BRPI0915067B1 - Method of leading casting of semi-liquid or semi-liquid iron and casting mix for foundry - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO DE FUNDIÇÃO DE LIGA À BASE DE FERRO SEMILÍQUIDA OU SEMISSÓLI-DA E MOLDE PARA A FUNDIÇÃO". ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da Invenção A presente invenção refere-se a um método de fundição de uma liga à base de ferro semilíquida ou semissólida, e a um molde para fundição, que é usado para tal fundição. É reivindicada prioridade sobre a Japanese Patent Application n°. 2008-155991, registrada em 13 de junho de 2008, cujo teor está aqui incorporado como referência.

Descrição da Técnica Relativa Há uma técnica de fundição sob pressão como técnica para produzir grandes quantidades de peças metálicas que tenham formas complicadas. Esta técnica é forçar metal fundido sob alta pressão em um molde para solidificar o metal fundido, e é eficaz como método para produzir peças metálicas que tenham um baixo ponto de fusão, tais como ligas à base de alumínio e ligas à base de magnésio. Entretanto, como ligas à base de ferro têm um alto ponto de fusão e a mesma liga à base de ferro é frequentemente usada como material para moldes, a técnica de fundição sob pressão não tem sido amplamente usada para produzir peças de liga à base de ferro.

Nos últimos anos, foi desenvolvido e colocado em prática um método que atenta para a alta resistência do aço para produzir peças metálicas a partir de ferro fundido semilíquido usando a técnica de fundição sob pressão. Em adição a isso, foi desejado o desenvolvimento de moldes que tivessem durabilidade suficiente. Para isso, convencionalmente, foram desenvolvidas várias técnicas para melhorar a durabilidade dos moldes, que são usados em fundição sob pressão ou conformação por injeção, focando no uso de metais não ferrosos.

Em particular, a Japanese Unexamined Patent Application, First Publication n° 2004-114151 descreve uma técnica de execução de um tratamento de sulfonitração a gás na superfície do molde para reduzir a capaci- dade de umedecimento da superfície do molde em relação ao magnésio fundido que é fornecido para fundição sob pressão ou conformação por injeção para assim evitar o emperramento e melhorar a capacidade de liberação de um produto fundido.

Em adição, a Japanese Unexamined Patent Application, First Publication n° 2001-232443 descreve um método de aplicação e secagem de um agente de revestimento incluindo partículas tais como fluoretos, bore-tos, carbonetos e carbonatos, gorduras e óleos, e metais orgânicos na superfície de um molde de fundição sob pressão para formar um revestimento que tenha poros. A Japanese Unexamined Patent Application, First Publication n° 07-303933 descreve uma técnica de aplicar e secar um material de cobertura, no qual um pó tal como um óxido e um material fibroso tal como titanato de potássio são dispersos na água incluindo silicato de sódio, na superfície de um molde para fundição e executar um tratamento térmico para cura para conduzir um tratamento de cobertura para assim melhorar a durabilidade do molde e a capacidade de liberação de um produto fundido. A temperatura do ferro fundido semilíquido é menor que o ponto de fusão do ferro fundido. Por exemplo, a temperatura do ferro fundido semilíquido, no qual o teor de C é 2,0%, está na faixa de cerca de 1200 a 1270°C, e é significativamente maior que o ponto de fusão de uma liga de alumínio ou de uma liga de magnésio. Em adição, o material que é frequentemente usado em um molde é aço para moldes que é tipificado por SKD61. Nessas circunstâncias, o molde é exposto a um ambiente, no qual o desgaste, o emperramento entre o molde e o produto fundido, as fraturas provocadas pelo choque térmico no momento do contato do produto fundido, a dissolução no ferro fundido, e similares, são significativamente passíveis de ocorrer. De fato, moldes de fundição sob pressão normais para uma liga de baixo ponto de fusão suportam a produção de mais de dez mil produtos fundidos. Entretanto, mesmo quando se empregam as técnicas das Japanese Unexamined Patent Application, First Publication n° 2004-114151, n° 2001-232443, e n° 07-303933, os atuais moldes para fundição sob pressão para ferro fundido semilíquido têm um limite de durabilidade correspondente à produção de cerca de mil produtos. Os moldes de fundição sob pressão para um ferro fundido semilíquido têm um tempo de vida curto e, assim, é desejada uma melhoria na sua durabilidade.

