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JPH0557395A - Method for molding ceramic mold for precision casting - Google Patents

Method for molding ceramic mold for precision casting

Info

Publication number
JPH0557395A
JPH0557395A JP29858691A JP29858691A JPH0557395A JP H0557395 A JPH0557395 A JP H0557395A JP 29858691 A JP29858691 A JP 29858691A JP 29858691 A JP29858691 A JP 29858691A JP H0557395 A JPH0557395 A JP H0557395A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
shell layer
backup
ceramic shell
ceramic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP29858691A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akio Okamoto
昭男 岡本
Morie Koya
守恵 幸谷
Hiroto Sasaki
寛人 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ube Industries Ltd filed Critical Ube Industries Ltd
Priority to JP29858691A priority Critical patent/JPH0557395A/en
Publication of JPH0557395A publication Critical patent/JPH0557395A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Casting Devices For Molds (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent a crack from being generated in a mold by separately molding a backup mold and a ceramic shell layer, combining the backup mold and the ceramic shell layer after executing heat treatment only to the ceramic shell layer and forming the mold. CONSTITUTION:The backup mold 7 is hardened at the room temp. with CO2 by using water glass in CO2 sand as the ordinary method. On the other hand, the primary burning and the secondary burning heat treatments are executed to the ceramic shell layer 13 at the desired temp. At last, by fitting the ceramic shell layer 13, which is heat treated, to the backup mold 7, the ceramic shell mold is formed. By this method, the crack in the backup mold can be prevented. Further, only the ceramic shell layer can be burnt at high temp. and entrapping defect of the sand into ceramic slurry is eliminated and the backup mold can be repeatedly used.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はセラミック鋳型に関し,
特に中型および大型鋳物を寸法精度良く製造するのに好
適な精密鋳造用セラミック鋳型の造型方法に関するもの
である。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a ceramic mold,
In particular, the present invention relates to a method for producing a ceramic mold for precision casting, which is suitable for producing medium-sized and large-sized castings with high dimensional accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】精密鋳造法の1つとしてセラミック鋳型
を用いる方法が知られており,中でもバックアップ鋳型
とセラミックシェル層とで構成されるセラミック鋳型を
用いるコンポジットモールド法は,比較的大きな鋳物を
鋳造する場合に用いられている。図2(a)〜図2
(f)は従来のコンポジットモールド法の造型方法を示
す説明図であり,次の順序にて造型されていた。 バックアップ用模型3および鋳枠2を定盤1上にセ
ットする。(図2(a)) CO砂5を充填してバックアップ鋳型7を造型す
る。(図2(b)) 鋳枠2の上部にCOガス吹込穴8aを有したカバ
ー8を取付けた後,COガス吹込穴8aからCO
スを吹込みバックアップ鋳型7を硬化する。(図2
(c)) バックアップ用模型3を抜型後,模型9を定盤1上
にセットし,バックアップ鋳型7をかぶせる。(図2
(d)) バックアップ鋳型7を模型9にかぶせ,セラミック
スラリ注入口10よりバックアップ鋳型7と模型9の空
隙部11にセラミックスラリ12を注入する。(図2
(e)) 注入したセラミックスラリ12がゲル化して固化し
たら模型9を抜型してセラミックシェル層13の表面を
プロパン用バーナ等で急速加熱(1次焼成)させ,その
後セラミック鋳型20を高温焼成(2次焼成)する。
(図2(f))
2. Description of the Related Art A method of using a ceramic mold is known as one of precision casting methods. Above all, the composite mold method using a ceramic mold composed of a backup mold and a ceramic shell layer is used to cast a relatively large casting. It is used when 2 (a) to 2
(F) is an explanatory view showing a molding method of the conventional composite molding method, and the molding was performed in the following order. The backup model 3 and the flask 2 are set on the surface plate 1. (FIG. 2A) CO 2 sand 5 is filled to mold the backup mold 7. (FIG. 2B) After the cover 8 having the CO 2 gas blowing hole 8a is attached to the upper portion of the casting mold 2 , CO 2 gas is blown from the CO 2 gas blowing hole 8a to cure the backup mold 7. (Fig. 2
(C)) After removing the backup model 3, the model 9 is set on the surface plate 1 and the backup mold 7 is covered. (Fig. 2
(D)) The backup mold 7 is placed on the model 9, and the ceramic slurry 12 is injected from the ceramic slurry inlet 10 into the gap 11 between the backup mold 7 and the model 9. (Fig. 2
(E)) When the injected ceramic slurry 12 has gelled and solidified, the model 9 is demolded and the surface of the ceramic shell layer 13 is rapidly heated (primary firing) with a burner for propane or the like, and then the ceramic mold 20 is fired at high temperature ( Secondary firing).
(Fig. 2 (f))

