JPH0394954A - 活性金属用精密鋳造鋳型の製造方法 - Google Patents
活性金属用精密鋳造鋳型の製造方法Info
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- JPH0394954A JPH0394954A JP22937189A JP22937189A JPH0394954A JP H0394954 A JPH0394954 A JP H0394954A JP 22937189 A JP22937189 A JP 22937189A JP 22937189 A JP22937189 A JP 22937189A JP H0394954 A JPH0394954 A JP H0394954A
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Landscapes
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- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野〉
この発明は、チタン合金等の活性金属の精密鋳造に用い
られる鋳型を製造する方法に関するものである。
られる鋳型を製造する方法に関するものである。
（従来の技術）
チタン合金等の活性金属は溶融状態とすると通常の耐火
物とは反応してしまう。このため、活性金属を鋳造する
ための鋳型の材料としては一般に黒鉛が用いられている
。
物とは反応してしまう。このため、活性金属を鋳造する
ための鋳型の材料としては一般に黒鉛が用いられている
。
また、精密鋳造に用いられる鋳型は一般に、消失性材料
からなる模型を用いる、いわゆるロストワックス法によ
り製造されることが多い。
からなる模型を用いる、いわゆるロストワックス法によ
り製造されることが多い。
これらの点から、活性金属の精密鋳造に用いられる鋳型
を製造する際には、従来は第３図に示すように、通常の
ロストワックス法と同様の工程を行い、先ず同図（ａ）
に示すように消失性材料（例えばワックスとプラスチッ
クの混合物）で、複数個の鋳造する製品と湯口、湯道お
よびせきの形状を持つ模型（いわゆるツリー）１を製作
した後、同図ら）に示すようにその模型１をディッピン
グタンク２内の、コロイダル黒鉛と黒鉛粉末とを混合し
てなる粘度の高い液体である黒鉛スラリ−３内に浸漬し
て、模型１の表面上にその黒鉛スラリ−３を塗布する工
程と、同図（Ｃ）に示すようにその模型１に塗布したス
ラリ−３が乾燥しないうちにそのスラリ−３上にスタッ
コ材として黒鉛粉末４を散布する工程と、同図（ｄ）に
示すように模型１上のスラリ−３を乾燥させて被覆層５
を形成する工程との三つの工程を繰り返し行い、これに
よって所定の厚さの積層被覆を模型１上に形成した後、
その積層被覆を持つ模型１を電気炉等で加熱して被覆内
の模型１を融解し被覆内から流出させる脱ろう工程を行
い、しかる後、残った積層被覆を高温の焼成炉で焼或し
て、複数の黒鉛層からなる鋳型を得ている。
を製造する際には、従来は第３図に示すように、通常の
ロストワックス法と同様の工程を行い、先ず同図（ａ）
に示すように消失性材料（例えばワックスとプラスチッ
クの混合物）で、複数個の鋳造する製品と湯口、湯道お
よびせきの形状を持つ模型（いわゆるツリー）１を製作
した後、同図ら）に示すようにその模型１をディッピン
グタンク２内の、コロイダル黒鉛と黒鉛粉末とを混合し
てなる粘度の高い液体である黒鉛スラリ−３内に浸漬し
て、模型１の表面上にその黒鉛スラリ−３を塗布する工
程と、同図（Ｃ）に示すようにその模型１に塗布したス
ラリ−３が乾燥しないうちにそのスラリ−３上にスタッ
コ材として黒鉛粉末４を散布する工程と、同図（ｄ）に
示すように模型１上のスラリ−３を乾燥させて被覆層５
を形成する工程との三つの工程を繰り返し行い、これに
よって所定の厚さの積層被覆を模型１上に形成した後、
その積層被覆を持つ模型１を電気炉等で加熱して被覆内
の模型１を融解し被覆内から流出させる脱ろう工程を行
い、しかる後、残った積層被覆を高温の焼成炉で焼或し
て、複数の黒鉛層からなる鋳型を得ている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら上記従来の方法では、スラリ一の塗布とス
タッコ材の散布とスラリーの乾燥という三つの工程を、
一回では被覆層が極めて薄いため十数回繰り返す必要が
