JP2639977B2

JP2639977B2 - 鋳造用鋳型の表面処理方法および鋳造用鋳型

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Publication number: JP2639977B2
Application number: JP23299688A
Authority: JP
Inventors: 榊▲はら▼雄二; 隆敏鈴木; 宏明林; 保夫高田; 芳郎林; 健治甲斐田; 隆一升田; 正浩田口
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1987-09-17
Filing date: 1988-09-16
Publication date: 1997-08-13
Anticipated expiration: 2012-08-13
Also published as: JPH01202336A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は，鋳造用鋳型の表面に金属溶湯の侵入が少な
い等の効果を有する表面層部を形成する，鋳造用鋳型の
表面処理方法およびこの表面層部を有する鋳造用鋳型に
関する。

〔従来技術〕

金属鋳造用の鋳型，例えば，砂型では，型の強度，通
気性などから使用する砂の大きさは比較的，粗いものが
用いられる。そのため，注湯した金属溶湯が型壁に侵入
するという「めざし」を生じ易く，また鋳物の型離れも
悪い。また，鋳物によっては鋳造したままの表面，すな
わち，鋳肌のままで製品となすものがあり，鋳肌表面の
粗さがその価値を左右する場合もある。そして，一般に
はきめの細かい方が精度，外観とも良好とされている。

そのために，従来は鋳型の表面に細かい砂を被覆する
などの方法がとられている。また，この鋳型への被覆方
法としては，塗型等のように，上記砂にアルコール，水
等を加え，さらに必要に応じて，バインダーを加えてス
ラリー状とし，これをはけ塗り，スプレー，浸漬などに
より被覆する方法がある。

〔解決しようとする課題〕

しかしながら，これらの方法では被覆後に乾燥工程が
必要となり，乾燥中に被覆材に割れやブリスタ等が発生
し，被覆材が剥離しやすくなる。さらに水分等を吸着し
やすい被覆材の場合は乾燥工程に手間がかかり，工程が
増えると共に，コストが高くなる。更に乾燥が不十分で
あると鋳造時に該被覆材の中に吸着されていた水分等が
気化し，ガス欠陥が発生する可能性もある。

上記に関して，第５図及び第６図を用いて簡単に説明
すれば，一般に，第５図のように鋳型表面31の粗さが大
きいと，金属溶湯５が鋳物砂30のすきまに差し込み，
「めざし」51が発生したり，鋳肌が荒れてしまう。そこ
で，第６図のように，鋳型表面31に被覆材６を塗型のよ
うに湿式で被覆すると，鋳肌はきれいになるが乾燥工程
が必要となり，また乾燥過程で被覆材６に割れ，ブリス
タ等が発生し，被覆材６が剥離しやすくなる。また，被
覆材６の厚みが鋳型精度に影響したり，被覆材が型のエ
ッジ部で表面張力によりタレ61を生じ，被覆材６の厚み
が均一になり難く，製品の寸法精度に影響する。

一方，鋳造用鋳型の主型および中子（以下，単に鋳型
とする）の製造方法として，従来よりフェノール樹脂等
の合成樹脂が熱によって硬化する性質を利用したシェル
モールド法が多く採用されている。それは，このシェル
モールド法により成型した鋳型を用いて鋳造した場合に
は，寸法精度の高い鋳物が得られるからである。このシ
ェルモールド法に用いられる鋳型材料としては，珪砂等
の砂粒にフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を被覆した鋳
物砂（レジンコーテッドサンド）が一般的に使用されて
いる。また，鋳型の製造方法にはコールドボックス等の
常温硬化性の樹脂を用いる方法もある。

しかしながら，この常温硬化性樹脂或いは熱硬化性樹
脂（以下，単に樹脂ともいう）を被覆した鋳物砂により
作製した鋳型を用いて，アルミニウム，マグネシウム及
びこれらの合金のごとく，比較的鋳造温度の低い溶湯で
鋳造を行うと，これら樹脂の分解が不十分となり，ヤニ
等の鋳物欠陥発生促進物質が発生する。そして，これら
ヤニ等がガス抜き用のベント等に付着し，目詰まりを起
こし，更には発生したガスがキャビティ側へ流れて鋳造
欠陥へとつながる。これを防ぐためには，ベントに付着
したヤニ等の掃除を頻繁に行わなければならず，保全に
大きな負担がかかるという問題がある。