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前述したようなセラミ
ック鋳型20の造型においては下記のような問題点があ
る。 セラミック鋳型20を600〜1000℃で高温焼
成(2次焼成)すると,バックアップ鋳型7のCO
5の粘結剤として用いられている水ガラスが急激な熱収
縮変化を起こしバックアップ鋳型7に割れが発生し,そ
のためセラミックシェル層13にも割れが発生する。こ
れは,セラミック鋳型20の2次焼成温度が650℃を
超えるとセラミックシェル層13は熱膨張変化を起こす
のに比べて,バックアップ鋳型7は水ガラスの急激な熱
収縮変化によってセラミックシェル層13とバックアッ
プ鋳型7間で押圧力が生じるためである。 上記のバックアップ鋳型7の焼成割れの対策とし
て,2次焼成温度が600℃以下,例えば500〜60
0℃で行なう方法も提案されているが,この焼成温度範
囲ではセラミックシェル層13もバックアップ鋳型7も
熱変化は少ないものの,セラミックシェル層13の硬化
不十分となる。 セラミックスラリ12を空隙部11に流込み時にお
いて,バックアップ鋳型7からCO砂5の一部が脱落
し成形面にあたるセラミックシェル層13に砂かみ等の
欠陥が生じやすい。
However, there are the following problems in forming the ceramic mold 20 as described above. When the ceramic mold 20 is fired at a high temperature (secondary firing) at 600 to 1000 ° C., the water glass used as a binder for the CO 2 sand 5 in the backup mold 7 undergoes a rapid heat shrinkage change and cracks in the backup mold 7. Occurs, and thus the ceramic shell layer 13 also cracks. This is because the ceramic shell layer 13 undergoes a thermal expansion change when the secondary firing temperature of the ceramic mold 20 exceeds 650 ° C., whereas the backup mold 7 has a ceramic shell layer 13 due to a rapid thermal contraction change of water glass. This is because a pressing force is generated between the backup molds 7. As a measure against the firing cracking of the backup mold 7, the secondary firing temperature is 600 ° C. or lower, for example, 500 to 60
Although a method of performing it at 0 ° C. has been proposed, although the ceramic shell layer 13 and the backup mold 7 have little thermal change in this firing temperature range, the ceramic shell layer 13 is insufficiently hardened. When the ceramic slurry 12 is poured into the cavity 11, a part of the CO 2 sand 5 falls off from the backup mold 7 and the ceramic shell layer 13 corresponding to the molding surface is apt to have defects such as sand bite.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】以上述べた問題点を解決
するために,本発明においては,バックアップ鋳型とセ
ラミックシェル層とからなる精密鋳造用セラミック鋳型
の造型方法において,バックアップ鋳型とセラミックシ
ェル層をそれぞれ別々に分離造型し,セラミックシェル
層のみを熱処理した後前記バックアップ鋳型とセラミッ
クシェル層を組合せて鋳型を形成させるようにした。
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, in a method for producing a precision casting ceramic mold comprising a backup mold and a ceramic shell layer, the backup mold and the ceramic shell layer are used. Were separately molded, and only the ceramic shell layer was heat treated, and then the backup mold and the ceramic shell layer were combined to form a mold.

【0005】[0005]

【作用】バックアップ鋳造は従来と同様にCO砂に水
ガラスを用い造型しCOガスを流通して常温硬化させ
る。セラミックシェル層は別に造型を行ない,1次焼成
にてマイクロクレージングを発生させた後,電気炉にて
所望の温度にて2次焼成を行ない熱処理が行なわれる。
こうして造型されたバックアップ鋳型にセラミックシェ
ル層を嵌合して組合せを完了する。このため,セラミッ
ク鋳型のうちセラミックシェル層の熱処理のためにバッ
クアップ鋳型を一緒に熱処理を行なわずに済むためバッ
クアップ鋳型の割れが防止される。
In the backup casting, water glass is used to mold CO 2 sand as in the conventional case, and CO 2 gas is circulated to cure at room temperature. The ceramic shell layer is separately molded, and after microcrazing is generated by primary firing, secondary firing is performed at a desired temperature in an electric furnace to perform heat treatment.
The ceramic shell layer is fitted to the backup mold thus formed to complete the combination. As a result, the backup mold does not have to be heat-treated together with the backup mold to heat-treat the ceramic shell layer of the ceramic mold, so that the backup mold is prevented from cracking.