A presente invenção é projetada em vista desses problemas, e um objetivo da presente invenção é fornecer um método de fundição de uma liga de ferro fundido semilíquida ou semissólida, na qual são evitados de o-correrem o desgaste a altas temperaturas na superfície interna de um molde e o emperramento e a corrosão provocados pelo metal fundido, e a durabilidade é melhorada com boa liberação nos métodos de thixocasting (fundido semilíquido) e rheocasting (fundido semissólido) de uma liga à base de ferro (tal como ferro fundido hipopeutético), e de um molde para a fundição. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Para alcançar o objetivo, o presente inventor estudou extensivamente o material de revestimento (agente de liberação) que é aplicado ao molde. Através desse estudo, foi descoberto que o agente lubrificante de liberação do molde a seguir tem um grande efeito na melhoria da durabilidade do molde para fundição de uma liga de ferro fundido em um estado semilíquido ou semissólido. A presente invenção é alcançada com base nas descobertas a-cima descritas, e seus pontos principais são como segue. (1) Um método para moldar uma liga à base de ferro semilíquida ou semissólida, o método incluindo: aplicar a uma parte ou a toda uma superfície mais superior da superfície interna de um molde, um agente lubrificante de liberação do molde no qual partículas incluindo pelo menos um e-lemento selecionado entre dissulfeto de molibdênio, grafite, dissulfeto de tungstênio, nitreto de boro, óxido de cromo e óxido bórico são dispersos em um solvente; e posteriormente fundidos usando-se o molde. (2) O método de fundição de uma liga à base de ferro semilíquida ou semissólida conforme o item (1), o método também incluindo: cobrir uma parte ou o total de uma superfície de um membro base do molde com uma película formada por pelo menos um método entre pulverização de um metal ou um metal cerâmico, revestimento com um metal e deposição de um nitreto metálico ou um carbonitreto metálico, onde o agente lubrificante de liberação do molde é aplicado à superfície da película. (3) O método de fundição de uma liga à base de ferro semilíqui-da ou semissólida conforme o item (1) ou (2), onde o solvente do agente lubrificante de liberação do molde é um óleo éster sintético, um óleo de silício, um poliglicol, um poliacrílico, uma soluão aquosa de um poliglicol ou de um poliacrílico ou uma solução aquosa na qual um tensoativo é adicionado à solução aquosa. (4) Um molde para fundição que é usado para fundir uma liga à base de ferro semilíquida ou semissólida, onde o agente lubrificante de liberação do molde, no qual partículas incluindo pelo menos um elemento selecionado entre dissulfeto de molibdênio, grafite, dissulfeto de tungstênio, nitreto de boro, óxido de cromo e óxido bórico são dispersos em um solvente, é aplicado a uma parte ou a toda a superfície superior da superfície interna do molde. (5) O molde para fundição conforme o item (4), onde uma parte ou toda a superfície de um membro base do molde para fundição é coberto com uma película formada por pelo menos um método entre pulverização de um metal ou um metal cerâmico, revestimento com um metal e deposição de um nitreto metálico ou de um carbonitreto metálico, e o agente lubrificante de liberação do molde é aplicado à superfície da película. (6) O molde para fundição conforme o item (4) ou (5), onde o solvente do agente lubrificante de liberação do molde é um óleo éster sintético, um óleo de silício, um poliglicol, um poliacrílico, uma solução aquosa de um poliglicol ou de um poliacrílico ou uma solução aquosa na qual um tensoativo é adicionado à solução aquosa.