本発明は，かかる問題点に鑑み，鋳造壁への金属溶湯
の侵入が少なく，また鋳造時に発生するヤニなどの鋳物
欠陥発生促進物質の発生量が少ない表面層部を形成する
鋳造用鋳型の表面処理方法，及び上記効果を有する表面
層部を形成した鋳造用鋳型を提供しようとするものであ
る。

〔課題の解決手段〕

本発明にかかる鋳造用鋳型の表面処理方法は，鋳造用
鋳型の表面に表面層部を形成する鋳型の表面処理方法で
あって，流動層式処理装置の中に被覆材と該被覆材より
も大径の助材を配置する工程と，前記流動層式処理装置
の中に流動化ガスを導入して上記被覆材及び助材を流動
化させて流動層を準備する工程と，前記流動層中に前記
鋳型を配置し保持すると共に該鋳型を移動させることに
より，前記助材の作用力を利用して鋳型表面のくぼみを
含む表面部に前記被覆材を充填被覆する工程とからな
り，鋳型の表面に滑らかな表面を有する表面層部を形成
することを特徴とする鋳造用鋳型の表面処理方法にあ
る。

本発明において用いる流動層式処理装置は，後述する
第１図に示すごとく，空気等の流動化ガスによって，前
記被覆材及び助材を流動化させるものである。

前記被覆材としては，粘土鉱物，天然鉱物，人造鉱
物，活性炭など，鋳型表面のくぼみに充填するための粉
末状または顆粒状の粉末を１種又は２種以上用いる。上
記粘土鉱物としては，セピオライト，パリゴルスカイ
ト，珪藻土，ゼオライト，バーミキュライト等がある。
また，上記天然鉱物としては，珪砂，クロマイトサン
ド，ジルコンサンド，シリカフラワー等がある。上記人
造鉱物としては，アルミナ，合成ムライト，溶融シリカ
等がある。

また，この被覆材の中，多孔性物質は，特にシェル鋳
型を用いて鋳造した時に発生するヤニの発生を一層少な
くするので好適な材料である。この多孔性物質として
は，含水珪酸マグネシウム粘土鉱物，活性炭，活性アル
ミナ，ゼオライト等があり，これらの１種類または２種
類以上の混合物を用いる。

このうち，含水珪酸マグネシウム粘土鉱物は，含水珪
酸マグネシウムが主成分であり，比表面積が100〜400m²
/gと大きい。該含水珪酸マグネシウム粘土鉱物は，具体
的にはセピオライト（Sepiolite），シロタイル（Xylot
ile），ラフリナイト（Loughlinite），ファルコンドア
イト（Falcondoite），含水アルミニウムシリケートを
主成分とするパリゴルスカイト（Palygorskite）等があ
る。また，このものは通称，マウンテンコルク（Mounta
in cork），マウンテンウッド（Mountain wood），マ
ウンテンレザー（Mountain leather），海泡石（Meers
−chaum），アタパルジャイト（Attapulgite）等と呼ば
れる鉱物である。

また，活性炭は，比表面積が400〜2000m²/gと大き
く，ヤシ殻炭，素炭等の植物質のもの，石炭系，石油系
原料から製造される鉱物質のものとがある。

また，活性アルミナは，水和アルミナを高温に加熱し
て得られたものであり，α−アルミナになる途中段階の
中間アルミナで，比表面積が50〜400m²/gである。この
中間アルミナは，無水アルミナともいい。この中には，
ρ，χ，η，γ，δ，θ，κのアルミナやベーマイト等
が含まれる。

また，被覆材の粒径は，鋳型表面のくぼみに入る大き
さのものであるが，大体200μｍ以下であることが好ま
しい。200μｍを越えた場合，滑らかな表面層を得るこ
とが困難である。

