CN106573293A - 铸造用湿型以及使用该铸造用湿型的铸造物品的制造方法 - Google Patents
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Abstract
铸造用湿型通过使各自具有型腔部的至少一对湿型构件重叠以使所述型腔部整合,从而形成供金属熔液流入的型腔,所述湿型构件各自由含有粘结材料以及水分的型砂造型而成,在各湿型构件的至少所述型腔部的表面形成有以固化树脂为主体的包覆层,所述包覆层具有足以使由于浇注而产生的气体散逸的透气度的透气孔,并且包括所述包覆层在内且距所述型腔的表面的深度为5mm以内的表层的水分量比湿型内部的水分量少。
Description
技术领域
本发明涉及适于制造铸件表面缺陷少而铸件表面品质得到提高的铸造物品的铸造用湿型、以及使用该铸造用湿型制造铸造物品的方法,尤其涉及适于制造即使S含量少铸件表面缺陷也少而铸件表面品质得到提高的耐热铸钢件的铸造用湿型、以及使用该铸造用湿型的耐热铸钢件的制造方法。
背景技术
形成在铸造物品的制造中使用的铸造用湿型(以下也仅称为“湿型”)的型砂通过对作为骨料的砂、膨润土等粘结材料、作为二次添加物的含碳物质(煤、淀粉等)、以及水分等以适当的比例进行混炼而得到,以使得湿型具有所期望的范围的透气度、强度、型腔表面的稳定性、紧实度(CB值)等物性。水分是用于体现粘结材料的粘结性的必须成分,但在由含有水分的型砂形成湿型的情况下,由于通过水分与高温的金属熔液的接触而产生的水蒸气、裂解气(例如氢气),从而在铸造物品的表面形成凹凸、针孔等铸件表面缺陷,存在铸件表面品质降低这一问题。
为了防止向湿型用型砂添加的水分引起的铸件的铸造缺陷,日本特开平11-309544号公开了如下的铸型涂料来作为涂布于铸型表面的铸型涂料,该铸型涂料含有从黑沥青、发动机油以及酚醛树脂中选择的至少一种,且在低于1300℃的温度(例如,约200℃)下进行热裂解而产生烃气体。通过热裂解产生的烃气体将铸型内的水分还原而使之变化为稳定的分子状氢,因而防止铸型内的水分与熔液接触而形成针孔等铸件表面缺陷。
然而,最近在机动车用铸造物品(行走部分部件、发动机部件等)中,为了兼顾轻量化与强度而要求铸件表面品质的进一步提高,对于日本特开平11-309544号的铸型涂料而言,铸件表面缺陷的减少效果不足。
另外,涡轮壳体等要求耐热性的铸造物品使用不锈钢系耐热铸钢,但在不锈钢系耐热铸钢中需要使作为杂质的S(硫)尽量少。然而,已知若减少S,则不锈钢系耐热铸钢的熔液与湿型的润湿性降低,铸件表面品质可能会劣化。
发明内容
发明要解决的课题
从而,本发明的目的在于提供由含有粘结材料以及水分的型砂构成的铸造用湿型、以及使用该铸造用湿型制造铸件表面缺陷少而铸件表面品质得到提高的铸造物品的方法。
用于解决课题的方案
本发明人等鉴于上述目的进行深入研究,结果发现通过(a)使与金属熔液接触的湿型的型腔表层的水分量比湿型内部低,并且(b)利用包覆层补偿与水分量的减少相伴的强度降低,能够制造铸件表面缺陷少而铸件表面品质得到提高的铸造物品,从而想到了本发明。
即,本发明的铸造用湿型具有各自具有型腔部的至少一对湿型构件,所述湿型构件重叠以使所述型腔部整合,从而形成供金属熔液流入的型腔,其特征在于,所述湿型构件各自由含有粘结材料以及水分的型砂造型而成,在各湿型构件的至少所述型腔部的表面形成有以固化树脂为主体的包覆层,所述包覆层具有足以使由于浇注而产生的气体散逸的透气度的透气孔,并且包括所述包覆层在内且距所述型腔的表面的深度为5mm以内的表层的水分量比除所述表层以外的湿型部分的平均水分量少。
