金属铸造用铸型的造型方法和铸型的制作方法
金属铸造用铸型的造型方法和铸型的制作方法
【专利摘要】本发明的金属铸造用铸型的造型方法包括以下工序：利用纸浆模制品覆盖支承模的工序；在纸浆模制品的上部设置具有减压部件的铸型框的工序；向铸型框内填充耐热颗粒的工序；为了将铸型框内密封而在铸型框的上表面设置密封构件的工序；利用减压部件对铸型框内进行减压而形成包括铸型框、耐热颗粒、纸浆模制品以及密封构件在内的铸型的工序；以及使纸浆模制品与支承模分离的工序。另外，还公开了利用该金属铸造用铸型的造型方法进行造型而成的金属铸造用铸型。
【专利说明】金属铸造用铸型的造型方法和铸型
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属铸造用铸型的造型方法和金属铸造用铸型。
【背景技术】
[0002]以往，如专利文献I所记载的那样，公知有一种V工艺铸造法，在该V工艺铸造法中，使合成树脂膜紧密结合于原型构件的成形面，向该合成树脂膜的外侧填充干砂，通过使该干砂为负压而使合成树脂膜吸附于干砂侧，从而使原型构件脱模而形成型腔，并向该型腔内进行浇注。在该V工艺铸造法中，由于通过对铸型内进行减压来保持铸型，因此，不需要使用用于使砂固化的粘合剂，所以不需要型砂的混砂设备，另外，还具有在铸造时基本上不产生臭气且易于取出铸造后的产品这样的优点。
[0003]专利文献1:日本特公昭50 - 8409号公报
[0004]但是，在上述专利文献I的V工艺铸造法中，为了防止型砂粘附在熔融金属上而需要实施涂模处理(日语:塗型)，并且还需要使涂敷后的涂模剂(日文:塗型剤)干燥。
【发明内容】
[0005]本发明是为了解决上述问题点而做成的，其目的在于提供不需要涂模作业和涂模干燥作业就能够铸造型砂不会粘附在铸件表面上的良好的铸件的金属铸造用铸型的造型方法和铸型。
[0006]为了实现上述目的，本发明的第I技术方案提供一种金属铸造用铸型的造型方法，其特征在于，该造型方法包括以下工序:利用纸浆模制品覆盖支承模的工序；在纸浆模制品的上部设置具有减压部件的铸型框的工序；向铸型框内填充耐热颗粒的工序；为了将铸型框内密封而在铸型框的上表面设置密封构件的工序；利用减压部件对铸型框内进行减压而形成包括铸型框、耐热颗粒、纸浆模制品以及密封构件在内的铸型的工序；以及使纸浆模制品与上述支承模分离的工序。
[0007]在如此构成的本技术方案中，由于利用纸浆模制品覆盖着支承模，因此，在铸造时，纸浆模制品在熔融金属的热量的作用下发生炭化而发挥涂模的作用，由此，能够防止型砂粘附在铸件表面上。其结果，采用本发明，不必施加涂模处理，也不需要涂模工序和涂模的干燥工序、与涂模工序和涂模的干燥工序相关的设备。
[0008]另外，由于利用密封构件密封铸型框的上表面并对填充有耐热颗粒的铸型框内进行减压，因此使包括铸型框、耐热颗粒、纸浆模制品以及密封构件在内的铸型一体化，由此使铸型的强度变大，因此，能够利用由天然纤成形而成的纸浆模制品来对铸型进行造型。另夕卜，由于使用纸浆模制品而没有使用合成树脂膜，因此没有因合成树脂膜的燃烧而产生的气体，能够防止因产生该气体而对铸件表面造成的缺陷。
[0009]并且，由于纸浆模制品没有如合成树脂膜那样将石油作为原料，因此还有助于减轻环境负担。
[0010]本发明的第2技术方案提供一种金属铸造用铸型，其特征在于，该金属铸造用铸型包括:纸浆模制品，其覆盖支承模；铸型框，其设置在该纸浆模制品的上部，并具有减压部件；耐热颗粒，其被填充到铸型框内；以及密封构件，其设于铸型框的上表面，用于将铸型框内密封，该金属铸造用铸型利用减压部件对铸型框内进行减压，形成包括上述铸型框、耐热颗粒、纸浆模制品以及密封构件在内的铸型，而且，纸浆模制品与支承模分离。
[0011]在如此构成的本技术方案中，也能够发挥与上述第I技术方案相同的优异的作用效果。
[0012]在本发明的第2技术方案中，优选纸浆模制品由天然纤维形成。
[0013]在本发明的第2技术方案中,优选纸衆模制品具有0.1mm?2.0mm的厚度。
[0014]在本发明的第2技术方案中，优选纸浆模制品通过抄纸法成形。
[0015]在本发明的第2技术方案中，优选纸浆模制品通过冲压加工法(日文:Y > 7加圧工法)成形。
[0016]本发明的第3技术方案提供一种金属铸造用铸型的造型方法，其特征在于，该造型方法包括以下工序:利用在表面设有金属网的抄纸模来成形纸浆模制品的工序；在纸浆模制品的上部设置具有减压部件的铸型框的工序；向铸型框内填充耐热颗粒的工序；为了将铸型框内密封而在铸型框的背面设置密封构件的工序；利用减压部件对铸型框内进行减压而形成包括铸型框、耐热颗粒、纸浆模制品以及密封构件在内的铸型的工序；以及使纸浆模制品与抄纸模分离的工序。
[0017]本发明的第4技术方案提供一种金属铸造用铸型的造型方法，其特征在于，该造型方法包括以下工序:利用在表面设有金属网的抄纸模来成形纸浆模制品的工序；将纸浆模制品转移到支承模上的工序；在纸浆模制品的上部设置具有减压部件的铸型框的工序；向铸型框内填充耐热颗粒的工序；为了将铸型框内密封而在铸型框的背面设置密封构件的工序；利用减压部件对铸型框内进行减压而形成包括铸型框、耐热颗粒、纸浆模制品以及密封构件在内的铸型的工序；以及使纸浆模制品与上述支承模分离的工序。
[0018]本发明的第5技术方案提供一种金属铸造用铸型的造型方法，其特征在于，该造型方法包括以下工序:利用在分割成多个部分的成形表面设有金属网的组合抄纸模来成形在至少I处开口且具有型芯形状的纸浆模制品；自开口向纸浆模制品的内部插入减压部件并填充耐热颗粒的工序；为了不使纸浆模制品的内部的耐热颗粒排出而密封纸浆模制品的开口的工序；利用减压部件对纸浆模制品的内部进行减压而形成包括耐热颗粒和纸浆模制品在内的型芯形状的铸型的工序；以及使以纸浆模制品为表面的型芯模与抄纸模分离的工序。
[0019]在本发明的第3技术方案和第4技术方案中，优选的是，在执行向铸型框内填充耐热颗粒的工序之后，进一步执行自抄纸模的背面或支承模的背面进行吸引的工序、或执行自铸型框的背面吹入加压空气的工序或者执行自抄纸模的背面或支承模的背面进行吸引且自铸型框的背面吹入加压空气的工序。
[0020]在本发明的第5技术方案中，优选的是，在执行向纸浆模制品的内部填充耐热颗粒的工序之后，进一步执行自抄纸|旲的背面进行吸引的工序、或进一步执行自纸楽旲制品的开口吹入加压空气的工序或者进一步执行自抄纸模的背面进行吸引且自纸浆模制品的开口吹入加压空气的工序。
[0021]在本发明的第3技术方案?第5技术方案中，优选还具有加热耐热颗粒的工序。[0022]在本发明的第3技术方案?第5技术方案中，优选在加热耐热颗粒的工序中的耐热颗粒的加热温度为50°C?200°C。
[0023]在本发明的第3技术方案?第5技术方案中,优选纸衆模制品具有0.1mm?2.0_
的厚度。
[0024]在本发明的第3技术方案?第5技术方案中,优选在向铸型框内或具有型芯形状的纸浆模制品的内部填充耐热颗粒的工序中具有以振动的方式填充耐热颗粒的工序。
[0025]本发明的第6技术方案提供一种金属铸造用铸型，其是利用本发明的第3技术方案?第5技术方案的铸型造型方法进行造型而成的，其特征在于，该金属铸造用铸型的与金属相接触的产品铸型面是由纸浆模制品成形的三维面，上述纸浆模制品的背后由耐热颗粒支承并被保持在减压状态。
[0026]采用本发明的金属铸造用铸型的造型方法和铸型，不需要涂模作业和涂模干燥作业就能够铸造型砂不会粘附在铸件表面上的良好的铸件。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是表示本发明的第I实施方式的金属铸造用铸型的造型方法的工序图。
[0028]图2是表示本发明的第I实施方式的、铸型的合模后的浇注前的构造的剖视图。
[0029]图3是表示本发明的第2实施方式的金属铸造用铸型的造型方法的工序图。
[0030]图4是表示本发明的第2实施方式和第3实施方式的金属铸造用铸型的造型方法的变形例的工序图。
[0031]图5是表示本发明的第3实施方式的金属铸造用铸型的造型方法的工序图。
[0032]图6是表示本发明的第4实施方式的金属铸造用铸型的造型方法的工序图。
[0033]图7是表示本发明的第4实施方式的金属铸造用铸型的造型方法的变形例的工序图。
[0034]图8是表示利用本发明的第2实施方式?第4实施方式的金属铸造用铸型的造型方法所造型成的铸型的俯视图。
[0035]图9是沿着图8的A — A线看时的剖视图。
[0036]图10是沿着图8的B— B线看时的剖视图。
【具体实施方式】
[0037]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的金属铸造用铸型的造型方法和铸型。
[0038]首先，根据图1和图2说明本发明的第I实施方式的金属铸造用铸型的造型方法和铸型。
[0039]如图1的(A)所示，准备支承台1、纸浆模制品(遮蔽构件)2，铸型框4，接下来，利用纸浆模制品2覆盖支承模I的凹凸面。
[0040]此处，支承模I是在上表面具有与型腔的形状相匹配的凹凸面且使纸浆模制品2覆盖在凹凸面上而支承纸浆模制品2的台。铸型框4是在上表面(背面)4a和下表面4b均开口的框体。该铸型框4包括用于对铸型框4内进行减压的减压机构6。
[0041]纸浆模制品2是用于遮蔽铸型框4的合模面(下表面4b)侧的开口的构件。该纸浆模制品2形成有合模面和型腔面并至少形成在用于覆盖支承模I的凹凸面的部分。此外，型腔14是将上铸型12a和下铸型12b合模而形成的铸型12内的空间，通过向该空间内浇注熔融金属来铸造铸件(参照图2)。
[0042]接下来，如图1的(B)所示，在纸浆模制品2的上部设置铸型框4。接着，如图1的(C)所示，向由纸浆模制品2和铸型框4划分出的空间即在铸型框4内填充耐热颗粒8。此夕卜，优选在向铸型框4内填充耐热颗粒8时使铸型框4振动以提高铸型框4内的耐热颗粒8的填充密度。在完成耐热颗粒8的填充之后，在铸型框4的上表面设置密封构件10，利用该密封构件10来将铸型框4内密封。
