KR101301829B1

KR101301829B1 - 금속가공용 캐스팅 몰드를 제조하기 위한 몰딩 혼합물

Info

Publication number: KR101301829B1
Application number: KR1020077007523A
Authority: KR
Inventors: 군터 웨이커; 디에터 코흐; 젠스 뮐러; 우도 스켈디; 헤닝 레세; 안톤 지에닉; 레인하르드 스토젤; 토마스 던발드
Original assignee: 에이에스 런겐 게엠베하
Priority date: 2004-09-02
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2013-08-30
Also published as: JP2008511447A; KR20070057233A; ATE542619T1; BRPI0514810A; HUE047434T2; SI1802409T1; DE202005021896U1; EP2392424A1; CA2578437C; US7770629B2; WO2006024540A3; US20080099180A1; ZA200701859B; JP5102619B2; AU2005279301A1; EP1802409B1; RU2007111891A; ES2769603T3; DE102004042535B4; CN101027147A

Abstract

본 발명은 금속가공용 캐스팅 몰드를 제조하기 위한 몰딩 혼합물, 캐스팅 몰드를 제조하기 위한 방법, 상기 방법에 의해 형성된 캐스팅 몰드 및 이의 용도에 관한 것이다. 캐스팅 몰드를 제조하기 위하여 내열성 몰드 원료와 물유리에 기초한 바인더가 사용된다. 이산화 규소, 산화알루미늄, 산화티타늄 및 산화아연로 구성된 그룹으로부터 선택되는 미립자 금속 산화물의 일부분이 바인더로 첨가된다. 금속 산화물과 같은 합성 비정질 이산화 규소를 이용하는 것이 특히 선호된다.

Description

금속가공용 캐스팅 몰드를 제조하기 위한 몰딩 혼합물{MATERIAL MIXTURE FOR PRODUCING CASTING MOULDS FOR MACHINING METAL}

본 발명은 물유리(water glass)에 기초한 바인더와 파우더 유동 가능한 하나 이상의 내열성 몰드 원료(refractory mould raw material)를 포함하며, 금속가공(metalworking)용 캐스팅 몰드를 제조하기 위한 몰딩 혼합물에 관한 것이다. 추가적으로 본 발명은 몰딩 혼합물을 이용하여 금속가공용 캐스팅 몰드를 제조하기 위한 공정과 이러한 공정에 의해 제조된 캐스팅 몰드에 관한 것이다.

필수적으로 금속 바디를 제조하기 위한 캐스팅 몰드는 2가지의 형태로 제조된다. 제 1 그룹은 코어 또는 몰드에 의해 형성된다. 제조되어 지는 네거티브의 캐스팅인 캐스팅 몰드는 코어 또는 몰드로부터 조립된다. 제 2 그룹은 평형 리저버(equilibration reservoir)로써 기능을 하는 공급장치로 알려진 중공 바디에 의해 형성된다. 이러한 중공 바디는 금속을 네거티브 몰드를 형성하는 캐스팅 몰드 내에 존재하는 금속보다 상대적으로 오랜 시간 동안 액체 상태로 유지시키는 적절한 수단을 이용하여 액체상태의 금속을 끌어올린다. 네거티브 몰드 내에서 금속이 응고될 때, 추가적인 액체 상태의 금속이 금속의 경화에 따라 발생되는 부피 축소를 상쇄시키기 위하여 평형 리저버로부터 유입될 수 있다.

캐스팅 몰드는 예를 들어 규사와 같은 내열성 재료를 포함하며, 이러한 내열성 재료의 그레인은 캐스팅 몰드의 충분한 기계적인 강도를 보장하기 위하여 캐스팅 몰드가 탈형된 후(demoulding) 선호되는 바인더에 의해 결합된다. 따라서 선호되는 바인더를 이용해 처리되는 내열성 몰드 원료는 캐스팅 몰드를 제조하기 위해 사용된다. 바람직하게 내열성 몰드 원료는 파우더 유동이 가능한 형태이며, 이에 따라 상기 내열성 몰드 원료는 적절한 중공 몰드로 유입되어 응고된다. 바인더는 몰드 원료의 입자들 사이에 단단한 접합 상태를 형성하여 캐스팅 몰드는 요구된 기계적인 안정성이 주어진다.

