JPS5837277B2 - セラミック鋳ぐるみ鋳物の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋳ぐるみ性の優れたセラミック鋳ぐるみ鋳物の
製造方法に係り、当社出願の特公昭５ｌ−１６１６８（
以下引例Ａという）の改良に関するものである。

引例Ａは弾性率が２００〜５，０ ０ ０ｋｇ／ｃｒｔ
ｔ、曲げ強さが８〜２００ｋ１ｌ７−／ＣｎＬ、肉厚が
内径の４以下で、表面が滑かな耐火物骨材とアルミナセ
メントよりなる可撓性のセラミック半製品を鋳型内に設
置し、該セラミック半製品を溶融金属で鋳ぐるむことよ
りなる断熱鋳物の製造方法に関するものであり，セラミ
ックに働く収縮力と金属に働く引張力により一種の焼バ
メ状態となし、互いの強固な結合により断熱効果に優れ
耐久性のある鋳物を提供せんとするものである。

しかしながら引例Ａの場合は，鋳物材料としてねずみ鋳
鉄を使用したときは何ら不具合を生じなかったが，球状
黒鉛鋳鉄を使用したときは，鋳造方案、鋳込温度等の鋳
ぐるみ条件の設定いかんにより、鋳ぐるみ後のセラミッ
クに熱衝撃による亀裂が発生する場合があった。

この傾向は複雑形状部品を鋳ぐるむ場合特に顕著であり
、鋳ぐるみ条件がかなり厳しいものとなっていた。

本発明は上記不具合を解決する目的でなされたものであ
り、鋳物材料としていかなる材料を使用した場合にでも
，簡単な方法によって、セラミックに生ずる熱衝撃｛こ
基づく亀裂の発生を防止する方法を提供するものである
。

本発明は特許請求の範囲に記載の如く、一定の特性を有
するセラミックにコーティング剤を塗布した後鋳ぐるむ
ことを特徴とする。

本発明により製造したセラミック鋳ぐるみパイプの断面
図を第１図に示す。

第１図に於で，１はセラミック，２は鋳ぐるみ金属、３
はコーティング剤である。

製品はこのようにセラミツクーコーティング剤一金属の
３重構造となる。

本発明の目的達戒に適うコーティング剤としては以下の
４つの条件を満足する必要がある。

（１） コーティング剤は溶湯が入ってきた時、セラ
ミックが受ける熱衝撃を緩和できるものであること。

即ち溶湯の熱がセラミックに急激に伝わるのを防ぐため
、コーティング剤には充分な断熱効果が必要である。

この目的に適うものとして、コーティング剤は主成分と
してＦ ｅ ２ ０３ ，Ａｌ２０３，ＭｇＣＯ３等の
耐火物又は黒鉛を含んでいることが必要である。

（２）注湯時に溶湯の流れによりコーティング剤が流さ
れないこと。

注湯時にコーティング剤が流されると、（１）の効果が
発揮できないばかりでなく，流されたコーティング剤に
より鋳物製品の健全性を損なう結果となる。

このため（１）に示す主成分をセラミックに塗布する時
の粘結剤としては、注湯時にその粘結力を失なわないこ
とが必要となる。

この条件を満足するものとしてフェノール樹脂系の粘結
削が望ましい。

（３） コーティング剤を塗布することにより，注湯
時キライが発生しないこと。

注湯時にキライが発生すると、鋳物製品の健全性を損な
うのでコーティング剤塗布後は充分に乾燥する必要があ
る。

又使用する中子砂によっては乾燥温度を高くすることが
できないものもあるので，コーティング剤として使用す
るものは吸水性がなくかつ結晶水を含まないものが望ま
しい。

