CN102933332B

CN102933332B - 铸件制造用结构体

Info

Publication number: CN102933332B
Application number: CN201180028505.3A
Authority: CN
Inventors: 池永春树
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2015-12-16
Anticipated expiration: 2031-06-24
Also published as: JP5680490B2; ES2702101T3; US20130105103A1; KR20130111229A; EP2586545A4; JP2012024841A; EP2586545A1; US8662146B2; EP2586545B1; CN102933332A; WO2011162365A1

Abstract

本发明提供一种铸件制造用结构体，其为含有有机纤维、无机纤维、平均粒径50～150μm的无机粒子(A)及粘合剂(a)的结构体，在该结构体的表面上具有含有选自金属氧化物及金属硅酸盐的平均粒径1～100μm的耐火性无机粒子(B)、粘土矿物以及粘合剂(b)的表面层。

Description

铸件制造用结构体

技术领域

本发明涉及在铸件的制造时使用的铸模等结构体。

背景技术

在铸件制造中，一般而言，用铸造用砂成形内部具有模腔(cavity)(根据需要配置型芯)的铸模，同时将向该模腔供给熔融金属的注入口、直浇道、横浇道及内浇道(以下也将它们称为浇注体系)以与该模腔相通的方式进行成形，并且将与外部相通的排气口、冒口或溢流口通常用铸造用砂与铸模一起常规地成形、或者使用作为耐火材料的陶制管等来成形浇注体系，但日本特开2007-21578号公报等中提出了使用由含有有机纤维、无机纤维及粘合剂的结构体构成的浇道(流道(runner))来成形铸模并制造铸件的方法。特别是在日本特开2007-21578号公报中公开了一种铸件制造用结构体，其为含有有机纤维、无机纤维及粘合剂的结构体，通过使其表面上附着无机粒子来改善铸钢时的气体缺陷。另外，日本特开2008-142755号公报中公开了表面上附着有钒等金属的铸件制造用结构体。另外，日本特开2009-195982号公报公开了含有选自土状石墨及人造石墨中的1种以上无机粒子、无机纤维及热固化性树脂的、透气度为1～500的铸件制造用结构体。日本特开平8-257673号公报公开了在铸模的表面上涂布含有锆石粉末、水及含硅酸酐的二氧化硅溶胶的浆液的技术方案。日本特开2010-142840号公报公开了表面具有由含有鳞状石墨、和含阿拉伯胶、酚醛树脂或磷酸铝的水溶性粘合剂的涂液组合物形成的涂膜的铸件制造用结构体。

发明内容

本发明涉及一种铸件制造用结构体，其为含有有机纤维、无机纤维、平均粒径50～150μm的无机粒子(A)及粘合剂(a)的结构体，在该结构体的表面上具有含有选自金属氧化物及金属硅酸盐的平均粒径1～100μm的耐火性无机粒子(B)、粘土矿物以及粘合剂(b)的表面层。

另外，本发明涉及一种铸件制造用结构体的制造方法，其具有：利用具有抄造工序的成形法由含有有机纤维、无机纤维、平均粒径50～150μm的无机粒子(A)、粘合剂(a)及分散介质的原料浆液制造结构体(I)的工序；以及在结构体(I)的表面上形成含有选自金属氧化物及金属硅酸盐的平均粒径1～100μm的耐火性无机粒子(B)、粘土矿物以及粘合剂(b)的表面层的工序。

另外，本发明涉及上述铸件制造用结构体的用于制造铸件的用途或使用上述铸件制造用结构体来制造铸件的方法。

附图说明

图1是表示实施例及比较例中使用的铸模的概略图。

图2是表示实施例及比较例中使用的透气度测定方法的概略图。

图中，1表示铸造用流道(浇道)，2表示模腔部。

具体实施方式

本发明提供能够改善铸件的重大缺陷之一即气体缺陷的铸件制造用结构体。在结构体的表面或内面形成表面层，遮蔽热分解气体，较以往更能降低气体缺陷。通过在本发明中使用具有适当的比重、粒径的无机粒子，从而使结构体的成型性和透气度变得良好。

日本特开2007-21578号公报、日本特开2008-142755号公报、日本特开2009-195982号公报的技术方案虽然改善了气体缺陷，但期待效果的进一步提高。

本发明提供能够改善铸件的重大缺陷之一即气体缺陷的铸件制造用结构体。

根据本发明，提供能够改善气体缺陷的铸件制造用结构体。

本发明的铸件制造用结构体，优选通过在含有有机纤维、无机纤维、平均粒径50～150μm的无机粒子(A)〔以下有时也称作无机粒子(A)〕及粘合剂(a)的结构体〔以下有时也称作结构体(I)〕的表面上形成含有选自金属氧化物及金属硅酸盐的平均粒径1～100μm的耐火性无机粒子(B)〔以下有时也称作无机粒子(B)〕、粘土矿物以及粘合剂(b)的表面层而获得的结构体。以下，根据其优选方式说明本发明。

本发明所涉及的结构体(I)通过使用平均粒径50～150μm的无机粒子(A)，从而使得透气性变得良好，铸造时的铸模内的气体压力降低，侵入熔融金属中的气体减少。进而，通过在该结构体(I)的表面上形成含有平均粒径1～100μm的耐火性无机粒子(B)的表面层，从而抑制在铸模内产生的气体成分侵入熔融金属中，因而能够防止气体缺陷。另外，由于结构体(I)的透气性提高，因而构成结构体(I)的材料间的空隙增加，促进含有无机粒子(B)的表面层向结构体(I)渗透，防止表面层从结构体(I)剥离的耐剥离性提高。予以说明，以下提及结构体(I)的情况，还包括除去了表面层的本发明的铸件制造用结构体的情况。

本发明的结构体(I)优选如下获得的结构体，即，制备含有有机纤维、无机纤维、无机粒子(A)、粘合剂(a)及分散介质的浆液状组合物(以下有时称为原料浆液)，通过使用抄造/脱水成形用的模具的抄造工序来抄造结构体(I)的中间成形体，接着，经过使用模具的加热、干燥工序而获得。另外，还优选通过填充到成形模具内并进行加热成形的工序而获得的结构体。以下根据其优选实施方式进行说明。

<原料浆液>

本发明所涉及的原料浆液含有有机纤维、无机纤维、无机粒子(A)、粘合剂及分散介质。

(i)有机纤维

有机纤维在结构体(I)中用于铸造之前的状态下则构成其骨架，在铸造时则其一部分或全部因熔融金属的热量而发生燃烧，在铸件制造后的结构体内部形成空腔。

作为有机纤维，除了木浆之外，还可举出经原纤化的合成纤维、再生纤维(例如人造丝纤维)等，这些物质可单独使用或者两种以上混合使用。其中，优选纸纤维。其理由为：纸纤维通过抄造可成形为多种形态，经脱水、干燥的成形体的湿态强度特性优异，另外，纸纤维容易获得且稳定、经济。另外，作为纸纤维，除了可使用木浆之外，还可使用棉浆、棉绒浆、竹子或稻草等其他非木浆。可单独使用或者两种以上混合使用原浆(virginpulp)或废纸浆(回收品)。从容易获得、环境保护、降低制造费用等方面出发，优选废纸浆。

有机纤维的平均纤维长度优选为0.8～2mm，更优选为0.9～1.8mm，进一步优选为0.9～1.5mm。有机纤维的平均纤维长度为0.8mm以上时，不会在成形体的表面产生裂痕，冲击强度等机械物性不会变差，另外，为2mm以下时，难以发生壁厚不均，表面的平滑性也变得良好。