更に，該被覆材の粒径は,1〜150μｍであることがよ
り好ましい。これは，該粒径が１μｍ未満の場合，該被
覆材を流動化させることが難しく，しかも該被覆材が流
動処理層外に飛散し易いからである。また,150μｍを越
えた場合，くぼみに入り難いからである。該粒径を１〜
150μｍとした場合には，滑らかでよりきめの細かい表
面層を得ることができる。

また，助材は，鋳型表面のくぼみに被覆材をより良く
充填付着させるためのもので，くぼみ方向に力が加わり
やすいように被覆材と比べ，粒度，密度の一方向又は双
方とも大きい物質を用いることが好ましい。

該助材は，形状が丸味をおびたもので，粒径が50〜10
00μｍのものが好ましい。該助材の粒径が50μｍよりも
小さいと鋳型表面に被覆材よりも多くの助材が付着し，
本来の目的を達し難い。また,100000μｍよりも大きい
と該助材を流動させるための流動化ガスの供給量が多く
なり，前記粉状の被覆材が流動層外へ飛散しやすくな
る。なお，該粒径は，特に150〜500μｍとすれば一層好
適である。該範囲内である場合，上述の目的をよりよく
達成することができる。また，該助材は，鋳型表面のく
ぼみの大きさより大きい粒径であることが好ましい。

また，かかる助材用の物質としては，粘土鉱物，天然
鉱物，人造鉱物，活性炭の一種又は二種以上を用いるの
が好ましい。

次に，上記のごとく構成した被覆材及び助材は，前記
流動層式処理装置の中に入れ，流動化ガスを導入して該
被覆材および助材を流動化させて流動層を形成する。

ここで，該被覆材及び助材を流動化させるに当たって
は，空気，窒素，酸素或いは不活性ガスなどを流動装置
下方より送入する。また，この際，被覆材が大気中の水
分等を吸着しないように，乾燥空気や熱風を用いてもよ
い。

次に，上記のごとく形成した流動層の中に，前記鋳型
を配置し保持すると共に，該鋳型を移動させることによ
り，前記助材の作用力を利用して，前記被覆材を鋳型表
面のくぼみを含む表面部に充填被覆する。

即ち，鋳型の表面のくぼみに被覆材を被覆するに当た
っては，流動化している被覆材及び助材の流動層中に鋳
型を配置する。この配置は，鋳型を吊り下げることなど
により行う。そして，鋳型はその表面に被覆材をなるべ
く均一に被覆するため，主として上下方向に繰り返し移
動させる。また，上下のみならず，前後方向，左右方向
にも動かす。更に，形状の複雑な鋳型を被覆する場合に
は，被覆されない部分が生じないように，また全体を均
一に被覆するために，一方向だけでなく，多くの動きを
組み合わせる。なお，流動層式処理装置中への鋳型の配
置は，前記のごとく，流動層形成後のみならず，流動化
ガス導入前の流動層形成前であっても良い。

なお，被覆処理後鋳型表面に，過剰の被覆材，或いは
若干の助材が付着している場合は，それらを圧縮空気等
で除去すれば，鋳型表面が滑らかで寸法精度の良い鋳型
が得られる。

また，上記表面処理方法により，鋳型表面のくぼみ部
を含む表面部に被覆材が充填被覆されて得られた表面層
は，上述の効果を奏するものであればとくに限定するも
のではないが，次のような態様をも含む。即ち，その第
１は，被覆材が鋳型表面のくぼみ部のみに充填される場
合である。その第２は，被覆材が，鋳型表面のくぼみ部
に充填被覆されて，更に該くぼみ部以外の表面部分の少
なくとも一部に被覆材が充填被覆される場合である。そ
の第３は，被覆材が鋳型表面のくぼみ部を含む鋳型表面
の所望部分全体にわたり充填被覆され，薄い被覆層が形
成される場合である。この場合，該被覆層が厚い場合に
は，その鋳型を用いて鋳造したときに，製品の寸法精度
を悪化させる虞れがあるので好ましくない。

