JPH11199880A - 金型鋳造用離型剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金型密着性及び耐熱性、成形、鋳造性に優れ
た金型鋳造用離型剤を提供する。 【解決手段】 マイカ、二硫化モリブデン、グラファイ
ト、タルク、セリサイト、フッ化黒鉛、シリコーンパウ
ダー及び窒化ほう素の１種又は２種以上と、シリカゾル
との懸濁液よりなる金型鋳造用離型剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、窒化ほう素系の金
型鋳造用離型剤に係り、特に金型密着性及び耐熱性に優
れＭｇ（マグネシウム）合金のダイカストに好適な金型
鋳造用離型剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】窒化ほう素は優れた離型性、潤滑性、化
学的安定性、熱的安定性などの特徴を有しているため様
々な分野で使用されており、離型剤ないし潤滑剤用窒化
ほう素含有懸濁液として、例えば ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）をバインダとして
配合した窒化ほう素懸濁液（特開平７−２０４４９２号
公報） ジメチルシロキサンをバインダとして配合した窒化
ほう素懸濁液（特開平８−１８３９０６号公報） が提案されている。

【０００３】また、特開平５−９２２３２号公報には、
窒化ほう素、タルク、雲母等の離型剤にポリエチレン、
ポリプロピレン等の有機高分子化合物を混合してなる金
型鋳造用離型剤が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ＰＶＡやジメチルシロ
キサンといった有機系バインダを用いた従来の窒化ほう
素懸濁液では、金型への密着性が悪く、良好な塗膜を形
成し得ない。このため、このような有機系バインダを用
いた窒化ほう素懸濁液を離型剤として金型に塗布した場
合、離型剤の成膜性が悪いことから、 所定の離型性が得られないために、溶湯の流れが悪
く、精密な鋳造品を精度良く製造することができない。 窒化ほう素粉末が周囲に飛散し、作業場を汚染す
る。 といった不具合がある。

【０００５】この塗膜の密着性の改善のために、例え
ば、ジメチルシロキサンを用いた場合では、必要に応じ
て樹脂バインダを添加することが提案されているが、樹
脂系バインダは６００℃以上の高温では樹脂が炭化する
ことから、所期の離型性を得ることができない。また、
炭化物が金型表面に付着するため、これを除去するため
のメンテナンスを必要とし、作業性も悪くなる。

【０００６】また、窒化ほう素やタルク等の離型剤にポ
リエチレン、ポリプロピレン等の有機高分子化合物を混
合した金型鋳造用離型剤でも、これらの有機高分子化合
物の融点が低く、耐熱性が悪いという欠点がある。

【０００７】本発明は上記従来の有機系バインダを用い
た窒化ほう素懸濁液の問題点を解決し、無機系バインダ
を用いた窒化ほう素懸濁液よりなる、金型密着性及び耐
熱性に優れた金型鋳造用離型剤を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の金型鋳造用離型
剤は、マイカ、二硫化モリブデン、グラファイト、タル
ク、セリサイト、フッ化黒鉛、シリコーンパウダー及び
窒化ほう素よりなる群から選ばれる１種又は２種以上の
粉末（以下、これらの粉末を「離型剤粉末」と称す場合
がある。）と、シリカゾルとが分散されてなることを特
徴とする。

【０００９】シリカゾルであれば、離型剤粉末の金型へ
の付着性、密着性にも優れた離型剤粉末懸濁液が得られ
る。しかも、無機系バインダであるため、耐熱性も著し
く高い。

【００１０】本発明において、離型剤粉末懸濁液中の離
型剤粉末とＳｉＯ₂に換算したシリカゾルとの重量比
（離型剤粉末／ＳｉＯ₂）は０．１〜５０であることが
好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。

