JPH0325505B2 - - Google Patents
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- JPH0325505B2 JPH0325505B2 JP62116533A JP11653387A JPH0325505B2 JP H0325505 B2 JPH0325505 B2 JP H0325505B2 JP 62116533 A JP62116533 A JP 62116533A JP 11653387 A JP11653387 A JP 11653387A JP H0325505 B2 JPH0325505 B2 JP H0325505B2
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Landscapes
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、鋳造金型の作業塗型に関する。
〔従来の技術〕
従来鋳造金型の作業塗型に関する技術には例え
ば特開昭55−61347号公報の鋳造金型における塗
型形成法がある。 このような従来技術は、第２図に示すように塗
型を基礎塗型と作業塗型との２層とし、先ず金型
の内面にアルミナ又は酸化ジルコニユウムを主材
としたいわゆるセラミツクをロツドプロセス等の
火炎溶射あるいはプラズマジエツトにより溶射し
て基礎塗型を形成する。 その後その金型を９時間かけて480℃迄加熱し、
ジルコン質のパウダーと結合剤と水を混合した作
業塗型材をスプレーガンにより基礎塗型面に吹き
付け２〜５mm厚の作業塗型を形成し、金型の寿命
アツプ及び基礎塗型の寿命アツプを図つていた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、前記従来技術は、 (イ) 基礎塗型と作業塗型の２層塗型とする必要が
あり、手間がかかる。 (ロ) 作業塗型は鋳造毎に、金型を９時間かけて
480℃迄加熱し、作業塗型材を基礎塗型面にス
プレーガンにより吹き付け、２〜５mm厚の作業
塗型を形成する必要がある。 また、鋳造後に、作業塗型の除去作業を行う
必要がある等、鋳造１回毎の作業塗型形成に要
する作業時間及び工数は膨大なものとなつてい
た。 (ハ) 金型を480℃迄加熱するための燃料費が必要
である。 (ニ) ジルコン質等のセラミツクパウダーを結合剤
により結合させるだけなので、作業塗型の強度
が低く、金型の基礎塗型面との接着性が悪い。 さらに吹き付け時に添加した水分が、乾燥時
に完全に除去できない場合が多い。 以上の如き原因により、溶湯注入時に作業塗
型層の割れ、プリスターの発生、剥離等が生
じ、焼着や噛込みが発生していた。 等の多くの問題を有していた。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、かかる問題点を解決した鋳造金型の
作業塗型及び作業塗型溶射方法である。即ち鋳造
金型の内面に、組成がアルミナ（Al2O3）を50〜
80重量％で、残部が主としてジルコン（Al2O3・
ZrO2）であるアルミナジルコン系のセラミツク
スで、該セラミツク層の厚さが0.1〜1.0mmである
溶射皮膜で形成されてなることを特徴とする鋳造
金型の作業塗型及び鋳造金型の内面に、粒子径が
0.001〜0.2mm以下で、組成がアルミナ（Al2O3）
を50〜80重量％で、残部が主としてジルコン
（Al2O3・ZrO2）であるアルミナジルコン系のセ
ラミツクスパウダーを、プロパン酸素の火炎を熱
源として溶射し、厚さが0.1〜1.0mmのセラミツク
ス溶射皮膜を形成することを特徴とする作業塗型
溶射方法である。 なお、ここでいうプロパンガスとは、ブタンと
の混合ガスも含む。 〔作用〕 先ず溶射火炎の熱源をプロパン−酸素とした理
由を述べる。金型にセラミツクパウダーを溶射す
る場合の溶射法としては、熱源がプラズマ、アセ
チレン−酸素、プロパン−酸素等が考えられる。 本発明者らは、内径500ミリメートル、長さ
1000ミリメートルの鋳鋼質金型に上記三法により
溶射施工したが、熱源がプラズマかアセチレン−
酸素で施工した場合、施工時間に比例して金型温
度が上昇することから下地溶射後、金型温度の下
がるのを待つてセラミツク溶射を行つた。これは
金型温度の上昇が金型、下地層およびセラミツク
層の相互の接着状態に影響を及ぼすためで高温火
炎が得られるため、高融点材料の溶融が可能とな
る反面、施工能力が低い。つまり熱容量が小さい
ことによる施工時間の延長が起因している。しか
し、火炎温度が若干低い熱源がプロパン−酸素の