次に，鋳型表面に多孔性物質粉末の表面層部を形成し
た鋳造用鋳型について述べる。

該鋳造用鋳型は，鋳物形状を確定するためのキャビテ
ィと，該キャビティを構成するための鋳型本体とからな
る鋳造用鋳型において，該鋳型本体は，常温硬化性樹脂
または熱硬化性樹脂と鋳物砂とからなり，該鋳型本体の
表面には，そのくぼみを含む表面に，含水珪酸マグネシ
ウム粘土鉱物，活性炭，活性アルミナの一種又は二種以
上の多孔性物質の粉末を充填被覆して形成した表面層部
を有していることを特徴とする鋳造用鋳型にある。

しかして，上記常温硬化性樹脂としては，フェノール
・ポリイソシアネート樹脂，フェノール・フラン樹脂，
フラン尿素樹脂などがある。また，熱硬化性樹脂として
はボラック型フェノール樹脂，レゾール型フェノール樹
脂，尿素樹脂，メラミン樹脂，シリコーン樹脂，フラン
樹脂などがある。また，鋳型表面に充填されている多孔
性物質の粉末としては，前記含水珪酸マグネシウム粘土
鉱物，活性炭，活性アルミナの一種又は二種以上があ
り，これらの具体的内容は前記表面処理方法のところで
述べたものと同様である。また，これら粉末の粒子径
は，表面処理方法について述べたと同様に，好ましくは
200μｍ以下，更に好ましくは１〜100μｍである。

〔作用及び効果〕

前記の表面処理方法によれば，鋳造用鋳型の型壁への
金属溶湯の侵入が少なく，またヤニなどの鋳物欠陥発生
促進物質の発生が少ない表面層部を形成することができ
る。また，乾燥工程を行うことなく，鋳型表面のくぼみ
部深部まで被覆材を充填することができる。

前記表面処理方法が上記のごとき効果を発揮するメカ
ニズムについては，明らかではないが，大略次の様に考
えられる。

第２図ないし第４図において，被覆材20のみを流動化
させて鋳型に被覆した場合，第２図のように一応は被覆
されるが，鋳型を構成する鋳物砂30の間隙の底まで被覆
材が充分に到達せず，被覆材20は飛散しやすい。しか
し，被覆材20に助材21を混ぜて流動化させ，その中で鋳
型を動かすと鋳型表面31と助材21との間に抵抗力が働
き，この助材21の作用力により，第３図のように被覆材
20が間隙の内部まで押し込まれると考えられる。

即ち，鋳型表面のくぼみの付近には，くぼみよりも小
さな被覆材と該被覆材よりも大きな助材が流動状態で均
一に存在する。この状態で鋳型を上下方向に移動させる
と，くぼみが助材に対して相対的に移動し，くぼみより
大きな助材の作用力により被覆材はくぼみの底へと押し
こまれる。そして繰り返し移動させることにより，助材
がくぼみを通過するごとにくぼみ中の被覆材は増加し，
ついにはくぼみを充填する。そして，助材が鋳型表面と
接しながら進行しているため，過剰となった被覆材は，
助材と一緒に助材の進行方向に押し進められたり，くぼ
み中に入り込む。そのため，くぼみ内は被覆材が緻密に
存在し，助財が通り過ぎたあとは被覆材が埋設されたく
ぼみの表面は平滑な面を形成する。

また，鋳型表面31に過剰の被覆材20,更には若干の助
材21が付着している場合は，被覆処理後，それらを圧縮
空気等で除去すれば，第４図に示すごとく，鋳型表面31
が滑らかで寸法精度の良い鋳型が得られる。したがっ
て，かかる鋳型を用いて鋳造を行えば，めざしが起こら
ず，鋳肌のきれいな鋳物を得ることができる。

次に，鋳型表面に多孔性物質粉末の表面層部を形成し
た鋳造用鋳型の作用，効果につき述べる。

該鋳造用鋳型は，鋳型壁への金属溶湯の侵入が少な
く，又鋳物の製造時に発生するヤニなどの鋳物欠陥発生
促進物質の発生量が少ない。また，該鋳造用鋳型は，鋳
型精度が良好である。そのため製品の寸法精度が良好
で，かつきめの細かい鋳肌の鉱物を得ることができる。

