JPS6092056A - 遠心鋳造用の方法及び内張り金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、回転金型内で微粒状のバインダーレス耐火
材のライニング（内張り）が使われる方法による筒状金
属製品の遠心鋳造での改良を与える。

（従来技術） 円形断面の内面を有し、その断面に垂直な軸を中心に回
転する金型内における筒状金属製品の遠心鋳造は非常に
古く、鉄製圧力管はこの方法で、デラボー（Ｄ　ｅｌａ
ｖａｕｄ　）やサント・スパン（ＳａｎｄＳｐｕｎ）工
法の登場以来鋳造されζきた。この一般的な遠心鋳造法
では、金型を保護し、鋳造金属が金型表面から累月を剥
ぎ取るのを防き、更に完成鋳造品を金型から分離可能と
するため、金型の内面つまり作用面は通常耐火材のライ
ニングで被覆されてきた。多くの従来法において、耐火
１つ１ライニングは樹脂バインダー（固着剤）又はヘン
トナイＩ−等の水性懸濁液で固着された粒状耐火材を金
型に施して形成され°ζいるが、これらの方法はかなり
の成果を挙げているにもかかわらず、鋳造中の溶融金属
が耐火ライニング内へ不当に浸透し、耐火物の粒子が鋳
造品の表面に剥ぎ取られて、鋳、造品の仕上げ加工が困
難で高価となり、更に鋳造品の金属中に存在する黒鉛の
種類及び寸法を制御するため、耐火材によって与えられ
る熱伝導度を制御するのがデｕしいという欠点を有する
。数多い出願の中で、本出願人による米国特許第４，１
２４，０５６号に開示された方法は、非通気金型の作用
面上に最初の耐火層を形成するのにバインダーレスの粒
状耐火材を用い、金型の回転で加わる遠心力の作用下で
その層の密度を高め、更に高密化層を鋳造品として所望
な精確な形状に倣わ−Ｕることによっ″Ｃ１上記の欠点
を解消した。このノＪ法は、わ）砕された耐火わ）末、
特にジルコン粉末等の微粒状耐火材は非常に安定したラ
イニング層へ高密度化できるため、例えば鋳造品の外側
フランジを形成するのに必要な溝を、その溝の形成後も
溝壁の寸法を安定に保って層内に切込み形成でき、又層
の高密度化と輪郭成形後耐火材の粒状物は極めて緊密に
一体状化するため、ライニングは最大の体積密度となり
、形状が変化したり、鋳造中に溶融金属の侵入を受４ｊ
ないという事実を発見したことに基い”Ｃいる。

しかし、その米国特許第４，１２４，０５６号に記され
た方法での作業は、鋳造すべき物品が次のような外形、
つまり耐火ライニングの部分が鋳造中その部分に施され
る溶融金属のＩＹみより半径方向に厚くなる必要のある
外形を有する場合に、大きな２つの問題を生じた。第１
の問題は、最大の体積密度へ高密化しても、バインダー
レス耐火粒子のライニングがかなりの■の空気をトラッ
プするのに充分な内部気孔を含み、鋳造温度が低いか又
は鋳造金属が耐火ライニングと比べて薄いと、鋳造金属
からの熱で膨張するトラップ空気が溶融金属中へ、その
金属が液状の間たりてなく金属が固化し始めた間も侵入
し、鋳造品に過度の気孔が生じ易いという事実に原因し
ている。第２の問題は、例えばバインダーレスのジルコ
ン粉末で形成されたライニング等の優れた絶縁性に原因
しており、この第２の問題は上記第１の問題を助長する
だけでなく、鋳造金属が鉄の場合に黒鉛シイズの制御を
困難とし、黒鉛サイズの散布な制御が仕様において必要
となる。従って、鋳造品が横外方へ突出するＪ￥いフラ
ンジ等に隣接した薄肉部を有すると、鋳造のその薄肉部
を限定するライニング部分はフランジの周囲を限定する
ライニング部分より大中に厚くしなければならず、鋳造
品の薄肉部を取巻くライニングによる熱絶縁がフランジ
部のライニングによる熱絶縁より大きくなる。例えば、
エンジン気筒のライナー用鉄製半加工品を鋳造する場合
、仕様では鋳造品中の黒鉛フレーク（ｆｌａｋｅｓ）が
４〜６のサイズ範囲にあることを要求しているが、鋳造
品の薄肉部にお＆Ｊるゆっくりした熱用が・す′イズ３
の黒鉛を生ずる。このように大きい黒鉛フレークは、鋳
造品の加工時に“）反り出しくｐｕｌｌ−ｏｕＬｓ　）
　″を生じ易い。従って、この改善がめられていた。

従来、耐火ライニングの熱伝導度を各種の方法で制御す
ることが提案されているが、成功したのはライニング中
にバインダーが使われている場合に限られていた。そこ
で、耐火ライニングの各部を別の素材で形成し、一部が
他の部分と異る熱伝達力を有するようにすることが提案
されたが、これは例えばその一部を高い熱伝導材製の一
体リングとする場合にだけ使われてきており、一体リン
グの使用は好ましくない場合がある。又、異った粒状耐
火材の混合物で、その混合物を構成する素材が各々異っ
た熱伝導度を持つものを使用することも提案されている
が、これは従来、バインダーなしで形成されろうイニン
グの場合には不可能であった。何故なら、そうした素＋
ｌｒ　１’；ｔ、　’ｒ−は混合物が型表面へ施されて
いる間に類別化する傾向を持ち、この固有の類別化が一
様の組成でなく従って許容し得ないライニングをもたら
すからである。つまり、比較的小粒径の第１素材と大粒
径の第２素）１から成る混合物を用いると、粒径に応し
類別化が生ずる。同様に、比重の異る２素材の粒子が混
合物として用いられる場合にも、比重差のために類別化
が生じる。又筒状鋳造品の一部が耐火う・イニングの対
応部分より小さい壁厚を有する場合、微細に分割された
バインダーレス耐人材が使われていると、微粒子が空気
の流通路を塞ぎライニングの通気が困難となるため、耐
火ライニング中に初！ＩＪＩ　＋・ラップされた空気を
除去する必要がライニング部の熱伝導度を制御する問題
が複雑化する。

