JPH10211541A - 耐久性鋳型 - Google Patents
耐久性鋳型Info
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- JPH10211541A JPH10211541A JP9012571A JP1257197A JPH10211541A JP H10211541 A JPH10211541 A JP H10211541A JP 9012571 A JP9012571 A JP 9012571A JP 1257197 A JP1257197 A JP 1257197A JP H10211541 A JPH10211541 A JP H10211541A
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/06—Aluminous cements
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 繰り返し使用でき、注湯された溶湯の冷却速
度を制御できる耐久性鋳型を提供すること。 【解決手段】 炭化珪素８５〜９５重量％と粘結剤とし
てアルミナ、シリカをそれぞれ２〜５重量％、硬化剤と
してポルトランドセメント１〜５重量％よりなり、焼結
して得られる耐久性鋳型である。炭化珪素粉末に粘結剤
としてアルミナ、シリカをそれぞれ２〜５重量％、硬化
剤としてポルトランドセメント１〜５重量％添加し、炭
化珪素含有量が重量％で８５〜９５重量％となるように
混合調整した粉末に、該混合調整した粉末１００に対し
て５〜１０重量％の水を添加してスラリーとし、該スラ
リーを型内に流し込み成形・乾燥した後、１０００〜１
２００°Ｃで１〜１０時間の焼結を施して得られる耐久
性鋳型である。なお、粘結剤としてはアルミナセメント
粉末としてもよい。
度を制御できる耐久性鋳型を提供すること。 【解決手段】 炭化珪素８５〜９５重量％と粘結剤とし
てアルミナ、シリカをそれぞれ２〜５重量％、硬化剤と
してポルトランドセメント１〜５重量％よりなり、焼結
して得られる耐久性鋳型である。炭化珪素粉末に粘結剤
としてアルミナ、シリカをそれぞれ２〜５重量％、硬化
剤としてポルトランドセメント１〜５重量％添加し、炭
化珪素含有量が重量％で８５〜９５重量％となるように
混合調整した粉末に、該混合調整した粉末１００に対し
て５〜１０重量％の水を添加してスラリーとし、該スラ
リーを型内に流し込み成形・乾燥した後、１０００〜１
２００°Ｃで１〜１０時間の焼結を施して得られる耐久
性鋳型である。なお、粘結剤としてはアルミナセメント
粉末としてもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属溶湯鋳造用と
して繰り返し使用できる鋳型、いわゆる耐久性鋳型に関
する。
して繰り返し使用できる鋳型、いわゆる耐久性鋳型に関
する。
【０００２】
【従来の技術】鋳鉄の鋳造に使用される鋳型は、コスト
や生産性に優れる生砂鋳型を中心とした砂型が一般的で
ある。しかしながら、砂型は砂そのものに起因する砂噛
み不良や砂の廃棄等、抱える課題も多い。一方、金型鋳
造ではこのような砂に起因する課題を解決でき、さらに
金型内での金属溶湯の冷却制御が可能なため、急冷によ
る緻密な金属組織や内引けの対策が可能等の長所があ
る。しかし、金型そのものの製作コストが高く、砂型の
ように多数の鋳型を使えないため生産性が劣る等の理由
により、全体として製造コストが高くなるため、量産さ
れる鋳鉄製部品の製造への金型鋳造の適用は拡大してい
ない。
や生産性に優れる生砂鋳型を中心とした砂型が一般的で
ある。しかしながら、砂型は砂そのものに起因する砂噛
み不良や砂の廃棄等、抱える課題も多い。一方、金型鋳
造ではこのような砂に起因する課題を解決でき、さらに
金型内での金属溶湯の冷却制御が可能なため、急冷によ
る緻密な金属組織や内引けの対策が可能等の長所があ
る。しかし、金型そのものの製作コストが高く、砂型の
ように多数の鋳型を使えないため生産性が劣る等の理由
により、全体として製造コストが高くなるため、量産さ
れる鋳鉄製部品の製造への金型鋳造の適用は拡大してい
ない。
【０００３】特開昭５０−６２１２３号公報では、耐久
鋳型に使用されるバインダーを組合せ複合することによ
る性能の向上と、骨材に熱伝導の良い材料を混合してク
