JPH05104239A - ２層以上のコーテイングを有する低融点金属の鋳造用器具 - Google Patents
２層以上のコーテイングを有する低融点金属の鋳造用器具Info
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- JPH05104239A JPH05104239A JP3262358A JP26235891A JPH05104239A JP H05104239 A JPH05104239 A JP H05104239A JP 3262358 A JP3262358 A JP 3262358A JP 26235891 A JP26235891 A JP 26235891A JP H05104239 A JPH05104239 A JP H05104239A
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/50—Pouring-nozzles
- B22D41/52—Manufacturing or repairing thereof
- B22D41/54—Manufacturing or repairing thereof characterised by the materials used therefor
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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- B22C3/00—Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低融点金属との反応が抑制され、基材との接
着性が良く、しかも、熱的，機械的衝撃から基材を長期
的に保護することができる耐食性のあるコーティング層
を有する低融点金属鋳造用器具の提供。 【構成】 基材と接触する部分を結合剤として融点が１
０００℃以下のガラス粉末と珪酸塩と燐酸塩の内から選
択された１種以上を用いた接着性コーティング層とし、
溶湯と接触する部分を融点７００℃以上の弗素化合物の
１種以上を５〜８０重量％含有する耐食性コーティング
層で形成したことによって、コーティングを多層化し各
層における必要機能を強化することで、基材の長期的耐
久性を向上させることができる。
着性が良く、しかも、熱的，機械的衝撃から基材を長期
的に保護することができる耐食性のあるコーティング層
を有する低融点金属鋳造用器具の提供。 【構成】 基材と接触する部分を結合剤として融点が１
０００℃以下のガラス粉末と珪酸塩と燐酸塩の内から選
択された１種以上を用いた接着性コーティング層とし、
溶湯と接触する部分を融点７００℃以上の弗素化合物の
１種以上を５〜８０重量％含有する耐食性コーティング
層で形成したことによって、コーティングを多層化し各
層における必要機能を強化することで、基材の長期的耐
久性を向上させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム，亜鉛，
錫等、或いは、それらの合金を含む低融点金属の溶解鋳
造に使用する２層以上のコーティングを有する器具、特
に鋳造用器具に関する。
錫等、或いは、それらの合金を含む低融点金属の溶解鋳
造に使用する２層以上のコーティングを有する器具、特
に鋳造用器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、これらの低融点金属の鋳造用
のストーク，ラドル，温度測定用保護管，溶湯撹拌羽
根，ヒーターチューブ，ガス吹込み管等の器具には、鉄
合金のような金属製、通常の耐火物製、さらには、セラ
ミックス製のものが用いられている。
のストーク，ラドル，温度測定用保護管，溶湯撹拌羽
根，ヒーターチューブ，ガス吹込み管等の器具には、鉄
合金のような金属製、通常の耐火物製、さらには、セラ
ミックス製のものが用いられている。
【０００３】たとえば、アルミニウム合金に対しては、
強度，コスト面並びに形状変更の自由度から一般に鋳鉄
が用いられている。しかし、鋳鉄はアルミニウム溶湯に
接するとその部分が浸食されてアルミニウム溶湯中に溶
け込み、基材の損傷が激しく耐用性がなくなる。また、
アルミニウム合金中に不純物として鉄分が多量に混入す
るためにアルミニウム製品の品質が著しく劣化するとい
う問題がある。
強度，コスト面並びに形状変更の自由度から一般に鋳鉄
が用いられている。しかし、鋳鉄はアルミニウム溶湯に
接するとその部分が浸食されてアルミニウム溶湯中に溶
け込み、基材の損傷が激しく耐用性がなくなる。また、
アルミニウム合金中に不純物として鉄分が多量に混入す
るためにアルミニウム製品の品質が著しく劣化するとい
う問題がある。
【０００４】このため、ファインセラミックス製器具を
用いたり、また鋳鉄表面に種々のコーティングを施すこ
とが提案されている。
用いたり、また鋳鉄表面に種々のコーティングを施すこ
とが提案されている。
【０００５】たとえば、特開昭６０−１８０６５７号公
報には、金属珪素又は金属珪素と耐火性骨材を原料とし
て窒化反応焼結によって得られたセラミックスから作ら
れた低圧鋳造用ストークが開示されている。しかし、セ
ラミックス製にしたことによって製品中への不純物の混
入は避けられるものの、鋳鉄に比べ１０倍以上のコスト
高であり、荷重，熱負荷等の作業条件により破損し易
く、コストの割りには耐用が延びない。また、複雑な鋳
造用部材のセラミックス化は形状に制限を受けるという
欠点がある。
報には、金属珪素又は金属珪素と耐火性骨材を原料とし
て窒化反応焼結によって得られたセラミックスから作ら
れた低圧鋳造用ストークが開示されている。しかし、セ
ラミックス製にしたことによって製品中への不純物の混
入は避けられるものの、鋳鉄に比べ１０倍以上のコスト
高であり、荷重，熱負荷等の作業条件により破損し易
く、コストの割りには耐用が延びない。また、複雑な鋳
造用部材のセラミックス化は形状に制限を受けるという
欠点がある。
【０００６】また、特開昭５６−６７７２号公報には、
アルミニウム又はアルミニウム合金溶湯と接触する鋳造