（発明の目的） 発明の一般的目的は、バインダーレスの粒状耐火材で形
成された鋳型ライニングを使用する遠心鋳造法の効率と
適用範囲を高めることにある。

別の目的は、ライニングがバインダーレスの粒状耐火材
で形成される場合に、ライニングの全長にわたり鋳型ラ
イニングの熱伝導度について正確で信幀のある制御を達
成し、更に鋳造金属中におりる黒ｔｎのサイズと形成速
度の制御を達成するごとにある。

別の目的は、バインダーレスの粒状耐火材から成るライ
ニングに対して遠心鋳造する場合に、好ましくない気孔
の発生を避けられる改良方法を提供することにある。

更なる目的は、上記ライニングに対し鉄を鋳造する場合
に、黒鉛化の制＜ｓａ　＋ｉｒＪ、＋−，を達成するご
とにある。

更に別の目的は、上記ライニングに対し比較的小径の筒
状晶を鋳造する場合に、生産率の上昇を達成することに
ある。

更に別の目的は、鋳造品において所定の特性を持った表
面を与えることにある。

別の目的は、鋳造中の溶融金属から金型への熱伝達の改
善された選択的制御を与える遠心鋳造金型の改良組体を
提供することにある。

（発明の構成） 方法の全ての実施例は、金型の作用面へ施され、次いで
高密化と輪郭成形が行われるバインダーレスの粒状耐火
物製の耐火ライニングを用い、ライニング中 金属中における黒鉛化の適切な制御に合わ−Ｕて設定さ
れるように形成され、更にライニングは高密化と輪郭成
形が成されたライニング全体の粒子のうちの少くとも２
０重量％が角張った粒子で、ライニングのうち金型作用
面と接する部分及び直近部分における粒子の少くとも２
５重■％がわ）砕耐火粉末の粒子と比べ、著しく大きい
粒径及び著しく高い熱伝導度から成るグループから選ん
だ少くとも１つの特性において異るように形成されるこ
とを特徴とする特に好ましい実施例では、ライニングが
金型の作用面上に直接形成された少くとも１つの主層と
、この少くとも１つの主層の内面上の表面層とから成り
、これら主層と表面層の粒子は角張った粒子を少くとも
２０重量％含み、主層内の粒状物は熱伝導度の制御に合
せて選ばれ、表面層は少くとも１つの主層よりも薄い。

別の実施例では、ライニングが破砕黒鉛等の１種の粒状
耐火材か又は耐火材の混合物から成る単層で構成され、
それらの一方が熱伝導特性に合わ・ｌ゛ζ運ばれる。

鋳造すべき物品の性質上耐火ライニングからの空気の逃
げによる気孔の問題が岐しい場合には、金型がその作用
面で限定される内部空間と金型の外部空間を連通ずる複
数の通気穴を備え、主層のガス流に対する高い透過性が
ライニング中の孔内に存在する空気を逃げさせる。つま
り、トラップ空気が鋳造金属からの熱で膨張すると、そ
の空気はライニングの主層中の空隙を通って移動し、通
気穴から外部へ逃げる。

（発明の実施例） 本発明の方法は、全体ｌを１で示した型支持回転装置を
含む第１図に示すような一最型の装置を使って実施され
、装置ｌは通常の変速駆動装ｒＬ４を介しモータ３で駆
動されるローラ２を有し、これらローラ２は離間した対
として配置され筒状の金型５をｌ駆動する。金型上方に
通常の如く押圧１」−ラ６が設りられ、金型とその長さ
方向中央で保合する。支持回転装置は更に、２組の振動
ローラ６ａを備え、これら２組のローラは図示の、Ｌう
に、押圧ローラ６からそれぞれ金型の各端へ向かって等
距離離れている。振動ローラ６ａには縦方向の清が形成
されてるため、金型５の外表面との接触によりローラ６
ａが高速で回転すると、金型はローラの直径、等間隔の
溝数及び金型からローラへ加わる回転速度に応した速度
で振動する。ローラ６ａが金型と係合する力はパワーシ
リンダ７により制御可能で、振動の振力を制御する。金
型５は通常の鋼製遠心鋳造型と同様に使れるが、真円形
の円筒状内面つまり金型作用面を有する。後述するよう
に、金型ば無通気でも、又は金型作用面で限定される空
間と金型外部の空間を連通ずる複数の通気穴を備えてい
てもよい。通気の必要は、製造すべき鋳造品の性質によ
る。

金型のライニング用であるバインダーレス粒状耐火材が
、全体を８で示したライニングと輪郭成形組合せ装置に
よって金型内へ導かれ、装置８は耐火材を運搬し分与す
るトラフ９と金型の作用面上に施された耐火材の単−又
は複数の層を成形する輪郭成形プレー１川０を備えると
共に、＋＋Ｊ動支持台１１によって支持され、金型を貫
いて挿入可能で且つその自由端が軸受１２で保持可能な
ように構成されている。トラフは粒状材を放出し得るよ
うにその軸を中心に制御された速度で回動可能で、輪郭
成形ブレードは非作動位置がら輪郭成形位置へ移動し得
るように金型に対して半径方向に調整可能である。粒状
材が１〜ラフから金型の作用面上へまかれ、層の高密化
及び輪郭成形前のライニング層を形成するのに、通常の
空圧振動器１３が使われてトラフ９と振動さセる。