この鋳造用鋳型がかかる効果を発揮するメカニズムに
ついては，必ずしも明らかではないが，次のように考え
られる。

即ち，通常鋳型表面は，くぼみ等の凹凸が激しく，ま
た型内部に深く侵入している通孔を有しているが，本発
明ではかかる表面に多孔性物質の粉末による表面層部を
形成している。そのため，表層部は緻密で滑らかな表面
となり，金属溶湯の侵入が少なく，いわゆるめざしが少
なく，型離れが良い。

また，この鋳型の表面のくぼみに充填された被覆材
は，粉状の多孔性物質からなり，一方鋳造時に発生する
ヤニの成分は主として高分子とみなせる。そのため，ヤ
ニの成分が該多孔性物質に一部は吸収され，或いは一部
は上記多孔性物質の触媒的作用によって分解されてH₂O,
CO₂,CH₄といった低分子になる。それ故，ヤニの発生量
が減少すると考えられる。

また，上記鋳造用鋳型においては，鋳型の砂粒間のく
ぼみ及び表面に該多孔性物質を被覆するものであり，鋳
型内部に異物（多孔性物質）を混入しないので，鋳型の
強度が低下しない。

〔実施例〕

第１実施例第１図に示すごとき流動層式処理装置（以下，流動装
置という）を用い，被覆材及び助材として含水珪酸マグ
ネシウム粘土鉱物であるセピオライト粉末を用いて，鋳
型の表面処理を行った。

即ち，第１図に示すごとく，流動装置１は，四角筒状
の本体10と該本体10の下方に設けた多孔板11と，底部15
とからなる。底部15には，流動化ガス導入用のノズル13
を設ける。

しかして，鋳型に被覆材を被覆するに当たっては，細
孔111を有する多孔板11上に被覆材と助材からなる混合
粉末を入れ，ノズル13より空気等の流動化ガス14を導入
し，該ガス14を細孔111より噴出させ，上記混合粉末を
流動化し，その流動層２を形成させる。そして，この流
動層２の中に，被処理物としての鋳型３を吊具４により
吊り下げ配置する。また，この吊具４により鋳型３を流
動層２中において，上下方向，更には前後，左右方向に
動かす。これにより，鋳型表面のくぼみに被覆材が入
り，充填されていく。この充填は，主として助材が被覆
材を上記くぼみの方向へ押し込む作用をすることによっ
て行われる。

上記に関して，以下に具体例を示す。

まず，樹脂被覆鋳物砂（珪砂100重量部，フェノール
樹脂２重量部，粒度６号）を用いて，上記外径73mm,下
部外径80mm,高さ110mm,厚さ10mmの模擬鋳型としての中
空円筒体を作製した。なお，上記樹脂被覆鋳物砂は,JIS
65号相当で,50〜600μｍの粒度分布を有するものであっ
た。

次に，被覆材として粒径50μｍ以上のセピオライト3.
75重量部と，第１表に示す粒径が150〜380μｍの３種類
の助材即ち，セピオライト25重量部，珪砂又は球状ムラ
イト100重量部をそれぞれ混合した。そして，これら混
合物を，内寸が縦330mm,横350mm,高さ400mmの前記流動
装置１に入れた。そして，流動化ガスとしての圧搾空気
を送入し，上記混合物の流動層２を形成し，次いで，こ
の中に上記模擬鋳型３を入れ,20〜60秒間,20ないし60回
上下動させた。

その後，流動装置１内から上記鋳型３を取り出し，過
剰の被覆材を圧搾空気で除去した。鋳型３の表面は前記
第４図に示すごとく，被覆材が中の方まで充填され，滑
らかな型面を有していた。次に，このようにして得た鋳
型（試料No.1〜９）の表面における被覆材の被覆量を測
定した。その結果を，被覆材，助材，流動化ガスとして
の空気量，処理中の鋳型の上下動回数の各条件と共に，
第１表に示した。

