JP2005169440A - 金型用塗型剤 - Google Patents

Abstract

【課題】低圧鋳造法によって鋳鉄鋳物や鋳鋼鋳物を鋳造するにあたり、鋳物に鋳肌不良、チル及び湯廻り不良などの鋳物欠陥が発生しないようにすることの可能な金型用塗型剤を提供する。
【解決手段】金型用塗型剤は、中空セラミックス粉末と、中実セラミックス粉末と、粘結剤と、水とを含有する。中実セラミックス粉末の平均粒子径は、中空セラミックス粉末の平均粒子径よりも小さいことが好ましい。また、中空セラミックス粉末と中実セラミックス粉末との合計重量を１００重量％としたとき、中空セラミックス粉末は２０〜８０重量％、中実セラミックス粉末は８０〜２０重量％であることが好ましい。
【選択図】 なし

Description

本発明は、低圧鋳造法によって鋳鉄鋳物や鋳鋼鋳物を鋳造するにあたり、低圧鋳造用金型に塗布する（金型用）塗型剤に関するものである。

低圧鋳造法に用いる金型用塗型剤として、耐火物粉末（珪藻土）と、リン酸系粘結材（リン酸アルミニウム）と、リン酸鉄（リン酸第１鉄又はリン酸第２鉄）と、水とを含有したものが知られている（特許文献１参照）。
特開昭５０−１３１６１９号公報

低圧鋳造法によって鋳鉄鋳物や鋳鋼鋳物を鋳造するにあたり、予熱した低圧鋳造用の金型内面に上記の金型用塗型剤を塗布して塗膜を形成しているが、高温の鋳鉄溶湯又は鋳鋼溶湯を該金型内に注湯した際、当該塗膜が割れたり、剥離したりするため、鋳物に鋳肌不良が生じ、又は、当該塗膜の断熱性が不十分なため、鋳物にチルや湯廻り不良が発生することがある。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低圧鋳造法によって鋳鉄鋳物や鋳鋼鋳物を鋳造するにあたり、鋳物に鋳肌不良、チル及び湯廻り不良などの鋳物欠陥が発生しないようにすることの可能な金型用塗型剤を提供することにある。

本発明者等は、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、低圧鋳造法によって鋳鉄鋳物や鋳鋼鋳物を鋳造するにあたり、予熱した低圧鋳造用の金型内面に中空セラミックス粉末と中実セラミックス粉末と粘結剤と水とを含有する塗型剤を塗布することで、当該金型内面に安定性及び断熱性に優れた塗膜を形成できるということを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の金型用塗型剤は、鋳鉄溶湯又は鋳鋼溶湯が注湯される低圧鋳造用の金型に対して塗布する塗型剤であって、中空セラミックス粉末と、中実セラミックス粉末と、粘結剤と、水とを含有することをその要旨としている（請求項１）。本発明の金型用塗型剤によれば、予熱した金型内面に当該金型用塗型剤を塗布することで形成された塗膜の安定性及び断熱性を十分なものとすることができるため、低圧鋳造法によって鋳造される鋳鉄鋳物や鋳鋼鋳物に鋳肌不良、チル及び湯廻り不良などの鋳物欠陥が発生しないようにすることが可能となる。

また、請求項１に記載の金型用塗型剤において、前記中実セラミックス粉末の平均粒子径は、前記中空セラミックス粉末の平均粒子径よりも小さいことが好ましい（請求項２）。これにより、金型用塗型剤の中空セラミックス粉末間に中実セラミックス粉末が位置し易くなって、予熱した金型内面に当該金型用塗型剤を塗布することで形成される塗膜の強度向上につながるため、塗膜の安定性が更に高められる。

更に、請求項１又は請求項２に記載の金型用塗型剤において、前記中空セラミックス粉末と前記中実セラミックス粉末との合計重量を１００重量％としたとき、中空セラミックス粉末は２０〜８０重量％、中実セラミックス粉末は８０〜２０重量％であることが、好ましい（請求項３）。これにより、塗膜の優れた安定性及び断熱性がより確実に発現される。

