JPS6364258B2 - - Google Patents
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- JPS6364258B2 JPS6364258B2 JP6727081A JP6727081A JPS6364258B2 JP S6364258 B2 JPS6364258 B2 JP S6364258B2 JP 6727081 A JP6727081 A JP 6727081A JP 6727081 A JP6727081 A JP 6727081A JP S6364258 B2 JPS6364258 B2 JP S6364258B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
- B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
- B22C1/20—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents
- B22C1/205—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of organic silicon or metal compounds, other organometallic compounds
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は鋳鋼或いは鋳鉄などの鋳造用鋳型や
中子を製作するのに使用する崩壊性良好な鋳型材
料に係り、特にインベストメント法やセラミツク
モールド法の如くに鋳型を比較的高い温度に加
熱、焼成して使用する精密鋳造用の中子或いは複
雑な形状で鋳造品内部へ鋳型の一部が入りこむよ
うな鋳型の製作に好適な鋳型材料である。
中子を製作するのに使用する崩壊性良好な鋳型材
料に係り、特にインベストメント法やセラミツク
モールド法の如くに鋳型を比較的高い温度に加
熱、焼成して使用する精密鋳造用の中子或いは複
雑な形状で鋳造品内部へ鋳型の一部が入りこむよ
うな鋳型の製作に好適な鋳型材料である。
精密鋳造法における従来の珪石粉（SiO2）を
主成分したセラミツクコアは鋳造後に、500〜600
℃の溶融NaOH中で溶解するか或いはオートク
レーブ中で７〜10Kg／cm2に加圧してNaOHまた
はKOHで溶解して鋳造品から取除くのが通例で
あり、作業性が悪い上に、苛性アルカリの寿命が
短かくてコスト高を招き、或いは廃液の処理には
公害上の問題がある。従つて此のような化学的処
理を行なわずに鋳造品から除去できる鋳型材料が
種々研究提案されている。
主成分したセラミツクコアは鋳造後に、500〜600
℃の溶融NaOH中で溶解するか或いはオートク
レーブ中で７〜10Kg／cm2に加圧してNaOHまた
はKOHで溶解して鋳造品から取除くのが通例で
あり、作業性が悪い上に、苛性アルカリの寿命が
短かくてコスト高を招き、或いは廃液の処理には
公害上の問題がある。従つて此のような化学的処
理を行なわずに鋳造品から除去できる鋳型材料が
種々研究提案されている。
ところで珪酸二石灰（2CaO・SiO2）が高温か
ら冷却する過程において約500℃で結晶変化を起
し、不安定なβ型（比重3.28）からγ型（比重
2.97）へ変化し、その際比容積で約10％膨脹する
ため急激に粉化し、いわゆるダステイング現象を
呈することが知られている。したがつて一般には
耐火物としては使用されていないが、鋳造用中子
の如くに使いすての耐火物としてはこのダステイ
ング現象を利用すれば鋳造品から鋳型耐火物や中
子を容易に除去することができてきわめて好都合
であろうと考えられる。
ら冷却する過程において約500℃で結晶変化を起
し、不安定なβ型（比重3.28）からγ型（比重
2.97）へ変化し、その際比容積で約10％膨脹する
ため急激に粉化し、いわゆるダステイング現象を
呈することが知られている。したがつて一般には
耐火物としては使用されていないが、鋳造用中子
の如くに使いすての耐火物としてはこのダステイ
ング現象を利用すれば鋳造品から鋳型耐火物や中
子を容易に除去することができてきわめて好都合
であろうと考えられる。
本発明者はこの点に着目して高温で焼成して使
用する鋳型の材料として石灰石（CaCO3）粉と
珪石（SiO2）粉とを混合した混合粉をコロイダ
ルシリカを粘結剤として粘結する鋳型材料を先に
提示した（特願昭55−175796号（特公昭60−