あることから、鋳型の製造に十数時間を要するという問
題があり、また、黒鉛粉をスラリーで固めたものである
ため鋳型の強度が低くその取り扱いが難しいという問題
があった。
タッコ材の散布とスラリーの乾燥という三つの工程を、
一回では被覆層が極めて薄いため十数回繰り返す必要が
あることから、鋳型の製造に十数時間を要するという問
題があり、また、黒鉛粉をスラリーで固めたものである
ため鋳型の強度が低くその取り扱いが難しいという問題
があった。
加えて、コロイダル黒鉛は高価で人手も困難であるため
鋳型の製造コストが嵩み、しかも多量の黒鉛粉末を使用
することから作業環境を良好に保つのが難しいという問
題もあった。
鋳型の製造コストが嵩み、しかも多量の黒鉛粉末を使用
することから作業環境を良好に保つのが難しいという問
題もあった。
この発明はかかる課題を有利に解決した製造方法を提供
するものである。
するものである。
（課題を解決するための手段〉
この発明の、活性金属用精密鋳造鋳型の製造方法は、消
失性材料からなる模型の表面上に複数の被覆層を漸次に
形成した後、その模型を融解除去し、残る被覆層を焼或
して、複数の耐火物層からなる精密鋳造鋳型を製造する
に際し、前記複数の被覆層のうちの、最初に形成する層
を主に、高温でも溶融しない有機物からなるものとし、
前記被覆層の焼成時に前記有機物゛を黒鉛化させること
を特徴とするものである。
失性材料からなる模型の表面上に複数の被覆層を漸次に
形成した後、その模型を融解除去し、残る被覆層を焼或
して、複数の耐火物層からなる精密鋳造鋳型を製造する
に際し、前記複数の被覆層のうちの、最初に形成する層
を主に、高温でも溶融しない有機物からなるものとし、
前記被覆層の焼成時に前記有機物゛を黒鉛化させること
を特徴とするものである。
そして、前記有機物としては、熱硬化性樹脂を用いるこ
とができる。
とができる。
（作 用〉
かかる方法によれば、模型上に最初に形戊する被覆層、
すなわち鋳型の、注湯時に溶湯と接することになる層は
黒鉛となるので、活性金属の鋳造を良好に行うことがで
きる鋳型が得られる。
すなわち鋳型の、注湯時に溶湯と接することになる層は
黒鉛となるので、活性金属の鋳造を良好に行うことがで
きる鋳型が得られる。
しかもこの方法によれば、上記最初の層は主に有機物で
形戊し、残る被覆層は溶湯に接しないことから黒鉛以外
の通常の耐火物を用いて形成することができるので、コ
ロイダル黒鉛や黒鉛粉末を使用することなく鋳型を製造
することができ、それゆえ、強度が高く取り扱いが容易
な鋳型を安価に製造し得るとともに、作業環境も容易に
良好ならしめることができる。
形戊し、残る被覆層は溶湯に接しないことから黒鉛以外
の通常の耐火物を用いて形成することができるので、コ
ロイダル黒鉛や黒鉛粉末を使用することなく鋳型を製造
することができ、それゆえ、強度が高く取り扱いが容易
な鋳型を安価に製造し得るとともに、作業環境も容易に
良好ならしめることができる。
そして、上記有機物や通常の耐火物を用いた層は、黒鉛
を用いた層よりも一層当りの厚さを大きくすることがで
きるので、積層回数を減少させ得て、鋳型の製造に要す
る時間を大幅に短縮することができる。
を用いた層よりも一層当りの厚さを大きくすることがで
きるので、積層回数を減少させ得て、鋳型の製造に要す
る時間を大幅に短縮することができる。
尚、上記最初の層を形成する有機物として熱硬化性樹脂
を用いれば、模型上への塗布後極めて短時間で硬化させ
得るので鋳型の製造に要する時間をさらに短縮すること
ができ、また安価で容易に入手し得るので、鋳型の製造
コストを確実に引き下げることができる。
を用いれば、模型上への塗布後極めて短時間で硬化させ
得るので鋳型の製造に要する時間をさらに短縮すること
ができ、また安価で容易に入手し得るので、鋳型の製造
コストを確実に引き下げることができる。
（実施例）
以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。
る。
第１図は、この発明の活性金属用精密鋳造鋳型の製造方
法を第２図に示す如き自動車用ターボチャージャーのチ
タンアルミ合金製ロータ用鋳型の製造に適用したー実施
例の、全工程の一部を示す工程図であり、図示の如くこ
の発明は、基本的には通常のロストワックス法と同様の
工程を行う。
法を第２図に示す如き自動車用ターボチャージャーのチ
タンアルミ合金製ロータ用鋳型の製造に適用したー実施
