特許 7456587 鋳型及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-18

(45)【発行日】2024-03-27

(54)【発明の名称】鋳型及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B22C 9/02 20060101AFI20240319BHJP

   B22C 9/00 20060101ALI20240319BHJP

   B22C 1/10 20060101ALI20240319BHJP

   B22C 1/18 20060101ALI20240319BHJP

   B22C 1/22 20060101ALI20240319BHJP

【ＦＩ】

B22C9/02 103H

B22C9/00 A

B22C1/10 C

B22C1/10 E

B22C1/18 B

B22C1/22 M

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023135285

(22)【出願日】2023-08-23

【審査請求日】2023-08-23

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】597113871

【氏名又は名称】株式会社浅沼技研

(74)【代理人】

【識別番号】100095614

【弁理士】

【氏名又は名称】越川 隆夫

(72)【発明者】

【氏名】上久保 佳則

(72)【発明者】

【氏名】杉浦 泰夫

(72)【発明者】

【氏名】蒲澤 知英

(72)【発明者】

【氏名】高橋 正詞

【審査官】藤長 千香子

(56)【参考文献】

【文献】特開平０４－０２２５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－１６５３３８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０２２－０９３５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１６６５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－１２８１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１９３２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７６２０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】成田祐喜，（４）Ｗｅｉｂｕｌｌ分布による鋳物砂の粒度分布表示および粒度管理について，日本鉱業会誌，９９巻１１４２号，日本，1983年04月，２８６頁－２９０頁

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２２Ｃ ９／００

Ｂ２２Ｃ １／００－３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋳物形状に沿った空間部が鋳物砂内に形成され、当該空間部に溶湯を流し込んで鋳物を成形可能な鋳型であって、
前記空間部の少なくとも所定部位の外輪郭において鋳物形状に沿って金属粒子及びバインダの混錬部材から成る冷し金部が形成され、前記鋳物砂から成る鋳物砂部と前記冷し金部とを有するとともに、前記冷し金部の金属粒子は、前記鋳物砂部の鋳物砂の粒度と等しいことを特徴とする鋳型。

【請求項2】

前記冷し金部は、前記所定部位の湾曲部に沿って形成されたことを特徴とする請求項１記載の鋳型。

【請求項3】

前記冷し金部の金属粒子及び鋳物砂の粒度は、５９０μｍ以下とされたことを特徴とする請求項２記載の鋳型。

【請求項4】

前記冷し金部は、前記金属粒子が鉄から成るとともに、前記バインダが水ガラスまたはアルカリフェノールから成ることを特徴とする請求項１記載の鋳型。

【請求項5】

鋳物形状に沿った空間部が鋳物砂内に形成され、当該空間部に溶湯を流し込んで鋳物を成形可能な鋳型の製造方法であって、
型枠内に鋳物形状に倣った外輪郭を有する模型を収容する模型収容工程と、
前記型枠に収容された前記模型の少なくとも所定部位に金属粒子及びバインダの混錬部材を被せた後、突き固めることにより鋳物形状に沿って冷し金部を形成する冷し金部形成工程と、
前記冷し金部が形成された前記模型を含む型枠内に鋳物砂を充填させて鋳物砂部を形成する鋳物砂充填工程と、
前記模型及び型枠を取り除いて前記鋳物形状に沿った空間部が形成された鋳型を得る空間部形成工程と、
を有し、前記冷し金部の金属粒子は、前記鋳物砂部の鋳物砂の粒度と等しいことを特徴とする鋳型の製造方法。

【請求項6】

前記冷し金部は、前記所定部位の湾曲部に沿って形成されたことを特徴とする請求項５記載の鋳型の製造方法。

【請求項7】

前記冷し金部の金属粒子及び鋳物砂の粒度は、５９０μｍ以下とされたことを特徴とする請求項６記載の鋳型の製造方法。

【請求項8】

前記冷し金部は、前記金属粒子が鉄から成るとともに、前記バインダが水ガラスまたはアルカリフェノールから成ることを特徴とする請求項５記載の鋳型の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋳物形状に沿った空間部が鋳物砂内に形成され、当該空間部に溶湯を流し込んで鋳物を成形可能な鋳型及びその製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