用器具表面に耐食性がある窒化硼素（ＢＮ）のコーティ
ング層を形成することが開示されている。しかし、ＢＮ
そのものの耐食性は優れてはいるが、コーティング層と
基材の間の接着強度が弱く剥離し易いため、充分な耐久
性は望めない。
アルミニウム又はアルミニウム合金溶湯と接触する鋳造
用器具表面に耐食性がある窒化硼素（ＢＮ）のコーティ
ング層を形成することが開示されている。しかし、ＢＮ
そのものの耐食性は優れてはいるが、コーティング層と
基材の間の接着強度が弱く剥離し易いため、充分な耐久
性は望めない。
【０００７】そこで、耐久性を付与するもの、たとえ
ば、鉄系基材のコーティング材に使用する結合剤の機能
として、 施工時に錆を生じさせないこと 熱膨張が鉄系母材に近いこと 基材との接着性に優れること 耐酸化性に優れること の要求をほぼ満足する各種珪酸塩、または、ほう珪酸ガ
ラスを含む融点が１０００℃以下の各種ガラス粉末など
が一般的に使用されているが、特願平１−３００２５０
号においてはこれらとともに耐食性をもたせるため、融
点７００℃以上の弗素化合物を含有したコーティング材
を提案し、低融点金属の溶解鋳造用器具に単一コーティ
ング層の使用が示されている。しかし、結合剤の使用は
基材の種類によって制限を受け、また、結合剤の種類に
より耐食性が変化することまでは考えられていない。
ば、鉄系基材のコーティング材に使用する結合剤の機能
として、 施工時に錆を生じさせないこと 熱膨張が鉄系母材に近いこと 基材との接着性に優れること 耐酸化性に優れること の要求をほぼ満足する各種珪酸塩、または、ほう珪酸ガ
ラスを含む融点が１０００℃以下の各種ガラス粉末など
が一般的に使用されているが、特願平１−３００２５０
号においてはこれらとともに耐食性をもたせるため、融
点７００℃以上の弗素化合物を含有したコーティング材
を提案し、低融点金属の溶解鋳造用器具に単一コーティ
ング層の使用が示されている。しかし、結合剤の使用は
基材の種類によって制限を受け、また、結合剤の種類に
より耐食性が変化することまでは考えられていない。
【０００８】つまり、珪酸塩のようなアルカリ成分，或
いはほう珪酸ガラス等の低融成分を含有する単一コーテ
ィング層に弗素化合物が存在しても、結合剤成分は還元
されコーティング材を変質し、脆弱化してコーティング
層としての長期的耐久性は望めない。
いはほう珪酸ガラス等の低融成分を含有する単一コーテ
ィング層に弗素化合物が存在しても、結合剤成分は還元
されコーティング材を変質し、脆弱化してコーティング
層としての長期的耐久性は望めない。
【０００９】そこで、かかるコーティング材の結合剤と
してシリカゾル，アルミナゾル等、ゾル状の高耐熱性結
合剤を使用したコーティング層に弗素化合物を存在させ
ると、低融点金属との反応は抑えられるが、基材との接
着が機械的結合力によるため、熱的，機械的衝撃により
コーティング層が容易に剥離し、やはり長期的耐久性は
望めない。
してシリカゾル，アルミナゾル等、ゾル状の高耐熱性結
合剤を使用したコーティング層に弗素化合物を存在させ
ると、低融点金属との反応は抑えられるが、基材との接
着が機械的結合力によるため、熱的，機械的衝撃により
コーティング層が容易に剥離し、やはり長期的耐久性は
望めない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低融
点金属との反応が抑制され、基材との接着性が良く、し
かも、熱的，機械的衝撃から基材を長期的に保護するこ
とができ、耐食性のあるコーティング層を有する低融点
金属鋳造用器具を提供することにある。
点金属との反応が抑制され、基材との接着性が良く、し
かも、熱的，機械的衝撃から基材を長期的に保護するこ
とができ、耐食性のあるコーティング層を有する低融点
金属鋳造用器具を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、低融点金属の
鋳造用器具において、とくに、弗素化合物を含有する耐
食性をもったコーティング材を用いても、基材への接着
性を含め、耐食性、熱的，機械的耐衝撃性を長期的に付
与するためには単一層では限界があるという知見の下で
完成したもので、低融点金属鋳造用器具の基材と接触す
る部分に接着性結合剤を含有するコーティング層（以下
接着性コーティング層）と、溶湯と接触する部分が耐食
性材料を含有するコーティング層（以下耐食性コーティ
ング層）の少なくとも２層以上の複数層を有することを
特徴とする。
鋳造用器具において、とくに、弗素化合物を含有する耐
食性をもったコーティング材を用いても、基材への接着
性を含め、耐食性、熱的，機械的耐衝撃性を長期的に付
与するためには単一層では限界があるという知見の下で
完成したもので、低融点金属鋳造用器具の基材と接触す
る部分に接着性結合剤を含有するコーティング層（以下
接着性コーティング層）と、溶湯と接触する部分が耐食
性材料を含有するコーティング層（以下耐食性コーティ
ング層）の少なくとも２層以上の複数層を有することを
特徴とする。
【００１２】接着性コーティング層の結合剤としては、
基材が鋳鉄のような鉄系材料からなる場合には、無機質
結合剤として珪酸ソーダ，珪酸カリウム等の各種珪酸
塩，硼珪酸ガラス等融点が１０００℃以下の各種ガラス
粉末が好適に使用でき、また、これらを併用できる。ま
た、基材がセラミックス、耐火物系基材に対しては、前
記結合剤の他に、燐酸あるいは燐酸アルミ等、燐酸塩結
合剤が好適に使用でき、ジルコニウム塩，アルミナセメ
ント等の使用も可能である。
基材が鋳鉄のような鉄系材料からなる場合には、無機質
結合剤として珪酸ソーダ，珪酸カリウム等の各種珪酸
塩，硼珪酸ガラス等融点が１０００℃以下の各種ガラス
粉末が好適に使用でき、また、これらを併用できる。ま
た、基材がセラミックス、耐火物系基材に対しては、前
記結合剤の他に、燐酸あるいは燐酸アルミ等、燐酸塩結
合剤が好適に使用でき、ジルコニウム塩，アルミナセメ
ント等の使用も可能である。
【００１３】耐食性付与剤としての弗化アルミニム、弗
化カルシウム、弗化マグネシウム等の融点７００℃以上
の弗素化合物の１種以上も必要量添加できる。