ラックを発生し難くして耐用寿命を大巾に向上させた搗
き固め式の耐久鋳型を開示している。すなわち、「骨
材、バインダー、硬化剤を含有してなる搗き固め式の耐
久鋳型において、バインダーとしてりん酸系バインダー
とコロイダルシリカを複合して用い、骨材にＳｉＣを混
合することにより、エロージョンを防止し、かつ耐久
性、強度、耐剥離性及び耐熱衝撃性を向上させた耐久鋳
型。」を提案している。
鋳型に使用されるバインダーを組合せ複合することによ
る性能の向上と、骨材に熱伝導の良い材料を混合してク
ラックを発生し難くして耐用寿命を大巾に向上させた搗
き固め式の耐久鋳型を開示している。すなわち、「骨
材、バインダー、硬化剤を含有してなる搗き固め式の耐
久鋳型において、バインダーとしてりん酸系バインダー
とコロイダルシリカを複合して用い、骨材にＳｉＣを混
合することにより、エロージョンを防止し、かつ耐久
性、強度、耐剥離性及び耐熱衝撃性を向上させた耐久鋳
型。」を提案している。
【０００４】また、特開昭４９−３５２２４号公報に
は、従来のセラミック質鋳型の欠点を改良し、金型に匹
敵する耐久度を有するセラミック質鋳型を提供するた
め、特定のセラミック材料を特定の条件下で処理するこ
とにより、膨張、収縮がほとんど認められず、しかも鋳
造金属に対し、ほとんど濡れ性を示さないという耐久性
セラミック質鋳型の製造方法を開示している。すなわ
ち、「（１）（イ）溶融ケイ酸のスリップ２０〜９０重
量部、（ロ）粒径２５０〜５０００μの粒子を５０重量
％以上含む溶融ケイ酸５〜７５重量部および（ハ）溶融
ケイ酸より熱伝導率の高い無機質材料５〜６０重量部か
らなる調合物を水分１５重量％以下において成形し、乾
燥後８００〜１２００°Ｃで加熱焼成する耐久性セラミ
ック質鋳型の製造方法。（２）（イ）溶融ケイ酸のスリ
ップ２０〜９０重量部、（ロ）粒径２５０〜５０００μ
の粒子を５０重量％以上含む溶融ケイ酸５〜７５重量部
および（ハ）溶融ケイ酸より熱伝導率の高い無機質材料
５〜６０重量部および（ニ）これらの全重量に対し４〜
２０重量％の気硬性もしくは熱硬化性のバインダーから
なる調合物を成形後４００°Ｃ以下で十分乾燥する耐久
性セラミック質鋳型の製造方法。」を提案している。
は、従来のセラミック質鋳型の欠点を改良し、金型に匹
敵する耐久度を有するセラミック質鋳型を提供するた
め、特定のセラミック材料を特定の条件下で処理するこ
とにより、膨張、収縮がほとんど認められず、しかも鋳
造金属に対し、ほとんど濡れ性を示さないという耐久性
セラミック質鋳型の製造方法を開示している。すなわ
ち、「（１）（イ）溶融ケイ酸のスリップ２０〜９０重
量部、（ロ）粒径２５０〜５０００μの粒子を５０重量
％以上含む溶融ケイ酸５〜７５重量部および（ハ）溶融
ケイ酸より熱伝導率の高い無機質材料５〜６０重量部か
らなる調合物を水分１５重量％以下において成形し、乾
燥後８００〜１２００°Ｃで加熱焼成する耐久性セラミ
ック質鋳型の製造方法。（２）（イ）溶融ケイ酸のスリ
ップ２０〜９０重量部、（ロ）粒径２５０〜５０００μ
の粒子を５０重量％以上含む溶融ケイ酸５〜７５重量部
および（ハ）溶融ケイ酸より熱伝導率の高い無機質材料
５〜６０重量部および（ニ）これらの全重量に対し４〜
２０重量％の気硬性もしくは熱硬化性のバインダーから
なる調合物を成形後４００°Ｃ以下で十分乾燥する耐久
性セラミック質鋳型の製造方法。」を提案している。
【０００５】上記特開昭５０−６２１２３号公報に記載
の発明は、搗き固め式のため、成型するために工数がか
かり、搗き固めが不十分な場合欠陥が発生しやすいとい
う、コスト上および強度上の問題点がある。また上記特
開昭４９−３５２２４号公報に記載の発明は、溶融ケイ
酸を成分の主体とするため、熱伝導率において金型に著
しく劣り冷却速度の低下を招く。その結果、鋳造金属の
組織の粗大化や鋳造サイクルの延長が問題となり、金型
に対し、品質、コスト両面で有利にならないという問題
点がある。
の発明は、搗き固め式のため、成型するために工数がか
かり、搗き固めが不十分な場合欠陥が発生しやすいとい
う、コスト上および強度上の問題点がある。また上記特
開昭４９−３５２２４号公報に記載の発明は、溶融ケイ
酸を成分の主体とするため、熱伝導率において金型に著
しく劣り冷却速度の低下を招く。その結果、鋳造金属の
組織の粗大化や鋳造サイクルの延長が問題となり、金型
に対し、品質、コスト両面で有利にならないという問題
