JPS6264449A - 低融点金属鋳造用金型の被覆方法 - 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） 本発明は、アルミニウム合金等の低融点金属を鋳造する
際に用いられる金型を、被覆する方法に関する。

（従来の技術） 金型をアルミニウム合金の溶、湯から保護するために、
被覆層を形成することは知られている。この被覆層には
次の要求を満たすことが望まれている。

第１に、金型との密着性が良いこと。

第２に、熱衝撃に耐えられること。

第３に、溶湯が急速に凝固することがないように、断熱
性が良いこと。

第４に、アルミニウム合金鋳物に対して離型性が良いこ
と。

従来の被覆方法として、耐火物粉末と、水ガラスやリン
酸塩等の粘結剤とを、混合して水で薄め、これをスプレ
ーにより金型に付着させる方法がある、また、ガ又溶射
によＱ　Ｎ　ｉ系金属の溶射皮膜を形成する方法がある
。

（発明が解決しようとしている問題点）上記スプレ一方
法によるものでは、断熱性および離型性は良い。しかし
、金型との密着性が弱く、弁傘はせいぜい３００〜４（
）０ジ３ット程度と短い。特によく摩耗する部分（横型
）では１０〜１５シヨツト毎に補修が必要である。さら
に、膜）７管理か困難で作業者の熟練を必要とする。

上記ガ又溶射による方法では、金型との密着性が良く耐
熱衝撃性があり、寿命が長い。しかし、金属で形成され
ているため断熱性が悪い。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、
その要旨は、金型の内面に、セラミック材料との密着性
が良好な金属材料を溶射し、この金属溶射皮膜の上にセ
ラミック材料を溶射し、このセラミック溶射皮膜の上に
、その表面の孔を封じる封孔材料を塗布することをｆ！
徴とする低融点金属鋳造用金型の被覆方法にある。

（作用） 金属溶射皮膜は、セラミック溶射皮膜と金型との間の密
着性を高めるとともに、耐熱衝撃性を高めるのに寄与す
る。セラミック溶射皮膜は断熱性を高めるのに寄与する
。封孔材料はセラミック溶射皮膜の表面に形ｒ＆された
微細な孔を封じ、離型性を高めるのに寄与する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図中１０はアルミニウム合金を鋳造する際に用いる金
型を示し、この金型１（）はＦｅ系金属により形成され
ている。最初に、この金型１０の内面に、粉体状の金属
材料をプラズマ溶射することにより、金属）８射皮膜１
１を形成する。金属溶射皮膜１１は、厚さ１０〜１００
μ【ｎとするのが好ましい。

次に、上記金属溶射皮膜１１の上に粉体あるいはウィス
カー状のセラミック材料をプラズマ溶射して、セラミッ
ク溶射皮膜１２を形成する。セラミック溶射皮膜１２は
厚さ１００〜２ｏＯμＩＩＩであるのが好ましい。

次に、このセラミック溶射皮膜１２の上に、封孔材料を
塗布することにより、封孔層１３を形成する。この封孔
層１３は厚さ１０μｍ以下例えば５μ「０程度とするの
が好ましい。

金属溶射皮膜１１は、セラミック溶射皮膜１２と金型１
（）との間の密着性を高めるとともに、耐熱衝撃性を高
めるのに寄手する。セラミック溶射皮膜１２は、断熱性
を高めて、凝固条件を改善するとともに、金属溶射皮膜
１１をアルミニウム合金の溶湯から保護するのに寄与す
る。封孔層１３となる封孔材料はセラミック溶射皮膜１
２の表面に形成された微細な孔を封じ、離型性を高める
のに寄与する。

金属材料としては、Ｎｉ−Ｃｒ系合金を用いるのが好ま
しい。Ｎｉ−Ｃｒ系合金の粉体の粒度は１０〜４４μＩ
ｌ＋とするのか′好ましい。４・１μｍを越えると密着
性が悪くなるからである。Ｎｉ−Ｃｒ系合金属おいて、
Ｎ１を７０−９０重量％、Ｃｒを３０〜１０重量％とす
るのか好ましい。Ｎ　ｉカフ　０　ｔｆｆｉ％以下であ
ると、熱衝撃に対して弱くなり、Ｃｒか１０重量％以下
であると酸化しやすくなるからである。

セラミック材料として、Ａ１□０＝−ＴｉＯ２系材料、
例えばノ＼１２０．粉体（約９７重量％）とＴｌＯ２粉
本（約３重量％）とを混合した材料が最も好ましい。マ
タ、Ａｌ２Ｏ−１ＳｉＪ　４材料、例エバ’　Ａ　Ｉ　
２０３の粉本（約９０重量％）とＳｉ３Ｎ、のウィスカ
ー（約１０重量％）とを混合した材料も好ましい。

