JPS6234451B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は例えば比較的低圧にて鋳造を行う金型
内にセツトする中子表面に塗布する塗型剤に関す
る。

（従来の技術） 自動車用シリンダブロツク、シリンダヘツド或
いはインテークマニホルド等は複雑形状をしてい
るため、これらを鋳造する場合には、金型内にシ
エルモールド、コールドボツクス等の砂中子をセ
ツトして鋳造し、鋳造後に中子を崩壊して複雑形
状の製品を得るようにしている。そして、中子を
用いて鋳造する場合には、溶湯圧力にて中子が圧
潰するおそれがあるため一般的には比較的低圧に
て鋳造を行うようにしている。

ところで、中子はケイ砂をバインダーにて固め
たものであるため、金型表面に比較しその表面は
粗く、そのままセツトしたのでは製品の鋳肌が荒
れたものとなる。そこで、従来から耐火物粉末等
を有機バインダーに溶解してなる塗型剤を中子表
面に塗布・乾燥せしめて被膜を形成した後に、金
型内にセツトするようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の塗型剤によつて形成され
る被膜は、鋳造時に溶湯の熱によつてバインダー
を構成するレジンが気化してガスを発生し、これ
が鋳巣などの鋳造欠陥の原因となり、また溶湯の
差し込みを十分に防止することができず、中子表
面に対する付着力も弱く、更には製品表面への焼
付き等の問題もある。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決すべく本発明に係る中子用塗
型剤は、界面活性剤を添加した合成雲母水溶液に
天然の金雲母等の鱗片状耐火物粉末を混合して、
粘度が150〜300cpとなるようにした。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面を参照して説
明する。

先ず本発明に係る塗型剤を塗布する中子の造型
方法を述べる。

中子を造型するには、ケイ砂、ジルコンサン
ド、クロマイトサンド、或いはハイアルミナサン
ド等を骨材とし、これら骨材にフエノール樹脂等
の有機バインダーを混合して、型内に入れて焼成
する。このようにして抗析力35Kg／cm²乃至60Kg／
cm²の砂中子を得る。

次いで、上記中子の表面に本発明に係る塗型剤
を塗布し、乾燥してコーテイング層を形成し中子
表面を平滑面とする。

上記塗型剤を得るには、界面活性剤を添加した
合成雲母（ナトリウム・フツ素・４ケイ素又はリ
チウム・フツ素・４ケイ素を含む）水溶液に鱗片
状耐火物を混合してスラリーとすることで得る。

ここで前記鱗片状耐火物としては金属溶湯との
親和力が弱く、離型性に優れたものが好ましく、
例えば、金雲母（KMg₃（Si₃Al）O₁₀（OH）₂）、
絹雲母（セリサイト）又は鱗片状黒鉛等が挙げら
れる。

そして、上記の如くスラリー状の塗型剤を中子
表面に塗布し、これを100℃以上で乾燥せしめて
コーテイング層を形成するわけであるが、このコ
ーテイング層の厚さは0.05〜0.2mmとすることが
好ましい、即ち、コーテイング層の厚さを0.05mm
未満とすると十分な耐圧性を発揮できず、コーテ
イング層の厚さを0.2mmより厚くすると鋳造後の
製品精度を維持できなくなる。そして、上記範囲
の厚さのコーテイング層を得るにはスラリー状の
塗型剤の粘度を150〜300cp（センチポイズ）と
する必要がある。また、第１図は、上記スラリー
粘度と、合成雲母及び鱗片状耐火物の溶媒（水）
に対する配合割合との関係を示すものであり、こ
の図から明らかな如く、スラリー状塗型剤の粘度
を150〜300cpとするには、合成雲母と鱗片状耐
火物を合計した重量比が溶媒に対して70〜150％
であることが条件となる。

第２図はコーテイング層を形成する前の中子表
面の粒子構造を示す250倍の顕微鏡写真であり、
第３図はコーテイング層を形成した後の中子表面
の粒子構造を示す250倍の顕微鏡写真である。こ
れらの図から明らかな如く、コーテイング層を形
成する以前にあつては中子表面は大きな空孔を有
しているが、コーテイング層を形成した後は、合
成雲母と鱗片状耐火物とが中子表面に層状をなし
て付着し、砂中子間の空孔を完全に覆い平滑な面
となつている。

したがつて中子表面に溶湯の差し込みがない。
また、スラリー状塗型剤を構成する合成雲母は水
と接触して流動性を示し、この水溶性は付着力に
優れるため、コーテイング層は中子表面に強固に
付着する。一方、金雲母等の鱗片耐火物は金属溶
湯との親和力が弱いため、優れた離型性を示し、
また離型後の製品表面を付着したコーテイング層
は水と接触して流動性を示すので容易に除去する
ことができ、したがつて中子形状に制約が課せら
れない。

次に具体的な実験例を挙げ本発明の効果を更に
明確にする。ここで実験例１は自動車用シリンダ
ヘツドの鋳造用中子、実験例２は自動車用インテ
ークマニホールドの鋳造用中子についてのもので
ある。