請求項１から請求項３に記載の発明の金型用塗型剤によれば、予熱した低圧鋳造用の金型内面に当該金型用塗型剤を塗布することで形成される塗膜の安定性及び断熱性を十分なものとすることができるため、低圧鋳造法によって鋳造される鋳鉄鋳物や鋳鋼鋳物に鋳肌不良、チル及び湯廻り不良などの鋳物欠陥が発生しないようにすることができる。また、請求項２に記載の発明によれば、塗膜の安定性を更に高めることができる。更に、請求項３に記載の発明によれば、塗膜の優れた安定性及び断熱性をより確実に発現させることができる。

本発明の金型用塗型剤としては、中空セラミックス粉末と中実セラミックス粉末と粘結剤と水とを全て含有している必要があり、本発明の金型用塗型剤は、水性塗型剤であると言える。なお、本明細書中において、中空セラミックス粉末とは、各セラミック粉体（粉粒体）の内部に空間があって中空になっているセラミックス粉末を言い、中実セラミックス粉末とは、各セラミック粉体（粉粒体）の内部に空間がなく実の詰まった（中実の）一般のセラミックス粉末を言う。

金型用塗型剤は、１０〜９０重量部の中空セラミックス粉末と、１０〜９０重量部の中実セラミックス粉末と、５〜５０重量部の粘結剤と、１０〜２００重量部の水とを含有することが好ましい。また、金型用塗型剤は、３０〜７０重量部の中空セラミックス粉末と、３０〜７０重量部の中実セラミックス粉末と、１０〜３０重量部の粘結剤と、３０〜１５０重量部の水とを含有することがより好ましい。金型用塗型剤は、４０〜６０重量部の中空セラミックス粉末と、４０〜６０重量部の中実セラミックス粉末と、１５〜２５重量部の粘結剤と、５０〜１００重量部の水とを含有することが更に好ましい。

中空セラミックス粉末としては、中空シリカ粉末、中空アルミナ粉末、中空ムライト粉末、中空ジルコニア粉末などを用いることが好ましい。４種類の中空シリカ粉末、中空アルミナ粉末、中空ムライト粉末、中空ジルコニア粉末のうち、中空セラミックス粉末として、それぞれ単独で使用してもよいし、それらの２種類以上を併用してもよい。中空セラミックス粉末の平均粒子径は、２０〜２００μｍであることが好ましく、３０〜１５０μｍ、４０〜１３０μｍであることがより好ましく、４５〜１００μｍ、５０〜８０μｍであることが更に好ましい。中空セラミックス粉末の平均粒子径としては、２００μｍ、１８０μｍ、１７０μｍ、１５０μｍ、１３０μｍ、１００μｍ、８０μｍ、５０μｍ、４５μｍ等を例示できる。

中実セラミックス粉末としては、シリカ粉末、アルミナ粉末、ムライト粉末、ジルコニア粉末などを用いることが好ましい。４種類のシリカ粉末、アルミナ粉末、ムライト粉末、ジルコニア粉末のうち、中実セラミックス粉末として、それぞれ単独で使用してもよいし、それらの２種類以上を併用してもよい。中実セラミックス粉末の平均粒子径は、中空セラミックス粉末の平均粒子径よりも小さいことが好ましい。従って、中実セラミックス粉末の平均粒子径は、２０μｍ未満、３０μｍ未満、４０μｍ未満、４５μｍ未満、５０μｍ未満であることが好ましい。中実セラミックス粉末の平均粒子径としては、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ等を例示できる。

粘結剤としては、無機質や有機質のものを使用できるが、無機質のものが好ましい。無機質の粘結剤としては、ベントナイト等の粘土、水ガラス、セメント、せっこう、ケイ酸エチル（エチルシリケート）等を用いることができ、無機質粘結剤として、それぞれ単独で使用してもよいし、それらの２種類以上を併用してもよい。また、有機質の粘結剤としては、フェノール樹脂，フラン樹脂，ウレタン樹脂等の合成樹脂、乾性油、でんぷん類等を用いることができ、有機質粘結剤として、それぞれ単独で使用してもよいし、それらの２種類以上を併用してもよい。