[0043]之后，利用减压机构6对铸型框4内进行减压。通过对铸型框4内进行减压来使纸浆模制品2吸附于耐热颗粒8侧，从而形成由铸型框4、耐热颗粒8、纸浆模制品2以及密封构件10 —体化而成的铸型。
[0044]此处，减压机构6包括设于铸型框4内的由不会使后述的耐热颗粒8通过的孔眼较细的网制成的多根管6a和与上述多根管6a的两端相连通的、形成在铸型框4内的吸引室6b和吸引口 6c。此外，该吸引口 6c与设于外部的吸引装置(未图示)相连接，利用管6a对铸型框4内进行吸引(减压)。
[0045]接着，如图1的(D)所示，在保持对铸型框4内进行了减压的情况下，使纸浆模制品2与支承台I分离。利用减压机构6持续对铸型框4内进行减压。
[0046]图2示出了将利用图1所示的工序造型成的上铸型12和下铸型12b合模而成的铸型12。
[0047]此处，纸浆模制品2是通过抄纸法或冲压加工法而预先成形的制品。该抄纸法是利用粘贴在模具上的金属网将溶解于水而成的液状原料抄起并使其干燥而制得期望形状的纸浆模制品的方法。另外，冲压加工法是对平面状的纸进行冲压而制得期望形状的纸浆模制品的方法。在利用抄纸法时，具有能够制得复杂形状的纸浆模制品这样的优点。另一方面，在利用冲压加工法时，虽然制得的形状简单，但具有能够进行廉价制造这样的优点。
[0048]作为应用于纸浆模制品2的原料，其是以纸浆为代表的木浆，除此以外，能够使用棉浆、棉绒浆(linter pulp)、竹子、稻草等其它非木浆等天然纤维浆。上述纸浆模制品的原料既可以是原浆(virgin pulp)，也可以是再生纸浆或原浆和再生纸浆的混合浆。从环境和制造费用方面考虑，优选为废纸浆。另外，虽然从环境和资源方面考虑并不是优选的，但作为非天然纤维，还能够使用合成树脂纤维等。
[0049]另外，纸衆模制品2以0.1mm?2.0mm的厚度成形。若厚度薄于0.1mm,则会使纸浆模制品的强度降低，从而在支承模I上设置纸浆模制品2时会产生破损、褶皱等问题。另一方面，若厚度厚于2.0mm，则在铸件生产中不会存在较大的问题，但由于在铸造时纸浆模制品在熔融金属的热量的作用下炭化、减容以及薄膜化，因此，会产生铸件的尺寸与纸浆模制品的厚度相应地变大等不良情况。
[0050]并且，所使用的纸浆模制品2的浆纤维的平均长度为0.3mm?4.0mm。若短于
0.3_，则会使纸浆模制品的强度降低，若长于4.0_，则容易产生造纸不均。
[0051]作为应用于本实施方式的铸型的纸浆模制品，从处理难易程度、透气性、铸件的脱砂的良好程度等方面考虑，优选浆纤维的平均长度为2mm左右，厚度为1mm。
[0052]如以上说明那样，根据本发明的第I实施方式的金属铸造用铸型的造型方法和铸型，由于在型腔面使用纸浆模制品，因此，在铸造时，纸浆模制品因熔融金属的热量发生炭化而发挥涂模的作用，由此，能够防止型砂粘附在铸件表面上。其结果，不必施加涂模处理，因此，也不需要涂模工序和涂模的干燥工序、与涂模工序和涂模的干燥工序相关的设备。
[0053]另外，由于利用纸浆模制品(遮蔽构件)和密封构件将铸型框的上表面和下表面的各个开口部密闭并对填充有耐热颗粒的铸型框内进行减压，因此，铸型的强度变大，由此能够利用由天然纤维成形而成的纸浆模制品来对铸型进行造型。另外，由于没有如V工艺铸造法那样将合成树脂膜用作遮蔽构件，因此不会因合成树脂膜的燃烧而产生气体，能够防止因产生该气体而对铸件表面造成缺陷。并且，由于本实施方式的使用了天然纤维的纸浆模制品没有如合成树脂膜那样将石油作为原料，因此还有助于减轻环境负担。
[0054]并且，作为向铸型框内填充的耐热颗粒，由于使用不含有粘合剂的砂等，因此，既不会产生臭气、有害气体，也不需要排气处理装置等附属设备。并且，由于没有在砂等耐热颗粒中添加粘合剂，因此，也无需利用混砂机等进行处理，因此发挥削减工序、削减装置、以及削减管理等较大的效果。另外，在拆开铸型时，由于能够在解除铸型框内的减压而使铸型框内成为常压的情况下进行分型，因此，无需为了分型而施加振动、敲击等，从而扬尘也较少，由此还能够减少集尘装置等附属设备。
[0055]接下来，根据图3说明本发明的第2实施方式的金属铸造用铸型的造型方法和铸型。
[0056]首先，如图3的(A)所示，首先为了得到期望的铸件，通过使用了在表面设有金属网的抄纸模20的抄纸法来进行成形为三维形状的纸浆模制品22的成形。接下来，如图3的(B)所示，在纸浆模制品22的上表面设置上表面和下表面均开口且包括能够对框内进行减压的减压机构26在内的铸型框28，以便能够填充后述的耐热颗粒24。减压机构26是与上述第I实施方式中的减压机构6相同的机构。
[0057]之后，根据需要，设置金属浇注用直浇道、熔融金属的溢流部(日文:A # >9 )等，之后如图3的(C)所示，向由纸浆模制品22和铸型框28围成的空间填充耐热颗粒24。接下来，如图3的(D)所示，利用合成树脂膜等密封构件30将铸型框28的背面(上表面)密封而使其与大气隔绝(shield)，以便能够对铸型框28内进行减压。之后，借助减压机构26对铸型框28内进行减压，从而形成由铸型框28、耐热颗粒24、纸浆模制品22以及密封构件30一体化而成的铸型。然后，如图3的(E)所示，在保持对铸型框28内进行了减压的情况下，一边将纸浆模制品22吸引至铸型框28侧，一边使纸浆模制品22自抄纸模20脱模。
[0058]此外，在脱模时，通过自抄纸模20的背面(下表面)吹入空气，能够易于进行脱模。另外，在本实施方式中，将合成树脂膜用作了密封构件，但并不限定于此，也可以使用例如铁板、橡胶片等。并且，作为耐热颗粒24，能够使用硅砂等型砂。
[0059]在上述第2实施方式的工序中，在纸浆模制品22吸湿时，有时不能达到铸造时理想的状态，因此，需要使纸浆模制品22干燥。因此，优选的是，在成形纸浆模制品22之后，将要填充的耐热颗粒24的温度加热到50°C?200°C，利用该热量来使纸浆模制品22干燥。通过如此设置，与以往的干燥方法相比，能够在缩短纸浆模制品22的干燥时间的同时防止其变形，并解决因加热不均造成的水分残留等问题。此外，将耐热颗粒24的加热温度设为50°C?200°C的原因在于:在耐热颗粒24的加热温度为低于50°C的低温时，纸浆模制品22的干燥效果不充分，在耐热颗粒24的加热温度为高于200°C的高温时，在耐热颗粒24与纸浆模制品22相接触的同时，水分瞬间蒸发而有可能使耐热颗粒24飞散。[0060]另外，也可以是，在执行向铸型框28内填充耐热颗粒24的工序之后，执行自抄纸模20的背面(下表面)进行吸引的工序、或执行自铸型框28的背面(上表面)吹入加压空气的工序或者如图4所示那样执行自铸型框28的背面(上表面)吹入加压空气且自抄纸模20的背面(下表面)进行吸引的工序。在图4所示的例子中，在铸型框28的背面(上表面)设置加压空气供给箱32并吹入加压空气，并自抄纸模20的背面(下表面)进行吸引。若通过上述方式使空气流通，则能够进一步促进纸浆模制品22的干燥。
[0061]接下来，根据图5说明本发明的第3实施方式的金属铸造用铸型的造型方法。
[0062]在第3实施方式中，如图5的(A)所示，在利用抄纸模20成形纸浆模制品22之后，在抄纸模20上覆盖支承模34。支承模34是将抄纸模20的形状翻转后的构造，其具有能够紧密结合于纸浆模制品22的表面形状。
[0063]接下来，如图5的(B)所示，在自抄纸模20将纸浆模制品22交接到该支承模34之后，如图5的(C)所示，在位于支承模34的上表面的纸浆模制品22上设置铸型框28，以下，与图3所示的第2实施方式的方法同样地，填充耐热颗粒24 (参照图5的(D))，利用密封构件30密封铸型框28背面(上表面)(参照图5的(E))，并对铸型框28内进行减压而形成由铸型框28、耐热颗粒24、纸浆模制品22以及密封构件30 —体化而成的铸型，接下来，在保持减压的情况下，进行纸浆模制品22的脱模(参照图5的(F))来进行铸型的制作。此夕卜，在脱模时，通过自支承模34的下表面吹入空气，能够易于进行脱模。
[0064]此外，在第3实施方式中，与第2实施方式同样地，优选使耐热颗粒24的加热温度为50°C?200°C并利用该热量来使纸浆模制品22干燥。另外，也可以是，在执行如图4所示那样向铸型框28内填充耐热颗粒24的工序之后，执行自支承模34的背面(下表面)进行吸引的工序、或执行自铸型框28的背面(上表面)吹入加压空气的工序或者如图4所示那样执行自铸型框28的背面(上表面)吹入加压空气并自支承模34的背面(下表面)进行吸引的工序。
[0065]接下来，根据图6说明本发明的第4实施方式的金属铸造用铸型的造型方法。该第4实施方式涉及金属铸造用的型芯模的制造方法。
[0066]首先，如图6的(A)所示，在被分割成两部分以上的成形面上覆盖金属网，利用具有至少I处的型芯头部开口的型芯形状的组合抄纸模40成形袋状纸浆模制品42。
[0067]接下来，如图6的(B)所示，自开口插入用于对袋状纸浆模制品42的内部进行减压的减压机构44，并填充耐热颗粒46。之后，如图6的(C)所示，使蜡等粘合剂48渗透至开口附近的耐热颗粒46中，使蜡等粘合剂48固化来进行封，以便不使耐热颗粒46排出。之后，借助减压机构44对袋状纸浆模制品42的内部进行减压，从而形成由耐热颗粒46以及纸浆模制品42 —体化而成的铸型。接下来，如图6的(D)所示，在保持对袋状纸浆模制品42的内部进行了减压的情况下，使以袋状纸浆模制品42为表面的型芯模50自组合抄纸模40脱模。
[0068]此处，如图6的(D)所示，在脱模时，通过自抄纸模40的背面(外侧面)吹入(喷出)空气，能够易于进行脱模。另外，作为将开口密封而不使填充到纸浆模制品的内部的耐热颗粒排出的方法，也可以使用合成树脂膜等能够密封大气的密封构件来进行封堵。
