JP3316208B2 - 断熱スリーブ及びそれらの使用 - Google Patents
断熱スリーブ及びそれらの使用Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/08—Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
- B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
- B22C1/167—Mixtures of inorganic and organic binding agents
Description
【０００１】
【産業の利用分野】この発明は、断熱スリーブ配合物及
びスリーブ調製におけるそれらの使用に関する。それら
の断熱スリーブ配合物は、中空のアルミノケイ酸塩、有
機結合剤、及びホウ酸及び／又はリン酸塩ガラスから成
る。また、本発明は、スリーブ配合物で調製されたスリ
ーブ、及び金属部品を製造する鋳造アセンブリにおける
スリーブの用法に関する。
びスリーブ調製におけるそれらの使用に関する。それら
の断熱スリーブ配合物は、中空のアルミノケイ酸塩、有
機結合剤、及びホウ酸及び／又はリン酸塩ガラスから成
る。また、本発明は、スリーブ配合物で調製されたスリ
ーブ、及び金属部品を製造する鋳造アセンブリにおける
スリーブの用法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋳造アセンブリは、受け口、湯口系（ダ
ウンスプール、チョーク、及び湯道を含む）、押湯、ス
リーブ、鋳型、中子、及び他の構成要素から成る。金属
鋳物を製造するために、金属は鋳造アセンブリの受口に
注入され、湯口系を通って鋳型及び／または中子アセン
ブリに行って、そこで冷却し凝固する。
ウンスプール、チョーク、及び湯道を含む）、押湯、ス
リーブ、鋳型、中子、及び他の構成要素から成る。金属
鋳物を製造するために、金属は鋳造アセンブリの受口に
注入され、湯口系を通って鋳型及び／または中子アセン
ブリに行って、そこで冷却し凝固する。
【０００３】押湯は、鋳造プロセス中に生じる金属の収
縮又はボイドを補うのに必要な過剰の溶湯を含有する溜
めである。押湯からの金属は、長時間液体のままにさ
れ、それによって金属が冷却及び凝固する際に金属を鋳
物にする。スリーブは、鋳造アセンブリの押湯及び他の
部品を囲む又は封入して、押湯の溶湯を熱く保って液状
に保つために使用される。溶湯の温度及び押湯の金属が
溶融状態のままである時間量は、他の因子と共にスリー
ブの組成及びスリーブ壁の熱さの関数である。
縮又はボイドを補うのに必要な過剰の溶湯を含有する溜
めである。押湯からの金属は、長時間液体のままにさ
れ、それによって金属が冷却及び凝固する際に金属を鋳
物にする。スリーブは、鋳造アセンブリの押湯及び他の
部品を囲む又は封入して、押湯の溶湯を熱く保って液状
に保つために使用される。溶湯の温度及び押湯の金属が
溶融状態のままである時間量は、他の因子と共にスリー
ブの組成及びスリーブ壁の熱さの関数である。
【０００４】それらの関数を役立たせるため、スリーブ
は、発熱性及び／又は断熱性でなければならない。発熱
スリーブは、熱を放出することによって金属をより熱く
しかつ液状をより長く保つ作用をする。一方、断熱スリ
ーブは、溶湯を周囲の鋳型アセンブリから断熱すること
によって金属を溶融状態に保つ。
は、発熱性及び／又は断熱性でなければならない。発熱
スリーブは、熱を放出することによって金属をより熱く
しかつ液状をより長く保つ作用をする。一方、断熱スリ
ーブは、溶湯を周囲の鋳型アセンブリから断熱すること
によって金属を溶融状態に保つ。
【０００５】断熱スリーブの製造にアルミノケイ酸塩繊
維が伝統的に使用されているけれども、最近、断熱材料
としてアルミノケイ酸塩微小球及び有機結合剤を使用す
る断熱スリーブの製造に関心が集まっている。
維が伝統的に使用されているけれども、最近、断熱材料
としてアルミノケイ酸塩微小球及び有機結合剤を使用す
る断熱スリーブの製造に関心が集まっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】中空のアルミノケイ酸