캐스팅 몰드는 다양한 요구사항에 부합되야 한다. 캐스팅 공정에 있어서, 무엇보다도 캐스팅 몰드는 하나 또는 그 이상의 캐스팅 몰드에 의해 형성된 중공 공간 내부에 액체 상태의 금속을 수용하기에 충분한 안정성과 열저항성을 가져야 한다. 응고가 시작될 때, 캐스팅 몰드의 기계적인 안정성은 중공 공간의 벽을 따라 형성되는 경화된 금속 층에 의해 보장된다. 그 뒤 캐스팅 몰드의 재료는 금속에 의해 방출되는 열의 작용하에 분해되고, 이에 따라 기계적인 강도가 저하되며, 내열성 재료의 개별적인 입자들 사이에 접합력이 저하된다. 이는 열의 작용 하에서 분해되는 바인더에 의해 구현된다. 냉각 후, 경화된 캐스팅은 쉐이크되며(shake), 이상적인 경우 캐스팅 몰드의 재료는 성형된 금속 바디의 중공 공간으로부터 부어질 수 있는 미세한 모래로 형성되도록 재차 분해된다.

캐스팅 몰드를 제조하기 위하여 냉간 또는 열간 공정에 의해 각각 경화될 수 있는 유기 또는 무기 바인더가 이용될 수 있다. 용어 냉간 공정은 캐스팅 몰드를 가열하지 않고 상온에서 수행되는 공정을 의미한다. 이 경우, 경화는 예를 들어 경화되는 몰드를 통해 촉매와 같은 가스를 통과시킴으로써 유발되는 화학적 반응에 의해 형성된다. 열간 공정에서, 성형 후의 몰드 혼합물은 예를 들어 교차 결합에 의해 경화되는 바인더로서 화학적 반응을 개시하거나 또는 바인더 내에 존재하는 용매를 제거하기에 충분히 높은 온도로 가열된다.

이때 경화 반응의 경우 유기 바인더들은 가스 촉매에 의해 반응이 촉진되거나 또는 이러한 반응은 캐스팅 몰드를 제조하기 위하여 종종 사용되는 가스 경화제에 의해 개시된다. 이러한 공정은 "콜드 박스(cold box)" 공정이라 불린다.

유기 바인더들을 이용하여 캐스팅 몰드를 제조하는 것은 Ashland 콜드 박스 공정이다. 이 경우, 2-성분 시스템이 사용된다. 제 1 성분은 폴리올, 즉 페놀수지 용액을 포함한다. 제 2 성분은 폴리이소시아네이트 용액이다. US 3,409,579A호에 따르면, 폴리우레탄 바인더의 2가지 성분들은 성형 후 바인더와 몰드 원료의 혼합물을 통해 가스성 3차 아민을 통과시킴으로써 반응이 야기된다. 폴리우레탄 바인더의 경화 반응은 중첨가반응 즉 물과 같은 성분이 제거된 반응이다. 이러한 콜드 박스 공정의 추가적인 장점은 우수한 생산성, 캐스팅 몰드의 치수상 정확성 및 몰드 원료 바인더, 등등과 같은 혼합물의 처리 시간과 캐스팅 몰드의 강도와 같은 기술적 특성이 우수한데 있다.

열간-경화 유기 공정은 페놀 또는 푸란 수지에 기초한 핫 박스 공정, 푸란 수지에 기초한 웜 박스 공정(warm box process) 및 페놀 노볼락 수지에 기초한 크로닝 공정(Croning precess)을 포함한다. 핫 박스 공정과 웜 박스 공정에서, 액체 수지는 상승된 온도에서 작용하여 몰딩 혼합물을 제공하는 잠재 경화제와 함께 처리된다. 크로닝 공정에서, 규사, 크롬광석 사(chromium ore sand), 지르콘 사(zircon sand), 등등과 같은 몰드 원료는 페놀 노볼락 수지가 액체 상태로 존재하는 100℃ 내지 160℃의 온도에 놓여 진다. 헥사메틸렌테트라민은 추후의 경화 단계를 위한 반응 파트너(reaction partner)로써 첨가된다. 상기 언급된 열간-경화 기술에서, 성형 단계와 경화 단계는 300℃까지 가열되는 가열 가능한 공구에서 수행된다. 경화 메커니즘을 고려하지 않고, 액체 상태의 금속이 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 페놀, 포름알데히드 및 상대적으로 높은 크래킹 생성물(cracking product)과 같은 유해한 물질을 방출시키는 공정과 캐스팅 공정으로 유입될 때 모든 유기 시스템은 열적으로 분해된다. 비록 다양한 수단들이 이러한 방출을 최소화시키기 위해 이용될 수 있지만 유기 바인더를 이용할 때에는 완벽히 방지할 수 없다. 예를 들어 무기-유기 하이브리드 시스템에서, 레졸-C0₂ 공정에 이용된 바인더들은 금속을 주조할 때 발생되는 바람직하지 못한 방출물과 같은 일정비율의 유기 콤파운드를 함유한다.