本発明の金型用塗型剤において、中空セラミックス粉末と中実セラミックス粉末との合計重量を１００重量％としたとき、中空セラミックス粉末は２０〜８０重量％、中実セラミックス粉末は８０〜２０重量％であることが好ましい。また、同様に、中空セラミックス粉末と中実セラミックス粉末との合計重量を１００重量％としたとき、中空セラミックス粉末が２５〜７５重量％、中実セラミックス粉末が７５〜２５重量％であること、中空セラミックス粉末が３０〜７０重量％、中実セラミックス粉末が７０〜３０重量％であることは、より好ましい。更に、金型用塗型剤の中空セラミックス粉末と中実セラミックス粉末との合計重量を１００重量％としたとき、中空セラミックス粉末が４０〜６０重量％，４５〜５５重量％，５０重量％、中実セラミックス粉末が６０〜４０重量％，５５〜４５重量％，５０重量％であることは、更に好ましい。

上述した中空セラミックス粉末、中実セラミックス粉末、粘結剤及び水を所定量混合することで、本発明の金型用塗型剤を得る。この金型用塗型剤は、スラリーとなっているため、このスラリー状の塗型剤をハケ塗り又はスプレーで（低圧鋳造用）金型内面に対して容易に塗布することができる。このように塗型剤を金型内面に塗布する場合には、金型を１８０〜２２０℃に予熱した状態で行う。金型を１８０〜２２０℃に予熱することにより、本発明の金型用塗型剤を金型内面に対して均一に塗布することが可能となる。

そして、予熱した金型の内面に対して本発明の金型用塗型剤をハケ塗り又はスプレーにより塗布することで、金型内面に膜厚（塗膜の厚さ）０．３〜２．３ｍｍの塗膜（塗型層）を形成する。この場合、塗膜の膜厚は、０．４〜２ｍｍ，０．５〜１．５ｍｍであることが好ましく、０．６〜１．３ｍｍ，０．７〜１．１ｍｍ，０．８〜１ｍｍであることがより好ましい。このように塗膜の膜厚を所定範囲となるように設定することで、塗膜の優れた安定性及び断熱性を発揮することができる。

次に、塗膜を形成した金型を２００〜５００℃の温度に加熱保持した状態で該金型内のキャビティに対し、鋳鉄溶湯（鋳鉄溶湯の鋳込み温度：１３８０〜１４３０℃）又は鋳鋼溶湯（鋳鋼溶湯の鋳込温度：１５３０〜１５８０℃）を低圧鋳造法により鋳込むことで、鋳物欠陥の発生していない鋳鉄鋳物又は鋳鋼鋳物（例えば、薄肉の鋳物、複雑な形状を有する鋳物、寸法精度に優れた鋳物など）を製造することが可能となる。

以下に、本発明を更に具体化した実施例１〜実施例１０、及び、比較例１〜比較例５について、表１〜表３を併せて説明する。

実施例１では、中空セラミックス粉末として平均粒子径１００μｍの中空ムライト粉末を用いると共に、中実セラミックス粉末として平均粒子径５０μｍのアルミナ粉末を用いた。また、粘結剤としては、ベントナイト及び水ガラスからなる無機質のものを用いた。表１に示すように、実施例１の金型用塗型剤は、２１．２５重量部の中空ムライト粉末と、６３．７５重量部のアルミナ粉末と、５重量部のベントナイトと、１０重量部の水ガラスと、５０重量部の水とからなるものである。また、中空ムライト粉末及びアルミナ粉末の合計重量を１００重量％としたとき、表２に示すように、中空ムライト粉末は２５重量％、アルミナ粉末は７５重量％であった。