上記の装置を用い、エンジン気筒のライナー半加工品等
筒状の金属製品を粉砕わ）末等粒状耐火祠の高密化され
輪郭成形されたライニングに対して鋳造する場合、鋳造
品の形状が例えば、溶融金属層の厚さの約５０％に等し
い厚さを有する耐火ライニング部に対し真円形の円筒状
部を鋳造しなりればならないと、耐火ライニング中にト
ラップされた空気が金属の同化開始時にも尚鋳造品中へ
逃げ続けており、従って過度の気孔を生し易いためと、
耐火材の比較的厚い層による絶縁効果が溶融金属の冷却
を遅くし過ぎ、最終鋳造品中の黒鉛り゛イズが大きくな
り過ぎる結果を生じるために、その達成は困難である。

そして、非常に微細なジルコン粉末等の素材は低い熱伝
導容量を有するので、問題が生じる。又、そうした素材
は液状金属の侵入を受すないように粒子が緊密化される
程度にまで高密化できるが、それだけ高密化しても上記
素材のライニングは例えば３０％容量の空隙を有し、従
ってライニングが鋳造中の溶融金属と接触するとき、か
なりの量のトラップ空気を放出する。しかも、上記素材
の微粒的性質がライニング全体をガス流に対して透過し
にくくするので、通気によってトラップ空気を除くのも
困難である。

上記両方の問題は本発明によれば、自由流通性のバイン
ダーレス粒状耐火材から成る耐火う・イニングを金型の
作用面上に施し、耐火材が次式；等価比重＝実際の比重
×Ｇ こ＼でＧは次式で与えられる 但しＩ〕はインチで表わした剛火層の内径で定められる
少くとも７．５の等価比重を持つような大きさの遠心力
を耐火材へ加える速度で金型を回転するごとによってラ
イニングを高密化し、高密化されたライニングを鋳造す
べき製品の外表面として、所望な形状に輪郭成形し、次
いでう・ｆニング全体の粒子のうち少くとも２０重里％
が角張った粒子、つまり丸くなく尖った粒子で、しかも
ライニングのうち金型の作用面と接触及び直近する部分
におりる粒子の少くとも２５重里％がわ）砕耐火粉末（
参照標準）の粒子と比べ、著しく大きい粒径及び／又は
著しく高い熱伝導度を有する点で異っている状態にある
耐火う・イニングに対し１ノｒ造するごとによって解消
されている。

本発明の一実施例によれば、ライニングの土部がまずガ
ス流に対する高い透過性と高い熱伝導度を与える粒径を
持つ自由流通性のバインダーレス粒状耐火材から成る少
くとも１つの主層として金型の作用面」二に形成され、
その少くとも１つの主層を高密化し、更に高密化層を鋳
造品の所望形状に少くとも近似した所定形状へ輪郭成形
し、次いで少くとも１つの主層の内面上に、同しく自由
流通性のバインダーレス粒状耐火材から成るが、鋳造品
に所望の表面特性を与える表面層を形成し、次いで表面
層が高密化され、鋳造品として所望な正確な形状へ輪郭
成形されることによって、」二記のライニングを首尾よ
く形成できることが見い出された。驚くべきごとに、表
面層は、少くとも１つの主層が比較的大径の粒子を含み
且つ鋳造金属と直接接触して鋳造された場合その金属が
ライニング中へ侵入するほど高い透過性を有していても
、鋳造を実施できるように安定しており、更に表面層は
少くとも１つの主層をかろうじてマスクする程度に極め
ｒＤすくでき、どんな場合でも少くとも１つの主層の厚
さより薄くされる。

少（とも１つの主層と表面層はそれぞれ、少くとも２０
重量％の角張った粒子を含む粒状耐火＋１から成らねば
ならない。少（とも１つの主層は、破砕黒鉛や鋭いシリ
カ砂等の単−素＋Ａ、又は粒子が角張っている１つの粒
状耐火＋Ａと角張っている必要のない大粒子を有する別
の粒状耐火Ｈとの混合物いずれから成ってもよい。従っ
て、〕ｔ−Ｉリダジルコン砂に少くとも２０重■％の粉
砕耐火粉末を加えた混合物が使える。好ましくは、高い
熱伝導度とガス流に対する高い透過性の両方を達成すべ
き場合、少（とも１つの主層は、粒子のうら少くとも２
５重量％、最適には少くとも４０重■％が２１２ミクロ
ンを越える最大径を有するような粒度分布を持つ単一の
粒状耐火材又は複数４」の混合から成る。熱伝導度と層
をｊｍるガス流に対する透過性の最適な組合せは、大粒
子つまり２１２ミクロン好ましくは３００ミクロンを越
える最大粒を有する粒子が、その大粒子が角張っている
が又は丸いかを問わず、ライニングの全厚を通し実質」
二粒子間接触している時に得られる。

鋳造品が特に滑らかな鋳造表面を有ずべき場合、表面層
はジルコン粉末、シリカ粉末、ムライト粉末、酸化マグ
ネシウム粉末、黒鉛粉末又はこれらと同等の累月等の粉
砕耐火粉末から成るのが好ましい。鋳造品の機械加工を
最小限化し、鋳造表面に耐火粒子が存在する可能性を完
全に避りたい場合には、而・１火わ）末の粒子を１０６
ミク１″】ンより人とずべきでない。好ましくは、鋳造
表面の滑らかさを達成すべき場合、表面層の粒子のうし
少（とも４０重量％を角張った粒子とずべきで、角張っ
た粒子が７５ミクロンを越えないと、特に良好な結果が
得られる。

