JPS6340639A - 圧力鋳造用中子およびその製造法 - 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、ダイカスト法等の圧力鋳造用として用いる中
子およびその製造法に関する。

（従来の技術） 一般に、ダイカスト法等の圧力鋳造法により中空部を有
するアルミ２１９６合金製の鋳物を鋳造する場合、湯圧
によりシェル中子内にアルミニウム合金の溶湯が差し込
むことから、鋳造後のｖＴ物の中空部内壁にはシェル中
子を構成する中子砂の一部が噛み込むおそれがある。そ
して、この中子砂の一部が噛み込んだ状態の鋳物を製品
として使用すると、使用中に上記中子砂が中空部内壁よ
り離脱して中空部内を流れるオイルや水等の液体に混入
することが考えられることから、このような事態が発生
しないよう、例えば特公昭６０−１５４１８号公報に開
示されているように、シェル中子の表面に粉末状耐火物
とコロイダルシリカとを混合したスラリー液を塗でＩｉ
乾燥して第１コーティング層を形成し、その後、該第１
コーディング図上に雲母水溶液を塗ｔｌＴシて第２コー
ティング層を形成することにより、上記第１コーティン
グ層でもつてシェル中子の表面を平滑にして中子表面に
作用する湯圧の均一化を図るとともに、上記第２コーテ
ィング層でもって上記シェル中子内への溶湯の浸入を抑
制するようになされたものが知られている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上述の如くして成形されたシェル中子の最外
表面苦く第２コーティング層）は、雲母水溶液中にあけ
る雲母粒子の分散性が悪いことから雲母粒子が層中に均
一に分布し難く、かつ液ダレ現象により上記層中におけ
る分布が一層不均一になる。

このように上記最外表面層（第２コーティング層）中の
雲母粒子の分布状態が不均一になると、該層全体で層形
成時つまり乾燥時においてその加、熱により収、縮する
度合にばらつきが生じて核層にクラックが発生するおそ
れがあり、このクラックが発生したシェル中子を用いて
鋳造した場合には、溶湯がクラック発生箇所からシェル
中子つまりレジンコーテツドサンドで構成した中子本体
に差し込むという不具合が生ずる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものでおり、その目
的とするところは、中子の最外表面層を、構成する成分
を特定することにより、鋳造時に溶湯と接触する上記最
外表面層を構成する成分の一部を溶融せしめてこの溶融
に関与する溶湯の凝固層でもって中子本体外表面を隙間
なく被覆し、これにより鋳造時における）ｄ湯の中子本
体への差込みを確実に抑制することができる圧力鋳造用
中子を提供することにおる。

さらに、本発明は、上記中子を効率良く製造するための
製造法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、中子
本体に対し、その外表面に粉末状の耐火物、金属酸化物
等からなる第１コーティング層を形成する。さらに、該
第１コーテイング嵩上に鱗片状のアルミニウム粉からな
る第２コーティング層を形成する構成とする。

ざらに、本発明は上記中子を製造するための製造法とし
て、まず、中子本体の外表面に粉末状の耐火物、金属酸
化物等を含有するスラリー液を塗布したのち乾燥工程を
経ることにより第１コーティング層を形成する。次いで
、該第１コーティング層上に鱗片状のアルミニウム粉を
含有する溶液を塗布したのち乾燥工程を経ることにより
第２コーティング層を形成する方法にする。

（作用） 上記の構成により、本発明では、中子本体の外表面には
、粉末状の耐火物、金属酸化物等からなる第１コーディ
ング層を介して鱗片状のアルミニウム粉からなる第２コ
ーティング層が積層形成される。この第２コーティング
層の最外表面は、鋳造時に注入されるアルミニウム合金
の溶湯と接触することにより溶融せしめられ、この溶融
に関与する溶湯が上記第１コーティング層に達する間に
熱を奪われて第２］−ティング層内にアルミニウム合金
の凝固層が形成され、この凝固層により上記中子本体（
第１コーティング層）の外表面が隙間なく被覆されて溶
湯の中子本体への差込みが確実に抑制されることとなる
。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図は白勅車のロータリーエンジンのロ
ーターを鋳造する場合に適用した第１中子１と第２中子
２とからなる２分ｖ１タイプの本発明の実施例に係る圧
力鋳造用中子３を示し、該中子３の上記両筒１および第
２中子１，２は形状か異なるほかは同一に構成されてい
るので、以下第１中子１について説明することとし、第
２中子２については同一の構成部分については同一の符
号を付してその詳細な説明を省略する。