从结构体的成形容易性及气体产生量抑制效果的观点出发，有机纤维的含量相对于结构体(I)100质量份优选为1质量份以上且小于40质量份，更优选为2～30质量份，进一步优选为5～25质量份，更进一步优选为10～20质量份。当有机纤维的含量为1质量份以上时，构成结构体骨架的有机纤维充足，结构体的成形性变得良好，脱水后或干燥后的结构体的强度变得充分。另外，小于40质量份时，易于防止在铸造时产生大量燃烧气体，并且能够易于防止发生熔融金属从直浇道反吹、或火焰从溢流口(为设于铸模上部的细棒状的空腔，熔融金属在充满铸模后上升至铸模上面的部分)喷出。其结果可以降低铸造品的气体缺陷并使铸件品质变得良好。有关有机纤维的种类，从提高结构体的成形性的观点及供给性、经济性的观点出发，优选使用废纸(报纸等)。

(ii)无机纤维

无机纤维主要在结构体中用于铸造之前的状态下则构成其骨架，铸造时则即便是在熔融金属的热量作用下也不会燃烧而维持其形状。特别是，在使用后述的有机粘合剂时，该无机纤维可以抑制因由熔融金属的热量导致该有机粘合剂热分解所引起的热收缩。

无机纤维可举出碳纤维、石棉(rockwool)等人造矿物纤维、陶瓷纤维、天然矿物纤维，这些物质可单独使用或者两种以上混合使用。其中，从抑制上述的热收缩的观点出发，优选即便是在使金属熔融的高温下也具有高强度的碳纤维。另外，从抑制制造费用的观点出发，优选使用石棉。

无机纤维的平均纤维长度优选为0.2～10mm，更优选为0.5～8mm，进一步优选为2～4mm。无机纤维的平均纤维长度为0.2mm以上时，滤水良好且没有在结构体制造时发生脱水不良的危险。另外，在制造壁厚的结构体(特别是像瓶子那样的中空立体形状物)时，抄造性变得良好。另一方面，无机纤维的平均纤维长度为10mm以下时，可获得均匀壁厚的结构体，中空结构体的制造变得容易。

无机纤维的含量相对于结构体(I)100质量份优选为1～80质量份，更优选为2～40质量份，进一步优选为5～35质量份，更进一步优选为8～20质量份。无机纤维的含量为1质量份以上时，特别是使用有机粘合剂制造的结构体在铸造时的强度充分，没有由于该粘合剂的碳化而发生结构体的收缩、破裂、壁面的剥离(结构体的壁面分离成内层和外层的现象)等的危险。进而，易于抑制结构体的一部分或铸造用砂混入到制品部分(铸件)而成为缺陷。另外，当无机纤维的含量为80质量份以下时，特别是在抄造工序或脱水工序中的结构体的成形性变得良好，因使用不同纤维导致的原料费用的变动减少。

有机纤维与无机纤维的质量比，在无机纤维为碳纤维时，以无机纤维(碳纤维)/有机纤维计优选为0.1～50，更优选为0.2～30，进一步优选为0.5～1.0。在无机纤维为石棉时，以无机纤维(石棉)/有机纤维计优选为10～90，更优选为20～80。它们的质量比为上述范围的上限值以下时，结构体在抄造、脱水成形中的成形性良好，脱水后的结构体的强度变得充分，从抄造模具中取出时可防止结构体破裂。另外，其质量比为上述范围的下限值以上时，可抑制由于有机纤维或后述有机粘合剂的热分解而使结构体发生收缩。

另外，从提高铸件制造用结构体的热强度、铸件制造用结构体的成形性的观点出发，无机纤维的长轴/短轴比优选为1～5000，更优选为10～2000，进一步优选为50～1000。

(iii)无机粒子(A)

作为本发明所涉及的浆液状组合物中使用的平均粒径50～150μm的无机粒子(A)，可举出石墨、云母、二氧化硅、中空陶瓷、粉煤灰(flyash)等耐火物的骨材粒子。无机粒子(A)可单独使用上述物质或者选择使用其中的两种以上。予以说明，中空陶瓷是指粉煤灰中所含的中空粒子，可通过使用水对粉煤灰进行浮选而获得。

对于无机粒子(A)的平均粒径而言，从使结构体(I)的透气性良好的观点出发，为50μm以上，优选为60μm以上，更优选为70μm以上，进一步优选为80μm以上。另外，从提高结构体(I)的成形性的观点出发，为150μm以下，优选为130μm以下，更优选为100μm以下，进一步优选为90μm以下。无机粒子(A)的平均粒径为50μm以上时，结构体(I)的透气性变得良好，铸造时的铸模内的气体压力适度地减少。另外，通过提高结构体(I)的透气性，从而结构体(I)的材料之间的空隙增加，涂液组合物向结构体(I)渗透的渗透性提高，表面层变得难以从结构体(I)上剥离。无机粒子(A)为150μm以下时，在结构体(I)的表面难以露出无机粒子(A)，成形性变得良好。

无机粒子(A)的表观比重，从原料分散性的观点出发，优选为0.5～2.2，从进一步轻量化的观点出发，更优选为0.5～1.5，进一步优选为0.5～1。表观比重是指将中空粒子的内部中空部分的体积假设为中空粒子的体积的一部分时的中空粒子的比重，为不存在内部中空部分的实心粒子时，与真比重一致。通过使无机粒子(A)的表观比重为上述范围，在分散介质使用水时的抄造工序中原料分散性变得良好。另外，由于能够使通过成形而获得的结构体(I)的质量轻量化，因而处理性变得良好。予以说明，结构体(I)的组成可以同时考虑无机粒子(A)的表观比重和体积比重来确定。体积比重是指在将粒子以一定状态放入一定容积的容器中时对放入容器内的粒子的量进行测定并求得每单位体积的质量而得到的数值。

另外，无机粒子(A)可以是中空的。通过使用中空粒子，可以减小表观比重大的无机粒子的表观比重。

这里，在表观比重超过1的情况下，有关无机粒子(A)的平均粒径，在利用下述第1测定方法求得的平均粒径为200μm以上时，将该值作为平均粒径，在利用第1测定方法求得的平均粒径小于200μm时，可通过利用下述第2测定方法进行测定来求得。另外，在表观比重为1以下的情况下，利用第1测定方法进行测定。

〔第1测定方法〕

根据JISZ2601(1993)“铸造用砂的试验方法”附录2规定的方法进行测定，以质量累积50％作为平均粒径。所述质量累积是指将各筛面上的粒子看作JISZ2601(1993)注解表2所示的“直径的平均Dn(mm)”而计算出的值。

〔第2测定方法〕

体积累積50％的平均粒径使用激光衍射式粒度分布测定装置(堀场制作所制造的LA-920)来测定。分析条件如下所述。

·测定方法：流动法

·折射率：根据各种无机粒子而异(参照LA-920附带的手册)

·分散介质：使用适于各种无机粒子的介质

·分散方法：搅拌、内置超声波(22.5kHz)3分钟

·试样浓度：2mg/100cm³

从提高热强度的观点出发，无机粒子(A)的含量相对于结构体(I)100质量份优选为10～80质量份，更优选为12～75质量份，进一步优选为30～70质量份。

(iv)粘合剂(a)

本发明中，粘合剂(a)可以使用有机粘合剂和/或无机粘合剂。从使铸造后除去性优异的观点出发，优选有机粘合剂。作为有机粘合剂，可举出酚醛树脂、环氧树脂、呋喃树脂等热固化性树脂。其中，从可燃气体的产生量少、具有燃烧抑制效果、热分解(碳化)后的残碳率高等方面出发，优选使用酚醛树脂。