製品が機械加工時に膨張可能なグリッパで保持される場
合等、表面層で限定される鋳造品の表面を１１１　＜ず
べきときは、比較的大きい粒子から成る粒状耐火材で表
面層を形成できる。従って、表面層ばわ〕砕耐火粉末と
砂の混合物で、全粒子の約６０％以下が１５０ミクロン
を越える最大径を持つような比率を持つものとできる。

つまり、相い鋳造表面とするためには、４０〜９０重里
％の粉砕耐火粉末と６０〜１０重量％の砂の−・様な混
合物で表面層を形成可能である。

耐火ライニングが、細長い円筒状表面を限定する領域等
の比較的厚い領域と外側へ突出したフランジを限定する
領域等の比較的薄い領域を含まねばならない場合は、少
くとも１つの主層と表面層の使用によってライニングの
絶縁効果、ひいてはライニングの全長を通じ鋳造金属が
冷却する速度が制御可能となる。つまり表面層は、少く
とも１つの主層のうぢ細長い円筒状表面を限定する部分
上では薄く、またフランジの周辺を限定する部う］上で
は厚くでき、表面層の各部におりる相対厚を、鋳造金属
全体が実質上同一速度で冷却されるように選べる。

本発明は特に、溶融鋳造金属と金型の境界面に脱ガス剤
等の粒状化学剤を施す必要がある場合に適している。こ
のような場合、表面層は微粒状のバインダーレス耐火材
と粒状化学剤の一様な混合物で、耐火材が混合物のうｔ
）２０〜９０重堅％を占めるもので形成するのが好まし
い。例えば、化学剤はカルシウム／シリコンとして商取
引上周知の脱ガス剤、つまりカルシウム、シリコン及び
炭素又はバリウノ、等から成る粒状固体物質で、大部分
が１０６ミクｔ」ンより小さいような粒度分布を持つも
のである。

本発明は、金型が真円形の円筒状活性面を有し、鋳造品
が円筒状の外表面部とフランジ等円筒状表面部より径の
大きい少くとも１つの横方向環状外側突出部を有する場
合に最も重要である。このような場合、金型の作用面は
鋳造品を金型から簡単に抜き出せるように、鋳造品のう
ちフランジ等外側突出部の周辺よりわずかに大きい直径
でなければならないため、耐火ライニングのうち鋳造品
の円筒状表面部を限定する部分はフランジ等の限定部分
より大きい半径方向厚を持たねばならず、その厚さは熱
絶縁の必要よりも鋳造品を引張る自由度の必要によって
決まる。バインダーレスの粒状耐火材から成るライニン
グが比較的薄ければ、空気は金属が固化し始める前でも
鋳造品の溶融金属を通って自由に逃げられるため、ライ
ニング中に初期トラップされた空気による気孔は通常重
要な問題とならない。しかし、耐火層の半径方向＋７が
鋳造されている溶融金属の層厚、の少くとも５０％に等
しく、多量の空気がライニング中に初期［−ランプされ
ていると、鋳造金属が固化し初めてもがなりの量の空気
がライニング中に残っており、金属の固化中に空気が溶
融金属内へ入り易く、鋳造品中に好ましくない気孔を生
ずる。本発明に従って形成されたライナーは、ライニン
グの比較的Ｊ７い部分でも、トラップ空気がライニング
を通って自由に流れ、適切な通気穴を介して金型から逃
げることを保証する。又、鋳造金属中に気孔を生ぜずに
トラップ空気が除去され、１−ラップ空気は溶融金属を
通って逃げようとしないため、ライニングの熱伝導度の
向」二から冷却速度が速くなっても気孔を生じない。

ジル：１ンわ１末やシリカ粉末等粒状物の実質上一様な
層は特別の困難なく形成できるが、このような粒状物は
一角張った粒子と微細な粒度、例えば全粒子のうち２０
０ミクロンを越える寸法を持つのは数重量％以下、によ
って特徴（＝Ｊりられるため、層内での一様性と層の寸
法的安定性を達成するのは、粒度範囲が広がって大粒子
が存在する場合、特に粒子の大部分が角張ってな（丸い
場合に困難となる。従って、こうした粒状物が多量回転
する金型の作用面上へ一度に付着すると、金型表面近く
で量の変動が起き、大粒子と小粒子の分離相が生じて、
大粒子が最終層の内側面に集中するという結果をもたら
す。この問題は本発明において、一般に１−ラフ等の供
給装置から粒状物を、細い流れで鋳型表面へと移動し、
一時に受層の粒子が金型表面つまり形成層へ達して、粒
子が遠心力で所定位置へ固着されるように供給すること
によって解消される。好ましくは、トラフの回動速度は
金型の回転速度に対し、必要なだりの粒状耐火材が供給
され、金型つまり形成層上に平均的大粒子τ１法の１〜
数倍の半径方向厚を有する耐火粒子の屑を形成するよう
に、最適には一回で１粒子厚の層を形成するように決め
られる。又好ましくは、金型とトラフ又はその他供給装
置の両方に、粒状物の供給と層の形成中高周波数低振１
１１の振動が加えられる。