24738号公報）、発明の名称崩壊性鋳型用耐火材
料）。
用する鋳型の材料として石灰石（CaCO3）粉と
珪石（SiO2）粉とを混合した混合粉をコロイダ
ルシリカを粘結剤として粘結する鋳型材料を先に
提示した（特願昭55−175796号（特公昭60−
24738号公報）、発明の名称崩壊性鋳型用耐火材
料）。
本発明は石灰石（CaCO3）の代りに始めから
生石灰（CaO）を材料粉として使用し、生石灰を
消化させないような粘結剤、例えばアルカリを含
むエチルシリケートを用い、これに適量の水を加
えて加水分解しゲル化によつて粘結させる鋳型材
料を提供することを目的とし、金属鋳造用鋳型の
材料において、80メツシユ下の生石灰粉95〜65％
と残部実質的に珪石粉との混合粉であつてアルカ
リを加えてエチルシリケートを混合し水を加えて
スラリーとして型に流しこみ、エチルシリケート
の加水分解によるゲル化で粘結させて鋳型を作
り、これを900〜1100℃に焼成したのち溶融金属
を注入することを特徴とする崩壊性良好な鋳型用
材料に係る。
生石灰（CaO）を材料粉として使用し、生石灰を
消化させないような粘結剤、例えばアルカリを含
むエチルシリケートを用い、これに適量の水を加
えて加水分解しゲル化によつて粘結させる鋳型材
料を提供することを目的とし、金属鋳造用鋳型の
材料において、80メツシユ下の生石灰粉95〜65％
と残部実質的に珪石粉との混合粉であつてアルカ
リを加えてエチルシリケートを混合し水を加えて
スラリーとして型に流しこみ、エチルシリケート
の加水分解によるゲル化で粘結させて鋳型を作
り、これを900〜1100℃に焼成したのち溶融金属
を注入することを特徴とする崩壊性良好な鋳型用
材料に係る。
ところで珪酸二石灰を形成するため用いられる
石灰（CaO）粉は吸湿性であつて容易に消化す
る。鋳型材料は鋳型を作るために粘結剤を混合し
なければならないが、CaO粉にコロイダルシリカ
の如き水性粘結剤を使用したのではCaO粉は消化
して鋳型は崩れてしまう。本発明者は種々研究し
た結果、エチルシリケートを酸で加水分解したと
きは生石灰を混合すると直ちにゲル化するので鋳
型材料の粘結剤として使用できないが、アルカリ
を加えて加水分解するとゲル化するのに１〜数分
間かかることが判つた。CaO粉とSiO2粉とを混
合粉にアルカリを加えたエチルシリケートを混合
してスラリー状にし、これは適量の水を加えて撹
拌したのち素早く金型に流しこめばCaO粉の粒子
はエチルシリケートで包まれた状態にあるので
CaOが消化する前にエチルシリケートが加水分解
してゲル化し、エチルシリケートを粘結剤として
鋳型または中子を成形することができる。
石灰（CaO）粉は吸湿性であつて容易に消化す
る。鋳型材料は鋳型を作るために粘結剤を混合し
なければならないが、CaO粉にコロイダルシリカ
の如き水性粘結剤を使用したのではCaO粉は消化
して鋳型は崩れてしまう。本発明者は種々研究し
た結果、エチルシリケートを酸で加水分解したと
きは生石灰を混合すると直ちにゲル化するので鋳
型材料の粘結剤として使用できないが、アルカリ
を加えて加水分解するとゲル化するのに１〜数分
間かかることが判つた。CaO粉とSiO2粉とを混
合粉にアルカリを加えたエチルシリケートを混合
してスラリー状にし、これは適量の水を加えて撹
拌したのち素早く金型に流しこめばCaO粉の粒子
はエチルシリケートで包まれた状態にあるので
CaOが消化する前にエチルシリケートが加水分解
してゲル化し、エチルシリケートを粘結剤として
鋳型または中子を成形することができる。
このようにして成形した鋳型或いは中子はその
まま放置すれば空気中の水分を吸収してCaOが消
化するのでワツクス等を塗布して表面を被覆して
防湿しておく。ロストワツクス法に使用する場合
には防湿したものを通例のとおり金型に組みこ
み、インジエクシヨン等によつて蝋を被せ、中子
を含んだ蝋模型を製作する。続いて通例のとおり
鋳型を組立て、シヨツクヒーテング或いはマイク
ロ波加熱等の水を使用しない脱蝋方法によつて脱
蝋し、蝋を流し出した鋳型は900〜1100℃に加熱
して溶融金属を注入する。一般に鋳型或いは中子
の表面近くは1400℃以上に、また中子の中心部で
も1200℃以上に温度が上昇するので固相反応が進
行して2CaO・SiO2が生成される。
まま放置すれば空気中の水分を吸収してCaOが消
化するのでワツクス等を塗布して表面を被覆して
防湿しておく。ロストワツクス法に使用する場合
には防湿したものを通例のとおり金型に組みこ
み、インジエクシヨン等によつて蝋を被せ、中子
