JPS6010828B2 - 遠心力鋳造用金型の塗装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はウェットスプレーコーティングによる遠Ｄ力鋳
造用金型の塗装方法に係り、特に被膜厚の大きいコーテ
ィング被膜を形成する場合における塗装作業の能率化を
図るとともに、そのさし、のコーティング被膜性状の改
善を通して鋳造品の健全性を確保することを企図したも
のである。

金型遠心力鋳造法による鋳物の鋳造にさし、しては、金
型内面に耐火物スラリーをスプレーにより塗布して所要
のコーティング層を被覆形成するいわゆるウェットスプ
レーコーティングの実施が晋及している。しかし乍ら、
そのウェットスプレーコーティングの欠点乃至問題点と
して、特公昭４８一２５３０ぴ号公報や特公昭５２−８
１４号公報にも記載されているように、一般にガス欠陥
を発生し易く健全な製品を得る上で難があり、特に大口
蓬厚肉管の製造には問題があること、またそのコーティ
ング厚が増すにつれて、生産性、製品品質の両面に問題
があり、コーティング層を１肋前後まで厚くするとその
欠点が顕著に現われることが掲げられる。このため従来
からもウェットスプレーコープィング方法について種々
の改良工夫が試みられているが、特にコーティング層を
厚くしなければならない場合の問題点を回避できる有効
な対策手段は見当らないのが実情である。本発明は上記
問題点を解消し、高い生産性と共に良好な被膜性状を有
するものが得られ、ひいては鋳造品の健全性を確保する
ことができる新規な塗装方法を提供せんとするものであ
る。

そこで今、ウェットスプレーコーティングの概要及びそ
の従前塗装方法を図面について簡単に説明すると、第１
図はウェットスプレーコーティングを用いた遠心力鋳造
状態の一例を現わし、図中１は遠心力鋳造用金型、２は
その内面に被覆形成されたコーティング層、３はコーテ
ィング層を介して金型内面に鋳造された鋳造管体を示し
、４は回転ローラーを示している。

また第２図はウェットスプレーコーティングによる塗装
方法の一例を現わし、予め加熱された金型１内には、移
動自在に配設されたコーティング台車５から延出された
ランス６が挿入されるとともに、ランス先端部に装着さ
れたスプレーノズル７から金型１の低速回転下に耐火物
スラリーがスプレー８され〜 ノズル７を金型軸万向に
順次移動しこれを反復することにより、金型内面に所定
厚さのコーティング層２を形成するようにするのが通例
である。ところで、ウェットスプレーコーティングを行
う場合、コーティング専用の金型回転装置が用いられる
ことが殆どである。というのは、遠心力鋳造機を用いて
コーティングを行うと、その間、本来の鋳造装置として
の機能が発揮できずに、機械の稼動率が低下するからで
ある。それ故、コーティング用金型回転装置は、遠心力
鋳造装置とは別個に設けられるのであり、この装置は、
コーティング機能さえ満たせばよいので、できるだけ製
作コストを押え、最小限の金型回転機能しか有していな
いのが通例であり、その金型回転能力としてはＧＮｏ．
１以下である。従って、具体的には内径１２０００脚の
金型で２比ｐｍ程度でスプレーコーティングが行なわれ
ている。しかして従来の塗装方法による場合では、例え
ば被膜厚さ１肋前後の厚手コーティング層２を形成する
さし、には、図例のようにスプレーノズル７を４個取付
けた場合でも、ランス６を金型軸長に亘り５往復（１０
パス）移動させることが必要とされ、これがためその作
業時間は１パス当り３現彰、合計３０現＠の長さを余儀
なくされていた。

そして又、このように反復してコーティングされたもの
にあっては、その被膜中のガス化成分が極度に増大し、
この金型に注湯した時点で多量のガスを発生する結果、
第３図に示す如く、銭肌面の凹み９や管肉厚方向のピン
ホール１０等の鋳造欠陥を不可避に発生するものとなっ
てた。上記問題点の対応策として、作業能率の向上の点
については、単純にはスプレーノズルを増設したりある
いは１ノズル当りのスプレー吐出量を増大させればよい
ことが案出される。