Devido à presente invenção, a durabilidade de um molde é melhorada e aproximadamente dez a vinte mil produtos fundidos ou mais podem ser produzidos por um molde sem serem modificados ou reparados. Em adição, uma vez que os efeitos são apresentados apenas aplicando-se um agente lubrificante de liberação do molde entre as respectivas cargas_, é possível reduzir os cuidados e o tempo de substituição para o molde e melhorar a eficiência de produção. Assim, a quanlidade de um produto fundido de uma liga à base de ferro pode ser estabilizada e o custo de produção pode ser reduzido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A figura 1 é um diagrama de seção transversal mostrando um molde para fundição semilíquida ou semissólida de uma liga à base de ferro. A figura 2 é um diagrama esquemático mostrando a seção transversal de uma camada de agente lubrificante de liberação do molde que é aplicada em uma superfície interna do molde conforme a presente invenção. A figura 3 é um diagrama esquemático mostrando a seção transversal de uma camada de agente lubrificante de liberação do molde que é aplicada em uma superfície interna de outro molde conforme a presente invenção. A figura 4 é uma vista em perspectiva de um equipamento de avaliação que é usado no exemplo 1. A figura 5 é uma vista em perspectiva mostrando a forma de um produto fundido do exemplo 2.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Doravante serão descritas em detalhes configurações preferidas da presente invenção em relação aos desenhos anexos. Na presente especificação e desenhos, elementos constituintes tendo substancialmente a mesma função e configuração são denotados pelo mesmo numeral de referência e suas descrições redundantes são omitidas. A figura 1 é um diagrama de seção transversal mostrando um exemplo de um molde para fundição de uma liga à base de ferro, que é aplicado à presente invenção. No desenho, o numeral de referência 1 denota um molde, o numeral de referência 2 denota um pistão, o numeral de referência 3 denota uma porta de injeção, o numeral de referência 4 denota um portão, e o numeral de referência 5 denota uma cavidade que é preenchida com um produto fundido, e o numeral de referência 6 denota uma moldura de um molde. O molde 1 é instalado na moldura do molde 6 e tem uma estrutura para ser aberta e fechada por uma superfície de separação 7.

Na fundição atual, um material de fundição de liga à base de ferro é aquecido para estar semilíquido ou semissólido e é então carregado na porta de injeção 3. A cavidade 5 é preenchida com o material pelo pistão 2 através do portão 4, e, imediatamente após isto, o molde 1 é aberto pela superfície de separação 7 para remover o produto fundido.

Como material do membro base do molde, é preferivelmente u-sado o aço para moldes que é tipificado como SKD61, aço ferramenta de alta velocidade, aço Cr resistente ao calor, aço Ni-Cr resistente ao calor, aço fundido resistente ao calor, um carboneto duro sinterizado, uma liga de Ni tal como inconel 718, ou uma liga de cobre tal como cobre, Be cobre, e Cr-Zr Cobre.

Na presente invenção, aplicando-se um agente de lubrificação de liberação do molde, tendo uma resistência ao emperramento em relação à liga à base de ferro, capacidade de lubrificação, e uma propriedade de blindagem contra o calor, a uma parte ou ao total de uma superfície interna constituída pela porta de injeção 3 e pela cavidade 5 do molde 1, são alcançadas a melhoria na durabilidade do molde, a melhoria na capacidade de liberação e a garantia da precisão do produto.

Materiais preferidos para o agente lubrificante de liberação do molde que é aplicado à superfície interna do molde e suas características são como segue. a) Partículas consistindo em pelo menos um elemento selecionado entre dissulfeto de molibdênio, grafite, dissulfeto de tungstênio, nitreto de boro, óxido de cromo e óxido bórico com diâmetro de partícula de 2 a 200 pm são dispersas em um solvente.

Entre os componentes do agente lubrificante de liberação do molde, essas partículas agem como um preenchedor, um agente lubrificante e um agente de liberação, reduzem o choque térmico provocado pelo contato de um material de fundição semilíquido com a superfície interna do molde, e contribuem para a redução da fricção e do desgaste que ocorrem pelo flu- xo do material semilíquido e para a melhoria na capacidade de liberação a-pós o término da fundição. O material acima apresenta uma ação lubrificante sólida, isto é, uma ação de redução de fricção e desgaste sem ser oxidado ou decomposto por curtos períodos de tempo até a temperatura (em muitos casos, 1100 a 1400°C) de uma área semilíquida ou semissólida da liga à base de ferro. Quando o diâmetro da partícula é menor que 2 μητι, as partículas não são uniformemente dispersas, não podem servir para formar uma película estável como preenchedor e são insuficientes em ação de redução do choque térmico.

Por outro lado, quando o diâmetro da partícula é maior que 200 μητι, as partículas são precipitadas no solvente e não são dispersas uniformemente. Quando as partículas são aglomeradas localmente, a espessura da película se torna irregular ou a rugosidade de superfície aumenta, então a precisão da forma de um produto fundido é reduzida. b) Como solvente para o agente lubrificante de liberação do molde é usado um óleo éster sintético, um óleo de silício, um poliglicol, um poliacrílico, uma solução aquosa de um poliglicol ou de um poliacrílico, ou uma solução aquosa na qual é adicionado um tensoativo à solução aquosa, tendo uma viscosidade cinética de 5x10"6 a 5x1 CT4 m2/s.