鋳鉄や鉄鋼などの鉄系鋳物や銅合金やアルミニウム合金などの非鉄合金鋳物を製造するため、鋳物形状に沿った空間部が鋳物砂内に形成された鋳型（砂型）が用いられている。かかる鋳型は、鋳物砂内の空間部に溶湯を流し込み、冷却固化させることで所望形状の鋳物を得るものであり、例えば押湯に向かう指向性凝固を促すとともに肉厚部の引け巣を防止するため、ブロック状に形成された鉄製の成る冷し金を使用するものがある（例えば特許文献１参照）。

【0003】

従来の冷し金は、型枠に収容された模型の所定部位に当てた状態で設置されるものとされ、冷し金を模型の所定部位に当てた状態を維持しつつ型枠内に鋳物砂を充填した後、模型を型枠から取り除くことにより鋳型（砂型）が得られるようになっていた。このようにして得られた鋳型は、鋳物砂内に模型に沿った空間部が形成されるので、その空間部に溶湯を注ぎ込んで冷却固化させることにより鋳物が形成されるとともに、冷し金が設置された部位の冷却速度を向上させて引け巣の発生を抑制することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】実開昭５７－１６５３３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記従来の鋳型で使用される冷し金は、ブロック状に形成された鉄製部材から成るので、鋳物形状の湾曲した部位に使用した場合、その湾曲形状に沿って配設することができず、有効な冷却効果を得ることができないという不具合があった。また、鋳物形状の湾曲した部位と冷し金との間に隙間が生じてしまい、その隙間に溶湯が流れ込んで余分な駄肉が形成されることから、当該駄肉を切削加工するための後工程が必要とされた。さらに、従来の冷し金の表面には、鋳造時に発生するガスを抜くための複数の溝が形成されており、このガス抜き用の溝形状が鋳物の表面に転造されてしまうことから、後工程にて当該溝形状を切削加工する必要もあった。

【0006】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、鋳物形状に沿って冷し金部を形成することができ、有効な冷却効果を得ることができるとともに、冷し金に起因する不要な駄肉や形状の生成を回避して後工程を簡素化することができる鋳型及びその製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１記載の発明は、鋳物形状に沿った空間部が鋳物砂内に形成され、当該空間部に溶湯を流し込んで鋳物を成形可能な鋳型であって、前記空間部の少なくとも所定部位の外輪郭において鋳物形状に沿って金属粒子及びバインダの混錬部材から成る冷し金部が形成され、前記鋳物砂から成る鋳物砂部と前記冷し金部とを有するとともに、前記冷し金部の金属粒子は、前記鋳物砂部の鋳物砂の粒度と等しいことを特徴とする。

【0008】

請求項２記載の発明は、請求項１記載の鋳型において、前記冷し金部は、前記所定部位の湾曲部に沿って形成されたことを特徴とする。

【0009】

請求項３記載の発明は、請求項２記載の鋳型において、前記冷し金部の金属粒子及び鋳物砂の粒度は、５９０μｍ以下とされたことを特徴とする。

【0010】

請求項４記載の発明は、請求項１記載の鋳型において、前記冷し金部は、前記金属粒子が鉄から成るとともに、前記バインダが水ガラスまたはアルカリフェノールから成ることを特徴とする。

【0011】

請求項５記載の発明は、鋳物形状に沿った空間部が鋳物砂内に形成され、当該空間部に溶湯を流し込んで鋳物を成形可能な鋳型の製造方法であって、型枠内に鋳物形状に倣った外輪郭を有する模型を収容する模型収容工程と、前記型枠に収容された前記模型の少なくとも所定部位に金属粒子及びバインダの混錬部材を被せた後、突き固めることにより鋳物形状に沿って冷し金部を形成する冷し金部形成工程と、前記冷し金部が形成された前記模型を含む型枠内に鋳物砂を充填させて鋳物砂部を形成する鋳物砂充填工程と、前記模型及び型枠を取り除いて前記鋳物形状に沿った空間部が形成された鋳型を得る空間部形成工程とを有し、前記冷し金部の金属粒子は、前記鋳物砂部の鋳物砂の粒度と等しいことを特徴とする。