化カルシウム、弗化マグネシウム等の融点７００℃以上
の弗素化合物の１種以上も必要量添加できる。
【００１４】接着性コーティング材を構成する耐火性骨
材としては、酸化アルミニウム，酸化チタニウム，酸化
マグネシウム，酸化珪素，酸化ジルコニウム，シャモッ
ト，ムライト等の各種耐火性酸化物の他に、炭化珪素，
炭化硼素，窒化珪素，窒化硼素，窒化アルミニウム等の
非酸化物粉末、その他金属粉末等コーティング材で一般
に用いるものが使用できる。溶湯と接触する部分の耐食
性コーティング層は、耐食性を付与するため弗化アルミ
ニウム，弗化カルシウム，弗化マグネシウム等の融点７
００℃以上の弗素化合物の一種類以上を５〜８０重量％
使用する。
材としては、酸化アルミニウム，酸化チタニウム，酸化
マグネシウム，酸化珪素，酸化ジルコニウム，シャモッ
ト，ムライト等の各種耐火性酸化物の他に、炭化珪素，
炭化硼素，窒化珪素，窒化硼素，窒化アルミニウム等の
非酸化物粉末、その他金属粉末等コーティング材で一般
に用いるものが使用できる。溶湯と接触する部分の耐食
性コーティング層は、耐食性を付与するため弗化アルミ
ニウム，弗化カルシウム，弗化マグネシウム等の融点７
００℃以上の弗素化合物の一種類以上を５〜８０重量％
使用する。
【００１５】結合剤としては、アルミナゾル，シリカゾ
ル等のゾル状結合剤，燐酸塩結合剤，シラン化合物，金
属アルコキシド，金属アシレート等の高耐熱性結合剤が
使用できる。耐食性骨材としては、炭化珪素，炭化硼
素，窒化珪素，窒化硼素，窒化アルミニウム等の非酸化
物粉末、或いはタルクのうち１種以上が最適であるが、
前記接着性コーティング材の骨材として使用できる各種
耐火性酸化物の使用も可能である。
ル等のゾル状結合剤，燐酸塩結合剤，シラン化合物，金
属アルコキシド，金属アシレート等の高耐熱性結合剤が
使用できる。耐食性骨材としては、炭化珪素，炭化硼
素，窒化珪素，窒化硼素，窒化アルミニウム等の非酸化
物粉末、或いはタルクのうち１種以上が最適であるが、
前記接着性コーティング材の骨材として使用できる各種
耐火性酸化物の使用も可能である。
【００１６】なお、接着性コーティング層の結合剤，骨
材は、膨張係数が基材の膨張係数に極力近くなるように
選定する必要がある。
材は、膨張係数が基材の膨張係数に極力近くなるように
選定する必要がある。
【００１７】各層は５０〜２００μｍの厚みになるよう
にドブ漬け，ハケ塗り，吹付けによって被膜を形成する
ことができる。
にドブ漬け，ハケ塗り，吹付けによって被膜を形成する
ことができる。
【００１８】
【作用】コーティングを多層化し各層における必要機能
を強化することで、基材の長期的耐久性を向上させたも
のである。
を強化することで、基材の長期的耐久性を向上させたも
のである。
【００１９】基材側の層は、基材と熱膨張係数を近似さ
せ、接着性機能を重視した層とすることにより基材と強
固に接着させ、コーティングの接着界面での剥離が防止
できる。鉄系基材の場合、低温で軟化特性を有し熱膨張
が比較的大きな珪酸塩及び又は硼珪酸ガラス等の融点が
１０００℃以下の各種ガラス粉末のような結合剤の使用
は、基材との接着力に加え、熱間での結合剤自体の軟化
特性により、歪みを吸収することができるため、剥離も
起こり難い接着性コーティング層が得られる。セラミッ
クスや耐火物系基材については、上記結合剤の他燐酸塩
結合剤もボンド効果を発揮して剥離も起こり難い接着性
コーティング層が得られる。
せ、接着性機能を重視した層とすることにより基材と強
固に接着させ、コーティングの接着界面での剥離が防止
できる。鉄系基材の場合、低温で軟化特性を有し熱膨張
が比較的大きな珪酸塩及び又は硼珪酸ガラス等の融点が
１０００℃以下の各種ガラス粉末のような結合剤の使用
は、基材との接着力に加え、熱間での結合剤自体の軟化
特性により、歪みを吸収することができるため、剥離も
起こり難い接着性コーティング層が得られる。セラミッ
クスや耐火物系基材については、上記結合剤の他燐酸塩
結合剤もボンド効果を発揮して剥離も起こり難い接着性
コーティング層が得られる。
【００２０】一方、溶湯と接触する側の層には、弗素化
合物を５〜８０重量％含有させることでその表面に緻密
な保護被膜が形成され、被膜効果によってコーティング
層と溶湯との反応が抑制され全体の脆弱化が防止でき
る。
合物を５〜８０重量％含有させることでその表面に緻密
な保護被膜が形成され、被膜効果によってコーティング
層と溶湯との反応が抑制され全体の脆弱化が防止でき
る。
【００２１】耐食性材料として弗素化合物の含有量が５
重量％未満になると耐食性が充分でなく、８０重量％を
越えると熱膨張が大きくなり過ぎるため剥離を起こしや
すくなる。
重量％未満になると耐食性が充分でなく、８０重量％を
越えると熱膨張が大きくなり過ぎるため剥離を起こしや
すくなる。
【００２２】接着性コーティング層と耐食性コーティン
グ層間の熱膨張係数が大きく異なる場合、層間に熱膨張
係数を順次変化させる中間コーティング層（以下中間
層）を１層あるいは２層以上形成することで、熱膨張差
により生じる熱応力を緩和させ層間剥離を抑えることが
できる。
グ層間の熱膨張係数が大きく異なる場合、層間に熱膨張
係数を順次変化させる中間コーティング層（以下中間
層）を１層あるいは２層以上形成することで、熱膨張差
により生じる熱応力を緩和させ層間剥離を抑えることが
できる。
【００２３】
【実施例】添付図１〜図３は本発明を適用できる低融点
金属用器具の例を示す。
金属用器具の例を示す。
【００２４】図１は本発明を鋳造用ストークに適用し
て、その表面に３層からなるコーティング層１０を形成
した例を断面によって示す。
て、その表面に３層からなるコーティング層１０を形成
した例を断面によって示す。
【００２５】同図において、ストーク本体である基材１
上に、接着性コーティング層２と耐食性コーティング層
３の層間にこれらの層２，３の熱膨張差を調整するため
の中間層４を設けて、コーティング層１０を３層によっ
て形成している。
上に、接着性コーティング層２と耐食性コーティング層
３の層間にこれらの層２，３の熱膨張差を調整するため
