CN101557891A - 用于从熔融物中除去异物的部件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于从熔融物中除去异物的部件，其被构造成包括过滤器保持件以及耐热性过滤器，其中所述过滤器保持件由含有有机纤维、无机纤维和热固化性树脂的结构体构成，所述用于从熔融物中除去异物的部件被设置于铸模的流道中。

Description

用于从熔融物中除去异物的部件

技术领域

本发明涉及在铸件的制造中用于将在熔融物中混入的熔渣以及其他的异物除去的部件、使用了该部件的铸模、使用了该铸模的铸件的制造方法。

背景技术

在铸件的制造中，如果在熔融物中混入熔渣等异物，并最终到达产品，则会引起铸造缺陷。异物的混入原因有溶解原料或熔融物的氧化、铸模材料的脱落和混入等各种情况，对混入本身加以避免事实上是极为困难的。所以在实际作业中，一般来说，除了尽可能地减少混入以外，还要在铸造方案等中努力避免向产品部的混入。作为其中一例，将用陶瓷等耐火材料制成的过滤器配置于浇口、流道、内浇口等所谓的流道系统中、从而除去在熔融物中混入的异物的方法由于可靠性高，因此经常使用。

但是，过滤器因通液阻力的限制而无法使网孔变得太小。由此，虽然对于熔渣等比较大的异物除去来说是有效的，但是难以除去型砂等小的异物。所以，在制造特别忌讳由异物混入造成的缺陷的产品之时，使用如下的铸造方案，即，在流道系统中使用以耐火性材料制成的流道管来避免来源于铸模的砂的混入，并将来源于熔融物并混入的熔渣等用过滤器除去。但是，对于在铸模造型时配置流道管和过滤器，由于是在处于未固化状态且在不稳定的砂上进行的，因此难以进行定位等，甚至有可能产生使过滤器破损或在流道管内混入型砂等新缺陷的原因。

作为它们的改善对策，提出过利用将过滤器配置部预先一体化成形而准备的铸模金属液通道的方案(日本实用新型登记公告公报JP-Y2-30117)、使用耐火性套筒将浇口与过滤器一体化了的铸模(JP-A1-224139)、具有流道连接和过滤器保持的构造且使用了烧成耐火材料的熔融物过滤器保持件(日本实用新型登记申请公开公报JP-U5-9736)等。另外，还提出过含有有机纤维、无机纤维和热固化性树脂的铸件铸造用的铸模或结构体(JP-A2004-181472)，然而没有关于过滤器保持件的记载或课题的公开。

发明内容

本发明涉及用于从熔融物中除去异物(也称为杂质或夹杂物，impurities)的部件，其被构造成包括过滤器保持件以及耐热性过滤器，其中所述过滤器保持件由含有有机纤维、无机纤维和热固化性树脂的结构体构成。

另外，本发明涉及含有上述本发明的用于从熔融物中除去异物的部件而构成的铸件铸造用铸模、使用该铸件铸造用铸模的铸件的制造方法。

另外，本发明涉及含有有机纤维、无机纤维和热固化性树脂的铸件铸造用过滤器保持件。

在上述的以往技术中，有如下所示的问题。在JP-Y2-30117中，虽然有在设于金属液通道中的扩张室内一体化地设置过滤器的构造的记载，然而对于铸模造型的操作性等实施时的具体的方法、效果却没有记载。另外，由于在金属液流路(道)管中使用耐侵蚀及耐火性的氧化铝质、莫来石质的材料，因此在开箱后流道管本身就会成为不能再利用的废弃物，从而处理功夫或成本增加。

JP-A1-224139是将流道排除而仅用过滤器一体化的浇口来铸造的技术，其目的在于，通过不使用流道来提高熔融物的成品率。但是，能够仅用浇口来铸造的产品一般来说限于小型、轻质的产品，即使在JP-A1-224139的实施例中，对于高强度铸铁来说浇注重量最大为23.15kg。即适用范围有限，自由度低。

另外，JP-U5-9736使用二氧化硅、氧化铝质熟耐火土之类的烧成耐火材料来形成流道连接和熔融物过滤器保持的构造，然而虽然对铸模造型的操作性提高来说是有效果的，但是由于在开箱后保持件本身仍然会成为不能再利用的废弃物，因此处理功夫或成本增加。另外，由于是将该保持件与该过滤器一起在将原料成形后烧成，因此容易产生变形，另外还缺乏挠曲性，所以在将双方组装之时有可能对过滤器施加预料之外的应力。由此，因铸模造型时的外力或浇注时的热变形，有时使过滤器破损，反倒可能产生铸造缺陷。

本发明提供一种用于从熔融物中除去异物的部件，其可以减少使用后的废弃处理的问题，防止过滤器的破损，能够用于大型、重型的铸件的制造，强度特性也很优异，可以制造优质的铸件。