캐스팅 공정 동안 분해 생성물의 방출을 방지하기 위하여, 매우 미세한 양의 유기 콤파운드를 함유하거나 무기 재료에 기초한 바인더들을 이용할 필요가 있다. 이러한 바인더 시스템들은 상당히 오랜 기간 동안 알려져 왔다. 가스를 유입시킴으 로써 경화될 수 있는 바인더 시스템들이 개발되어 져 왔다. 예를 들어 이러한 시스템은 GB 782 205호에 기술되며, 여기서 CO₂를유입시킴으로써 경화될 수 있는 알칼리 금속 물유리는 바인더로서 이용된다. DE 199 25 167호는 발열성 피더 콤포지션(exothermic feeder composition)을 기술하며, 상기 피더 콤포지션은 바인더로서 알칼리 금속 실리케이트를 함유한다. 게다가 상온에서 자체 경화되는 바인더 시스템이 개발되어져 왔다. 금속 산화물과 인산에 기초한 시스템은 예를 들어 미국 특허 제 5,582,232호에 기술된다. 결국 무기 바인더 시스템은 예를 들어 고온의 공구(hot tool)에서와 같이 상대적으로 높은 온도에서 경화되는 것으로 알려졌다. 이러한 열간-경화 바인더 시스템은 미국 특허 제 5,474,606호에 공지되었으며, 상기 바인더 시스템은 알칼리 금속 물유리와 알루미늄 실리케이트를 함유하는 것으로 기술된다.

유기 바인더에 비해 무기 바인더가 가지는 문제점에 따르면, 캐스팅 몰드는 상대적으로 낮은 강도를 가진다. 이는 캐스팅 몰드를 공구로부터 제거한 뒤 특히 명확해진다. 그러나 복합적이고 얇은 벽 구조의 성형체를 제조하고 이를 안전하게 처리할 때 우수한 강도는 특히 중요하다. 낮은 강도로 인해 캐스팅 몰드는 바인더로부터 잔여물을 여전히 함유한다. 수증기가 충분한 양으로 배출될 수 없기 때문에 고온의 밀폐된 공구내에서 상대적으로 긴 잔류 시간으로 인해 오직 한정된 양으로 형성되는데 도움이 된다. 캐스팅 몰드를 완벽히 건조시키기 위하여 WO 98/06522호는 외측에 치수상 안정적이고 하중을 지지하는 쉘이 형성될 때까지 몰딩 혼합물이 탈형된 후 가열된 코어 박스에 유지시키는 방법을 제안한다. 코어 박스가 개방된 후, 몰드는 꺼내져서 마이크로웨이브에 의해 완전히 건조된다. 그러나 복합적인 추가적인 건조 단계로 인해 캐스팅 몰드의 제조 시간이 증가되며, 이에 따른 에너지 소모로 인해 제조 공정에 상당한 비용이 소요된다.

공지된 무기 마인더의 추가적인 문제점에 따르면, 제조된 캐스팅 몰드는 높은 대기 수분에 대해 낮은 안정성을 가진다. 통상적인 유기 바인더의 경우 성형체의 저장이 상대적으로 길어지며, 이에 따라 신뢰성이 저하된다.

EP 1 122 002호는 금속 주조용 캐스팅 몰드를 제조하기 위한 공정을 기술한다. 바인더를 제조하기 위하여 알칼리 금속 수산화물, 특히 나트륨 수산화물은 알칼리 금속 수산화물에 존재하는 메탈레이트(metalate)를 형성할 수 있는 미립자 금속 산화물과 혼합된다. 이러한 입자는 메탈레이트의 층이 입자의 외측에 형성된 후 건조된다. 입자의 코어 내부에는 금속 산화물과 반응을 하지 않는 부분이 형성된다. 이러한 금속 산화물에 있어서, 미세하게 분할된 이산화 규소 또는 미세하게 분할된 산화티타늄 또는 산화아연을 이용함이 바람직하다.