作为酚醛树脂，可举出酚醛清漆树脂、甲阶酚醛树脂等酚醛树脂、用尿素、蜜胺、环氧基等改性的改性酚醛树脂等。其中，通过使用甲阶酚醛树脂等酚醛树脂，无需酸、胺等固化剂即可减少结构体(I)成形时的臭气、降低使用结构体(I)作为铸模时的铸件缺陷，故优选。

在使用酚醛清漆树脂时，需要固化剂。由于该固化剂易于溶于水，因而优选在结构体(I)脱水后涂布在其表面上。固化剂优选使用六亚甲基四胺等。

另外，作为无机粘合剂，可使用磷酸系粘合剂、硅酸盐等水玻璃、石膏、硫酸盐、二氧化硅系粘合剂、硅酮系粘合剂。有机粘合剂可单独使用或者两种以上混合使用，还可将有机粘合剂和无机粘合剂并用。

从在浇铸前对抄造过的部件进行干燥成形时使有机纤维、无机纤维及无机粒子(A)牢固结合的观点出发，对于粘合剂(a)而言，在氮气气氛中处于1000℃时的减量率(通过TG热分析测定)优选为50质量％以下，更优选为45质量％以下。

从提高强度保持性及进一步表现气体产生量抑制效果的观点出发，粘合剂(a)的含量相对于结构体(I)100质量份优选为5～50质量份，更优选为10～40质量份，进一步优选为10～30质量份。

在浇铸时，气体产生量增大的原因主要是有机纤维及有机粘合剂，因而两者的原料种类、配合量及质量比率很重要。

通过使粘合剂(a)的含量适当，从而在抄造后的干燥成形时可以防止结构体贴附在模具上，易于将结构体从模具上分离，可以减少固化的粘合剂(a)在模具表面上附着，可以提高结构体的尺寸精度，还能够降低模具表面的清扫频率。

(v)分散介质

作为本发明所涉及的原料浆液中使用的分散介质，除了水之外，还可举出乙醇、甲醇、二氯甲烷、丙酮、二甲苯等溶剂。这些物质可单独使用或者两种以上混合使用。其中，从处理容易性的观点出发，优选水。

(vi)其他成分

本发明的结构体(I)中，除了有机纤维、无机纤维、无机粒子(A)及粘合剂(a)之外，还可添加纸力强化材料。纸力强化材料具有在使粘合剂(a)浸渗于结构体(I)的中间成形体时(后述)防止该中间成形体溶胀的作用。

作为纸力强化材料，可举出胶乳、丙烯酸系乳胶、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、聚丙烯酰胺树脂、聚酰胺表氯醇树脂等。

纸力强化材料的使用量以固体成分计相对于结构体(I)100质量份优选为0.01～2质量份，更优选为0.02～1质量份。纸力强化材料的使用量为0.01质量份以上时，上述的溶胀防止性充分，所添加的粉体适当地固定在纤维上。另一方面，在纸力强化材料的使用量为2质量份以下时，结构体的成形体变得难以贴附在模具上。

本发明的结构体(I)中还可进一步添加絮凝剂、着色剂等成分。

结构体(I)的厚度可根据使用目的等进行设定，至少与熔融金属相接触的部分的厚度优选为0.2～5mm，更优选为0.4～4mm，进一步优选为1.5～2.5mm，更进一步优选为1.8～2.1mm。该厚度为0.2mm以上时，作为结构体的强度变得充分，能够经受住铸造用砂的压力而使结构体维持所期望的形状和功能。另外，该厚度为5mm以下时，透气性变得适当，可以降低原料费用，并且还可缩短成形时间，可以抑制制造费用。

结构体(I)在形成表面层之前的状态的压缩强度优选为10N以上，更优选为30N以上。压缩强度为10N以上时，难以因被铸造用砂挤压而变形，可以维持作为结构体的功能。

在使用含水的原料浆液制造结构体(I)时，该结构体的使用前(供于铸造之前)的含水率优选为10质量％以下，更优选为8质量％以下。其理由为：含水率越低，则因铸造时的热分解所导致的气体产生量越少。形成表面层后也优选该水分率。因此，本发明的铸件制造用结构体的含水率优选为10质量％以下，更优选为8质量％以下。

结构体(I)的密度优选为3g/cm³以下，更优选为2g/cm³以下。其理由为：在密度小时变为轻质，结构体的处理操作和加工变得容易。

<结构体(I)的制造方法>

本发明所涉及的结构体(I)的制造方法如下进行。即，利用具有抄造工序的成形法由含有有机纤维、无机纤维、平均粒径50～150μm的无机粒子(A)、粘合剂(a)及分散介质的原料浆液制造结构体(I)。

接着，以内部为中空的结构体为例，作为本发明所涉及的结构体(I)的制造方法，对于从提高结构体(1)的成形性的观点出发优选的制造方法即具有抄造工序的制造方法进行说明。该制造方法中，优选具有在100～300℃下对含有有机纤维、无机纤维、无机粒子(A)及该粘合剂(a)的纤维层叠体进行热处理的工序，其中粘合剂(a)为热固化性树脂。

首先，制备以规定比例含有有机纤维、无机纤维、无机粒子(A)及粘合剂(a)的原料浆液。原料浆液通过使有机纤维、无机纤维、无机粒子(A)及粘合剂(a)分散在规定的分散介质中来制备。予以说明，粘合剂(a)还可以不配合在原料浆液中而浸渗在成形体中。

原料浆液中的有机纤维及无机纤维的总含量优选为0.1～4质量％，更优选为0.2～3质量％，进一步优选为0.5～1.5质量％。原料浆液中的有机纤维及无机纤维的总含量为4质量％以下时，成形体难以发生壁厚不均，为中空制品时内面的表面性也变得良好。另外，该总含量为0.1质量％以上时，可以抑制成形体产生局部的薄壁部。另外，原料浆液中的粘合剂(a)的含量优选为0.1～4质量％，更优选为0.2～3质量％，进一步优选为0.5～1.0。另外，原料浆液中的无机粒子(A)的含量优选为0.1～10质量％，更优选为0.3～8质量％，进一步优选为0.5～5质量％，更进一步优选为0.8～5质量％。

原料浆液中可根据需要添加纸力强化材料、絮凝剂、防腐剂等添加剂。

接着，使用原料浆液对结构体(I)的中间成形体进行抄造。

上述中间成形体的抄造工序中使用抄造/脱水成形用的模具，其通过将例如两个为一组的对开模具相对接，从而在内部形成具有对应于该中间成形体外形的形状的模腔。然后，从该模具的上部开口部向该模腔内加压注入规定量的原料浆液。由此，将该模腔内加压至规定压力。在各对开模具上分别设有连通外部和模腔的多个连通孔，并且各对开模具的内面分别预先被具有规定大小的网眼的网覆盖。原料浆液的加压注入使用例如压力泵。上述原料浆液的加压注入压力优选为0.01～5MPa，更优选为0.01～3MPa，进一步优选为0.1～0.5MPa。

如上所述，由于上述模腔内被加压，因而该原料浆液中的分散介质从上述连通孔排出到模具外。另一方面，上述原料浆液中的固体成分堆积在覆盖上述模腔的上述网上，在该网上均匀地形成纤维层叠体。如此获得的纤维层叠体是有机纤维与无机纤维复杂地相互缠绕且介于它们之间存在粘合剂的层叠体，因而即便是复杂的形状在干燥成形后也可获得高保形性。另外，由于上述模腔内被加压，因而即便在成形中空的中间成形体的情况下，原料浆液也在模腔内流动而使原料浆液被搅拌。因此，模腔内的浆液浓度被均匀化，纤维层叠体均匀地堆积在上述网上。