[0069]同样地，在第4实施方式中，为了使袋状纸浆模制品42干燥，也优选使所填充的耐热颗粒46的加热温度为50°C?200°C。另外，也可以是，在执行填充耐热颗粒46的工序之后，执行自抄纸模40的背面进行吸引的工序、或执行自袋状纸浆模制品42的开口吹入加压空气的工序或者如图7所示那样执行自袋状纸浆模制品42的开口吹入加压空气且自抄纸模40的背面进行吸引的工序。如图7所示，作为加压空气的吹入方法，使用减压部件44自与吸引装置(未图示)连结的连结部44c吹入加压空气。然而，并不限定于此，例如，既可以使用覆盖纸浆模制品42的开口的加压空气供给箱(参照图4)吹入加压空气，也可以直接利用喷嘴等向纸浆模制品42的开口吹送加压空气。
[0070]在上述第2实施方式?第4实施方式中，优选纸浆模制品22、42的厚度在干燥时处于0.1mm?2.0mm的范围内。若厚度薄于0.1mm,则不能获得稳定的纸衆模制品,局部会出现破损。另一方面，若厚度厚于2.0mm,则纸浆模制品的干燥时间会变长，或虽然在铸件生产中不会存在较大的问题，但由于在铸造时纸浆模制品在熔融金属的热量的作用下炭化、减容以及薄膜化，因此，会产生铸件的尺寸与纸浆模制品厚度的减容量相应地变大等不良情况。
[0071]另外，期望所使用的纸浆模制品纤维的平均长度为0.3mm?4.0mm0若平均长度短于0.3mm,则会使纸浆模制品的强度降低，若平均长度长于4.0mm,则容易产生造纸不均。作为纸浆模制品，从抄纸的处理难易程度、透气性、铸件的脱砂的良好程度等方面考虑，优选纤维长度为0.8mm?3.5mm左右，厚度为0.5mm?1.5mm。
[0072]另外，在第2实施方式?第4实施方式中，对于耐热颗粒24、46，为了提高颗粒的充填程度(日文:詰* >9)，优选一边对铸型框施加振动一边填充耐热颗粒24、46。尤其是，虽然在使用大致球形的人造型砂时没有较大的填充不良，在对于使用硅砂那样的形状不均匀的型砂时，一边施加振动一边填充是极为有效的。此外，作为耐热颗粒24、46，除了型砂以外，还可以使用例如通常的砂、砂粒、玻璃微珠、陶瓷微珠以及金属颗粒等。
[0073]接下来，根据图8?图10说明利用上述第2实施方式?第4实施方式造型成的金属铸造用铸型。图8是表示利用本发明的第2实施方式?第4实施方式的金属铸造用铸型的造型方法造型成的铸型的俯视图，图9是沿着图8的A — A线看时的剖视图，图10是沿着图8的B — B线看时的剖视图。
[0074]如图8?图10所示，金属铸造用铸型包括作为利用第2实施方式和第3实施方式中的任意一个实施方式造型成的铸型的主模52和作为利用第4实施方式造型成的铸型的型芯模50。上述任意铸型50、52的与金属相接触的产品铸型面均是由纸浆模制品22、42成形的三维面，纸浆模制品22、42的背面由耐热颗粒24、46支承并被保持在减压状态。
[0075]这样的金属铸造用铸型50、52的与熔融了的高温的金属相接触的面是纸浆模制品22、42。虽然纸浆模制品22、42因铸造而炭化，但通过使用天然纤维，基本上不会产生有害气体、臭气。另外，由于铸型内部的耐热颗粒24、46不含有粘合剂，因此,不会产生臭气、有害气体，从而不需要排气处理装置。由于没有在耐热颗粒24、46中添加粘合剂，因此，还无需利用混砂机等来处理耐热颗粒24、46，从而发挥削减工序、削减装置、以及削减管理等较大的效果。
[0076]并且，在拆开铸型时，能够在解除铸型内的减压而使铸型内成为常压的情况下进行分型，虽然观察到在铸件上松散地附着有纸浆模制品的炭化层，但易于使该炭化层与耐热颗粒相分离，无需为了分型而施加振动、敲击等，从而扬尘也较少，因此，具有基本上不必考虑集尘装置等附属设备的优点。[0077]实施例
[0078]以下，说明上述的本发明的第I实施方式的实施例1?实施例5。
[0079]实施例1
[0080]对于纸浆模制品的成形材料，准备了作为纸浆浆料的、漂白牛皮纸废纸浆(平均纤维长度为3.5_)的固体成分浓度为大约I重量％的水溶液，该漂白牛皮纸废纸浆是通过将漂白牛皮纸在实验室条件下碎解而得到的。
[0081]作为抄纸模，准备了在表面上粘贴有100目的金属网的造纸用铝模。
[0082]为了成形纸浆模制品，一边搅拌纸浆浆料，一边将造纸用铝模浸溃在纸浆浆料中并进行真空吸引，从而使纸浆层叠并吸附于造纸用铝模的表面，然后自纸浆浆料取出造纸用铝模。
[0083]接着，为了对纸浆模制品进行脱水，将压缩用组合模中的一个模覆盖在层叠有纸浆模制品的造纸用铝模上，在使纸浆模制品自造纸用铝模转移到压缩用组合模上之后，覆盖另一个压缩用组合模，一边喷出热风一边使纸浆模制品干燥。此时的纸浆模制品的厚度为大约0.5mm。
[0084]此外，作为纸浆模制品的形状，其不仅成形产品的型腔面，还同时成形用于铸造的直浇道、横浇道、内浇道等浇道系统的表面。但是，浇道系统也可以不同时成形。在不使浇道系统与纸浆模制品同时成形的情况下，在向铸型框内填充耐热颗粒之前，将由纸管、发泡苯乙烯制作成的铸型零件与纸浆模制品相连结。
[0085]同样地，成形了构成铸型的组合模的另一个纸浆模制品。
[0086]接下来，进行铸型的造型。将纸浆模制品无间隙地覆盖在由树脂块制作成的支承模上。若在支承模与纸浆模制品之间存在间隙，则通过向纸浆模制品吹送水分并向支承模按压纸浆模制品而使纸浆模制品与支承模密合在一起，由此能够进行一些尺寸调整。另外，在本实施例中，将用于提高向铸型框内填充的耐热颗粒的填充密度的支承模载置在振动台之上。
[0087]接着，将具有能够对铸型框内进行减压的减压机构的铸型框覆盖在纸浆模制品之上，一边使振动台运转一边向铸型框内填充耐热颗粒。作为耐热颗粒，使用了人造型砂(伊藤忠七Sr”制造的于4方4七9匕' 一文650)。
[0088]之后，将0.05mm左右的合成树脂膜覆盖在铸型框的上表面上，使铸型框与大气隔绝之后，利用真空泵对铸型框内进行减压，从而使纸浆模制品自支承模脱模。此外，铸型框内被减压至250mmHg?300mmHg。如果因纸衆模制品(遮蔽构件)具有透气性而难以进行脱模，则当具有自支承模喷出空气那样的构造时，能够易于进行脱模。
[0089]同样地，造型构成铸型的组合模的另一个铸型，通过合模而完成了金属铸造用铸型。
[0090]向上述那样制造成型的铸型浇铸大致1400°C的铸铁。
[0091]结果，在铸造时，基本上感觉不到扬尘和臭气。在冷却后，解除铸型的减压、取出铸件时，结果能够在没有扬尘和臭气的情况下拆开铸型。另外，在铸件的表面上仅松散地附着有纸浆模制品炭化后的薄膜，没有发现附着有型砂。并且，铸造了在铸件上没有气泡(日语:吹々Λ)、铸件气孔、砂的粘附等的良好的铸件。
[0092]实施例2[0093]对于纸浆模制品的成形材料，准备了作为纸浆浆料的、牛奶盒废纸浆(平均纤维长度为2_)的固体成分浓度为大约I重量％的水溶液，该牛奶盒废纸浆是通过将牛奶盒(milkcarton)在实验室条件下碎解并去除层压的膜等而得到的。
[0094]与实施例1同样地进行了纸浆模制品的成形。使纸浆模制品的厚度为大约1mm。此外，同样地，在本实施例中，纸浆模制品也被制作成包括直浇道、横浇道、内浇道等浇道系统。
[0095]接着，与实施例1同样地进行了铸型的造型、铸造。
[0096]结果，在铸造时，在铸型拆开时等工序中，基本上没有产生扬尘和臭气，没有污染作业环境等。另外，还确保了铸造成的铸件的良好品质。
[0097]实施例3
[0098]对于纸浆模制品的成形材料，准备了作为纸浆浆料的、报纸废纸浆(平均纤维长度为0.8_)的固体成分浓度为大约I重量％的水溶液，该报纸废纸浆是通过将报纸在实验室的条件下碎解、脱墨而得到的。
[0099]与实施例1同样地进行了纸浆模制品的成形。使纸浆模制品的厚度为大约1.5mm。此外，同样地，在本实施例中，纸浆模制品也被制作成包括直浇道、横浇道、内浇道等浇道系统。
[0100]接着，与实施例1同样地进行了铸型的造型、铸造。但是，作为耐热性颗粒，使用了娃砂(澳大利亚生产的压平砂(flattery sand))。
[0101]结果，在铸造、铸型拆开等工序中，基本上没有产生臭气。但是，与实施例1的人造型砂相比，观察到极少的扬尘，但其并不是对作业环境造成影响程度的扬尘。
[0102]对于铸造成的铸件，与实施例1、2同样地制得了良好的铸件。
[0103]实施例4
[0104]对于纸浆模制品的成形材料，准备了作为纸浆浆料的、报纸废纸浆(平均纤维长度为0.4_)的固体成分浓度为大约I重量％的水溶液，该报纸废纸浆是通过将报纸在实验室条件下碎解、脱墨而得到的。
[0105]与实施例1同样地进行了纸浆模制品的成形。使纸浆模制品的厚度为大约2.5mm。此外，同样地，在本实施例中，纸浆模制品也被制作成包括直浇道、横浇道、内浇道等浇道系统。
[0106]接着，与实施例3同样地进行了铸型的造型、铸造。
[0107]结果，在铸造、铸型拆开的过程中，基本上没有产生臭气。但是，与实施例1的人造型砂相比，观察到极少的扬尘，但其并不是对作业环境造成影响程度的扬尘。
[0108]对于铸造成的铸件，与实施例3同样地制得了良好的铸件，但也存在纸浆模制品的厚度为2.5mm的情况，发现在合模面产生了毛边。
[0109]实施例5
[0110]在本实施例中，与实施例4同样地进行了纸浆模制品的成形。但是，对于铸件形状的外周部，使用额外准备的夹具以大约3_的宽度自背面按压纸浆模制品，使该部分的纸浆模制品的厚壁为大约0.8mm。此外，同样地，在本实施例中，纸浆模制品也被制作成包括直浇道、横浇道、内浇道等浇道系统。
[0111]接着，与实施例4同样地进行了铸型的造型、铸造。[0112] 结果，大幅改善了铸造成的铸件的毛边。
[0113]接下来，说明上述本发明的第2实施方式~第4实施方式的实施例6~实施例9。
[0114]实施例6
[0115]首先，在制作纸浆模制品时，作为该纸浆模制品的纸浆浆料，准备了漂白牛皮纸废纸浆(平均纤维长度为3.5mm)的固体成分浓度为大约0.5重量％的水溶液，该漂白牛皮纸废纸浆是通过将漂白牛皮纸在实验室的条件下碎解而得到的。作为抄纸模，准备了在其表面粘贴有100目的金属网的造纸用铝模。
[0116]在纸浆模制品的成形时，一边搅拌纸浆浆料，一边将抄纸模浸溃在纸浆浆料中并进行真空吸引，从而使纸浆层叠并吸附于抄纸模的表面，然后自纸浆浆料取出抄纸模。