WO 94/14555호에 기술된 바에 따르면, 몰딩 혼합물은 캐스팅 몰드를 제조하기에 적합하고, 미세하게 분할된 내열성 재료를 추가적으로 함유하는 혼합물과 인산염 유리 또는 붕산염 유리를 포함하는 바인더와 함께 내열성 몰드 원료를 함유한다. 이러한 내열성 재료에 있어서, 예를 들어 이산화 규소를 이용할 수 있다.

EP 1 095 719 A2호는 코어(core)를 제조하기 위한 몰드 모래용 바인더 시스템을 기술한다. 물유리에 기초한 이러한 바인더 시스템은 1:4 내지 1:6의 비율로 첨가되는 예를 들어 나트륨 수산화물과 같은 수성 알칼리 금속 실리케이트 용액과 흡습성 베이스를 포함한다. 물유리는 20 내지 40 %의 고체 함유량을 가지며, 2.5 내지 3.5의 SiO₂/M₂O 비율을 가진다. 흡습성의 특성을 조절하고, 복합적인 코어 몰드로 유입될 수 있으며 파우더 유동이 가능한 몰딩 혼합물을 형성하기 위하여, 바인더 시스템은 250℃보다 크거나 같은 끓는점을 가진 실리콘과 같은 계면활성 물질을 함유한다. 이러한 바인더 시스템은 규사와 같은 적절한 발열성 고체와 혼합되고 그 뒤 코어 슈팅 장치에 의해 코어 박스로 방출된다. 몰딩 혼합물의 경화는 존재하고 있는 물을 제거함으로써 수행된다. 또한 캐스팅 몰드의 건조 또는 경화는 마이크로파에 의해 수행된다. 캐스팅 몰드를 제조하기 위한 공지된 몰딩 혼합물은 예를 들어 상대적으로 오랜 시간 동안 저장될 때 대기 습도에 대해 저항성을 가지며 제조된 캐스팅 몰드의 강도를 개선시키는 특성을 가진다. 게다가 캐스팅 몰드의 표면은 주조 후 우수한 품질로 형성될 수 있으며, 이에 따라 표면의 추후 가공은 별다른 노력 없이 수행될 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 성형한 바로 직후와 오랜 시간 동안 저장한 뒤에 높은 강도를 가지는 캐스팅 몰드를 제조할 수 있으며 물유리에 기초한 바인더 시스템과 하나 이상의 내열성 몰드 원료를 포함하는, 금속가공용 캐스팅 몰드를 제조하기 위한 몰딩 혼합물을 제공하는 데 있다.

게다가 몰딩 혼합물은 고품질의 표면을 가지도록 제조될 수 있는 캐스팅에 의해 캐스팅 몰드를 제조할 수 있어야 하며, 이에 따라 표면은 오직 작은 정도의 추후 가공(after-working)이 요구된다.

본 발명의 목적은 청구항 제 1 항의 특징을 가진 몰딩 혼합물에 의해 구현된다. 본 발명에 따르는 몰딩 혼합물의 선호되는 실시예는 종속항에 따라 구성된다.

이산화규소, 산화알루미늄, 산화티타늄 및 산화아연으로 구성된 그룹으로부터 선택된 미립자 금속 산화물과 알칼리 금속 물유리를 이용함에 따라 캐스팅 몰드의 강도는 성형하고 경화한 바로 직후 그리고 상승된 대기 습도 하에서 저장하는 동안 상당히 개선된다.

상기 언급된 미립자 금속 산화물은 개별적으로 또는 조합하여 이용될 수 있다.

금속가공용 캐스팅 몰드를 제조하기 위한 본 발명에 따르는 몰딩 혼합물은 내열성 몰드 원료와 물유리에 기초한 바인더를 포함한다.

내열성 몰드 원료에 있어서, 캐스팅 몰드를 제조하기 위해 통상의 재료가 이용될 수 있다. 선호되는 재료로는 예를 들어 규사, 지르콘 사가 있다. 추가적으로 샤모트 섬유와 같은 섬유모양의 내열성 몰드 원료가 적합하다. 추가적으로 선호되는 내열성 몰드 원료는 예를 들어 감람석, 크롬광석 사, 질석이다.