塩微小球使用の利点は、スリーブがアルミノケイ酸塩繊
維で作ったものより寸法精度がよくできることである。
しかし、中空アルミノケイ酸塩微小球及び結合剤で作っ
たスリーブは、有機結合剤が金属の鋳造工程中に達する
高温（５００℃以上）で完全に劣化するので、再利用で
きない。一旦、その結合した有機結合剤が劣化すると、
中空のアルミノケイ酸塩微小球を一緒にそのままにする
しかなく、スリーブは駄目になる。
塩微小球使用の利点は、スリーブがアルミノケイ酸塩繊
維で作ったものより寸法精度がよくできることである。
しかし、中空アルミノケイ酸塩微小球及び結合剤で作っ
たスリーブは、有機結合剤が金属の鋳造工程中に達する
高温（５００℃以上）で完全に劣化するので、再利用で
きない。一旦、その結合した有機結合剤が劣化すると、
中空のアルミノケイ酸塩微小球を一緒にそのままにする
しかなく、スリーブは駄目になる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記の成分
（Ａ）〜（Ｃ）からなる断熱スリーブ配合物に関する： （Ａ） 中空のアルミノケイ酸塩微小球からなる主量の
断熱耐火材料； （Ｂ） 成分（Ａ）の重量を基準にして少なくとも５重
量％の化学反応性有機結合剤；及び （Ｃ） ホウ酸、リン酸塩ガラス及びそれらの混合物か
ら選択する熱間強度を増大する量の無機結合剤。
（Ａ）〜（Ｃ）からなる断熱スリーブ配合物に関する： （Ａ） 中空のアルミノケイ酸塩微小球からなる主量の
断熱耐火材料； （Ｂ） 成分（Ａ）の重量を基準にして少なくとも５重
量％の化学反応性有機結合剤；及び （Ｃ） ホウ酸、リン酸塩ガラス及びそれらの混合物か
ら選択する熱間強度を増大する量の無機結合剤。
【０００８】その無機結合剤は、鋳造中に溶融金属の熱
によって活性化され、かつ有機結合剤が燃えた後に中空
のアルミノケイ酸塩微小球を化学的に結合させることに
よってスリーブに強度を与える。ホウ酸及びリン酸塩ガ
ラスは、室温及び金属を鋳造するときに達する温度で有
機結合剤及びアルミノケイ酸塩微小球と混和性である。
によって活性化され、かつ有機結合剤が燃えた後に中空
のアルミノケイ酸塩微小球を化学的に結合させることに
よってスリーブに強度を与える。ホウ酸及びリン酸塩ガ
ラスは、室温及び金属を鋳造するときに達する温度で有
機結合剤及びアルミノケイ酸塩微小球と混和性である。
【０００９】また、本発明は、スリーブ配合物で製造さ
れた断熱スリーブに関する。断熱スリーブは、ホットボ
ックス法、無ベーク法及びコールドボックス法によって
調製できる。また、本発明は、鉄及び望ましくは非鉄
（アルミニウム）金属部品の鋳造、及びこの鋳造法によ
って作られる部品に関する。
れた断熱スリーブに関する。断熱スリーブは、ホットボ
ックス法、無ベーク法及びコールドボックス法によって
調製できる。また、本発明は、鉄及び望ましくは非鉄
（アルミニウム）金属部品の鋳造、及びこの鋳造法によ
って作られる部品に関する。
【００１０】本願明細書及び特許請求の範囲における用
語の定義は次の通りである： 鋳造アセンブリ： 受口、湯口系（ダウンスプール、湯
道、チョーク）、鋳型、中子、押湯、スリーブ等（それ
らは、溶融金属を鋳造アセンブリに注入し、そこで溶融
金属が鋳型アセンブリに流れて冷却して金属部品を形成
する）のような鋳造構成要素のアセンブリ。
語の定義は次の通りである： 鋳造アセンブリ： 受口、湯口系（ダウンスプール、湯
道、チョーク）、鋳型、中子、押湯、スリーブ等（それ
らは、溶融金属を鋳造アセンブリに注入し、そこで溶融
金属が鋳型アセンブリに流れて冷却して金属部品を形成
する）のような鋳造構成要素のアセンブリ。
【００１１】コールドボックス法： 蒸気質の触媒を利
用して鋳型又は中子を硬化させる鋳型又は中子の製造
法。
用して鋳型又は中子を硬化させる鋳型又は中子の製造
法。
【００１２】ＥＸＡＣＴＣＡＳＴTM 結合剤： 二液型のポリウレタン生成コールドボックス
結合剤であって、Ｉ部は米国特許第３、４８５、７９７
号に記載されているものに類似のフェノール樹脂であ
る。その樹脂は、芳香族、エステル、及び脂肪族の溶
