消失模铸造方法
阅读：493发布：2020-05-11
专利汇可以提供消失模铸造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 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，下面是消失模铸造方法专利的具体信息内容。
1.一种消失模铸造方法，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
2.根据权利要求1所述的消失模铸造方法，其特征在于：
将所述孔部的长度以mm计设为l，将所述孔部的轴心相对于水平方向而成的角度设为θ，将所述熔液的密度以kg/mm3计设为ρm，将所述孔部的平均密度以kg/mm3计设为ρd，并且将重力加速度设为g时，以满足下述式(2)的方式设置所述孔部，
cos2θ≤0.04/{(ρm-ρd)g}×D/l2 (2)。
消失模铸造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及铸造具备细孔的铸件的消失模铸造方法。
背景技术
[0003] 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(cast hole)”)。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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1：日本专利公开公报特开2011-110577号
[0009] 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。
[0010] 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。
发明内容
[0012] 本发明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。
[0013] 本发明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)，
[0014] 2
[0016] 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。
[0017] 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。
[0018] 图2是熔液置换了泡沫模型后的铸模的剖视图。
[0019] 图3是图2的III-III剖视图。
[0020] 图4是图2的要部IV的放大图。
[0021] 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。
[0022] 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。
[0023] 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。
[0024] 图8是图7的VIII-VIII剖视图。
[0025] 图9是图7的要部IX的放大图。
[0026] 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。
[0027] 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。
[0028] 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。
[0029] 图13A是实施例1的铸模的俯视图。
[0030] 图13B是实施例1的铸模的侧视图。
[0031] 图13C是从E方向观察图13B的铸模时的侧视图。
[0032] 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。
[0033] 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
[0034] 以下，参照附图来说明本发明的优选实施方式。
[0035] 〈消失模铸造方法〉
[0036] 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。
[0037] 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。
[0039] 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。