４は上記第１中子１の中子本体であって、核中子本体４
は、例えば２００メツシコの砂にバインダとしてフェノ
ール樹脂を配合したレジンコーテツドサンドを約２５０
’Ｃに加熱保持された図示し／よい中子成形型内に充１
眞して焼成することにより成形される。

また、該中子本体４の外表面には第１コーティング層５
が形成され、該第１コーティング層５は、粉末状の耐火
物、金属酸化物等を含有したスラリー液を上記中子水体
４の外表由１に塗イｌｉ　Ｌ／たのち乾燥工程を経るこ
とにより例えば１００〜３５０μｍの層厚に形成される
。この第１コーティング層５の層厚を上記の範囲に設定
した理由は、１００μｍ未満では鋳造時に湯圧によりク
ラックが発生するおそれが必る一方、３５０！１７？？
、を越えると中子本体４に対する溶湯の層厚の増加に比
例した浸入防止効果は期待できず、かえって第１中子１
の寸法精度に悪影響を及ぼすおそれがおるからである。

そして、上記スラリー液の配合組成としては、例エバＳ
　ｉ　０２　５７　、５　ｆｆｌは％、Ａ、＋！２０３
２、Ｏｕｔ％、Ｆｅ２Ｏ３４，ｏ＝ｍ％、Ｃａ００．５
重量％、Ｍｇ０２５．０重量％、Ｚｒｏｚｏ、５型槽％
、Ｃ６，０重量％、その他　４．５ｆｆｉｆｉ％を、エ
チルアルコールにて５０％に希釈したものを用いる。

さらに、上記中子本体４の第１コーティング層５上には
第２コーテイング医６が形成され、該第２コーティング
層６は、例えば平均粒径１０〜５０μｍの鱗片状のアル
ミニウム粉を含有する溶液を塗イ［ｙだのら乾燥工程を
経ることにより、例えば２５０〜５００μｍの層厚に形
成される。このように第２コーティング層６を構成する
鱗片状のアルミニウム粉の粒径を上記の範囲に設定した
理由は、１０μｍ未満のものは製造し難く、一方、５０
μ７ｎを越えると層の緻密化が困難となって溶湯浸入の
おそれが必るからである。また、鱗片状のアルミニウム
粉の層厚を上記の範囲に設定した理由は、２５０μｍ未
満では鋳造時に溶湯の加熱作用により第２コーティング
層６が溶融することにより溶湯が第１コーティング層５
にまで遅し、該第１コーテイング医５を第２コーティン
グ層６でもって完全に覆うことができなくなって溶湯浸
入防止効果が低下する一方、５００μ７ｎを越えると中
子本体４に対する溶湯の層厚の増７Ｊｌ＋に比例した浸
入防止効果は期待できないからである。そして、上記鱗
片状のアルミニウム扮を含有する溶液としては、例えば
アルミニウムを水で５０％に希釈したものを用いる。

なお、上記第１および第２コーティング層５゜６を形成
するにあたっての乾燥条件は、例えば乾燥温度１５０’
Ｃ１乾燥時間２０分の条件下で行われるが、これに限ら
ず、上記各層５，６共それぞれ構成する溶液中の揮発成
分を蒸散せしめることかできる乾燥温度および乾燥時間
であればよい。

次に、上記実施例に係る圧力鋳造用中子３の製造法を説
明する。

まず、成形型内にレジンコーテッドナンドを充填した後
焼成して第１および第２中子１，２の各中子本体４を成
形する。その後、該各中子本体４外表面に上述の如く配
合したスラリー液をスプレーコートにより塗イ１するか
、必るいは各中子本体４をスラリー液中に浸漬する操作
を適数回繰り返して中子本体４外表面にスラリー液を塗
布せしめ、その後、上記スラリー液を塗布した中子本体
４を乾燥工程に搬入して、例えば乾燥温度１５０’Ｃ１
乾燥時間２０分の条件下で乾燥することにより上記中子
水体４外表面に２００μｍの第１コーティング層５を形
成する。