そして、２００℃に予熱した（低圧鋳造用）金型の内面に実施例１の金型用塗型剤をスプレーで塗布することにより、金型内面に膜厚０．５ｍｍの塗膜を形成した。次に、内面に塗膜の形成された金型を３００℃の温度に加熱保持した状態で該金型内のキャビティに対して球状黒鉛鋳鉄溶湯（鋳込温度：１４００℃）を低圧鋳造法によって鋳込むことで、球状黒鉛鋳鉄製のエキゾーストマニホルド（球状黒鉛鋳鉄鋳物）を製造した。その後、低圧鋳造法によって得られたエキゾーストマニホルドを目視により観察して、エキゾーストマニホルドの鋳物欠陥（鋳肌不良、チル及び湯廻り不良の発生の有無）を評価した。その評価結果を表３に示す。なお、表３の鋳肌不良、チル及び湯廻り不良の各欄において、〇は発生しなかったことを表し、×は発生したことを表している。

実施例２の金型用塗型剤では、実施例１の金型用塗型剤の中空ムライト粉末及びアルミナ粉末の配合量だけを変更した。すなわち、表１に示すように、実施例２の金型用塗型剤は、３４重量部の中空ムライト粉末と、５１重量部のアルミナ粉末と、５重量部のベントナイトと、１０重量部の水ガラスと、５０重量部の水とからなるものである。また、中空ムライト粉末及びアルミナ粉末の合計を１００重量％としたとき、表２に示すように、中空ムライト粉末は４０重量％、アルミナ粉末は６０重量％であった。実施例２においても、実施例１に準じて金型用塗型剤（実施例２）を得、実施例１と同様にして金型内面に膜厚０．５ｍｍの塗膜を形成すると共に、低圧鋳造法によってエキゾーストマニホルド（球状黒鉛鋳鉄鋳物）を製造し、実施例１の鋳物欠陥の評価方法に準じて実施例２のエキゾーストマニホルドの鋳物欠陥を評価した。その評価結果を表３に示す。

実施例３の金型用塗型剤では、実施例１の金型用塗型剤の中空ムライト粉末及びアルミナ粉末の配合量だけを変更した。すなわち、表１に示すように、実施例３の金型用塗型剤は、４２．５重量部の中空ムライト粉末と、４２．５重量部のアルミナ粉末と、５重量部のベントナイトと、１０重量部の水ガラスと、５０重量部の水とからなるものである。また、中空ムライト粉末及びアルミナ粉末の合計を１００重量％としたとき、表２に示すように、中空ムライト粉末は５０重量％、アルミナ粉末は５０重量％であった。実施例３においても、実施例１に準じて金型用塗型剤（実施例３）を得、実施例１と同様にして金型内面に膜厚０．５ｍｍの塗膜を形成すると共に、低圧鋳造法によってエキゾーストマニホルド（球状黒鉛鋳鉄鋳物）を製造し、実施例１の鋳物欠陥の評価方法に準じて実施例３のエキゾーストマニホルドの鋳物欠陥を評価した。その評価結果を表３に示す。

実施例４の金型用塗型剤では、実施例１の金型用塗型剤の中空ムライト粉末及びアルミナ粉末の配合量だけを変更した。すなわち、表１に示すように、実施例４の金型用塗型剤は、５１重量部の中空ムライト粉末と、３４重量部のアルミナ粉末と、５重量部のベントナイトと、１０重量部の水ガラスと、５０重量部の水とからなるものである。また、中空ムライト粉末及びアルミナ粉末の合計を１００重量％としたとき、表２に示すように、中空ムライト粉末は６０重量％、アルミナ粉末は４０重量％であった。実施例４においても、実施例１に準じて金型用塗型剤（実施例４）を得、実施例１と同様にして金型内面に膜厚０．５ｍｍの塗膜を形成すると共に、低圧鋳造法によってエキゾーストマニホルド（球状黒鉛鋳鉄鋳物）を製造し、実施例１の鋳物欠陥の評価方法に準じて実施例４のエキゾーストマニホルドの鋳物欠陥を評価した。その評価結果を表３に示す。