本发明的铸造物品的制造方法的特征在于,具有:对含有粘结材料以及水分的型砂进行造型,从而造型出各自具有型腔部的至少一对湿型构件的工序;将含有固化性树脂的包覆液向各湿型构件的至少所述型腔部涂布的工序;将所述湿型构件合型以使所述型腔部整合而形成型腔,从而形成铸造用湿型的工序,所述铸造用湿型至少在型腔表面形成有以固化性树脂为主体的包覆层;在所述合型工序之前或之后,使所述固化性树脂固化而形成包覆层的工序,所述包覆层具有足以使由于浇注而产生的气体散逸的透气度的透气孔;与所述固化性树脂固化的同时或在所述固化性树脂固化之后,进行干燥以使包括所述包覆层在内且距所述型腔的表面的深度为5mm以内的表层的水分量比湿型内部的水分量少的工序;以及在所述包覆层的表面温度为50℃以上的状态下,向所述型腔浇入金属熔液的工序。
优选为,所述透气孔为大致均匀地分布于所述包覆层且连通的多个细孔。
优选为,所述包覆层的透气度为50~200,该透气度通过使用JIS Z2601中规定的大孔径的速测法进行测定。
优选为,所述包覆层的利用自固性硬度计测定出的平均硬度值处于50~95的范围内。
优选为,所述表层中的水分量为2.5质量%以下。
优选为,使用含有热固性树脂的包覆液,在所述合型工序之前或之后,对涂布有所述包覆液的所述湿型构件进行加热处理,由此使所述热固性树脂固化并且使所述表层干燥。
优选为,所述包覆液的涂布量为单位面积100~550g/m2。
发明效果
本发明的铸造用湿型具有包覆层,该包覆层具有足以使由于浇注而产生的气体散逸的透气度的透气孔,并且包括所述包覆层在内且距所述型腔的表面的深度为5mm以内的表层的水分量比湿型内部的水分量少,因此通过在所述包覆层的表面温度为50℃以上的状态下向所述型腔浇入金属熔液,能够制造铸件表面缺陷少而铸件表面品质得到提高的铸造物品。本发明的方法尤其适于S含量少的耐热铸钢的铸造。
附图说明
图1是示出本发明的一实施方式的铸造用湿型的纵剖视图。
图2是示出图1的A部的放大局部剖视图。
图3(a)是示出铸造物品的第一制造方法的流程图。
图3(b)是示出铸造物品的第二制造方法的流程图。
图4(a)是示出铸造物品的第一以及第二制造方法中的造型工序的剖视图。
图4(b)是示出铸造物品的第一以及第二制造方法中的包覆液的涂布工序的剖视图。
图4(c)是示出铸造物品的第一制造方法中的加热处理工序的剖视图。
图4(d)是示出铸造物品的第一制造方法中的合型工序的剖视图。
图5是示出铸造物品的第三制造方法的流程图。
图6(a)是示出铸造物品的第三制造方法中的造型工序的剖视图。
图6(b)是示出铸造物品的第三制造方法中的包覆液的涂布工序的剖视图。
图6(c)是示出铸造物品的第三制造方法中的第一加热处理工序的剖视图。
图6(d)是示出铸造物品的第三制造方法中的合型工序的剖视图。
图6(e)是示出铸造物品的第三制造方法中的第二加热处理工序的剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行详细地说明,但本发明并不限定于此,能够在本发明的技术思想的范围内进行各种变更以及改良。另外,若无特别限定,则一个实施方式的说明也适用于其他实施方式。
[1]铸造用湿型的结构