[0117]接着，将能够对框内进行减压的铸型框覆盖在纸浆模制品的上部，向由纸浆模制品和铸型框围城的空间填充作为耐热颗粒的被加热至大约60°C的人造型砂(伊藤忠★ 7 r7夕制造的少^'^7匕'一文650)，使振动台运转而提高了人造型砂的填充密度。之后，自抄纸模背面进行吸引而使气体在铸型框内流动。气体流动时间为大约60秒。
[0118]接着，将0.05_左右的合成树脂膜覆盖在铸型框的背面，使铸型框与大气隔绝之后，利用真空泵对铸型内进行减压，从而使纸浆模制品自抄纸模脱模。在脱模时，由于纸浆模制品具有透气性，因此，为了易于进行脱模，通过自抄纸模的背面喷出空气，能够易于进行脱模。此时的纸浆模制品的厚度为大约0.5_。
[0119]此外，作为纸浆模制品的形状，其不仅成形铸件形状，还同时成形用于铸造的直浇道、横浇道、内浇道等。以同样的方式制作在铸型表面具有构成铸型的组合模的另一个纸浆模制品的铸型，通过将两个铸型合型而完成了铸造用铸型。向铸型浇铸了大致1400°C的铸铁。
[0120]其结果，在铸造时，基本上感觉不到扬尘和臭气。在冷却后，解除铸型的减压、取出铸件时，结果能够在没有扬尘和臭气的情况下拆开铸型。另外，在铸件的表面上仅松散地附着有纸浆模制品炭化后的薄膜，没有发现附着有型砂。并且，制作成在铸件上没有气孔(气泡)、针孔(铸件气孔)、型砂的粘附等的良好的铸件。
[0121]实施例7
[0122]在制作纸浆模制品时，作为该纸浆模制品的纸浆浆料，准备了牛奶盒废纸浆(平均纤维长度为2_)的固体成分浓度为大约0.5重量％的水溶液，该牛奶盒废纸浆是通过将牛奶盒在实验室的条件下碎解并去除层压的膜等而得到的。
[0123]与实施例6同样地制作了铸型，但使纸浆模制品的厚度为大约1_，使耐热颗粒的温度为大约100°c。另外，为了使纸浆模制品干燥而使气体在铸型内流动了大致90秒。与实施例6同样地进行了铸造。
[0124]其结果，在铸造时，在铸型拆开时等工序中，基本上没有产生粉尘和臭气，没有污染作业环境等。另外，还确保了制作成的铸件的良好品质。
[0125]实施例8
[0126]在制作纸浆模制品时，作为该纸浆模制品的纸浆浆料，准备了报纸废纸浆(平均纤维长度为0.8_)的固体成分浓度为大约0.5重量％的水溶液，该报纸废纸浆是通过将报纸在实验室条件下碎解、脱墨而得到的。与实施例6同样地制作了铸型，但将硅砂(澳大利亚生产的压平砂)用作了耐热性颗粒，一边施加振动一边将硅砂填充到铸型框内。使纸浆模制品的厚度为大约1.5_，使耐热颗粒的温度为大约150°C。另外，为了使纸浆模制品干燥而使气体在铸型内流动了大致60秒。
[0127]其结果，在铸造时，在铸型拆开时等工序中，基本上没有产生粉尘和臭气，但与实施例6的人造型砂相比，观察到极少的扬尘。对于制作成的铸件，与实施例6、7同样地制得了良好的铸件。
[0128]实施例9
[0129]在制作纸浆模制品时，作为该纸浆模制品的纸浆浆料，准备了牛奶盒废纸浆(平均纤维长度为2_)的固体成分浓度为大约0.5重量％的水溶液，该牛奶盒废纸浆是通过将牛奶盒在实验室条件下碎解并去除层压的膜等而得到的。
[0130]在制作型芯模时，利用分割为两半的抄纸模制作了图6所示那样的型芯形状。在抄纸面上覆盖100目的金属网。型芯模的芯头部敞开，上述纸浆模制品成形用浆料能够自该开口进出。在纸浆模制品的成形时，将分割为两半的抄纸模合模并将其浸溃在浆料液中。使浆料自芯头开口部进入，并自抄纸模的背面进行吸引而成形纸浆模制品。
[0131]接着，自浆料液取出抄纸模，并自开口部填充了被加热至100°C的耐热颗粒。插入了管形状的减压机构，以便能够同时进行铸型内的减压。之后，通过自开口部向铸型内吹入加压空气并自抄纸模背面进行吸引，从而进行了纸浆模制品的干燥。加压、吸引时间为大约60秒。
[0132]接着，将0.05mm左右的合成树脂膜覆盖在开口部来密封开口部，以对铸型内进行减压，一边经由减压机构对铸型内进行减压并自抄纸模背面喷出空气，一边使纸浆模制品和抄纸模分离，从而制作成型芯模。纸浆模制品的厚度为大约1_。
[0133]在此之外，准备了与实施例7同样地制作成的上下的主模，在该下模上设置上述型芯模，并覆盖上模，从而完成了图8所示那样的铸造用铸型。与实施例6同样地进行了铸造。
[0134]其结果，在铸造时，在铸型拆开时等工序中，基本上没有产生粉尘、臭气，没有污染作业环境等。另外，还确保了制作成的铸件的良好品质。
[0135]附图标记说明
[0136]1、34、支承模；2、22、42、纸浆模制品；4、28、铸型框；6、26、44、减压机构(减压部件)；8、24、46、耐热颗粒；10、30、密封构件；20、40、抄纸模。
【权利要求】
1.一种金属铸造用铸型的造型方法，其特征在于， 该造型方法包括以下工序: 利用纸浆模制品覆盖支承模的工序； 在上述纸浆模制品的上部设置具有减压部件的铸型框的工序； 向上述铸型框内填充耐热颗粒的工序； 为了将上述铸型框内密封而在上述铸型框的上表面设置密封构件的工序； 利用上述减压部件对上述铸型框内进行减压而形成包括上述铸型框、耐热颗粒、纸浆丰旲制品以及S封构件在内的铸型的工序；以及使上述纸浆模制品与上述支承模分离的工序。
2.一种金属铸造用铸型，其特征在于， 该金属铸造用铸型包括: 纸浆模制品，其覆盖支承模； 铸型框，其设置在该纸浆模制品的上部，并具有减压部件； 耐热颗粒，其被填充到上述铸型框内；以及 密封构件，其设于上述铸型框的上表面，用于将上述铸型框内密封， 该金属铸造用铸型利用上述减压部件对上述铸型框内进行减压，形成包括上述铸型框、耐热颗粒、纸浆模制品以及密封构件在内的铸型，而且，上述纸浆模制品与上述支承模分离。
3.根据权利要求2所述的金属铸造用铸型，其中， 上述纸浆模制品由天然纤维形成。
4.根据权利要求2或3所述的金属铸造用铸型，其中， 上述纸衆模制品具有0.1mm~2.0mm的厚度。
5.根据权利要求2或3所述的金属铸造用铸型，其中， 上述纸浆模制品通过抄纸法成形。
6.根据权利要求2或3所述的金属铸造用铸型，其中， 上述纸浆模制品通过冲压加工法成形。
7.一种金属铸造用铸型的造型方法，其特征在于， 该造型方法包括以下工序: 利用在表面设有金属网的抄纸模来成形纸浆模制品的工序； 在上述纸浆模制品的上部设置具有减压部件的铸型框的工序； 向上述铸型框内填充耐热颗粒的工序； 为了将上述铸型框内密封而在上述铸型框的背面设置密封构件的工序； 利用上述减压部件对上述铸型框内进行减压而形成包括上述铸型框、耐热颗粒、纸浆丰旲制品以及S封构件在内的铸型的工序；以及使上述纸浆模制品与上述抄纸模分离的工序。
8.一种金属铸造用铸型的造型方法，其特征在于， 该造型方法包括以下工序: 利用在表面设有金属网的抄纸模来成形纸浆模制品的工序； 将上述纸浆模制品转移到支承模上的工序；在上述纸浆模制品的上部设置具有减压部件的铸型框的工序； 向上述铸型框内填充耐热颗粒的工序； 为了将上述铸型框内密封而在上述铸型框的背面设置密封构件的工序； 利用上述减压部件对上述铸型框内进行减压而形成包括上述铸型框、耐热颗粒、纸浆丰旲制品以及S封构件在内的铸型的工序；以及使上述纸浆模制品与上述支承模分离的工序。
9.一种金属铸造用铸型的造型方法，其特征在于， 该造型方法包括以下工序: 利用在分割成多个部分的成形表面设有金属网的组合抄纸模来成形在至少I处开口且具有型芯形状的纸浆模制品； 自上述开口向上述纸浆模制品的内部插入减压部件并填充耐热颗粒的工序； 为了不使上述纸浆模制品的内部的耐热颗粒排出而密封纸浆模制品的开口的工序；利用上述减压部件对上述纸浆模制品的内部进行减压而形成包括上述耐热颗粒和纸浆模制品在内的型芯形状的铸型的工序；以及 使以上述纸浆模制品为表面的型芯模与抄纸模分离的工序。
10.根据权利要求7所述的金属铸造用铸型的造型方法，其中， 在执行向上述铸型框内填充耐热颗粒的工序之后，进一步执行自上述抄纸模的背面进行吸引的工序、或进一步执行自上述铸型框的背面吹入加压空气的工序或者进一步执行自上述抄纸模的背面进行吸引且自上述铸型框的背面吹入加压空气的工序。
11.根据权利要求8所述的金属铸造用铸型的造型方法，其中， 在执行向上述铸型框内填充耐热颗粒的工序之后，进一步执行自上述支承模的背面进行吸引的工序、或进一步执行自上述铸型框的背面吹入加压空气的工序或者进一步执行自上述支承模的背面进行吸引且自上述铸型框的背面吹入加压空气的工序。
12.根据权利要求9所述的金属铸造用铸型的造型方法，其中， 在执行向上述纸浆模制品的内部填充耐热颗粒的工序之后，进一步执行自上述抄纸模的背面进行吸引的工序、或进一步执行自上述纸浆模制品的开口吹入加压空气的工序或者进一步执行自上述抄纸模的背面进行吸引且自上述纸浆模制品的开口吹入加压空气的工序。
13.根据权利要求7至12中的任一项所述的金属铸造用铸型的造型方法，其中， 该造型方法还具有加热上述耐热颗粒的工序。
14.根据权利要求13所述的金属铸造用铸型的造型方法，其中， 在加热上述耐热颗粒的工序中的上述耐热颗粒的加热温度为50°C~200°C。
15.根据权利要求7至12中的任一项所述的金属铸造用铸型的造型方法，其中， 上述纸衆模制品具有0.1mm~2.0mm的厚度。
16.根据权利要求7、8、10或11所述的金属铸造用铸型的造型方法，其中， 在向上述铸型框内填充耐热颗粒的工序中具有以振动的方式填充上述耐热颗粒的工序。
17.根据权利要求9或12所述的金属铸造用铸型的造型方法，其中， 在向上述纸浆模制品的内部填充耐热颗粒的工序中具有以振动的方式填充上述耐热颗粒的工序。
18.一种金属铸造用铸型，其是利用权利要求7至12中的任一项所述的铸型造型方法进行造型而成的，其特征在于， 该金属铸造用铸型的与金属相接触的产品铸型面是由纸浆模制品成形的三维面，上述纸浆模制品的背后由耐热颗粒支 承并被保持在减压状态。
【文档编号】B22C3/00GK103648680SQ201280034947
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年6月19日 优先权日:2011年7月15日
【发明者】西川和之, 富冈正则 申请人:新东工业株式会社