【００１２】本発明の金型鋳造用離型剤は前記離型剤粉
末とシリカゾルとをエタノール、メタノール、イソプロ
ピルアルコール等の分散媒に分散させてなるものであ
る。

【００１３】このような金型鋳造用離型剤は、例えば、
前記離型剤粉末と、エタノール等の分散媒をボールミル
等で均一に分散混合した後、この混合物にテトラエトキ
シシラン、テトラメトキシシラン、テトラプロポキシシ
ラン等のアルコキシシランを加えてミキサー等で混合
し、更に水を添加して攪拌することにより製造すること
ができる。このように、離型剤粉末と分散媒とを予めボ
ールミル等で分散混合することにより、離型剤粉末の凝
集を防止して均一な分散状態とすることができ、好まし
い。

【００１４】この場合、離型剤粉末としては平均粒径
０．１〜３０μｍ程度、特に１〜５μｍ程度のものを用
いるのが好ましく、離型剤粉末とエタノール等の分散媒
との混合割合は、離型剤粉末：エタノール等の分散媒＝
０．５〜４：９．５〜６（重量比）、特に離型剤粉末：
エタノール等の分散媒＝１〜３：９〜７（重量比）とす
るのが好ましい。

【００１５】また、テトラエトキシシラン等のアルコキ
シシランは、この離型剤粉末とエタノール等の分散媒と
の混合物に対して５〜３０重量％の割合で添加混合する
のが好ましい。

【００１６】水は、テトラエトキシシラン等のアルコキ
シシランとの加水分解反応で次のように反応してシリカ
ゾルを生成させるために添加するものであり、通常の場
合、テトラエトキシシラン等のアルコキシシランに対し
て１〜１０重量％程度ないし、離型剤粉末とエタノール
等の分散媒との混合物に対して２０〜１００重量％程度
添加される。

【００１７】Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄＋４Ｈ₂Ｏ→Ｓｉ（Ｏ
Ｈ）₄＋４Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ 本発明において、このようにして得られる離型剤粉末懸
濁液中の離型剤粉末とＳｉＯ₂に換算したシリカゾルと
の重量比（離型剤粉末／ＳｉＯ₂）は０．１〜５０であ
ることが好ましい。この割合が０．１未満では、離型剤
粉末が少な過ぎて離型剤粉末による離型効果が不足し、
５０を超えるとシリカゾルが少な過ぎて金型への付着性
が悪くなる。

【００１８】このようにして得られる離型剤粉末懸濁液
は、通常の場合、離型剤としての使用時には、水で１〜
３倍程度稀釈して、金型に１〜１００μｍ程度、好まし
くは１０μｍ程度の膜厚で毎ショット毎又は数ショット
毎に塗布される。

【００１９】本発明の金型鋳造用離型剤により形成され
る離型剤塗膜は断熱効果が高く、精密鋳造に好適であ
り，また、表面の鋳造欠陥を防止して成型性を高めると
共に、表面模様を防止して良好な鋳肌の鋳造品を得るこ
とができる。

【００２０】なお、本発明で用いる離型剤粉末は、マイ
カ、二硫化モリブデン、グラファイト、タルク、セリサ
イト、フッ化黒鉛、シリコーンパウダー及び窒化ほう素
の１種又は２種以上であるが、特に、得られる鋳塊の鋳
肌の品質を考慮した場合は、マイカが最適である。ま
た、鋳塊の表面欠陥がなく、成形性に優れる面では、窒
化ほう素、マイカ、二硫化モリブデン或いは二硫化モリ
ブデンとグラファイトとの併用が好適である。

【００２１】なお、以上は、マイカ、二硫化モリブデ
ン、グラファイト、タルク、セリサイト、フッ化黒鉛、
シリコーンパウダー及び窒化ほう素よりなる群から選ば
れる１種又は２種以上の粉末と、シリカゾルとが分散さ
れてなる分散液を金型鋳造用離型剤として用いることに
ついて説明したが、この分散液は各種潤滑剤としても使
用することができる。

【００２２】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。

【００２３】実施例１〜１０ 表１に示す離型剤粉末２０重量部とエタノール８０重量
部をボールミルで分散し、得られた混合物１０ｇにテト
ラエトキシシラン１ｇを加えて、ミキサーにて数分混合
し、さらに水６ｇを添加して３０分攪拌して離型剤の原
液を調製した。この原液の離型剤粉末／ＳｉＯ₂重量比
は７である。この原液を水道水で１．５倍に稀釈したも
のを用いて、下記方法により離型剤として使用した際の
塗膜の耐熱性試験を行うと共に、得られた鋳塊の品質を
調べ、結果を表１に示した。