第２〜２０図は主層が施されて輪郭成形される方法を図
式的に示しており、金型が１５、供給及び輪郭成形組合
せ装置が１６でそれぞれ示しである。装置１６は一般に
米国特許第４．１２４，０５６号に開示されているよう
に構成でき、細長いトラフ１７と細長い輪郭成形ブレー
ド１８を備え、ブレードの作用エツジは形成すべき層の
内面形状と合った輪郭を有する。装ａｔ１６は金型１５
の軸方向に挿入及び後退自在で、且つ金型の長手方向軸
を中心とした回転調整と金型に対する垂直方向調整の両
方が自在となるように支持されている。ｍｌ耐火材９が
入れられ、金型内へ軸方向に挿入された後、粒状耐火材
を金型に付着させそれと一猪に移動させるのに充分な遠
心力を生じる速度で金型を回転さゼながら（第２〜２０
図中反時旧方向）、装置１６がその軸が金型の軸よ上方
にくるように第２図に示す位置へ」二昇され、次いで１
ラフを装置１３で振動させながら自軸を中心に時計方向
−・ゆっくり回動されて、粒状耐火材の薄い流れ２０が
重力によってトラフの縁を越え金型の作用面上へ供給せ
しめられる。流れ２０は各１回に、主層２１を形成する
のに供給されるべき全粒子の比較的小量の増分だ＆）を
含む。トラフは流れ２０が（バ給され続けるように、半
回転連続的に回動され、第２Ｂ図に示すごとく必要な全
粒状Ｉが供給され終るまで、層２１が第２Ａ図のように
施される。

上述のごとく、層の耐火材へ少（とも７．５の等価比重
を与えるように金型の回転速度を上Ｗさ一υるか、又は
その速度が最初から使われているときにはその速度で金
型を回転し続けることによって層２Ｉが高密化されたら
、装置ｔｆ１６が反時計方向に回動され、ブレードの作
用エツジを輪郭成形のため層２１と係合せしめ、２２で
示すように過剰の粒状耐火材がトラフへ戻される。輪郭
成形が終了すると、輪郭成形ブレードは再び垂直土カー
・延び、次いで装置１６が金型の軸と自軸が一敗するま
で下げられ、層２Ｉを高密化され輪郭成形された状態で
残して金型１５から軸方向に引出され、次の主層又は表
面層（第２〜２０図には示してない）分の耐火（Ａを受
取る準備を整える。

多くの場合には、単一の主層が要求され、その層が鋳造
品にとって所望な正確な形状に輪？ｌｔ成形される。第
１の土層が例えばガス流に対する最大の透過性と共に、
第２の強化用主層が施されるまで寸法的安定性を保持す
るのに必要なだりの最小の機械的強度を与え、異った組
成の耐火粒子から成る第２の主層が第１の主層」二に施
される場合等別のケースでは、第２〜２０図を参照して
説明した処置に加え、第２層を輪郭成形するための装置
１６の位置が適切に変更され、必要なら、異った輪郭を
持つブレードが輪郭成形用に使われる。

表面層は、主層について上述したのとはソ゛同じ方法で
施され、輪郭成形される。少くとも１つの主層が鋳造品
に与えられるべき形状と異った形状に輪郭成形されると
きは、鋳造品として所望な形状と等しい輪郭を持った別
の輪郭成形プレートが表面層を輪郭成形するのに使われ
ねばならない。

一方、少くとも１つの主層が鋳造品と等しい正確な形状
に輪郭成形された場合には、表面層を輪郭成形するのに
隣接した主層を輪郭成形するのに用いたのと同じブレー
ドを使え、表面層用の装置１６の輪郭成形位置は表面層
の所望厚に従って後退される。注目すべきことに、極め
て薄い表面層が、その薄層の永続性と寸法的安定性を保
ちながら、しかも表面層の素材を主層内へ顕著に侵入さ
せることなく、形成、高密化及び輪郭成形可能である。

従って、特に表面層がわ）砕耐火わ）末文はかかるわ）
束材とカルシウム／シリコン等の極微な粒状化学剤の混
合物から成る場合、表面層の粒状物は事実上受くとも１
つの主層の表面に向い単に拭うだけでよく、これによっ
て表面層はわずか十分の数インチの厚さとなる。

例えば、真円形の円筒状表面部と横方向の環状端フラン
ジを有する鋳造品の場合、少くとも１つの主層は鋳造品
の全長にわたって連続状とされ、そのライニングのうち
鋳造品の円筒状部に対応する部分が比較的厚く、又フラ
ンジが鋳造されるべき部分がＩＬ較的薄くされる。この
場合、表面層は第３図に示すごとく主層の肉厚及び肉薄
両部弁上に延びた連続層とされ、特定の鋳造品に対する
要求に応じ、一定の厚さ又は変化する厚さとされる。

従って、表面層については多くの場合第３図に示すごと
く、製品の円筒状表面部が鋳造されるべき部分ではでき
る限り薄く、製品フランジの周辺が鋳造されるべき部分
では顕著に１￥くするのが好ましい。あるいはこれに代
えて、少くとも１つの主層は鋳造品フランジの周辺領域
で完全に又は実質上省き、次いで表面層を全ての主層上
と鋳造品のフランジが位置すべき金型作用面の露出又は
実質的な露出部分上に施すようにしてもよい。

鋳造品が孔の機械加工時に膨張可能なグリッパで締付け
られるべき場合等、鋳造品の外表面が特に滑らかである
必要がない場合、面１火ライニングは表面層を含まずに
単層で形成でき、この米層は１種の粒状耐火材、好まし
くは破砕黒鉛、又は少くとも２０重量％を占める粉砕耐
火粉末等の素材と残りを占める砂の混合物から成る。

以下に例証として本発明の例を示ず： 例　１ 第３図の調性金型５を支持回転するのに第１図には〜゛
基＜装置を用い、金型は真円形の円筒状内面つまり作用
面２５と、それぞれ面２５で限定される空間と金型を取
巻く空間を連通ずる袂数の半径方向通気穴２６を有し、
各孔２６はその内端に通常の粒子フィルタ２７を備えて
いる。第２〜２Ｂ図を参照して説明した方法により、使
用済の黒鉛が電極を破砕して得られ且つ下記の粒度分布
を有する市販の粒状黒鉛を自由流通性のバインダーレス
粒状耐火材として用いることによって、単一の主層２８
が形成された： ３０　ｉ　６００　ｉ　２．２ １ｏｏ　ｉ　１５０　１　１３．（１ １４０ｉ　１０Ｇ　ｉ　ｏ鼠 ２００　’　７５　１°　８．２ ２７０　：５３　ｉ　、６ Ｐａｎ　”、７．２ 黒鉛粒子は実質１全て、方形、３角形及び１１ノド状等
の表面形状を含み角張ってぃ）こ。この粒状物は、その
サンプルにます通常の実験用成形器で１００シヨツクを
与え、次いで成形サンプルが吸収し内部に保持した水の
量をめて測定したところ４４９石の空隙率及び２７Ｖ２
°の横たわり角を示した。