の中間層４を設けて、コーティング層１０を３層によっ
て形成している。
【００２６】図２は、本発明をラドルに適用して、基材
１の全面に基材１側に接着性コーティング層２を形成
し、また、溶湯側を耐食性コーティング層３の２層構造
のコーティング層１０を形成した例を示す。
１の全面に基材１側に接着性コーティング層２を形成
し、また、溶湯側を耐食性コーティング層３の２層構造
のコーティング層１０を形成した例を示す。
【００２７】図３は、これらのコーティング層１０にお
いて、接着材コーティング層２と耐食性コーティング層
３との間に、接着性コーティング層２に近い熱膨張係数
をもつ中間層５と耐食性コーティング層３に近い熱膨張
係数をもつ中間層６からなる４層を形成した構造例を示
す。
いて、接着材コーティング層２と耐食性コーティング層
３との間に、接着性コーティング層２に近い熱膨張係数
をもつ中間層５と耐食性コーティング層３に近い熱膨張
係数をもつ中間層６からなる４層を形成した構造例を示
す。
【００２８】次に、このコーティング層１０自体の特性
を以下の要領で試験した。
を以下の要領で試験した。
【００２９】試験例１ 試験片としては、直径２０ｍｍ×長さ１００ｍｍの棒状
浸漬器具を用意した。この棒状浸漬器具の材質として鋳
造器具用材質として多用されるＪＩＳ ＦＣ２０の基材
を用いた。
浸漬器具を用意した。この棒状浸漬器具の材質として鋳
造器具用材質として多用されるＪＩＳ ＦＣ２０の基材
を用いた。
【００３０】表１および表２は、コーティングをスラリ
ー状のコーティング材によって形成するときの、接着性
コーティング層２を形成する骨材の化学組成と耐食性コ
ーティング層３を形成する骨材の化学組成を示す。なお
表１の接着性コーティング材の骨材には、ガラス粉末と
して硼珪酸ガラスが含まれている。表３はこの表１と表
２に示す組成を有する骨材を使用して形成した接着性コ
ーティング層２の配合割合と、耐食性コーティング層３
の配合割合を示す。接着性コーティング層２の形成に際
しては、結合剤として珪酸ソーダを、また、耐食性コー
ティング層３の形成にはシリカゾルを用いた。これらに
は溶剤として水が含まれているが、これは熱処理の過程
で消失するため添加量の計算では水を除いた固形分で換
算し、粘性調整用に添加した水は外掛け表示とした。
ー状のコーティング材によって形成するときの、接着性
コーティング層２を形成する骨材の化学組成と耐食性コ
ーティング層３を形成する骨材の化学組成を示す。なお
表１の接着性コーティング材の骨材には、ガラス粉末と
して硼珪酸ガラスが含まれている。表３はこの表１と表
２に示す組成を有する骨材を使用して形成した接着性コ
ーティング層２の配合割合と、耐食性コーティング層３
の配合割合を示す。接着性コーティング層２の形成に際
しては、結合剤として珪酸ソーダを、また、耐食性コー
ティング層３の形成にはシリカゾルを用いた。これらに
は溶剤として水が含まれているが、これは熱処理の過程
で消失するため添加量の計算では水を除いた固形分で換
算し、粘性調整用に添加した水は外掛け表示とした。
【００３１】また、弗素化合物としては弗化カルシウム
を用いた。
を用いた。
【００３２】同表３に示す配合物のコーティング方法
は、ハケ塗りにより基材表面に接着性コーティング層又
は耐食性コーティング層をそれぞれ約１００〜２００μ
ｍ厚に塗布した。これを室温にて養生後熱処理を加え
た。さらに一部の試料は、熱処理が施された接着性コー
ティング層の上に耐食性コーティング層をハケ塗りによ
り施工し、同様に熱処理を行い供試試料とした。試験方
法は、電気炉中でアルミナ坩堝中に金属アルミニウムを
溶かし、７５０℃に保持し、これに上記試験片を予熱後
徐々に溶融アルミニウム中に浸漬した。浸漬後１週間、
４週間、８週間、１２週間で引き上げ、試験後の基材の
損傷量調査及び付着状態の観察を行った。更に耐熱衝撃
性テストを行った。なお、鋳造用金属としてＪＩＳ Ａ
ＤＣ１２のアルミニウム合金を用いた。
は、ハケ塗りにより基材表面に接着性コーティング層又
は耐食性コーティング層をそれぞれ約１００〜２００μ
ｍ厚に塗布した。これを室温にて養生後熱処理を加え
た。さらに一部の試料は、熱処理が施された接着性コー
ティング層の上に耐食性コーティング層をハケ塗りによ
り施工し、同様に熱処理を行い供試試料とした。試験方
法は、電気炉中でアルミナ坩堝中に金属アルミニウムを
溶かし、７５０℃に保持し、これに上記試験片を予熱後
徐々に溶融アルミニウム中に浸漬した。浸漬後１週間、
４週間、８週間、１２週間で引き上げ、試験後の基材の
損傷量調査及び付着状態の観察を行った。更に耐熱衝撃
性テストを行った。なお、鋳造用金属としてＪＩＳ Ａ
ＤＣ１２のアルミニウム合金を用いた。
【００３３】その試験結果を表３の下欄に示す。
【００３４】なお、基材の室温から７００℃までの線膨
張係数は、測定の結果、１４．０×１０-6（１／℃）で
あった。
張係数は、測定の結果、１４．０×１０-6（１／℃）で
あった。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】
【表３】
【００３８】実施例１〜５に示すように接着性コーティ
ング層の上に、弗素化合物を５〜８０重量％含有する耐
食性コーティング層を形成し２層構造とした場合、１２
週間の浸漬後もコーティング層は健全に残存し、基材の
損傷は認められず、また耐スポーリング性も良好であ
る。これは接着性コーティング層が耐食性コーティング
層と基材との接着の役目を果たし、同時にコーティング
層間に発生する応力を緩和する結果、良好な耐スポーリ
ング性を示すものと考えられる。更に、実施例３から接
着性コーティング層に弗素化合物を含有しても何等問題
はないことが判る。
ング層の上に、弗素化合物を５〜８０重量％含有する耐
食性コーティング層を形成し２層構造とした場合、１２
週間の浸漬後もコーティング層は健全に残存し、基材の
損傷は認められず、また耐スポーリング性も良好であ
る。これは接着性コーティング層が耐食性コーティング
層と基材との接着の役目を果たし、同時にコーティング
層間に発生する応力を緩和する結果、良好な耐スポーリ
