消失模铸造方法技术

本发明专利技术提供一种能够以良好的完成状态铸造出直径为18mm以下且长度为50mm以上的细孔的消失模铸造方法。该消失模铸造方法包括：埋设工序，将铸模埋设在铸造砂中，所述铸模是在具有直径为D(mm)的孔部的泡沫模型的表面上涂敷1mm以上厚度的模涂料而成的铸模；置换工序，向所述铸模内注入金属的熔液，使所述泡沫模型消失而置换为所述熔液；形成工序，通过冷却所述熔液来形成具有直径为18mm以下且长度为50mm以上的细孔的铸件；其中，所述模涂料被加热至构成该模涂料的树脂分解之温度后再回到常温时的抗弯强度以MPa计设为σc时，满足下述式(0)及式(1)，2<D≤19.7  (0)σc≥‑0.36+140/D2  (1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及铸造具备细孔的铸件的消失模铸造方法。
技术介绍
作为铸造尺寸精度比一般的砂型铸造更优异的铸件的方法，已开发了例如熔模铸造法(也称作失蜡法)、石膏铸模铸造法、以及消失模铸造法等。其中，消失模铸造法尤其适合于通过铸造而在铸件的内部形成孔部(称作“铸孔(casthole)”)。作为消失模铸造法的步骤，首先，通过在泡沫模型的表面涂敷涂模涂料而得到铸模。其次，在将该铸模埋设于铸造砂中后，向铸模内浇注金属的熔液而使泡沫模型消失从而置换为熔液。而且，通过铸造(凝固)该熔液而得到铸件。作为公开了上述消失模铸造法的现有技术文献，例如可举专利文献1。专利文献1所公开的消失模铸造法按照模型的模数(模型的体积÷模型的表面积)来设定铸造时的浇铸时间。根据该消失模铸造法，能够正确且高精度地设定浇铸时间。图15是利用消失模铸造法来铸造铸孔的概略剖视图。采用消失模铸造法来铸造铸孔时，如图15所示，在设有孔部23的泡沫模型22的表面上涂敷模涂料24来制作铸模21。该孔部23相当于通过铸造铸孔来形成细孔的部分。通过将该铸模21埋设于铸造砂25中而使铸造砂25布置于铸模21的外周及孔部23。而且，向铸模21内浇注金属熔液而利用熔液来置换泡沫模型22。最后，通过铸造(凝固)该熔液而得到铸件。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利公开公报特开2011-110577号在上述的铸造中(凝固的进行中)，来自周围的熔液的热负荷及各种外力作用于涂敷在孔部23的表面上的模涂料24、以及填充在孔部23的内部中的铸造砂25。由此，如图15所示般，会导致孔部23的孔端部23a或中央部23b处的模涂料24损伤，熔液渗出到孔部23内的铸造砂25而发生粘砂。所谓粘砂是指熔液与铸造砂25发生粘着。特别是在铸造直径为18mm以下的细孔来形成孔部23的情况下，模涂料24容易受损。若发生粘砂，则细孔的完成状态便不能成为良好的状态。为了避免上述粘砂，通常对直径为18mm以下且长度为50mm以上的细孔不进行铸孔形成，而是在形成铸件后通过机械加工来形成该细孔。或者通过消失模铸造法进行数次的试制来决定模涂料的材质和铸造条件(浇注时的熔液温度)后而制作具有直径为18mm以下且长度为50mm以上的细孔的铸件。然而，后者的制造方法难以稳定地制造铸件。此外，在孔部相对于水平方向以角度θ设置于泡沫模型的情况下，会有一个弯曲应力作用于涂敷在孔部的表面上的模涂料。此情况下，更难以形成具有良好的完成状态的细孔。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够以良好的完成状态铸造出直径为18mm以下且长度为50mm以上的细孔的消失模铸造方法。本专利技术的消失模铸造方法包括：埋设工序，将铸模埋设在铸造砂中，所述铸模是在具有直径为D(mm)的孔部的泡沫模型的表面上涂敷1mm以上厚度的模涂料而成的铸模；置换工序，向所述铸模内注入金属的熔液，使所述泡沫模型消失而置换为所述熔液；形成工序，通过冷却所述熔液来形成具有直径为18mm以下且长度为50mm以上的细孔的铸件；其中，所述模涂料被加热至构成该模涂料的树脂分解之温度后再回到常温时的抗弯强度以MPa计设为σc时，满足下述式(0)及式(1)，2<D≤19.7(0)σc≥-0.36+140/D2(1)。附图说明图1A是实施方式的消失模铸造方法中所使用的铸模的俯视图。图1B是实施方式的消失模铸造方法中所使用的铸模的侧视图。图2是熔液置换了泡沫模型后的铸模的剖视图。图3是图2的III-III剖视图。图4是图2的要部IV的放大图。图5是表示了熔液的静压所产生的弯曲应力的方向的铸模的剖视图。图6是弯曲应力作用于模涂料的端部导致孔部变形后的状态下的铸模的剖视图。图7是表示了泡沫模型燃烧产生的气体的压力方向的铸模的剖视图。图8是图7的VIII-VIII剖视图。图9是图7的要部IX的放大图。图10是表示干燥后的模涂料的常温下的抗弯强度与可铸造的孔径之间的关系的图形。