点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特開
昭５０−６２１２３号公報や特開昭４９−３５２２４号
公報に記載の発明における課題や、鋳鉄用の砂型の課題
を解決し、さらに金型の抱えるコストの課題も解決する
鋳型を提供することにある。つまり、品質の優れた鋳鉄
製部品を安価なコストで製造できる繰り返し使用可能な
鋳型を提供することにある。
昭５０−６２１２３号公報や特開昭４９−３５２２４号
公報に記載の発明における課題や、鋳鉄用の砂型の課題
を解決し、さらに金型の抱えるコストの課題も解決する
鋳型を提供することにある。つまり、品質の優れた鋳鉄
製部品を安価なコストで製造できる繰り返し使用可能な
鋳型を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、セラミッ
ク材よりなるスラリーを流し込んで成形し、焼結してセ
ラミック材よりなる鋳型とし、繰り返し使用することが
可能で、金型同様に冷却制御が可能な耐久性鋳型を発明
した。即ち、本発明の耐久性鋳型は、炭化珪素８５〜９
５重量％と粘結剤としてアルミナ、シリカをそれぞれ２
〜５重量％、硬化剤としてポルトランドセメント１〜５
重量％を含有し、焼結して得られることを特徴とする。
ク材よりなるスラリーを流し込んで成形し、焼結してセ
ラミック材よりなる鋳型とし、繰り返し使用することが
可能で、金型同様に冷却制御が可能な耐久性鋳型を発明
した。即ち、本発明の耐久性鋳型は、炭化珪素８５〜９
５重量％と粘結剤としてアルミナ、シリカをそれぞれ２
〜５重量％、硬化剤としてポルトランドセメント１〜５
重量％を含有し、焼結して得られることを特徴とする。
【０００８】本発明の耐久性鋳型は、炭化珪素粉末に粘
結剤としてアルミナ、シリカをそれぞれ２〜５重量％、
硬化剤としてポルトランドセメント１〜５重量％を添加
し、炭化珪素含有量が８５〜９５重量％となるように混
合調整した粉末、該混合調整した粉末１００に対して５
〜１０重量％の水を添加してスラリーとし、該スラリー
を型内に流し込み成形・乾燥した後、１０００〜１２０
０°Ｃにて１〜１０時間の焼結を施して得られることを
特徴とする。
結剤としてアルミナ、シリカをそれぞれ２〜５重量％、
硬化剤としてポルトランドセメント１〜５重量％を添加
し、炭化珪素含有量が８５〜９５重量％となるように混
合調整した粉末、該混合調整した粉末１００に対して５
〜１０重量％の水を添加してスラリーとし、該スラリー
を型内に流し込み成形・乾燥した後、１０００〜１２０
０°Ｃにて１〜１０時間の焼結を施して得られることを
特徴とする。
【０００９】また、本発明の耐久性鋳型は、前記ポルト
ランドセメントに代えて、アルミナセメント粉末とした
ことを特徴とする。なお、焼結のときの雰囲気はアルゴ
ンガス等の不活性雰囲気が好ましい。このようにして得
られる本発明の耐久性鋳型は、炭化珪素をその成分の主
体とするため、金型の場合よりも冷却速度がやや小さい
が、砂鋳型の場合よりも冷却速度が大であるので適切な
金属組織およびサイクルタイムが得られ、本発明の耐久
性鋳型を使用することにより製品品質および作業効率の
向上が図れる。さらに経済的には、本発明の耐久性鋳型
の製作にはスラリーの流し込み用に木製模型を使用でき
るため、耐久性鋳型自体の製作コストが有利である。ま
た、生砂鋳型等に比べ、使用時に粉塵等の発生がないの
で、作業環境の改善に寄与することができる。
ランドセメントに代えて、アルミナセメント粉末とした
ことを特徴とする。なお、焼結のときの雰囲気はアルゴ
ンガス等の不活性雰囲気が好ましい。このようにして得
られる本発明の耐久性鋳型は、炭化珪素をその成分の主
体とするため、金型の場合よりも冷却速度がやや小さい
が、砂鋳型の場合よりも冷却速度が大であるので適切な
金属組織およびサイクルタイムが得られ、本発明の耐久
性鋳型を使用することにより製品品質および作業効率の
向上が図れる。さらに経済的には、本発明の耐久性鋳型
の製作にはスラリーの流し込み用に木製模型を使用でき
るため、耐久性鋳型自体の製作コストが有利である。ま
た、生砂鋳型等に比べ、使用時に粉塵等の発生がないの
で、作業環境の改善に寄与することができる。
【００１０】本発明の耐久性鋳型を構成する材料につい
て以下説明する。 １）炭化珪素（ＳｉＣ）の平均粒度 炭化珪素（ＳｉＣ）粉末は、炉や取鍋の壁用材料として