実施例５の金型用塗型剤では、実施例１の金型用塗型剤の中空ムライト粉末及びアルミナ粉末の配合量だけを変更した。すなわち、表１に示すように、実施例５の金型用塗型剤は、６３．７５重量部の中空ムライト粉末と、２１．２５重量部のアルミナ粉末と、５重量部のベントナイトと、１０重量部の水ガラスと、５０重量部の水とからなるものである。また、中空ムライト粉末及びアルミナ粉末の合計を１００重量％としたとき、表２に示すように、中空ムライト粉末は７５重量％、アルミナ粉末は２５重量％であった。実施例５においても、実施例１に準じて金型用塗型剤（実施例５）を得、実施例１と同様にして金型内面に膜厚０．５ｍｍの塗膜を形成すると共に、低圧鋳造法によってエキゾーストマニホルド（球状黒鉛鋳鉄鋳物）を製造し、実施例１の鋳物欠陥の評価方法に準じて実施例５のエキゾーストマニホルドの鋳物欠陥を評価した。その評価結果を表３に示す。

実施例６の金型用塗型剤としては、実施例１の金型用塗型剤と同じものを用いた。すなわち、表１に示すように、実施例６の金型用塗型剤は、２１．２５重量部の中空ムライト粉末と、６３．７５重量部のアルミナ粉末と、５重量部のベントナイトと、１０重量部の水ガラスと、５０重量部の水とからなるものである。また、中空ムライト粉末及びアルミナ粉末の合計を１００重量％としたとき、表２に示すように、中空ムライト粉末は２５重量％、アルミナ粉末は７５重量％であった。実施例６においても、実施例１に準じて金型用塗型剤（実施例６）を得、実施例１と同様にして金型内面に膜厚０．５ｍｍの塗膜を形成した。次に、内面に塗膜の形成された金型を３００℃の温度に加熱保持した状態で該金型内のキャビティに対して耐熱鋳鋼溶湯（鋳込温度：１５５０℃）を低圧鋳造法によって鋳込むことで、耐熱鋳鋼製のエキゾーストマニホルド（耐熱鋳鋼鋳物）を製造し、実施例１の鋳物欠陥の評価方法に準じて実施例６のエキゾーストマニホルドの鋳物欠陥を評価した。その評価結果を表３に示す。

実施例７の金型用塗型剤としては、実施例２の金型用塗型剤と同じものを用いた。すなわち、表１に示すように、実施例７の金型用塗型剤は、３４重量部の中空ムライト粉末と、５１重量部のアルミナ粉末と、５重量部のベントナイトと、１０重量部の水ガラスと、５０重量部の水とからなるものである。また、中空ムライト粉末及びアルミナ粉末の合計を１００重量％としたとき、表２に示すように、中空ムライト粉末は４０重量％、アルミナ粉末は６０重量％であった。実施例７においても、実施例１に準じて金型用塗型剤（実施例７）を得、実施例１と同様にして金型内面に膜厚０．５ｍｍの塗膜を形成した。次に、内面に塗膜の形成された金型を３００℃の温度に加熱保持した状態で該金型内のキャビティに対して耐熱鋳鋼溶湯（鋳込温度：１５５０℃）を低圧鋳造法によって鋳込むことで、耐熱鋳鋼製のエキゾーストマニホルド（耐熱鋳鋼鋳物）を製造し、実施例１の鋳物欠陥の評価方法に準じて実施例７のエキゾーストマニホルドの鋳物欠陥を評価した。その評価結果を表３に示す。

実施例８の金型用塗型剤としては、実施例３の金型用塗型剤と同じものを用いた。すなわち、表１に示すように、実施例８の金型用塗型剤は、４２．５重量部の中空ムライト粉末と、４２．５重量部のアルミナ粉末と、５重量部のベントナイトと、１０重量部の水ガラスと、５０重量部の水とからなるものである。また、中空ムライト粉末及びアルミナ粉末の合計を１００重量％としたとき、表２に示すように、中空ムライト粉末は５０重量％、アルミナ粉末は５０重量％であった。実施例８においても、実施例１に準じて金型用塗型剤（実施例８）を得、実施例１と同様にして金型内面に膜厚０．５ｍｍの塗膜を形成した。次に、内面に塗膜の形成された金型を３００℃の温度に加熱保持した状態で該金型内のキャビティに対して耐熱鋳鋼溶湯（鋳込温度：１５５０℃）を低圧鋳造法によって鋳込むことで、耐熱鋳鋼製のエキゾーストマニホルド（耐熱鋳鋼鋳物）を製造し、実施例１の鋳物欠陥の評価方法に準じて実施例８のエキゾーストマニホルドの鋳物欠陥を評価した。その評価結果を表３に示す。