場合、施工能力が大きく短時間で施工が完了する
ため、完了時の金型温度は前述の二法とほぼ同程
度であつた。このことから金型に溶射する場合、
熱容量を大きくとれ施工時間が短い熱源がプロパ
ン−酸素が最適でこのときの火炎温度が約2800℃
である。 ちなみに、従来の熱源がプラズマかアセチレン
−酸素の溶射能力は１Kg／Hr〜数Kg／Hr程度で
あつたものが、本発明の方法では、50〜100Kg／
Hrと大巾に向上した。 次に溶射材料の具備特性としては、火炎温度
2800℃以下で溶融すること、溶融金属に対して耐
火性、耐反応性に優れ、ぬれ性が悪い材料とす
る。また、金型とセラミツク層の接着性を良好と
するため、Ni−Al，Ni−Cr材料を下地溶射する
ことがあるが本発明では、施工コストの低減、施
工時間の短縮を図るため、下地溶射の省略を図
れ、かつセラミツク層の金型との接着性および注
入時の熱衝撃などの熱特性に優れる材料とする。
発明者らは、上記特性を考慮しアルミナ−ジルコ
ン質、アルミナ−シリカ質で粒度が10〜210ミク
ロンの材料を鋳鋼質金型上に0.2ミリメートルの
厚さで溶射した後、溶融金属を注入する方法でテ
ストした結果、溶融状態はいずれの材料でも良好
であることを確認した。またアルミナ−シリカ質
材料では、金型との接着が部分的であつたため、
溶湯注入時、部分剥離することを確認した。しか
しアルミナ−ジルコン質で溶融性を考慮し、アル
ミナが50〜80重量％で残部がジルコンである材料
では金型と良好な接着性を示し、注入時の剥離損
傷も無く、健全なセラミツク層を形成できた。 なお、粒子径を0.01〜0.2mmとしたのは、0.01未
満では粉体輸送経路において流動性が極端に悪化
し、0.2mmをこれるとプロパン−酸素の火炎では
未溶融となるからである。 さらに、作業塗型厚を0.1〜1.0mmとしたのは、
0.1mm未満では金型内面を均一厚さでむらなく溶
射できず、塗型として使用できないこと1.0mmを
こえると剥離傾向が認められるからである。 〔実施例〕 実施例 １ 同一材質、形状の鋳造金型に熱源がプラズマ、
アセチレン−酸素、プロパン−酸素の三法でそれ
ぞれ溶射し鋳鋼2000Kgを注入、脱粋を繰返し行つ
た。溶射条件を表１に、注入条件を表２に示す。
またテスト結果を従来法と比較して表３に示す。
ば特開昭55−61347号公報の鋳造金型における塗
型形成法がある。 このような従来技術は、第２図に示すように塗
型を基礎塗型と作業塗型との２層とし、先ず金型
の内面にアルミナ又は酸化ジルコニユウムを主材
としたいわゆるセラミツクをロツドプロセス等の
火炎溶射あるいはプラズマジエツトにより溶射し
て基礎塗型を形成する。 その後その金型を９時間かけて480℃迄加熱し、
ジルコン質のパウダーと結合剤と水を混合した作
業塗型材をスプレーガンにより基礎塗型面に吹き
付け２〜５mm厚の作業塗型を形成し、金型の寿命
アツプ及び基礎塗型の寿命アツプを図つていた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、前記従来技術は、 (イ) 基礎塗型と作業塗型の２層塗型とする必要が
あり、手間がかかる。 (ロ) 作業塗型は鋳造毎に、金型を９時間かけて
480℃迄加熱し、作業塗型材を基礎塗型面にス
プレーガンにより吹き付け、２〜５mm厚の作業
塗型を形成する必要がある。 また、鋳造後に、作業塗型の除去作業を行う
必要がある等、鋳造１回毎の作業塗型形成に要
する作業時間及び工数は膨大なものとなつてい
た。 (ハ) 金型を480℃迄加熱するための燃料費が必要
である。 (ニ) ジルコン質等のセラミツクパウダーを結合剤
により結合させるだけなので、作業塗型の強度
が低く、金型の基礎塗型面との接着性が悪い。 さらに吹き付け時に添加した水分が、乾燥時
に完全に除去できない場合が多い。 以上の如き原因により、溶湯注入時に作業塗
型層の割れ、プリスターの発生、剥離等が生
じ、焼着や噛込みが発生していた。 等の多くの問題を有していた。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、かかる問題点を解決した鋳造金型の
作業塗型及び作業塗型溶射方法である。即ち鋳造
金型の内面に、組成がアルミナ（Al2O3）を50〜
80重量％で、残部が主としてジルコン（Al2O3・
ZrO2）であるアルミナジルコン系のセラミツク
スで、該セラミツク層の厚さが0.1〜1.0mmである
溶射皮膜で形成されてなることを特徴とする鋳造
金型の作業塗型及び鋳造金型の内面に、粒子径が
0.001〜0.2mm以下で、組成がアルミナ（Al2O3）
を50〜80重量％で、残部が主としてジルコン