通常平均粒度２〜５ｍｍのものが販売されているが、こ
のように粒度が２〜５ｍｍのもので鋳型を製作した場合
には、複雑な形状の鋳型の場合鋳型面と模型面との抵抗
が大きくなって、型抜きが困難となる。また、綺麗な肌
を有する鋳物を得ることができない。従って、本発明の
耐久性鋳型を構成する骨材としての炭化珪素（ＳｉＣ）
粉末の平均粒度は、平均粒度２〜５ｍｍのものをさらに
粉砕して得られる平均粒度５００μｍ以下とすることが
好ましい。特に綺麗な肌を有する鋳物用の場合には平均
粒度は１０μｍ以下が好ましい。ただし、鋳型の要求機
能によって多少面粗さが大きくなっても差し支えない場
合は、２〜５ｍｍの炭化珪素を配合し、鋳型の耐久性を
向上させることもできる。
て以下説明する。 １）炭化珪素（ＳｉＣ）の平均粒度 炭化珪素（ＳｉＣ）粉末は、炉や取鍋の壁用材料として
通常平均粒度２〜５ｍｍのものが販売されているが、こ
のように粒度が２〜５ｍｍのもので鋳型を製作した場合
には、複雑な形状の鋳型の場合鋳型面と模型面との抵抗
が大きくなって、型抜きが困難となる。また、綺麗な肌
を有する鋳物を得ることができない。従って、本発明の
耐久性鋳型を構成する骨材としての炭化珪素（ＳｉＣ）
粉末の平均粒度は、平均粒度２〜５ｍｍのものをさらに
粉砕して得られる平均粒度５００μｍ以下とすることが
好ましい。特に綺麗な肌を有する鋳物用の場合には平均
粒度は１０μｍ以下が好ましい。ただし、鋳型の要求機
能によって多少面粗さが大きくなっても差し支えない場
合は、２〜５ｍｍの炭化珪素を配合し、鋳型の耐久性を
向上させることもできる。
【００１１】２）混合調整した粉末中の炭化珪素（Ｓｉ
Ｃ）の含有量：８５〜９５重量％ 炭化珪素（ＳｉＣ）９０重量％を含有したセラミック材
料を調査した結果、下記〜に示す特性を有すること
を勘案し、砂型と金型の中間の冷却速度、どちらかと言
うと金型に近い冷却速度を有する高い熱伝導率を付与す
るために、下限を８５重量％とし、上限の含有量は高い
熱伝導率の付与とともに経済的観点から９５重量％とす
る。 耐熱衝撃性に優れている。耐スラグ浸食性を有す
る。 ＳｉＯ2を９５重量％含有する鋳物砂の熱伝導率
（１．０Ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃ）に比較して高い熱伝導率
（８．６Ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃ）を有する。 軟化開始温度が高い（１６００〜１８００°Ｃ）。 常温耐圧強度（１０００Ｋｇｆ／ｃｍ2）も十分であ
る。 気孔率２４％を有する。 熱膨張係数（〜１４００°Ｃ）が小さい（０．７
％）。
Ｃ）の含有量：８５〜９５重量％ 炭化珪素（ＳｉＣ）９０重量％を含有したセラミック材
料を調査した結果、下記〜に示す特性を有すること
を勘案し、砂型と金型の中間の冷却速度、どちらかと言
うと金型に近い冷却速度を有する高い熱伝導率を付与す
るために、下限を８５重量％とし、上限の含有量は高い
熱伝導率の付与とともに経済的観点から９５重量％とす
る。 耐熱衝撃性に優れている。耐スラグ浸食性を有す
る。 ＳｉＯ2を９５重量％含有する鋳物砂の熱伝導率
（１．０Ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃ）に比較して高い熱伝導率
（８．６Ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃ）を有する。 軟化開始温度が高い（１６００〜１８００°Ｃ）。 常温耐圧強度（１０００Ｋｇｆ／ｃｍ2）も十分であ
る。 気孔率２４％を有する。 熱膨張係数（〜１４００°Ｃ）が小さい（０．７
％）。
【００１２】３）粘結剤：２〜５重量％ 本発明の耐久性鋳型では、高い熱伝導率の付与するため
に炭化珪素（ＳｉＣ）含有量を８５〜９５重量％を含有
させることを特徴とする。従って粘結剤は粘結性を損わ
れない最小限の量とする。粘結剤としてはアルミナ、シ
リカをそれぞれ２〜５重量％とする。
に炭化珪素（ＳｉＣ）含有量を８５〜９５重量％を含有
させることを特徴とする。従って粘結剤は粘結性を損わ
れない最小限の量とする。粘結剤としてはアルミナ、シ
リカをそれぞれ２〜５重量％とする。
【００１３】４）硬化剤：１〜５重量％ 硬化剤としては、ポルトランドセメント１〜５重量％と