如图1所示,本发明的铸造用湿型1具有将由含有粘结材料以及水分的型砂造型而成的第一湿型构件(上型)1a与第二湿型构件(下型)1b以分型面1e合型的结构。重合的上型1a以及下型1b的型腔部1ka、1kb一体化,从而构成型腔1k。型腔1k不仅具有形成铸造物品的型腔(也称为“产品型腔”)1k-1,也具有形成浇道的型腔(也仅称为“浇道”)1k-2,还可以具有冒口、内浇道、浇口等。因此,在本说明书中仅称为“型腔”时,不仅包括产品型腔,而包括供金属熔液进入的全部空间(浇道、冒口、内浇道、浇口等)。在图1中省略了型框,但通常在湿型1的周围配置有型框。
(1)型腔的包覆层以及表层
如图1以及图2所示,为了提高铸造物品的铸件表面品质,在上型1a以及下型1b的型腔部1ka、1kb的表面以及分型面1e形成有树脂包覆层1f。如后述那样,若减少表层的水分量则强度降低,因此包覆层1f也具有加强表层的作用。在图示的例子中,包覆层1f不仅形成于型腔1k也形成于分型面1e,而基于铸件表面品质的提高这一观点,包覆层1f至少形成于产品型腔1k-1即可。在型腔1k的表面涂布的树脂包覆液向砂2以及粘结材料等的间隙(连通孔)3渗透,因此得到的包覆层1f具有从铸型表面连通至内部的透气孔4。
型腔1k(尤其是产品型腔1k-1)中的包覆层1f的厚度T1优选为3mm以下。若包覆层1f过厚,则包覆层1f的透气度不足。因此,包覆层1f的厚度T1的上限更优选为2.5mm。另一方面,若包覆层1f过薄,则在铸造作业中包覆层1f容易破损或剥离。若包覆层1f破损或剥离,则熔液与湿型的砂2直接接触而产生粘砂。因此,包覆层1f的厚度T1优选为0.5mm以上,更优选为1mm以上。需要说明的是,通过树脂包覆液的渗透形成的包覆层1f的厚度T1通常并不恒定,因此厚度T1采用在多处剖面测定出的值的平均值。
在从型腔1k的表面到规定的深度为止的区域(包括包覆层1f),由于与型腔1k的表面接触的金属熔液的热而产生大量的水蒸气等气体。水蒸气在与高温的金属熔液接触时被卷入熔液的表层部,成为铸造物品的铸件表面品质的降低的原因。为了得到具有良好的铸件表面的铸造物品,从型腔1k的表面到规定的深度为止的区域(以下称为“表层”)1g的水分量需要比湿型内部(除了表层1g之外的湿型部分)1h的水分量少。表层1g包括包覆层1f及其内侧的湿型区域,但其水分量对铸造物品的铸件表面品质产生影响的范围是从表面到大致5mm的深度T2为止的范围。因此,如图2所示,将表层1g定义为铸造用湿型1的从表面到5mm的深度T2为止且包括包覆层1f在内的区域。在比表层1g靠内侧的湿型内部1h,水分量大致恒定。表层1g中的水分量需要比湿型内部1h的水分量少,尤其是表层1g中的水分量优选为2.5质量%以下,更加优选为2质量%以下。表层1g的水分量的下限优选为0.5质量%。湿型内部1h的水分量根据铸造用湿型而不同,但一般为3~5质量%左右。通过减少表层1g中的水分量,能够得到具有优良的铸件表面品质的铸造物品。
(2)包覆层的透气孔
通过包覆层1f的透气孔4,不仅(a)使表层1g中的水分蒸发,因而能够维持湿型内部1h的水分并且将表层1g的水分量控制为最佳,还(b)将自熔液产生的气体向外部排出,因此能够防止气体残存于铸件物品,因而能够防止冷疤(cold shut)、针孔等缺陷。为了通过确保较大的透气度以及良好的溶液流动性而使熔液中的气体容易向湿型中散逸从而减少冷疤、针孔等缺陷,透气孔4优选由连通的多个细孔构成。另外,为了与型腔上的部位无关而均匀地得到这样的效果,细孔优选均匀地分散。包括包覆层1f在内的型腔1k的表层1g的透气度(通过使用由JIS Z2601规定的大孔径的速测法进行测定)优选为50~200。
(3)固化性树脂