本发明人等发现，通过将包含含有有机纤维、无机纤维和热固化性树脂的过滤器保持件、以及耐热性过滤器的用于从熔融物中除去异物的部件配置于流道系统中，就可以解决该问题。

根据本发明，可以起到以下的效果。

1、本发明中所用的过滤器保持件与陶瓷制相比更轻，同时必要且充分地具有造型时的常温强度、浇注时的热强度以及形状保持性。由此，使用了它的用于从熔融物中除去异物的部件由于也是与耐热性过滤器一体化的构造，而且质量轻，因此造型时的操作性良好，可以在规定的位置配置流道，另外，本发明中所用的过滤器保持件可以防止耐热性过滤器的破损，在造型时也很难引起型砂向流道系统中的混入。其结果是，可以充分地发挥作为过滤器本来的目的即熔渣的除去性能。

2、本发明中所用的过滤器保持件由于有机纤维会因浇注时的热而燃烧，因此该结构体的重量减少，并且密度也降低。因此，由于开箱时残存的该结构体重量与浇注前相比减少，另外密度也降低，从而可以很容易地进行除去，所以后处理很简便，且可以减少废弃物量。

3、通过在本发明中所用的过滤器保持件中，再增加能够与流道管嵌合而连接的构造，就可以进一步提高上述1的效果。

4、根据上述1～3的效果，可以低成本且高效地制造由熔渣或型砂引起的铸造缺陷少、且由夹砂造成的加工故障(尖头工具的崩碎等)等少的铸件。

附图说明

图1是表示本发明的过滤器保持件用结构体的一例的概略图。

图2是将使用了图1的结构体的用于从熔融物中除去异物的部件以组装前的状态表示的概略图。

图3是将使用了图1的结构体的用于从熔融物中除去异物的部件以组装后的状态表示的概略图。

图4是表示熔融物流入部、流出部的截面积与耐热性过滤器接触部的有效截面积的关系的概略图。

图5是表示组合结构的结构体的接合方法的一例的概略图。

图6是表示组合结构的结构体的接合方法的另一个例子的概略图。

图7是表示组合结构的结构体的固定方法的一例的概略图。

图8是表示组合结构的结构体的固定方法的另一个例子的概略图。

图9是表示组合结构的结构体的固定方法的另一个例子的概略图。

图10是表示组合结构的结构体的固定方法的另一个例子的概略图。

图11是表示实施例1的铸模方案的概略图。

图12是表示比较例1中所用的用于从熔融物中除去异物的部件的概略图。

图13是表示比较例2的铸模方案的概略图。

图14是浇注前的耐热性过滤器的状态照片。

图15是比较例4的浇注后的耐热性过滤器的状态照片。

符号说明

1：用于从熔融物中除去异物的部件，2：过滤器保持件用结构体，3：耐热性过滤器，4：流道管，5：熔融物流入部、流出部，6：熔融物流入部、流出部的截面积，7：耐热性过滤器接触部的有效截面积，8：粘接剂、粘合剂或双面胶带，9：订书钉、铆钉、螺钉、线或金属线，10：夹子或粘接胶带，11：蜂窝耐热性过滤器，12：夹子或粘接胶带，13：铸模，14：产品部，15：熔融物(熔融金属)，16：冒口，17：用于从熔融物中除去异物的部件，18：陶制流道管，19：浇口，20：流道，21：内浇口，22：耐热性过滤器

具体实施方式

以下基于其优选的实施方式对本发明进行说明。

成为本实施方式中所用的过滤器保持件的结构体含有有机纤维、无机纤维和热固化性树脂。

对于有机纤维、无机纤维和热固化性树脂的配合比，从作为过滤器保持件的功能、体现本发明的效果的观点出发，在它们三者的合计含量为100重量份时，优选：有机纤维为1～50重量份，无机纤维为1～40重量份，热固化性树脂为2～50重量份，更优选：有机纤维为20～50重量份，无机纤维为10～40重量份，热固化性树脂为20～50重量份，进一步优选：有机纤维为30～50重量份，无机纤维为10～30重量份，热固化性树脂为20～40重量份。

从耐热性及经济性的观点出发，该结构体优选含有无机粒子，此时的有机纤维、无机纤维、无机粒子和热固化性树脂的配合比为，在它们四者的合计含量为100重量份时，有机纤维优选为1～50重量份，更优选为2～40重量份，特别优选为4～30重量份，无机纤维优选为1～40重量份，更优选为2～30重量份，特别优选为4～20重量份，无机粒子优选为10～95重量份，更优选为20～90重量份，特别优选为30～85重量份，热固化性树脂优选为2～50重量份，更优选为4～40重量份，特别优选为6～30重量份。

对于上述有机纤维的配合比的下限，从该结构体的成形性或常温强度的观点出发来决定其优选的范围，对于上述有机纤维的配合比的上限，从浇注时的来自该结构体的气体产生量的增加造成的铸件表面缺陷的观点出发来决定其优选的范围。