金型の作用面２５が５．７ｏインヂ（１４，５（＋ｍ）
の直径を有する場合に、金型が５０　Ｏｒ、ｐ、ｍ、で
回転された。第１図の振動ローラ６ａは５Ｖ２・インチ
（１４ｃｍ）の外径を有し、７ｚインチ（１９，１ｃｍ
）の外径を有する金型の一部」二に載置され゛（いる。

振動ローラはそれぞれ、毎分３４，０００ザイクルの周
波数で金型へ振動を与えるように、各１八インチ（０，
３２ｃｍ）　Ｉｌｌで１ノ８インチ深サノ縦方１ｉｉＪ
に延びた外周溝を５０本打型る６金型を５０Ｏｒ、ｐ、
ｍ、で連続的に回転させながら、破砕黒鉛が第２図に従
って供給され、装置１Ｇは通常の空圧振動器によりｆσ
分１２．７００リイクルでは一円周方向に振動された。

装置１６を金型内へ挿入した後、トラフ１７が非常に遅
い速度で回転され、０．４インチ（１，０２ｃｍ＞をわ
ずかに越える１￥さの一様な層２８が形成されるまで、
黒鉛の連続的な薄いシート状の流れつまりフィルムを金
型表面Ｉ−に供給した。５００　ｒ、、ｐ、ｍ、という
金型の回転速度は、層２８をその形成時に高密化するの
に適している。次いで、金型の回転速度が１００　Ｏｒ
、ｐ、ｍ。

へ上昇され、ブレード１８が作動されて、少くとも１つ
の溝３０を有し、層の厚い部分が０．２６５インヂ（０
，６７３ｃｆｆＩ）厚となるような図示の形状へ層２８
輪郭成形した。

黒鉛から成る主層の熱伝導度を実証するため、ねずみ銑
鋳造用の溶融金属１００ボンドが２８８０’Ｆ（１５８
２℃）で溶解され、金型５を４７５’Ｆ（２４６℃）に
保ちながら、溶融金属が２６４５’Ｆ（１４５２℃）で
注入され、層２８の部分２９上に（１，４インチ（１，
０２ｃｍ）に等しい半径方向厚を与えた。毎分２インチ
（５，１ｃｍ）の記録送り速度で動作する通常の記録式
光学高温度５１を用いたところ、鋳造金属の温度が共融
点へ降Ｆするまでの時間は約１．９インチ（０，９５分
）で、更にその温度が共融点から１００’Ｆ（３７，８
℃）へ下がるまでの時間は約１．４インチ（０，７分）
であった。

層２８と同じ破砕黒鉛の主層が再び形成された。

但し、この土層は第１黒鉛層のｊγさよりＩ）、　０７
５インチ（０，１９ｃｍ）だけ小さいｊ７さに輪郭成形
された。次いで第２〜２０図の手順に従い、第３図のジ
ルコン粉末から成る表面層２９を形成し輪郭成形するご
とによって耐火ライナーが完成され、輪郭成形後の表面
層厚は０．０７５インチ（０，１９ｃｍ）で、金型の回
転速度と振動、は」二連と同しにされた。ジルコン粉末
の粒度分布は次の通り：メソシュ　：ふるい開口　８重
里％ （米国ふるい系列）１　（ミクロン）１２００　’　７
４　１２．５ ３２５　１４３　ｉｎ、。

４００　：ａ８ｉ　６．７ ４００メノシ工以上１３８以下１７８．９ジルコン粉末
は粉砕生成物であるため、は＼全での粒子が角張り、３
０°の横ノζわり角度と３０９６の空隙率を示した。

金属３１が本例で上述した通り正確に注入され、その冷
却速度をめるのに光学高温度に１が使われた。共融点ま
での時間は約５．９インチ（２，９５分）、共融点から
１００°Ｆ（３７，８℃）への時間は更に３．９インチ
（１，９５分）で、これはジルコン粉末の薄層が存在す
るため冷却が著しく遅くなることを示している。

主層２８と表面層２９から成る複合ライーノ・−に対し
て鋳造された鋳造品は、気孔を含ます又実質−」ユ耐大
月を含まない滑らかな鋳造表面を有していた。

±−−−−Δ 例Ｉに記したライニングが再形成された。但し、主層２
８は４０重量％のジルコン↑５）末と６０重星２６のフ
Ｉ−Ｊリダジルコン砂から成る一様な混合物で形成され
た。

貫−立 例１に記したライニングが再形成された。世し、主層２
８は尖ったシリカ砂で形成された。

例４ 例Ｉに記したライニングが、例ｊに示した破砕黒鉛から
成る主層２８と、５０重■％の例１のジルコン粉末及び
５０重■％の粉末状の市販カルシウム／ケ・ｆ酸塩脱ガ
ス剤’乙３０重景％のカルシウム、６０重■％のシリニ
１ン、０．５重Ｍ％の炭素を含むものの一様な混合物か
ら成る表面層２９とで再形成された。

１列−一部 例１の手順が繰り返された。但し、第４図におりる主層
２８ａの輪郭成形が、フランジを限定する２７４部分の
層の粒状物を実質に完全に除Ｊくする。Ｌうに実施され
、その溝の外壁は表面層２９ａの一部２９ｂによっての
み限定された。