Um material à base de óleo ou à base de água pode ser usado como material do solvente. Entre os materiais à base de óleo, o óleo mineral é associado com o risco de inflamabilidade por exigir uma alta temperatura de fundição para uma liga à base de ferro, então um óleo éster sintético (tal como um poliol éster) ou um óleo de silício que tem um alto ponto de fulgor e é um material que sofre uma menor evaporação é adequado para o uso. Entre os materiais à base de água, um poliglicol ou um poliacrílico é adequado para o uso. Um poliglicol ou um poliacrílico sozinhos ou em uma solução aquosa apresentam uma viscosidade adequada, e têm a característica de que eles evaporam estavelmente sem a ocorrência de amortecimento quando expostos a altas temperaturas. Quando a viscosidade é menor que 5χ1 θ'6 m2/s, a adesão da superfície interna do molde se torna fraca, e a evaporação ocorre tão rapidamente que a aplicação estável não pode ser executada.

Quando a viscosidade é maior que 5χ10-4 m2/s, é difícil dispersar uniformemente as partículas descritas no parágrafo a), e a irregularidade na espessura ou curvatura da película ocorre no momento da aplicação, então uma viscosidade maior que 5x1o-4 m2/s não pode ser aplicada ao molde. Na presente invenção, a viscosidade cinética é um valor que é medido a 40°C. Para garantir a viscosidade cinética na faixa acima, é preferível que a concentração de um óleo éster sintético, um óleo de silício, um poliglicol, ou um polia-crílico seja igual a ou maior que 70% em massa no caso de se empregar material na solução aquosa. Quando um tensoativo é adicionado à solução aquosa, o tipo e a quantidade de adição do tensoativo não são particularmente limitados. Entretanto, do ponto de vista do aumento na capacidade de dispersão de partículas sólidas, um tensoativo não iônico (tal como sulfonato de naftaleno) é usado preferivelmente e a quantidade de adição do tensoativo é preferivelmente cerca de 0,1% em massa em relação à água. O agente lubrificante de liberação do molde é produzido dispersando-se as partículas descritas no parágrafo a) no solvente descrito no parágrafo b). A quantidade de mistura de partículas no solvente dependendo do diâmetro das partículas e da viscosidade do solvente, e é possível misturar as partículas na ampla faixa de 1 a 90% em volume. A espessura de um revestimento que é formado aplicando-se o agente lubrificante de liberação do molde misturado dessa forma varia dependendo do diâmetro da partícula, e a espessura preferível está na faixa de 5 a 150 μητι. O agente lubrificante de liberação do molde pode ser aplicado na superfície interna do molde por pulverização ou escovação por períodos curtos de tempo entre as respectivas cargas de fundição sob pressão. O agente lubrificante de liberação do molde pode ser seco após a aplicação. Entretanto, em muitos casos, embora o agente lubrificante de liberação do molde seja semisseco por várias e várias dezenas de segundos pelo calor residual da fundição sob pressão, a próxima operação de fundição pode ser realizada sem quaisquer problemas. Conforme descrito acima, uma vez que o solvente descrito no parágrafo b) é estavelmente evaporado mesmo a altas temperaturas no momento da fundição semilíquida de uma liga à base de ferro, não há impedimento acompa- nhado do perigo na operação e a qualidade do produto fundido não deteriora. Além disso, uma vez que são formadas bolhas na película quando o solvente é evaporado a uma alta temperatura, um outro efeito de redução do choque térmico na superfície interna do molde pode ser apresentado. O agente lubrificante de liberação do molde acima descrito tem uma excelente resistência ao emperramento em relação a uma liga à base de ferro usada como material de fundição, uma excelente propriedade de lubrificação e uma excelente propriedade de blindagem de calor reduzindo o choque térmico em relação ao membro base do molde, e apresenta excelentes características e capacidade de liberação. Consequentemente, quando qualquer um dos materiais acima é usado, é obtido um molde tendo uma durabilidade correspondente à produção contínua de pelo menos cerca de dez a vinte mil produtos não defeituosos na fundição semilíquida ou semis-sólida de uma liga à base de ferro.

