JPH01309749A - 金属鋳造品の製造法、該方法を実施するための発泡プラスチック、および発泡性重合体 - Google Patents

金属鋳造品の製造法、該方法を実施するための発泡プラスチック、および発泡性重合体

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JPH01309749A
JPH01309749A JP1016515A JP1651589A JPH01309749A JP H01309749 A JPH01309749 A JP H01309749A JP 1016515 A JP1016515 A JP 1016515A JP 1651589 A JP1651589 A JP 1651589A JP H01309749 A JPH01309749 A JP H01309749A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、発泡プラスチックからなる1回だけ使用し得
る鋳造原型の使用下で実体鋳型鋳造法により金属鋳造品
を製造する方法に関する。
更に、本発明は、該方法を実施するための発泡プラスチ
ック、および発泡性重合体に関する。
従来の技術 実体鋳型鋳造法の場合には、発泡プラスチックからなる
1回だけ使用し得る鋳造原型が使用される。この原型は
、精密鋳造法の場合と同様に鋳型中への溶融液の注入前
にこの鋳型から取除かれるのではなく、実体鋳型中、す
なわち1回だけ使用し得る原型で充填された鋳型中に流
入する金属溶融液によって直接にガス化される(“熱に
よる溶解″)。
1回だけ使用し得る鋳造原型を製造するために使用され
る発泡プラスチックの基材としては、公知技術水準にお
いて実際には専ら発泡ポリスチロールが使用される。
しかし、1回だけ使用し得る鋳造原型に前記発泡材料型
を使用することは、この鋳造原型の熱による溶解の際に
原型重量の約50%が固体炭素(カーボンブラックない
し光沢炭素)の形で生じるという本質的な欠点ををする
。それによれは、実体鋳型鋳造法により製造される鋳造
品の場合には、欠陥が生じうる。更に、この欠陥は、鋳
造品の使用可能性を損ない、したがってこの屡々゛残滓
″と呼ばれる欠陥の発生を一定の範囲内で保持するため
には、特殊な技術的手段が必要とされた。従って、この
目的のために、西ドイツ国特許第1218662号明細
書の記載に相応して発泡プラスチックには難燃剤が添加
され、この難燃剤の遅延作用は、ラジカル形成物質およ
び/または固体炭素としてのカーボンブラックもしくは
黒鉛の添加による発泡材料の分解に基づく。
更に、実体鋳型鋳造法の際に僅かな炭素含量、ひいては
固体炭素の僅かな形成を示すような発泡プラスチックを
ポリスチロール発泡体の代りに使用する試験については
不足しなかった。
しかしながら、固体炭素形成の問題を完全に解決するこ
となしに、前記発泡プラスチックはポリスチロール発泡
体に比して種々の程度に欠点を有することが判明した。
西ドイツ国特許出願第P3802727.5号明細書に
記載の発泡プラスチックからなる1回だけ使用し得る鋳
造原型の使用下で実体鋳型鋳造法により金属鋳造品を製
造する方法を実施する場合には、1回だけ使用し得る鋳
造原型のガス化の際に炭素の形成を完全に阻止するよう
な程度に金属有機化合物含有作用物質を1回だけ使用し
得る鋳造原型に簡単な好ましい方法で添加するという工
業的問題が存在する。この問題を解決するためには、1
回だけ使用し得る鋳造原型のガス化の際に炭素の形成を
部分的または完全に阻止する少なくとも1つの金属有機
化合物含有作用物質それ自体を含有するような発泡材料
を使用することは、有利であることが判明した。
記載した方法で使用するのに適した発泡材料は、発泡性
重合体から得ることができ、発泡材料の製造業者は、こ
の発泡性重合体を発泡剤が添加された発泡剤が添加され
た小さい中実の未発泡のパールの形で入手することがで
きる。このようなパールは、例えば発泡剤の添加下で懸
濁重合によって得ることができる。既に、このパールに
は少なくとも1つの金属有機化合物含有作用物質が混合
されているのが好ましい。このことは、例えば懸濁重合
によって得られたパールを再造粒する際に行なうことが
できる。
発明を達成するための手段 従って、本発明の目的は、金属鋳造品を実体鋳型鋳造法
により1回だけ使用し得る鋳造原型の使用下で製造する
公知の方法で起こる欠点を十分にかまたは完全に排除す
ることにある。この目的は、本発明によれば、特許請求
の範囲請求項1の特徴部の特徴によって達成される。
更に、本発明の対象は、1回だけ使用し得る鋳造原型の
ガス化の際に炭素の形成を部分的または完全に阻止する
、金属有機化合物を含有する少なくとも1つの作用物質
を含有していることを特徴とする、発泡プラスチックか
らなる1回だけ使用し得る鋳造原型の使用下で実体鋳型
鋳造法により金属鋳造品を製造する方法で使用するため
の発泡材料である。
更に、本発明の対象は、1回だけ使用し得る鋳造原型の
ガス化の際に炭素の形成を部分的または完全に阻止する