（４）コーティング剤の使用が製品の耐久性を損なわな
いこと。

コーティング剤の塗布厚さは，鋳造時までに剥離が起こ
らなければ、厚くする程熱衝撃を緩和する効果は大きい
。

しかしコーティング剤の厚さを増していくと、ある一定
の厚さ以上になると耐久性が低下する。

従って自動車部品の様に耐久性が要求されるものでは塗
膜厚さを一定範囲内に限定する必要がある。

本発明の場合０．２〜Ｑ． ５ ７ｆｆｔ塗布するのが
最適である。

以下本発明を実施例に基づき説明する。

実施例 ｌ 第２図に示す様なエンジンのサーマルリアクターの鋳物
ケースブランチ部を、本発明により製造した。

使用したセラミック４の特性は弾性率５００〜７ ０
０ ｋｇ／ｃｔｙｔ、曲げ強さ１ ０ ０−１ ３ ０
ｋ９／ｃｒＡで肉厚は５ｉｍである。

鋳物材料として３．８％Ｃ，３．７％Ｓｉ ，Ｏ。

００９％Ｓ，０．０３８％Ｍｇの組成を有する球状黒鉛
鋳鉄を用い、１．４ ３ ０℃で注湯した。

肉厚は６間である。コーティング剤としては次の３種を
使用した。

１６． １ フェノール樹脂（溶媒トルエン）十Ｍｇ
ＣＯ３＋ 黒鉛 Ａ．２ ｝ルエン ＋ＭｇＣＯ３＋黒鉛Ｉ６．３
水ガラス ＋ＭｇＣＯ，十 黒鉛但し ＭｇＣＯ，：黒
鉛＝３＝１ コーティング後、１２０℃の炉で１時間乾燥した。

又塗膜厚さはいずれも０． ３ ｍｍで行った。

Ａ１のコーティング剤を使用したものは全く問題がなか
ったが、Ａ２を使用したものはコーティング剤が流され
て健全な鋳物が得られなかった。

煮３のものは、注湯時コーティング剤が流されただけで
なく、キライが発生し健全な鋳物が得られなかった。

これにまり粘結剤としてはフエノーノレ樹脂系のものが
よいことが判る。

実施例 ２ 実施例１と同じ条件で、コーティング剤の成分を種々変
えて実験を行った。

この時の成分割合を表にしたのが第１表である。

ここで主成分中の数字は主成分相互の比率を表わす。

この結果はＮ［１１〜隘６の全てにつき何ら問題の発生
はなく，健全な鋳物が得られた。

本発明の目的達成のためには、コーティング剤の主成分
は耐火物又は黒鉛であればよく、混合比率等はあまり問
題にならない。

実施例 ３ 次に実施例ｌのＮＣＬＩのコーティング剤を使って実施
例１と同一条件下で、コーティング厚さを変えて試験を
行った。

試験結果を第２表に示す。なおこの試験で鋳物製品の外
観上の問題は全く生じなかった。

耐久試験結果の○印は異常なし、×印はセラミックに大
きな亀裂が発生するか脱落したことを示す。

なお耐久試験の方法は４，０００ｍｍＸ全負荷で１０分
間運転を行い、その後燃料カットしてモータリングをｌ
Ｏ分間行うパターンを３００サイクル行ったものである
。

この試験結果より，コーティング剤の厚さとしては０．
２〜０． ５ ｍｍが最適であることが判った。

以上の様に本発明によれば，セラミックに亀裂を発生さ
せることなくセラミックを鋳ぐるむことかできる。

なお実施例では、鋳物材料として球状黒鉛鋳鉄を使用し
た例を示したが、ねずみ鋳鉄や他の金属の場合に於でも
、セラミックの熱亀裂が問題になる場合ｌこは本発明が
応用できることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるセラミック鋳ぐるみパイプの断面
図、ａは全体の断面図であり、ｂはａの一部分の拡大図
、第２図は本発明によるリアクターケースの断面図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弾性率が２００〜５， ０ ０ ０ｋｇ／ ｍ、曲
   げ強さが８〜２００ｋｇ／ｆｆｌ、肉厚が内径の４以下
   で、表面が滑かな耐火物骨材とアルミナセメントよりな
   る可撓性を有するセラミック半製品に、熱衝撃昏こよる
   亀裂を防止するためのコーティング剤を塗布した後、該
   セラミック半製品を鋳型｛こ設置し、溶融金属で鋳ぐる
   むことを特徴とするセラミック鋳ぐるみ鋳物の製造方法
   。 ２ 特許請求の範囲１｛こおいて、コーティング剤はそ
   の主成分として耐火物又は黒鉛を少くとも一種以上含ん
   でいることを特徴とするセラミック鋳ぐるみ鋳物の製造
   方法。 ３ 特許請求の範囲１において、コーティング剤を０．
   ２〜０．５間の厚さに塗布することを特徴とするセラミ
   ック鋳ぐるみ鋳物の製造方法。