゾルと、平均粒子径が５０〜５００ｎｍのシリカゾルとを混合して含み、混合したシリカゾルは前記塗型剤に対し４〜１０％含むことを特徴とするフルモールド鋳造方法。 A coating mold is formed by a coating agent containing a refractory aggregate composed of fused silica, graphite and clay, water, and a silica sol having an average particle diameter of 10 to 30 nm, and the coating agent has the average particle diameter full mold casting but with the silica sol of 10 to 30 nm, average particle size by mixing the silica sol of 50~500nm seen including, mixed silica sol, wherein 4% to 10% free Mukoto with respect to the coating agent Method.