するが、ポルトランドセメントに代えてアルミナセメン
ト粉末としてもよい。なおアルミナセメント粉末の粒度
は１００μｍ以下が好ましい。
するが、ポルトランドセメントに代えてアルミナセメン
ト粉末としてもよい。なおアルミナセメント粉末の粒度
は１００μｍ以下が好ましい。
【００１４】５）水：５〜１０重量％ 水の添加量が５重量％未満では、良好な流動性を有する
スラリーが得られず、一方１０重量％を越えるとスラリ
ーの流動性は非常に良好となるが、スラリー流し込み後
の乾燥時間が長くなること、また乾燥時のクラックの発
生を助長することから水の添加量を混合調整した粉末１
００に対して５〜１０重量％とする。
スラリーが得られず、一方１０重量％を越えるとスラリ
ーの流動性は非常に良好となるが、スラリー流し込み後
の乾燥時間が長くなること、また乾燥時のクラックの発
生を助長することから水の添加量を混合調整した粉末１
００に対して５〜１０重量％とする。
【００１５】６）焼結条件：焼結温度１０００〜１２０
０°Ｃおよび焼結時間１〜１０時間 焼結温度が１０００°Ｃ以下では焼結後の鋳型強度が劣
り、一方１２００°Ｃを越える焼結温度ではＳｉＯ2が
溶出してガラス状のあぶく肌が生じるため、焼結温度を
１０００〜１２００°Ｃとする。また焼結時間は、焼結
温度１０００〜１２００°Ｃにおいて１時間以上１０時
間で十分な焼結が得られる。なお、焼結作業はアルゴン
ガス等の不活性ガス雰囲気中で行なうのが好ましい。
０°Ｃおよび焼結時間１〜１０時間 焼結温度が１０００°Ｃ以下では焼結後の鋳型強度が劣
り、一方１２００°Ｃを越える焼結温度ではＳｉＯ2が
溶出してガラス状のあぶく肌が生じるため、焼結温度を
１０００〜１２００°Ｃとする。また焼結時間は、焼結
温度１０００〜１２００°Ｃにおいて１時間以上１０時
間で十分な焼結が得られる。なお、焼結作業はアルゴン
ガス等の不活性ガス雰囲気中で行なうのが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について実施
例に基づき説明する。 （実施例１） 重量％で、平均粒度１０μｍのＳｉＣ粉
末９０％、アルミナ４％、シリカ３％、ポルトランドセ
メント３％よりなる原料粉末１００に対して、水を８％
添加し、混練した後、得られたスラリーを木製模型に流
し込んで成形し、離型した後、２００°Ｃで２４時間の
乾燥を行ない、アルゴンガス雰囲気中で１２００°Ｃ×
５時間焼結して耐久性鋳型を製作した。次いで、この耐
久性鋳型を４００°Ｃに予熱し、球状黒鉛鋳鉄溶湯を１
４００°Ｃで注湯し、８００°Ｃで型バラシ（解体）を
行なった。以後、同様の注湯を１００回まで繰り返し行
なった。第１回目の注湯後での鋳放し鋳物肌の面粗さＲ
ａは３．３ミクロンであった。また、第１００回目の注
湯後での鋳放し鋳物肌の面粗さＲａは２．０ミクロンで
あった。このことから、本発明の耐久性鋳型を繰り返し
使用した場合でも、注湯後での鋳放し鋳物肌の面粗さに
は何等問題を生じないことが確認できた。
例に基づき説明する。 （実施例１） 重量％で、平均粒度１０μｍのＳｉＣ粉
末９０％、アルミナ４％、シリカ３％、ポルトランドセ
メント３％よりなる原料粉末１００に対して、水を８％
添加し、混練した後、得られたスラリーを木製模型に流
し込んで成形し、離型した後、２００°Ｃで２４時間の
乾燥を行ない、アルゴンガス雰囲気中で１２００°Ｃ×
５時間焼結して耐久性鋳型を製作した。次いで、この耐
久性鋳型を４００°Ｃに予熱し、球状黒鉛鋳鉄溶湯を１
４００°Ｃで注湯し、８００°Ｃで型バラシ（解体）を
行なった。以後、同様の注湯を１００回まで繰り返し行
なった。第１回目の注湯後での鋳放し鋳物肌の面粗さＲ
ａは３．３ミクロンであった。また、第１００回目の注
湯後での鋳放し鋳物肌の面粗さＲａは２．０ミクロンで
あった。このことから、本発明の耐久性鋳型を繰り返し
使用した場合でも、注湯後での鋳放し鋳物肌の面粗さに
は何等問題を生じないことが確認できた。
【００１７】（実施例２） 実施例１と同様の条件で、
表１に示す種々の焼結条件により試験片を製作し、曲げ
強度試験を行った。曲げ強度試験片はＪＩＳ Ｒ２２１
３−１９７８に準拠し、７０ｍｍ角、支点用ロール支点
間距離を２００ｍｍとし、支点間距離中心に直径２５ｍ
ｍの荷重用ロールに荷重を負荷することにより曲げ強度
試験を行った。なお、焼結温度が１２５０°Ｃになる