形成纤维层叠体后，停止上述原料浆液的加压注入，向上述模腔内压入空气而对该纤维层叠体进行加压、脱水。之后，停止空气的压入，上述模腔内部通过上述连通孔被抽吸，将具有弹性、伸缩自由且呈中空状的型芯(弹性型芯)插入到该模腔内。型芯优选由抗拉强度、回弹性及伸缩性等优异的氨基甲酸酯系、氟系橡胶、硅酮系橡胶或弹性体等来形成。

接着，向插入到上述模腔内的上述弹性型芯内供给加压流体，使弹性型芯膨胀，利用膨胀的弹性型芯将上述纤维层叠体挤压到该模腔的内面上。由此，上述纤维层叠体被按压在上述模腔的内面上，该模腔的内面形状被转印到该纤维层叠体的外表面上，同时进行该纤维层叠体的脱水。

用于使上述弹性型芯膨胀的上述加压流体，使用例如压缩空气(加热空气)、油(加热油)、其他各种液体。另外，加压流体的供给压力，在考虑成形体的制造效率时，优选为0.01～5MPa，从高效地进行制造的观点出发，更优选为0.1～3MPa，进一步优选为0.1～0.5MPa。加压流体的供给压力为0.01MPa以上时，纤维层叠体的干燥效率变得良好，表面性及转印性也变得充分，加压流体的供给压力为5MPa以下时，可获得良好的效果，并且可将装置小型化。

这样，由于将上述纤维层叠体从其内部按压在模腔的内面上，因而即便模腔内面的形状很复杂，其内面形状也可高精度地转印至上述纤维层叠体的外表面。另外，即便所制造的成形体为复杂的形状，由于不需要各部分的贴合工序，因而在最终获得的部件上不会存在由于贴合所产生的接合点及壁厚部。

当上述模腔的内面形状充分地转印至上述纤维层叠体的外表面且能够对该纤维层叠体进行脱水至规定含水率后，抽出上述弹性型芯内的加压流体，使弹性型芯自动地收缩至原来的大小。然后，将收缩的弹性型芯从模腔内取出，再打开上述模具，取出具有规定含水率的湿润状态的纤维层叠体。可以将使用上述弹性型芯对纤维层叠体的挤压和脱水省略，仅通过由向模腔内压入空气而进行的加压、脱水，也可对纤维层叠体进行脱水成形。

接着，经脱水成形的上述纤维层叠体被移至加热、干燥工序。

加热、干燥工序中，使用形成有具有对应上述中间成形体外形的形状的模腔的干燥成形用模具。然后，将该模具加热至规定温度，在该模具内装填经脱水成形的湿润状态的上述纤维层叠体。

接着，在上述纤维层叠体内插入与在上述抄造工序中使用的上述弹性型芯相同的弹性型芯，向该弹性型芯内供给加压流体，使该弹性型芯膨胀，利用膨胀的该弹性型芯将上述纤维层叠体挤压至上述模腔的内面。优选使用利用氟系树脂、硅酮系树脂等进行了表面改性的弹性型芯。加压流体的供给压力优选为与上述脱水工序相同的压力。在此状态下，对纤维层叠体进行加热、干燥，从而对上述中间成形体进行干燥成形。

从提高表面性的观点、缩短干燥时间的观点出发，干燥成形用的上述模具的加热温度(模具温度)优选为100～300℃，更优选为150～250℃，进一步优选为190～240℃。热处理时间根据加热温度而变化，因而不能一概而论，但从提高品质及生产率等的观点出发，优选为0.5分钟～30分钟，更优选为1～10分钟。加热温度为300℃以下时，中间成形体的表面性良好，另外，加热温度为100℃以上时，还可以缩短中间成形体的干燥时间。

当充分地干燥上述纤维层叠体后，抽出上述弹性型芯内的上述加压流体，使该型芯收缩而从该纤维层叠体中取出。然后，打开上述模具，取出上述中间成形体。对于该中间成形体而言，利用热处理使热固化性树脂固化后，作为结构体(I)来使用。

如此获得的结构体(I)由于被弹性型芯挤压，因而内表面及外表面的平滑性高。因此，成形精度也高，在具有嵌合部或螺纹部时，也可获得精度高的结构体。因此，通过这些嵌合部或螺纹部连接的结构体可以可靠地抑制熔融金属的泄漏，使熔融金属在其中顺畅地流动。另外，由于铸造时的该结构体的热收缩率也小于5％，因而可以没有问题地防止结构体的龟裂或变形等所导致的熔融金属的泄漏。

在所得中间成形体中还可以浸渗部分或全部的粘合剂(a)。另一方面，当使粘合剂(a)浸渗于中间成形体而不包含在原料浆液中时，原料浆液或白水的处理变得简便。使用热固化性粘合剂作为粘合剂(a)时，在规定温度下对中间成形体进行加热干燥，使热固化性粘合剂热固化，从而完成结构体(I)的制造。

<铸件制造用结构体>

本发明的铸件制造用结构体可通过具有在结构体(I)〔优选为预先在100～300℃、更优选预先在150～250℃进行了热处理的结构体(I)〕的表面形成表面层的工序的制造方法来制造。结构体(I)优选通过上述制法来获得。因此，本发明的铸件制造用结构体的制造方法优选具有以下工序：利用具有抄造工序的成形法由含有有机纤维、无机纤维、无机粒子(A)、粘合剂(a)及分散介质、优选进一步含有絮凝剂及纸力强化材料的原料浆液制造结构体(I)的工序；在结构体(I)〔优选为预先在100～300℃、更优选预先在150～250℃进行了热处理的结构体(I)〕的表面上形成含有无机粒子(B)、粘土矿物及粘合剂(b)的表面层的工序。优选在利用具有抄造工序的成形方法制造结构体(I)的工序之后具有形成表面层的工序。

本发明的铸件制造用结构体的表面层中无机粒子(B)的比例优选为50质量％以上，更优选为60质量％以上，进一步优选为70质量％以上，更进一步优选为90质量％以上。

本发明的铸件制造用结构体优选在至少与结构体(I)的熔融金属相接触的部分的表面上形成上述表面层。即，作为在结构体(I)的表面上形成有表面层的状态，从改善铸件的气体缺陷的观点出发，优选表面层存在于与熔融金属相接触的一侧。优选使与结构体(I)的熔融金属相接触的一侧的表面的50％以上、更优选80％以上、进一步优选90％以上、更进一步优选实质100％被该表面层覆盖。

从结构体(I)表面的封孔性、结构体(I)与表面层的密接性等观点出发，无机粒子(B)的平均粒径为1～100μm，优选为3～80μm，更优选为3～70μm，进一步优选为3～50μm，更进一步优选为5～40μm，更进一步优选为10～30μm。予以说明，无机粒子(B)的平均粒径可以通过上述的无机粒子(A)的平均粒径的测定法、特别是第2测定法来求得。

本发明中，从结构体(I)表面的封孔性的观点出发，无机粒子(A)的平均粒径与耐火性无机粒子(B)的平均粒径之比以〔无机粒子(A)的平均粒径〕/〔耐火性无机粒子(B)的平均粒径〕计优选为1～35，更优选为2～30，进一步优选为2～20，更进一步优选为3～6。