另外，对于上述无机纤维的配合比的下限，从该结构体的浇注时的形状保持性的观点出发来决定其优选的范围，对于上述无机纤维的配合比的上限，从该结构体的成形性或浇注后的结构体除去性的观点出发来决定其优选的范围。

另外，对于上述无机粒子的配合比，从该结构体的浇注时的耐热性的观点出发来决定其优选的范围，对于上述无机粒子的配合比的上限，从结构体的成形性或浇注时的形状保持性的观点出发来决定其优选的范围。

另外，对于上述热固化性树脂的配合比的下限，从该结构体的常温强度及浇注时的形状保持性或表面平滑性等观点出发来决定其优选的范围，对于上述热固化性树脂的配合比的上限，从浇注时的来自该结构体的气体产生量的增加造成的铸件表面缺陷的观点出发来决定其优选的范围。

上述有机纤维是如下的成分，即，主要是在该结构体中在用于铸造之前的状态下形成其骨架、有助于常温时的强度保持，并且提高该结构体的成形性。

作为上述有机纤维，可以举出纸纤维、原纤化了的合成纤维、再生纤维(例如人造丝纤维)等纤维。作为有机纤维，可以单独使用它们，也可以选择使用两种以上。此外，在它们当中，由于可以利用抄造而成形为多种形态，并且在脱水后和干燥后可以获得足够的强度，从这些观点出发，特别优选使用纸纤维。

作为上述纸纤维，可以举出木材纸浆、棉浆、棉绒浆、竹子和稻秸等其它的非木材纸浆。作为纸纤维，可以将这些原浆或废纸纸浆单独使用或者混合使用两种以上。从获得的容易性、环境保护、降低制造费用等观点出发，作为纸纤维，特别优选为废纸纸浆。

如果考虑到该结构体的成形性、表面平滑性、抗冲击性，则上述有机纤维的平均纤维长度优选为0.3～2.0mm，特别优选为0.5～1.5mm。

上述无机纤维主要是如下的成分，即，在用于铸造时即使受到熔融金属的热也不会燃烧，而是维持其形状。

作为上述无机纤维，可以举出碳纤维、石棉等人造矿物纤维、陶瓷纤维、天然矿物纤维。作为无机纤维，可以将这些纤维单独使用或者选择使用两种以上。而且，在它们当中优选碳纤维，从有效地抑制热固化性树脂的碳化造成的收缩的观点出发，更优选使用在高温下也具有高强度的沥青类或聚丙烯腈(PAN)类碳纤维，特别优选PAN类的碳纤维。

从将该结构体抄造而脱水时的脱水性、该结构体的成形性、均匀性的观点出发，上述无机纤维的平均纤维长度优选为0.2～10mm，特别优选为0.5～8mm。

上述无机粒子是提高该结构体的耐热性的成分。

作为上述无机粒子，可以举出二氧化硅、氧化铝、莫来石、氧化镁、氧化锆、云母、石墨、黑曜石等耐火度为800℃以上、优选为1000～1700℃的无机粒子。从软化时的粘度高、受到熔融金属的热发生软化而形成致密的耐火膜的观点出发，优选黑曜石、莫来石粉。而且，这些无机粒子既可以单独使用，也可以并用两种以上。作为上述无机粒子，优选使用粒径为200μm以下的那些。特别优选相对于所铸造的熔融金属的浇注温度具有±300℃、特别是±200℃的耐火度的无机粒子。这里，无机粒子的耐火度是利用使用了塞格锥的测定方法(JIS R2204)测定的。

作为上述热固化性树脂，可以举出酚醛类树脂、环氧类树脂、呋喃类树脂等热固化性树脂。热固化性树脂是用于维持该结构体的常温时的强度以及高温时的强度、即提高浇注时的形状保持性的成分。

在上述热固化性树脂中，从可燃气体的产生少，具有燃烧抑制效果，热分解(碳化)后的残碳率高达25％以上，由于在铸造时形成碳保护膜而可以获得良好的铸件表面的观点出发，特别优选使用酚醛类树脂。而且，残碳率可以根据利用差示热分析在还原气氛下(氮气气氛下)加热到1000℃后的残留重量来求出。

作为上述酚醛类树脂，可以举出甲阶酚醛树脂、酚醛清漆树脂、用尿素、三聚氰胺、环氧等改性了的改性酚醛树脂等，优选为甲阶酚醛树脂、或其改性树脂。

上述热固化性树脂可以单独使用，也可以选择使用两种以上，还可以与丙烯酸类树脂或聚乙烯醇类树脂等并用。

对于上述热固化性树脂的添加形态，可以举出如下形态：对上述有机纤维、上述无机纤维或上述无机粒子进行涂布或在粉末化或乳化之后添加到原料浆料中，并在抄造后干燥成形时使上述有机纤维、上述无机纤维及上述无机粒子相结合；通过在成形体的抄造后使其含浸、干燥或固化而提高结构体等的强度，在浇注时可以利用熔融金属的热使其碳化而维持强度等。无论怎样，只要是可以利用由浇注时的熔融金属施加的热来进行碳化而形成碳保护膜，有助于该结构体的强度的维持的形态，则添加的形态无论是何种都可以。