実験例 １ 骨材としてJIS7号ケイ砂（AFS110）100部、
有機バインダーとしてフエノールレジン３部、湿
潤剤としてステアリン酸カルシウム0.1部の配合
からなるシエル砂を用いて重量1.4Kgのウオータ
ージヤケツト中子を造型した。造型条件は金型温
度300℃、焼成時間40秒、吹込圧力2.5Kg／cm²であ
る。次にあらかじめ合成雲母（ナトリウム・フツ
素・４ケイ素を含む）の15％水溶液を十分に混合
撹拌したものを9.8Kg用意し、これに水10、湿
潤剤としてジアルキルスルホンコハク酸ナトリウ
ムの５％水溶液0.4Kg、平均粒子３μの金雲母
（KMg₃（Si₃Al）O₁₀（OH）₂）12Kg、及び消泡剤
0.02Kgを入れ１昼夜混合撹拌し、粘度150cpのス
ラリー状塗型剤を調整し、この塗型剤中に前記中
子を１〜２秒間浸漬し、大気中で60秒間放置後、
再度同じ溶液に１〜２秒間浸漬し、その後該中子
を170℃の乾燥にて20分間放置しコーテイング層
を形成した。

以上の如くして得られた中子を金型にセツト
し、アルミ合金（AC4B）を鋳造圧力0.3Kg／cm²、
注湯温度700℃の条件下で低圧鋳造（LPDC）し
た。

鋳造後湯口切断を行い、JIS規格のTe（500℃
×４時間水冷、200℃×６時間空冷）処理を行つ
た後、通常のコアーノツクアクトマシンで中子の
砂落しを行つた。

この結果中子折れ、変形は皆無で、且つ中子砂
は100％落ちていた。

更にその後、水圧２Kg／m²の水道水で洗浄した
ところ平滑で寸法精度の優れた製品を得た。

第４図Ａは上記実験例１によつて得られた鋳造
品の表面粗さを測定した結果を示し、第４図Ｂは
従来方法によつて得られた鋳造品の表面粗さを測
定した結果を示すものであり、これらの図から明
らかな如く本発明はに係る塗型剤を塗布した中子
によつて形成された面粗度は15S前後となつてお
り、従来が40S前後であつたのに比べ大幅に向上
していることが分る。

実験例 ２ 実験例１と同様の配合及び造型条件からなるシ
エル砂を用いて重量3.2Kgのインテークマニホル
ド鋳造用中子を造型した。

次にあらかじめ、合成雲母（ナトリウム・フツ
素・４ケイ素を含む）の15％水溶液を十分に混合
撹拌したものを20Kg用意し、これに水10、鱗片
状Al金属粉を25Kg配合し、更に湿潤剤としジア
ルキルスルホンコハク酸ナトリウムの５％水溶
液、0.8Kg、消泡剤0.1Kgを入れ１昼夜混合撹拌し
て粘度200cpのスラリー状塗型剤を調整した。こ
の塗型剤中に前記中子を前記実施例１と同様の条
件で浸漬し、コーテイング層を形成した。

以上の如くして得られた中子を金型にセツト
し、アルミ合金（AC2B）を鋳造圧力0.2Kg／cm²、
注湯温度700℃の条件下で低圧鋳造（LPDC）し
た。

鋳造後湯口切断を行い、JIS規格のT₆（500℃
×４時間水冷、170℃×４時間空冷）処理を行つ
た後、通常のコアーノツクアクトマシンで中子の
砂落としを行つた。

第５図Ａ及びＢに本発明による鋳物製品の中子
部表面粗さの測定結果と従来品の測定結果を示
す。これらの図より本発明のコーテイングによ
り、表面粗度は従来が54S前後のものが、10〜
15Sと大幅に向上しており、本発明の効果が大き
いことを表わしている。

尚、前記金雲母、アルミ金属粉の代りに、絹雲
母、鱗状黒鉛を入れたものでも、同じく良好な結
果を得られた、更に本発明に係る塗型剤は低圧鋳
造用の中子に限らず、一般的な砂型鋳造、重力鋳
造の中子にも適用し得る。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明に係る塗
型剤を用いて鋳造用中子表面にコーテイング層を
形成すれば、中子表面の空孔を層状に完全に覆う
ことができるので、中子表面が平滑となり溶湯の
差し込みを防ぐことができる。また本発明に係る
塗型剤中には合成雲母が含まれているため、中子
表面に対する付着力が優れ、一方、溶湯との親和
力が弱い鱗片状耐火物が塗型剤中に含まれている
ため離型性に優れ、更にコーテイング層には有機
バインダーが含まれていないため、溶湯の熱によ
つてガスを発生することなく、鋳巣等の鋳造欠陥
のない製品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、合成雲母及び鱗片状耐火物の配合割
合と塗型剤の粘度との関係を示すグラフ、第２図
はコーテイング層を形成する前の中子表面の粒子
構造を示す顕微鏡写真、第３図はコーテイング層
を形成した後の中子表面の粒子構造を示す顕微鏡
写真、第４図Ａは実験例１によつて得られた鋳造
品表面の面粗度を示すグラフ、第４図Ｂは従来方
法によつて得られた鋳造品表面の面粗度を示すグ
ラフ、第５図Ａは実験例２によつて得られた鋳造
品表面の面粗度を示すグラフ、第５図Ｂは従来方
法によつて得られた鋳造品表面の面粗度を示すグ
ラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属内にセツトされる砂中子表面に塗布され
   る塗型剤において、この塗型剤は界面活性剤を添
   加した合成雲母水溶液に鱗片状耐火物粉末を混合
   したスラリー状をなし、且つこのスラリーの粘度
   は150〜300cpとしたことを特徴とする中子用塗
   型剤。 ２ 前記鱗片状耐火物粉末は天然の金雲母
   （KMg₃（Si₃Al）0₁₀（OH）₂）などの天然雲母であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   中子用塗型剤。