对于耐火性无机粒子(B)而言，耐火性是指熔点为1500℃以上、优选1600℃以上、更优选1700℃以上的性质。另外，耐火性无机粒子(B)可举出选自金属氧化物及金属硅酸盐中的物质。作为耐火性无机粒子(B)，可举出莫来石(mullite)、锆石、氧化锆、氧化铝、橄榄石(olivine)、肖尖晶石(Shospinel，商品名，电熔尖晶石质)、氧化镁、铬铁矿等耐火性无机粒子。从改善铸件的气体缺陷的观点出发，优选锆石。耐火性无机粒子(B)可单独使用这些物质或者选择使用其中的两种以上。在碳含量低于铸铁(1.7～6.67％C)的铸钢(0.03～1.7％C)中，优选使用碳质以外的骨材粒子，更优选使用熔点高、与熔融金属的润湿性低的锆石。

从表现铸件品质即气体缺陷的减低效果、及提高表面层的下垂性能的观点出发，表面层的厚度(在干燥后的结构体(I)的表面上形成的表面层的壁厚)优选为1～1000μm，更优选为5～900μm，进一步优选为20～800μm，更进一步优选为400～600μm。予以说明，表面层的厚度可利用后述实施例记载的测定法来求得。

另外，作为表面层的形成方法，可举出使用了以无机粒子(B)为主成分的分散液(涂液组合物)的涂布，例如刷毛涂布、喷涂、静电喷涂、烤漆、喷溅涂布、浸渍涂布、法式涂布(Frenchpolish)等方法，在表面层的厚度均一性、有效性及经济性方面进行了深入研究，结果最优选浸渍涂布。在浸渍涂布中，优选在如中空型芯那样具有中空部的结构体的中空部侧形成表面层，此时，通过将分散液(涂液组合物)填充在中空部中并使其与之接触，可以形成表面层(以下称作方法1)。对中空部处于开放状态的结构体(1)进行方法1时，例如，封闭中空部的至少一部分的开放部分，成为中空部能够保持分散液(涂液组合物)的状态，优选以分散液充满中空部的方式流入以无机粒子(B)为主成分的分散液(涂液组合物)，并且优选静置规定时间后，排出涂液组合物，由此可以形成表面层。在任何一种涂布方法中，均最优选将设备设定成涂液组合物的温度优选5～40℃的范围、更优选为15～30℃、进一步优选为20～30℃的范围且达到恒温的状态。另外，在浸渍涂布当中的方法1中，从生产率的方面出发，优选使静置时间为1～60秒的范围，可以间歇或连续地进行。予以说明，在任何一种方法中，为了调整表面层的膜厚，可以利用振动台等对涂布有以无机粒子(B)为主成分的分散液的结构体(I)施加振动。这样，为了使表面附着有无机粒子(B)的结构体(I)〔优选预先以100～300℃、更优选以150～250℃进行了热处理的结构体(I)〕处于更牢固的附着状态，优选经过干燥工序。作为干燥方法，可举出利用加热器的热风干燥、远红外干燥、微波干燥、过热蒸气干燥、真空干燥等，但并不限定于此。在使用热风干燥机进行干燥时，干燥炉内中心部的干燥温度优选为100～500℃的范围，进而从减低由有机物、粘合剂的热分解所产生的影响的观点及确保免受起火的安全性的观点出发，最优选为105～300℃的范围。予以说明，作为以无机粒子(B)为主成分的分散液的分散介质，可举出水、乙醇等，优选水。另外，分散介质相对于以无机粒子(B)为主成分的分散液中的固体成分100质量份优选使用5～100质量份，更优选使用10～80质量份，进一步优选使用10～20质量份。

从提高热强度的观点和赋予涂布时的粘度的观点出发，表面层进一步含有粘土矿物。通过将粘土矿物配合在用于获得表面层的分散液(涂液组合物)中，从而对分散液赋予适度的粘度，防止原料在分散液中沉降，提高原料分散性。作为粘土矿物，可举出层状硅酸盐矿物、多链结构型矿物等，这些物质天然、合成均可。作为层状硅酸盐矿物，可举出蒙脱石类、高岭土类、属于伊利石类的粘土矿物，例如膨润土、蒙脱石、锂蒙脱石、活性白土、木节粘土、沸石等。作为多链结构型矿物，可举出绿坡缕石(attapulgite)、海泡石、坡缕石等。从提高热强度的观点和确保涂布时的粘度的观点出发，优选可举出选自绿坡缕石、海泡石、膨润土、蒙脱石中的一种以上。更优选可举出选自绿坡缕石、海泡石中的一种以上。予以说明，粘土矿物为层状结构或多链结构，在这一点上，与例如主要含有六方最密填充结构且通常不采用层状结构或多链结构的无机粒子(B)相区分。粘土矿物相对于无机粒子(B)100质量份优选使用0.5～30质量份，更优选使用0.5～20质量份，进一步优选使用1～2质量份。在该比率中，当粘土矿物为0.5质量份以上时，可以对分散液赋予适度的粘度，可以防止原料在分散液中沉降、浮起。

从提高热强度的观点出发，表面层进一步含有粘合剂(b)。从提高铸件制造用结构体的常温强度及耐热性的观点出发，优选在形成表面层时使用粘合剂(b)。作为粘合剂(b)，可以使用有机粘合剂和无机粘合剂。作为有机粘合剂，例如可举出酚醛树脂、环氧树脂、呋喃树脂、水溶性醇酸树脂、水溶性丁缩醛树脂、聚乙烯醇、水溶性丙烯酸树脂、水溶性多糖类、乙酸乙烯酯树脂或其共聚物等。作为无机粘合剂，可举出硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐、硅酸锂、氧化锆溶胶、胶体二氧化硅(硅溶胶)、氧化铝溶胶等各种溶胶等。优选为无机粘合剂，在无机粘合剂中，更优选为选自胶体二氧化硅(硅溶胶)及磷酸铝中的一种以上，进一步优选可举出胶体二氧化硅(硅溶胶)。上述粘合剂可单独使用或者两种以上混合使用，还可并用有机粘合剂和无机粘合剂。上述粘合剂(b)相对于无机粒子(B)100质量份以有效成分换算优选使用1～50质量份，更优选使用1～40质量份，进一步优选使用3～7质量份。

从使表面层均匀地附着的观点出发，这些粘土矿物和/或粘合剂(b)优选在制备以无机粒子(B)为主成分的分散液(涂液组合物)时进行配合使用。因此，本发明的铸件制造用结构体的制造方法优选具有在上述结构体(I)的表面上涂布含有无机粒子(B)及粘土矿物的涂液组合物的工序。另外，本发明的铸件制造用结构体的制造方法优选具有在上述结构体(I)的表面上涂布含有无机粒子(B)及粘合剂(b)的涂液组合物的工序。另外，本发明的铸件制造用结构体的制造方法更优选具有在上述结构体(I)的表面上涂布含有无机粒子(B)、粘土矿物及粘合剂(b)的涂液组合物的工序。

本发明的铸件制造用结构体的制造中使用的涂液组合物如下制造，即，如上所述，在无机粒子(B)、粘土矿物及粘合剂等固体成分材料中添加水或乙醇等分散介质，搅拌而制造成浆状。所得的涂液组合物用水或乙醇等分散介质适度地稀释后，利用上述手段涂布在结构体(I)上。之后，经过干燥工序在结构体(I)的表面形成表面层，获得本发明的铸件制造用结构体。

本发明的铸件制造用结构体可以制造配置在铸造用砂内及支撑粒子(代替铸造用砂的硬丸或其他粒子)内、能够用作浇道(浇注体系)或溢流口浇道、并且使铸造缺陷即气体缺陷得到改善的铸件，特别适于制造易于发生气体缺陷的铸钢铸件。