使用了上述酚醛清漆树脂时所必需的固化剂由于易溶于水，因此在利用湿式抄造的情况下，特别优选在成形体的脱水后进行涂布。上述固化剂中，优选使用六亚甲基四胺等。

本实施方式的该结构体中，除了上述有机纤维、上述无机纤维、上述无机粒子以及上述热固化性树脂以外，根据需要，还可以以适当的比例添加聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、聚酰胺基胺环氧氯丙烷树脂等纸力强化材料、聚丙烯酰胺类等絮凝剂、着色剂等其它成分。

对于本实施方式的该结构体的厚度，可以根据使用它的部分适当地设定，然而至少与熔融金属相接的部分的厚度优选为0.2～5mm，特别优选为0.4～2mm。如果过薄，则在填充耐热性骨料而对铸模造型时，所需的强度就会变得不充分，如果过厚，则浇注时气体产生量增加而容易产生铸件的表面缺陷，除此以外，成形时间变长，从而制造费往往升高。其中，所谓该结构体的厚度是指，除去专门用于对该结构体赋予机械的强度的加强肋、或用于赋予与耐热性骨料的结合强度的结构(凹凸、突起等)等以外的部位。

本实施方式的该结构体在经由使用了以水作为分散介质的原料浆料的抄造工序而制造时，从尽可能抑制浇注时的气体产生量的观点出发，在用于浇注之前的状态下，含水率(重量含水率)优选为10％以下，特别优选为8％以下。

从利用轻质性的造型作业的容易性的观点出发，本实施方式的该结构体在用于造型之前的状态下，其比重优选为1.0以下，更优选为0.8以下。

作为本实施方式的该结构体的制造方法的一个例子，可以举出利用湿式抄造法的成形法。该湿式抄造法中，配制以上述规定配合比含有上述有机纤维、上述无机纤维、上述无机粒子以及上述热固化性树脂的原料浆料，利用使用了该原料浆料的湿式抄造法来抄造规定形状的纤维层叠体，并进行脱水、干燥，从而制造该结构体。

作为上述原料浆料的分散介质，除了水、白水以外，还可以举出乙醇、甲醇等溶剂等，它们当中，从抄造、脱水的稳定性、质量的稳定性、费用、操作容易性等观点出发，特别优选水。

上述原料料浆中，上述各纤维及无机粒子的合计相对于上述分散介质的比例优选为0.1～10重量％，特别优选为0.5～6重量％。如果原料浆料中的上述纤维及粒子的合计比例过多，则容易产生壁厚不均。相反，如果过少，则往往产生局部的薄壁部。

在上述原料料浆中，根据需要，可以以适当的比例添加上述纸力强化剂、上述絮凝剂、防腐剂等添加剂。

在上述纤维层叠体的抄造工序中，例如在具有与该结构体的形状大致对应的形状的抄造模具中，设置与模具背面连通的多个连通孔，并且在模具的抄造面用具有网眼的网覆盖。于是，在抄造之时，既可以利用将抄造面朝上而使上述原料料浆流入、堆积的方法，也可以将抄造模具浸渍在上述原料浆料中，从抄造模具背面抽吸而将其堆积。

如果在上述抄造模具的网上形成了规定厚度的纤维层叠体，则根据需要进行使空气穿过纤维层叠体等，从而将纤维层叠体脱水到规定的含水率。

然后，将上述纤维层叠体干燥成形。该干燥成形工序中，只要是可以得到作为目标的该结构体形状，则无论使用何种方法都可以。例如，向与作为目标的该结构体形状相对应地制作的内外一组经过加热的干燥模具中夹入上述纤维层叠体而进行干燥成形。对于上述干燥模具的加热温度(模具温度)，对下限从干燥时间的观点出发，对上限从由烧焦造成的表面性降低的观点出发，优选为180～250℃，特别优选为200～240℃。

另外，只要是在上述纤维层叠体的状态下，可以得到作为目标的该结构体形状，则也可以直接用热风干燥机等干燥。对于此时的气氛温度，对下限从干燥时间的观点出发，对上限从有机纤维的热分解的观点出发，则优选为160～240℃，特别优选为180～220℃。

对所得的该结构体，根据需要，可以局部或整体性地含浸粘合剂，并加热而将其热固化。作为该粘合剂，可以举出胶态二氧化硅、硅酸乙酯、水玻璃等。

另外，优选对该结构体进行热处理而促进热固化性树脂的固化。通过进行此种热处理，可以得到具有更为优异的形状保持性的结构体。该热处理既可以与上述干燥成形工序并用地进行，也可以另外用热风干燥机等进行。