媒、及びシランの混合物に溶解する。ＩＩ部は、ポリイ
ソシアネート成分であって、ポリメチレン・ポリフェニ
ル・イソシアネート、主に芳香族溶媒及び少量の脂肪族
溶媒からなる溶媒混合体、及び可使時間延長剤からな
る。Ｉ部／ＩＩ部の重量比は約５５：４５である。
結合剤であって、Ｉ部は米国特許第３、４８５、７９７
号に記載されているものに類似のフェノール樹脂であ
る。その樹脂は、芳香族、エステル、及び脂肪族の溶
媒、及びシランの混合物に溶解する。ＩＩ部は、ポリイ
ソシアネート成分であって、ポリメチレン・ポリフェニ
ル・イソシアネート、主に芳香族溶媒及び少量の脂肪族
溶媒からなる溶媒混合体、及び可使時間延長剤からな
る。Ｉ部／ＩＩ部の重量比は約５５：４５である。
【００１３】ＥＸＴＥＮＤＯＳＰＨＥＲＥＳ ＳＧ： ＰＱ社から販売されている中空のアルミノケイ
酸塩微小球であって、１０〜３５０ミクロンの粒度と微
小球の重量を基準にして３８重量％のアルミナ含量を有
する。
酸塩微小球であって、１０〜３５０ミクロンの粒度と微
小球の重量を基準にして３８重量％のアルミナ含量を有
する。
【００１４】ＥＸＴＥＮＤＯＳＰＨＥＲＥＳ ＳＬＧ： ＰＱ社から販売されている中空のアルミノケ
イ酸塩微小球であって、１０〜３００ミクロンの粒度と
微小球の重量を基準にして少なくとも４０重量％のアル
ミナ含量を有する。
イ酸塩微小球であって、１０〜３００ミクロンの粒度と
微小球の重量を基準にして少なくとも４０重量％のアル
ミナ含量を有する。
【００１５】ホットボックス法： 有機結合剤を使用す
るが、スリーブ配合物が触媒よりむしろ熱によって硬化
される鋳型又は中子を製造する方法。 断熱スリーブ： スリーブを挿入する鋳型／中子アセン
ブリよりも優れた断熱性を有するスリーブ。
るが、スリーブ配合物が触媒よりむしろ熱によって硬化
される鋳型又は中子を製造する方法。 断熱スリーブ： スリーブを挿入する鋳型／中子アセン
ブリよりも優れた断熱性を有するスリーブ。
【００１６】無ベーク法： 液体触媒を利用して鋳型又
は中子を硬化させる鋳型又は中子製造法、また、コール
ド硬化法として知られる。
は中子を硬化させる鋳型又は中子製造法、また、コール
ド硬化法として知られる。
【００１７】押湯： 鋳造アセンブリの鋳型または中子
キャビティに接続されて、過剰溶融金属の溜めとして作
用して、溶融金属が凝固時に収縮する際に鋳物における
巣を防止する。押湯は開口又はめくらにできる。また、
押湯は、フィーダー又はヘッドとして知られる。
キャビティに接続されて、過剰溶融金属の溜めとして作
用して、溶融金属が凝固時に収縮する際に鋳物における
巣を防止する。押湯は開口又はめくらにできる。また、
押湯は、フィーダー又はヘッドとして知られる。
【００１８】スリーブ： スリーブ組成物から作られる
発熱及び／又は断熱性を有する成形可能な全ての成形物
であって、押湯、湯道、受口、湯口、等のような鋳造ア
センブリの構成要素の全体又は部分的にカバーする、又
は鋳造アセンブリの一部として使用される。スリーブは
種々の形状、例えば、円筒形、ドーム、コップ、ボー
ド、コアの形状を持ち得る。
発熱及び／又は断熱性を有する成形可能な全ての成形物
であって、押湯、湯道、受口、湯口、等のような鋳造ア
センブリの構成要素の全体又は部分的にカバーする、又
は鋳造アセンブリの一部として使用される。スリーブは
種々の形状、例えば、円筒形、ドーム、コップ、ボー
ド、コアの形状を持ち得る。
【００１９】
【望ましい実施態様の詳細な説明】スリーブの断熱性
は、中空アルミノケイ酸塩微小球によって提供される。
その中空アルミノケイ酸塩微小球で作られたスリーブ
は、低密度、低熱伝導率、及び優れた断熱性を有する。
スリーブに望まれる断熱性の度合に依存して、スリーブ
における中空アルミノケイ酸塩微小球の量は、スリーブ
組成物の重量を基準にして６５重量％〜９８重量％、典
型的に８０重量％〜９０重量％の範囲にある。
は、中空アルミノケイ酸塩微小球によって提供される。
その中空アルミノケイ酸塩微小球で作られたスリーブ
は、低密度、低熱伝導率、及び優れた断熱性を有する。
スリーブに望まれる断熱性の度合に依存して、スリーブ