【专利摘要】本发明的金属铸造用铸型的造型方法包括以下工序：利用纸浆模制品覆盖支承模的工序；在纸浆模制品的上部设置具有减压部件的铸型框的工序；向铸型框内填充耐热颗粒的工序；为了将铸型框内密封而在铸型框的上表面设置密封构件的工序；利用减压部件对铸型框内进行减压而形成包括铸型框、耐热颗粒、纸浆模制品以及密封构件在内的铸型的工序；以及使纸浆模制品与支承模分离的工序。另外，还公开了利用该金属铸造用铸型的造型方法进行造型而成的金属铸造用铸型。
【专利说明】金属铸造用铸型的造型方法和铸型
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属铸造用铸型的造型方法和金属铸造用铸型。
【背景技术】
[0002]以往，如专利文献I所记载的那样，公知有一种V工艺铸造法，在该V工艺铸造法中，使合成树脂膜紧密结合于原型构件的成形面，向该合成树脂膜的外侧填充干砂，通过使该干砂为负压而使合成树脂膜吸附于干砂侧，从而使原型构件脱模而形成型腔，并向该型腔内进行浇注。在该V工艺铸造法中，由于通过对铸型内进行减压来保持铸型，因此，不需要使用用于使砂固化的粘合剂，所以不需要型砂的混砂设备，另外，还具有在铸造时基本上不产生臭气且易于取出铸造后的产品这样的优点。
[0003]专利文献1:日本特公昭50 - 8409号公报
[0004]但是，在上述专利文献I的V工艺铸造法中，为了防止型砂粘附在熔融金属上而需要实施涂模处理(日语:塗型)，并且还需要使涂敷后的涂模剂(日文:塗型剤)干燥。
【发明内容】
[0005]本发明是为了解决上述问题点而做成的，其目的在于提供不需要涂模作业和涂模干燥作业就能够铸造型砂不会粘附在铸件表面上的良好的铸件的金属铸造用铸型的造型方法和铸型。
[0006]为了实现上述目的，本发明的第I技术方案提供一种金属铸造用铸型的造型方法，其特征在于，该造型方法包括以下工序:利用纸浆模制品覆盖支承模的工序；在纸浆模制品的上部设置具有减压部件的铸型框的工序；向铸型框内填充耐热颗粒的工序；为了将铸型框内密封而在铸型框的上表面设置密封构件的工序；利用减压部件对铸型框内进行减压而形成包括铸型框、耐热颗粒、纸浆模制品以及密封构件在内的铸型的工序；以及使纸浆模制品与上述支承模分离的工序。
[0007]在如此构成的本技术方案中，由于利用纸浆模制品覆盖着支承模，因此，在铸造时，纸浆模制品在熔融金属的热量的作用下发生炭化而发挥涂模的作用，由此，能够防止型砂粘附在铸件表面上。其结果，采用本发明，不必施加涂模处理，也不需要涂模工序和涂模的干燥工序、与涂模工序和涂模的干燥工序相关的设备。
[0008]另外，由于利用密封构件密封铸型框的上表面并对填充有耐热颗粒的铸型框内进行减压，因此使包括铸型框、耐热颗粒、纸浆模制品以及密封构件在内的铸型一体化，由此使铸型的强度变大，因此，能够利用由天然纤成形而成的纸浆模制品来对铸型进行造型。另夕卜，由于使用纸浆模制品而没有使用合成树脂膜，因此没有因合成树脂膜的燃烧而产生的气体，能够防止因产生该气体而对铸件表面造成的缺陷。
[0009]并且，由于纸浆模制品没有如合成树脂膜那样将石油作为原料，因此还有助于减轻环境负担。
[0010]本发明的第2技术方案提供一种金属铸造用铸型，其特征在于，该金属铸造用铸型包括:纸浆模制品，其覆盖支承模；铸型框，其设置在该纸浆模制品的上部，并具有减压部件；耐热颗粒，其被填充到铸型框内；以及密封构件，其设于铸型框的上表面，用于将铸型框内密封，该金属铸造用铸型利用减压部件对铸型框内进行减压，形成包括上述铸型框、耐热颗粒、纸浆模制品以及密封构件在内的铸型，而且，纸浆模制品与支承模分离。
[0011]在如此构成的本技术方案中，也能够发挥与上述第I技术方案相同的优异的作用效果。
[0012]在本发明的第2技术方案中，优选纸浆模制品由天然纤维形成。
[0013]在本发明的第2技术方案中,优选纸衆模制品具有0.1mm?2.0mm的厚度。
[0014]在本发明的第2技术方案中，优选纸浆模制品通过抄纸法成形。
[0015]在本发明的第2技术方案中，优选纸浆模制品通过冲压加工法(日文:Y > 7加圧工法)成形。
[0016]本发明的第3技术方案提供一种金属铸造用铸型的造型方法，其特征在于，该造型方法包括以下工序:利用在表面设有金属网的抄纸模来成形纸浆模制品的工序；在纸浆模制品的上部设置具有减压部件的铸型框的工序；向铸型框内填充耐热颗粒的工序；为了将铸型框内密封而在铸型框的背面设置密封构件的工序；利用减压部件对铸型框内进行减压而形成包括铸型框、耐热颗粒、纸浆模制品以及密封构件在内的铸型的工序；以及使纸浆模制品与抄纸模分离的工序。
[0017]本发明的第4技术方案提供一种金属铸造用铸型的造型方法，其特征在于，该造型方法包括以下工序:利用在表面设有金属网的抄纸模来成形纸浆模制品的工序；将纸浆模制品转移到支承模上的工序；在纸浆模制品的上部设置具有减压部件的铸型框的工序；向铸型框内填充耐热颗粒的工序；为了将铸型框内密封而在铸型框的背面设置密封构件的工序；利用减压部件对铸型框内进行减压而形成包括铸型框、耐热颗粒、纸浆模制品以及密封构件在内的铸型的工序；以及使纸浆模制品与上述支承模分离的工序。
[0018]本发明的第5技术方案提供一种金属铸造用铸型的造型方法，其特征在于，该造型方法包括以下工序:利用在分割成多个部分的成形表面设有金属网的组合抄纸模来成形在至少I处开口且具有型芯形状的纸浆模制品；自开口向纸浆模制品的内部插入减压部件并填充耐热颗粒的工序；为了不使纸浆模制品的内部的耐热颗粒排出而密封纸浆模制品的开口的工序；利用减压部件对纸浆模制品的内部进行减压而形成包括耐热颗粒和纸浆模制品在内的型芯形状的铸型的工序；以及使以纸浆模制品为表面的型芯模与抄纸模分离的工序。
[0019]在本发明的第3技术方案和第4技术方案中，优选的是，在执行向铸型框内填充耐热颗粒的工序之后，进一步执行自抄纸模的背面或支承模的背面进行吸引的工序、或执行自铸型框的背面吹入加压空气的工序或者执行自抄纸模的背面或支承模的背面进行吸引且自铸型框的背面吹入加压空气的工序。
[0020]在本发明的第5技术方案中，优选的是，在执行向纸浆模制品的内部填充耐热颗粒的工序之后，进一步执行自抄纸|旲的背面进行吸引的工序、或进一步执行自纸楽旲制品的开口吹入加压空气的工序或者进一步执行自抄纸模的背面进行吸引且自纸浆模制品的开口吹入加压空气的工序。
[0021]在本发明的第3技术方案?第5技术方案中，优选还具有加热耐热颗粒的工序。[0022]在本发明的第3技术方案?第5技术方案中，优选在加热耐热颗粒的工序中的耐热颗粒的加热温度为50°C?200°C。
[0023]在本发明的第3技术方案?第5技术方案中,优选纸衆模制品具有0.1mm?2.0_
的厚度。
[0024]在本发明的第3技术方案?第5技术方案中,优选在向铸型框内或具有型芯形状的纸浆模制品的内部填充耐热颗粒的工序中具有以振动的方式填充耐热颗粒的工序。
[0025]本发明的第6技术方案提供一种金属铸造用铸型，其是利用本发明的第3技术方案?第5技术方案的铸型造型方法进行造型而成的，其特征在于，该金属铸造用铸型的与金属相接触的产品铸型面是由纸浆模制品成形的三维面，上述纸浆模制品的背后由耐热颗粒支承并被保持在减压状态。
[0026]采用本发明的金属铸造用铸型的造型方法和铸型，不需要涂模作业和涂模干燥作业就能够铸造型砂不会粘附在铸件表面上的良好的铸件。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是表示本发明的第I实施方式的金属铸造用铸型的造型方法的工序图。
[0028]图2是表示本发明的第I实施方式的、铸型的合模后的浇注前的构造的剖视图。
[0029]图3是表示本发明的第2实施方式的金属铸造用铸型的造型方法的工序图。
[0030]图4是表示本发明的第2实施方式和第3实施方式的金属铸造用铸型的造型方法的变形例的工序图。
[0031]图5是表示本发明的第3实施方式的金属铸造用铸型的造型方法的工序图。
[0032]图6是表示本发明的第4实施方式的金属铸造用铸型的造型方法的工序图。
[0033]图7是表示本发明的第4实施方式的金属铸造用铸型的造型方法的变形例的工序图。
[0034]图8是表示利用本发明的第2实施方式?第4实施方式的金属铸造用铸型的造型方法所造型成的铸型的俯视图。
[0035]图9是沿着图8的A — A线看时的剖视图。
[0036]图10是沿着图8的B— B线看时的剖视图。
【具体实施方式】
[0037]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的金属铸造用铸型的造型方法和铸型。
[0038]首先，根据图1和图2说明本发明的第I实施方式的金属铸造用铸型的造型方法和铸型。
[0039]如图1的(A)所示，准备支承台1、纸浆模制品(遮蔽构件)2，铸型框4，接下来，利用纸浆模制品2覆盖支承模I的凹凸面。
[0040]此处，支承模I是在上表面具有与型腔的形状相匹配的凹凸面且使纸浆模制品2覆盖在凹凸面上而支承纸浆模制品2的台。铸型框4是在上表面(背面)4a和下表面4b均开口的框体。该铸型框4包括用于对铸型框4内进行减压的减压机构6。
[0041]纸浆模制品2是用于遮蔽铸型框4的合模面(下表面4b)侧的开口的构件。该纸浆模制品2形成有合模面和型腔面并至少形成在用于覆盖支承模I的凹凸面的部分。此外，型腔14是将上铸型12a和下铸型12b合模而形成的铸型12内的空间，通过向该空间内浇注熔融金属来铸造铸件(参照图2)。
[0042]接下来，如图1的(B)所示，在纸浆模制品2的上部设置铸型框4。接着，如图1的(C)所示，向由纸浆模制品2和铸型框4划分出的空间即在铸型框4内填充耐热颗粒8。此夕卜，优选在向铸型框4内填充耐热颗粒8时使铸型框4振动以提高铸型框4内的耐热颗粒8的填充密度。在完成耐热颗粒8的填充之后，在铸型框4的上表面设置密封构件10，利用该密封构件10来将铸型框4内密封。