本发明中，通过使结构体(I)中使用的无机粒子(A)和在结构体(I)的表面上形成的表面层中的无机粒子(B)的平均粒径分别为特定范围，从而可以提供能够改善铸件的气体缺陷的铸件制造用结构体。根据本发明，作为改善铸件的气体缺陷的理由，推测如下：通过使无机粒子(B)具有适当的平均粒径且呈耐火性，从而使表面层、优选形成在结构体与熔融金属相接触的面上的表面层在铸造时得以维持而不会流失，可以遮蔽侵入熔融金属侧的气体，另一方面，通过使结构体(I)中的无机粒子(A)具有适当的平均粒径，可以将气体高效地从不与熔融金属相接触的面排出至铸模外。

本发明的铸件制造用结构体中，有机纤维、无机纤维、无机粒子(A)及粘合剂(a)的质量的总比例以铸件制造用结构体(形成有表面层的结构体)的质量标准计优选为10质量％以上，更优选为20质量％以上，进一步优选为30质量％以上，更进一步优选为40质量％以上。另外，以铸件制造用结构体(形成有表面层的结构体)的质量标准计优选为80质量％以下，更优选为70质量％以下，进一步优选为65质量％以下，更进一步优选为60质量％以下。

另外，本发明的铸件制造用结构体中，有机纤维、无机纤维、无机粒子(A)及粘合剂(a)的含量分别优选为以下范围。

有机纤维：优选为1～40质量％，更优选为2～30质量％，进一步优选为3～25质量％，更进一步优选为4～12质量％

无机纤维：优选为1～60质量％，更优选为2～50质量％，进一步优选为3～40质量％，更进一步优选为3.5～20质量％，更进一步优选为3.5～12质量％

无机粒子(A)：优选为1～70质量％，更优选为2～60质量％，进一步优选为5～50质量％，更进一步优选为10～45质量％

粘合剂(a)：优选为1～60质量％，更优选为2～50质量％，进一步优选为3～40质量％，更进一步优选为5～25质量％，更进一步优选为6～16质量％

另外，本发明的铸件制造用结构体中表面层的比例以铸件制造用结构体(形成有表面层的结构体)的质量标准计优选为10～80质量％，更优选为20～80质量％，进一步优选为30～70质量％，更进一步优选为38～70质量％，更进一步优选为38～60质量％。

另外，从改善铸件的气体缺陷的观点出发，表面层中优选使耐火性无机粒子(B)为锆石，粘土矿物为绿坡缕石，粘合剂(b)为胶体二氧化硅。

作为本发明的铸件制造用结构体的用途，可以在上述具有模腔的铸模中使用本发明的结构体，或者在使用泡沫苯乙烯模型的所谓全模铸造法、不使用粘合剂的消失模铸造法、或作为铸模的主模、型芯等的铸造领域或者要求耐热性等的其他领域中使用本发明的结构体，适合用于浇道用流道、溢流口用流道或者型芯。

从提高侵入到熔融金属侧的气体的遮蔽效果的观点出发，形成有表面层的本发明的铸件制造用结构体的透气度优选为1以下，更优选为0.2以下，进一步优选为0.12以下。

另外，形成表面层之前的结构体(I)的透气度优选为0.1～500，更优选为0.3～100，进一步优选为0.4～10，更进一步优选为0.5～1。本发明的铸件制造用结构体中，从可以将被表面层遮蔽的气体有效地从未形成有表面层的面排出的观点出发，结构体(I)的透气度优选为上述范围。

铸件制造用结构体及结构体(I)的透气度可利用实施例记载的测定方法来求得。

本发明的铸件制造用结构体的厚度可以对应其用途及结构体中的部位进行适当设定，与熔融金属相接触的部分的厚度优选为0.2～5mm，更优选为0.2～4mm，进一步优选为0.4～4mm，更进一步优选为2～3mm。上述厚度为上述下限值以上时，在铸造时可维持铸件制造用结构体的形状功能，上述厚度为上述上限值以下时，减少铸造时热分解气体的产生量，难以发生铸件缺陷。

<铸件的制造方法>

接着，根据其优选实施方式说明使用了本发明铸件制造用结构体的铸件的制造方法。本实施方式的铸件的制造方法中，例如将如上获得的本发明的铸件制造用结构体埋设在铸造用砂内的规定位置来进行造型。铸造用砂可没有限制地使用以往在这种铸件的制造中使用的通常的物质。

然后，从浇注口注入熔融金属进行铸造。此时，本发明的铸件制造用结构体由于热强度得到维持且伴随热分解的热收缩小，因而各铸件制造用结构体的龟裂、铸件制造用结构体本身的破损得到抑制，也难以发生熔融金属插入到铸件制造用结构体中或者铸造用砂等的附着。

在铸造后冷却至规定温度，拆解型箱，将铸造用砂取出，进而利用喷砂处理将铸件制造用结构体除去，露出铸件。此时，由于上述热固化性树脂发生热分解，因而容易进行铸件制造用结构体的除去处理。之后，根据需要对铸件实施修整(trimming)处理等后处理，完成铸件的制造。

实施例

以下的实施例对本发明的实施进行阐述。实施例为对本发明的示例进行叙述，并非用于限定本发明。

〔实施例1〕

使用下述原料浆液将纤维层叠体抄造后，对该纤维层叠体进行脱水、干燥，获得图1(图中的尺寸为mm)所示的浇道用的流道1(直管11、12和弯头管14、16，相当于结构体(I))。予以说明，结构体(I)的组成如表1所示。

<原料浆液的制备>

将下述配合的有机纤维和无机纤维分散在水中，制备约1质量％(相对于水性浆液，有机纤维及无机纤维的总质量为1质量％)的水性浆液，然后，在该浆液中以能够获得表1记载的结构体(I)的方式配合无机粒子(A)、粘合剂(a)和下述絮凝剂、纸力强化材料，制备各个原料浆液。予以说明，以有机纤维、无机纤维、无机粒子(A)及粘合剂(a)的总量为100质量份(固体成分换算)，在浆液中以0.625质量份的量配合絮凝剂，以0.025质量份(固体成分换算)的量配合纸力强化材料。予以说明，表1所示各成分如下所述。

<有机纤维>

·有机纤维：报纸废纸(平均纤维长度1mm，游离度(freeness)150cc)

<无机纤维>

·无机纤维：碳纤维〔东丽公司制，商品名“TORAYCACHOP”，纤维长3mm、纤维宽11μm(长轴/短轴比＝273)〕

<无机粒子(A)>

·球状二氧化硅：〔MICRON公司制，“S85-P”，平均粒径80μm，表观比重2.2，体积比重1.15〕

<粘合剂(a)>

·酚醛树脂：〔AirWaterInc.制，商品名“BellpearlS-890”(甲阶酚醛树脂)、氮气气氛中1000℃下的减量率44％(TG热分析测定)〕

<絮凝剂>

·絮凝剂：聚酰胺表氯醇(星光PMC公司制，商品名WS-4002)

<纸力强化剂>

·纸力强化剂：1质量％的羧甲基纤维素水溶液

<分散介质>

·分散介质：水

<抄造和脱水工序>

作为抄造模具，使用具有对应于上述结构体(直管和弯头管)的模腔形成面的模具。该模具的模腔形成面上配置有规定网眼的网，形成有连通模腔形成面和外部的多个连通孔。予以说明，该模具由一对对开模具构成。用泵使上述原料浆液循环，向上述抄纸模具内加压注入规定量的浆液，另一方面，通过上述连通孔除去浆液中的水，使规定的纤维层叠体堆积在上述网的表面。注入完规定量的原料浆液后，将加压空气注入到抄造模具内，对该纤维层叠体进行脱水。加压空气的压力为0.2MPa，脱水需要的时间约为30秒。