なお，比較のために，鋳型を上下動させず静止したま
まで表面処理を行った（No.C1〜C3）。その結果を同表
に併示した。

第１表より知られるごとく，上下動繰り返し数が多い
ほど被覆量が少しづつ多くなる傾向にある。また，被覆
量がもっとも多い混合物は，助材として球状ムライトを
用いた場合であった。また，助材がセピオライトの場合
は，被覆量が比較的多いが，球状ムライトを用いた場合
に比べると鋳型の砂粒間のくぼみが大きいところに被覆
されにくい傾向を示した。これは，くぼみの方向に対し
て被覆材を押す作用が少ないためと考えられる。なお，
助材として珪砂を用いた場合は，流動化のための空気量
を多く必要とし，また被覆量が少なかった。

更に，助材としてセピオライト又は球状ムライトを用
いた場合は，流動化用の空気量は少なくてよいため，被
覆材の飛散がおこり難く，鋳型に被覆材としてのセピオ
ライトが均一に被覆されていた。

また，同表より明らかなごとく，鋳型を上下動しなか
った比較例（No.C1〜C3）は，被覆量が極めて少ない。
また，この場合は，鋳型の下部の被覆量が上部の被覆量
に比べて多かった。

第２実施例被覆材として珪砂を，被覆助材として球状ムライトを
用いた場合の鋳肌への影響について検討した。

先ず，生砂（粒度６号）で縦70mm,横70mm,深さ100mm
のキャビティを持つ，厚さ20mmの上部開放の角形の鋳型
を作製した。次に，第１実施例で使用した流動装置に，
被覆材としての70μｍ以下の珪砂又は球状ムライト10重
量部と，助材としての150〜380μｍの球状ムライト100
重量部の混合物を入れ，流動層を形成した。そして，こ
の中に上記の鋳型を50秒間配置すると共に50回上下動さ
せて鋳型表面に上記被覆材を被覆した（試料No.10,1
1）。次に，該鋳型を鋼製治具でバックアップして,700
℃のアルミ合金（JISAC2B）を鋳込み，鋳肌の粗さ測定
を行った。

その結果，第２表に示すごとく，被覆材を被覆しない
比較例鋳型の場合（No.C4）には，鋳物表面の粗さが110
μｍであったが，珪砂又は球状ムライトを被覆した鋳型
（No.10,11）を用いた場合は，共にあらさが35μｍと約
1/3に減少した。このように，本発明の表面処理方法に
よれば，鋳肌向上のための塗型を容易に行うことができ
る。

第３実施例樹脂被覆鋳物砂からなるシェル鋳型に，セピオライ
ト，ヤシ殻活性炭，石炭系活性炭および活性アルミナの
多孔性物質，および珪砂，ムライトを被覆し，鋳込みに
よる性能評価試験を行った。

先ず，市販の樹脂被覆鋳物砂（珪砂100重量部，フェ
ノール樹脂２重量部，粒度６号）を用いて，上部外径80
mm,下部外径71mm,高さ137mmで，その内面の上部内径60m
m,下部内径52mm,深さ120mmのカップ状鋳型を作製した。

次に，粒径50μｍ以下の上記粉末状の多孔性物質及び
その他の被覆材を，第３表に示した条件以外は実施例１
と同様の条件で上記カップ状鋳型の内面及び外面に被覆
した（試料No.12〜17）。次いで，鋳型表面における被
覆材の被覆量を測定した。

また，上記鋳型の性能評価を行うため，鋳込みを行っ
た。鋳込みは，予め750℃に溶解したアルミニウム合金
（JISAC2B）を鋳型に注ぐことにより行った。鋳物欠陥
発生促進物質としてのヤニの測定は，鋳型の上部10mmの
ところに直径145mmの半円球状の蒸発皿を固定し，これ
に鋳型４個分のヤニを付着させ，このヤニの重量を測定
することにより行った。得られた結果を第３表に示し
た。また，比較のために，被覆材を被覆しなかった場合
を示す（試料番号C5）。