내열성 몰드 원료로서 사용될 수 있는 추가적인 재료는 중공 알루미늄 실리케이트 구체(미소구체로 알려짐), 유리 비드, 유리 미립자 또는 "Cerabeads" 또는 "Carboaccucast"라는 상표명으로 알려진 구형 세라믹 몰드 원료와 같은 합성 몰딩 재료이다. 이러한 구형 세라믹 몰드 원료는 미네랄과 같이 예를 들어 뮬라이트, α-알루미나, β-크리스토발라이트를 다양한 비율로 함유한다. 상기 구형 세라믹 몰드 원료는 산화알루미늄, 산화규소를 주요 성분으로 함유한다. 일반적인 조성은 Al₂O₃ and SiO₂를 대략 동일한 비율로 함유한다. 추가하여, 추가적인 성분은 10% 미만의 TiO₂, Fe₂O₃을 함유할 수 있다. 바람직하게 미소구체의 직경은 1000 ㎛ 미만이며, 특히 600 ㎛ 미만이다. 뮬라이트(x Al₂O₃ · y SiO₂, 여기서 x = 2 내지 3, y = 1 내지 2; 이상적인 구조식: Al₂SiO₅)와 같이 합성으로 제조된 내열성 몰드 원료가 적합하다. 이러한 합성 몰드 원료은 자연으로부터 유도되지 않으며, 예를 들어 중공 알루미늄 실리케이트 미소구체, 유리 비드 또는 구형의 세라믹 몰드 원료를 제조하는 경우와 같이 미립자 성형 공정을 필요조건으로 한다.

또한 내열성 합성 몰드 원료로서 유리 재료를 이용하는 것이 특히 선호된다. 이러한 유리 재료는 유리 구체 또는 유리 미립자로 이용된다. 유리로서 종래의 유리, 바람직하게 높은 용융점을 가지는 유리를 이용할 수 있다. 예를 들어 분쇄된 유리로부터 제조된 유리 비드 및/또는 유리 미립자를 이용할 수 있다. 게다가 붕산염 유리도 또한 선호된다. 이러한 유리의 조성은 다음의 테이블을 따른다.

테이블: 유리의 조정

구성 성분	분쇄된 유리	붕산염 유리
SiO₂	50 - 80%	50 - 80%
Al₂O₃	0 - 15%	0 - 15%
Fe₂O₃	< 2%	< 2%
M^IIO	0 - 25%	0 - 25%
M^I ₂O	5 - 25%	1 - 10%
B₂O₃		< 15%
그 외	< 10%	< 10%

M^II: 알칼리토금속, 예. Mg, Ca, Ba

M^I: 알칼리금속, 예. Na, K

그러나 테이블에 주어진 유리와는 개별적으로 상기 주어진 성분의 함유량이 주어진 범위 밖에 있는 그 외의 다른 유리를 이용할 수 있다. 게다가 상기 언급된 산화물에 추가적으로 그 외의 요소 또는 산화물을 함유한 특정의 유리를 이용할 수 있다.

유리 구체의 직경은 바람직하게 1000㎛ 미만이며, 특히 600㎛ 미만이다.

알루미늄을 이용한 캐스팅 실험에서, 합성 몰드 원료, 특히 유리 비드, 유리 미립자 또는 미소구체가 사용될 때, 순수한 규사가 사용될 때보다 주조 후에 상대적으로 적은 몰드 사가 금속 표면에 부착된다. 합성 몰드 원료를 이용함에 따라 상대적으로 평활한 캐스팅 표면이 형성되며, 이로 인해 블라스팅(blasting)에 따른 복잡한 추후-가공 단계가 상당히 감소된 정도로 요구된다.

모든 몰드 원료는 합성 몰드 원료로 제조될 필요가 없다. 합성 몰드 원료의 선호되는 비율은 내열성 몰드 원료의 전체 량에 기초하여 적어도 약 3 중량 %, 특히 바람직하게 적어도 5 중량 %, 특히 적어도 10 중량 %, 바람직하게 적어도 약 15 중량 %, 특히 바람직하게 적어도 약 20 중량 %이다.

바람직하게 내열성 몰드 원료는 파우더 유동이 가능하게 형성될 수 있으며, 이에 따라 본 발명의 몰딩 혼합물은 종래의 코어 슈팅 장치 내에서 처리될 수 있다.

