JPH0371932B2 - - Google Patents

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JPH0371932B2
JPH0371932B2 JP61280240A JP28024086A JPH0371932B2 JP H0371932 B2 JPH0371932 B2 JP H0371932B2 JP 61280240 A JP61280240 A JP 61280240A JP 28024086 A JP28024086 A JP 28024086A JP H0371932 B2 JPH0371932 B2 JP H0371932B2
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JP
Japan
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water
mold
drying
phlogopite
magnesium sulfate
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JP61280240A
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JPS63132745A (ja
Inventor
Masaki Sakakibara
Takeshi Imura
Akira Sakurai
Mitsuaki Ueno
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は水溶性の鋳型、特に表層部に硫酸マグ
ネシウムの結晶微粒子を含む水溶性鋳型の製造方
法に関するものである。
(従来の技術) 本出願人(本発明者等)はダイカストマシンの
如き圧力鋳造法による鋳造に用い得る中子等の鋳
型として特公昭60−21809号の如き水溶性鋳型の
製造方法を提供した。これは石こう、硫酸マグネ
シウムの水和物及び耐火物を含む混合物に水を加
えてスラリーとし、このスラリーを型に入れて石
こうを凝固せしめることで鋳型形状を成形し、次
いでこの成形物を120℃以下の温度で一次乾燥し、
更に200℃以上の温度で二次乾燥するようにした
ものである。
(発明が解決しようとする問題点) 以上の従来技術によれば、表層部に硫酸マグネ
シウムの微細な結晶が集まり緻密な表層部が形成
でき、強度、耐圧性に優れる鋳型が得られ、又鋳
造後は水に浸漬することにより崩壊し、中子等の
取り除き作業が極めて容易である。
本発明は以上の従来技術の更なる改良を企図
し、更なる耐圧性の向上と崩壊性の向上を図り、
併せて乾燥時間を短縮し、生産性を向上せしめる
べく本発明をなしたものである。
(問題点を解決するための手段) 以上を企図すべく本発明は、石こう、硫酸マグ
ネシウムの水和物、耐火物及び5wt%〜10wt%の
金雲母を含む混合物に水を加えてスラリーとし、
該スラリーを型内に流し込み加圧成形して鋳型形
状の成形物を成形し、該成形物を120℃以下の温
度で一次乾燥した後200℃以上の温度で乾燥させ
るようにしたことである。
(上記手段による作用) 上記手段によれば、所謂フローテーシヨン現象
で硫酸マグネシウムの結晶微粒子が表層部に集ま
り、又金雲母も表層部に集まり、緻密な表層部、
上記の含有量が少ない中間層、上記の含有量が極
めて少ない中心層と層状となり、上記表層部によ
り強度、耐圧性等に優れた鋳型が得られ、一方、
表層部に多く含まれる金雲母は吸水性が高く、水
への浸漬で膨潤し、迅速に容易に崩壊し、崩壊性
に優れる。
(実施例) 次に本発明の好適する−実施例を添付図面を参
照しつつ詳述する。
本発明は石こう、金雲母、硫酸マグネシウムの
水和物の耐火物を含む混合物に水を加えてスラリ
ーとする。このスラリーを型内に流し込んで加圧
成形し、鋳型形状の成形物を作る。かくして得ら
れた成形物を乾燥し、乾燥は先ず120℃以下の温
度で一次乾燥し、乾燥後更に200℃以上の温度で
二次乾燥する。
上記の乾燥において、120℃以下の一次乾燥で
は少くとも6%減水量迄一次乾燥し、爾後マイク
ロウエーブで二次乾燥せしめることが乾燥時間の
短縮化上好ましく、6%減水することにより爾後
急激に乾燥しても割れ等は発生しない。