为了有效地形成具有透气孔的高强度的包覆层1f,构成包覆层1f的固化性树脂优选为热固性树脂。作为热固性树脂,例如可以举出酚醛树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、聚氨酯、热固性聚酰亚胺等。由热固性树脂构成的包覆层1f在与高温的金属熔液接触时容易分解而气化,因此能够抑制铸造物品的表面渗碳。包覆层1f优选具有平均50~95的硬度。包覆层1f的硬度通过自固性硬度计(株式会社Nakayama制、型号:NK-009)测定。若包覆层1f的硬度过低,则包覆层1f的强度过低,从而湿型可能会破碎。另一方面,若包覆层1f的硬度过高,则透气孔4过少而无法确保足够的透气度,从而铸造物品中可能会产生气体缺陷。
[2]铸造物品的制造方法
(A)第一以及第二制造方法
铸造物品的第一制造方法按照图3(a)所示的流程图进行,第二制造方法按照图3(b)所示的流程图进行。在第一方法S1中,在合型工序之前进行加热处理工序,在第二方法S2中,在合型工序之后进行加热处理工序。除此以外,二者相同。因此,若无特别限定,以下对第一以及第二制造方法一起进行说明。
(1)造型工序S11(S21)
如图4(a)所示,对型砂进行造型,制作具有通过合型来形成所希望的产品型腔1k的型腔部1ka以及1kb的第一湿型构件(上型)1a以及第二湿型构件(下型)1b。上型1a以及下型1b例如能够通过如下方式造型:将形成有所希望的型腔部1ka以及1kb的模型设置在平台上,并以包围模型的方式将型箱设置在平台上,然后向型箱内投入型砂,利用捣振压实法等方法对型砂进行压缩成形,接着脱去模型。
具有所希望的特性的型砂能够通过混炼规定量的砂、粘结材料、水分、以及根据需要混炼碳成分而调制。型砂的组成根据湿型的特性而不同,一般含有100质量份的砂、5~12质量份的粘结材料、以及3~6质量份的水分。从而,型砂中的水分量成为2.8~5质量%。在添加碳成分的情况下,优选使其量相对于砂100质量份为3质量份以下。
作为构成型砂的骨料的砂可以为通常的型砂用砂,例如能够使用山砂、半合成砂、合成砂。作为山砂,可以举出含有至少2质量%的粘土的天然的山砂(例如,日本爱知县的野间砂、大阪府的河内砂等)。作为半合成砂,可以举出在山砂中适当地配合了硅砂、粘结材料以及添加剂而成的砂。作为合成砂,可以举出完全不使用山砂而在原料砂中配合了粘结材料以及添加剂而成的砂。作为合成砂中使用的原料砂,可以举出蛙目硅砂、海滩砂和河砂等天然硅砂、人造硅砂、硅酸锆、橄榄石砂、铬铁矿砂等。上述的砂可以单独使用,也可以组合两种以上而使用。
作为粘结材料,可以举出木简粘土、膨润土、蒙脱石、高岭土等。上述的粘结材料可以单独使用,也可以组合两种以上而使用。另外,作为碳成分,除了煤、石墨、焦炭以及沥青以外,还可以举出糊精、淀粉等。上述的碳成分可以单独使用,也可以组合两种以上而使用。
(2)涂布工序S12(S22)
如图4(b)所示,在上型1a以及下型1b的型腔部1ka以及1kb的表面涂布含有固化性树脂的包覆液1n。虽然能够利用刷毛等来涂布包覆液1n,但若由沿水平方向移动的喷雾嘴10进行喷雾,则包覆液1n的涂布量稳定,从而能够得到均匀的包覆层1f。
作为固化性树脂,可以举出热固性树脂、紫外线固化性树脂、气体固化性树脂、自固性树脂等,优选通过简单的加热处理而固化的热固性树脂。若在涂布将热固性树脂溶解于有机溶剂而成的包覆液1n之后进行加热处理,则能够同时进行包覆液1n的干燥、包覆层1f的透气孔的形成、以及表层1g的水分调整(干燥)。