【0012】

請求項６記載の発明は、請求項５記載の鋳型の製造方法において、前記冷し金部は、前記所定部位の湾曲部に沿って形成されたことを特徴とする。

【0013】

請求項７記載の発明は、請求項６記載の鋳型の製造方法において、前記冷し金部の金属粒子及び鋳物砂の粒度は、５９０μｍ以下とされたことを特徴とする。

【0014】

請求項８記載の発明は、請求項５記載の鋳型の製造方法において、前記冷し金部は、前記金属粒子が鉄から成るとともに、前記バインダが水ガラスまたはアルカリフェノールから成ることを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、金属粒子及びバインダの混錬部材から成る冷し金部が形成されたので、鋳物形状に沿って冷し金部を形成することができ、有効な冷却効果を得ることができるとともに、冷し金に起因する不要な駄肉や形状の生成を回避して後工程を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係る鋳型の製造方法を示すフローチャート

【図2】同鋳型を製造するために使用される型枠及び模型を示す平面図

【図3】図２におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図

【図4】図２におけるＩＶ－ＩＶ線断面図

【図5】同鋳型を製造するために使用される型枠内の模型に冷し金部を形成した状態を示す平面図

【図6】図５におけるＶＩ－ＶＩ線断面図

【図7】図５におけるＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図

【図8】同鋳型を製造するために使用される型枠（上型用型枠）内に鋳物砂を充填させた状態を示す断面図

【図9】同鋳型を製造するために使用される型枠（下型用型枠）内に鋳物砂を充填させた状態を示す断面図

【図10】上型用型枠、下型用型枠、模型を取り除いて得られた上型及び下型を示す平面図

【図11】上型及び下型を合致させて成る鋳型を示す平面図及び正面図

【図12】図１１におけるＸＩＩ－ＸＩＩ線断面図

【図13】図１１におけるＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線断面図

【図14】同鋳型により得られた鋳物を示す正面図及び側面図

【図15】比較のための鋳型（冷し金部を有さない鋳型）により得られた鋳物の組織を示す顕微鏡写真

【図16】本発明の鋳型により得られた組成（冷し金部で生成された部位の組成）を示す顕微鏡写真

【図17】実験により得られた比較例１、２及び実施例１、２の機械的性質を示す表

【図18】実験により得られた比較例１、２及び実施例１、２の機械的性質（平均）を示す表

【図19】実験により得られた比較例１、２及び実施例１、２の機械的性質（引張強さ）を示すグラフ

【図20】実験により得られた比較例１、２及び実施例１、２の機械的性質（伸び）を示すグラフ

【図21】実験で使用された比較例１、２としての鋳物砂の詳細を示す表

【図22】実験で使用された実施例１、２としての金属粒子（鉄粒）の詳細を示す表

【図23】実験で使用された比較例１、２及び実施例１、２の粒度分布を示すグラフ

【図24】実験で使用された比較例１及び実施例２、３の冷却時間を示すグラフ

【図25】実験で使用された比較例１及び実施例３の鋳型により得られた鋳物の鋳肌を示す写真

【図26】実験で使用された比較例１及び実施例２、３の冷却時間を示すグラフ

【図27】実験で使用された比較例１及び実施例２、３の機械的性質を示す表

【図28】実験により得られた比較例１及び実施例２、３の機械的性質（引張強さ）を示すグラフ

【図29】実験により得られた比較例１及び実施例２、３の機械的性質（伸び）を示すグラフ

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る鋳型は、鋳物形状に沿った空間部が鋳物砂内に形成され、当該空間部に溶湯を流し込んで鋳物を成形可能な砂型から成り、図１１～１３に示すように、上型１及び下型２と、上型１及び下型２のそれぞれに形成された冷し金部３及び鋳物砂部４と、上型１及び下型２を合致して形成される空間部５と、湯口６及び湯道７、８とを有して構成されている。