少なくとも1つの金属有機化合物含有作用物質を含をし
ていることを特徴とする、記載した発泡材料を製造する
ための発泡性重合体である。
また、他面、発泡材料は、押出法によって得ることもで
きる。この場合には、少なくとも1つの金属有機化合物
を含有する材料は、押出すべき重合体に添加される。
金属有機化合物は、溶解されていない微粒状の形で添加
することができるかまたは適当な溶剤中の溶液の形で添
加することができる。すなわち、例えば特に好ましい金
属有機化合物フェロセンは、アルコール、エーテルおよ
びペンゾールに可溶であり、該化合物は、水に不溶であ
る。発泡性重合体としては、本発明によれば、殊に発泡
性ポリスチロールが使用される。
更に、本発明の対象は、本発明方法のための添加剤であ
り、この添加剤は、発泡性重合体への添加剤ならびに発
泡材料に押出可能である重合体、殊にポリスチロールへ
の添加剤の場合に作用物質として少なくとも1つのメタ
ロセンおよび/またはその誘導体を含有することを特徴
とする。
提案された方法によれば、発泡プラスチックの熱による
溶解″または゛ガス化″は、殆んど完全に行なわれ、鋳
塊の場合に固体炭素によって惹起された欠陥、例えば表
面の介在物および加炭は、殆んど生じない。
1つの好ましい構成要件によれば、作用物質としては、
少なくとも1つの金属有機化合物、殊ニメタロセンが使
用される。意外なことに、メタロセン、例えば殊に7エ
ロセン、アルミノセンおよびマンガノセンは、発泡材料
の完全な゛″ガス化パを迅速に有効に生ぜしめることが
見い出された。
また、メタロセンの誘導体も同じ作用を有し、メタロセ
ン化合物もしくは誘導体または混合物がそれによって使
用されるか否かの疑問は、経済的な視点により答えるこ
とができる。
すなわち、フェロセン0.05重量%を添加した鋳造原
型の場合ならびにフェロセン0.1重量%を添加した鋳
造原型の場合に固体炭素の形成は、ガス化過程の間に実
体鋳型中で実体鋳型を鋳鉄溶融液(GGG)で充填した
後に50〜70重量%だけ減少させることができた。例
えば鋳塊表面の品質の損傷のような鋳塊でのこれまで起
こった欠陥を黒鉛の集結によって回避するためには、既
に固体炭素の形成の前記減少で十分である。
実体鋳型の完全の熱による溶解″は、例えば鋳造温度で
溶融液の熱輻射を良好に吸収する有機染料の添加(西ド
イツ国特許第1234937号明細書参照)のような工
業的方法を用いる前記試験の場合に支持された。
更に、前記した効果の強化は、本発明によれば、1回だ
け使用し得る鋳造原型を被覆することができる塗型に作
用物質を添加することによって達成することができた。
多くの場合、品質の申し分のない実体鋳型鋳造品を得る
のに望ましい作用を達成するためには、本発明により提
案された作用物質を塗型のみに対する添加剤として使用
することで十分である。
更に、提案された作用物質を溶融液の流入前または流入
中に過圧または低圧によって専ら1回だけ使用し得る鋳
造原型を包囲する鋳型材料中に導入しかつそれによって
専ら“熱による溶解″からの黒鉛形成の減少を達成する
ことは、有利である。
本発明による構成要件は、所与に応じて個別的に使用す
ることができるかまたは組合せで使用することができる
本発明方法で使用される提案された発泡プラスチックは
、作用物質を既に0.01〜1重量%の量で含有するこ
とができる。特に、発泡プラスチックとしては、少なく
とも1つのメタロセンを作用物質として含有するポリス
チロールが使用される。しかし、別の発泡プラスチック
をポリスチロールとして使用することも可能である。発
泡されたスチロール共重合体、ポリカーボネート、ポリ
オレフィン、ポリウレタン、ポリイソシアヌレート、ポ
リカルボジイミド、ポリメタクリルイミド、ポリアミド
ならびにABS発泡体、フェノール樹脂および尿素樹脂
(UF発泡体)は、使用目的に応じて本発明方法で使用
することができる。
添加剤のためのメタロセンとしては、殊にフェロセン、
アミノセンおよびマンガノセンが常用の鋳造合金からな
る鋳造品の製造に有利であることが判明した。
この場合、使用されたメタロセンの金属成分が金属鋳造
品の製造に使用される溶融液中に含有されている金属の
1つに相当することは、好ましい。
提案した方法で使用される本発明による添加剤は、少な
くとも1つのメタロセン、特にフェロセンおよび/また
はマンガノセンを作用物質として含有する。特に本発明
による添加剤中に含有されている7エロセンおよび/ま
たはマンガノセンの安定性のために、この添加剤は、製
造の際、運転の際および使用の際に、例えば溶液の形で
容易に危険なしに取扱うことができる。
実施例 次に、本発明を実施例につき詳説する。
例1(比較例) 密度約18 kp/ m3を有するポリスチロール発泡
体からなる、自動車鋳造品のだめの完成発泡した原型を
鋳造した。鋳造温度1390°Cを有する鋳鉄合金(G
GG)を溶融液として利用した。最小肉厚は4mmであ
り:鋳塊の重量は約25kgであった。鋳型材料として
は、結合剤不含の石英砂が使用された。第1の試験順序