実施例９の金型用塗型剤としては、実施例４の金型用塗型剤と同じものを用いた。すなわち、表１に示すように、実施例９の金型用塗型剤は、５１重量部の中空ムライト粉末と、３４重量部のアルミナ粉末と、５重量部のベントナイトと、１０重量部の水ガラスと、５０重量部の水とからなるものである。また、中空ムライト粉末及びアルミナ粉末の合計を１００重量％としたとき、表２に示すように、中空ムライト粉末は６０重量％、アルミナ粉末は４０重量％であった。実施例９においても、実施例１に準じて金型用塗型剤（実施例９）を得、実施例１と同様にして金型内面に膜厚０．５ｍｍの塗膜を形成した。次に、内面に塗膜の形成された金型を３００℃の温度に加熱保持した状態で該金型内のキャビティに対して耐熱鋳鋼溶湯（鋳込温度：１５５０℃）を低圧鋳造法によって鋳込むことで、耐熱鋳鋼製のエキゾーストマニホルド（耐熱鋳鋼鋳物）を製造し、実施例１の鋳物欠陥の評価方法に準じて実施例９のエキゾーストマニホルドの鋳物欠陥を評価した。その評価結果を表３に示す。

実施例１０の金型用塗型剤としては、実施例５の金型用塗型剤と同じものを用いた。すなわち、表１に示すように、実施例１０の金型用塗型剤は、６３．７５重量部の中空ムライト粉末と、２１．２５重量部のアルミナ粉末と、５重量部のベントナイトと、１０重量部の水ガラスと、５０重量部の水とからなるものである。また、中空ムライト粉末及びアルミナ粉末の合計を１００重量％としたとき、表２に示すように、中空ムライト粉末は７５重量％、アルミナ粉末は２５重量％であった。実施例１０においても、実施例１に準じて金型用塗型剤（実施例１０）を得、実施例１と同様にして金型内面に膜厚０．５ｍｍの塗膜を形成した。次に、内面に塗膜の形成された金型を３００℃の温度に加熱保持した状態で該金型内のキャビティに対して耐熱鋳鋼溶湯（鋳込温度：１５５０℃）を低圧鋳造法によって鋳込むことで、耐熱鋳鋼製のエキゾーストマニホルド（耐熱鋳鋼鋳物）を製造し、実施例１の鋳物欠陥の評価方法に準じて実施例１０のエキゾーストマニホルドの鋳物欠陥を評価した。その評価結果を表３に示す。
（比較例１）

比較例１では、金型用塗型剤として、特許文献１に係る金型用塗型剤を用いた。この塗型剤は、特許文献1の実施例１に相当するものであって、２０重量％の珪藻土と、１２重量％のリン酸アルミニウムと、６重量％のリン酸第１鉄と、２重量％のリン状黒鉛と、１重量％のシュウ酸と、５９重量％の水とからなるものである。比較例１においても、実施例１に準じて金型内面に膜厚０．５ｍｍの塗膜を形成すると共に、低圧鋳造法によってエキゾーストマニホルド（球状黒鉛鋳鉄鋳物）を製造し、実施例１の鋳物欠陥の評価方法に準じて比較例１のエキゾーストマニホルドの鋳物欠陥を評価した。その評価結果を表３に示す。
（比較例２）