[0040] 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。
[0041] 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)以及式(1)。
[0042] 2
[0043] σc≥-0.36+140/D2 (1)
[0044] 此处，在式(0)中，若孔部的直径D为小于2mm，则无法涂敷1mm以上的厚度的模涂料。另一方面，若孔部的直径D超过19.7，则难以形成直径为18mm以下的细孔。在式(1)中，σc是模涂料的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(弯曲强度)(MPa)。此外，所述式(1)是基于模涂料的厚度为1mm而孔部的长度l为100mm时的实验结果获得的算式，可适用于在铸件中形成100mm以下的长度的细孔的情形。
[0045] 此处，模涂料的抗弯强度(transverse rupture strength)是指弯曲强度(bending strength)，也称为抗弯力(transverse rupture stress)模涂料的抗弯强度是根据在弯曲测试中试验片至被破坏为止的最大负荷来算出的弯曲应力的值，其采用由以下的方法所测定的值。首先，让模涂料流入铸模，在室温或25℃下使模涂料自然干燥12小时以上。其次，利用50℃的恒温干燥机使模涂料干燥2小时以上之后，切出50mm×10mm的厚度为2±0.5mm的大小的测定用试验片。针对该测定用试验片的与铸模接触的面，利用抗弯测试机施加0.05至0.1N/s的负荷，并且利用支点间距离为40mm且支点远端形状为R1.5mm的测试用夹具，由中央集中负荷通过三支点弯曲测试来测定抗弯力。该测试后，对试验片的断裂面的厚度在包含中央及两端的三处以上进行测定，根据其平均值来算出模涂料的抗弯强度(MPa)。与上述同样的方法制作两个测定用试验片，并且以同样的手法进行三次三支点弯曲测试而获得抗弯强度的平均值，将该平均值作为模涂料的抗弯强度。
[0046] 所述“加热至树脂分解之温度”意味着构成模涂料的树脂被加热至该树脂的玻化温度(Tg)以上的温度。若满足上述式(1)且将模涂料的厚度设为1mm以上，则不会损伤模涂料，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。
[0047] 此外，孔部3的轴心相对于水平方向而成的角度θ较为理想的是根据熔液的密度、孔部与熔液的浇注道的铅垂方向高度之差、模涂料的材质及厚度来决定。具体而言，当孔部3的长度设为l(mm)，熔液的密度设为ρm(kg/mm3)，孔部的平均密度设为ρd(kg/mm3)，重力加速度设为g时，以满足以下的式(2)的方式来设置所述孔部。
[0048] cos2θ≤0.04/{(ρm-ρd)g}×D/l2 (2)
[0049] 此外，孔部的平均密度ρd是指通过对被填充于孔部的内部的铸造砂的密度ρ和被涂敷于孔部的表面且干燥后的模涂料的密度ρc根据各自的厚度进行加权平均来算出的值。此外，熔液的浇注道意味着熔液被注入的部位，具体而言是比孔部更上方且包围泡沫模型的铸造砂开口的部分。
[0050] 此处，在铸造具有沿铅垂方向延伸的细孔的铸件的情况下，模涂料4上作用有以下的外力。
[0051] (1)熔液的静压(σp)
[0052] (2)熔液的流动产生的动压(σm)
[0053] (3)模涂料和熔液的凝固时的热收缩·膨胀差(σthout)
[0054] (4)孔部3内的铸造砂和模涂料的热收缩·膨胀差(σthin)
[0055] (5)泡沫模型的燃烧产生的气体的压力(Pgout)(σgout)
[0056] (6)泡沫模型的燃烧产生的气体留在孔部3的内部而产生的内压(Pgin)(σgin)[0057] 因此，当设与熔液(熔融金属)的温度同等的高温下的模涂料的强度为σb时，若以下的式(3)成立，则不会损伤模涂料而能够铸造铸孔。
[0058] σb>σp+σm+σthout+σthin+σgout+σgin (3)
[0059] 以下，对上述(1)至(6)的各个外力进行研讨。
[0060] 〈熔液的静压σp〉
[0061] 图2是熔液6置换了泡沫模型2之后的铸模1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。熔液6置换泡沫模型2后，如图2所示，填充在模涂料4的周围的铸造砂5承受熔液6的静压。而且，涂敷在孔部3的表面上的模涂料4如图3所示般在周向上承受压缩力。
[0062] 此处，当被填充在孔部3的内部中的铸造砂5的量充分时，如图4所示，作用于涂敷在孔端部3a的模涂料4的熔液6的静压与来自铸造砂5的反作用力彼此平衡。因此，可以忽略孔部3的轴向的负荷。