の場合には、本発明により使用される作用物質を含有し
ない若干の原型を鋳造した。それによって得られた鋳造
品は、特に上向きの表面上での黒鉛の集結による不満足
な表面品質を示した。
例2 同様の方法により、例】の場合と同じ一連の自動車鋳造
品を鋳造したが、使用された発泡材料原型には、フェロ
センが0.05〜0.1%の重量部で添加されていた。
この場合には、例1の鋳造品とは異なり、得られた鋳造
品は、申し分のない鋳塊表面を示した。
例3(比較例) 密度約18 kp/ m’を有するポリスチロール発泡
体からなるギヤボックス(Getriebegehau
se)用原型を鋳造した。溶融液としては、鋳造温度1
360°Cを有する鋳鉄合金(G G)を利用した。平
均的肉厚は35++1mであり:鋳塊の重量は約450
kgであった。鋳型材料としては、7ラン樹脂績合した
鋳物砂が使用された。実体鋳型を製造するために、ポリ
スチロール発泡体が本発明により使用される作用物質を
含有しない若干の原型を使用した。こうして得られた鋳
造品は、特に上向きの表面上での黒鉛の集結による不満
足な表面品質を示した。
筺1 その次に、例3に記載の方法により、一連の同じギヤボ
ックス用原型を鋳造したが、この場合発泡材料原型には
、フェロセンが0.05〜04%の重量含分で添加され
ていた。残りの処理条件は、例3の場合と同様であった
。得られた鋳塊は、申し分のない鋳塊表面を示した。
例5 炭素含有量0,15重量%を有する鋼溶融液を鋳造する
ことによって鋳塊を実体型中で得た。そのために、密度
約18 kp/m3を有するポリスチロール発泡体から
なる原型を使用した。本発明による材料を添加すること
なしに原型を使用した場合には、鋳造品の縁部内で0.
8%までの与炭が観察された。本発明による材料が添加
されている(フェロセン0.05〜1重量%)、密度約
18kp/m3を有するポリスチロール発泡体からなる
原型を使用した場合には、顕著な縁部での加炭を確認す
ることができない鋳塊が得られた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、発泡プラスチックからなる1回だけ使用し得る鋳造
    原型の使用下で実体鋳型鋳造法により金属鋳造品を製造
    する方法において、1回だけ使用し得る鋳造原型のガス
    化の際に炭素の形成を部分的または完全に阻止する、少
    なくともメタロセンおよび/またはその誘導体を含有す
    る少なくとも1つの作用物質を添加することを特徴とす
    る、金属鋳造品の製造法。 2、メタロセンとしてフェロセン、マンガノセンおよび
    /またはアルミノセンを使用し、かつ作用物質として付
    加的に有機染料を使用する、請求項1記載の方法。 3、作用物質を発泡プラスチックに対して0.01〜1
    重量%の量で添加する、請求項1記載の方法。 4、作用物質を1回だけ使用し得る鋳造原型を包囲する
    塗型に添加する、請求項1または2に記載の方法。 5、作用物質を発泡プラスチックからなる1回だけ使用
    し得る鋳造原型を包囲する成形材料成分して添加し、作
    用物質を実体鋳型中への溶融液の流入前または流入中に
    吸引するかまたは圧縮しかつ、少なくとも1つのメタロ
    センを使用し、このメタロセンの金属成分は金属鋳造品
    の製造に使用される溶融液中に含有されている金属の1
    つの相当する、請求項2から4までのいずれか1項に記
    載の方法。 6、請求項1に記載の方法に使用するための発泡プラス
    チックにおいて、本質的にポリスチロールからなり、作
    用物質として少なくとも1つのメタロセンおよび/また
    はその誘導体を0.01〜1重量%の割合で含有するこ
    とを特徴とする、発泡プラスチック。 7、メタロセンとしてフェロセン、アルミノセンおよび
    /またはマンガノセンを含有する、請求項6記載の発泡
    プラスチック。 8、発泡プラスチックからなる1回だけ使用し得る鋳造
    原型の使用下で実体鋳型鋳造法により金属鋳造品を製造
    する方法で使用するために、1回だけ使用し得る鋳造原
    型のガス化の際に炭素の形成を部分的または全体的に阻
    止する、金属有機化合物を含有する少なくとも1つの作
    用物質を含有する発泡材料を製造するための発泡性重合
    体において、1回だけ使用し得る鋳造原型のガス化の際
    に炭素の形成を部分的または全体的に阻止する、金属有
    機化汁物を含有する少なくとも1つの作用物質を含有す
    ることを特徴とする発泡性重合体。 9、作用物質0.01〜1重量%を含有し、金属有機化
    合物がフェロセン、アルミノセンおよび/またはマンガ
    ノセンおよび/またはそれらの誘導体である、請求項7
    記載の発泡性重合体。 10、発泡性ポリスチロールである、請求項7または8
    に記載の発泡性重合体。
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