[0043]之后，利用减压机构6对铸型框4内进行减压。通过对铸型框4内进行减压来使纸浆模制品2吸附于耐热颗粒8侧，从而形成由铸型框4、耐热颗粒8、纸浆模制品2以及密封构件10 —体化而成的铸型。
[0044]此处，减压机构6包括设于铸型框4内的由不会使后述的耐热颗粒8通过的孔眼较细的网制成的多根管6a和与上述多根管6a的两端相连通的、形成在铸型框4内的吸引室6b和吸引口 6c。此外，该吸引口 6c与设于外部的吸引装置(未图示)相连接，利用管6a对铸型框4内进行吸引(减压)。
[0045]接着，如图1的(D)所示，在保持对铸型框4内进行了减压的情况下，使纸浆模制品2与支承台I分离。利用减压机构6持续对铸型框4内进行减压。
[0046]图2示出了将利用图1所示的工序造型成的上铸型12和下铸型12b合模而成的铸型12。
[0047]此处，纸浆模制品2是通过抄纸法或冲压加工法而预先成形的制品。该抄纸法是利用粘贴在模具上的金属网将溶解于水而成的液状原料抄起并使其干燥而制得期望形状的纸浆模制品的方法。另外，冲压加工法是对平面状的纸进行冲压而制得期望形状的纸浆模制品的方法。在利用抄纸法时，具有能够制得复杂形状的纸浆模制品这样的优点。另一方面，在利用冲压加工法时，虽然制得的形状简单，但具有能够进行廉价制造这样的优点。
[0048]作为应用于纸浆模制品2的原料，其是以纸浆为代表的木浆，除此以外，能够使用棉浆、棉绒浆(linter pulp)、竹子、稻草等其它非木浆等天然纤维浆。上述纸浆模制品的原料既可以是原浆(virgin pulp)，也可以是再生纸浆或原浆和再生纸浆的混合浆。从环境和制造费用方面考虑，优选为废纸浆。另外，虽然从环境和资源方面考虑并不是优选的，但作为非天然纤维，还能够使用合成树脂纤维等。
[0049]另外，纸衆模制品2以0.1mm?2.0mm的厚度成形。若厚度薄于0.1mm,则会使纸浆模制品的强度降低，从而在支承模I上设置纸浆模制品2时会产生破损、褶皱等问题。另一方面，若厚度厚于2.0mm，则在铸件生产中不会存在较大的问题，但由于在铸造时纸浆模制品在熔融金属的热量的作用下炭化、减容以及薄膜化，因此，会产生铸件的尺寸与纸浆模制品的厚度相应地变大等不良情况。
[0050]并且，所使用的纸浆模制品2的浆纤维的平均长度为0.3mm?4.0mm。若短于
0.3_，则会使纸浆模制品的强度降低，若长于4.0_，则容易产生造纸不均。
[0051]作为应用于本实施方式的铸型的纸浆模制品，从处理难易程度、透气性、铸件的脱砂的良好程度等方面考虑，优选浆纤维的平均长度为2mm左右，厚度为1mm。
[0052]如以上说明那样，根据本发明的第I实施方式的金属铸造用铸型的造型方法和铸型，由于在型腔面使用纸浆模制品，因此，在铸造时，纸浆模制品因熔融金属的热量发生炭化而发挥涂模的作用，由此，能够防止型砂粘附在铸件表面上。其结果，不必施加涂模处理，因此，也不需要涂模工序和涂模的干燥工序、与涂模工序和涂模的干燥工序相关的设备。
[0053]另外，由于利用纸浆模制品(遮蔽构件)和密封构件将铸型框的上表面和下表面的各个开口部密闭并对填充有耐热颗粒的铸型框内进行减压，因此，铸型的强度变大，由此能够利用由天然纤维成形而成的纸浆模制品来对铸型进行造型。另外，由于没有如V工艺铸造法那样将合成树脂膜用作遮蔽构件，因此不会因合成树脂膜的燃烧而产生气体，能够防止因产生该气体而对铸件表面造成缺陷。并且，由于本实施方式的使用了天然纤维的纸浆模制品没有如合成树脂膜那样将石油作为原料，因此还有助于减轻环境负担。
[0054]并且，作为向铸型框内填充的耐热颗粒，由于使用不含有粘合剂的砂等，因此，既不会产生臭气、有害气体，也不需要排气处理装置等附属设备。并且，由于没有在砂等耐热颗粒中添加粘合剂，因此，也无需利用混砂机等进行处理，因此发挥削减工序、削减装置、以及削减管理等较大的效果。另外，在拆开铸型时，由于能够在解除铸型框内的减压而使铸型框内成为常压的情况下进行分型，因此，无需为了分型而施加振动、敲击等，从而扬尘也较少，由此还能够减少集尘装置等附属设备。
[0055]接下来，根据图3说明本发明的第2实施方式的金属铸造用铸型的造型方法和铸型。
[0056]首先，如图3的(A)所示，首先为了得到期望的铸件，通过使用了在表面设有金属网的抄纸模20的抄纸法来进行成形为三维形状的纸浆模制品22的成形。接下来，如图3的(B)所示，在纸浆模制品22的上表面设置上表面和下表面均开口且包括能够对框内进行减压的减压机构26在内的铸型框28，以便能够填充后述的耐热颗粒24。减压机构26是与上述第I实施方式中的减压机构6相同的机构。
[0057]之后，根据需要，设置金属浇注用直浇道、熔融金属的溢流部(日文:A # >9 )等，之后如图3的(C)所示，向由纸浆模制品22和铸型框28围成的空间填充耐热颗粒24。接下来，如图3的(D)所示，利用合成树脂膜等密封构件30将铸型框28的背面(上表面)密封而使其与大气隔绝(shield)，以便能够对铸型框28内进行减压。之后，借助减压机构26对铸型框28内进行减压，从而形成由铸型框28、耐热颗粒24、纸浆模制品22以及密封构件30一体化而成的铸型。然后，如图3的(E)所示，在保持对铸型框28内进行了减压的情况下，一边将纸浆模制品22吸引至铸型框28侧，一边使纸浆模制品22自抄纸模20脱模。
[0058]此外，在脱模时，通过自抄纸模20的背面(下表面)吹入空气，能够易于进行脱模。另外，在本实施方式中，将合成树脂膜用作了密封构件，但并不限定于此，也可以使用例如铁板、橡胶片等。并且，作为耐热颗粒24，能够使用硅砂等型砂。
[0059]在上述第2实施方式的工序中，在纸浆模制品22吸湿时，有时不能达到铸造时理想的状态，因此，需要使纸浆模制品22干燥。因此，优选的是，在成形纸浆模制品22之后，将要填充的耐热颗粒24的温度加热到50°C?200°C，利用该热量来使纸浆模制品22干燥。通过如此设置，与以往的干燥方法相比，能够在缩短纸浆模制品22的干燥时间的同时防止其变形，并解决因加热不均造成的水分残留等问题。此外，将耐热颗粒24的加热温度设为50°C?200°C的原因在于:在耐热颗粒24的加热温度为低于50°C的低温时，纸浆模制品22的干燥效果不充分，在耐热颗粒24的加热温度为高于200°C的高温时，在耐热颗粒24与纸浆模制品22相接触的同时，水分瞬间蒸发而有可能使耐热颗粒24飞散。[0060]另外，也可以是，在执行向铸型框28内填充耐热颗粒24的工序之后，执行自抄纸模20的背面(下表面)进行吸引的工序、或执行自铸型框28的背面(上表面)吹入加压空气的工序或者如图4所示那样执行自铸型框28的背面(上表面)吹入加压空气且自抄纸模20的背面(下表面)进行吸引的工序。在图4所示的例子中，在铸型框28的背面(上表面)设置加压空气供给箱32并吹入加压空气，并自抄纸模20的背面(下表面)进行吸引。若通过上述方式使空气流通，则能够进一步促进纸浆模制品22的干燥。
[0061]接下来，根据图5说明本发明的第3实施方式的金属铸造用铸型的造型方法。
[0062]在第3实施方式中，如图5的(A)所示，在利用抄纸模20成形纸浆模制品22之后，在抄纸模20上覆盖支承模34。支承模34是将抄纸模20的形状翻转后的构造，其具有能够紧密结合于纸浆模制品22的表面形状。
[0063]接下来，如图5的(B)所示，在自抄纸模20将纸浆模制品22交接到该支承模34之后，如图5的(C)所示，在位于支承模34的上表面的纸浆模制品22上设置铸型框28，以下，与图3所示的第2实施方式的方法同样地，填充耐热颗粒24 (参照图5的(D))，利用密封构件30密封铸型框28背面(上表面)(参照图5的(E))，并对铸型框28内进行减压而形成由铸型框28、耐热颗粒24、纸浆模制品22以及密封构件30 —体化而成的铸型，接下来，在保持减压的情况下，进行纸浆模制品22的脱模(参照图5的(F))来进行铸型的制作。此夕卜，在脱模时，通过自支承模34的下表面吹入空气，能够易于进行脱模。
[0064]此外，在第3实施方式中，与第2实施方式同样地，优选使耐热颗粒24的加热温度为50°C?200°C并利用该热量来使纸浆模制品22干燥。另外，也可以是，在执行如图4所示那样向铸型框28内填充耐热颗粒24的工序之后，执行自支承模34的背面(下表面)进行吸引的工序、或执行自铸型框28的背面(上表面)吹入加压空气的工序或者如图4所示那样执行自铸型框28的背面(上表面)吹入加压空气并自支承模34的背面(下表面)进行吸引的工序。
[0065]接下来，根据图6说明本发明的第4实施方式的金属铸造用铸型的造型方法。该第4实施方式涉及金属铸造用的型芯模的制造方法。
[0066]首先，如图6的(A)所示，在被分割成两部分以上的成形面上覆盖金属网，利用具有至少I处的型芯头部开口的型芯形状的组合抄纸模40成形袋状纸浆模制品42。
[0067]接下来，如图6的(B)所示，自开口插入用于对袋状纸浆模制品42的内部进行减压的减压机构44，并填充耐热颗粒46。之后，如图6的(C)所示，使蜡等粘合剂48渗透至开口附近的耐热颗粒46中，使蜡等粘合剂48固化来进行封，以便不使耐热颗粒46排出。之后，借助减压机构44对袋状纸浆模制品42的内部进行减压，从而形成由耐热颗粒46以及纸浆模制品42 —体化而成的铸型。接下来，如图6的(D)所示，在保持对袋状纸浆模制品42的内部进行了减压的情况下，使以袋状纸浆模制品42为表面的型芯模50自组合抄纸模40脱模。
[0068]此处，如图6的(D)所示，在脱模时，通过自抄纸模40的背面(外侧面)吹入(喷出)空气，能够易于进行脱模。另外，作为将开口密封而不使填充到纸浆模制品的内部的耐热颗粒排出的方法，也可以使用合成树脂膜等能够密封大气的密封构件来进行封堵。
[0069]同样地，在第4实施方式中，为了使袋状纸浆模制品42干燥，也优选使所填充的耐热颗粒46的加热温度为50°C?200°C。另外，也可以是，在执行填充耐热颗粒46的工序之后，执行自抄纸模40的背面进行吸引的工序、或执行自袋状纸浆模制品42的开口吹入加压空气的工序或者如图7所示那样执行自袋状纸浆模制品42的开口吹入加压空气且自抄纸模40的背面进行吸引的工序。如图7所示，作为加压空气的吹入方法，使用减压部件44自与吸引装置(未图示)连结的连结部44c吹入加压空气。然而，并不限定于此，例如，既可以使用覆盖纸浆模制品42的开口的加压空气供给箱(参照图4)吹入加压空气，也可以直接利用喷嘴等向纸浆模制品42的开口吹送加压空气。