【0018】

鋳物Ｗは、鋳型により成形される製品または部品から成り、本実施形態においては、図１４に示すように、引張強度及び伸びを試験するためのワーク（引張試験装置にセット可能なワーク）から成る。空間部５は、鋳物形状（鋳物Ｗの外周形状）に沿った外輪郭形状の空間から成り、図１１に示すように、上型１及び下型２を合致することにより、鋳物砂部４及び冷し金部３の内部に形成されている。

【0019】

具体的には、空間部５は、鋳物砂及び金属粒子を模型（Ｍａ～Ｍｄ）の外周面に突き固めることにより得られた空間から成り、所望の溶融金属から成る溶湯が流し込まれた後、冷却固化することにより鋳物Ｗを得ることができるようになっている。鋳物砂部４は、鋳型（上型用型枠Ｋ１及び下型用型枠Ｋ２）内に鋳物砂を充填することにより形成されており、本実施形態においては、空間部５に加えて湯口６及び湯道７、８が形成されている。

【0020】

ここで、冷し金部３は、金属粒子及びバインダの混錬部材から成るもので、本実施形態においては、金属粒子として微小径の鉄粒（鉄製の球状部材）が用いられている。かかる冷し金部３は、空間部５の所定部位（湾曲部や複雑な形状部）の外輪郭に沿って形成されており、鋳造時、鋳物Ｗ（鋳造品）の所定部位において冷却速度が不均一になって巣が発生することを防止する冷し金として機能するものである。

【0021】

また、本実施形態に係る冷し金部３の金属粒子は、鋳物砂部４の鋳物砂の粒度と略等しいものとされており、例えば冷し金部３の金属粒子及び鋳物砂部４の鋳物砂の粒度は、５９０μｍ以下とされている。さらに、冷し金部３は、鉄から成る金属粒子に加えて水ガラスまたはアルカリフェノールから成るバインダが混錬された混錬部材を模型（Ｍ１、Ｍ２）の所定位置に突き固めることにより成形されるようになっている。

【0022】

次に、本実施形態に係る鋳型の製造方法について、図１のフローチャートに基づいて説明する。
まず、型枠内に鋳物形状に倣った外輪郭を有する模型を収容する模型収容工程Ｓ１が行われる。かかる模型収容工程Ｓ１は、図２～４に示すように、上型用型枠Ｋ１内に鋳物Ｗの上半分の外周形状に倣った半割模型Ｍａ、Ｍｂが形成された模型Ｍ１を収容するとともに、下型用型枠Ｋ２内に鋳物Ｗの下半分の外周形状に倣った半割模型Ｍｃ、Ｍｄが形成された模型Ｍ２を収容する。なお、上型用型枠Ｋ１には、模型Ｍ１、Ｍ２に加えて、湯口形状部材Ｎａ、及び湯道形状部材Ｎｃ、Ｎｄが収容されるとともに、下型用型枠Ｋ２には、模型Ｍｃ、Ｍｄに加えて、湯道形状部材Ｎｂが収容されている。

【0023】

その後、冷し金部３を形成する冷し金部形成工程Ｓ２が行われる。かかる冷し金部形成工程Ｓ２は、図５～７に示すように、上型用型枠Ｋ１及び下型用型枠Ｋ２にそれぞれ収容された模型Ｍの半割模型（Ｍａ～Ｍｄ）の少なくとも所定部位（本実施形態においては、半割模型Ｍａ～Ｍｄにおける湾曲部を含む中央部位）に金属粒子及びバインダの混錬部材をそれぞれ被せた後、突き固めることにより冷し金部３が形成される。冷し金部３を構成する金属粒子は、既述の如く微小径の鉄粒（鉄製の粒状部材）から成り、鋳物砂部４の鋳物砂の粒度（５９０μｍ以下）と略等しいものとされるとともに、バインダは、水ガラスまたはアルカリフェノールから成るものとされている。