[0063] 另一方面，当被填充在孔部3的内部中的铸造砂5的量不充分时，来自铸造砂5的反作用力不作用于涂敷在孔端部3a的模涂料4，基于熔液6的静压(浮力)而作用有弯曲应力。
[0064] 此处，当孔部3的直径设为D(mm)，重力加速度设为g，熔液6的密度设为ρm(kg/mm3)，平均头差(熔液的浇注道与孔部3的铅垂方向高度之差)设为h(mm)时，基于熔液6的静压而作用于孔部3(半圆)的外力w(N/mm)以下面的式(4)来表示。
[0065] w＝ρmgh×∫(D/2sinθ×θ)dθ
[0066] ＝ρmghD/2×∫sin2θdθ
[0067] ＝ρmghD/2〔θ/2-sin2θ/4〕
[0068] ＝(π/4)ρmghD (4)
[0069] 若假定没有来自填充在孔部3的内部中的铸造砂5的反作用力而近似于平板时，则作用于涂敷在孔部3的表面上的厚度t(mm)的模涂料4的应力σc(MPa)基于梁理论而以下面的式(5)来表示。
[0070] σc≒M/I×t/2＝(π/8)ρmghl2/t2 (5)
[0071] 上述式(5)上，M是作用于孔部3的两端的弯曲力矩，I是半圆筒的断面惯性矩，分别由下面的各式来表示。
[0072] M＝(∏/48)ρmghDl2
[0073] I＝Dt3/12
[0074] 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4的端部4a导致孔部变形后的状态下的铸模的剖视图。图5及图6中表示了孔部3的轴心相对于水平方向所成的角度θ为0°的情形，图5及图6中的左侧为铸模的底面侧，图5及图6中的右侧为铸模的上面侧。当填充于孔部3的内部的铸造砂5的量充分时，如图5所示，熔液6的静压(浮力)所产生的弯曲应力作用于涂敷在孔部3的表面上的圆筒状的模涂料4。即，孔部3以该孔部3的轴心相对于水平方向成角度θ设置，作用于该孔部3的表面上所涂敷的厚度t的模涂料4的应力根据梁理论可知在模涂料4的端部4a处为最大，作用于该端部4a的应力σd(MPa)以下式(6)来表示。基于该弯曲应力σd，如图6所示，孔部3发生变形。
[0075] σd＝M/I×D/2
[0076] ＝2/3(lcosθ)2×(ρm-ρd)g/D (6)
[0077] 式(6)中，M为作用于孔部3的两端的弯曲力矩，I为半圆筒的断面惯性矩。
[0078] M＝(∏D2/4)×(ρm-ρd)×g×l2/12
[0079] I＝∏/64×D4
[0080] 如上所述，熔液的静压σp为作用于模涂料4的应力σc与作用于模涂料4的端部4a的应力σd的合力，以下式(6-2)来表示。
[0081] σp＝σc+σd (6-2)
[0082] 〈熔液的流动所产生的动压〉
[0083] 由于熔液的流动平稳，因此可以忽略熔液的流动所产生的动压。
[0084] 〈模涂料和熔液的凝固时的热收缩·膨胀差〉
[0085] 铸铁的线膨胀率比铸造砂大。因此，模涂料和熔液的凝固时的热收缩·膨胀差在模涂料的轴向上产生压缩力。该压缩力有可能成为涂敷在孔部3的表面上的模涂料被压曲而破损的原因，不过，其很小而可以忽略。此外，模涂料的周向上的应力也可以忽略。
[0086] 〈孔部内的铸造砂和模涂料的热收缩·膨胀差〉
[0087] 孔部3内的铸造砂及模涂料4的温度变化比熔液小。因此，因孔部3内的铸造砂和模涂料的热收缩·膨胀差所产生的影响比模涂料和熔液的凝固时的热收缩·膨胀差所产生的影响小，可以忽略。
[0088] 〈泡沫模型的燃烧所产生的气体的压力〉
[0089] 图7是表示了泡沫模型2的燃烧所产生的气体的压力方向的铸模1的剖视图。如图7所示，使泡沫模型2消失而与熔液6置换后，填充在泡沫模型2的周围的铸造砂5承受泡沫模型2燃烧所产生的气体的压力。
[0090] 图8是图7的VIII-VIII剖视图，图9是图7的要部IX的放大图。如图8所示，涂敷在孔部3的表面上的模涂料4基于泡沫模型2燃烧所产生的气体的压力而在周向上承受压缩力。如图9所示，涂敷在孔部3的表面上的模涂料4沿孔部3的轴向施加一个以下式(7)所示的张力(tensile force)。
[0091] σgout∝Pgout/D2 (7)
[0092] 此外，如图9所示，当填充在泡沫模型2的周围的铸造砂5的量充分时，气体的压力与来自铸造砂5的反作用力平衡，因此，孔部3的轴向的负荷可以忽略。
[0093] 〈泡沫模型的燃烧所产生的气体留在孔部的内部而产生的内压〉
[0094] 泡沫模型2的燃烧所产生的气体留在孔部3的内部所产生的内压对模涂料4产生式(8)所示的周向应力、以及式(9)的轴向的应力。
[0095] σgin≒D×Pgin/t (8)
[0096] σginz≒D×Pgin/(2t) (9)