【0006】[0006]

【実施例】以下,実施例を用いて本発明を詳細に説明す
る。図1(a)〜図1(e)は本発明のコンポジットモ
ールド法の造型方法を示す説明図である。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples. 1 (a) to 1 (e) are explanatory views showing a molding method of the composite molding method of the present invention.

【0007】本実施例においては,セラミックシェル層
13の造型とバックアップ鋳型7の造型とを別々に行な
う。まず,セラミックシェル層13は次の順序にて造型
が行なわれる。 模型9および鋳枠15を定盤1上にセットする。な
お,鋳枠15は模型9より一回り大きいバックアップ用
模型3と相似形状を有しており,鋳枠15と模型9との
間に空隙部11を形成する。(図1(a)) 次いで,セラミックスラリ注入口10よりその空隙
部11にセラミックスラリ12を注入する。(図1
(b)) 注入したセラミックスラリ12がゲル化して固化し
たら鋳枠15および模型9を反転し模型9を抜型後,さ
らに,セラミックシェル層13を抜取る。(図1
(c)) 得られたセラミックシェル層13の表面を直ちにプ
ロパン用バーナ16で急速加熱(1次焼成)を行なって
マイクロクレージングを発生させ,その後650〜10
00℃に昇温された図示しない電気炉中で高温加熱(2
次焼成)され完全固化される。2次焼成温度について
は,鋳造金属の種類に応じて変化されるものであり,こ
のことは各鋳造金属の鋳込時の温度によってセラミック
シェル層13の熱処理温度を変えることにある。すなわ
ち,セラミックシェル層13からのガス発生による鋳造
欠陥を防ぐとともに,必要な強度を得るために,例えば
2次焼成温度を次のようにして決定する。 A1合金…鋳込温度600〜700℃ 2次焼成温度650〜750℃ 合金鋼……鋳込温度1400〜1600℃ 2次焼成温度900〜1000℃
In this embodiment, the ceramic shell layer 13 and the backup mold 7 are molded separately. First, the ceramic shell layer 13 is molded in the following order. The model 9 and the flask 15 are set on the surface plate 1. The flask 15 has a similar shape to the backup model 3 which is slightly larger than the model 9, and forms a space 11 between the frame 15 and the model 9. (FIG. 1A) Next, the ceramic slurry 12 is injected from the ceramic slurry inlet 10 into the cavity 11. (Fig. 1
(B)) When the injected ceramic slurry 12 has gelled and solidified, the casting frame 15 and the model 9 are inverted to remove the model 9, and then the ceramic shell layer 13 is extracted. (Fig. 1
(C)) The surface of the obtained ceramic shell layer 13 is immediately heated rapidly by the propane burner 16 (primary firing) to generate microcrazing, and thereafter 650 to 10
High temperature heating in an electric furnace (not shown) heated to 00 ° C (2
Next firing) and completely solidified. The secondary firing temperature varies depending on the type of cast metal, and this means that the heat treatment temperature of the ceramic shell layer 13 is changed depending on the temperature at which each cast metal is cast. That is, in order to prevent casting defects due to gas generation from the ceramic shell layer 13 and obtain necessary strength, for example, the secondary firing temperature is determined as follows. A1 alloy: Casting temperature 600 to 700 ° C Secondary firing temperature 650 to 750 ° C Alloy steel: Casting temperature 1400 to 1600 ° C Secondary firing temperature 900 to 1000 ° C

【0008】なお,本実施例に用いられたセラミックス
ラリ12の組成を下記に示す。 粘結剤……エチルシリケートの加水分解液 耐火物……耐火度,耐熱膨張性および表面転写性などか
らZr砂とZrフラワの混合物 硬化剤……10%NHHCO溶液を2〜8%添加
The composition of the ceramic slurry 12 used in this example is shown below. Binder: Hydrolysis solution of ethyl silicate Refractory: Mixture of Zr sand and Zr flower due to fire resistance, thermal expansion and surface transferability, etc. Curing agent: 10% NH 4 HCO 3 solution 2-8% Addition