【0024】

続いて、鋳物砂部４を形成する鋳物砂充填工程Ｓ３が行われる。かかる鋳物砂充填工程Ｓ３は、図８、９に示すように、冷し金部３が形成された模型（Ｍ１、Ｍ２）を含む型枠（上型用型枠Ｋ１及び下型用型枠Ｋ２）内に鋳物砂を充填させる工程である。そして、鋳物砂充填工程Ｓ３の後、空間部形成工程Ｓ４にて上型用型枠Ｋ１及び模型Ｍ１と、下型用型枠Ｋ２及び模型Ｍ２とをそれぞれ取り除くことにより鋳物形状に沿った空間部５を形成することができる。

【0025】

また、空間部形成工程Ｓ４において、湯口形状部材Ｎａを取り除くことにより湯口６が形成されるとともに、湯道形状部材Ｎｂ～Ｎｄを取り除くことにより湯道７、８が形成されることとなる。このように、模型収容工程Ｓ１、冷し金部形成工程Ｓ２、鋳物砂充填工程Ｓ３及び空間部形成工程Ｓ４を経ることにより、上型１及び下型２を得ることができ、これら上型１及び下型２を図１１に示す如く合致させることにより、空間部５を内在させた鋳型を得ることができる。

【0026】

このようにして得られた鋳型における空間部５は、湯口６及び湯道７、８と連通して形成されており、湯口６から溶湯を供給すると、その供給された溶湯が湯道７を介して空間部５に至り、さらに湯道７に流し込まれるようになっている。そして、空間部５に流し込まれた溶湯が冷却固化した後、上型１及び下型２を壊すことにより、鋳物Ｗ（図１４参照）を得ることができる。なお、鋳造過程において湯道７に流れ込んだ溶湯は、空間部５内の溶湯が冷却固化する際の押湯として機能することとなる。

【0027】

本実施形態に係る鋳型によれば、金属粒子及びバインダの混錬部材から成る冷し金部３が形成されたので、鋳物形状に沿って冷し金部３を形成することができ、有効な冷却効果を得ることができるとともに、従来の冷し金に起因する不要な駄肉や形状の生成を回避して後工程を簡素化することができる。また、冷し金部３の金属粒子は、鋳物砂の粒度と略等しいので、従来の鋳物砂のみで成形された鋳型（砂型）と同様の機能を発揮することができ、鋳造時に発生したガスを円滑に排出させることができる。

【0028】

さらに、冷し金部３の金属粒子及び鋳物砂の粒度は、５９０μｍ以下とされることにより、より良好に鋳物形状に沿って冷し金部３を形成することができる。またさらに、冷し金部３は、金属粒子が鉄から成るとともに、バインダが水ガラスまたはアルカリフェノールから成るので、得られた鋳物の表面をより平滑な状態とすることができる。なお、冷し金部３の金属粒子及び鋳物砂の粒度は、５９０μｍ以上であってもよく、バインダを他の材質のものとしてもよい。

【0029】

次に、本実施形態に係る鋳型の技術的優位性を実証するための実験結果について説明する。なお、実験では同一の溶湯を流し込んで同一形状の鋳物Ｗ（図１４参照）を成形した。
比較例として、アルミナ系人口砂（新砂）にアルカリフェノールをバインダとして含有した鋳物砂を成形して成る鋳型を比較例１、アルミナ系人口砂（再生砂）にアルカリフェノールをバインダとして含有した鋳物砂を成形して成る鋳型を比較例２としてそれぞれ用意した。より具体的には、比較例１、２は、図２１に示すような粒度指数（ＡＦＳ：American Foundry Society）及び図２３に示すような粒度分布の鋳物砂とされている。

【0030】

実施例として、鉄粒（ＡＦＳ：７３）に水ガラスをバインダとして含有した金属粒子を成形して成る鋳型を実施例１、鉄粒（ＡＦＳ：１３２）に水ガラスをバインダとして含有した金属粒子を成形して成る鋳型を実施例２としてそれぞれ用意した。より具体的には、実施例１、２は、図２２に示すような粒度指数（ＡＦＳ：American Foundry Society）及び図２３に示すような粒度分布の金属粒子とされている。