上述说明虽然对在湿式抄造时以作为目标的该结构体的形状进行干燥成形的方法进行了说明，然而也可以是在湿式抄造时将纤维层叠体以薄片状抄造，将湿润状态的薄片状纤维层叠体夹入与作为目标的该结构体形状相对应地制作的内外一组经过加热的干燥模具而进行干燥成形。另外，也可以再将上述的以薄片状抄造的纤维层叠体以薄片状进行干燥，对干燥了的纤维层叠体适当地进行切割、折弯、粘接，得到作为目标的该结构体的形状。上述粘接可以使用粘接剂、粘接胶带、销钉、铆钉等金属零件等，然而优选利用粘接剂的方法，更优选由热固化性树脂构成的粘接剂。

本实施方式中所用的耐热性过滤器可以使用网状、圆孔状(所谓的莲藕型)、蜂窝状、泡沫状等任意的形状。它们当中，由于在用于消失模铸造法时穿过耐热性过滤器的熔融物量或熔融物流量大，因此优选容易赋予强度的圆孔状、蜂窝状等。另外，在用于木模铸造法时，从过滤效率的观点出发，优选泡沫状。另外，耐热性过滤器优选为陶瓷制。对于材质，可以与铸件产品材质和浇注温度适当对应地使用二氧化硅、氧化镁、氧化铝、莫来石、氧化锆、碳化硅、堇青石等的单独一种或复合的各种陶瓷。它们当中，从耐热性的观点出发，优选由二氧化硅、氧化铝、莫来石、氧化锆、碳化硅的单独一种或复合多种而构成，另外，对于铸钢等浇注温度高的材质，特别优选以氧化锆、碳化硅为主成分。另外，对于形状而言，包含正方形、长方形的方形、包含椭圆、长圆的圆形等的任意形状都可以使用。

本发明的用于从熔融物中除去异物的部件通常来说配置于作为熔融物的供给路径的流道系统中。一般来说，流道系统由陶器等耐火性构件形成，用于从熔融物中除去异物的部件优选具有能够与此种流道系统嵌合地连接的熔融物流入部及熔融物流出部。即，优选设置熔融物流入部、流出部5(图2)，只要是能够将所通过的熔融物全部过滤的构造，则可以是任意的形状。将过滤器保持件用结构体的一例表示于图1中，将使用了图1的形状的该结构体的用于从熔融物中除去异物的部件的一例表示于图2(组装前)、图3(组装后)中。熔融物流入部、流出部5的截面形状可以是方形、圆形等任意的形状，然而考虑到铸模造型的操作性，并为了避免砂子的混入，优选设置与流道管4的嵌合构造。另外，由于在耐热性过滤器3中通液阻力上升，因此从避免它的观点出发，优选使耐热性过滤器接触部的有效截面积7超过图4所示的熔融物流入部、流出部的截面积6。

另外，过滤器保持件用结构体需要向内部插入耐热性过滤器，如果用于从熔融物中除去异物的部件是由2个以上的该结构体构成的组合结构(也称为部分结构)，则该结构体的成形就会变得容易，另外对用于从熔融物中除去异物的部件的组装也会变得容易，因此优选。另外，从该结构体的成形部件种类变少而符合经济性的观点出发，更优选为由2个构成的组合结构，进一步优选2个为相同形状。

在向过滤器保持件用结构体中设置了耐热性过滤器后，将该结构体接合的构造是任意的，例如既可以如图3所示在与熔融物流动方向正交的面上进行接合，也可以如图5所示在平行的面上进行接合。另外，还可以如图6所示设为嵌合构造。

对于上述接合部分，只要是在操作上没有妨碍，则不一定必须用粘接等手段来固定，可以用任何的方法来固定，然而在防止变形和耐热性过滤器的脱落方面是优选的。对于固定方法，如果以图3的接合构造为例，有如图7所示利用粘接剂、粘合剂、双面胶带8等将接合面本身结合的例子；如图8所示利用订书钉、铆钉、螺钉、线、金属线9等将接合面贯穿而紧固的例子；如图9所示将外周用夹子、粘接胶带10等保持而固定的例子等。另外，如果耐热性过滤器是像圆孔状或蜂窝过滤器等(例如NGK-FILTER“Honeyceram”)11那样的在外周面没有与熔融物过滤部的连通孔的过滤器，则由于熔融物不会泄漏，因此也可以像图10那样不将耐热性过滤器外周面用该结构体覆盖，而是用夹子、粘接胶带12保持而固定。

本发明的用于从熔融物中除去异物的部件具有下述非常优异的效果，即，可以减少使用后的废弃处理的问题，强度特性优异，且轻质，造型时的操作性良好，可以防止耐热性过滤器的破损等。其结果是，起到可以制造出由熔渣、型砂引起的铸造缺陷少的优质的铸件。