しかし乍ら、ノズルの個数を増す場合では、各スプレー
同志が互いに干渉しないようにする必要からその配置が
鞠方向に相当長くなり、必然的にコーティング台車のス
トロークも延長しなければならないことから、設置場所
等の面で大きな制約を受ける。一方スプレー吐出塁を増
大させる場合では、スプレー状態を適正な※イけ伏態に
維持する必要から、そのエアー圧力、エアー量、エアー
方向等に微妙かつ困※なコントロールが要求される上に
、形成される被膜性状が悪化する致命的な欠点がある。
すなわち、金型内面に対する単位時間当りのスプレー吐
出量を増大する場合では、既述のとうり金型回転数を上
げるのには装置上に難があるので、一度に大量に塗膜が
付着される結果、非常にハード（高密度）なコーティン
グとなり、しかも表面の凹凸（いわゆるメクレやスプレ
ー時のフカレ）が大きくなる欠陥が顕著に現われる。従
って、単にスプレーノズルを増設したりスプレー吐出量
を増大するだけでは有効な対策手段とはなり得ないので
ある。因みに、適正な霧イＱ伏態を維持する観点から、
スプレー吐出量は５０ｃｃ／秒（１本ノズル当り）が限
度であり、更に良好な皮膜性状を常に確保するには２５
ｃｃ／秒（１本ノズル当り）が限度である。次にコーテ
ィング被膜中のガス化成分が増大する問題については、
その塗膜厚を大きくすることによりガス化成分の絶対量
も必然的に増加することによるものであるが、これにも
増してコーティング被膜のハード化が欠陥を誘発する主
因となるものである。

すなわち、前述のスプレー吐出量増大時における如くハ
ードなコーティング被膜が形成されると、ガス化成分の
増大との相乗作用によって、鋳造品には不可避にガス欠
陥を発生する状況となるのである。従って、ウェットス
プレーコーティングにより厚い被膜を形成する場合にお
いて、健全な鋳造製品を得るためには、塗膜表面（製品
面）が滑らかでありかついわゆるふっくらとしたソフト
な（低密度）な被膜性状を有することの両面を兼備する
ことが不可欠な条件となるのである。ここでコーティン
グ被膜の性状を適切かつ具体的に評価するための判断基
準としては、各々に下記に定義される比体積並びに嵩密
度を導入するのが好適である。

比体積（地／ｃｃ）＝コーティング被膜体積（地）スプ
レ−吐出量（ｃｃ）嵩密度（ｇ／の）＝言…夢壬≧≧菱
鱈雲薫篭菱手すなわち、所期のふっくらとしたソフトな
コーティングとは、比体積が大きく高密度のづ・さな状
態のものといえる。

本発明は上記技術的背景に基いて、例えば１風前後の厚
いコーティング被膜層を形成する場合にあっても、単位
時間当りのスプレー吐出量をむやみに増大することなく
従ってスプレー状態に良好な霧イ幻氏態を維持しつつも
、その作業能率を飛躍的に向上せしめることができ、一
方そのコーティング被膜層に関しては比体積の大きく嵩
密度の小＊さし、良好な被膜性状を有するものが得られ
、これによってガス化成分の増加にもかかわらず健全な
鋳造品が確実に得られるようにした新規な塗装方法を開
発したものである。以下本発明について詳述する。

本発明者の研究によると、ウェットスプレーコーティン
グの塗膜性状に係る要因として、そのコーティング速度
が大きく影響することが判明した。ここにおいて、コー
ティング速度とは、コーティング台車の鞠方向速度と金
型の円周方向速度（周速度）の二成分からなるものであ
る。そこで本発明ではウェットスプレーコーティングに
よる適正な塗装作業条件を確立するため、スプレー吐出
量と上記コーティング速度の二方向成分とによって定義
される単位スプレー量（ｃｃ／〆）なる物理量をその判
断基準として新たに導入する。