における中空アルミノケイ酸塩微小球の量は、スリーブ
組成物の重量を基準にして６５重量％〜９８重量％、典
型的に８０重量％〜９０重量％の範囲にある。
【００２０】中空アルミノケイ酸塩微小球は、典型的に
全ての壁厚において約２００〜３００ミクロンの粒度を
有する。断熱性を有するアルミノケイ酸塩以外の材料で
作った中空微小球も、中空アルミノケイ酸塩微小球の代
りに又はそれと組み合わせて使用できる。中空アルミノ
ケイ酸塩微小球を使用する場合、中空アルミノケイ酸塩
微小球におけるシリカ（ＳｉＯ２として）に対するアル
ミナの重量％は、用途に応じて、例えば、２５：７５〜
７５〜２５，典型的に３３：６７〜５０：５０と広範囲
に変え得る（この場合の重量％は中空微小球の全流量を
基準にしている）。
全ての壁厚において約２００〜３００ミクロンの粒度を
有する。断熱性を有するアルミノケイ酸塩以外の材料で
作った中空微小球も、中空アルミノケイ酸塩微小球の代
りに又はそれと組み合わせて使用できる。中空アルミノ
ケイ酸塩微小球を使用する場合、中空アルミノケイ酸塩
微小球におけるシリカ（ＳｉＯ２として）に対するアル
ミナの重量％は、用途に応じて、例えば、２５：７５〜
７５〜２５，典型的に３３：６７〜５０：５０と広範囲
に変え得る（この場合の重量％は中空微小球の全流量を
基準にしている）。
【００２１】無機結合剤は、ホウ酸、リン酸塩ガラス、
又はそれらの混合物である。無機結合剤は、スリーブ配
合物の重量％を基準にして、一般に１〜１５重量％、望
ましくは３〜８重量％の量で使用される。
又はそれらの混合物である。無機結合剤は、スリーブ配
合物の重量％を基準にして、一般に１〜１５重量％、望
ましくは３〜８重量％の量で使用される。
【００２２】スリーブ組成物と混合してスリーブ配合物
を形成する有機結合剤は技術的に周知である。全ての有
機ホットボックス、無ベーク、又はコールドボックス結
合剤が、スリーブ配合物をスリーブの形に十分保持でき
る。かかる結合剤の例は、フェノール樹脂、フェノール
ウレタン結合剤、フラン結合剤、アルカリ性フェノール
レゾール結合剤、及びエポキシ−アクリル結合剤、等で
ある。アシュランド・ケミカル社販売のＥＸＡＣＴＣＡ
ＳＴTMコールドボックス結合剤として知られているエポ
キシ−アクリル及びフェノールウレタン結合剤が特に望
ましい。そのフェノールウレタン結合剤は米国特許第
３、４８５、４９７号及び第３、４０９、５７９号に記
載されている。これらの結合剤は、二液系をベースに
し、第Ｉ部はフェノール樹脂成分であって、他の部がポ
リイソシアネート成分である。酸化剤の存在下で二酸化
硫黄で硬化されるエポキシ−アクリル結合剤は米国特許
第４、５２６、２１９号に記載されている。
を形成する有機結合剤は技術的に周知である。全ての有
機ホットボックス、無ベーク、又はコールドボックス結
合剤が、スリーブ配合物をスリーブの形に十分保持でき
る。かかる結合剤の例は、フェノール樹脂、フェノール
ウレタン結合剤、フラン結合剤、アルカリ性フェノール
レゾール結合剤、及びエポキシ−アクリル結合剤、等で
ある。アシュランド・ケミカル社販売のＥＸＡＣＴＣＡ
ＳＴTMコールドボックス結合剤として知られているエポ
キシ−アクリル及びフェノールウレタン結合剤が特に望
ましい。そのフェノールウレタン結合剤は米国特許第
３、４８５、４９７号及び第３、４０９、５７９号に記
載されている。これらの結合剤は、二液系をベースに
し、第Ｉ部はフェノール樹脂成分であって、他の部がポ
リイソシアネート成分である。酸化剤の存在下で二酸化
硫黄で硬化されるエポキシ−アクリル結合剤は米国特許
第４、５２６、２１９号に記載されている。
【００２３】必要な結合剤の量は、スリーブの形状を維
持しかつ有効な硬化をさせる、即ち、硬化後に取り扱う
ことができる又は自立できるスリーブを製造する有効な
量である。結合剤の有効量は、スリーブ組成物の重量を
基準にして約４重量％以上である。結合剤の量は、約５
〜１５重量％が望ましく、約６〜１２重量％がさらに望
ましい。
持しかつ有効な硬化をさせる、即ち、硬化後に取り扱う
ことができる又は自立できるスリーブを製造する有効な
量である。結合剤の有効量は、スリーブ組成物の重量を