[0097] 此处，由于孔部3的直径D越小则越难铸造出铸孔，因此，可为说以式(8)、式(9)所表示的外力的影响小而可以忽略。
[0098] 从上述情况可知，铸造砂的填充量充分时，施加于模涂料的负荷小。然而，实际上来自铸造砂的反作用力并不充分，因此，熔液的静压所产生的弯曲应力、以及泡沫模型2燃烧产生的气体的压力所产生的轴向张力会作用于模涂料。因此，模涂料需要具有能够承受这些力的强度。因此，作为铸造条件，式(3)利用式(5)、式(6)、式(6-2)以及式(7)而能够近似为式(10)。
[0099] σb>σp+σgout＝(π/8)ρmghl2/t2+2/3(lcosθ)2×(ρm-ρd)g/D+kPgout/D2+γ (10)[0100] 此处，k为比例常数，γ＝σm+σthout+σthin+σgin≒0。
[0101] 式(10)是假定为没有铸造砂的反作用力时的条件。因此，在考虑到铸造砂的反作用力而将各项置换为系数时，孔部3的直径D和孔部3的长度l和模涂料的厚度t的函数可以用下式(11)来表示。
[0102] σb>α·l2/t2+β/D2+ωD3/{D4-(D-2t)4} (11)
[0103] 此处，也可以取代高温下的模涂料的强度σb(MPa)而采用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σc(MPa)。即，根据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孔部的可铸造的直径(可铸造的孔径)之间的关系，式(11)可以下式(12)来表示。此外，有关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在后面叙述。
[0104] σc≥-0.36+140/D2 (12)
[0105] 通过将满足上述的式(12)的模涂料以1mm以上的厚度涂敷于泡沫模型，模涂料不会受损，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。
[0106] 而且，在式(10)中，作为铸造条件，根据能够允许的应力增加量，来算出式(13)。
[0107] cos2θ≤0.04/{(ρm-ρd)g}×D/l2 (13)
[0108] 当孔部的轴心相对于水平方向而成的角度设为θ时，通过以满足上述式(13)的方式来设置孔部，模涂料不会受损，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。
[0109] 〈铸造评价〉
[0110] 其次，将模涂料的厚度设为1mm，将由铸造来形成的细孔的长度l设为100mm，将孔部3的轴心相对于水平方向而成的角度设为零(θ＝0)，并且将模涂料的种类及铸造砂的种类分别如表1及表2所示那样进行变更，来评价可铸造的孔部3的直径。其结果被表示于表3。
[0111] 表1
[0112]
[0113] 物理性质都是干燥后的值
[0114] 表2
[0115]
[0116] 表3
[0117]
[0118] *使用树脂时与不使用树脂时的平均值
[0119] 上述评价利用相同成分的灰铸铁(JIS-FC250)并且以相同的铸造方法来进行。因此，可以推断表1中的三种模涂料均是高温下的强度(最高温度约1200℃)能够满足式(11)的模涂料。
[0120] 此处，直接测定高温下的模涂料的强度比较困难，为此而研究了间接地推定高温下的模涂料的强度的方法。图10是表示干燥后的模涂料的常温下的抗弯强度(弯曲强度)(表1)与可铸造的孔径(表3)之间的关系的图形。从图10可明确地知道常温的模涂料的抗弯强度与模涂料的高温强度的相关小。其理由如下：模涂料的干燥后的抗弯强度受粘结剂(树脂分量)的特性的强烈影响，另一方面，若铸造时模涂料被加热至200至400℃以上，则与粘接剂分解而产生的碳(或碳化物)相关的别的机制所形成的强度特性处于支配地位。
[0121] 因此，将干燥后的模涂料加热至树脂分解为止而成为烧结体，并且将其冷却至常温后测定其抗弯强度。本实施方式中，在将干燥后的模涂料加热至1100℃后，使其冷却至常温并实施抗弯强度测试。图11表示了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。
[0122] 根据图11所示的关系，当以铸造来形成的孔的直径设为D(mm)，一旦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(弯曲强度)设为σc(MPa)时，可以得到下式(14)。
[0123] σc≥-0.36+140/D2 (14)
[0124] 由此，明示了如下的情况：通过采用满足式(14)的模涂料，模涂料不会受损，能够铸造具备直径为18mm以下且长度为50mm以上的细孔的铸件。