作为本发明的效果，特别是能够防止耐热性过滤器的破损的理由尚不清楚，然而可以认为，由于本发明中所用的过滤器保持件由有机纤维、无机纤维和热固化性树脂构成，因此具有适度的弹性和柔软性。其结果是，可以认为，由于本发明中所用的过滤器保持件可以充分地缓和施加在耐热性过滤器上的铸模造型时的外力和浇注时的热变形等，因此会起到此种防止耐热性过滤器的破损这样的显著的效果。

本发明的铸件制造用铸模是通过在埋设了作为熔融物的供给路径的流道系统的型砂内，如上述记载所示，在流道系统的途中设置本发明的用于从熔融物中除去异物的部件而得到的。

作为型砂，可以使用一直以来在此种铸件的制造中所用的通常的材料。而且，型砂既可以不用粘合剂来固化，也可以根据需要固化。

流道系统中所用的流道管可以使用由耐火性构件形成的陶制。

对于本发明的铸件制造用铸模的本发明的用于从熔融物中除去异物的部件的设置场所，从除去来自容易产生紊流的浇口的异物混入的观点出发，优选配置于流道中。

作为本发明的铸件的制造方法，是通过从上述的铸件制造用铸模的注入口注入熔融金属，并进行浇注来施行的。在结束了浇注后，冷却到规定的温度，将砂箱解体而去掉型砂，根据需要可以对铸件实施修边处理等后处理而进行铸件的制造。

本发明的铸件的制造方法由于使用上述用于从熔融物中除去异物的部件，因此可以实现熔渣等的除去或充分抑制型砂的混入，其结果是，可以制造出优质的铸件。

本发明具有防止耐热性过滤器的破损这样的特有的效果。以往，耐热性过滤器和陶制的过滤器保持件为了不使熔融物从两者的间隙向该保持件外部漏出，或者异物绕过该过滤器而穿过，它们被没有间隙地密合或嵌合。但是，像这样固定于陶制的过滤器保持件上的耐热性过滤器由于受到约束，因此会因浇注时产生的热变形而使内部应力升高。其结果是，在无法耐受该内部应力的情况下，就会产生耐热性过滤器的破损。

一般来说，在铸造中，为了提高操作性、减少浇注不足，需要尽可能增大浇注时的流道的熔融物流量，增大浇注速度。另一方面，可以认为，在浇注时的热变形增大的情况下，也就是在穿过耐热性过滤器的熔融物量或熔融物流量大的情况下，或者在熔融物温度变高等情况下，耐热性过滤器破损的问题就会显著地发生。

本发明在耐热性过滤器的破损防止效果方面优异，在熔融物量或熔融物流量大的情况下，或者在熔融物温度高的情况下，也可以充分地发挥该效果。从此种观点出发，熔融物量优选为每1个过滤器中为300kg以上(铸件重量换算)，更优选每1个过滤器中为400kg以上。上限没有特别限定，然而每1个过滤器中为5000kg以下。另外，从相同的观点出发，熔融物流量优选每1个过滤器中为10kg/sec以上，更优选每1个过滤器中为15kg/sec以上。上限没有特别限定，然而为150kg/sec以下。另外，从相同的观点出发，熔融物温度优选为1350℃以上，更优选为1380℃以上，进一步优选为1400℃以上。上限没有特别限定，然而为1600℃以下。而且，熔融物温度是浇注即将开始前所测定的温度。

在穿过耐热性过滤器的熔融物量多的情况下，通常来说，使用耐热性过滤器的尺寸大的。所以，从可以进一步发挥本发明的耐热性过滤器的破损防止效果的观点出发，本发明中所用的耐热性过滤器的有效截面积优选为25cm²以上，优选为25～400cm²，更优选为50～400cm²，进一步优选为80～400cm²。而且，所谓耐热性过滤器的有效截面积是指，在被过滤器保持件保持的状态下，在与熔融物的行进方向正交的截面中，可以接触熔融物的最大的截面的面积。

一般来说，作为将穿过耐热性过滤器的熔融物量、熔融物流量设定得较大或将熔融物温度设定得较高的铸造法，可以举出消失模铸造法。消失模铸造法为了不产生煤烟子或残渣缺陷，需要增大熔融物流量，提高浇注速度。此外，为了不产生由消失模的热分解引起的熔融物温度降低所致的浇注不足，需要提高熔融物温度。所以，从可以进一步发挥本发明的耐热性过滤器的破损防止效果的观点出发，本发明的用于从熔融物中除去异物的部件优选用于消失模铸造。

本发明并不受上述的实施方式限制，在不脱离本发明的主旨的范围中，可以适当地变更。

实施例

下面的实施例是针对本发明的实施进行记述的。实施例是对本发明的例示进行记述的，而不是用于限定本发明的。

[实施例1]