추가 성분에 있어서, 본 발명의 몰딩 혼합물은 물유리에 기초한 바인더를 포함한다. 물유리에 있어서, 몰딩 혼합물에서 바인더로서 사용되어 지는 종래의 물유리를 이용할 수 있다. 이러한 물유리는 물에 유리를 함유한 칼륨(vitreous potassium)과 규산나트륨을 용해시킴으로써 제조될 수 있으며, 용해된 나트륨 또는 규산칼륨을 함유한다. 바람직하게 물유리는 1.6 내지 4.0 범위, 특히 2.0 내지 3.5 범위의 SiO₂/M₂O 비율을 가지며, 여기서 M은 나트륨 및/또는 칼륨이다. 물유리는 30 내지 60 중량 %의 고체 함유량을 가진다. 이러한 고체 함유량은 물유리내에 존재하는 SiO₂ 와 M₂O의 양에 기초한다.

본 발명에 따라서, 몰딩 혼합물은 이산화규소, 산화알루미늄, 이산화티타늄 및 산화아연으로부터 선택된 일정 비율의 미립자 금속 산화물을 함유한다. 이러한 금속 산화물의 입자 크기는 바람직하게 300㎛ 미만, 바람직하게 200㎛ 미만, 특히 바람직하게 100㎛이다. 입자 크기는 입도 분석(sieve analysis)에 의해 정해질 수 있다. 63㎛의 메쉬 개구부(mesh opening)를 가진 시브(sieve) 상에 배열된 시브 잔여물(sieve residue)은 특히 바람직하게 10 중량 % 미만, 보다 바람직하게 8 중량 % 미만이다.

미립자 금속 산화물에 있어서, 이산화규소, 특히 바람직하게 합성 비정질 이산화규소를 이용하는 것이 특히 선호된다. 침전된 실리카는 무기산과 알칼리 금속실리케이트 수용액(aqueous alkali metalsilicate solution)을 반응시킴으로써 얻어진다. 얻어진 침전물은 연속하여 분리되고, 건조되어 제분된다. 본 발명의 목적에 따라서, 발열성 실리카는 고온의 가스 상태로부터 응고시킴으로써 얻어진 실리카이다. 발열성 실리카는, 예를 들면, 사염화 규소의 불꽃 가수분해에 의해 또는 코크 또는 무연탄을 사용하여 규사의 환원에 의해 전기 아크로에서 제조되어, 일산화 규소 가스를 형성할 수 있으며, 이러한 일산화 규소 가스는 후속하여 이산화규소로 산화된다. 전기 아크로 공정에 의해 제조된 발열성 실리카는 여전히 탄소를 함유한다. 침전된 실리카와 발열성 실리카는 본 발명의 몰딩 혼합물로서 적합하다. 이러한 실리카들은 하기에서 "합성 비정질 이산화규소"로 언급된다.

발명자에 따르면, 강력한 알칼리 물유리는 합성 비정질 이산화규소의 표면 상에 형성된 실라노 그룹과 반응할 수 있으며, 물의 증발로 인해 고체 물유리와 이산화규소 사이에 강력한 결합이 형성된다.

본 발명의 몰딩 혼합물은 적어도 상기 언급된 성분을 포함하는 인접 혼합물(intimate mixture)이다. 여기서 바람직하게 내열성 몰드 원료의 입자는 바인더의 층으로 코팅된다. 내열성 몰드 원료의 입자들 사이의 단단한 접합은 바인더(바인더의 중량에 기초하여 대략 40 내지 70 중량 %)에 존재하는 물을 증발시킴으로써 구현될 수 있다.

바람직하게 바인더, 즉 물유리와 미립자 금속 산화물, 특히 합성 비정질 이산화규소는 몰딩 혼합물에서 20 중량 % 미만의 비율로 존재한다. 덩어리를 이루는 몰드 원료, 예를 들어 규사가 사용된다면, 바인더는 10 중량 % 미만, 바람직하게 8 중량 % 미만, 특히 바람직하게 5 중량 % 미만의 비율로 존재한다. 낮은 밀도를 가지는 내열성 몰드 원료, 예를 들어 상기 언급된 중공 미소구체가 사용된다면, 바인더의 비율은 대응하여 증가한다.

미립자 금속 산화물, 특히 합성 비정질 이산화규소는 바람직하게 2 내지 60 중량 %의 비율, 보다 바람직하게 3 내지 50 중량 %, 보다 바람직하게 4 내지 40 중량 %의 비율로 존재하는 바인더의 중량에 기초한다.