【0031】

なお、本発明は、空間部５の少なくとも所定部位の外輪郭に沿って金属粒子及びバインダの混錬部材から成る冷し金部３が形成されたものであるが、本発明の冷し金部３の効果を明確にするため、実験で使用される実施例の鋳型はすべて金属粒子及びバインダの混錬部材から成るもの（鋳物砂を充填しないもの）とされている。

【0032】

しかるに、図２３で示されているように、実施例１、２の粒度分布は、比較例１、２のようにピークを有しており、全体的に類似したグラフとなっている。したがって、実施例１、２の金属粒子（鉄粒）は、比較例１、２の鋳物砂と同様の成形性を有しており、実用性があることが分かる。また、実施例１、２の金属粒子（鉄粒）は、比較例１、２の鋳物砂と同様の粒度分布とされているため、鋳造時の鋳肌が鋳物砂を用いた場合と同様に良好とされており、後工程の別個の整形は不要とされる。

【0033】

そして、比較例１の鋳型で成形したアルミ製の鋳物Ｗの顕微鏡写真を図１５に示すとともに、実施例２の鋳型で成形したアルミ製の鋳物Ｗの顕微鏡写真を図１６に示すことにより、互いの組織（ミクロ組織）を比較すると、実施例２の鋳物Ｗの方が比較例１の鋳物Ｗよりも白い部分（初晶α－Ａｌ）が小さい（すなわち、ＤＡＳ（デンドライトスペーシング）と称される指標が小さい）ことが分かる。その結果、実施例２の鋳物Ｗの方が比較例１の鋳物Ｗよりも機械的性質（引張強さ及び伸び）に優れていることが分かる。

【0034】

また、比較例１の顕微鏡写真（図１５参照）で観察される黒い部分は、ミクロシュリンケージ（微小引け巣）と称される欠陥であり、これは実施例２の顕微鏡写真ではほとんど観察されない。その結果、実施例２の鋳型で得られた鋳物Ｗの方が比較例１の鋳型で得られた鋳物Ｗよりも引け巣が生じる可能性が小さく、冷し金効果が発揮されていることが分かる。

【0035】

次に、比較例１、２の鋳型で成形したアルミ製の鋳物Ｗと、実施例１、２の鋳型で成形したアルミ製の鋳物Ｗとを引張試験装置にセットして機械的性質（引張強さ及び伸び）について比較したところ、図１７、１８の表、及び図１９、２０のグラフで示されるように、引っ張り強さ及び伸びの何れも実施例１、２の鋳物Ｗの方が比較例１、２の鋳物Ｗよりも優れていることが分かる。

【0036】

さらに、実施例として、鉄粒（ＡＦＳ：１３２）にアルカリフェノールをバインダとして含有した金属粒子を成形して成る鋳型を実施例３として用意した。より具体的には、実施例３は、実施例２と同様、図２２に示すような粒度指数（ＡＦＳ：American Foundry Society）及び図２３に示すような粒度分布の金属粒子を使用しつつ、バインダを水ガラスからアルカリフェノールに変更したもの（すなわち、実施例２に対してバインダのみ変更したもの）とされている。

【0037】

そして、比較例１の鋳型（α１、α２の２つの試料を用意した。以下同じ。）、実施例２の鋳型（β１、β２）及び実施例３の鋳型（γ１、γ２）のそれぞれの空間部に熱電対を設置し、６９０℃のＪＩＳアルミニウム合金ＡＣ２Ｂを各空間部に流し込んで鋳物Ｗの成形過程の温度変化を測定したところ、図２４で示すように、実施例３の鋳型（γ１、γ２）の冷却速度が最も高く、続いて実施例２の鋳型（β１、β２）の冷却速度が高いことが分かった。

【0038】

さらに、比較例１の鋳型（α１、α２）、実施例２の鋳型（β１、β２）及び実施例３の鋳型（γ１、γ２）の冷却速度（５８５～５６５℃）と冷却時間（最高到達温度～５５０℃）を測定して比較したところ、図２６に示すように、実施例２の鋳型（β１、β２）及び実施例３の鋳型（γ１、γ２）の方が比較例１の鋳型（α１、α２）より冷却速度が高く、冷却時間が短いことが分かる。したがって、実施例３の鋳型（γ１、γ２）及び実施例２の鋳型（β１、β２）は、比較例１の鋳型（α１、α２）より冷却速度が高く、冷し金効果を発揮し得ることが分かる。