を含んだ蝋模型を製作する。続いて通例のとおり
鋳型を組立て、シヨツクヒーテング或いはマイク
ロ波加熱等の水を使用しない脱蝋方法によつて脱
蝋し、蝋を流し出した鋳型は900〜1100℃に加熱
して溶融金属を注入する。一般に鋳型或いは中子
の表面近くは1400℃以上に、また中子の中心部で
も1200℃以上に温度が上昇するので固相反応が進
行して2CaO・SiO2が生成される。
溶融金属が凝固し、鋳造品の温度が次第に降下
するに従つて中子や鋳型耐火物も温度が降下し、
約500℃以下に冷却したとき、鋳型耐火物中の
2CaO・SiO2はダステイング現象を起し、鋳造品
からきわめて容易に分離、除去される。
するに従つて中子や鋳型耐火物も温度が降下し、
約500℃以下に冷却したとき、鋳型耐火物中の
2CaO・SiO2はダステイング現象を起し、鋳造品
からきわめて容易に分離、除去される。
本発明に係る鋳型材料のCaO粉とSiO2粉との
混合割合については、CaOが95％以上ではSiO2
の量が少なくなり、2CaO・SiO2が僅かしか生成
されず、ダステイング現象によつて鋳型或いは中
子を崩壊させるには不充分である。一方、CaOが
65％以下ではSiO2が多過ぎ、およそ1450℃以上
で液相を生じ、α−2CaO・SiO2、3CaO・SiO2、
或いはα−2CaO・SiO2と液相とが共存するよう
になつて耐火度が低下し、ペネトレーシヨンや焼
着き等の鋳造欠陥を生ずるようになり、鋳型とし
て使用に耐えなくなる。
混合割合については、CaOが95％以上ではSiO2
の量が少なくなり、2CaO・SiO2が僅かしか生成
されず、ダステイング現象によつて鋳型或いは中
子を崩壊させるには不充分である。一方、CaOが
65％以下ではSiO2が多過ぎ、およそ1450℃以上
で液相を生じ、α−2CaO・SiO2、3CaO・SiO2、
或いはα−2CaO・SiO2と液相とが共存するよう
になつて耐火度が低下し、ペネトレーシヨンや焼
着き等の鋳造欠陥を生ずるようになり、鋳型とし
て使用に耐えなくなる。
なお、SiO2はSiO2粉として加えなくともよく、
粘結剤のSiO2によつて生ずるSiO2が５％以上に
なればSiO2粉を加えたと同じ効果があり、本発
明においてはこのような場合も含むことは勿論で
ある。
粘結剤のSiO2によつて生ずるSiO2が５％以上に
なればSiO2粉を加えたと同じ効果があり、本発
明においてはこのような場合も含むことは勿論で
ある。
また粒度について言えば、CaO粉の粒度は、
SiO2粉との反応性から80メツシユ以下の細かい
ものが良く、SiO2粉の粒度は同様にCaO粉との
反応性からみてCaO粉より更に細かいものが良
い。粗粒のSiO2粉と細粒のCaO粉を混合すると
固相反応によつて局部的にSiO2の富化した組織、
例えばトリデイマイトと液相或いはクリストバラ
ストと液相などが1400〜1450℃で生成して耐火度
を低下させるので好ましくない。
SiO2粉との反応性から80メツシユ以下の細かい
ものが良く、SiO2粉の粒度は同様にCaO粉との
反応性からみてCaO粉より更に細かいものが良
い。粗粒のSiO2粉と細粒のCaO粉を混合すると
固相反応によつて局部的にSiO2の富化した組織、
例えばトリデイマイトと液相或いはクリストバラ
ストと液相などが1400〜1450℃で生成して耐火度
を低下させるので好ましくない。
本発明に係る鋳型材料を使用して鋳型を製作す
る方法について述べれば、生石灰は周知のとおり
水分を吸収して容易に消化し、またアルカリ性な
ので通例の粘結剤のコロイダルシリカと混合すれ
ば直ちに反応し、或いは酸によるエチルシリケー
トの加水分解液と混合すれば直ちにゲル化を起す
ので、いずれもスラリーを得ることが難かしい。
る方法について述べれば、生石灰は周知のとおり
水分を吸収して容易に消化し、またアルカリ性な
ので通例の粘結剤のコロイダルシリカと混合すれ
ば直ちに反応し、或いは酸によるエチルシリケー
トの加水分解液と混合すれば直ちにゲル化を起す
ので、いずれもスラリーを得ることが難かしい。
ところが、エチルシリケートにアルカリを加え
ておいて加水分解し、引き続いてゲル化するよう
にすればエチルシリケートを本発明に係る鋳型材
料の粘結剤として使用できる。すなわちアルカリ
を含むエチルシリケートにCaO粉とSiO2粉とを
混合してスラリー状とし、これに水を加えて素早
く十分に混合して得られたスラリーを金型に流し
こめばCaO粉の粒子はエチルシリケートによつて
被覆された状態にあるので、CaO粒子が水を吸収