图11是表示被加热至树脂分解之温度后再回到常温的模涂料的抗弯强度与可铸造的孔径之间的关系的图形。图12是表示孔部的直径与因浮力(熔液的静压)而对模涂料的端部产生的应力之间的关系的图形。图13A是实施例1的铸模的俯视图。图13B是实施例1的铸模的侧视图。图13C是从E方向观察图13B的铸模时的侧视图。图14是表示了以实施例1的铸模的孔部相对于水平方向成角度θ来设置孔部时的状态下的铸模的侧视图。图15是利用消失模铸造法来铸造铸孔的概略剖视图。具体实施方式以下，参照附图来说明本专利技术的优选实施方式。〈消失模铸造方法〉本实施方式的消失模铸造方法包括：埋设工序，将铸模埋设于铸造砂(干燥沙)中，该铸模通过将1mm以上的厚度的模涂料涂敷于具有直径为D(mm)的孔部的泡沫模型的表面而成；置换工序，向所述铸模内浇注金属的熔液从而使泡沫模型消失而置换为熔液；形成工序，使所述熔液冷却从而形成具有直径为18mm以下且长度为50mm以上的细孔的铸件。图1A及图1B是用于本实施方式的消失模铸造方法的铸模的俯视图及侧视图。该消失模铸造方法采用图1A及图1B所示的铸模1，从而能够铸造出具备直径为18mm以下且长度为50mm以上的细孔的铸件。本实施方式的消失模铸造方法除了上述的各工序之外还包括：将金属(铸铁)溶化而成为熔液的工序；形成泡沫模型的工序；将模涂料涂敷于泡沫模型的表面而成为铸模的工序；将铸件与铸造砂分离的工序。作为成为熔液的金属可采用灰铸铁(JIS-FC250)或片状石墨铸铁(JIS-FC300)等。此外，作为泡沫模型可采用泡沫苯乙烯等泡沫树脂。此外，作为模涂料可采用二氧化硅系骨料的模涂料等。此外，铸造砂可采用以SiO2为主要成分的硅砂、锆砂、铬铁矿砂或合成陶瓷沙等。此外，也可以在铸造砂中添加粘结剂及硬化剂。如图1A及图1B所示，铸模1具有长方体的泡沫模型2和被涂敷于该泡沫模型2的表面的模涂料4。泡沫模型2具有从其上表面中央部贯通至下表面的中央部的孔部3。孔部3相当于通过铸造而在铸件中形成直径为18mm以下且长度为50mm以上的细孔的部分。如图1A所示，孔部3在铸模1的俯视下呈直径为D(mm)的大致圆形，孔部3的长度为l(mm)。此外，如图1B所示，孔部3的直径D不是将涂敷在孔部3的表面上的模涂料4的表面彼此连结的直径的长度，而是将泡沫模型2的表面彼此连结的直径的长度。孔部3的上端近傍及下端近傍没有被施以锥形等的加工(未被倒角)，泡沫模型2的上下的面与孔部3的表面呈棱角。由所述孔部3形成的细孔的直径较为理想的是10mm以上18mm以下。在孔部3的直径D为小于10mm的情况下，对孔部3涂敷厚度为3mm的模涂料4后，孔部3的内侧空间的直径为小于4mm，因此，难以对孔部3的内侧空间投入铸造砂。孔部3的长度l更为理想的是为50mm以上。若孔部3的长度l为小于50mm，则孔部3的直径为18mm时，孔部3的长度l与直径D之比(l/D)为3以下，因此，即使不采用本实施方式的消失模铸造方法而采用通常的铸造方法也能够铸造细孔。模涂料4的厚度较为理想的是1mm以上3mm以下。这是因为若模涂料4的厚度超过3mm，则需要重复三次以上的模涂料的涂敷及干燥而花费工时，而且厚度会容易变得不均匀。此外，孔部3的直径D及模涂料4的厚度满足以下的式(0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消失模铸造方法，其特征在于包括：埋设工序，将铸模埋设在铸造砂中，所述铸模是在具有直径为D(mm)的孔部的泡沫模型的表面上涂敷1mm以上厚度的模涂料而成的铸模；置换工序，向所述铸模内注入金属的熔液，使所述泡沫模型消失而置换为所述熔液；形成工序，通过冷却所述熔液来形成具有直径为18mm以下且长度为50mm以上的细孔的铸件；其中，所述模涂料被加热至构成该模涂料的树脂分解之温度后再回到常温时的抗弯强度以MPa计设为σc时，满足下述式(0)及式(1)，2<D≤19.7   (0)σc≥‑0.36+140/D2   (1)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.18 JP 2014-1658631.一种消失模铸造方法，其特征在于包括：埋设工序，将铸模埋设在铸造砂中，所述铸模是在具有直径为D(mm)的孔部的泡沫模型的表面上涂敷1mm以上厚度的模涂料而成的铸模；置换工序，向所述铸模内注入金属的熔液，使所述泡沫模型消失而置换为所述熔液；形成工序，通过冷却所述熔液来形成具有直径为18mm以下且长度为50mm以上的细孔的铸件；其中，所述模涂料被加热至构成该模涂料的树脂分解之...

【专利技术属性】
技术研发人员：堤一之，高川优作，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本;JP