Exemplos preferidos nos quais o agente lubrificante de liberação do molde é aplicado na superfície interna do molde conforme a presente invenção serão descritos com base no diagrama de seção transversal do molde para fundição de uma liga à base de ferro, mostrado na figura 1. A região na qual o agente lubrificante de liberação do molde é aplicado é uma parte ou o total das superfícies internas da porta de injeção 3, do portão 4 e da cavidade 5. O agente lubrificante de liberação do molde é tipicamente aplicado apenas na cavidade 5 para obter capacidade de liberação. Entretanto, aplicar-se o agente lubrificante de liberação do molde nas superfícies internas da porta de injeção 3 e do portão 4 é também eficaz na melhoria da capacidade de lubrificação de uma superfície deslizante entre o pistão 2 e a porta de injeção 3 e a capacidade de lubrificação entre o material de fundição e o portão 4. Entretanto, o agente lubrificante de liberação do molde pode ser aplicado apenas nas superfícies internas da porta de injeção 3 e do portão 4 para evitar que o molde seja desgastado. Quando o agente lubrificante de liberação do molde é aplicado nas superfícies internas da porta de injeção 3 e do portão 4, é também apresentado o efeito de redução da pressão de fundição. Em adição, no molde, o agente lubrificante de liberação do molde pode ser aplicado diretamente sem processamento da superfície. Entretanto, o agente lubrificante de liberação do molde pode ser aplicado nas superfícies internas às quais o processamento da superfície empregando qualquer método entre pulverização de um metal ou metal cerâmico, revestimento e deposição é executado para melhorar a resistência ao desgaste e reduzir o choque térmico. Geralmente, esses processamentos de superfícies são algumas vezes executados em todas as superfícies ou apenas em uma parte das superfícies da porta de injeção 3, do portão 4, e da cavidade 5. Em qualquer caso, o agente lubrificante de liberação do molde da presente invenção apresenta um efeito de lubrificação e um efeito de liberação na superfície interna do molde. A figura 2 é um diagrama esquemático mostrando a seção transversal de uma camada do agente lubrificante de liberação do molde que é aplicado na superfície interna do molde da presente invenção, e a figura 3 é um diagrama esquemático mostrando a seção transversal de uma camada do agente lubrificante de liberação do molde que é aplicada na superfície interna do molde da presente invenção de modo a ser sobreposta na superfície de uma camada de processamento da superfície 8 formada por qualquer processo entre pulverização de um metal ou de um metal cerâmico, revestimento e deposição. Quando o agente lubrificante de liberação do molde é aplicado entre as respectivas cargas de fundição e é então semis-seco, a estrutura da seção transversal do agente lubrificante de liberação do molde é conforme mostrado no desenho onde partículas 10 são dispersas em um solvente ou uma camada semisseca ou semissólida 9 do solvente. Em muitos casos, a camada 9 semisseca ou semissólida 9 tem poros finos formados pela ação na qual o vapor do solvente é emitido pelo calor residual no momento da fundição, e é, assim, poroso. Consequentemente, o efeito de redução do choque térmico é melhorado, o fluxo e a propagação são facilmente alcançados pela tensão e a pressão recebidas do material de fundição no momento da moldagem, e o efeito de lubrificação das partículas 10 é melhorado. Uma vez que tal estrutura de camada de cobertura é formada, o efeito de lubrificação e o efeito de redução do choque térmico agem eficien- temente na ampla área da superfície interna do molde com uma pequena quantidade do agente lubrificante de liberação do molde.

EXEMPLOS

Doravante a presente invenção será descrita em maiores detalhes pelo uso de exemplos.

Exemplo 1 A resistência ao desgaste e a resistência ao emperramento de superfícies, nas quais os vários agentes lubrificantes de liberação do molde foram aplicados, em relação ao material à base de ferro numa condição a quente foram avaliadas usando-se um equipamento de avaliação mostrado na figura 4. O equipamento foi do tipo pin-on-disk e os agentes lubrificantes de liberação do molde foram aplicados na superfície de um disco 12 por um pulverizador. A espessura da camada 13 de um agente lubrificante de liberação do molde aplicado foi na faixa de 20 a 120 pm. O membro base do disco teve as dimensões de 50 mm de diâmetro x 10 mm de espessura, e o aço para moldes SKD61, aço resistente ao calor SCH22, liga de Ni inconel 718 e Be-cobre foram usados como material do disco de acordo com as condições do teste. O pino 11 teve as dimensões de 5 mm de diâmetro x 20 mm de comprimento e um produto endurecido SKD61 tendo uma dureza HRC de 48 a 50 foi usado como material do pino. O presente teste foi executado com o propósito de avaliar a resistência ao desgaste e a resistência ao emperramento de um material de fundição de liga à base de ferro tal como ferro fundido e a superfície do molde. Entretanto, um aço para moldes tendo maior resistência e dureza que o ferro fundido foi usado como material do pino para promover o teste de desgaste. Uma vez que o ferro fundido e o aço para moldes são o mesmo material à base de ferro, a resistência ao emperramento pode também, em geral, ser avaliada da mesma maneira.