包覆液1n优选调整为10~100mPa·s的粘度。如图2所示,具有该范围的粘度的包覆液1n从型腔部1ka以及1kb的表面穿过砂粒子2的间隙3而向内部渗透,因此能够得到厚度为T1(优选为0.5~3mm)的范围的包覆层1f。包覆液1n的粘度使用JIS K6910中记载的Brookfield粘度计测定。
若包覆液1n的粘度超过100mPa·s,则包覆液1n难以向湿型内部渗透,因此不仅(a)包覆层1f仅形成于型腔部1ka以及1kb的表面附近而容易剥离,且(b)包覆层1f不具有足够的透气孔4。另一方面,若包覆液1n的粘度不足10mPa·s,则包覆液1n过多地向湿型内部渗透,从而形成超出最佳厚度T1的脆弱的包覆层1f。
具有上述范围的粘度的包覆液1n的树脂量优选为20~70质量%。若包覆液1n中的固化性树脂的比例不足20质量%,则无法得到具有足够的强度的包覆层1f。另外,若包覆液1n中的固化性树脂的比例超过70质量%,则包覆液1n过于粘稠,固化性树脂无法向型砂充分地渗透,并且得到的包覆层1f不具有足够的透气孔。
包覆液1n的涂布量优选为100~550g/m2。若包覆液1n的涂布量不足100g/m2,则包覆层1f不足够厚而容易剥离。另一方面,若包覆液1n的涂布量超出550g/m2,则包覆液1n过多地渗透,从而得到的包覆层1f不仅过厚且不具有足够的强度。
在第一方法S1中,在将上型1a以及下型1b合型之前向型腔部1ka以及1kb涂布包覆液1n,但包覆液1n的涂布时期并不限定于此,也可以如第二方法S2那样在将上型1a以及下型1b合型之后进行。在合型工序后进行包覆液1n的涂布工序的情况下,合型后的上型1a以及下型1b的合型面未涂布有包覆液1n。
(3)包覆层的形成工序S13a(S24a)
如图4(c)所示,通过加热处理,使在上型1a以及下型1b的型腔部1ka以及1kb涂布的包覆液1n干燥,并且使得到的固化性树脂层1n’固化,形成利用自固性硬度计测定的平均硬度为50~95的包覆层1f。固化性树脂层1n’的固化方法根据固化性树脂的种类而决定。例如在为热固性树脂的情况下,从沿水平方向移动的喷嘴11喷吹热风、或者通过沿水平方向排列的加热机构(例如,白炽灯)进行加热。另外,在为气体固化性树脂的情况下,在密闭室中配置湿型,向密闭室注入树脂固化用气体。
(4)表层的干燥工序S13b(S24b)
如图4(c)所示,通过加热处理,使存在于得到的包覆层1f及其内侧的区域(表层)1g的水分蒸发,从而使表层1g的水分量比湿型内部1h少。表层1g的水分量优选为2.5质量%以下。表层1g的水分量的下限优选为0.5质量%。干燥方法并不特别限定,例如如图4(c)所示那样从沿水平方向移动的喷嘴11喷吹热风、或者通过沿水平方向排列的加热机构(例如,白炽灯)进行干燥。
在使用含有热固性树脂的包覆液并通过加热使热固性树脂固化的情况下,能够通过一次加热处理工序(S13、S24)同时进行包覆层1f的形成工序(S13a、S24a)以及表层1g的干燥工序(S13b、S24b)。若进行加热处理使得包覆层1f的表面温度成为100℃以上,则能够缩短固化处理以及干燥处理的时间。
(5)合型工序S15(S25)
在加热处理工序(S13、S24)之后,如图4(d)所示,当将形成有包覆层1f的上型1a与下型1b合型时,型腔部1ka以及1kb整合而形成型腔1k,能够得到图1所示的具有一体的型腔1k的铸造用湿型1。
(6)浇注工序