미립자 금속 산화물, 특히 합성 비정질 이산화규소에 대한 물유리의 비율은 넓은 범위 내에서 가변될 수 있다. 이에 따라 캐스팅 몰드의 초기 강도, 즉 고온의 공구로부터 바로 제거 후의 강도에 도움이 되며, 내습성은 최종 강도, 즉 비정질 이산화규소가 없는 물유리에 대한 캐스팅 몰드를 냉각한 후의 강도에 현저한 효과를 미치지 않고 향상될 수 있다. 이는 특히 경금속 캐스팅에 효과적이다. 한편 높은 초기 강도는 제조된 캐스팅 몰드를 문제점 없이 이송하거나 또는 그 외의 다른 캐스팅 몰드와 조립하기 위해 선호되지만 경화 후의 최종 강도는 주조 후의 바인더 분해, 즉 주조 후에 캐스트 바디의 중공 공간으로부터 문제점 없이 몰드 원료가 제거되어 져야 하는 어려움을 방지하기 위하여 매우 높게 형성되지 않아야 한다.

본 발명에 따르는 한 실시예에서, 본 발명의 몰딩 혼합물에 존재하는 몰드 원료는 적어도 일정 비율의 중공 미소구체를 함유한다. 일반적으로 중공 미소구체의 직경은 5 내지 500 ㎛, 바람직하게 10 내지 350 ㎛의 범위로 형성되며, 쉘(shell)의 두께는 미소구체의 직경의 5 내지 15%로 형성된다. 이러한 미소구체는 낮은 비중을 가져 중공 미소구체를 이용하여 제조된 캐스팅 몰드는 낮은 중량을 가진다. 중공 미소구체의 절연 기능은 특히 선호된다. 중공 미소구체는 증가된 절연 기능을 가질 때 캐스팅 몰드를 제조하기 위해 사용된다. 상기 기술된 피더(feeder)와 같이, 캐스팅 몰드는 액체 금속을 함유하고, 평형 리저버로서 기능을 하며, 이에 따라 금속은 중공 몰드로 유입된 금속이 경화될 때까지 액체 상태로 유지된다. 중공 미소구체를 함유한 캐스팅 몰드의 그 외의 적용 분야는 마무리된 캐스팅의 얇은 벽 섹션에 대응하는 캐스팅 몰드의 섹션이다. 중공 미소구체의 절연 기능으로 인해 금속은 얇은 벽 섹션 내에서 초기에 경화되지 않으며, 이에 따라 캐스팅 몰드의 경로가 차단된다.

중공 미소구체가 사용된다면, 이러한 중공 미소구체의 낮은 비중으로 인해 바인더는 바람직하게 20 중량 % 미만의 비율, 특히 바람직하게 10 내지 18 중량 % 미만의 비율로 사용되는 것이 선호된다.

바람직하게 중공 미소구체는 알루미늄 실리케이트를 함유한다. 바람직하게 이러한 중공 알루미늄 실리케이트 미소구체는 20 중량 %를 초과하는 알루미늄 산화물 함유량을 가지지만 40 중량 %를 초과하는 함유량을 가질 수 있다. 이러한 중공 미소구체는 대략 43%의 알루미늄 산화물 함유량을 가진 E-Spheres^®, 대략 35 내지 39%의 알루미늄 산화물 함유량을 가진 Omega-Spheres^®WSG, 대략 28 내지 33%의 알루미늄 산화물 함유량을 가진 Omega-Spheres^®SG의 상표명으로 Omega Minerals Germany GmbH, Norderstedt에 의해 판매된다. 해당 제품은 상표명 "Extendospheres^®"로서 PQ Corporation(미국)로부터 입수할 수 있다.

추가적인 실시예에서, 유리로 제조된 중공 미소구체는 내열성 몰드 원료로서 사용된다.

특히 선호되는 실시예에서, 중공 미소구체는 붕규산염 유리를 함유한다. 이러한 붕규산염 유리는 3 중량 %를 초과하는 B₂O₃로서 계산된 일정 비율의 붕소를 가진다. 이러한 일정 비율의 중공 미소구체는 몰딩 혼합물에 기초하여 바람직하게 20 중량 % 미만이다. 중공 붕규산염 유리 미소구체가 사용될 때, 바람직하게 상대적으로 낮은 비율이 선택된다. 이는 바람직하게 5 중량 %, 보다 바람직하게 3 중량 %, 특히 바람직하게 0.01 내지 2 중량 %가 선호된다.