[0070]在上述第2实施方式?第4实施方式中，优选纸浆模制品22、42的厚度在干燥时处于0.1mm?2.0mm的范围内。若厚度薄于0.1mm,则不能获得稳定的纸衆模制品,局部会出现破损。另一方面，若厚度厚于2.0mm,则纸浆模制品的干燥时间会变长，或虽然在铸件生产中不会存在较大的问题，但由于在铸造时纸浆模制品在熔融金属的热量的作用下炭化、减容以及薄膜化，因此，会产生铸件的尺寸与纸浆模制品厚度的减容量相应地变大等不良情况。
[0071]另外，期望所使用的纸浆模制品纤维的平均长度为0.3mm?4.0mm0若平均长度短于0.3mm,则会使纸浆模制品的强度降低，若平均长度长于4.0mm,则容易产生造纸不均。作为纸浆模制品，从抄纸的处理难易程度、透气性、铸件的脱砂的良好程度等方面考虑，优选纤维长度为0.8mm?3.5mm左右，厚度为0.5mm?1.5mm。
[0072]另外，在第2实施方式?第4实施方式中，对于耐热颗粒24、46，为了提高颗粒的充填程度(日文:詰* >9)，优选一边对铸型框施加振动一边填充耐热颗粒24、46。尤其是，虽然在使用大致球形的人造型砂时没有较大的填充不良，在对于使用硅砂那样的形状不均匀的型砂时，一边施加振动一边填充是极为有效的。此外，作为耐热颗粒24、46，除了型砂以外，还可以使用例如通常的砂、砂粒、玻璃微珠、陶瓷微珠以及金属颗粒等。
[0073]接下来，根据图8?图10说明利用上述第2实施方式?第4实施方式造型成的金属铸造用铸型。图8是表示利用本发明的第2实施方式?第4实施方式的金属铸造用铸型的造型方法造型成的铸型的俯视图，图9是沿着图8的A — A线看时的剖视图，图10是沿着图8的B — B线看时的剖视图。
[0074]如图8?图10所示，金属铸造用铸型包括作为利用第2实施方式和第3实施方式中的任意一个实施方式造型成的铸型的主模52和作为利用第4实施方式造型成的铸型的型芯模50。上述任意铸型50、52的与金属相接触的产品铸型面均是由纸浆模制品22、42成形的三维面，纸浆模制品22、42的背面由耐热颗粒24、46支承并被保持在减压状态。
[0075]这样的金属铸造用铸型50、52的与熔融了的高温的金属相接触的面是纸浆模制品22、42。虽然纸浆模制品22、42因铸造而炭化，但通过使用天然纤维，基本上不会产生有害气体、臭气。另外，由于铸型内部的耐热颗粒24、46不含有粘合剂，因此,不会产生臭气、有害气体，从而不需要排气处理装置。由于没有在耐热颗粒24、46中添加粘合剂，因此，还无需利用混砂机等来处理耐热颗粒24、46，从而发挥削减工序、削减装置、以及削减管理等较大的效果。
[0076]并且，在拆开铸型时，能够在解除铸型内的减压而使铸型内成为常压的情况下进行分型，虽然观察到在铸件上松散地附着有纸浆模制品的炭化层，但易于使该炭化层与耐热颗粒相分离，无需为了分型而施加振动、敲击等，从而扬尘也较少，因此，具有基本上不必考虑集尘装置等附属设备的优点。[0077]实施例
[0078]以下，说明上述的本发明的第I实施方式的实施例1?实施例5。
[0079]实施例1
[0080]对于纸浆模制品的成形材料，准备了作为纸浆浆料的、漂白牛皮纸废纸浆(平均纤维长度为3.5_)的固体成分浓度为大约I重量％的水溶液，该漂白牛皮纸废纸浆是通过将漂白牛皮纸在实验室条件下碎解而得到的。
[0081]作为抄纸模，准备了在表面上粘贴有100目的金属网的造纸用铝模。
[0082]为了成形纸浆模制品，一边搅拌纸浆浆料，一边将造纸用铝模浸溃在纸浆浆料中并进行真空吸引，从而使纸浆层叠并吸附于造纸用铝模的表面，然后自纸浆浆料取出造纸用铝模。
[0083]接着，为了对纸浆模制品进行脱水，将压缩用组合模中的一个模覆盖在层叠有纸浆模制品的造纸用铝模上，在使纸浆模制品自造纸用铝模转移到压缩用组合模上之后，覆盖另一个压缩用组合模，一边喷出热风一边使纸浆模制品干燥。此时的纸浆模制品的厚度为大约0.5mm。
[0084]此外，作为纸浆模制品的形状，其不仅成形产品的型腔面，还同时成形用于铸造的直浇道、横浇道、内浇道等浇道系统的表面。但是，浇道系统也可以不同时成形。在不使浇道系统与纸浆模制品同时成形的情况下，在向铸型框内填充耐热颗粒之前，将由纸管、发泡苯乙烯制作成的铸型零件与纸浆模制品相连结。
[0085]同样地，成形了构成铸型的组合模的另一个纸浆模制品。
[0086]接下来，进行铸型的造型。将纸浆模制品无间隙地覆盖在由树脂块制作成的支承模上。若在支承模与纸浆模制品之间存在间隙，则通过向纸浆模制品吹送水分并向支承模按压纸浆模制品而使纸浆模制品与支承模密合在一起，由此能够进行一些尺寸调整。另外，在本实施例中，将用于提高向铸型框内填充的耐热颗粒的填充密度的支承模载置在振动台之上。
[0087]接着，将具有能够对铸型框内进行减压的减压机构的铸型框覆盖在纸浆模制品之上，一边使振动台运转一边向铸型框内填充耐热颗粒。作为耐热颗粒，使用了人造型砂(伊藤忠七Sr”制造的于4方4七9匕' 一文650)。
[0088]之后，将0.05mm左右的合成树脂膜覆盖在铸型框的上表面上，使铸型框与大气隔绝之后，利用真空泵对铸型框内进行减压，从而使纸浆模制品自支承模脱模。此外，铸型框内被减压至250mmHg?300mmHg。如果因纸衆模制品(遮蔽构件)具有透气性而难以进行脱模，则当具有自支承模喷出空气那样的构造时，能够易于进行脱模。
[0089]同样地，造型构成铸型的组合模的另一个铸型，通过合模而完成了金属铸造用铸型。
[0090]向上述那样制造成型的铸型浇铸大致1400°C的铸铁。
[0091]结果，在铸造时，基本上感觉不到扬尘和臭气。在冷却后，解除铸型的减压、取出铸件时，结果能够在没有扬尘和臭气的情况下拆开铸型。另外，在铸件的表面上仅松散地附着有纸浆模制品炭化后的薄膜，没有发现附着有型砂。并且，铸造了在铸件上没有气泡(日语:吹々Λ)、铸件气孔、砂的粘附等的良好的铸件。
[0092]实施例2[0093]对于纸浆模制品的成形材料，准备了作为纸浆浆料的、牛奶盒废纸浆(平均纤维长度为2_)的固体成分浓度为大约I重量％的水溶液，该牛奶盒废纸浆是通过将牛奶盒(milkcarton)在实验室条件下碎解并去除层压的膜等而得到的。
[0094]与实施例1同样地进行了纸浆模制品的成形。使纸浆模制品的厚度为大约1mm。此外，同样地，在本实施例中，纸浆模制品也被制作成包括直浇道、横浇道、内浇道等浇道系统。
[0095]接着，与实施例1同样地进行了铸型的造型、铸造。
[0096]结果，在铸造时，在铸型拆开时等工序中，基本上没有产生扬尘和臭气，没有污染作业环境等。另外，还确保了铸造成的铸件的良好品质。
[0097]实施例3
[0098]对于纸浆模制品的成形材料，准备了作为纸浆浆料的、报纸废纸浆(平均纤维长度为0.8_)的固体成分浓度为大约I重量％的水溶液，该报纸废纸浆是通过将报纸在实验室的条件下碎解、脱墨而得到的。
[0099]与实施例1同样地进行了纸浆模制品的成形。使纸浆模制品的厚度为大约1.5mm。此外，同样地，在本实施例中，纸浆模制品也被制作成包括直浇道、横浇道、内浇道等浇道系统。
[0100]接着，与实施例1同样地进行了铸型的造型、铸造。但是，作为耐热性颗粒，使用了娃砂(澳大利亚生产的压平砂(flattery sand))。
[0101]结果，在铸造、铸型拆开等工序中，基本上没有产生臭气。但是，与实施例1的人造型砂相比，观察到极少的扬尘，但其并不是对作业环境造成影响程度的扬尘。
[0102]对于铸造成的铸件，与实施例1、2同样地制得了良好的铸件。
[0103]实施例4
[0104]对于纸浆模制品的成形材料，准备了作为纸浆浆料的、报纸废纸浆(平均纤维长度为0.4_)的固体成分浓度为大约I重量％的水溶液，该报纸废纸浆是通过将报纸在实验室条件下碎解、脱墨而得到的。
[0105]与实施例1同样地进行了纸浆模制品的成形。使纸浆模制品的厚度为大约2.5mm。此外，同样地，在本实施例中，纸浆模制品也被制作成包括直浇道、横浇道、内浇道等浇道系统。
[0106]接着，与实施例3同样地进行了铸型的造型、铸造。
[0107]结果，在铸造、铸型拆开的过程中，基本上没有产生臭气。但是，与实施例1的人造型砂相比，观察到极少的扬尘，但其并不是对作业环境造成影响程度的扬尘。
[0108]对于铸造成的铸件，与实施例3同样地制得了良好的铸件，但也存在纸浆模制品的厚度为2.5mm的情况，发现在合模面产生了毛边。
[0109]实施例5
[0110]在本实施例中，与实施例4同样地进行了纸浆模制品的成形。但是，对于铸件形状的外周部，使用额外准备的夹具以大约3_的宽度自背面按压纸浆模制品，使该部分的纸浆模制品的厚壁为大约0.8mm。此外，同样地，在本实施例中，纸浆模制品也被制作成包括直浇道、横浇道、内浇道等浇道系统。
[0111]接着，与实施例4同样地进行了铸型的造型、铸造。[0112] 结果，大幅改善了铸造成的铸件的毛边。
[0113]接下来，说明上述本发明的第2实施方式~第4实施方式的实施例6~实施例9。
[0114]实施例6
[0115]首先，在制作纸浆模制品时，作为该纸浆模制品的纸浆浆料，准备了漂白牛皮纸废纸浆(平均纤维长度为3.5mm)的固体成分浓度为大约0.5重量％的水溶液，该漂白牛皮纸废纸浆是通过将漂白牛皮纸在实验室的条件下碎解而得到的。作为抄纸模，准备了在其表面粘贴有100目的金属网的造纸用铝模。
[0116]在纸浆模制品的成形时，一边搅拌纸浆浆料，一边将抄纸模浸溃在纸浆浆料中并进行真空吸引，从而使纸浆层叠并吸附于抄纸模的表面，然后自纸浆浆料取出抄纸模。
[0117]接着，将能够对框内进行减压的铸型框覆盖在纸浆模制品的上部，向由纸浆模制品和铸型框围城的空间填充作为耐热颗粒的被加热至大约60°C的人造型砂(伊藤忠★ 7 r7夕制造的少^'^7匕'一文650)，使振动台运转而提高了人造型砂的填充密度。之后，自抄纸模背面进行吸引而使气体在铸型框内流动。气体流动时间为大约60秒。