【００２４】［塗膜耐熱性試験］金型をみたてた鉄板
（ＳＰＣＣ：冷間圧延鋼板）に、得られた窒化ほう素懸
濁液をスプレーガンで１０μｍ厚さに塗布した後、この
鉄板を塗膜面を上にして２００℃のホットプレート上に
載置した。その後、塗膜上に７００℃のＭｇ合金溶湯を
５０ｇ滴下して凝固させた。その後凝固した鋳塊を取り
上げ、鋳塊を取り去った後の塗膜面の劣化（変色、損
傷、剥離等）の有無を目視にて確認し、劣化がなく、耐
熱性が良好と判断されるものを「○」、劣化のあるもの
を「×」とした。

【００２５】［鋳塊の品質評価］上記塗膜耐熱性試験で
得られた鋳塊の成形性（表面の鋳造欠陥の有無）を目視
にて観察し、「１＝悪」から「１０＝良」まで１０段階
で評価した。また、鋳肌模様の状況を調べ、「×＝悪」
「△＝普通」「○＝良」「◎＝優良」で評価した。

【００２６】

【表１】

【００２７】比較例１ バインダとしてシリカゾルの代りにＰＶＡを用い、窒化
ほう素１００重量部とＰＶＡ１重量部と水２００重量部
とを混合して窒化ほう素懸濁液を調製し、実施例１と同
様にして塗膜形成を試みたが、鉄板への付着性が悪く塗
膜を形成し得なかった。

【００２８】なお、窒化ほう素懸濁液の窒化ほう素濃度
は実施例１のものと同等であり、ＰＶＡ濃度は１０重量
％とした。

【００２９】比較例２ バインダとしてシリカゾルの代りにジメチルシロキサン
を用い、ジメチルシロキサン１００重量部と窒化ほう素
１０重量部とを混合して窒化ほう素懸濁液を調製し、実
施例１と同様にして塗膜形成を試みたが、鉄板への付着
性が悪く塗膜を形成し得なかった。

【００３０】以上の結果より、本発明の離型剤は金型付
着性及び耐熱性に優れ、成形、鋳造性も極めて良好であ
ることがわかる。

【００３１】なお、同様の方法で本発明の金型鋳造用離
型剤の塗膜耐熱性試験を行ったところ、９００℃まで十
分な耐熱性を示すことが確認された。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の金型鋳造用
離型剤は、鉄等の金型材料に対する付着性、密着性に極
めて優れる上に、水系無機バインダであるシリカゾルを
用いたものであるため、耐熱性が著しく良好で、溶湯の
湯流れが良く、精密鋳造に好適である。また、離型剤と
しての塗膜の熱劣化が少ないため、離型剤を頻繁に塗布
する必要もない。しかも、本発明の金型鋳造用離型剤で
は、 (i) 水系であるため、取り扱い作業性に優れる。 (ii) 合成が簡便かつ安価である。 (iii) 保存安定性に優れ、室温にて１ヶ月保存しても
異常はない。 (iv) 化学的安定性にも優れる。 (v) 断熱性に優れ、精密鋳造にも好適であり、鋳造欠
陥のない良好な鋳塊を得ることができる。 といった効果も奏され、工業的に極めて有利である。

【００３３】このような本発明の金型鋳造用離型剤は、
特に、高融点のＭｇ合金による精密鋳造用離型剤として
極めて好適である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｎ 30:08 40:36 50:02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイカ、二硫化モリブデン、グラファイ
   ト、タルク、セリサイト、フッ化黒鉛、シリコーンパウ
   ダー及び窒化ほう素よりなる群から選ばれる１種又は２
   種以上の粉末と、シリカゾルとが分散されてなる金型鋳
   造用離型剤。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記粉末とＳｉＯ₂
   に換算したシリカゾルとの重量比が０．１〜５０である
   ことを特徴とする金型鋳造用離型剤。