比較例２の金型用塗型剤では、実施例１の金型用塗型剤の中空ムライト粉末及びアルミナ粉末の配合量だけを変更した。すなわち、表１に示すように、比較例２の金型用塗型剤は、８５重量部の中空ムライト粉末と、５重量部のベントナイトと、１０重量部の水ガラスと、５０重量部の水とからなるものであって、アルミナ粉末を含有していない。従って、中空ムライト粉末及びアルミナ粉末の合計を１００重量％としたとき、表２に示すように、中空ムライト粉末だけで１００重量％となった。比較例２においても、実施例１に準じて金型用塗型剤（比較例２）を得、実施例１と同様にして金型内面に膜厚０．５ｍｍの塗膜を形成すると共に、低圧鋳造法によってエキゾーストマニホルド（球状黒鉛鋳鉄鋳物）を製造し、実施例１の鋳物欠陥の評価方法に準じて比較例２のエキゾーストマニホルドの鋳物欠陥を評価した。その評価結果を表３に示す。
（比較例３）

比較例３の金型用塗型剤では、実施例１の金型用塗型剤の中空ムライト粉末及びアルミナ粉末の配合量だけを変更した。すなわち、表１に示すように、比較例３の金型用塗型剤は、８５重量部のアルミナ粉末と、５重量部のベントナイトと、１０重量部の水ガラスと、５０重量部の水とからなるものであって、中空ムライト粉末を含有していない。従って、中空ムライト粉末及びアルミナ粉末の合計を１００重量％としたとき、表２に示すように、アルミナ粉末だけで１００重量％となった。比較例３においても、実施例１に準じて金型用塗型剤（比較例３）を得、実施例１と同様にして金型内面に膜厚０．５ｍｍの塗膜を形成すると共に、低圧鋳造法によってエキゾーストマニホルド（球状黒鉛鋳鉄鋳物）を製造し、実施例１の鋳物欠陥の評価方法に準じて比較例３のエキゾーストマニホルドの鋳物欠陥を評価した。その評価結果を表３に示す。
（比較例４）

比較例４の金型用塗型剤としては、比較例２の金型用塗型剤と同じものを用いた。すなわち、表１に示すように、比較例４の金型用塗型剤は、８５重量部の中空ムライト粉末と、５重量部のベントナイトと、１０重量部の水ガラスと、５０重量部の水とからなるものであって、アルミナ粉末を含有していない。従って、中空ムライト粉末及びアルミナ粉末の合計を１００重量％としたとき、表２に示すように、中空ムライト粉末だけで１００重量％となった。比較例４においても、実施例１に準じて金型用塗型剤（比較例４）を得、実施例１と同様にして金型内面に膜厚０．５ｍｍの塗膜を形成した。次に、内面に塗膜の形成された金型を３００℃の温度に加熱保持した状態で該金型内のキャビティに対して耐熱鋳鋼溶湯（鋳込温度：１５５０℃）を低圧鋳造法によって鋳込むことで、耐熱鋳鋼製のエキゾーストマニホルド（耐熱鋳鋼鋳物）を製造し、実施例１の鋳物欠陥の評価方法に準じて比較例４のエキゾーストマニホルドの鋳物欠陥を評価した。その評価結果を表３に示す。
（比較例５）

比較例５の金型用塗型剤としては、比較例３の金型用塗型剤と同じものを用いた。すなわち、表１に示すように、比較例５の金型用塗型剤は、８５重量部のアルミナ粉末と、５重量部のベントナイトと、１０重量部の水ガラスと、５０重量部の水とからなるものであって、中空ムライト粉末を含有していない。従って、中空ムライト粉末及びアルミナ粉末の合計を１００重量％としたとき、表２に示すように、アルミナ粉末だけで１００重量％となった。比較例５においても、実施例１に準じて金型用塗型剤（比較例５）を得、実施例１と同様にして金型内面に膜厚０．５ｍｍの塗膜を形成した。次に、内面に塗膜の形成された金型を３００℃の温度に加熱保持した状態で該金型内のキャビティに対して耐熱鋳鋼溶湯（鋳込温度：１５５０℃）を低圧鋳造法によって鋳込むことで、耐熱鋳鋼製のエキゾーストマニホルド（耐熱鋳鋼鋳物）を製造し、実施例１の鋳物欠陥の評価方法に準じて比較例５のエキゾーストマニホルドの鋳物欠陥を評価した。その評価結果を表３に示す。