[0118]接着，将0.05_左右的合成树脂膜覆盖在铸型框的背面，使铸型框与大气隔绝之后，利用真空泵对铸型内进行减压，从而使纸浆模制品自抄纸模脱模。在脱模时，由于纸浆模制品具有透气性，因此，为了易于进行脱模，通过自抄纸模的背面喷出空气，能够易于进行脱模。此时的纸浆模制品的厚度为大约0.5_。
[0119]此外，作为纸浆模制品的形状，其不仅成形铸件形状，还同时成形用于铸造的直浇道、横浇道、内浇道等。以同样的方式制作在铸型表面具有构成铸型的组合模的另一个纸浆模制品的铸型，通过将两个铸型合型而完成了铸造用铸型。向铸型浇铸了大致1400°C的铸铁。
[0120]其结果，在铸造时，基本上感觉不到扬尘和臭气。在冷却后，解除铸型的减压、取出铸件时，结果能够在没有扬尘和臭气的情况下拆开铸型。另外，在铸件的表面上仅松散地附着有纸浆模制品炭化后的薄膜，没有发现附着有型砂。并且，制作成在铸件上没有气孔(气泡)、针孔(铸件气孔)、型砂的粘附等的良好的铸件。
[0121]实施例7
[0122]在制作纸浆模制品时，作为该纸浆模制品的纸浆浆料，准备了牛奶盒废纸浆(平均纤维长度为2_)的固体成分浓度为大约0.5重量％的水溶液，该牛奶盒废纸浆是通过将牛奶盒在实验室的条件下碎解并去除层压的膜等而得到的。
[0123]与实施例6同样地制作了铸型，但使纸浆模制品的厚度为大约1_，使耐热颗粒的温度为大约100°c。另外，为了使纸浆模制品干燥而使气体在铸型内流动了大致90秒。与实施例6同样地进行了铸造。
[0124]其结果，在铸造时，在铸型拆开时等工序中，基本上没有产生粉尘和臭气，没有污染作业环境等。另外，还确保了制作成的铸件的良好品质。
[0125]实施例8
[0126]在制作纸浆模制品时，作为该纸浆模制品的纸浆浆料，准备了报纸废纸浆(平均纤维长度为0.8_)的固体成分浓度为大约0.5重量％的水溶液，该报纸废纸浆是通过将报纸在实验室条件下碎解、脱墨而得到的。与实施例6同样地制作了铸型，但将硅砂(澳大利亚生产的压平砂)用作了耐热性颗粒，一边施加振动一边将硅砂填充到铸型框内。使纸浆模制品的厚度为大约1.5_，使耐热颗粒的温度为大约150°C。另外，为了使纸浆模制品干燥而使气体在铸型内流动了大致60秒。
[0127]其结果，在铸造时，在铸型拆开时等工序中，基本上没有产生粉尘和臭气，但与实施例6的人造型砂相比，观察到极少的扬尘。对于制作成的铸件，与实施例6、7同样地制得了良好的铸件。
[0128]实施例9
[0129]在制作纸浆模制品时，作为该纸浆模制品的纸浆浆料，准备了牛奶盒废纸浆(平均纤维长度为2_)的固体成分浓度为大约0.5重量％的水溶液，该牛奶盒废纸浆是通过将牛奶盒在实验室条件下碎解并去除层压的膜等而得到的。
[0130]在制作型芯模时，利用分割为两半的抄纸模制作了图6所示那样的型芯形状。在抄纸面上覆盖100目的金属网。型芯模的芯头部敞开，上述纸浆模制品成形用浆料能够自该开口进出。在纸浆模制品的成形时，将分割为两半的抄纸模合模并将其浸溃在浆料液中。使浆料自芯头开口部进入，并自抄纸模的背面进行吸引而成形纸浆模制品。
[0131]接着，自浆料液取出抄纸模，并自开口部填充了被加热至100°C的耐热颗粒。插入了管形状的减压机构，以便能够同时进行铸型内的减压。之后，通过自开口部向铸型内吹入加压空气并自抄纸模背面进行吸引，从而进行了纸浆模制品的干燥。加压、吸引时间为大约60秒。
[0132]接着，将0.05mm左右的合成树脂膜覆盖在开口部来密封开口部，以对铸型内进行减压，一边经由减压机构对铸型内进行减压并自抄纸模背面喷出空气，一边使纸浆模制品和抄纸模分离，从而制作成型芯模。纸浆模制品的厚度为大约1_。
[0133]在此之外，准备了与实施例7同样地制作成的上下的主模，在该下模上设置上述型芯模，并覆盖上模，从而完成了图8所示那样的铸造用铸型。与实施例6同样地进行了铸造。
[0134]其结果，在铸造时，在铸型拆开时等工序中，基本上没有产生粉尘、臭气，没有污染作业环境等。另外，还确保了制作成的铸件的良好品质。
[0135]附图标记说明
[0136]1、34、支承模；2、22、42、纸浆模制品；4、28、铸型框；6、26、44、减压机构(减压部件)；8、24、46、耐热颗粒；10、30、密封构件；20、40、抄纸模。
【权利要求】
1.一种金属铸造用铸型的造型方法，其特征在于， 该造型方法包括以下工序: 利用纸浆模制品覆盖支承模的工序； 在上述纸浆模制品的上部设置具有减压部件的铸型框的工序； 向上述铸型框内填充耐热颗粒的工序； 为了将上述铸型框内密封而在上述铸型框的上表面设置密封构件的工序； 利用上述减压部件对上述铸型框内进行减压而形成包括上述铸型框、耐热颗粒、纸浆丰旲制品以及S封构件在内的铸型的工序；以及使上述纸浆模制品与上述支承模分离的工序。
2.一种金属铸造用铸型，其特征在于， 该金属铸造用铸型包括: 纸浆模制品，其覆盖支承模； 铸型框，其设置在该纸浆模制品的上部，并具有减压部件； 耐热颗粒，其被填充到上述铸型框内；以及 密封构件，其设于上述铸型框的上表面，用于将上述铸型框内密封， 该金属铸造用铸型利用上述减压部件对上述铸型框内进行减压，形成包括上述铸型框、耐热颗粒、纸浆模制品以及密封构件在内的铸型，而且，上述纸浆模制品与上述支承模分离。
3.根据权利要求2所述的金属铸造用铸型，其中， 上述纸浆模制品由天然纤维形成。
4.根据权利要求2或3所述的金属铸造用铸型，其中， 上述纸衆模制品具有0.1mm~2.0mm的厚度。
5.根据权利要求2或3所述的金属铸造用铸型，其中， 上述纸浆模制品通过抄纸法成形。
6.根据权利要求2或3所述的金属铸造用铸型，其中， 上述纸浆模制品通过冲压加工法成形。
7.一种金属铸造用铸型的造型方法，其特征在于， 该造型方法包括以下工序: 利用在表面设有金属网的抄纸模来成形纸浆模制品的工序； 在上述纸浆模制品的上部设置具有减压部件的铸型框的工序； 向上述铸型框内填充耐热颗粒的工序； 为了将上述铸型框内密封而在上述铸型框的背面设置密封构件的工序； 利用上述减压部件对上述铸型框内进行减压而形成包括上述铸型框、耐热颗粒、纸浆丰旲制品以及S封构件在内的铸型的工序；以及使上述纸浆模制品与上述抄纸模分离的工序。
8.一种金属铸造用铸型的造型方法，其特征在于， 该造型方法包括以下工序: 利用在表面设有金属网的抄纸模来成形纸浆模制品的工序； 将上述纸浆模制品转移到支承模上的工序；在上述纸浆模制品的上部设置具有减压部件的铸型框的工序； 向上述铸型框内填充耐热颗粒的工序； 为了将上述铸型框内密封而在上述铸型框的背面设置密封构件的工序； 利用上述减压部件对上述铸型框内进行减压而形成包括上述铸型框、耐热颗粒、纸浆丰旲制品以及S封构件在内的铸型的工序；以及使上述纸浆模制品与上述支承模分离的工序。
9.一种金属铸造用铸型的造型方法，其特征在于， 该造型方法包括以下工序: 利用在分割成多个部分的成形表面设有金属网的组合抄纸模来成形在至少I处开口且具有型芯形状的纸浆模制品； 自上述开口向上述纸浆模制品的内部插入减压部件并填充耐热颗粒的工序； 为了不使上述纸浆模制品的内部的耐热颗粒排出而密封纸浆模制品的开口的工序；利用上述减压部件对上述纸浆模制品的内部进行减压而形成包括上述耐热颗粒和纸浆模制品在内的型芯形状的铸型的工序；以及 使以上述纸浆模制品为表面的型芯模与抄纸模分离的工序。
10.根据权利要求7所述的金属铸造用铸型的造型方法，其中， 在执行向上述铸型框内填充耐热颗粒的工序之后，进一步执行自上述抄纸模的背面进行吸引的工序、或进一步执行自上述铸型框的背面吹入加压空气的工序或者进一步执行自上述抄纸模的背面进行吸引且自上述铸型框的背面吹入加压空气的工序。
11.根据权利要求8所述的金属铸造用铸型的造型方法，其中， 在执行向上述铸型框内填充耐热颗粒的工序之后，进一步执行自上述支承模的背面进行吸引的工序、或进一步执行自上述铸型框的背面吹入加压空气的工序或者进一步执行自上述支承模的背面进行吸引且自上述铸型框的背面吹入加压空气的工序。
12.根据权利要求9所述的金属铸造用铸型的造型方法，其中， 在执行向上述纸浆模制品的内部填充耐热颗粒的工序之后，进一步执行自上述抄纸模的背面进行吸引的工序、或进一步执行自上述纸浆模制品的开口吹入加压空气的工序或者进一步执行自上述抄纸模的背面进行吸引且自上述纸浆模制品的开口吹入加压空气的工序。
13.根据权利要求7至12中的任一项所述的金属铸造用铸型的造型方法，其中， 该造型方法还具有加热上述耐热颗粒的工序。
14.根据权利要求13所述的金属铸造用铸型的造型方法，其中， 在加热上述耐热颗粒的工序中的上述耐热颗粒的加热温度为50°C~200°C。
15.根据权利要求7至12中的任一项所述的金属铸造用铸型的造型方法，其中， 上述纸衆模制品具有0.1mm~2.0mm的厚度。
16.根据权利要求7、8、10或11所述的金属铸造用铸型的造型方法，其中， 在向上述铸型框内填充耐热颗粒的工序中具有以振动的方式填充上述耐热颗粒的工序。
17.根据权利要求9或12所述的金属铸造用铸型的造型方法，其中， 在向上述纸浆模制品的内部填充耐热颗粒的工序中具有以振动的方式填充上述耐热颗粒的工序。
18.一种金属铸造用铸型，其是利用权利要求7至12中的任一项所述的铸型造型方法进行造型而成的，其特征在于， 该金属铸造用铸型的与金属相接触的产品铸型面是由纸浆模制品成形的三维面，上述纸浆模制品的背后由耐热颗粒支 承并被保持在减压状态。
【文档编号】B22C3/00GK103648680SQ201280034947
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年6月19日 优先权日:2011年7月15日
【发明者】西川和之, 富冈正则 申请人:新东工业株式会社
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