減圧凍結法 を用いた造型法 による環境低負荷型鋳造 システムの開発 De ve l o pme ntofCa s t i ngSys t e mwi t hMol dsFr o z e nunde rLo wPr e s s ur e
f brBe t t e rEnvi r o nme nt
加藤 寛
1*,蓑輪幸三
2,川村邦 明
3,神村 岳
3Hi r os hiKa t ol , Ko z oMi no wa
2, Ku ni a k iKa wa m ur a
3a ndTa ke s h iKa m i mur a
31 埼玉大学 工学部機械工学科
De pa r t me ntofMe c ha ni c a lEng ine e r i ng, Fa c ul t yofEngi ne e r ing,Sa i t a maUni v e r s i t y
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埼玉県工業技術セ ンター ( 覗,埼玉県産業技術総合センター)
Te c hni c a lLa bo r a t o r yofSa it a maPr e f e c t u r e( Pr e s e n t . ･Sa i t a maI nd u st r i a lTe c l mol o gyCe nt e r )
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株式会社前川製作所 Ma e ka waMPG. Co. , Lt d.
本研究 は,平成 1 4 年度地域新生 コンソーシアム研究開発事業 ( 減圧凍結法 を用いた造型法 による環境低 負荷型鋳造 システムの開発)の一環 と して実施 され た ものである. 当研究 開発事業では,省エネルギー ･環 境低負荷型 の鋳造 システムの完成 を 目指 してお り, このため減圧式凍結法 を用いて凍結鋳型 を製造す る新 し い鋳造技術 を開発す るとともに,一連 の鋳造工程 を開発 ･改善 し,鋳造技術 と して鋳造方案 を確立す ること を 目的に実験 を行 ってきた.本研究では,凍結鋳型 を用いて製造 された鋳造品の組織及び機械的性質 を従来 鋳型を用いて製造 された鋳造品のそれ らと比較検討す ることを担 当 した.
本年度 の研究開発事業では,凍結鋳型造型法 に減圧式凍結法 を利用 した鋳造設備の実証 システムの設計 ･ 製作 を行い,設備の稼動性 について調査 した. また,凍結 した砂型 についてその特性 を把握す るとともに, 減圧式凍結法 における機材の最適化及び凍結鋳型への有効性な どについて調査 し,以下の知見を得た.
① 砂 を凍結 させ ることによ り,従来の鋳型 と同等以上の圧縮強度 を得た. また,製作 された凍結砂型 の通 気度は,従来鋳型 と同等以上であることが分か った.
② 急速凍結 を行 うことによ り.従来鋳型の造型時間 と同等の時間で鋳型が製造 され ることが分か った.
③ 凍結鋳型 の最適 な離型剤 を決定す るとともに,鋳型 に対す る塗型方法および塗型剤 を調査 した.
④ 凍結鋳型 を用いて鋳造 された鋳鉄試験片中の黒鉛組織 は, 同一形状 の CO
2鋳型 を用いて製造 された試験 片 と比べて微細であった. また,前者 の機械的性質 は後者 のそれ と同等以上であ った. これ らの結果 は 鋳造後 の冷却速度 の違 いに起 因す るもの と考 え られ た. また,本手法 によって良好 な機械的性質が得 ら れたことか ら,その鋳造 システムの有効性が確認 された.
⑤ 凍結鋳型鋳造法 を用いた鋳造 システムの検証 として,製品重量 30 kg の鋳造製品を製作 した.
辛