％−−（ 例１の破砕黒鉛粒子で形成された第５図の単層３８から
ライニングが、例ＬＯ）を層を形成するための」二記手
順に従って形成された。金型を５０Ｏｒ、ｐ、ｎｌ、で
回転させながら、供給トラフが回動され、輪郭成形前に
０．２６５インチ（０，６７３ｃｍ）の半径方向厚を有
する層を形成するのに必要な合計星の破砕黒鉛を３０秒
の期間供給した。つまり、破砕黒鉛が供給されている間
合型は２５０回回軸回転金型が１回転する毎に、破砕黒
鉛の平均粒度オーダーの厚さを有する黒鉛の被覆が層に
付は加えられた。破砕黒鉛の粒度範囲は５３〜６００ミ
クロンであるが、完成した層は実質上一様であった。

−・様になる理由は、黒鉛の供給中各１回で金型つまり
形成層へ達する・黒鉛の量が非常に少いため、供給され
る全粒子が遠心力で直らに所定位置へ固着され、従って
広範囲の粒度に暴く類別化の機会が生じないことにある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基いて使われる一般的装置の単口式的
な側面図； 第２〜２０図は本発明に裁いて耐火層が遠心鋳造金型に
施される方法を示す図式的なＩｔＪｉ面図；第３図は本
発明の一実施例に暴く複合耐火ライニングの図式的な部
分縦断面図； 第４図は別の実施例を示す第３図と同様の図；及び 第５図は本発明の一実施例に暴く単一のｒ１火月から形
成されたライニングの部分縦断面図である。 ■・・・型支持回転装置、　５．１５・・・金型、９．
１７・・・ｌ・ラフ、　１０．１８・・・輪郭成形ブレ
ード、１９・・・耐火＋４、２５・・・金型作用面、２
６　・・・通気孔、　２１．２８．２８ａ、２９．２９
ａ、３８・・・ライニング（耐火材層；２１．２８．２
８ａ：主層、２９．２９ａ：表面層）、３１・・・金属
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）縦軸を横断する方向で円形断面の金型作用面を有
   する筒状金型を用意すること、該金型をその縦軸を中心
   に回転させながら、金型の作用面上にバ・インダーレス
   粒状面１火）、（の層を形成すること、耐火材が次式； 等価比重−実際の比重×Ｇ こ＼でＧは次式で与えられる ７０．４００ 但しＤＩＪインチで表わした耐火層の内径で定められる
   少くとも７．５の等価比重を持つような大きさの遠心力
   を耐火材へ加えるのに充分な速度で金型を回転して耐火
   Ｈの層を高密化すること〜高密化層を鋳造すべき製品の
   外表面として所望）、（形状に輪郭成型すること、次い
   で金型の回転を続けながら溶融鋳造金属を導入すること
   から成る方法を用いた筒状遠心鋳造金属製品の製造にお
   いて、バインダーレス粒状耐火材から成る層を、高密化
   され、輪郭成形された層全体の粒子のうち少くとも２０
   重量％が角張、った粒子で、しかも上記層のうち金型の
   作用面と接触及び直近する部分における粒子の少くとも
   ２５重量％が、粉砕耐火粉末の粒子と比べ、著しく大き
   い粒径及び著しく高い熱伝導度から成るグループから選
   んだ少くとも１つの特性において異るよ・）に形成する
   ごと：及び 輪郭成形の段階を、輪郭成形層が少くとも人きい半径方
   向）Ｖを有する軸方向に延びた第１の部分と小さい半径
   方向厚を有する第２の部分を含む、１、うに実施するこ
   と；から成る方法。 （２）前記層を形成し、高密化し、１つ輸７１〜成形す
   る段階が、 まず、少くとも１つの粒状自）太材から成る主層を金型
   の作用面上に直接形成し、該主層を高密化し、更に主層
   を所定の形状に輪郭成形すること、及び次いで、金型の
   回転を続けながら、少くとも１つの主層の輪郭成形面」
   二にバインダーレスの自由流通性粒状耐火材から成る表
   面層を施し、該表面層を高密化し、更に表面層を鋳造品
   として所望の正確な形状へ輪郭成形すること；を含み、 表面層の半径方向厚が少くとも１つの主層の半径方向よ
   りも小さく； 少くとも１つの主層と表面層の両方を形成する粒子の少
   くとも２０重量％が角張った粒子で；少くとも１つの主
   層を形成する粒子の少くと４）２５重■％が粉砕耐火粉
   末の粒子と比べ、著し２く大きい粒径及び著しく高い熱
   伝導度から成るグループから選んだ少くとも１つの特性
   において異る；特許請求の範囲第１項記載の方法。 （３）少くとも１つの主層の粒子中受くとも２５重里％
   が２１２ミクロンを越える最人月法をイｊする特許請求
   の範囲第２項記載の方法。 （４）前記金型が、金型内の空間と金型外の空間を連通
   ずる複数の通気穴を備えた特許請求の範囲第２項記載の
   方法。 （５）少くとも１つの主層の実質１全てが角張った粒子
   から成る特許請求の範囲第２項記載の方法。 （６）少くとも１つの主層が破砕黒鉛と尖ったシリカ砂
   から成るグループから選んだ粒子から形成された特許請
   求の範囲第５項記載の方法。 （７）少くとも１つの主層が、粉砕耐火粉末とジルコン
   砂及びシリコン砂から成るグループから選んだ砂との一
   様な混合物で形成され、耐火粉末が使用する耐火材全重
   量の少くとも２０％を占める特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 （８）前記表面層が、 粒子のうち５０重■％以下が１５０ミクロンより大きい
   最大寸法を有する粒度分布、及び少くとも４０重■％に
   等しい角張った粒子の含有用で、該角張った粒子の少く