すなわち、単位スプレー量とは下記式に表わされる如く
、単位時間当りスプレー量に対する単位時間当りの塗布
面積の比をもって定義される。ここにおいて単位時間当
りの塗布面積とは、第４図に示す如く、任意のコーティ
ング台車速度Ｖ，と金型の回転による周速度Ｖ２によっ
て金型内面に単位時間に撒布されるスプレー面積（Ａ×
Ｂ）を意味する。単位スプレ−量（的′〆）＝三隻雪会
湊参案高寅手等労農蓑きそこで、種々の実施例に基づき
、上記単位スプレー量と各種条件で被覆形成されるコー
ティング層の比体積、高密度およびコーティング層の良
否（鋳造品の良否）との関係が詳細に調査された。

〔実施条件〕・塗型材の組成：達藻±を主村とし、ベン
トナイトを粘績材として添加したるスラリー。

・鋳型寸法：内径５００〜１５０００×銭込部全長６０
０ｍ（塗膜厚０．５〜１．５肌）・鋳造品寸法：外径５
００〜１５０００×全長６００加×肉厚６０１５【柵同
筒鋳鉄管 ・鋳造品組成：Ｃ３４〜３．榊ｔ％、Ｓｉｌ．８〜２．
４ｗｔ％球状黒鉛鋳鉄・鋳造方案：遠新力鋳造法 鋳造時のＧ Ｎｏ．２０〜６０ 鋳造時間３〜ｌｑ分 銭込温度１２５０〜１３５０℃ トラフ又は一端流し込み鋳造 ・スプレー時の 金型回転数：６７〜３３１【Ｐｍ ・スプレー量×時間：２００〜３００ｃｃ／秒×１０〜
３の＠以上実施例に基づき、その結果を下記表及び第５
図に示す。

下記表は、鋳造品の良否に影響する単位スプレー量の関
係を塗膜厚毎に表示したものである。また第５図は特に
塗膜厚０．５肌以上のものについて、その比体積並びに
高密度と鋳造品の良否の関係を図示したものである。単
位スブレ−旦 ○全部良品、△しばしば不良発生 ×殆んと不良 上表の結果についてみれば明らかなように、良好の鋳造
品を得るための条件は塗膜厚により若干異なるものの、
本発明が対象としている特に０．５側以上の厚い塗膜を
形成する場合にあっては、６０（ｃｃ／で）以下の単位
スプレー量で塗装すればよいことが判る。

すなわち、単位スプレー量をこれ以下の値に抑制した条
件で被覆形成されたのにあっては、第５図に示す如く比
体積が大きく高密度が小さい所期の被膜性状を有するも
のが得られ、この被膜性状の改善を通して鋳造品の健全
性が確保されるのである。なお第５図についてみれば明
らかなように、高密度と比体積とには負の相関関係が認
められるが、特に０．５脇以上の厚いコーティングの場
合については、その被膜性状として高密度０．３４（ｇ
ｒ′地）以下、比体積０．７９（地／ｃｃ）以上である
ことがその必要条件として看取される。ところで、単位
スプレー量を上記の値以下に抑えるためには、その定義
からも明らかなように、単位時間当りのスプレー量を減
ずるか、単位時間当りの塗布面積を増大する必要がある
。しかし乍ら、前者の手段では高い作業能率を得る目的
と相反するため限界があり、従って後者の手段によらな
ければならない。この場合、コーティング速度二成分の
うちコーティング台車の移動よる軸方向の速度を上げる
ことには実質的限度があり、かつ又スプレー塗布面が螺
旋状となる不具合も生ずるため、金型回転数を増加して
周速度を高めるようにするのが得策である。すなわち、
本発明の塗装方法は従来法に比較すると、金型の高速回
転下でスプレーするものであるといえる。一方スプレー
ノズルから撒布されるスプレー量については、その作業
能率を向上する見地からは１秒当り２００ｃｃ以上に維
持することが適当である。