例の、全工程の一部を示す工程図であり、図示の如くこ
の発明は、基本的には通常のロストワックス法と同様の
工程を行う。
すなわちここでは、第１図（ａ）に示すように通常の消
失製材料で、第３図（ａ）に示すものと同様の、複数個
の上記ロータ形状と湯口等を持つ摸型■を製作した後、
同図（ｂ）に示すようにその模型１を常温でディッピン
グタンク２内の、有機物の一種で熱硬化製樹脂である液
体フェノール樹脂６中に浸漬して、模型１の表面上にそ
のフェノール樹脂６を塗布し、タンク２から模型１を引
き上げた後、余分な樹脂を液切りしてから、同図（Ｃ）
に示すようにそのフェノール樹脂６上に、スタツコ材と
して８０メッシュのジルコン粉末７を散布し、その後同
図（ｄ）に示すように模型１に塗布した樹脂６を加熱し
硬化させて最初の被覆層８を形成する。
失製材料で、第３図（ａ）に示すものと同様の、複数個
の上記ロータ形状と湯口等を持つ摸型■を製作した後、
同図（ｂ）に示すようにその模型１を常温でディッピン
グタンク２内の、有機物の一種で熱硬化製樹脂である液
体フェノール樹脂６中に浸漬して、模型１の表面上にそ
のフェノール樹脂６を塗布し、タンク２から模型１を引
き上げた後、余分な樹脂を液切りしてから、同図（Ｃ）
に示すようにそのフェノール樹脂６上に、スタツコ材と
して８０メッシュのジルコン粉末７を散布し、その後同
図（ｄ）に示すように模型１に塗布した樹脂６を加熱し
硬化させて最初の被覆層８を形成する。
そしてその後は、同図ら）〜（ｄ）に示すと同様にして
、黒鉛以外の通常の耐火物を含むスラリーの塗布と、黒
鉛以外の通常の耐火物からなるスタッコ材の散布と、そ
のスラリ一の乾燥とを行って耐火物の被覆層を形成する
作業を、積層被覆全体として所定厚さとなるまで繰り返
す。
、黒鉛以外の通常の耐火物を含むスラリーの塗布と、黒
鉛以外の通常の耐火物からなるスタッコ材の散布と、そ
のスラリ一の乾燥とを行って耐火物の被覆層を形成する
作業を、積層被覆全体として所定厚さとなるまで繰り返
す。
しかる後ここでは、オートクレープ脱ろう装置を用いて
１７０℃で脱ろうを行って、積層被覆内の模型１を融解
して被覆内から流出させてから、１８００℃のアルゴン
ガス雰囲気炉中でその残った積層被覆を５時間焼或して
、上記最初の被覆Ｎ８を形成するフェノール樹脂を黒鉛
化させるとともに他の被覆層を強化し、複数の耐火物層
からなる鋳型を得る。
１７０℃で脱ろうを行って、積層被覆内の模型１を融解
して被覆内から流出させてから、１８００℃のアルゴン
ガス雰囲気炉中でその残った積層被覆を５時間焼或して
、上記最初の被覆Ｎ８を形成するフェノール樹脂を黒鉛
化させるとともに他の被覆層を強化し、複数の耐火物層
からなる鋳型を得る。
かかる方法で製造した鋳型を雰囲気溶解炉中に置いて、
予め溶解させておいた、活性金属であるチタンアルミ（
ＴｉＡ１）金属間化合物組或の溶湯を、１６００℃でそ
の鋳型内に注湯して、チタンアルミ合金製ロー夕を鋳造
し、そのロー夕の品質特性を、従来方法で製造した鋳型
を用いて鋳造した同様のロー夕と比較した結果、次表の
如くであった。
予め溶解させておいた、活性金属であるチタンアルミ（
ＴｉＡ１）金属間化合物組或の溶湯を、１６００℃でそ
の鋳型内に注湯して、チタンアルミ合金製ロー夕を鋳造
し、そのロー夕の品質特性を、従来方法で製造した鋳型
を用いて鋳造した同様のロー夕と比較した結果、次表の
如くであった。
上記表から明らかなように、本実施例の方法で製造した
鋳型を用いて鋳造したロータは、従来方法で製造した鋳
型を用いて鋳造したロータと同程度の、期待されるチタ
ンアルミ合金の特性を示し、本実施例による鋳型で鋳造
した鋳物は健全であることが証明された。
鋳型を用いて鋳造したロータは、従来方法で製造した鋳
型を用いて鋳造したロータと同程度の、期待されるチタ
ンアルミ合金の特性を示し、本実施例による鋳型で鋳造
した鋳物は健全であることが証明された。
また、本実施例による鋳型と従来法による鋳型の機械的
強度を比較した結果、次表の如くであった。
強度を比較した結果、次表の如くであった。
（ｋｇ／ｍｍ２）
但し、数値は三点曲げ抗折強度を示す。
上記表から明らかなように本実施例により製造した鋳型
の強度は従来方法により製造したものより大幅に向上し
た。
の強度は従来方法により製造したものより大幅に向上し
た。
従って、本実施例の方法によれば、活性金属の鋳造を良
好に行い得る鋳型が得られることはもちろん、スタッコ