ング性を示すものと考えられる。更に、実施例３から接
着性コーティング層に弗素化合物を含有しても何等問題
はないことが判る。
【００３９】これに対し、比較例１に示すように、弗素
化合物を含有しない接着性コーティング層の場合は、１
週間浸漬後より基材の溶損が見えはじめ、４週間後には
ほとんど基材が残らない状態となる。比較例２の弗素化
合物の含有量が１０重量％になると、４週間まではアル
ミ溶湯に対する耐食性はあるが、４週間を過ぎ８週間で
はほとんど基材が残っていない。このように、弗素化合
物の存在下でも低融性成分を含んだ珪酸ソーダを結合剤
とした単層施工の場合、１ヶ月以上の耐久性には問題が
ある結果となった。比較例３は、比較例２と同量の弗素
化合物を含み、低融性成分を含まない高耐熱性結合剤
（シリカゾル）を使用したものを単層施工した場合であ
るが、１２週間経過後も基材の損傷は見られない。しか
し、今度は基材への接着不良及び熱膨張差が原因と思わ
れるが、耐スポーリング性の劣化が認められた。
化合物を含有しない接着性コーティング層の場合は、１
週間浸漬後より基材の溶損が見えはじめ、４週間後には
ほとんど基材が残らない状態となる。比較例２の弗素化
合物の含有量が１０重量％になると、４週間まではアル
ミ溶湯に対する耐食性はあるが、４週間を過ぎ８週間で
はほとんど基材が残っていない。このように、弗素化合
物の存在下でも低融性成分を含んだ珪酸ソーダを結合剤
とした単層施工の場合、１ヶ月以上の耐久性には問題が
ある結果となった。比較例３は、比較例２と同量の弗素
化合物を含み、低融性成分を含まない高耐熱性結合剤
（シリカゾル）を使用したものを単層施工した場合であ
るが、１２週間経過後も基材の損傷は見られない。しか
し、今度は基材への接着不良及び熱膨張差が原因と思わ
れるが、耐スポーリング性の劣化が認められた。
【００４０】また、比較例４〜６に示すように、同じ２
層構造でありながら耐食性コーティング層の弗素化合物
の含有量を５重量％未満あるいは８０重量％より多く添
加すると耐久性に問題が出てくる。５重量％未満である
と耐食性が充分でなく、また８０重量％より多くすると
熱膨張差が原因と思われるが、耐スポーリング性の劣化
が認められる。
層構造でありながら耐食性コーティング層の弗素化合物
の含有量を５重量％未満あるいは８０重量％より多く添
加すると耐久性に問題が出てくる。５重量％未満である
と耐食性が充分でなく、また８０重量％より多くすると
熱膨張差が原因と思われるが、耐スポーリング性の劣化
が認められる。
【００４１】次に実施例３のコーティング材を用いた、
アルミニウム合金低圧鋳造装置用ストークに前記実施例
と同様の手法でコーティングを施した実機テストを行っ
た。ストークの基材はＪＩＳ ＦＣ２０である。この結
果、通常１週間で補修となるのに対し、本実施例では
２．５ケ月間無補修で耐用でき、約１０倍の向上が認め
られた。更に、セラミックス製ストーク，ファイバー製
ラドル，アルミニウム合金溶解用鉄鍋に本発明のコーテ
ィング材を施した場合、アルミニウム地金付着が大幅に
抑制され、耐久性が顕著に向上することも確認した。
アルミニウム合金低圧鋳造装置用ストークに前記実施例
と同様の手法でコーティングを施した実機テストを行っ
た。ストークの基材はＪＩＳ ＦＣ２０である。この結
果、通常１週間で補修となるのに対し、本実施例では
２．５ケ月間無補修で耐用でき、約１０倍の向上が認め
られた。更に、セラミックス製ストーク，ファイバー製
ラドル，アルミニウム合金溶解用鉄鍋に本発明のコーテ
ィング材を施した場合、アルミニウム地金付着が大幅に
抑制され、耐久性が顕著に向上することも確認した。
【００４２】以上、低融点合金としてアルミニウム合金
溶湯を例にとり説明したが、亜鉛合金，錫合金において
も良好な結果が得られることを確認した。
溶湯を例にとり説明したが、亜鉛合金，錫合金において
も良好な結果が得られることを確認した。
【００４３】試験例２ 次に接着性コーティング層と耐食性コーティング層の間
に中間層を有する例について試験を行った。この試験例
は、試験例１と同様に、骨材，結合剤，弗素化合物の３
成分の組合せでスラリーを作製し接着性コーティング
材，中間層コーティング材，耐食性コーティング材とし
た。使用した接着性コーティング層及び中間層の化学組
成をそれぞれ表４及び５に示し、骨材中にはガラス粉末
として硼珪酸ガラスが含まれている。なお、耐食性コー
ティング層の骨材としては、表２に示す化学組成のもの
を使用した。
に中間層を有する例について試験を行った。この試験例
は、試験例１と同様に、骨材，結合剤，弗素化合物の３
成分の組合せでスラリーを作製し接着性コーティング
材，中間層コーティング材，耐食性コーティング材とし
た。使用した接着性コーティング層及び中間層の化学組
成をそれぞれ表４及び５に示し、骨材中にはガラス粉末
として硼珪酸ガラスが含まれている。なお、耐食性コー
ティング層の骨材としては、表２に示す化学組成のもの
を使用した。
【００４４】結合剤として、接着性コーティング層及び
中間層には珪酸ソーダを用い、耐食性コーティング層に
はシリカゾルを使用した。また弗素化合物は、弗化カル
シウムを使用した。各コーティング材の結合剤には溶剤
として水が含まれているが、これは熱処理の過程で消失
するために結合剤の添加量の計算法は水を除いた固形分
で換算した。また、粘度調整用に添加した水は外掛け表
示とした。表６には使用した各コーティング材の配合割
合及び熱処理後のコーティング層として線膨張係数を示
している。
中間層には珪酸ソーダを用い、耐食性コーティング層に
はシリカゾルを使用した。また弗素化合物は、弗化カル
シウムを使用した。各コーティング材の結合剤には溶剤
として水が含まれているが、これは熱処理の過程で消失
するために結合剤の添加量の計算法は水を除いた固形分
で換算した。また、粘度調整用に添加した水は外掛け表
示とした。表６には使用した各コーティング材の配合割
合及び熱処理後のコーティング層として線膨張係数を示
している。
【００４５】試験片は６０×１２０×１ｍｍのＳＵＳ３
０４の板状基材を用意した。
０４の板状基材を用意した。