【0039】

加えて、比較例１の鋳型（α１、α２）で得られた鋳物Ｗの表面と、実施例３の鋳型（γ１、γ２）で得られた鋳物Ｗの表面とを比較したところ、図２５に示すように、実施例３の鋳型（γ１、γ２）で得られた鋳物Ｗの表面の方が比較例１の鋳型（α１、α２）で得られた鋳物Ｗの表面より平滑であることが分かる。したがって、実施例３の鋳型（γ１、γ２）で得られた鋳物Ｗは、その鋳肌が細かく、後工程で研磨等が不要または少ない研磨で済むことが分かる。

【0040】

次に、比較例１の鋳型で成形したアルミ製の鋳物Ｗと、実施例２、３の鋳型で成形したアルミ製の鋳物Ｗとを引張試験装置にセットして機械的性質（引張強さ及び伸び）について比較したところ、図２７の表、及び図２８、２９のグラフで示されるように、引っ張り強さ及び伸びの何れも実施例２、３の鋳物Ｗの方が比較例１の鋳物Ｗよりも優れていることが分かる。

【0041】

以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、冷し金部３を構成する金属粒子として鉄に代えて他の金属を用いてもよく、他のバインダを用いるようにしてもよい。すなわち、本実施形態においては、無機系のバインダである水ガラスや有機系のバインダであるアルカリフェノールを用いた自硬性鋳型が適用されているが、無機系の他のバインダや有機系の他のバインダを用いてもよい。また、本実施形態で適用された無機系ＣＯ_２型のガス硬化性鋳型の他、粘土系鋳型、熱硬化性鋳型等、他の形態の砂型に適用するようにしてもよい。

【0042】

また、本実施形態においては、冷し金部３の金属粒子の粒度が鋳物砂部４の鋳物砂の粒度と略等しくされているが、冷し金部３の金属粒子の粒度の方が鋳物砂部４の鋳物砂の粒度より大きいまたは小さいものであってもよい。さらに、本実施形態においては、冷し金部３の金属粒子及び鋳物砂の粒度は、５９０μｍ以下とされているが、他の粒度の金属粒子及び鋳物砂を用いるようにしてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0043】

本発明と同様の趣旨であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。

【符号の説明】

【0044】

１ 上型（鋳型）
２ 下型（鋳型）
３ 冷し金部
４ 鋳物砂部
５ 空間部
６ 湯口
７、８ 湯道
Ｍ１、Ｍ２ 模型
Ｍａ～Ｍｄ 半割模型（鋳物形状）
Ｎａ 湯口形状部材
Ｎｂ～Ｎｄ 湯道形状部材
Ｋ１ 上型用型枠
Ｋ２ 下型用型枠
Ｗ 鋳物

【要約】

【課題】鋳物形状に沿って冷し金部を形成することができ、有効な冷却効果を得ることができるとともに、冷し金に起因する不要な駄肉や形状の生成を回避して後工程を簡素化することができる鋳型及びその製造方法を提供する。
【解決手段】鋳物形状に沿った空間部５が鋳物砂内に形成され、当該空間部５に溶湯を流し込んで鋳物Ｗを成形可能な鋳型の製造方法であって、型枠内に鋳物形状に倣った外輪郭を有する模型を収容する模型収容工程Ｓ１と、型枠に収容された模型の少なくとも所定部位に金属粒子及びバインダの混錬部材を被せた後、突き固めて冷し金部３を形成する冷し金部形成工程Ｓ２と、冷し金部３が形成された模型を含む型枠内に鋳物砂を充填させる鋳物砂充填工程Ｓ３と、模型及び型枠を取り除いて鋳物形状に沿った空間部５が形成された鋳型を得る空間部形成工程Ｓ４とを有する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

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【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

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【図28】

【図29】