<干燥工序>

作为干燥模具，使用具有对应于上述结构体(直管和弯头管)的模腔形成面的模具。在该模具上形成有连通模腔形成面和外部的多个连通孔。予以说明，该模具由一对对开模具构成。将上述纤维层叠体从抄造模具中取出，将其转移到加热至200℃的干燥模具内。然后，从干燥模具的上方开口部插入袋状的弹性型芯，在密闭的干燥模具内将加压空气(0.2MPa)注入到该弹性型芯内，使该弹性型芯膨胀，利用该弹性型芯将上述纤维层叠体按压在干燥模具的内面，将该干燥模具的内面形状转印到该纤维层叠体表面上，同时将其干燥。进行加压干燥(60秒钟)后，抽出弹性型芯内的加压空气，使该弹性型芯收缩而从干燥模具内取出，将成形体从干燥模具内取出后，冷却，获得经热固化的结构体(I)。

<以无机粒子(B)为主成分的涂液组合物的制备>

将无机粒子(B)、粘土矿物、粘合剂(b)的组成及配合率(质量比率)如表1所示的固体成分材料和水，用搅拌机搅拌15分钟，获得以无机粒子(B)为主成分的涂液组合物。予以说明，表1所示的各个成分如下所述。另外，水的量为制备成表1记载的固体成分浓度(质量％，表中用“％”表示)的量。

<无机粒子(B)>

·锆石：白水化学工业株式会社制，商品名“ZircosilNo1”，平均粒径20μm

<粘土矿物>

·绿坡缕石：林化成株式会社制，商品名“Attagel50”

<粘合剂(b)>

·胶体二氧化硅：日产化学株式会社制，商品名“snowtex50”，平均粒径25nm

<表面层的形成>

使上述经热固化的结构体(直管和弯头管)成为各个单侧的开放末端封闭的状态，向它们的内部流入上述制备的涂液组合物直至上端，静置10秒后，上下反转，将涂液组合物排出。自然干燥后，在200℃下用热风干燥机干燥30分钟，获得形成有表面层的铸件制造用结构体。

<结构体(I)及铸件制造用结构体的透气度测定方法>

按照根据JISZ2601(1993)“铸造用砂的试验方法”规定的“消失模型用涂模剂的标准试验方法”(平成8年3月社团法人日本铸造工学会关西支部)的“5.透气度测定法”，使用与该发行物(第24页图5-2)中记载的透气度测定装置(压缩机空气透气方式)相同原理的装置进行测定。透气度P用“P＝(h/(a×p))×v”来表示。式中，h：试验片厚度(cm)，a：试验片截面积(cm²)，p：透气阻力(cmH₂O)，v：空气的流量(cm³/min)。

这里，试验片厚度为结构体(I)或铸件制造用结构体(形成有表面层的铸件制造用结构体)的壁厚即“(外径-内径)/2”，试验片截面积为“内径×圆周率×长度”。

在测定时，如图2所示，在透气度试验器上按照能够与上述浇道用流道的直管或弯头管(图2中表示为测定样品)的中空部无泄漏地连接的方式安装橡胶管及连接夹具(密封垫)，进而在上述直管或弯头管的中空部的一端无缝隙地连接上述连接夹具，用密封垫塞住另一端以便防止空气的泄漏，然后进行测定。本例中，使用了由2个直管和2个弯头管构成的浇道用流道，因而对这4个构成元件分别测定透气度，将其平均值作为结构体(I)或铸件制造用结构体的透气度。

<表面层的厚度测定>

测定形成表面层后的铸件制造用结构体的厚度和形成表面层前的结构体(I)的厚度，由其差值求得形成于结构体(I)表面的表面层的厚度。这里，形成表面层前的结构体(I)的厚度如下求得：利用带表卡规(dialcalipergauges)〔MitutoyoCorporation制，编号No.209-611，符号DCGO-50RL〕对带有记号的任意10个位置进行测定，取其平均值而求得。形成表面层后的铸件制造用结构体的厚度如下求得：利用带表卡规〔MitutoyoCorporation制，编号No.209-611，符号DCGO-50RL〕对相当于上述结构体(I)中带有记号的任意10个位置的部位进行测定，取其平均值而求得。

<表面层的剥离性测定>

形成于结构体(I)表面的表面层的剥离性如下测定：用塑料刀对形成表面层后的铸件制造用结构体表面进行划刮，制作84个块体，测定84个块体中的表面层的剥离数。测定对6个不同结构体进行，求得剥离数的平均值。表中以“表面层的剥离数”形式来表示结果。

<铸造及铸件品质的评价>

如图1所示，将上述获得的铸件制造用结构体作为铸造用流道1(横浇道)与成为环状铸件部件的模腔部2(形状为外径240mm、内径140mm、厚度30mm，带溢流口)连通，进行水溶性酚醛树脂铸模的造型。

这里，铸造用流道1由埋设在铸模上模(图中，铸模剖视面的上方)的直管11(直径φ50mm、长度150mm)和埋设在铸模下模(图中，铸模剖视面的下方)的复合构件构成，该复合构件为使用嵌合构件13(内径φ53mm、长度45mm)连接直管12(内径φ50mm、长度30mm)和弯头管14(内径φ50mm、纵70mm、横90mm)，使用嵌合构件15(内径φ53mm、长度45mm)连接弯头管14的另一端和弯头管16(内径φ50mm、纵70mm、横110mm)而成的构件。直管11(直径φ50mm、长度150mm)和直管12被定位成造型时在将上模与下模重叠的状态下内径一致地进行连通。另外，嵌合构件13、15用与实施例、比较例中制造的结构体(I)分别相同的材质制造而成，厚度也相同。

另外，铸模造型中使用的砂使用Kao-QuakerCo.，Ltd.制造的“Lunamos#60”的新砂，水溶性酚醛树脂使用Kao-QuakerCo.，Ltd.制造的“KaoStepSL6000”1.1质量份(相对于砂100质量份)，固化剂使用Kao-QuakerCo.，Ltd.制造的“DH-15”20质量份(相对于水溶性酚醛树脂100质量份)。浇铸质量为20kg，铸模质量为100kg。

表中以“表面层的残留”来表示浇铸铸钢铸件(SCW480，铸造温度1550～1580℃)后的铸模有无表面层残留。

另外，为了测定通过上述浇铸获得的铸件的内部气体缺陷部面积，使用X射线透射照片，利用图像解析软件“Winroof”算出内部气体缺陷部面积。呈现为内部气体缺陷部面积越小则气体缺陷越少的高品质铸件。将结果示于表1。

〔实施例2〕

实施例2除了使熔融金属的材质为SCS11(不锈钢铸钢)进行铸造以外，与实施例1同样地获得铸件制造用结构体。将对所得铸件制造用结构体进行与实施例1相同评价的结果示于表1。

〔实施例3〕

实施例3除了使熔融金属的材质为SCS13(不锈铸钢)进行铸造以外，与实施例1同样地获得铸件制造用结构体。将对所得铸件制造用结构体进行与实施例1相同评价的结果示于表1。

〔实施例4〕

实施例4除了将无机粒子(A)改变为中空陶瓷〔TAIHEIYOCEMENTCORPORATION制，商品名“E-SPHERESSL125”，平均粒径80μm，表观比重0.8，体积比重0.34〕且使结构体(I)的组成为表1所述以外，与实施例2同样地获得铸件制造用结构体。将对所得铸件制造用结构体进行与实施例1相同评价的结果示于表1。