次に、この第１コーテイング囮５上に上；ホの如く配合
した鱗片状のアルミニウム粉を含有した溶液をスプレー
コートにより塗布するか、おるいは第１コーティング層
５を形成した中子本体４を上記溶液中に浸漬し、上記第
１コーティング層５形成の時と同様の乾燥条件の下で乾
燥せしめることにより、第１コーティング層５上に５０
０μｍの第２コーティング層６を形成する。

このようにして上記置中子本体４，４の外表面に第１お
よび第２コーテイング層５．６を積層形成した第１およ
び第２中子１．２を、第３図に示すように、補強材７を
介装して第１中子１が上に、第２中子２か下になるよう
に組み合わせて中子３を形成し、この中子３を上型８お
よび下型９よりなるｖｊ型１０内に配置して、湯温７３
０〜７５０°Ｃにδｑ定されたアルミニ「クム合金の溶
ＩＡをプランジャ１１の作動により２に９１／ｃｍの湯
圧で鋳型１０内に注入することにより、第４図に示すよ
うなロータリーエンジンのローター１２を鋳造する。

この８Ｒ造に際し、上記第１および第２中子′１゜２に
おける第２コーデイング層６，６の各々最外表面部分は
溶湯Ａと接触して溶融し、これにより該溶融に関与する
溶湯Ａはその湯温が低下せしめられて第１コーテイング
層５，５に違するまでに凝固し、この凝固層でもって上
記中子水体４，４（第１コーテイング層５，５）外表面
全体を隙間なく被覆してしまう結果、中子本体４，４に
対し溶湯Ａがそれ以上浸入することが抑制されることと
なる。この際における第２］−ティング層６に対する溶
４Ａ浸入の有無を第２コーティング箱６の層厚と鋳造圧
ノＪとの関係において第５図に示し、図中、Ｏ印は溶湯
Ａが中子本体４に浸入していないことを、Ｘ印は溶湯Ａ
が中子本体４に浸入していることを、また実線にて示す
ものは中子本体４に対し溶？！　Ａが浸入するか否かの
境界線をそれぞれ表わしている。これのデータによると
、上記第２コーティング層６が約２５０μｍ未満では鋳
造圧ツノをいくら低く抑えても溶ｍＡが中子本体４内に
浸入してしまうか、第２コーティング層６が約２５０μ
ｍを越えるとＶｉ造正圧力５に’Ｊ／ｃｎｉでｒ’４ツ
でも？８ｍＡの中子本体４への浸入はみられなかった。

また、本実施例では、第２コーティング層６の層厚が５
００μｒｎでかつ鋳造圧力か２に３／ｃｍて必ることか
ら、溶湯Ａの中子本体４への浸入を十分に抑制すること
ができ、さらには鋳造圧力が１０ＫＶ扇で市っでも溶ｍ
Ａの浸入を抑制することができることが判る。

一方、上述の如くして形成した中子３を鋳造圧力の高い
溶湯鍛造法に適用する場合には、例えば以下のような手
段を採用することにより溶４Ａの中子本体４への浸入を
抑制することができる。すなわち、第１および第２中子
１，２を組み合わせて鋳型１０内にセラ！へし、プラン
ジ℃・１１の作動により溶湯Ａをｇ型１０内に注入充１
眞した後、第６図に示すように、鋳造圧力をｊｊｌ′ｌ
えない状態で約５秒間放置する。この間、上記第１およ
び第２中子１．２にあける第２コーテイング層６，６の
各々最外表面部分が溶湯Ａと接触してその加熱作用によ
り溶融し、これにより該溶融に関与する溶湯Ａはその湯
温が低下せしめられて第１コーテイング層５．５に達す
るまでに凝固し、この″１１１１内もって上記中子本体
４，４（第１コーティング層５．５）外表面全体を隙間
なく被覆してしまう結果、中子本体４，４に対し溶湯Δ
がそれ以上浸入することが抑制されることとなる。この
ように上記第２コーティングｌ苫６．６内にアルミニウ
ム合金の凝固層を形成した後、鋳造圧力を例えば６００
に３／ｃｒｒｔまで上昇せしめてこの状態で約１分間放
置し、その後、鋳型１０を型開きしてローター１２を型
外に取り出す。このようにして鋳）貴されたローター１
２は、溶４Ａの中子本体４，４への差込みによる鋳造欠
陥のない鋳肌の良好なものでおった。