する前にこれを被覆しているエチルシリケートが
加水分解しておよそ１〜３分でゲル化し、一方
CaO粒子は消化しないので強度の大きな鋳型或い
は中子を製作することができる。
ておいて加水分解し、引き続いてゲル化するよう
にすればエチルシリケートを本発明に係る鋳型材
料の粘結剤として使用できる。すなわちアルカリ
を含むエチルシリケートにCaO粉とSiO2粉とを
混合してスラリー状とし、これに水を加えて素早
く十分に混合して得られたスラリーを金型に流し
こめばCaO粉の粒子はエチルシリケートによつて
被覆された状態にあるので、CaO粒子が水を吸収
する前にこれを被覆しているエチルシリケートが
加水分解しておよそ１〜３分でゲル化し、一方
CaO粒子は消化しないので強度の大きな鋳型或い
は中子を製作することができる。
次に実施例について述べる。
実施例 １
200メツシユ下のCaO粉100grとアルカリ１％添
加のエチルシリケート40を50gr混合してスラリー
状とし、これに水5grを加えて素早く十分に混合
したスラリーを予め準備しておいた内径10mm、長
さ120mmの中子用金型に流しこんでゲル化した後
に離型した。離型後中子は充分に乾燥し、ワツク
スを表面に塗布して防湿した。乾燥後の中子の圧
縮強さは96Kg／cm2であり、例えば溶融石英
（SiO2）粉を使つて同様に成形したもののおよそ
３倍の強さであつた。
加のエチルシリケート40を50gr混合してスラリー
状とし、これに水5grを加えて素早く十分に混合
したスラリーを予め準備しておいた内径10mm、長
さ120mmの中子用金型に流しこんでゲル化した後
に離型した。離型後中子は充分に乾燥し、ワツク
スを表面に塗布して防湿した。乾燥後の中子の圧
縮強さは96Kg／cm2であり、例えば溶融石英
（SiO2）粉を使つて同様に成形したもののおよそ
３倍の強さであつた。
この中子を使つて常法に従つて内径10mm、外径
20mm、長さ110mmの円筒形鋳造品を鋳造する鋳型
を製作し、1000℃に加熱しておいて1620℃の18―
８ステンレス鋼溶湯を注入した。鋳造品の冷却後
は中子の強度はきわめて弱く、崩壊性良好で容易
に除去することができた。また中子の接した鋳肌
面にはクラツクその他の鋳造欠陥は認められず良
好であつた。
20mm、長さ110mmの円筒形鋳造品を鋳造する鋳型
を製作し、1000℃に加熱しておいて1620℃の18―
８ステンレス鋼溶湯を注入した。鋳造品の冷却後
は中子の強度はきわめて弱く、崩壊性良好で容易
に除去することができた。また中子の接した鋳肌
面にはクラツクその他の鋳造欠陥は認められず良
好であつた。
実施例 ２
200メツシユ下のCaO粉100gr、350メツシユ下
のSiO2粉20grを、アルカリ１％添加のエチルシ
リケート40の50grと混合してスラリー状とし、こ
れに水5grを加えて実施例１と同様にして中子と
鋳型とを製作した。ついで中子を鋳型に組込み
1100℃に加熱しておいて1630℃の17―４PH鋼溶湯
を注入した。鋳造品の冷却後、鋳型は容易に崩壊
し、中子の強度もきわめて弱く、鋳造品から容易
に除去することができた。また鋳肌面はクラツク
その他の鋳造欠陥がなく良好であつた。
のSiO2粉20grを、アルカリ１％添加のエチルシ
リケート40の50grと混合してスラリー状とし、こ
れに水5grを加えて実施例１と同様にして中子と
鋳型とを製作した。ついで中子を鋳型に組込み
1100℃に加熱しておいて1630℃の17―４PH鋼溶湯
を注入した。鋳造品の冷却後、鋳型は容易に崩壊
し、中子の強度もきわめて弱く、鋳造品から容易
に除去することができた。また鋳肌面はクラツク
その他の鋳造欠陥がなく良好であつた。
実施例 ３
実施例１と同様にして製作した中子を離型後に
常温で乾燥したのち直ちにセラミツクモールド法
で製作した鋳型（鋳造品：内径10mm、外型20mm、
長さ110mmの円筒）の組込み900℃に加熱しておい
て1380℃の普通鋳鉄溶湯を注入した。鋳造品の冷
却後、中子は容易に崩壊し、鋳造品から簡単に除
去することができ、中子に接した鋳肌面には何等
の鋳造欠陥もなく、良好であつた。
常温で乾燥したのち直ちにセラミツクモールド法
で製作した鋳型（鋳造品：内径10mm、外型20mm、
長さ110mmの円筒）の組込み900℃に加熱しておい
て1380℃の普通鋳鉄溶湯を注入した。鋳造品の冷
却後、中子は容易に崩壊し、鋳造品から簡単に除
去することができ、中子に接した鋳肌面には何等
の鋳造欠陥もなく、良好であつた。
以上説明したように本発明に係る鋳型用材料は