基準にして約４重量％以上である。結合剤の量は、約５
〜１５重量％が望ましく、約６〜１２重量％がさらに望
ましい。
【００２４】無ベーク法によるスリーブの硬化は、液体
硬化触媒とスリーブ配合物を混合（あるいは、液体硬化
触媒とスリーブ組成物を最初に混合）し、その触媒を含
有するスリーブ配合物を成形し、典型的に熱を与えるこ
となく環境温度で成形されたスリーブを硬化させること
によって起こる。好適な液体硬化触媒は、第三級アミン
である。そして好適な無ベーク硬化法は米国特許第３、
４８５、７９７号に記載されている。かかる液体硬化触
媒の特定例は、４−アルキルピリジン（そのアルキル基
の炭素原子数は１〜４である）、イソキノリン、フェニ
ルピリジンのようなアリールピリジン、ピリジン、アク
リジン、２−メトキシピリジン、ピリダジン、３−クロ
ロピリジン、キノリン、Ｎ−メチルイミダゾール、Ｎ−
エチルイミダゾール、４、４′−ジピリジン、４−フェ
ニルプロピルピリジン、１−メチルベンズイミダゾー
ル、及び１、４−チアジンを含む。
硬化触媒とスリーブ配合物を混合（あるいは、液体硬化
触媒とスリーブ組成物を最初に混合）し、その触媒を含
有するスリーブ配合物を成形し、典型的に熱を与えるこ
となく環境温度で成形されたスリーブを硬化させること
によって起こる。好適な液体硬化触媒は、第三級アミン
である。そして好適な無ベーク硬化法は米国特許第３、
４８５、７９７号に記載されている。かかる液体硬化触
媒の特定例は、４−アルキルピリジン（そのアルキル基
の炭素原子数は１〜４である）、イソキノリン、フェニ
ルピリジンのようなアリールピリジン、ピリジン、アク
リジン、２−メトキシピリジン、ピリダジン、３−クロ
ロピリジン、キノリン、Ｎ−メチルイミダゾール、Ｎ−
エチルイミダゾール、４、４′−ジピリジン、４−フェ
ニルプロピルピリジン、１−メチルベンズイミダゾー
ル、及び１、４−チアジンを含む。
【００２５】コールドボックス法によるスリーブの硬化
は、スリーブ配合物を型に吹き込む又は押し込み、スリ
ーブに蒸気質又はガス状触媒を接触させることによって
起こる。選択する化学結合剤に依存して、第三級アミ
ン、二酸化炭素、メチルホルメート及び二酸化硫黄のよ
うな種々の蒸気又は蒸気／ガス混合体又はガスを使用で
きる、例えば、アミン蒸気／ガス混合体はフェノール−
ウレタン樹脂と併用される。二酸化硫黄（酸化剤と共
に）は、エポキシ−アクリル樹脂と併用される（米国特
許第４、５２６、２１９号参照）。二酸化炭素（米国特
許第４、９８５、４８９号参照）又はメチルエステル
（米国特許第４、７５０、７１６号参照）は、アルカリ
性フェノールレゾール樹脂と併用される。また、二酸化
炭素はケイ酸塩をベースにした結合剤と併用される（米
国特許第４、３９１、６４２号参照）。
は、スリーブ配合物を型に吹き込む又は押し込み、スリ
ーブに蒸気質又はガス状触媒を接触させることによって
起こる。選択する化学結合剤に依存して、第三級アミ
ン、二酸化炭素、メチルホルメート及び二酸化硫黄のよ
うな種々の蒸気又は蒸気／ガス混合体又はガスを使用で
きる、例えば、アミン蒸気／ガス混合体はフェノール−
ウレタン樹脂と併用される。二酸化硫黄（酸化剤と共
に）は、エポキシ−アクリル樹脂と併用される（米国特
許第４、５２６、２１９号参照）。二酸化炭素（米国特
許第４、９８５、４８９号参照）又はメチルエステル
（米国特許第４、７５０、７１６号参照）は、アルカリ
性フェノールレゾール樹脂と併用される。また、二酸化
炭素はケイ酸塩をベースにした結合剤と併用される（米
国特許第４、３９１、６４２号参照）。
【００２６】結合剤は、米国特許第３、４０９、５７９
号に記載されているようにトリエチルアミンのような第
三級アミンガスを成形されたスリーブ配合物に通すこと
によって硬化されるＥＸＡＣＴＣＡＳＴTMコールドボッ
クスフェノールウレタン結合剤、又は米国特許第４、５
２６、２１９号に記載されているように酸化剤の存在下
で二酸化硫黄で硬化されるエポキシ−アクリル結合剤が
望ましい。典型的なガスの通し時間は、０．５〜３．０
秒、望ましくは０．５〜２．０秒である。
号に記載されているようにトリエチルアミンのような第