Como condições do teste, o número de rotações foi de 500 r/m, a taxa de deslizamento do pino e do disco foi de 0,92 m/s, a carga de pressão do pino foi de 980 N, e a temperatura da atmosfera foi de 400°C. A tabela 1 mostra os resultados obtidos comparando-se a resistência ao desgaste e a resistência ao emperramento dos vários agentes lu- brificantes de liberação do molde conforme a presente invenção com aqueles de outros materiais usando-se o método acima e avaliando-se a resistência ao desgaste e a resistência ao emperramento. A tabela 2 mostra os componentes dos agentes lubrificantes de liberação do molde usados na avaliação. A resistência ao desgaste foi avaliada separando-se o disco testado por 30 minutos, observando a seção transversal de uma superfície que desliza entre o disco e o pino e medindo-se a quantidade de perda de espessura da parte mais desgastada. A resistência ao emperramento foi avaliada checando-se visualmente a presença ou ausência da transferência de material da ponta do pino na superfície do disco após o teste e executar a observação da seção transversal. Como resultado da avaliação, foi confirmado que todos os moldes da presente invenção têm uma excelente resistência ao desgaste e resistência ao emperramento. Um "ligeiro desgaste" na tabela 1 indica a propriedade de superfície do disco e expressa que nenhum recesso reconhecível, arranhão, ou materiais aderidos (protuberâncias) são detectados. Na tabela 2, um condensado formaldeído de sulfonato de nafta-leno foi usado como tensoativo e 0,1% em massa do tensoativo foi adicionado em relação à água. TABELA 1 Resultados da Avaliação da Resistência ao Desgaste e da Resistência ao Emperramento TABELA 1 (continiação) Resultados da Ava iação da Resistência ao Desgaste e da Resistência ao Emperramento (Nota 1) Explicação Suplementar sobre o Material para Membro Base dos Discos n° 18 a n° 21 N° 18: SKD61 +CoCrAIY ... Pulverização de Metal (Espessura da película 100 μιτι) pelo Método de Pulverização de Gás a Alta Velocidade N° 19: SKD61+CrC/NiCr... Pulverização de Metal Cerâmico (Espessura da película 100 pm) pelo Método de Pulverização de Gás a Alta Velocidade N° 20: SKD61+NÍ-W ... Revestimento de Liga Ni-W (Espessura da película 50 pm) N° 21: SKD61+CrN ... Deposição PVD de Película de CrN (Espessura da película 3 pm) (Nota 2) Explicação Suplementar sobre Agentes Lubrificantes de Liberação do Molde do n° 22 ao n°24, n°28 e n° 29 N° 22: WS2+Cr203 ... Partículas nas quais partículas de WS2 e partículas de Cr203 são misturadas a uma razão de volume de 50 para 50 são dispersas em um solvente. N° 23: MoS2+BN ... Partículas nas quais partículas de MoS2 e partículas de BN são misturadas a uma razão de volume de 80 para 20 são dispersas em um solvente. N° 24: Cr203+B203 ... Partículas nas quais partículas de Cr203 e partículas de B203 são misturadas a uma razão de volume de 60 para 40 são dispersas em um solvente. N° 28: MgO/Na2Si03 ... Solução na qual MgO é dissolvido em uma solução aquosa de silicato de sódio a 10%, é aplicada e secada por 10 minutos por um secador de cabelos. N° 29: ZSNY/Na2Si03 ... Material, no qual 20% de fibras de tita-nato de potássio tendo um diâmetro médio de 0,9 pm são misturados em uma pasta na qual a mistura de Zr02, Si02, NaAI02 e Y203 é dissolvida em uma solução aquosa de silicato de sódio a 22%, é aplicada, secada e então submetida a um tratamento térmico a 250°C por 2 horas. (Nota 3) Materiais descritos nas Japanese Unexamined Patent Application, First Publication n° 2004-114151, n° 2001-232443, e n° 07-303933 são usados nos n° 27, n° 28 e n° 29, respectivamente. TABELA 2 Símbolos e Componentes do