と、鋳型の表面にＳｉＯ 2が溶出してあぶく肌となり問
題となるため、所要の曲げ強度が得られる１０００〜１
２００°Ｃの焼結温度で１〜１０時間の焼結で十分と考
えられる。
表１に示す種々の焼結条件により試験片を製作し、曲げ
強度試験を行った。曲げ強度試験片はＪＩＳ Ｒ２２１
３−１９７８に準拠し、７０ｍｍ角、支点用ロール支点
間距離を２００ｍｍとし、支点間距離中心に直径２５ｍ
ｍの荷重用ロールに荷重を負荷することにより曲げ強度
試験を行った。なお、焼結温度が１２５０°Ｃになる
と、鋳型の表面にＳｉＯ 2が溶出してあぶく肌となり問
題となるため、所要の曲げ強度が得られる１０００〜１
２００°Ｃの焼結温度で１〜１０時間の焼結で十分と考
えられる。
【００１８】
【表１】
【００１９】（実施例３） 外径寸法が１０４ｍｍ×１
０４ｍｍ×７０ｍｍ（高さ）で、その上面中心に直径３
０ｍｍで、高さ４００ｍｍのキャビティを設けた耐久性
鋳型を実施例１と同様の条件で製作した。次いで、この
鋳型を４００°Ｃに予熱し、重量％で、Ｃ３．９０、Ｓ
ｉ２．４１、Ｍｎ０．２６、Ｐ０．０１５、Ｓ０．０１
１、Ｃｕ０．１４、Ｎｉ０．０３、Ｃｒ０．０４、Ｍｇ
０．０３３の組成のフェライト系球状黒鉛鋳鉄溶湯をキ
ャビティに１４００°Ｃで注湯し、所定時間経過毎の溶
湯の温度をキャビティの中心部位にセットした熱電対に
より測定した。所定時間（秒）経過毎の溶湯の温度測定
結果を表２に示す。
０４ｍｍ×７０ｍｍ（高さ）で、その上面中心に直径３
０ｍｍで、高さ４００ｍｍのキャビティを設けた耐久性
鋳型を実施例１と同様の条件で製作した。次いで、この
鋳型を４００°Ｃに予熱し、重量％で、Ｃ３．９０、Ｓ
ｉ２．４１、Ｍｎ０．２６、Ｐ０．０１５、Ｓ０．０１
１、Ｃｕ０．１４、Ｎｉ０．０３、Ｃｒ０．０４、Ｍｇ
０．０３３の組成のフェライト系球状黒鉛鋳鉄溶湯をキ
ャビティに１４００°Ｃで注湯し、所定時間経過毎の溶
湯の温度をキャビティの中心部位にセットした熱電対に
より測定した。所定時間（秒）経過毎の溶湯の温度測定
結果を表２に示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】予熱温度を４００°Ｃとした場合の金属組
織写真（倍率：１００倍）を図１に示す。図１に見られ
るように鋳物表面部位にチルの発生がない。また、黒鉛
化状態を示す図２において黒鉛粒数が３３５個／ｍ
ｍ2、黒鉛球状化率８２．５％と良好であった。
織写真（倍率：１００倍）を図１に示す。図１に見られ
るように鋳物表面部位にチルの発生がない。また、黒鉛
化状態を示す図２において黒鉛粒数が３３５個／ｍ
ｍ2、黒鉛球状化率８２．５％と良好であった。
【００２２】（比較例１） 鋳鉄製金型を用い、該金型
の予熱温度を２００°Ｃとしたこと、および重量％で、
Ｃ３．６６、Ｓｉ２．３４、Ｍｎ０．２２、Ｐ０．０１
５、Ｓ０．００８、Ｃｕ０．０９、Ｎｉ０．０２、Ｃｒ
０．０２、Ｍｇ０．０３４の組成のフェライト系球状黒
鉛鋳鉄溶湯を用いたこと以外は、実施例３と同様にして
実施した。この場合の金属組織写真（倍率：１００倍）
を図３に示す。黒鉛化状態を示す図４において黒鉛粒数
が３２７個／ｍｍ2、黒鉛球状化率は８４．６％であっ
た。つまり、本発明の鋳型とほぼ同様の緻密な組織とな
っている。
の予熱温度を２００°Ｃとしたこと、および重量％で、
Ｃ３．６６、Ｓｉ２．３４、Ｍｎ０．２２、Ｐ０．０１
５、Ｓ０．００８、Ｃｕ０．０９、Ｎｉ０．０２、Ｃｒ
０．０２、Ｍｇ０．０３４の組成のフェライト系球状黒
鉛鋳鉄溶湯を用いたこと以外は、実施例３と同様にして
実施した。この場合の金属組織写真（倍率：１００倍）
を図３に示す。黒鉛化状態を示す図４において黒鉛粒数
が３２７個／ｍｍ2、黒鉛球状化率は８４．６％であっ
た。つまり、本発明の鋳型とほぼ同様の緻密な組織とな
っている。
【００２３】（比較例２） 予熱なしの生砂鋳型を用い
たこと、および重量％で、Ｃ３．７９、Ｓｉ２．４６、
Ｍｎ０．２９、Ｐ０．０１５、Ｓ０．００７、Ｃｕ０．
０９、Ｎｉ０．０２、Ｃｒ０．０２、Ｍｇ０．０３５の
組成のフェライト系球状黒鉛鋳鉄溶湯を用いたこと以外
は、実施例３と同様にして実施した。金属組織写真（倍
率：１００倍）を図５に示す。黒鉛化状態を示す図６に
おいて黒鉛粒数が１１２個／ｍｍ2、黒鉛球状化率は７
７．９％と粗大な組織となっている。
たこと、および重量％で、Ｃ３．７９、Ｓｉ２．４６、