三級アミンガスを成形されたスリーブ配合物に通すこと
によって硬化されるＥＸＡＣＴＣＡＳＴTMコールドボッ
クスフェノールウレタン結合剤、又は米国特許第４、５
２６、２１９号に記載されているように酸化剤の存在下
で二酸化硫黄で硬化されるエポキシ−アクリル結合剤が
望ましい。典型的なガスの通し時間は、０．５〜３．０
秒、望ましくは０．５〜２．０秒である。
【００２７】スリーブ配合物は、ケイ酸ナトリウム、充
てん剤及び耐火物のような任意成分を含有する。耐火物
は、断熱スリーブ組成物に使用してスリーブ混合物の融
点を高めるので、スリーブは鋳造工程中に溶融金属と接
触したときに劣化しない。かかる耐火物の例は、シリ
カ、マグネシア、アルミナ、かんらん石、クロマイト、
アルミノケイ酸塩、及び炭化ケイ素、等を含む。これら
耐火物は、スリーブ組成物の重量を基準にして５０重量
％以下、さらに望ましくは２５重量％以下の量で使用す
るのが望ましい。
てん剤及び耐火物のような任意成分を含有する。耐火物
は、断熱スリーブ組成物に使用してスリーブ混合物の融
点を高めるので、スリーブは鋳造工程中に溶融金属と接
触したときに劣化しない。かかる耐火物の例は、シリ
カ、マグネシア、アルミナ、かんらん石、クロマイト、
アルミノケイ酸塩、及び炭化ケイ素、等を含む。これら
耐火物は、スリーブ組成物の重量を基準にして５０重量
％以下、さらに望ましくは２５重量％以下の量で使用す
るのが望ましい。
【００２８】
【実施例】次の実施例の全てにおいて、使用した結合剤
はＥＸＡＣＴＣＡＳＴフェノール−ウレタン結合剤であ
って、Ｉ部とＩＩ部の割合は５５／４５であった。断熱
スリーブ配合物は、１００部の中空アルミノケイ酸塩微
小球、無機結合剤及び８．８％のＥＸＡＣＴＣＳＴTM結
合剤を混合して断熱スリーブ配合物を生成することによ
って調製した。そのスリーブ配合物はＨｏａｒｔＮ−５
０ミキサーで約２〜４時間混合した。その混合物をスリ
ーブの型に注入した。断熱スリーブ配合物は挿入可能な
スリーブの形状を有する型に吹き込み、米国特許第３、
４０９、５７９号に記載されている既知方法に従って窒
素中でトリエチルアミンのガスを１．７ｋｇ／ｃｍ２の
圧力で送った。ガスの送り時間は１秒であり、次に空気
で２．８ｋｇ／ｃｍ２の圧力で３０秒間パージした。得
られたスリーブは内径が６０ｍｍ、外形が８０ｍｍ，高
さが１００ｍｍのインサート可能スリーブであった。
はＥＸＡＣＴＣＡＳＴフェノール−ウレタン結合剤であ
って、Ｉ部とＩＩ部の割合は５５／４５であった。断熱
スリーブ配合物は、１００部の中空アルミノケイ酸塩微
小球、無機結合剤及び８．８％のＥＸＡＣＴＣＳＴTM結
合剤を混合して断熱スリーブ配合物を生成することによ
って調製した。そのスリーブ配合物はＨｏａｒｔＮ−５
０ミキサーで約２〜４時間混合した。その混合物をスリ
ーブの型に注入した。断熱スリーブ配合物は挿入可能な
スリーブの形状を有する型に吹き込み、米国特許第３、
４０９、５７９号に記載されている既知方法に従って窒
素中でトリエチルアミンのガスを１．７ｋｇ／ｃｍ２の
圧力で送った。ガスの送り時間は１秒であり、次に空気
で２．８ｋｇ／ｃｍ２の圧力で３０秒間パージした。得
られたスリーブは内径が６０ｍｍ、外形が８０ｍｍ，高
さが１００ｍｍのインサート可能スリーブであった。
【００２９】硬化したスリーブの引張り強さは、箱型か
ら取出した直後及び２４時間後に測定した。試験スリー
ブをオーブン内で７００℃で６分間（鋳造条件に類似）
ベーキング後に熱間引張り強さも測定した。無機結合剤
の量及びスリーブの引張り強さを表１に示す。それらの
スリーブは、内外共寸法的に正確である。
ら取出した直後及び２４時間後に測定した。試験スリー
ブをオーブン内で７００℃で６分間（鋳造条件に類似）
ベーキング後に熱間引張り強さも測定した。無機結合剤
の量及びスリーブの引張り強さを表１に示す。それらの
スリーブは、内外共寸法的に正確である。
【００３０】全ての文字入り実施例（Ａ）は対照例であ
って、断熱スリーブ組成物に無機結合剤を含有しない。
部は全て重量表示であって、全ての％は、特に断らない
限りスリーブ組成物の重量を基準にした重量％である。