〔实施例5〕

实施例5除了使熔融金属的材质为SCS13进行铸造以外，与实施例4同样地获得铸件制造用结构体。将对所得铸件制造用结构体进行与实施例1相同评价的结果示于表1。

〔比较例1〕

比较例1除了将无机粒子(A)改变为莫来石〔ITOCHUCERATECHCORPORATION制，商品名“合成莫来石MM-200目”，平均粒径20μm，表观比重2.8，体积比重0.89〕、使结构体(I)的组成为表1所述、且在结构体(1)的表面上不形成表面层以外，与实施例1同样地获得铸件制造用结构体。将对所得铸件制造用结构体进行与实施例1相同评价的结果示于表1。

〔比较例2〕

比较例2除了将无机粒子(A)改变为莫来石〔ITOCHUCERATECHCORPORATION制，商品名“合成莫来石MM-200目”，平均粒径20μm，表观比重2.8，体积比重0.89〕、使结构体(I)的组成为表1所述、且利用胶体二氧化硅〔日产化学(株)制，商品名“snowtex50”，平均粒径25nm，固体成分浓度50％〕形成表面层以外，与实施例1同样地获得铸件制造用结构体。将对所得铸件制造用结构体进行与实施例1相同评价的结果示于表1。予以说明，表1中将该胶体二氧化硅方便地示于耐火性无机粒子(B)的栏中。

〔比较例3〕

比较例3除了将无机粒子(A)改变为莫来石〔ITOCHUCERATECHCORPORATION制，商品名“合成莫来石MM-200目”，平均粒径20μm，表观比重2.8，体积比重0.89〕且使结构体(I)的组成为表1所述以外，与实施例1同样地获得铸件制造用结构体。将对所得铸件制造用结构体进行与实施例1相同评价的结果示于表1。

〔比较例4〕

比较例4除了将无机粒子(A)改变为平均粒径40μm的球状二氧化硅〔MICRO公司制，“SC30”，表观比重2.2，体积比重1.04〕以外，与实施例1同样地获得铸件制造用结构体。将对所得铸件制造用结构体进行与实施例1相同评价的结果示于表1。

〔比较例5〕

比较例5除了将无机粒子(A)改变为平均粒径30μm的黑曜石〔KINSEIMATECCO.，LTD.制，“NICECATCHFLOWER#330”，表观比重2.3，体积比重0.58〕且使结构体(I)的组成为表1所述以外，与实施例1同样地获得铸件制造用结构体。将对所得铸件制造用结构体进行与实施例1相同评价的结果示于表1。

〔比较例6〕

比较例6除了将无机粒子(B)变换为钛粉(网眼45μm的筛子的通过品，表中以平均粒径“小于45”来表示)以外，与实施例1同样地获得铸件制造用结构体。将对所得铸件制造用结构体进行与实施例1相同评价的结果示于表1。

[表1]

Claims

1.一种铸件制造用结构体，其为含有有机纤维、无机纤维、平均粒径50～150μm的无机粒子(A)及粘合剂a的结构体，在该结构体的表面上具有含有选自金属氧化物及金属硅酸盐的平均粒径1～100μm的耐火性无机粒子(B)、粘土矿物以及粘合剂b的表面层。

2.根据权利要求1所述的铸件制造用结构体，其中，无机粒子(A)的平均粒径与耐火性无机粒子(B)的平均粒径之比以〔无机粒子(A)的平均粒径〕/〔耐火性无机粒子(B)的平均粒径〕计为1～35。

3.根据权利要求2所述的铸件制造用结构体，其中，无机粒子(A)的平均粒径与耐火性无机粒子(B)的平均粒径之比以〔无机粒子(A)的平均粒径〕/〔耐火性无机粒子(B)的平均粒径〕计为3～6。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，粘土矿物的比例相对于耐火性无机粒子(B)100质量份为0.5～30质量份。

5.根据权利要求4所述的铸件制造用结构体，其中，粘土矿物的比例相对于耐火性无机粒子(B)100质量份为1～2质量份。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，表面层的比例以铸件制造用结构体的质量标准计为10～80质量％。

7.根据权利要求6所述的铸件制造用结构体，其中，表面层的比例以铸件制造用结构体的质量标准计为30～70质量％。

8.根据权利要求1～3中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，无机粒子(A)为选自石墨、云母、二氧化硅、中空陶瓷及粉煤灰中的1种以上。

9.根据权利要求1～3中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，耐火性无机粒子(B)为选自莫来石、锆石、氧化锆、氧化铝、橄榄石、肖尖晶石、氧化镁及铬铁矿中的1种以上。

10.根据权利要求9所述的铸件制造用结构体，其中，耐火性无机粒子(B)为锆石。

11.根据权利要求1～3中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，粘土矿物为选自绿坡缕石、海泡石、膨润土及蒙脱石中的1种以上。

12.根据权利要求11所述的铸件制造用结构体，其中，粘土矿物为绿坡缕石。

13.根据权利要求1～3中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，粘合剂b为无机粘合剂。

14.根据权利要求13所述的铸件制造用结构体，其中，粘合剂b为胶体二氧化硅。

15.根据权利要求1～3中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，该表面层存在于与熔融金属相接触的一侧。

16.根据权利要求1～3中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，该表面层的耐火性无机粒子(B)为锆石，粘土矿物为绿坡缕石，并且粘合剂b为胶体二氧化硅。

17.根据权利要求1～3中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，有机纤维的含量为3～25质量％，无机纤维的含量为3.5～20质量％，无机粒子(A)的含量为1～70质量％，粘合剂a的含量为3～40质量％。

18.根据权利要求1～3中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，有机纤维为废纸纸浆。

19.根据权利要求1～3中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，有机纤维的平均纤维长度为0.9～1.8mm。

20.根据权利要求1～3中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，无机纤维为碳纤维。

21.根据权利要求1～3中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，无机纤维的平均纤维长度为2～4mm。

22.根据权利要求1～3中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，无机粒子(A)的平均粒径为70～90μm。

23.根据权利要求1～3中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，耐火性无机粒子(B)的平均粒径为3～50μm。

24.根据权利要求1～3中任一项所述的铸件制造用结构体，该表面层中，耐火性无机粒子(B)的比例为70质量％以上。

25.根据权利要求1～3中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，以有效成分换算，粘合剂b相对于耐火性无机粒子(B)100质量份为3～7质量份。

26.根据权利要求1～3中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，表面层的厚度为400～600μm。

27.一种权利要求1～26中任一项所述的铸件制造用结构体的制造方法，其具有：利用具有抄造工序的成形法由含有有机纤维、无机纤维、平均粒径50～150μm的无机粒子(A)、粘合剂a及分散介质的原料浆液制造结构体(I)的工序；以及在结构体(I)的表面上形成含有选自金属氧化物及金属硅酸盐的平均粒径1～100μm的耐火性无机粒子(B)、粘土矿物以及粘合剂b的表面层的工序。

28.根据权利要求27所述的铸件制造用结构体的制造方法，其中，在利用具有抄造工序的成形方法制造结构体(I)的工序之后具有形成表面层的工序。

29.根据权利要求27或28所述的铸件制造用结构体的制造方法，其中，结构体(I)的厚度为1.5～2.5mm。

30.权利要求1～26中任一项所述的结构体在制造铸件中的用途。

31.一种铸件的制造方法，其使用权利要求1～26中任一项所述的铸件制造用结构体来制造铸件。