【００４６】なお、ＳＵＳ３０４の膨張係数は１８．７
×１０-6（１／℃）であった。コーティング方法は、ハ
ケ塗りにより母材表面に接着性コーティング材を所定厚
みに塗布する。これを室温にて養生した後、熱処理を加
えた。更に、一部の試料については中間層用コーティン
グ材をハケ塗りで所定厚みに塗布し同様に熱処理を加え
たものと、またその上に、更に耐食性コーティング材を
所定厚み塗布し熱処理を加えて供試試料とした。各コー
ティング層の配合割合は表６に示す通りである。なお、
施工に当たっては、施工厚みの合計が２００μｍになる
ようにした。
×１０-6（１／℃）であった。コーティング方法は、ハ
ケ塗りにより母材表面に接着性コーティング材を所定厚
みに塗布する。これを室温にて養生した後、熱処理を加
えた。更に、一部の試料については中間層用コーティン
グ材をハケ塗りで所定厚みに塗布し同様に熱処理を加え
たものと、またその上に、更に耐食性コーティング材を
所定厚み塗布し熱処理を加えて供試試料とした。各コー
ティング層の配合割合は表６に示す通りである。なお、
施工に当たっては、施工厚みの合計が２００μｍになる
ようにした。
【００４７】試験方法は電気炉中で７５０℃に保持した
溶融アルミニウムにコーティングした試験片を浸漬する
方法で、耐スポーリング性を評価した。溶湯材質は、同
様のＪＩＳ ＡＤＣ１２を用いた。試験結果を表７に示
す。
溶融アルミニウムにコーティングした試験片を浸漬する
方法で、耐スポーリング性を評価した。溶湯材質は、同
様のＪＩＳ ＡＤＣ１２を用いた。試験結果を表７に示
す。
【００４８】
【表４】
【００４９】
【表５】
【００５０】
【表６】
【００５１】
【表７】
【００５２】実施例６〜８は接着性コーティング層と耐
食性コーティング層の間に膨張係数が両方のコーティン
グ層のほぼ中間になるような層（中間層）を形成した場
合である。中間層を形成することで熱応力が緩和され、
耐スポーリング性が著しく改善されることが判る。
食性コーティング層の間に膨張係数が両方のコーティン
グ層のほぼ中間になるような層（中間層）を形成した場
合である。中間層を形成することで熱応力が緩和され、
耐スポーリング性が著しく改善されることが判る。
【００５３】これに対して、比較例７に示すように、膨
張係数が大きく異なる接着性コーティング層と耐食性コ
ーティング層を積層した場合は、焼成後のコーティング
層の状態は異常はないものの、浸漬スポーリング試験を
行うと１回目から部分剥離が発生し、４回目でほとんど
のコーティング層が剥離する結果となった。また、比較
例８は基材との膨張係数が大きく異なる中間層をコーテ
ィングし、更にその上に耐食性コーティング層を積層し
た場合であるが、基材との膨張係数の違いから熱処理の
冷却後にコーティング層が全面剥離し、浸漬スポール試
験は中止した。
張係数が大きく異なる接着性コーティング層と耐食性コ
ーティング層を積層した場合は、焼成後のコーティング
層の状態は異常はないものの、浸漬スポーリング試験を
行うと１回目から部分剥離が発生し、４回目でほとんど
のコーティング層が剥離する結果となった。また、比較
例８は基材との膨張係数が大きく異なる中間層をコーテ
ィングし、更にその上に耐食性コーティング層を積層し
た場合であるが、基材との膨張係数の違いから熱処理の
冷却後にコーティング層が全面剥離し、浸漬スポール試
験は中止した。
【００５４】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。
【００５５】（１）コーティングの接着性と緻密な保護
被膜により、低融点金属との反応を抑制し、熱的，機械
的な衝撃から基材を長期的に保護した耐久性のある低融
点金属鋳造用の器具を提供できる。
被膜により、低融点金属との反応を抑制し、熱的，機械
的な衝撃から基材を長期的に保護した耐久性のある低融
点金属鋳造用の器具を提供できる。
【００５６】（２）緻密な保護膜がコーティング層の脆
弱化防止だけでなく二次的効果として地金付着も防止で
きる。
弱化防止だけでなく二次的効果として地金付着も防止で
きる。
【００５７】（３）器具の耐用性が向上したため、使用
期間も長くなり、中間補修作業の手間が大幅に減少す
る。
期間も長くなり、中間補修作業の手間が大幅に減少す
る。
【図１】 ストークに本発明を適用した例を断面によっ
て示す。
て示す。
【図２】 ラドルに本発明を適用した例を一部断面によ
って示す。
って示す。
【図３】 コーティング層の多層構造の説明図である。
１ 基材 ２ 接着性コーティング層 ３ 耐食性コーティング層 ４，５，６ 中間層 １０ コーティング層
Claims (2)
- 【請求項１】 基材と接触する部分を接着性コーティン
グ材からなる層とし、溶湯と接触する部分は耐食性コー
ティング材からなる層とした２層以上のコーティングを
有する低融点金属の鋳造用器具。 - 【請求項２】 請求項１の記載において、基材と接触す
る部分が、融点が１０００℃以下のガラス粉末と珪酸塩
と燐酸塩の内から選択された一種以上の接着性結合剤を
含有した層、溶湯と接触する部分が耐食性材料として融
点７００℃以上の弗素化合物の一種以上を５〜８０重量
％含有する層からなる、２層以上のコーティングを有す
る低融点金属の鋳造用器具。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3262358A JP3066812B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | ２層以上のコーティングを有する低融点金属の鋳造用器具 |
| CA002079859A CA2079859A1 (en) | 1991-10-09 | 1992-10-05 | Casting apparatus for low-melting metals having two or more coating layers |
| EP92117214A EP0536754A1 (en) | 1991-10-09 | 1992-10-08 | Casting apparatus for low-melting metals having two or more coating layers |