生石灰粉と珪石粉を材料とし、これを混合したの
ち、アルカリを含んだエチルシリケートでスラリ
ー状にして適量の水を加えて加水分解させ１〜数
分間でゲル化させるので、その間に金型中に流し
こんでゲル化を完了させれば生石灰を消化させる
ことなく粘結剤として働き、生石灰粉と珪石粉と
の混合粉で成形された鋳型または中子を製作する
ことができる。これにワツクス等を塗布して防湿
すれば空気中の水分を吸収することも防止でき
る。
生石灰粉と珪石粉を材料とし、これを混合したの
ち、アルカリを含んだエチルシリケートでスラリ
ー状にして適量の水を加えて加水分解させ１〜数
分間でゲル化させるので、その間に金型中に流し
こんでゲル化を完了させれば生石灰を消化させる
ことなく粘結剤として働き、生石灰粉と珪石粉と
の混合粉で成形された鋳型または中子を製作する
ことができる。これにワツクス等を塗布して防湿
すれば空気中の水分を吸収することも防止でき
る。
これを約900〜1100℃に予熱しておいて溶融金
属を注入して1200℃以上に温度を上昇させれば
2CaO・SiO2が鋳型耐火物中に形成され、これが
冷却中にダステイング現象を起して容易に崩壊す
るので、中子材料として好適であるほか、複雑な
形状の鋳型に適用して砂落しが容易になる。また
従来のSiO2を主成分としたセラミツクコアの如
くに500〜600℃の溶融アルカリ中で溶かして除去
したり、或いはオートクレーブ中で加圧しながら
苛性アルカリで溶解する必要がないので、鋳造品
からの除去工程がきわめて容易になる上に、公害
上の問題もない等実用上の効果はきわめて大き
い。
属を注入して1200℃以上に温度を上昇させれば
2CaO・SiO2が鋳型耐火物中に形成され、これが
冷却中にダステイング現象を起して容易に崩壊す
るので、中子材料として好適であるほか、複雑な
形状の鋳型に適用して砂落しが容易になる。また
従来のSiO2を主成分としたセラミツクコアの如
くに500〜600℃の溶融アルカリ中で溶かして除去
したり、或いはオートクレーブ中で加圧しながら
苛性アルカリで溶解する必要がないので、鋳造品
からの除去工程がきわめて容易になる上に、公害
上の問題もない等実用上の効果はきわめて大き
い。
Claims (1)
- １ 金属鋳造用鋳型の材料において、80メツシユ
下の生石灰粉95〜65％と残部実質的に珪石粉との
混合粉であつて、アルカリを加えたエチルシリケ
ートを混合し水を加えてスラリーとして型に流し
こみ、エチルシリケートの加水分解によるゲル化
で粘結させて鋳型を作り、これを900〜1100℃に
焼成しておいて溶融金属を注入することを特徴と
する崩壊性良好な鋳型用材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6727081A JPS57181743A (en) | 1981-05-02 | 1981-05-02 | Collapsible molding material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6727081A JPS57181743A (en) | 1981-05-02 | 1981-05-02 | Collapsible molding material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57181743A JPS57181743A (en) | 1982-11-09 |
| JPS6364258B2 true JPS6364258B2 (ja) | 1988-12-12 |
Family
ID=13340096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6727081A Granted JPS57181743A (en) | 1981-05-02 | 1981-05-02 | Collapsible molding material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57181743A (ja) |
-
1981
- 1981-05-02 JP JP6727081A patent/JPS57181743A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57181743A (en) | 1982-11-09 |
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