上記封孔材料として、ＺｒＯ２−８ｉｎ２系化合物の粉
本が用いられる。この粉体は例えはアルコールに混在さ
せて塗布される。

上述した材料選択は、密着性、耐熱衝撃性、断熱性、離
型性の試験結果に基づいて、決定された。

以下、これを詳述する。まず、金型と同材料の基材に、
第９ページの表に示す材料の金属溶射皮膜およびセラミ
ック溶射皮膜を形成してなるサンプルＡ　−Ｈについて
、♀１ｊ離するまでの最犬引張応カを測定することによ
り、密着性の試験を行なった。

この試験結果を第２図に示す。

また、同サンプルＡ−Ｈについて、１０００゜Ｃに加熱
した後水冷し、この熱サイクルを繰り返して剥離するま
での回数を測定することにより、耐熱衝撃性の試験を行
なった。この試験結果を第３図に示す。

第２図、第３図に示す試験結果から、金属溶射皮膜の材
料としてＮｉ−Ｃｒ系合金を使用し、セラミック溶射皮
膜としてＡ　Ｉ２０３−　Ｔ　ｉｏ　２系材料を用いた
サンプルＡが、最も良好な密着性、耐熱衝撃性を有する
ことが明らかとなった。また、金属溶射皮膜の材料とし
てＮｉ　　Ｃｒ系合金を使用し、セラミック溶射皮膜と
してＡ　Ｉ２０　ｙ　　Ｓ　＋ＩＮ　４系材料を用いた
サンプルＤが２番目に良好な密着性、耐熱衝撃性を有す
ことが明らかとなった。

上記サンプルＡ、Ｄと同様の材料および方法により内面
を被覆されたモデル金型Ａ、、Ｄ、に、アルミニウム合
金の溶湯を充填してその凝固時間を測定したところ、第
４図の試験結果か得られた。

この第４図から、本発明方法によるモデル金型Ａ１、Ｄ
ｌが、従来技術であるスプレ一方式により被覆されたモ
デル金型Ｘ１の試験結果と比較して遜色なく優れた断熱
性を有することが明らかとなった。

また、前記サンプルＡ、Ｄと同様の材料、方法によって
被覆したモデル金型Ａ　２１　、　ｌ）　２１と、モデ
ル金型Ａ２’、Ｄ、’にＺｒ０−５ｉＯ，、系の封孔材
料を塗布したモデル金型Ａ２−Ｄ２と、スプレ一方式の
モデル金型Ｘ２とに、アルミニウム合金の溶湯を充填し
て凝固させ、この鋳物を離型させるのに要する引き抜き
荷重を測定したところ、第５図ｉこ示す試験結果が得ら
れた。この第５図から、Ｚｒ０−８ｉｎ、系の封孔材料
を塗布したモデル金型Ａ２ｒＤ２がスプレ一方式のモデ
ル金型Ｘ２と遜色ない良好な離型性を有することが明ら
かとなった。

本発明は上記実施例に制約されず種々の態様が可能であ
る。例えば、本発明は、アルミニウム合金′ａ造用金型
のスプルーブツシュ（金型の一部と解釈する）にも適用
できる。また、池の低融点金属を鋳造する金型にも適用
することができる。

（発明の効果） 以上説明したよう１こ、本発明方法によって金型に形成
された被覆層は、密着性、耐熱衝撃性に優れているため
、寿命が長くなって補修回数を減らすことが？と、鋳造
の生産性を向上できる。また、断熱性に優れているので
凝固条件を改善できる。

さらに離型性に優れたものとなる。しかも、溶射による
ので膜圧管理が簡単で、安定した鋳物品質を維持でとる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法によって形成された金型の被覆層
を示す拡大断面図、第２図は密着性の試験結果を示すグ
ラフ、第３図は耐熱衝撃性の試験結果を示すグラフ、第
４図は断熱性の試験結果を示すグラフ、１ｊＳ５図は離
型性の試験結果を示すグラフである。 １０・・・金型、１１・・・金属溶射皮膜、１２・・・
セラミック溶射皮膜、１３・・・封孔層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）金型の内面に、セラミック材料との密着性が良好
   な金属材料を溶射し、この金属溶射皮膜の上にセラミッ
   ク材料を溶射し、このセラミック溶射皮膜の上に、その
   表面の孔を封じる封孔材料を塗布することを特徴とする
   低融点金属鋳造用金型の被覆方法。
2. （２）前記金属材料がＮｉ−Ｃｒ系合金からなり、前記
   セラミック材料がＡｌ＿２Ｏ＿３−ＴｉＯ＿２系材料か
   らなる特許請求の範囲第１項に記載の低融点金属鋳造用
   金型の被覆方法。
3. （３）前記金属材料がＮｉ−Ｃｒ系合金からなり、前記
   セラミック材料がＡｌ＿２Ｏ＿３−Ｓｉ＿３Ｎ＿４系材
   料からなる特許請求の範囲第１項に記載の低融点金属鋳
   造用金型の被覆方法。
4. （４）前記封孔材料が、ＺｒＯ＿２−ＳｉＯ＿２系材料
   からなる特許請求の範囲第１項〜第３項に記載の低融点
   金属鋳造用金型の被覆方法。