| KR1019920018608A KR100190912B1 (ko) | 1991-10-09 | 1992-10-09 | 2층이상의코팅을가지는저융점금속의주조용기구 |
| US08/226,234 US5452755A (en) | 1991-10-09 | 1994-04-11 | Casting apparatus for low-melting metals having two or more coating layers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3262358A JP3066812B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | ２層以上のコーティングを有する低融点金属の鋳造用器具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05104239A true JPH05104239A (ja) | 1993-04-27 |
| JP3066812B2 JP3066812B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=17374636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3262358A Expired - Fee Related JP3066812B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | ２層以上のコーティングを有する低融点金属の鋳造用器具 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5452755A (ja) |
| EP (1) | EP0536754A1 (ja) |
| JP (1) | JP3066812B2 (ja) |
| KR (1) | KR100190912B1 (ja) |
| CA (1) | CA2079859A1 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007146132A (ja) * | 2005-10-21 | 2007-06-14 | Esk Ceramics Gmbh & Co Kg | 窒化ケイ素を含有する耐久性ハードコーティング |
| JP2007260703A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Nichias Corp | 耐熱性コーティング材及び低融点金属鋳造装置用部材 |
| JP2007268599A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Nichias Corp | 耐熱性コーティング材及び低融点金属鋳造装置用部材 |
| JP2007268572A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Nichias Corp | コーティング材 |
| JP2009528921A (ja) * | 2006-03-07 | 2009-08-13 | カーエス・アルミニウム−テヒノロギー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 非鉄金属鋳造用離型層 |
| KR20140080822A (ko) * | 2012-12-18 | 2014-07-01 | 두산인프라코어 주식회사 | 공작기계 베드 및 그 제조 방법 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2716898B1 (fr) * | 1994-03-01 | 1996-06-07 | Peugeot | Pièce, telle qu'un moule de fonderie, et son procédé de réalisation. |
| FR2850891B1 (fr) * | 2003-02-06 | 2006-08-04 | Acierie Et Fonderie De La Haut | Mode de protection des outils en contact avec les metaux et verres en fusion |
| KR101529193B1 (ko) * | 2013-07-26 | 2015-06-29 | 현대제철 주식회사 | 타이어 코드강 용 턴디쉬 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU130675A1 (ru) * | 1959-11-28 | 1959-11-30 | А.А. Гайлит | Печь дл плавки легких цветных металлов и сплавов |
| US3116524A (en) * | 1960-09-01 | 1964-01-07 | Union Carbide Corp | Mold coating |
| NL279827A (ja) * | 1961-06-23 | |||
| DE1433969B2 (de) * | 1963-11-19 | 1973-02-08 | Larsson, Rune, Sandviken (Schweden) | Fluorhaltige schutzschicht fuer giessformen und verfahren zu ihrer herstellung |
| US3817312A (en) * | 1972-08-30 | 1974-06-18 | Toyota Motor Co Ltd | Method of sulphurizing steel mold parts and parts produced thereby |