Agente Lubrificante de Liberação do Molde_______________________ TABELA 2 Símbolos e Componentes do Agente Lubrificante de Liberação do Molde Exemplo 2 A seguir, um agente lubrificante de liberação do molde foi aplicado em um molde de teste real para fundição sob pressão para obter o aspecto do molde da presente invenção, e então uma liga semilíquida à base de ferro foi fundida e conformada. A forma de um produto fundido de avaliação está mostrada na figura 5. O produto fundido mostrado no desenho tem uma forma de estrela com o propósito de avaliar a capacidade de conformação na forma da liga à base de ferro, isto é, a propriedade de fluxo em uma cavidade. A espessura a partir da parte mais espessa são sequencialmente 25 mm, 15 mm, 10 mm, 5 mm, 2.5 mm e 1 mm. A tabela 3 mostra os resultados obtidos moldando-se uma liga à base de ferro semilíquida usando o molde de acordo com a presente invenção sob várias condições e avaliando a capacidade de conformação na forma e a durabilidade do molde. O material da liga à base de ferro usada é ferro fundido incluindo C: 2,4% em massa, Si: 1% em massa, e impurezas. A forma do material foi uma forma cilíndrica tendo um diâmetro de 50 mm e uma altura de 50 mm e a temperatura de pré-aquecimento para o material de fundição foi de 1250°C. A temperatura foi aumentada da temperatura ambiente até a temperatura de pré-aquecimento em 15 minutos e o tempo de manutenção foi de 3 a 5 minutos. Um produto endurecido e temperado de SKD61 tendo uma dureza HRC de 45 a 47 foi usado como material para o membro base do molde. O pré-aquecimento e a retenção de calor do molde são executados usando-se um aquecedor elétrico e a temperatura do molde antes da fundição foi controlada de modo a estar na faixa de 250 a 300°C na superfície interna de uma cavidade. Vários equipamentos para pré-aquecer o material foram instalados e a fundição foi então iniciada. A fundição sob pressão de 1 carga_foi completada em 1 a 2 segundos, e o tempo ocioso entre quando um produto fundido foi retirado para quando o próximo material foi carregado no molde foi na faixa de cerca de 30 segundos a 5 minutos. O agente lubrificante de liberação do molde foi aplicado ao interior do molde por pulverização a ar por cerca de 15 a 30 segundos antes do início da carga seguinte. A espessura da película formada pela aplicação do agente lubrificante de liberação do molde ficou na faixa de 20 a 150 pm no momento da secagem. A capacidade de conformação na forma foi avaliada pela espessura do fluxo de entrada da parte em forma de escada do produto fundido. Em reação à durabilidade do molde, o estado de desgaste do interior do molde após a fundição de um certo número de cargas_foi observado visualmente. Como resultado da avaliação, foi confirmado que todos os moldes da presente invenção, nos quais o agente lubrificante de liberação do molde foi aplicado, tiveram excelentes resistência ao desgaste e resistêcia ao emper-ramento, puderam executar a fundição de dez a vinte mil vezes sem serem substituídos e tiveram capacidade melhorada de conformação na forma devido à redução do desgaste entre o molde e o material de fundição. TABELA 3 Resultados da Fundição e Conformação da Liga à base de Ferro _________ (Nota 1) Espessura do Material Aplicado: a espessura não é medida o tempo todo. Entretanto, a espessura é medida e confirmada antes do início da fundição e após cerca de 10 mil cargas em um estado seco. (Nota 2) Capacidade de Conformação: a menor espessura de uma parte do tipo escada de um produto fundido que pode ser realmente conformado. Não há problema prático se a liga flui para formar uma espessura de até 2,5 mm.