【0009】前記したセラミックシェル層13の造型と
は別にバックアップ鋳型7の造型は次のように行なわれ
る。 従来同様バックアップ用模型3および鋳枠2を定盤
1上にセットし,次いでCO砂5を充填してバックア
ップ鋳型7を造型する。さらに,COガスをバックア
ップ鋳型7内に吹込みバックアップ鋳型7を常温硬化さ
せる。この後,バックアップ用模型3を抜型しバックア
ップ鋳型7を反転しセットする。(図1(d)) ここで,前記した熱処理の完了したセラミックシェ
ル層13をバックアップ鋳型7に嵌合させる。(図1
(e)) なお,本実施例に用いられたバックアップ鋳型7の組成
を下記に示す。 耐火物……耐火度とコスト面からシャモット砂を用いた 粘結剤……水ガラス4〜8%添加
Apart from the molding of the ceramic shell layer 13 described above, the molding of the backup mold 7 is performed as follows. As in the conventional case, the backup model 3 and the flask 2 are set on the surface plate 1, and then CO 2 sand 5 is filled to mold the backup mold 7. Further, CO 2 gas is blown into the backup mold 7 to cure the backup mold 7 at room temperature. After this, the backup model 3 is removed and the backup template 7 is inverted and set. (FIG. 1D) Here, the ceramic shell layer 13 that has been subjected to the heat treatment is fitted into the backup mold 7. (Fig. 1
(E)) The composition of the backup mold 7 used in this example is shown below. Refractory: From the perspective of fire resistance and cost, a binder using chamotte sand .... Adding 4-8% of water glass

【0010】[0010]

【発明の効果】以上説明したことからも明らかなよう
に,本発明においては,バックアップ鋳型とセラミック
シェル層とからなる精密鋳造用セラミック鋳型の造型方
法において,バックアップ鋳型とセラミックシェル層を
それぞれ別々に分離造型し,セラミックシェル層のみを
熱処理した後前記バックアップ鋳型とセラミックシェル
層を組合せて鋳型を形成させるようにしたことにより, セラミックシェル層の熱処理時に生じるバックアッ
プ鋳型の割れが防止できる。 鋳造金属の種類に応じてセラミックシェル層のみの
650℃以上の高温焼成が可能である。 セラミックスラリへの砂の巻込み欠陥が無くなる。 従来では,鋳造後,バックアップ鋳型とセラミック
シェル層を崩壊させて製品の取出しを行なっていたが,
本発明では,製品の取出し時にバックアップ鋳型から製
品とセラミックシェル層のみを抜出すことが可能なため
バックアップ鋳型は数回の繰返し使用が可能となる。 といった優れた効果が得られる。
As is apparent from the above description, in the present invention, in the method for producing a precision casting ceramic mold comprising a backup mold and a ceramic shell layer, the backup mold and the ceramic shell layer are separately provided. By performing separate molding and heat-treating only the ceramic shell layer, the backup mold and the ceramic shell layer are combined to form a mold, whereby cracking of the backup mold that occurs during heat treatment of the ceramic shell layer can be prevented. Depending on the type of cast metal, only the ceramic shell layer can be fired at a high temperature of 650 ° C. or higher. The defect of sand entrapment in the ceramic slurry is eliminated. Conventionally, after casting, the backup mold and the ceramic shell layer were collapsed to take out the product.
According to the present invention, since only the product and the ceramic shell layer can be extracted from the backup mold when the product is taken out, the backup mold can be repeatedly used several times. Such an excellent effect can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るセラミック鋳型の造型方法を示す
説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a ceramic mold making method according to the present invention.

【図2】従来のセラミック鋳型の造型方法を示す説明図
である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a conventional ceramic mold making method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 定盤 2,15 鋳枠 3 バックアップ用模型 5 CO砂 7 バックアップ鋳型 11 空隙部 13 セラミックシェル層 16 プロパン用バーナ 20 セラミック鋳型1 Surface Plate 2, 15 Mold 3 Backup Model 5 CO 2 Sand 7 Backup Mold 11 Void 13 Ceramic Shell Layer 16 Propane Burner 20 Ceramic Mold

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 バックアップ鋳型とセラミックシェル層
とからなる精密鋳造用セラミック鋳型の造型方法におい
て,バックアップ鋳型とセラミックシェル層をそれぞれ
別々に分離造型し,セラミックシェル層のみを熱処理し
た後前記バックアップ鋳型とセラミックシェル層を組合
せて鋳型を形成させるようにしたことを特徴とする精密
鋳造用セラミック鋳型の造型方法。
1. A method of molding a ceramic mold for precision casting comprising a backup mold and a ceramic shell layer, wherein the backup mold and the ceramic shell layer are separately molded separately, and only the ceramic shell layer is heat treated, and then the backup mold is formed. A method for producing a ceramic mold for precision casting, comprising forming a mold by combining ceramic shell layers.
JP29858691A 1991-08-30 1991-08-30 Method for molding ceramic mold for precision casting Pending JPH0557395A (en)

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