| US4174972A (en) * | 1975-05-29 | 1979-11-20 | Drouzy Michel L | Nonfibrous castable refractory concrete having high deflection temperature and high compressive strength and process |
| JPS5519428A (en) * | 1978-07-28 | 1980-02-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Lubricating method in casting mold of horizontal continuous casting method |
| JPS566772A (en) * | 1979-06-28 | 1981-01-23 | Toyota Motor Corp | Instrument for casting |
| JPS5668555A (en) * | 1979-11-12 | 1981-06-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Mold for continuous casting |
| DE3668812D1 (de) * | 1985-08-20 | 1990-03-15 | Varta Batterie | Vorrichtung zum giessen von bleigittern fuer elektrische akkumulatorenplatten und verfahren zu ihrer herstellung. |
| FI75748C (fi) * | 1986-08-15 | 1988-08-08 | Outokumpu Oy | Kokill. |
| SU1417992A1 (ru) * | 1987-01-12 | 1988-08-23 | Предприятие П/Я А-3686 | Покрытие дл чугунных тиглей раздаточных печей при получении отливок из алюминиевых сплавов |
| US4998710A (en) * | 1987-05-22 | 1991-03-12 | Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation | Apparatus for holding and refining of molten aluminum |
| CA1274859A (en) * | 1987-06-26 | 1990-10-02 | Alcan International Limited | Insulating lightweight refractory materials |
| JPH03161162A (ja) * | 1989-11-18 | 1991-07-11 | Kurosaki Refract Co Ltd | コーティング材 |
-
1991
- 1991-10-09 JP JP3262358A patent/JP3066812B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-10-05 CA CA002079859A patent/CA2079859A1/en not_active Abandoned
- 1992-10-08 EP EP92117214A patent/EP0536754A1/en not_active Withdrawn
- 1992-10-09 KR KR1019920018608A patent/KR100190912B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1994
- 1994-04-11 US US08/226,234 patent/US5452755A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007146132A (ja) * | 2005-10-21 | 2007-06-14 | Esk Ceramics Gmbh & Co Kg | 窒化ケイ素を含有する耐久性ハードコーティング |
| JP2009528921A (ja) * | 2006-03-07 | 2009-08-13 | カーエス・アルミニウム−テヒノロギー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 非鉄金属鋳造用離型層 |
| JP4779025B2 (ja) * | 2006-03-07 | 2011-09-21 | カーエス・アルミニウム−テヒノロギー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 非鉄金属鋳造用離型層 |
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| JP2007268599A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Nichias Corp | 耐熱性コーティング材及び低融点金属鋳造装置用部材 |
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| KR20140080822A (ko) * | 2012-12-18 | 2014-07-01 | 두산인프라코어 주식회사 | 공작기계 베드 및 그 제조 방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5452755A (en) | 1995-09-26 |
| JP3066812B2 (ja) | 2000-07-17 |
| CA2079859A1 (en) | 1993-04-10 |
| KR100190912B1 (ko) | 1999-06-01 |
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