（Al2O3・ZrO2）であるアルミナジルコン系のセ
ラミツクスパウダーを、プロパン酸素の火炎を熱
源として溶射し、厚さが0.1〜1.0mmのセラミツク
ス溶射皮膜を形成することを特徴とする作業塗型
溶射方法である。 なお、ここでいうプロパンガスとは、ブタンと
の混合ガスも含む。 〔作用〕 先ず溶射火炎の熱源をプロパン−酸素とした理
由を述べる。金型にセラミツクパウダーを溶射す
る場合の溶射法としては、熱源がプラズマ、アセ
チレン−酸素、プロパン−酸素等が考えられる。 本発明者らは、内径500ミリメートル、長さ
1000ミリメートルの鋳鋼質金型に上記三法により
溶射施工したが、熱源がプラズマかアセチレン−
酸素で施工した場合、施工時間に比例して金型温
度が上昇することから下地溶射後、金型温度の下
がるのを待つてセラミツク溶射を行つた。これは
金型温度の上昇が金型、下地層およびセラミツク
層の相互の接着状態に影響を及ぼすためで高温火
炎が得られるため、高融点材料の溶融が可能とな
る反面、施工能力が低い。つまり熱容量が小さい
ことによる施工時間の延長が起因している。しか
し、火炎温度が若干低い熱源がプロパン−酸素の
場合、施工能力が大きく短時間で施工が完了する
ため、完了時の金型温度は前述の二法とほぼ同程
度であつた。このことから金型に溶射する場合、
熱容量を大きくとれ施工時間が短い熱源がプロパ
ン−酸素が最適でこのときの火炎温度が約2800℃
である。 ちなみに、従来の熱源がプラズマかアセチレン
−酸素の溶射能力は１Kg／Hr〜数Kg／Hr程度で
あつたものが、本発明の方法では、50〜100Kg／
Hrと大巾に向上した。 次に溶射材料の具備特性としては、火炎温度
2800℃以下で溶融すること、溶融金属に対して耐
火性、耐反応性に優れ、ぬれ性が悪い材料とす
る。また、金型とセラミツク層の接着性を良好と
するため、Ni−Al，Ni−Cr材料を下地溶射する
ことがあるが本発明では、施工コストの低減、施
工時間の短縮を図るため、下地溶射の省略を図
れ、かつセラミツク層の金型との接着性および注
入時の熱衝撃などの熱特性に優れる材料とする。
発明者らは、上記特性を考慮しアルミナ−ジルコ
ン質、アルミナ−シリカ質で粒度が10〜210ミク
ロンの材料を鋳鋼質金型上に0.2ミリメートルの
厚さで溶射した後、溶融金属を注入する方法でテ
ストした結果、溶融状態はいずれの材料でも良好
であることを確認した。またアルミナ−シリカ質
材料では、金型との接着が部分的であつたため、
溶湯注入時、部分剥離することを確認した。しか
しアルミナ−ジルコン質で溶融性を考慮し、アル
ミナが50〜80重量％で残部がジルコンである材料
では金型と良好な接着性を示し、注入時の剥離損
傷も無く、健全なセラミツク層を形成できた。 なお、粒子径を0.01〜0.2mmとしたのは、0.01未
満では粉体輸送経路において流動性が極端に悪化
し、0.2mmをこれるとプロパン−酸素の火炎では
未溶融となるからである。 さらに、作業塗型厚を0.1〜1.0mmとしたのは、
0.1mm未満では金型内面を均一厚さでむらなく溶
射できず、塗型として使用できないこと1.0mmを
こえると剥離傾向が認められるからである。 〔実施例〕 実施例 １ 同一材質、形状の鋳造金型に熱源がプラズマ、
アセチレン−酸素、プロパン−酸素の三法でそれ
ぞれ溶射し鋳鋼2000Kgを注入、脱粋を繰返し行つ
た。溶射条件を表１に、注入条件を表２に示す。
またテスト結果を従来法と比較して表３に示す。
【表】
【表】
【表】
従来法では注入１回にほぼ全面の塗型が製品に
被着するのに対し表３に示すように熱源がアセチ
レン−酸素では３回、プラズマでは５回、プロパ
ン−酸素では30回の注入後に一部に剥離が認めら
れた。またいずれの熱源においてもセラミツク層
が剥離するまでは焼着等の欠陥は認められなかつ
た。 実施例 ２ 実施例１と同一条件で遠心鋳造金型に熱源がプ
ロパン−酸素により溶射し、表４の注入条件で鋳
造を繰返した。注入10回まではセラミツク層の剥
離、焼着等の欠陥は認められなかつたが注入11回
目に焼着等の欠陥は無かつたが一部剥離が認めら
れた。また、製品の表面性状は従来法の塗型厚さ
に比し薄くできることから、冷却速度が速くな
り、凝固組織の微細化ができ耐摩耗性、耐肌荒性
の向上が認められた。
被着するのに対し表３に示すように熱源がアセチ
レン−酸素では３回、プラズマでは５回、プロパ
ン−酸素では30回の注入後に一部に剥離が認めら
れた。またいずれの熱源においてもセラミツク層
が剥離するまでは焼着等の欠陥は認められなかつ
た。 実施例 ２ 実施例１と同一条件で遠心鋳造金型に熱源がプ