Ｍｎ０．２９、Ｐ０．０１５、Ｓ０．００７、Ｃｕ０．
０９、Ｎｉ０．０２、Ｃｒ０．０２、Ｍｇ０．０３５の
組成のフェライト系球状黒鉛鋳鉄溶湯を用いたこと以外
は、実施例３と同様にして実施した。金属組織写真（倍
率：１００倍）を図５に示す。黒鉛化状態を示す図６に
おいて黒鉛粒数が１１２個／ｍｍ2、黒鉛球状化率は７
７．９％と粗大な組織となっている。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明の通り、炭化珪素（ＳｉＣ）
を主体として焼結により製作する本発明の耐久性鋳型
は、下記〜の効果を有し、製造される品質向上、生
産効率等への寄与並びに経済的メリットは大きい。 本発明の耐久性鋳型では、注湯された溶湯の冷却速
度を制御できるため、緻密な組織を有する鋳物も製造す
ることができる。 繰り返し使用が可能であり、耐久性に優れる。 耐久性鋳型自体の製作に際して、簡便な木型模型に
スラリーを流し込んで安価に製作できるので、経済的メ
リット大である。 耐久性鋳型の使用に際しては、粉塵等の発生が無い
ので、作業環境の改善に寄与する。
を主体として焼結により製作する本発明の耐久性鋳型
は、下記〜の効果を有し、製造される品質向上、生
産効率等への寄与並びに経済的メリットは大きい。 本発明の耐久性鋳型では、注湯された溶湯の冷却速
度を制御できるため、緻密な組織を有する鋳物も製造す
ることができる。 繰り返し使用が可能であり、耐久性に優れる。 耐久性鋳型自体の製作に際して、簡便な木型模型に
スラリーを流し込んで安価に製作できるので、経済的メ
リット大である。 耐久性鋳型の使用に際しては、粉塵等の発生が無い
ので、作業環境の改善に寄与する。
【図１】本発明に係り、耐久性鋳型を予熱温度４００°
Ｃとして、注湯した球状黒鉛鋳鉄鋳物の表面部位の金属
組織写真（倍率：１００倍）を示す図である。
Ｃとして、注湯した球状黒鉛鋳鉄鋳物の表面部位の金属
組織写真（倍率：１００倍）を示す図である。
【図２】本発明に係り、耐久性鋳型を予熱温度４００°
Ｃとして、注湯した球状黒鉛鋳鉄鋳物の黒鉛化状態を示
す金属組織写真（倍率：１００倍）の図である。
Ｃとして、注湯した球状黒鉛鋳鉄鋳物の黒鉛化状態を示
す金属組織写真（倍率：１００倍）の図である。
【図３】金型鋳造用金型を予熱温度２００°Ｃとして、
注湯した球状黒鉛鋳鉄鋳物の表面部位の金属組織写真
（倍率：１００倍）を示す図である。
注湯した球状黒鉛鋳鉄鋳物の表面部位の金属組織写真
（倍率：１００倍）を示す図である。
【図４】金型鋳造用金型を予熱温度２００°Ｃとして、
注湯した球状黒鉛鋳鉄鋳物の黒鉛化状態を示す金属組織
写真（倍率：１００倍）の図である。
注湯した球状黒鉛鋳鉄鋳物の黒鉛化状態を示す金属組織
写真（倍率：１００倍）の図である。
【図５】予熱なしの生砂鋳型に注湯した球状黒鉛鋳鉄鋳
物の表面部位の金属組織写真（倍率：１００倍）を示す
図である。
物の表面部位の金属組織写真（倍率：１００倍）を示す
図である。
【図６】予熱なしの生砂鋳型に注湯した球状黒鉛鋳鉄鋳
物の黒鉛化状態を示す金属組織写真（倍率：１００倍）
の図である。
物の黒鉛化状態を示す金属組織写真（倍率：１００倍）
の図である。
（なし）
Claims (3)
- 【請求項１】 炭化珪素８５〜９５重量％と粘結剤とし
てアルミナ、シリカをそれぞれ２〜５重量％、硬化剤と
してポルトランドセメント１〜５重量％を含有し、焼結
を施して得られることを特徴とする耐久性鋳型。 - 【請求項２】 炭化珪素粉末に粘結剤としてアルミナ、
シリカをそれぞれ２〜５重量％、硬化剤としてポルトラ
ンドセメントを１〜５重量％を添加し、炭化珪素含有量
が８５〜９５重量％となるように混合調整した粉末、該
混合調整した粉末１００に対して５〜１０重量％の水を
添加してスラリーとし、該スラリーを型内に流し込み成
形・乾燥した後、１０００〜１２００°Ｃにて１〜１０
時間の焼結を施して得られることを特徴とする耐久性鋳
型。 - 【請求項３】前記ポルトランドセメントに代えて、アル
ミナセメント粉末としたことを特徴とする請求項１また