<原料浆料的配制>

在配制了将下述有机纤维、无机纤维以及无机粒子分散于水中的约1重量％的浆料后，向该浆料中添加下述热固化性树脂粉末及适量的下述絮凝剂，配制了原料浆料。而且，以有机纤维/无机纤维/无机粒子/热固化性树脂粉末＝25/10/45/20(重量份)的比率配制。

有机纤维：旧报纸(平均纤维长度1mm、打浆度(CSF，以下相同)150cc)

无机纤维：PAN类碳纤维(Toray(株)制“トレカチヨツプ”、纤维长度3mm、收缩率0.1％)

无机粒子：黑曜石(キンセイマテツク公司制造“ナイスキヤツチ”、平均粒径30μm)

热固化性树脂：酚醛树脂(エア·ウオ一タ一(株)制“ベパ一ルS-890”)

絮凝剂：聚丙烯酰胺类絮凝剂(三井サイテツク公司制“A110”)

<过滤器保持件用结构体的抄造成形>

在抄造模具中，使用了具有与图2所示的该结构体2对应的抄造面的模具。在该抄造面中配设规定网孔的网，形成从抄造面到背面的连通孔，继而将连通孔与抽吸泵连接。首先向加入了原料浆料的罐中，将抄造模具的抄造面朝下地浸渍，接下来使抽吸泵动作，使规定的纤维层叠体堆积在上述网的表面。继而在使抽吸泵动作的状态下，通过将上述抄造模具从原料浆料罐的液面起提拉而使空气流通，从而将该纤维层叠体脱水。然后，将纤维层叠体从抄造模具中取出，转移到加热为220℃的干燥模具中。在干燥成形模具中，使用了与图1所示的结构体对应的内外一组的模具。在干燥成形工序中，将上述纤维层叠体夹入内外一组的该干燥成形模具中，在转印作为目标的结构体形状的同时，将该纤维层叠体干燥。在进行了规定时间(60秒)的加压干燥后，将所得的成形体从上述干燥模具中取出而冷却，以图2中该结构体2所示的形态得到壁厚为1.4mm的结构体。另外，熔融物流入部、流出部5的外径为φ53(mm)。

<用于从熔融物中除去异物的部件的制造>

准备2个图1的上述结构体，在图2所示的规定的位置设置耐热性过滤器(Foseco Japan Limited制“SEDEX 100×100×22-10P”、材质主成分：碳化硅、有效截面积：64cm²)，如图3所示地组装。而且，接合部分如图8所示使用订书钉固定。

<铸模的造型>

以如图11所示的方案将铸模造型。铸模13使用弗拉特里砂(Flatterysand)、呋喃树脂以及固化剂制作。流道系统使用内径φ30(mm)的陶制流道管18，在途中设置了上述用于从熔融物中除去异物的部件17。产品部14是W×D×H＝400×400×200(mm)，以铸件重量换算相当于约220(kg)。

<铸件的制造>

向图11的铸模中注入铸件材质FC-300、浇注温度1380℃的熔融金属(熔融物)，在凝固后，将铸模弄碎，取出铸件。

<结果>

测定产品的缺陷有无、过滤器保持件用结构体的浇注前后的重量，表示于表1中。

[比较例1]

以如图12所示的形状的陶制(平均壁厚为8mm)制作用于从熔融物中除去异物的部件的过滤器保持件用结构体，接合部分用布粘接胶带固定。除此以外，与实施例1相同。将测定了产品的缺陷有无和过滤器保持件用结构体的浇注前后的重量的结果表示于表1中。

[比较例2]

除了将铸模方案如图13所示地设置，其在流道系统中不使用流道管，将浇口19及内浇口21的截面形状设为φ30(mm)，将流道20的截面形状设为27×27(mm)，另外将耐热性过滤器直接设置于流道20中以外，与实施例1相同。将产品的缺陷有无表示于表1中。

表1

可知通过使用本发明的用于从熔融物中除去异物的部件，不会产生产品缺陷。另外，实施例1中所用的用于从熔融物中除去异物的部件在浇注后的该结构体的重量与陶制结构体相比大幅度地减轻，从而可以期待废弃物的减少。

[实施例2、比较例3]

除了相对于实施例1及比较例1，将产品部设为W×D×H＝560×560×200(mm)(以铸件重量换算相当于约440(kg))，将浇注温度设为1450℃以外，分别相同地进行10次测试，将各10个点的产品缺陷及浇注后的过滤器破损的比例表示于表2中。

而且，浇注后的过滤器破损是利用目视评价的。

表2

	产品缺陷的比例(个)	过滤器破损的比例(个)
			实施例2	0/10	0/10
比较例3	2/10	2/10

根据实施例2可知，通过使用本发明的用于从熔融物中除去异物的部件，完全没有过滤器破损，没有产生产品缺陷。另一方面可知，使用陶制的过滤器保持件的比较例3中，以十分之二的比例引起过滤器破损，产生了产品缺陷。