表１には次の略語を使用した： ＩＭＭ ＝ 直後 ＢＡ ＝ ホウ酸 ＰＧ ＝ リン酸塩ガラス ＳＳ ＝ ケイ酸ナトリウム ＴＳ ＝ 引張り強さ
って、断熱スリーブ組成物に無機結合剤を含有しない。
部は全て重量表示であって、全ての％は、特に断らない
限りスリーブ組成物の重量を基準にした重量％である。
表１には次の略語を使用した： ＩＭＭ ＝ 直後 ＢＡ ＝ ホウ酸 ＰＧ ＝ リン酸塩ガラス ＳＳ ＝ ケイ酸ナトリウム ＴＳ ＝ 引張り強さ
【表１】 （断熱スリーブの引張り強さ） 実施例 無機結合剤 無機結合剤 ＩＭＭ ２４時間 ＴＳ ％ ＴＳ ＴＳ 700 ℃Ｘ６分後 Ａ ０ ０ ９６ １３４ ０ １ ＢＡ ３ ８１ １７１ ４３ ２ ＢＡ ５ ６７ １４７ ６３ ３ ＢＡ ７ ５４ １６６ １０９ ４ ＰＧ ３ １４８ １６８ ７ ５ ＰＧ ５ １４５ １７４ ８ ６ ＢＡ／ＳＳ 5.0/0.5 ７７ １４２ ７３
【００３１】表１は、ホウ酸及びリン酸塩を含有する配
合物から作ったスリーブの直後及び２４時間後の引張り
強さが使用条件に適当であり、少量のケイ酸ナトリウム
をスリーブ配合物に添加すると改善できることを示す。
しかしながら、無機結合剤の添加は、鋳造温度で有機結
合剤が劣化するときに必要な熱間強度を改善する。熱間
強度は冷間強度より低いけれども、スリーブが再利用さ
れない場合に鋳型からの取出しが容易になるので、断熱
スリーブの再利用に適する。
合物から作ったスリーブの直後及び２４時間後の引張り
強さが使用条件に適当であり、少量のケイ酸ナトリウム
をスリーブ配合物に添加すると改善できることを示す。
しかしながら、無機結合剤の添加は、鋳造温度で有機結
合剤が劣化するときに必要な熱間強度を改善する。熱間
強度は冷間強度より低いけれども、スリーブが再利用さ
れない場合に鋳型からの取出しが容易になるので、断熱
スリーブの再利用に適する。
【００３２】６．３５ｃｍｘ９．５２ｃｍのインサート
可能スリーブを使用してアルミニウム試験鋳物を作っ
た。それらの鋳物は、約７３０℃の温度を有し広範囲の
凝固範囲を有するアルミニウム合金である溶融アルミニ
ウム９１９を逆さまに配置したインサート可能スタイル
の押湯スリーブに注入することによって作った。その逆
さまのインサート可能押湯スリーブは、溶融金属を満た
すことができるコップを作った。そのスリーブは、その
溶融金属にさらしたときに劣化せず、再利用できた。無
機添加物のないスリーブは注入後数秒以内で壊れ、金属
を凝固完了まで保持しなかった。
可能スリーブを使用してアルミニウム試験鋳物を作っ
た。それらの鋳物は、約７３０℃の温度を有し広範囲の
凝固範囲を有するアルミニウム合金である溶融アルミニ
ウム９１９を逆さまに配置したインサート可能スタイル
の押湯スリーブに注入することによって作った。その逆
さまのインサート可能押湯スリーブは、溶融金属を満た
すことができるコップを作った。そのスリーブは、その
溶融金属にさらしたときに劣化せず、再利用できた。無
機添加物のないスリーブは注入後数秒以内で壊れ、金属
を凝固完了まで保持しなかった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ショーマン、ラルフ イー アメリカ合衆国オハイオ州43026 ヒリ アード クリスタル レイク ドライブ 4680 (56)参考文献 特開 昭57−98641（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−117925（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−511730（ＪＰ，Ａ) 特表2000−501028（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22C 1/00 - 9/30
Claims (11)
- 【請求項１】 下記の成分（Ａ）〜（Ｃ）からなること
を特徴とする断熱スリーブ配合物： （Ａ） 中空のアルミノケイ酸塩微小球からなる主量の
断熱耐火材料； （Ｂ） 成分（Ａ）の重量を基準にして少なくとも５重
量％の化学反応性有機結合剤；及び （Ｃ） ホウ酸、リン酸塩ガラス及びそれらの混合物か