は請求項２に記載の耐久性鋳型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9012571A JPH10211541A (ja) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | 耐久性鋳型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9012571A JPH10211541A (ja) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | 耐久性鋳型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10211541A true JPH10211541A (ja) | 1998-08-11 |
Family
ID=11809055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9012571A Pending JPH10211541A (ja) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | 耐久性鋳型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10211541A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015080837A3 (en) * | 2013-11-26 | 2015-07-30 | General Electric Company | Silicon carbide-containing mold and facecoat compositions and methods for casting titanium and titanium aluminide alloys |
| US9802243B2 (en) | 2012-02-29 | 2017-10-31 | General Electric Company | Methods for casting titanium and titanium aluminide alloys |
| JP2019536638A (ja) * | 2016-12-06 | 2019-12-19 | ソプライン ゲーエムベーハー | 鋳型またはコアを製造するための方法ならびに鋳型工具またはコア工具 |
-
1997
- 1997-01-27 JP JP9012571A patent/JPH10211541A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9802243B2 (en) | 2012-02-29 | 2017-10-31 | General Electric Company | Methods for casting titanium and titanium aluminide alloys |
| WO2015080837A3 (en) * | 2013-11-26 | 2015-07-30 | General Electric Company | Silicon carbide-containing mold and facecoat compositions and methods for casting titanium and titanium aluminide alloys |
| US9511417B2 (en) | 2013-11-26 | 2016-12-06 | General Electric Company | Silicon carbide-containing mold and facecoat compositions and methods for casting titanium and titanium aluminide alloys |
| JP2017501875A (ja) * | 2013-11-26 | 2017-01-19 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 炭化ケイ素を含有する鋳型及びフェースコート組成物並びにチタン及びチタンアルミナイド合金の鋳造方法 |
| JP2019536638A (ja) * | 2016-12-06 | 2019-12-19 | ソプライン ゲーエムベーハー | 鋳型またはコアを製造するための方法ならびに鋳型工具またはコア工具 |
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