第３表より明らかなごとく，本発明例にかかる表面処
理方法により，被覆材が鋳型表面に充分被覆されている
ことが分る。また多孔性物質を被覆材として用いた鋳型
（No.12〜15）は，比較例（No.C5）に比して鋳造時のヤ
ニ発生量が20〜50％少ないことが分る。また，被覆材を
多孔性物質ではない珪砂（No.16），ムライト（No.17）
を用いた場合は，前記多孔性物質に比して，ヤニ発生量
が多かった。

第４実施例樹脂被覆鋳物砂からなる鋳型にセピオライトを被覆し
た場合と，比較例としてセピオライトを添加した樹脂被
覆鋳物砂からなる鋳型とについて，その性能評価試験を
行った。

先ず，第３実施例と同じ樹脂被覆鋳物砂を用いて，同
形状のカップ状鋳型を作製し，この鋳型の内表面および
外表面に，第３実施例と同様の方法で鋳型の鋳物砂100
重量部に対してセピオライト0.5重量部を被覆した（試
料No.18）。

次に，上記と同様の鋳物砂100重量部にセピオライト
0.5重量部を添加混合して，常法により成形し，上記と
同形状のカップ状鋳型を作製した（試料No.C6）。

次に，これら鋳型の性能評価を行うために，第３実施
例と同様にアルミニウム合金（JISAC2B）を鋳型に注
ぎ，第３実施例と同様の方法でヤニの発生量を求めた。
また，比較のために，セピオライトの被覆も，また鋳型
へのセピオライトの添加を行わなかった鋳型（試料No.C
7）についても同様の測定を行った。これらの結果を，
第４表に併示した。

第４表より明らかなごとく，本発明にかかる鋳型は，
上記No.C7の鋳型に比して，鋳造時のヤニ発生量が1/2近
くまで減少している。しかし，鋳物砂と共にセピオライ
トを添加混合した鋳型（試料No.C6）は，この程度の添
加量では発煙量も多く，セピオライトを添加しない上記
試料No.C7と同程度に多量のヤニを発生した。

このように，セピオライトを鋳型表面に被覆した場合
は，セピオライトを鋳物砂に添加した場合に比してヤニ
の発生を非常に少なくすることができる。

また，セピオライト粉末と鋳物砂とを混合して作製し
た鋳型（試料No.C6）について，その強さを検討したと
ころ，本発明の鋳型に比して，少し脆かった。これは，
鋳物砂中に異物（セピオライト）が混入しているためと
思われる。

第５実施例被覆材をセピオライトとし，このセピオライトの混合
量を変えた流動層中で，鋳型に表面処理を施し，鋳込み
による性能評価試験を行った。

先ず，第３実施例と同様の市販の樹脂被覆鋳物砂を用
い，第３実施例と同様の大きさのカップ状鋳型を作製し
た。

次に，被覆材として粒径が43μｍ以下の粉末状のセピ
オライトと，助材として50〜330μｍの粒度分布を有す
る球状合成ムライトとを準備し，該ムライト100重量部
に対して第５表に示す割合でセピオライトを配合した混
合物を用意した。そして，該混合物を第１実施例で示し
た流動装置に入れ，流動化ガスとして圧搾空気を第５表
に示した流量で送入し，前記混合物の流動層を形成し
た。

次いで，該流動層内に前記カップ状鋳型を入れ,40秒
間，主として上下方向に40回移動させることにより該鋳
型の内面及び外面に前記セピオライトを被覆した。その
後，過剰の被覆材を300mm離れた距離から,2kg/cm²の圧
搾空気を吹きつけて除去することにより，本実施例の鋳
造用鋳型（試料No.19〜24）を得た。

得られた鋳造用鋳型について，被覆材の被覆量測定量
試験および鋳込み評価試験を行った。

先ず，鋳造用鋳型表面における被覆材の被覆量を測定
した。その結果を，第５表に示す。同表より，流動層中
のセピオライトの配合量が，助材100重量部に対して２
〜10重量部である場合，鋳型は充分な被覆量でかつ良好
な表面性状の表面層を有することが分る。