向将上型1a与下型1b合型而成的铸造用湿型1的产品型腔1k-1通过浇道1k-2而浇入熔液,由此制造铸造物品。浇注工序在包覆层1f的表面温度为50℃以上的状态下开始。在加热处理工序(S13、S24)之后,随着时间的经过而包覆层1f的温度降低,并且湿型内部1h的水分向表面侧移动,由此表层1g的水分量增加。若包覆层1f的表面温度为50℃以上,则能够抑制表层1g的水分量的增加。另外,若包覆层1f的表面温度高至50℃以上,则能够减小型腔1k与在其中流动的熔液之间的摩擦,能够有效地减少冷疤不良、灰砂不良。包覆层1f的表面温度无需高于热固性树脂的固化温度,上限为100℃即可。
在第一方法S1中,如图3(a)所示那样在合型工序S15之前进行加热处理工序S13,但也可以如第二方法S2那样,如图3(b)所示那样在合型工序S23之后进行加热处理工序S14。在第二方法S2中,也与上述同样地能够使型腔表层1g的水分量比湿型内部1h低。
(B)第三制造方法
参照图5以及图6说明铸造物品的第三制造方法。在图6中对与图4相同的部位标注相同的附图标记,并省略详细的说明。如图5所示,第三方法S3使用热固性树脂,并通过第一以及第二加热处理工序S33、S35进行热固性树脂的固化处理以及表层1g的干燥处理。造型工序S31、涂布工序S32、合型工序S34以及浇注工序S36基本上与第一方法相同。
在第三方法S3中,通过图6(b)所示的涂布工序S32向由图6(a)所示的造型工序S31形成的上型1a以及下型1b的型腔部1ka、1kb涂布包覆液1n。在图6(c)所示的第一加热处理工序S33中,从喷嘴11向包覆液1n的层1n’喷吹热风,通过加热来形成硬度比包覆层低的半固化层1L。然后,在图6(d)所示的合型工序S34中,将形成有半固化层1L的上型1a以及下型1b合型。在图6(e)所示的第二加热处理工序S35中,从喷嘴11将热风经由浇口而吹入型腔1k,对半固化层1L进行进一步加热而形成包覆层1f。
在形成具有本来的硬度的包覆层1f的第二加热处理工序S35之前,设置预备的加热固化处理工序即第一加热处理工序S33,从而通过形成半固化层1L,能够减少与热固性树脂的急剧固化相伴的裂纹等。基于该观点,在图6(c)所示的第一加热处理工序S33后形成的半固化层1L优选具有30~45的平均硬度(利用自固性硬度计测定),对半固化层1L进行进一步加热而使之固化而成的包覆层1f优选具有50~95的平均硬度(利用自固性硬度计测定)。
实施例1
按照图3(b)所示的顺序实施第二方法S2。
(1)造型工序S21
通过在100质量份的硅砂中混炼5质量份的粘结材料以及水分,制备水分量为4.5质量%的型砂。将铸造用模型设置在平台上之后,以包围模型的方式将内侧为0.5m×0.6m的型箱(未图示)设置在平台上,向型箱的内侧投入型砂,然后利用捣振压实法进行压缩造型,从而各形成两个具有图4(a)所示的型腔部1ka以及1kb的上型1a以及下型1b。使用自固性硬度计(株式会社Nakayama制、型号:NK-009)在距型箱50mm以上的位置测定五处上型以及下型1a、1b的各型腔1k的表面的硬度,并求出平均硬度。其结果是,上型以及下型1a、1b的平均硬度均为20。
(2)涂布工序S22
利用喷嘴10对两组上型以及下型1a、1b的型腔部1ka、1kb的表面以及合型面(分型面)1e喷涂300g/m2的包覆液1n(酚醛树脂的乙醇溶液、酚醛树脂浓度:30质量%、粘度:15mPa·S)。
(3)合型工序S23
将涂布有包覆液1n的两组上型以及下型1a、1b合型,形成两个湿型1。
(4)加热处理工序S24