[0125] 而且，以孔部3的直径D按1mm的间隔在10mm至16mm之间变化并且将孔部3的轴心相对于水平方向而成的角度设为45度(θ＝45°)来进行同样的实验。此外，采用式(14)成立的三种模涂料。图12是表示孔部3的直径D与基于浮力(熔液的静压)而在模涂料的端部上产生的应力之间的关系的图形。
[0126] 根据图12的图形和铸造的可否结果可知，在式(10)中，作为铸成条件而能够允许的应力增加分量为0.0275MPa以下。即，满足下式(15)时能够进行铸造。
[0127] 0.0275≥2/3(lcosθ)2×(ρm-ρd)g/D (15)
[0128] 因此，当在泡沫模型2的内部以直径D设置长度l的孔部3时，以孔部3的轴心的相对于水平方向而成的角度θ满足下式(16)的方式来设置孔部3便可。
[0129] cos2θ≤0.04/{(ρm-ρd)g}×D/l2 (16)
[0130] 实施例
[0131] 图13A及图13B分别是实施例1的铸模的俯视图及侧视图，图13C是从E方向观察图13B的铸模时的侧视图。如图13A、图13B及图13C所示，实施例1的铸模是在100(mm)×100(mm)×200(mm)的长方体的泡沫模型12中设置有从上表面贯通至下表面的直径14mm的孔部
13以及设置有从相向的一对侧面中的一方的侧面贯通至另一方的侧面的直径10mm的孔部
14。该孔部13、14的长度均为100mm。利用该铸模11，能够铸造出具备两个细孔的铸件。
13以及设置有从相向的一对侧面中的一方的侧面贯通至另一方的侧面的直径10mm的孔部
14。该孔部13、14的长度均为100mm。利用该铸模11，能够铸造出具备两个细孔的铸件。
[0132] 熔液中使用了灰铸铁(JIS-FC250)。铸造时使用了将D＝14(mm)代入式(1)中而得到的骨料直径为100μm以下的二氧化硅系骨料的模涂料(表1的B)。此外，作为铸造砂而采用了以SiO2为主要成分的硅砂。
[0133] 将灰铸铁的密度ρm＝7.3×10-6(kg/mm3)、铸造砂的密度ρ＝1.3×10-6(kg/mm3)、以及模涂料的密度ρc＝1.3×10-6(kg/mm3)分别代入式(2)，并且将D＝10(mm)、D＝14(mm)分别代入式(2)，从而得到以下的式(17)、式(18)的关系式。
[0134] 〈D＝10时〉
[0135] lcosθ≤82(mm) (17)
[0136] 〈D＝14时〉
[0137] lcosθ≤98(mm) (18)
[0138] 图14是表示了以实施例1的铸模的孔部相对于水平方向而成的角度θ来设置孔部时的状态下的铸模的侧视图。为了满足所述式(17)及式(18)，需要如图14所示那样以孔部的轴心相对于水平方向而成的角度θ满足以下的范围的方式来倾斜设置孔部。
[0139] 0.60≤θ≤1.35(弧度)
[0140] 通过以如此的角度来设置孔部13、14而进行铸造，不会产生粘砂，能够铸造出完成状态良好的细孔。
[0141] 另一方面，铸造时，在铸模11不能倾斜的情况下，也可以将直径为10mm的孔部14沿着垂直方向设置。此处，有关直径为14mm的细孔，在本实施方式的条件下，只能铸造出长度至98mm的铸件。因此，通过将锆砂填充于孔部13的内部等，并且将孔部13的平均密度ρd(将填充在孔部13内部的铸造砂的密度ρ和涂敷在孔部13的表面的模涂料的密度ρc平均后的-6值)设为1.8×10 (kg/mm3)以上，能够铸造出直径为14mm且长度为100mm的细孔。此外，在设计上允许的情况下，也可以在孔部13的周边实施2mm的锪孔加工，而使孔部13的实质上的长度成为98mm以下。由此，能够铸造出完成状态良好的细孔。
[0142] 〈效果〉
[0143] 如上所述，根据本实施方式所涉及的消失模铸造方法，模涂料难以受损，因而铸造时的粘砂便难以产生，能够铸造出具备直径为18mm以下且长度为50mm以上的完成状态良好的细孔的铸件。
[0144] 而且，还将直径为D(mm)且长度为l(mm)的孔部3的轴心以相对于水平方向成为满足上述的式(2)的角度θ的方式设置。基于以成为满足上述的式(2)的角度θ的方式来设置孔部3，模涂料不会受损，能够铸造具备直径为18mm以下且长度为50mm以上的细孔的铸件。
[0145] 以上，说明了本发明的实施方式，不过，这只不过是具体例的示例，并非特别限定本发明，其具体的结构等是可以适当地进行设计变更的。此外，本发明的实施方式中虽然列举了本发明所起到的最为理想的作用及效果，但本发明的作用及效果并不限定于本发明的实施方式中所记载的作用及效果。
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