すなわち、単位時間当りのスプレー量がこれよりも少な
いと、コーティング速度の上昇によっても被膜厚の形成
に時間を要し、作業能率の改善夕が図れなくなるためで
ある。ところで、１本当りのスプレー吐出量が余り多過
ぎても前述の如く霧イ鰍態に悪影響を及ぼし、またノズ
ル数を極端に増やすことは既述の通りコーティング台車
のストロークが長くなるので好ましくなく、それ故、ノ
０ズル１本当りの吐出量を適正な霧イけ伏態が得られる
上限の５０ｃｃとして、ノズル数は通常の如く４〜６個
とするのがよい。この場合、１秒当りのスプレー量は合
計２００〜３００ｃｃ／ｓｅｃとなる。因に、前記表に
掲げた実施例の場合の作業条件夕は下記の通りであって
、従来のようにコーティング台車を反復移動ることなく
鞠方向は１パス操作で足り、その作業所要時間は従来に
比較して大幅に短縮されている。１秒当りのスプレー量
：２００〜３００ｃｃ／ｓｅｃｏスプレーノズル取付個
数：４〜６個軸方向スプレー回数：１パス１０〜３鼠抄
本発明は以上に述べた通りであって、その塗装条件とし
て、スプレーノズルから吐出される耐火物スラリーを良
好な霧イＱ氏態にすべ〈ノズル１本夕当りの最大吐出量
を５０ｃｃ／秒とし、ノズルを４〜６本使用して、１秒
間当りの総スプレー量を２００〜３００ｃｃに維持する
とともに、その単位スプレー量を６０ｃｃ′〆以下に抑
制ることによって、遠心力鋳造用金型の内面に０．５側
以上の厚いウェットス０プレーコーティング被膜を形成
する場合におても、高能率で塗装作業が行え、かつ鋳造
品の健全性を確保する良好なコーティング層を形成るこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

タ 第１図はウェットスプレーコーティングを用いた遠
心力鋳造状態一例を現わす縦断面図及びそのＸ一×矢視
断面図であり、第２図は従前塗装方法の一例を現わす縦
断面図である。 第３図はコーティング被膜の性状不良による管体の欠陥
発生状況一例を現わす縦断面図である。第４図は単位ス
プレー量について説明するための塗装作業状態を現わす
概略平面図である。第５図は被膜厚０．５側以上のもの
について、比体積、嵩密度と鋳造良否の関係を示す図で
ある。１……遠心力鋳造用金型、２・…・・コーティン
グ層、３・・・・・・鋳造管体、４…・・・回転ローフ
ー、５・・・・・・コーティング台車、６・…・・ラン
ス、７・・・・・・スプレーノズル、８……スプレー、
９……凹み、１０”””ピンホール。 ○′囚 繁２図 おＪ舷

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金型内面にウエツトスプレーコーテイングにより被
   膜厚０．５ｍｍ以上のコーテイング被膜を形成するにあ
   たり、スプレーノズルから吐出される耐火物スラリーを
   良好な霧化状態にすべくノズル１本当りの最大吐出量を
   ５０ｃｃ／秒とし、ノズルを４〜６本使用して、１秒間
   当りの総スプレー量を２００〜３００ｃｃに維持すると
   ともに、その単位スプレー量を６０ｃｃ／ｍ＾２以下に
   抑制した条件の下で塗装することを特徴とする遠心力鋳
   造用金型の塗装方法。 単位スプレー量（ｃｃ／ｍ＾２）＝（１秒当りのスプレ
   ー量（ｃｃ／ｓｅｃ））／（１秒当りの塗布面積（ｍ＾
   ２／ｓｅｃ））