利用各湿型1的浇口向型腔1k压送105℃的热风,由此使包覆液1n干燥并对酚醛树脂进行加热固化,并且使型腔部1k的表层1g干燥,从而得到具备具有透气孔4的包覆层1f且减少了表层1g的水分量的两个(第一以及第二)湿型1。干燥后的第一以及第二包覆湿型1的型腔表层温度(利用非接触表面温度计测定)均为50℃。对于第一包覆湿型1,通过使用由JIS Z2601规定的大孔径的速测法对上型以及下型1a、1b的包覆层1f的透气度分别进行了测定。其结果是,包覆层1f的透气度平均为110。
对于第二包覆湿型1,从距型腔表面的深度为5mm为止的范围的表层1g的五处采取了五个样本。对于各样本,对在105±5℃保持15分钟前后的重量进行测定,并求出了二者之差。对五个样本的重量差进行平均,求出了与表层1g的水分量相当的干燥减量。其结果是,得知表层1g的水分量为1.5质量%。
表层1g以外的湿型部分(湿型内部)1h的水分量大致恒定,因此从切取表层1g后的湿型部分切取深度为15~20mm(距表面的深度为20~25mm)的部分,利用与上述相同的方法测定水分量,作为表层1g以外的湿型部分(湿型内部)1h的平均水分量。其结果是,得知湿型内部1h的水分量为3.7质量%。另外,从型腔表层的其他部位利用取样勺切取五个长×宽×深各3cm的块,并以不破坏包覆层1f的方式利用刷毛从块去除砂,利用游标卡尺测定包覆层1f的厚度,然后进行平均。另外,通过使用与上述相同的自固性硬度计的方法,对包覆层1f的硬度进行了测定。其结果是,包覆层1f的平均硬度为76。
(5)浇注工序S25
向第一包覆湿型1以1600℃浇注由EU Standard EN10295规定的1.4848材料(C:0.4质量%、Si:1.7质量%、Mn:1.8质量%、P:0.03质量%、Cr:25.0质量%、Mo:0.4质量%、Ni:19.0质量%、以及S:0.03质量%)的熔液。
(6)评价
观察所得到的铸钢件的外观,根据以下的基准对针孔、灰砂缺陷等外观不良的发生比例进行了评价。在表1中示出结果。
◎:针孔、灰砂缺陷等外观不良的发生比例为1%以下。
○:上述外观不良的发生比例为超过1%且2%以下。
×:上述外观不良的发生比例为超过2%。
比较例1
除了省略了涂布工序S22以及加热处理工序S24以外,与实施例1同样地形成湿型1并制造铸钢件。在表1中示出铸钢件的外观的观察结果。比较例1的湿型1不具有包覆层,因此熔液与型砂直接接触,由于湿型中的水分的蒸发而在铸件表面的宽范围内产生针孔缺陷。
实施例2以及3
除了变更了包覆液的涂布量以外,与实施例1同样地形成包覆湿型1并制造铸钢件。在表1中示出铸钢件的外观的观察结果。
实施例4以及5
除了变更了包覆液的粘度以及涂布量以外,与实施例1同样地形成包覆湿型1并制造铸钢件。在表1中示出铸钢件的外观的观察结果。在实施例4中,包覆液的涂布量比实施例1多,因此包覆层1f的透气度小,在得到的铸钢件中确认到了少许的针孔。另外,在实施例5中,包覆液的粘度比实施例1高,涂布量少,因此包覆层1f的硬度比实施例1低,在得到的铸钢件中确认到了少许的灰砂。
[表1]
注:(1)将针孔的评价和型破碎以及灰砂的评价中的、较差一方的评价作为综合评价。
附图标记说明
1 湿型
1a 第一湿型构件(上型)
1b 第二湿型构件(下型)
1k 型腔
1ka、1kb 型腔部
1k-1 产品型腔
1k-2 浇道
1e 分型面
1f 包覆层
1g 表层
1h 湿型内部
1n 包覆液
1n’ 包覆液的层(固化性树脂层)
1L 半固化层
2 砂
3 间隙
4 透气孔
10、11 喷嘴
T1 包覆层的厚度
T2 表层的厚度
Claims (12)