ら選択する熱間強度を増大する量の無機結合剤。 - 【請求項２】 前記無機結合剤がホウ酸であることを特
徴とする請求項１記載の断熱スリーブ配合物。 - 【請求項３】 前記ホウ酸の量が、前記スリーブ配合物
の重量を基準にして３〜１０重量％であることを特徴と
する請求項１記載の断熱スリーブ配合物。 - 【請求項４】 下記の（Ａ）〜（Ｄ）から成る工程によ
って調製されることを特徴とする断熱スリーブ： （Ａ） 請求項１、２又は３の断熱スリーブ配合物をス
リーブの型に導入して未硬化のスリーブを調製する工
程； （Ｂ） 前記工程（Ａ）によって調製された未硬化スリ
ーブに硬化触媒を接触させる工程； （Ｃ） 前記工程（Ｂ）から得られたスリーブを取扱い
可能になるまで硬化させる工程；及び （Ｄ） 前記スリーブを前記スリーブの型から取出す工
程。 - 【請求項５】 前記有機結合剤は、フェノール−ウレタ
ン結合剤及びエポキシ−アクリル結合剤からなる群から
選択することを特徴とする請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 前記結合剤の量は、スリーブ組成物の重
量を基準にして４〜１２重量％であることを特徴とする
請求項５記載の方法。 - 【請求項７】 前記スリーブ組成物における中空のアル
ミノケイ酸塩微小球の量は、スリーブ組成物の重量を基
準にして６０〜９５重量％であることを特徴とする請求
項６記載の方法。 - 【請求項８】 化学結合剤がエポキシ−アクリル結合剤
であり、硬化触媒が蒸気質の第三級アミンであることを
特徴とする請求項７記載の方法。 - 【請求項９】 前記化学結合剤がエポキシ−アクリル結
合剤であり、硬化触媒が二酸化硫黄であることを特徴と
する請求項７記載の方法。 - 【請求項１０】 前記化学結合剤がフェノールウレタン
結合剤であり、硬化触媒が液体第三級アミ触媒であるこ
とを特徴とする請求項７記載の方法。 - 【請求項１１】 下記の工程（１）〜（４）からなるこ
とを特徴とする金属部品の鋳造法： （１） 請求項１〜１０の断熱スリーブを鋳型アセンブ
リを有する鋳造アセンブリ（該鋳型アセンブリの熱伝導
率は前記断熱スリーブの熱伝導率より高い）に挿入する
工程； （２） 金属を液体状態にある間に前記鋳造アセンブリ
に注入する工程； （３） 前記金属を冷却させて凝固させる工程；及び （４） 次に、鋳造金属部品を前記鋳造アセンブリから
分離する工程。
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| DE102008058205A1 (de) * | 2008-11-20 | 2010-07-22 | AS Lüngen GmbH | Formstoffmischung und Speiser für den Aluminiumguss |
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| GB1279096A (en) * | 1969-02-08 | 1972-06-21 | Resil Processes Ltd | Improvements in or relating to refractory compositions |
| SU865119A3 (ru) * | 1977-07-28 | 1981-09-15 | Хута Косьцюшко Пшедсембиоратво Паньствове (Инопредприятие) | Теплоизол ционна смесь дл изготовлени плит в прибыльных надставках сталеразливочных изложниц |
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- 1998-10-05 CA CA002317468A patent/CA2317468C/en not_active Expired - Fee Related
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