   とも５０重■％が７５ミクロンより小さい最大寸法、を
   有する粒状耐火材で形成された特許請求の範囲第２項記
   載の方法。 （９）前記表面層の粒状物が実質上簿５）砕耐火１５）
   末から成る特許請求の範囲第８項記載の方法。 ００）前記表面層が、少くとも１つの微粒状耐火ＩＡと
   少くとも１つの微粒状化学剤との一様な混合物で形成さ
   れた特許請求の範囲第２項記載の方法。 （１１）前記混合物が２０〜９０重晴％のわ〕砕耐火わ
   ）末と８０〜１０重里％の化学剤から成る特許請求の範
   囲第１０項記載の方法。 （１２）前記少くとも１つの主層が、 金型と接触する第１の層、及び 該第１の層を被覆する第２の層を含み、第１の層を形成
   する耐火材の平均粒度が第２の層を形成する耐火＋Ａの
   平均粒度より著しく大きく、高密化後の第２層が第１層
   より著しく大きい□械的強度を有する特許請求の範囲第
   ２項記載の方法。 （１３）鋳造すべき製品が少くとも１つの外側へ突出し
   た横方向の環状拡張部と、該拡張部より顕ン）゛に小さ
   い直径を持つ真円形の円筒状外面をｌｉえる少くとも１
   つの壁部とを有し、更に 少くとも１つの主層の１￥さが、ライニングのうち外側
   突出拡張部が鋳造されるべき部分における表面層の厚さ
   より小さい特許請求の範囲第２項記載の方法。 （１４）前記少くとも１つの主層が、外側突出拡張部の
   鋳造されるべき領域中の少くとも１つの主層の輪郭成形
   によって実質上中断されている特許請求の範囲第１３項
   記載の方法。 （１５）　前記表面層が粉砕耐火粉末で形成され、製品
   の前記真円形の円筒状外面が鋳造されるべき領域上にお
   いて手分の数インチのｊ７さを有する特許請求の範囲第
   １３項記載の方法。 （１６）　面１火層を高はイ化する段階が実施されてい
   る間、高周波小振［１１の振動が金型に加えられる特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 （１７）粒状耐火＋Ａが１−ラフるこまって金型へ運ば
   れ、更に粒状１Ｉｉ１火祠の運搬中、高周波小振中の振
   動がトラフに加えられる特許請求の範囲第１６項記載の
   方法。 （１８）　粒状耐火＋Ａの搬送中、高周波小振１１１の
   振動がトラフに対しそのは＼゛′円周方向に沿って加え
   られる特許請求の範囲第１項記載の方法。 （１９）　前記層くとも１つの主層を輪郭成形する段階
   が、鋳造品として所望な形状を正確に有する表面が得ら
   れるまで粒状耐火材を層から取除く所定の位置へ輪郭成
   形ブレードを移動させ、次いで輪郭成形ブレードを後退
   し、層との部分を解くことによって行われ；更に 前記表面層を輪郭成形する段階が、輪郭成形プレート−
   を上記所定の位置へ実質上戻すことによって行われる特
   許請求の範囲第２項記載の方法。 （２０）前記層が、粒状前１火材を粒子の薄い流れの形
   状で金型の作用面に供給し、所望厚の層が金型上に施さ
   れるまで上記供給段階をｍｋｈすることによって形成さ
   れ、この結果金型表面−１−におり）る粒状耐火材の変
   動が最小限化され、層内乙こおりる大粒度ゾーンと小粒
   度ゾーンへの粒子の分離が１口けられた特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 （２１）層全体が、バインダーレス粒状耐火十Ａを供給
   し、高密化し、輪郭成形するという１回の手順で形成さ
   れ、高密化及び輪郭成形された層の組成が層全体を通じ
   て実質−ヒ一様である特許請求の範囲第１項記載の方法
   。 （２２）　前記層が破砕黒鉛粒子から成る特許請求の範
   囲第２１項記載の方法。 （２３）　前記表面層の部分が、ライニングのうらりｌ
   側突出拡張部が鋳造されるべき部う）で厚く、壁部が鋳
   造されるべき部分で薄い特許請求の範囲第１３項記載の
   方法。 （２４）遠心鋳造゛ζ筒状の金属製品を製造するのに使
   われる内張り金型であって、 金型の回転軸を横断する方向で円形１１Ｊｉ面の作用面
   を有する金型；及び 該金型の作用面」二に支持されたハ・インダーレス粒状
   耐火材の高密化及び輪郭成形された層で、該層が少くと
   も２０重■％が角張った粒子である耐火粒子から形成さ
   れ、耐火材のうち少くとも４０重■％が２１２〜７５０
   ミ′クロンの範囲の原人寸法を有する粒子であること；
   の組合・ｌから成り、上記層がガス流に対する良好な透
   過性と良好な熱伝導度を持つことを特徴とした内張り金
   型。 （２５）前記層の内面上に支持されたバインダーレス粒
   状耐火材から成る高密化及び輪郭成形された表面層を更
   に備え、該表面層が前記層よりも薄く、製品が鋳造され
   る表面に所定の表面特性を与える形状とサイズを持った
   粒子から成る粒状耐火材で形成されている特許請求の範
   囲第２４項記載の内張り金型。 （２６）前記層が単一の耐火材で形成され、該耐火材の
   実質−に全てが角張っている特許請求の範囲第２４項記
   載の内張り金型。 （２７）前記層が少くとも２種の異った粒状耐火十Ａの
   混合物で形成され、そのうち１種が角張った粒子を含み
   、別の１種が良好な熱伝達特性を与える大粒子であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２４項記載の内張り金
   型。