材として黒鉛粉末を使用しないので作業環境を容易に良
好ならしめることができ、また、高価で人手困難なコロ
イダル黒鉛を含むスラリーを使用しない一方比較的安価
で容易に人手し得る熱硬化製樹脂を使用するので鋳型を
安価に製造することができる。
好に行い得る鋳型が得られることはもちろん、スタッコ
材として黒鉛粉末を使用しないので作業環境を容易に良
好ならしめることができ、また、高価で人手困難なコロ
イダル黒鉛を含むスラリーを使用しない一方比較的安価
で容易に人手し得る熱硬化製樹脂を使用するので鋳型を
安価に製造することができる。
さらにこの実施例の方法によれば、最初の被覆層は、熱
硬化製樹脂であるため、２〜３ｍｍの厚さが得られ、こ
の厚さを従来方法で得ようとすると二〜三層重ねる必要
があって数時間を要するのに対しその約↓／１０の時間
で形成することができるので、鋳型の製造に要する時間
を大幅に短縮することができ、加えて、最初の被覆層を
、黒鉛化させた熱硬化性樹脂で形成するとともに、他の
被覆層を通常の耐火物で形成するので、黒鉛スラリーと
黒鉛粉を乾燥させた後焼或した耐火物層よりも高い鋳型
強度をもたらすことができる。
硬化製樹脂であるため、２〜３ｍｍの厚さが得られ、こ
の厚さを従来方法で得ようとすると二〜三層重ねる必要
があって数時間を要するのに対しその約↓／１０の時間
で形成することができるので、鋳型の製造に要する時間
を大幅に短縮することができ、加えて、最初の被覆層を
、黒鉛化させた熱硬化性樹脂で形成するとともに、他の
被覆層を通常の耐火物で形成するので、黒鉛スラリーと
黒鉛粉を乾燥させた後焼或した耐火物層よりも高い鋳型
強度をもたらすことができる。
尚、上記実施例では、熱硬化性樹脂として、液体フェノ
ール樹脂の、メチロール基の多いレゾールを使用してお
り、この樹脂は三次元網目構造をしていることから、黒
鉛化後の機械的強度が高く、上記鋳型の強度向上に大き
く貢献しているが、最初の被覆層を形成する有機物とし
て、それと同様の構造を持つ他の樹脂、例えばレゾルシ
ノール樹脂やヰシレン樹脂を用いても、上記と同様の特
に大きな強度向上をもたらすことができ、また、他の種
類の熱硬化性樹脂や、それ以外の、脱ろう工程およびそ
の後の焼或の高温でも溶融しない有機物を用いても、本
発明の作用効果をもたらすことができる。
ール樹脂の、メチロール基の多いレゾールを使用してお
り、この樹脂は三次元網目構造をしていることから、黒
鉛化後の機械的強度が高く、上記鋳型の強度向上に大き
く貢献しているが、最初の被覆層を形成する有機物とし
て、それと同様の構造を持つ他の樹脂、例えばレゾルシ
ノール樹脂やヰシレン樹脂を用いても、上記と同様の特
に大きな強度向上をもたらすことができ、また、他の種
類の熱硬化性樹脂や、それ以外の、脱ろう工程およびそ
の後の焼或の高温でも溶融しない有機物を用いても、本
発明の作用効果をもたらすことができる。
（発明の効果）
かくしてこの発明の製造方法によれば、最初の被覆層は
主に有機物で形威し、残る被覆層は溶湯に接しないこと
から黒鉛以外の通常の耐火物を用いて形成することがで
きるので、コロイダル黒鉛や黒鉛粉末を使用することな
く鋳型を製造することができ、それゆえ、強度が高く取
り扱いが容易な鋳型を安価に製造し得るとともに、作業
環境も容易に良好ならしめることができる。
主に有機物で形威し、残る被覆層は溶湯に接しないこと
から黒鉛以外の通常の耐火物を用いて形成することがで
きるので、コロイダル黒鉛や黒鉛粉末を使用することな
く鋳型を製造することができ、それゆえ、強度が高く取
り扱いが容易な鋳型を安価に製造し得るとともに、作業
環境も容易に良好ならしめることができる。
そして、上記有機物や通常の耐火物を用いた層は、黒鉛
を用いた層よりも一層当りの厚さを太きくすることがで
きるので、積層回数を減少させ得て、鋳型の製造に要す
る時間を大幅に短縮することができる。
を用いた層よりも一層当りの厚さを太きくすることがで
きるので、積層回数を減少させ得て、鋳型の製造に要す
る時間を大幅に短縮することができる。
尚、上記最初の層を形成する有機物として熱硬化性樹脂
を用いれば、模型上への塗布後極めて短時間で硬化させ
得るので鋳型の製造に要する時間をさらに短縮すること
ができ、また安価で容易に人手し得るので、鋳型の製造
コストを確実に引き下げることができる。
を用いれば、模型上への塗布後極めて短時間で硬化させ
得るので鋳型の製造に要する時間をさらに短縮すること
ができ、また安価で容易に人手し得るので、鋳型の製造