特别是铸件的生产越是大量，则上述的差异就越在生产率、质量稳定性方面形成大的差别而表现出来，因此可知，本发明的用于从熔融物中除去异物的部件具有非常优异的效果。

[实施例3、比较例4]

<用于从熔融物中除去异物的部件的制造>

与实施例1相同地准备2个过滤器保持件用结构体(图10的形状)，在图10所示的规定的位置设置耐热性过滤器(圆孔状、外形：方形、材质：莫来石、有效截面积：121cm²)，如图10所示地组装。而且，接合部分使用纸制粘接胶带固定。将其设为实施例3。

另外，比较例4除了将用于从熔融物中除去异物的部件的过滤器保持件用结构体以如图12所示的形状的陶制(平均壁厚为8mm)制作以外，与实施例3相同。

<铸模的造型>

以如图11所示的方案将铸模造型。制作作为模型尺寸为W×D×H＝800×800×400(mm)的长方体形状且发泡倍率为50倍的发泡聚苯乙烯模型，将下述组成的铸型涂料以约1mm的干燥膜厚涂布在模型表面。其后，如图11所示，填充耐热性骨料(弗拉特里砂+呋喃树脂/固化剂)而造型，制造了铸模。流道系统使用内径φ50(mm)的陶制流道管18，在途中设置了上述用于从熔融物中除去异物的部件17。产品部以铸件重量换算相当于约1800(kg)。

^*铸型涂料组成

·二氧化硅          28.9(质量％)

·石墨              13.0(质量％)

·表面活性剂        2.0(质量％)

·膨润土            3.0(质量％)

·甲基纤维素        6.0(质量％)

·水                剩余(合计100质量％)

<铸件的制造>

向图11的铸模中，注入铸件材质FC-300、浇注温度1450℃的熔融金属(熔融物)，在凝固后，将铸模弄碎，取出铸件。

<结果>

依照上述方法进行10次铸件的制造，各评价了10个点的产品缺陷及浇注后的过滤器破损的比例。而且，浇注后的过滤器破损是利用目视评价的。

表3

	产品缺陷的比例(个)	过滤器破损的比例(个)
			实施例3	0/10	0/10
比较例4	4/10	4/10

根据实施例3可知，通过使用本发明的用于从熔融物中除去异物的部件，完全没有过滤器破损，没有产生产品缺陷。另一方面可知，使用陶制的过滤器保持件的比较例4中，以十分之四的比例引起过滤器破损，产生了产品缺陷。

特别是铸件的生产越是大量，则上述的差异就越在生产率、质量稳定性方面形成大的差别而表现出来，因此可知，本发明的用于从熔融物中除去异物的部件具有非常优异的效果。

而且，将拍摄了浇注前的耐热性过滤器的状态的照片表示于图14中，另外，将拍摄了比较例4中浇注后的过滤器保持件与耐热性过滤器的状态的照片表示于图15中。比较例4中，以较高的比例产生如图15所示的耐热性过滤器的明显的破损。实施例3中完全没有产生此种过滤器的破损。

Claims (12)

1、一种用于从熔融物中除去异物的部件，其被构造成包括过滤器保持件以及耐热性过滤器，其中所述过滤器保持件由含有有机纤维、无机纤维和热固化性树脂的结构体构成。

2、根据权利要求1所述的用于从熔融物中除去异物的部件，其中，所述耐热性过滤器为陶瓷制。

3、根据权利要求1或2所述的用于从熔融物中除去异物的部件，其中，所述耐热性过滤器的有效截面积为25cm²以上。

4、根据权利要求1～3中任意一项所述的用于从熔融物中除去异物的部件，其用于消失模铸造。

5、根据权利要求1～4中任意一项所述的用于从熔融物中除去异物的部件，其中，无机纤维是碳纤维。

6、根据权利要求1～5中任意一项所述的用于从熔融物中除去异物的部件，其中，所述有机纤维、所述无机纤维以及所述热固化性树脂的配合比为，在三者的合计含量为100重量份时，有机纤维为1～50重量份，无机纤维为1～40重量份，热固化性树脂为2～50重量份。

7、根据权利要求1～6中任意一项所述的用于从熔融物中除去异物的部件，其中，所述结构体还含有无机粒子。

8、根据权利要求1～7中任意一项所述的用于从熔融物中除去异物的部件，其中，所述过滤器保持件具有能够与熔融物的供给路径嵌合而连接的熔融物流入部及熔融物流出部。

9、一种铸件制造用铸模，其构成包含权利要求1～8中任意一项所述的用于从熔融物中除去异物的部件。

10、根据权利要求9所述的铸件制造用铸模，其中，所述用于从熔融物中除去异物的部件被配置于流道中。

11、一种使用权利要求9或10所述的铸件制造用铸模来制造铸件的方法。

12、一种铸件制造用过滤器保持件，其由含有有机纤维、无机纤维和热固化性树脂的结构体构成。

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