次に，試料No.19,21,23の鋳型について，鋳込み評価
試験を第３実施例と同様の方法で行った。その結果を，
第５表に併せて示す。同表より，本発明にかかる鋳型
は，何れもヤニの発生が低いことが分る。また，鋳肌の
表面粗さはそれぞれ約35μｍと滑らかであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例にかかる鋳型の被覆方法を示す
概念図，第２図ないし第４図は本発明の作用，効果を示
す説明図，第５図はめざし状態を，第６図は従来の表面
処理法を示す図である。１……流動装置， 10……本体,11……多孔板，２……流動層， 20……被覆材,21……助材，３……鋳型， 30……鋳物砂,31……鋳型表面，５……溶湯,51……めざし，６……従来の被覆材,61……タレ，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者林宏明愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者高田保夫愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者林芳郎愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者甲斐田健治愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者升田隆一愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者田口正浩愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (56)参考文献特開平１−66038（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】鋳造用鋳型の表面に表面層部を形成する鋳
型の表面処理方法であって，流動層式処理装置の中に被覆材と該被覆材よりも大径の
助材を配置する工程と，前記流動層式処理装置の中に流動化ガスを導入して上記
被覆材及び助材を流動化させて流動層を準備する工程
と，前記流動層中に前記鋳型を配置し保持すると共に該鋳型
を移動させることにより，前記助材の作用力を利用して
鋳型表面のくぼみを含む表面部に前記被覆材を充填被覆
する工程とからなり，鋳型の表面に滑らかな表面を有する表面層部を形成する
ことを特徴とする鋳造用鋳型の表面処理方法。
【請求項２】第１請求項に記載の表面処理方法におい
て，被覆材は，粘土鉱物，天然鉱物，人造鉱物，活性炭
の一種又は二種以上の粉末であることを特徴とする鋳造
用鋳型の表面処理方法。
【請求項３】第２請求項に記載の表面処理方法におい
て，被覆材は，含水珪酸マグネシウム粘土鉱物，活性
炭，活性アルミナの一種又は二種以上の多孔性物質の粉
末であることを特徴とする鋳造用鋳型の表面処理方法。
【請求項４】第１請求項に記載の表面処理方法におい
て，被覆材の粒径は,200μｍ以下であることを特徴とす
る鋳造用鋳型の表面処理方法。
【請求項５】第４請求項に記載の表面処理方法におい
て，被覆材の粒径は,1〜100μｍであることを特徴とす
る鋳造用鋳型の表面処理方法。
【請求項６】第１請求項に記載の表面処理方法におい
て，助剤は，粘土鉱物，天然鉱物，人造鉱物，活性炭の
一種又は二種以上の粉末からなることを特徴とする鋳造
用鋳型の表面処理方法。
【請求項７】第６請求項に記載の表面処理方法におい
て，助材の粒径は,50〜10000μｍであることを特徴とす
る鋳造用鋳型の表面処理方法。
【請求項８】第７請求項に記載の表面処理方法におい
て，助材の粒径は,150〜500μｍであることを特徴とす
る鋳造用鋳型の表面処理方法。
【請求項９】第１請求項に記載の表面処理方法におい
て，鋳型の移動は主として上下方向に行うことを特徴と
する鋳造用鋳型の表面処理方法。
【請求項１０】鋳物形状を確定するためのキャビティ
と，該キャビティを構成するための鋳型本体とからなる
鋳造用鋳型において，該鋳型本体は，常温硬化性樹脂または熱硬化性樹脂と鋳
物砂とからなり，該鋳型本体の表面には，そのくぼみを含む表面に，含水
珪酸マグネシウム粘土鉱物，活性炭，活性アルミナの一
種又は二種以上の多孔性物質の粉末を充填被覆して形成
した表面層部を有していることを特徴とする鋳造用鋳
型。
【請求項１１】第10請求項に記載の鋳造用鋳型におい
て，多孔性物質の粉末は，粒子径200μｍ以下であるこ
とを特徴とする鋳造用鋳型。
【請求項１２】第10請求項に記載の鋳造用鋳型におい
て，多孔性物質の粉末は，粒子径１〜100μｍであるこ
とを特徴とする鋳造用鋳型。