コストを確実に引き下げることができる。
第１図（ａ）〜（ｄ）はこの発明の活性金属用精密鋳造
鋳型の製造方法の一実施例の全工程の一部を示す工程図
、 第２図は上記実施例により製造する鋳型による鋳造製品
を示す斜視図、 第３図（ａ）〜（ｃｌ）は従来方法の全工程の一部を示
す工程図である。 １・・・模型 ２・・・ディッピングタン
ク６・・・液体フェノール樹脂 ７・・・ジルコン粉末 ８・・・最初の被覆層第１
図 第３図 （Ｃ） （ｄ）
鋳型の製造方法の一実施例の全工程の一部を示す工程図
、 第２図は上記実施例により製造する鋳型による鋳造製品
を示す斜視図、 第３図（ａ）〜（ｃｌ）は従来方法の全工程の一部を示
す工程図である。 １・・・模型 ２・・・ディッピングタン
ク６・・・液体フェノール樹脂 ７・・・ジルコン粉末 ８・・・最初の被覆層第１
図 第３図 （Ｃ） （ｄ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、消失性材料からなる模型の表面上に複数の被覆層を
漸次に形成した後、その模型を融解除去し、残る被覆層
を焼成して、複数の耐火物層からなる精密鋳造鋳型を製
造するに際し、 前記複数の被覆層のうちの、最初に形成する層を主に、
高温でも溶融しない有機物からなるものとし、 前記被覆層の焼成時に前記有機物を黒鉛化させることを
特徴とする、活性金属用精密鋳造鋳型の製造方法。 ２、前記有機物を熱硬化性樹脂とすることを特徴とする
、請求項１記載の活性金属用精密鋳造鋳型の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22937189A JPH0394954A (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 活性金属用精密鋳造鋳型の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22937189A JPH0394954A (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 活性金属用精密鋳造鋳型の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0394954A true JPH0394954A (ja) | 1991-04-19 |
Family
ID=16891125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22937189A Pending JPH0394954A (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 活性金属用精密鋳造鋳型の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0394954A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009131905A (ja) * | 2001-06-06 | 2009-06-18 | Borgwarner Inc | 鋳造チタン製コンプレッサ羽根車 |
| JP2011148003A (ja) * | 1998-11-20 | 2011-08-04 | Rolls-Royce Corp | 鋳造用金型装置を製造する方法 |
-
1989
- 1989-09-06 JP JP22937189A patent/JPH0394954A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011148003A (ja) * | 1998-11-20 | 2011-08-04 | Rolls-Royce Corp | 鋳造用金型装置を製造する方法 |
| JP2009131905A (ja) * | 2001-06-06 | 2009-06-18 | Borgwarner Inc | 鋳造チタン製コンプレッサ羽根車 |
| US8702394B2 (en) | 2001-06-06 | 2014-04-22 | Borgwarner, Inc. | Turbocharger including cast titanium compressor wheel |
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