Conforme descrito acima, as configurações preferidas da presente invenção foram descritas em relação aos desenhos anexos. Entretanto, desnecessário dizer que a presente invenção não é limitada apenas a tais exemplos. É evidente que aqueles que são versados na técnica podem conceber vários exemplos mudados ou modificados na categoria descrita nas reivindicações e é entendido que os exemplos pertencem ao escopo técnico da presente invenção definitivamente.

Conforme descrito acima, um molde para fundição semilíquida ou semissólida de uma liga à base de ferro conforme a presente invenção pode ser amplamente aplicado à fundição no estado semilíquido ou semissó-lido da liga à base de ferro. A presente invenção melhora a durabilidade do molde, evita o emperramento entre o material e o molde para assim obter um efeito de promover a capacidade de liberação, e contribui para a melhoria na operação de fundição, tal como a redução no custo de produção, uma melhoria na produtividade e uma melhoria na qualidade e precisão de forma de um produto fundido.

Listagem de Referência 1: MOLDE

2: PISTÃO

3: PORTA DE INJEÇÃO

4: PORTÃO

5: CAVIDADE

6: MOLDURA DO MOLDE

7: SUPERFÍCIE DE SEPARAÇÃO DO MOLDE

8: CAMADA DE PROCESSAMENTO DA SUPERFÍCIE 9: SOLVENTE OU CAMADA DE SOLVENTE SEMISSECA OU SEMIS- SÓLIDA

10: PARTÍCULA 11: PINO 12: DISCO

13: AGENTE LUBRIFICANTE DE LIBERAÇÃO DO MOLDE

REIVINDICAÇÕES

Claims (8)

1. Método de fundição de uma liga à base de ferro semilíquida ou semissólida, caracterizado pelo fato de que compreende: aplicar, a uma parte de uma superfície superior da superfície interna de um molde entre disparos de fundição do molde, um agente lubrificante de liberação do molde no qual partículas apresentando um diâmetro de partícula de mais de 30 pm e 200 pm ou menos e incluindo pelo menos um elemento selecionado dentre dissulfeto de molibdênio, grafite, dissulfeto de tungstênio, nitreto de boro, óxido de cromo e oxido bórico são dispersos em um solvente apresentando uma viscosidade cinética de 5 x 10" 6 a 4 x 10'5 m2/s a 40° C; e posteriormente fundindo se usando o molde, um conteúdo de volume das partículas no agente lubrificante de liberação do molde é 30 a 90%, o molde inclui: uma porta de injeção; um portão; e uma cavidade, e o agente lubrificante de liberação do molde é aplicado às superfícies internas da porta de injeção e do portão, mas não às superfícies internas da cavidade.

2. Método de fundição de uma liga à base de ferro semilíquida ou semissólida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que também compreende: cobrir uma parte ou o total de uma superfície de um membro base do molde com uma película formada por pelo menos um entre pulverização de um metal ou um metal cerâmico, revestimento de um metal e deposição de um nitreto metálico ou um carbonitreto metálico, em que o agente lubrificante de liberação do molde é aplicado à superfície da película.

3. Método de fundição de uma liga à base de ferro semilíquida ou semissólida, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o solvente do agente lubrificante de liberação do molde é um óleo éster sintético, um óleo de silício, um poliglicol, um poliacrílico, uma solução aquosa de um poliglicol ou de um poliacrílico ou uma solução aquosa em que um tensoativo é adicionado à solução aquosa.

4. Método de fundição de uma liga à base de ferro semilíquida ou semissólida, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que uma espessura de um revestimento formado pela aplicação do agente de liberação do molde está em uma faixa de 5 a 150 pm.

5. Molde para fundição que é usado para fundição semilíquida ou fundição semissólida de uma liga à base de ferro, caracterizado pelo fato de que um agente lubrificante de liberação do molde, no qual partículas apresentando um diâmetro de partícula de mais de 30 pm e 200 pm ou menos e incluindo pelo menos um elemento selecionado dentre dissulfeto de molibdênio, grafite, dissulfeto de tungstênio, nitreto de boro, óxido de cromo e óxido bórico são dispersos em um solvente apresentando uma viscosidade cinética de 5 x 10'6 a 4 x 10'5 m2/s a 40° C, é aplicado a uma parte de uma superfície superior da superfície interna do molde, um conteúdo de volume das partículas no agente lubrificante de liberação do molde é 30 a 90%, o molde inclui: uma porta de injeção; um portão; e uma cavidade, e o agente lubrificante de liberação do molde é aplicado às superfícies internas da porta de injeção e do portão, mas não às superfícies internas da cavidade.

6. Molde para fundição, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que uma parte ou a totalidade de uma superfície de um membro base do molde para fundição é coberta com uma película formada por pelo menos um entre pulverização de um metal ou metal cerâmico, revestimento de um metal ou deposição de um nitreto metálico ou carbonitreto metálico, e o agente lubrificante de liberação do molde é aplicado a uma superfície da película.

7. Molde para fundição, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que o agente lubrificante de liberação do molde é um óleo éster sintético, um óleo de silício, um poliglicol, um poliacrílico, ou uma solução aquosa na qual um tensoativo é adicionado à solução aquosa.

8. Molde para fundição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que uma espessura de um revestimento formado pela aplicação do agente de liberação do molde está em uma faixa de 5 a 150 pm.