表３から理解できるように、実施例１〜実施例１０のエキゾーストマニホルドでは、鋳物欠陥（鋳肌不良、チル及び湯廻り不良の発生）が観察されなかったことから、実施例１〜実施例１０の金型内面に形成された各塗膜がそれぞれ優れた安定性及び断熱性を発揮していることを確認できる。また、実施例１〜実施例５の球状黒鉛鋳鉄製のエキゾーストマニホルドと、実施例６〜実施例１０の耐熱鋳鋼製のエキゾーストマニホルドとを比較した場合、表３に示した評価結果に違いがないことから、実施例の金型用塗型剤を鋳鉄鋳物及び鋳鋼鋳物のどちらの鋳物を低圧鋳造法によって鋳造する場合でも利用可能であるということも確認できる。

比較例１のエキゾーストマニホルドでは、鋳造欠陥（鋳肌不良、チル及び湯廻り不良の発生）が観察されたため、比較例１の金型内面に形成された塗膜の安定性及び断熱性が不十分であることがわかる。また、比較例２及び比較例４のエキゾーストマニホルドでは、チルの発生（晶出）は観察されなかったものの、鋳肌不良及び湯廻り不良の発生が観察されたため、比較例２及び比較例４の金型内面に形成された各塗膜の安定性及び断熱性がそれぞれ不十分であることがわかる。更に、比較例３及び比較例５のエキゾーストマニホルドでは、鋳肌不良は発生しなかったものの、チル及び湯廻り不良の発生が観察されたため、比較例３及び比較例５の金型内面に形成された塗膜の断熱性が不十分であることがわかる。
（付記）

他に、特許請求の範囲の各請求項に記載されないものであって、前記発明を実施するための最良の形態及び実施例等から把握される技術的思想について、以下に記載する。

（イ）鋳鉄溶湯又は鋳鋼溶湯が注湯される低圧鋳造用の金型に塗布する塗型剤であって、１０〜９０重量部の中空セラミックス粉末と、１０〜９０重量部の中実セラミックス粉末と、５〜５０重量部の粘結剤と、１０〜２００重量部の水とを含有することを特徴とする金型用塗型剤。

（ロ）請求項１から請求項３、上記（イ）のいずれか一項に記載の金型用塗型剤において、前記中空セラミックス粉末は、中空シリカ粉末、中空アルミナ粉末、中空ムライト粉末、中空ジルコニア粉末のうちの少なくとも１種からなることを特徴とする。

（ハ）請求項１から請求項３、上記（イ）、上記（ロ）のいずれか一項に記載の金型用塗型剤において、前記中実セラミックス粉末は、シリカ粉末、アルミナ粉末、ムライト粉末、ジルコニア粉末のうちの少なくとも１種からなることを特徴とする。

（ニ）請求項１から請求項３、上記（イ）から上記（ハ）のいずれか一項に記載の金型用塗型剤において、前記粘結剤は、無機質であることを特徴とする。

本発明の金型用塗型剤は、球状黒鉛鋳鉄鋳物や耐熱鋳鋼鋳物を低圧鋳造法によって製造する場合に特に有効であり、例えば自動車排気系部品のエキゾーストマニホルド、タービンハウジング、タービンハウジング一体型エキゾーストマニホルド（タービンハウジングとエキゾーストマニホルドとを一体鋳造したもの）等の薄肉の鋳造品や複雑な形状を有する鋳造品などを低圧鋳造法によって製造する際に適用することが可能である。

Claims (3)

1. 鋳鉄溶湯又は鋳鋼溶湯が注湯される低圧鋳造用の金型に対して塗布する塗型剤であって、中空セラミックス粉末と、中実セラミックス粉末と、粘結剤と、水とを含有することを特徴とする金型用塗型剤。
2. 前記中実セラミックス粉末の平均粒子径は、前記中空セラミックス粉末の平均粒子径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の金型用塗型剤。
3. 前記中空セラミックス粉末と前記中実セラミックス粉末との合計重量を１００重量％としたとき、中空セラミックス粉末は２０〜８０重量％、中実セラミックス粉末は８０〜２０重量％であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の金型用塗型剤。