1.一种铸造用湿型,其具有各自具有型腔部的至少一对湿型构件,所述湿型构件重叠以使所述型腔部整合,从而形成供金属熔液流入的型腔,其特征在于,
所述湿型构件各自由含有粘结材料以及水分的型砂造型而成,
在各湿型构件的至少所述型腔部的表面形成有以固化树脂为主体的包覆层,
所述包覆层具有足以使由于浇注而产生的气体散逸的透气度的透气孔,并且
包括所述包覆层在内且距所述型腔的表面的深度为5mm以内的表层的水分量比除所述表层以外的湿型部分的平均水分量少。
2.根据权利要求1所述的铸造用湿型,其特征在于,
所述透气孔为大致均匀地分布于所述包覆层且连通的多个细孔。
3.根据权利要求1或2所述的铸造用湿型,其特征在于,
所述包覆层的透气度为50~200,该透气度通过使用JIS Z2601中规定的大孔径的速测法进行测定。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的铸造用湿型,其特征在于,
所述包覆层的利用自固性硬度计测定出的平均硬度处于50~95的范围内。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的铸造用湿型,其特征在于,
所述表层中的水分量为2.5质量%以下。
6.一种铸造物品的制造方法,其特征在于,具有:
对含有粘结材料以及水分的型砂进行造型,从而造型出各自具有型腔部的至少一对湿型构件的工序;
将含有固化性树脂的包覆液向各湿型构件的至少所述型腔部涂布的工序;
将所述湿型构件合型以使所述型腔部整合而形成型腔,从而形成铸造用湿型的工序,所述铸造用湿型至少在型腔表面形成有以固化性树脂为主体的包覆层;
在所述合型工序之前或之后,使所述固化性树脂固化而形成包覆层的工序,所述包覆层具有足以使由于浇注而产生的气体散逸的透气度的透气孔;
与所述固化性树脂固化的同时或在所述固化性树脂固化之后,进行干燥以使包括所述包覆层在内且距所述型腔的表面的深度为5mm以内的表层的水分量比湿型内部的水分量少的工序;以及
在所述包覆层的表面温度为50℃以上的状态下,向所述型腔浇入金属熔液的工序。
7.根据权利要求6所述的铸造物品的制造方法,其特征在于,
所述包覆液含有热固性树脂,
在所述合型工序之前或之后,对涂布有所述包覆液的所述湿型构件进行加热处理,由此使所述热固性树脂固化并且使所述表层干燥。
8.根据权利要求6或7所述的铸造物品的制造方法,其特征在于,
所述包覆液的涂布量为单位面积100~550g/m2。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的铸造物品的制造方法,其特征在于,
所述透气孔为大致均匀地分布于所述包覆层且连通的多个细孔。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的铸造物品的制造方法,其特征在于,
所述包覆层的透气度为50~200,该透气度通过使用JIS Z2601中规定的大孔径的速测法进行测定。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的铸造物品的制造方法,其特征在于,
所述包覆层的利用自固性硬度计测定出的平均硬度值处于50~95的范围内。
12.根据权利要求6至11中任一项所述的铸造物品的制造方法,其特征在于,
在所述干燥工序中使所述表层中的水分量为2.5质量%以下。
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