このように本実施例では、中子水体４の外表面に籾米状
の耐火物、金属酸化物等からなる第１コーティング層５
を形成し、該第１コーティング層５上に鱗片状のアルミ
ニウム：扮からなる第２コーティング層６を形成するよ
うにしたことから１．鋳造時に第２コーティング層６の
各々最外表面部分が溶湯Ａと接触することにより溶融せ
しめられ、この溶融に関与する溶湯Ａが上記第１コーテ
ィング層５に遅する間に熱を奪われて第２コーティング
層６内に中子本体４（第１コーティング層５）外表面全
体を隙間なく被覆するアルミニウム合金の凝固層が形成
され、この凝固！仏の介在により中子水体４に対する溶
湯Ａのそれ以上の浸入を抑制することができる。

また、上記製造法は、中子３の最外表面を構成する第２
コーティング層６として鱗片状のアルミニウム粉を用い
るだけで、第２コーティング層６形成に際し別途特別な
手段を用いる必要がなく、溶湯Ａの中子本体くへの差込
みを効率良く抑制することができる。

なお、上記実施例では、中子本体４，４をレジンコーテ
ツドサンドで構成した場合について示したが、これに限
らず、例えばセメン（〜砂等の白硬性砂や石高で構成す
ることも採用可能であり、ざらには中子３は分割タイプ
に限る必要らない１３また、上記実施例では、自動車の
ロータリー工ンジンのローター１２を鋳造する場合を示
したが、これに限らず、シリンダブロックヤ）シリンダ
ヘッド、その他自動中部品以外の鋳造製品を鋳造する場
合にも適用可能なことはいうまでｊ：）ない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、鱗片状のアルミ
ニウム扮を含有する溶液でもって中子の最外表面を構成
する第２コーティング層を形成したので、鋳造時に第２
コーティング層の最外表面部分がアルミニ「クム合金の
溶湯と接触することにより溶融せしめられ、この溶融に
関与する溶湯が上記第１コーティング層に達する間に熱
を奪われて第２コーティング層内に中子水！＊（第１コ
ーティング層）外表面全体を隙間なく被覆するアルミニ
ウム合金の凝固層が形成され、この；疑固留の介在によ
り溶湯の中子本体への差込みを確実に抑ａ１１［するこ
とができる。

また、本発明の製造法によれば、溶湯の中子本体への差
込みを抑制するという上記効果を有する中子を別途特別
な手段を用いることなく効率良く製造することができる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動車のロータ１ノーエンジンのロークーを鋳
造する場合に適用した２分υ１タイプの本発明の実施例
に係る圧力鋳造用中子の分解斜視図、第２図は同縦断拡
大正面図、第３図はローターの鋳造状態を示す縦断正面
図、第４図は鋳造されたローターの斜視図、第５図は第
２コーティング層に対する溶）易浸入の有無を第２コー
ティング層の層厚と鋳造圧力との関係において示すデー
タ、第６図は溶４１ｉ３２法にあける。鋳造圧力を加え
るタイミングを示ず図で必る。 ４・・・中子本体、５・・・第１コーティング層、６・
・・第２コーティング層。 第３図 〉 ｊ　　　（ 第１図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）中子本体と、該中子本体の外表面に形成された粉
   末状の耐火物、金属酸化物等からなる第１コーティング
   層と、該第１コーティング層上に形成された鱗片状のア
   ルミニウム粉からなる第２コーティング層とで構成され
   たことを特徴とする圧力鋳造用中子。
2. （２）中子本体の外表面に粉末状の耐火物、金属酸化物
   等を含有するスラリー液を塗布したのち乾燥工程を経る
   ことにより第１コーティング層を形成し、次に、該第１
   コーティング層上に鱗片状のアルミニウム粉を含有する
   溶液を塗布したのち乾燥工程を経ることにより第２コー
   ティング層を形成することを特徴とする圧力鋳造用中子
   の製造法。