次に本発明に係る水溶性鋳型の製造方法の一例
を工程順に説明する。
先ず石こう(CaSO4・1/2H2O)に硫酸マグネ
シウム水和物、例えば7水塩(MgSO4・7H2O)
を混合する。この混合割合は硫酸マグネシウムの
量が石こうの量よりも多くなるように、例えば重
量比で3:7以上となるようにする。ところで無
水硫酸マグネシウムを用いず水和物としたのは、
無水硫酸マグネシウムを用いると、後にスラリー
を凝固せしめるさいに無水硫酸マグネシウムは石
こうよりも先に凝固し、フローテーシヨン現象、
即ち混合物中の硫酸マグネシウムの結晶微粒子が
成形物(鋳型)内の水分移動に伴つて成形物の最
外表面に集まる現象が生じなくなり、後に硫酸マ
グネシウムの結晶微粒子を多く含む緻密な表層部
が形成されなくなることによる。又硫酸マグネシ
ウム水和物の添加量を石こう以上としたのは、硫
酸マグネシウムの添加量が少ないと前記したフロ
ーテーシヨン現象が抑制されてしまい、且つ熱間
強度が低下することになる。尚石こうに添加する
硫酸マグネシウム水和物の水分子数は上記に限ら
れず、1、2、4、5、6、12等の水分子が結合
した水和物を使用することが可能である。
以上の混合物、即ち石こうと硫酸マグネシウム
水和物とからなる混合物に粉末耐火物としてムラ
イトフラワーと金雲母を混ぜ、更に粒状耐火物と
して珪砂と水を添加して混合し、スラリーを生成
する。ところで金雲母の配合割合は、石こうに対
して30〜40%(2〜10WT%)になるようにする
と抗析力及び崩壊性の点で好ましい。
ここで金雲母が2WT%以下になると崩壊性が
悪くなり、一方10WT%以上になると抗折力が低
下する。これを第2図に示し、横軸を金雲母の
WT%とし、縦軸を抗折力Kg/cm2とし、図の如く
10WT%を超えると抗折力が低下する。
又第3図は崩壊性を示したグラフで、横軸を溶
解時間(分)とし、縦軸を崩壊性(%)とし、線
Aは金雲母10WT%、線Bは金雲母5WT%で、
これらの場合は溶解時間が極めて短く、一方、金
雲母の含まないものは線Cの如く溶解時間が30分
もかかつた。
以上のようにして得られたスラリーを型内に流
し込み、加圧成形し、約3分間経過した後固化し
た中子を取り出し、鋳型形状をなす成形品を得
る。
かかる成形物を120℃以下の乾燥炉に投入し、
2〜3時間一次乾燥を行う。ここで120℃以下で
一次乾燥を行うとしたのは、120℃以上の温度で
乾燥を行うと石こうの水和物(CaSO4・1/2
H2O)及び硫酸マグネシウム水和物の脱水反応
が急激に発生し、フローテーシヨンによつて生じ
た鋳型最外表面の緻密な層の通気が悪くなつて鋳
型が部分的に破裂状態となり、鋳型としての機能
をなさなくなるからである。
次いで一次乾燥のすんだ成形物を200℃以上の
温度で二次乾燥する。二次乾燥の温度を200℃以
上としたのは、この温度以下で二次乾燥を行う
と、石こうの水和物の脱水反応、即ちCaSO4・1/
2H2O→CaSO4+1/2H2Oの反応が生じないため、
鋳造後に残留結晶水が生じ、製品の悪影響を及ぼ
す虞れがあるからである。
以上の如くして得られた鋳型の抗折力を既述の
如く第2図に示し、金雲母の配合割合により抗折
力が変化するのが理解できる。
そして上記鋳型を中子としてダイカスト鋳造を
行つた結果、鋳造時に中子の変形、割れ、或は中
子表面への溶湯の差し込みもなく、中子は噴射水
の洗浄で容易に崩壊溶出した。第3図に金雲母を
配合したものと配合しないものとの崩壊性を比較
して示し、金雲母は吸水性が高く、給水により膨
潤し、従つて崩壊を促進し、水の噴射や水中への
浸漬で鋳型を迅速に崩壊させることができる。
ところで前記の一次乾燥、二次乾燥に代えて乾
燥時間を大幅に短縮するために120℃以下の乾燥
炉で上記成形物を6%の減衰量迄一次乾燥せし
め、次いでマイクロウエーブで二次乾燥せしめて
も良く、かかる乾燥による乾燥時間と減水量の関
係を第4図に示す。図は横軸を乾燥時間(分)と
し縦軸を減水量(%)とし、120℃で乾燥し、60
分で6%に達し、以後マイクロウエーブで乾燥し
た処従来に比し乾燥時間が大幅に短縮できたこと
が理解できる。
次に具体的実施例を述べる。
実施例 1 硫酸マグネシウム水和物(MgSO4・7H2O)
7WT%、水12WT%に石こう(CaSO4・1/2
H2O)15WT%を混ぜ、これに粉末耐火物として
ムライトフラワー11WT%と金雲母5WT%を添