ロパン−酸素により溶射し、表４の注入条件で鋳
造を繰返した。注入10回まではセラミツク層の剥
離、焼着等の欠陥は認められなかつたが注入11回
目に焼着等の欠陥は無かつたが一部剥離が認めら
れた。また、製品の表面性状は従来法の塗型厚さ
に比し薄くできることから、冷却速度が速くな
り、凝固組織の微細化ができ耐摩耗性、耐肌荒性
の向上が認められた。
以上のごとく、本発明によれば、鋳造製品の表
面性状が大幅に改善され、しかも１回の塗型施工
で、金型の繰返し使用が可能となつた。また、従
来塗型で必須であつた予熱が溶射では不要で、設
備コスト、熱エネルギーの低減および塗型施工の
時間短縮による省力化が図れる。 さらに、塗型厚さを注湯材質に応じて任意に調
整できることから品質の向上が図れることなど工
業的効果は極めて大きい。
面性状が大幅に改善され、しかも１回の塗型施工
で、金型の繰返し使用が可能となつた。また、従
来塗型で必須であつた予熱が溶射では不要で、設
備コスト、熱エネルギーの低減および塗型施工の
時間短縮による省力化が図れる。 さらに、塗型厚さを注湯材質に応じて任意に調
整できることから品質の向上が図れることなど工
業的効果は極めて大きい。
第１図は本発明の鋳造金型の作業塗型の説明
図、第２図は従来の作業塗型の説明図である。 １……鋳造金型、２……作業塗型、３……基礎
塗型、ｔ……作業塗型厚。
図、第２図は従来の作業塗型の説明図である。 １……鋳造金型、２……作業塗型、３……基礎
塗型、ｔ……作業塗型厚。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 鋳造金型の内面に、組成がアルミナ
（Al2O3）を50〜80重量％で、残部が主としてジ
ルコン（Al2O3・ZrO2）であるアルミナジルコン
系のセラミツクスで、該セラミツクス層の厚さが
0.1〜1.0mmである溶射皮膜で形成されてなること
を特徴とする鋳造金型の作業塗型。 ２ 鋳造金型の内面に、粒子径が0.01〜0.2mm以
下で、組成がアルミナ（Al2O3）を50〜80重量％
で、残部が主としてジルコン（Al2O3・ZrO2）で
あるアルミナジルコン系のセラミツクスパウダー
を、プロパン酸素の火炎を熱源として溶射し、厚
さが0.1〜1.0mmのセラミツクス溶射皮膜を形成す
ることを特徴とする作業塗型溶射方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62116533A JPS63282249A (ja) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | 鋳造金型の作業塗型及び作業塗型溶射方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62116533A JPS63282249A (ja) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | 鋳造金型の作業塗型及び作業塗型溶射方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63282249A JPS63282249A (ja) | 1988-11-18 |
| JPH0325505B2 true JPH0325505B2 (ja) | 1991-04-08 |
Family
ID=14689480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62116533A Granted JPS63282249A (ja) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | 鋳造金型の作業塗型及び作業塗型溶射方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63282249A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010063698A (ko) * | 1999-12-24 | 2001-07-09 | 이구택 | 지르콘 농도가 높은 롤 코팅방법 |
-
1987
- 1987-05-13 JP JP62116533A patent/JPS63282249A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63282249A (ja) | 1988-11-18 |
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