加し、更に粒状耐火物として珪砂(AFS35)を
50%添加して混合スラリーとした。このスラリー
を振動を与えた型内に流し込み、その後50Kg/cm2
の圧力で加圧し、約3分経過した後凝固した成形
物を取り出し、直ちに90℃の乾燥炉で約3時間一
次乾燥し、その後250℃の乾燥炉で4時間程二次
乾燥せしめて抗折力28Kg/cm2の中子を得る。
以上で得られた中子1の構造は第11図に示す
如く3層からなつており、中子の最外側を形成す
る表層2にはMgSO4が多く含まれており、これ
に鱗片状の金雲母3…が絡み有つて展在し、組織
は硫酸マグネシウムの結晶微粒子を多く含んで極
めて緻密なものになつている。中間層4は表層2
よりもMgSO4の含有量が若干少くなつており、
組織的には若干粗く、最も内側の中心層5は硫酸
マグネシウムの結晶微粒子が極めて少なく、粗い
組織となつている。
以上の中子をシリンダヘツド用のポート中子と
して型内にセツトし、射出圧力600Kg/cm2、溶湯
温度700℃のアルミニウム合金を加圧、鋳造した
処、差し込みの全くない良好な鋳肌の製品が得ら
れる。そして鋳造後の中子の排除には、10Kg/cm2
の圧力で80℃の温水を噴出せしめた処容易に中子
は崩壊溶出した。これは表層部分の金雲母が水を
吸つて膨潤されるで溶出し易くなるのである。
更に前記実施例1の一次、二次乾燥に代え、凝
固した成形物を取り出し、その後120℃以下の乾
燥炉で該成形物を6%の減水量迄一次乾燥し、爾
後マイクロウエーブで5分間二次乾燥せしめ、抗
析力28Kg/cm2の中子を得た。
実施例 2 硫酸マグネシウム水和物(MgSO4・7H2O)
6WT%、石こう(CaSO4・1/2H2O)18WT%、
ムライトフラワー11WT%、金雲母7WT%、珪
砂47WT%、水11WT%を原料として前記実施例
1と同様の条件で自動車用エンジンのシリンダブ
ロツク鋳造用の抗析力26Kg/cm2の中子を製造し
た。
この中子を型にセツトし、射出圧力240Kg/cm2
アルミニウム合金の溶湯温度730℃の条件で自動
車エンジンのシリンダブロツクを鋳造した処、溶
湯の差し込みが全くなく、外観も良好な鋳肌をも
ち、且つ内部も健全な製品が得られた。又鋳造後
の中子の排除も前記と同様に容易に崩壊溶出し
た。
以上実施例では圧力鋳造用の鋳型(中子)とし
て説明したが、重量鋳造や低圧の圧力鋳造に用い
ることができ、この場合には抗析力はさほど高い
ものを要しないから金雲母の含有量を多くするこ
とができ、これによると崩壊性は更に向上し、溶
出排除が更に容易となる。
(発明の効果) 以上で明らかな如く本発明によれば、 成形物の抗析力及び崩壊性との関係において、
使用目的に応じて金雲母の配合割合を適宜に選択
して成形し、耐圧性、崩壊性に優れ、且つ精度、
鋳肌の点でも優れた鋳型が得られ、特に短時間に
成形することが可能で、中子等の製造上極めて有
利であり、又鋳造後は水に浸漬等するだけで容易
に迅速に溶出排除でき、中子等の除去作業が極め
て容易に迅速になし得、中子を用いて鋳造上頗る
有利である等多くの利点がある。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示すもので、第1図
は本発明に係る水溶性鋳型の断面図、第2図は金
雲母の量と抗析力との関係を示すグラフ、第3図
は金雲母の量と溶解性との関係を示すグラフ、第
4図は成形品の減水量と時間との関係を示すグラ
フである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 石こう、硫酸マグネシウムの水和物、耐火物
    及び5wt%〜10wt%の金雲母を含む混合物に水を
    添加してスラリーを得、該スラリーを型内に流し
    込み、加圧成形して鋳型形状の成形物を得、該成
    形物を120℃以下の温度で一次乾燥した後200℃以
    上の温度で乾燥させるようにしたことを特徴とす
    る水溶性鋳型の製造方法。 2 前記特許請求の範囲第1項において、前記成
    形物を120℃以下の温度で少くとも6%減水量迄
    一次乾燥し、爾後マイクロウエーブで二次乾燥す
    るようにした水溶性鋳型の製造方法。
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