상기 언급된 바와 같이 선호되는 실시예에서, 본 발명의 몰딩 혼합물은 내열성 몰드 원료와 같이 적어도 일정 비율의 유리 미립자 및/또는 유리 비드를 함유한다.

또한 예를 들어 발열성 피더를 제조하기에 적합한 발열성 몰딩 혼합물과 같은 몰딩 혼합물을 제조할 수 있다. 이를 위해 몰딩 혼합물은 산화성 금속과 적절한 옥시던트를 함유한다. 몰딩 혼합물의 전체 매스에 기초하여 산화성 금속은 일정 비율의 15 내지 35 중량 %로 형성되는 것이 선호된다. 바람직하게 옥시던트는 몰딩 혼합물에 기초하여 20 중량 % 내지 30 중량 %로 첨가된다. 선호되는 산화성 금속은 예를 들어 알루미늄과 마그네슘이다. 선호되는 옥시던트는 예를 들어 산화철과 질화칼륨이다.

물을 함유한 바인더는 유기 용매에 기초한 바인더보다 상대적으로 떨어지는 유동성을 가진다. 이는 다수의 벤드(bend)와 좁은 경로를 가진 몰딩 공구가 용이하게 충진될 수 없음을 의미한다. 따라서, 캐스팅 몰드는 불만족스럽게 통합된 섹션을 가지며, 캐스팅 내에서 주조에 부정적인 영향을 미친다. 선호되는 실시예에서, 본 발명의 몰딩 혼합물은 일정 비율의 작은 판모양의 윤활제, 특히 그래파이트 또는 MoS₂를 함유한다. 놀랍게도 이러한 유활제, 특히 그래파이드가 첨가될 때, 얇은 벽 구조의 섹션을 가진 복잡한 형상도 제조될 수 있으며, 캐스팅 몰드는 균일하고 높은 밀도와 강도를 가져 주조 결함이 캐스팅 내에서 관찰되지 않는다. 첨가된 작은 판모양의 윤활제 특히 그래파이트의 양은 몰드 원료에 기초하여 바람직하게 0.1 내지 1 중량 %이다.

본 발명의 몰딩 혼합물은 상기 언급된 성분과는 다른 첨가물을 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들어 몰딩 공구로부터 캐스팅 몰드를 분리시키는데 도움이 되는 내부 몰드 분리제가 첨가될 수 있다. 선호되는 내부 몰드 분리제는 예를 들어 스테아르산 칼슘, 지방산에스테르, 왁스, 천연수지 또는 특정 알키드 수지이다. 추가적으로 실란이 본 발명의 몰딩 혼합물로 첨가될 수 있다.

선호되는 실시예에서, 본 발명의 몰딩 혼합물은 40 내지 180℃, 바람직하게 50 내지 175℃ 범위의 용융점을 가지며, 상온에서 고체 상태로 존재하는 유기 첨가물을 함유한다. 이를 위해, 유기 첨가물은 예를 들어 유리 폴리머와 같은 복합물이며, 상기 복합물의 분자 골격은 탄소 원자로 만들어진다. 유기 첨가물을 첨가함에 따라 캐스팅의 표면 품질이 추가적으로 개선된다. 유기 첨가물의 작용 모드는 설명되지 않는다. 그러나 이러한 이론에 관련시키지 않고, 발명자는 유기 첨가물의 적어도 일부분이 캐스팅 공정 동안 연소되고 캐스팅 몰드의 벽을 형성하는 고체와 액체 금속 사이에 얇은 가스 쿠션이 형성됨을 알 수 있으며, 이에 따라 몰드 재료와 액체 금속 사이에 반응이 방지된다. 추가적인 장점은 경화 후 캐스팅 몰드의 강도를 증가시키는 유기 첨가물을 첨가시킴으로써 구현된다.

바람직하게 유기 첨가물은 몰드 재료에 기초하여 각각 0.01 내지 1.5 중량 %, 특히 0.05 내지 1.3 중량 %, 특히 바람직하게 0.1 내지 1.0 중량 %의 양으로 첨가된다.

놀랍게도 캐스팅의 표면은 매우 다양한 유기 첨가물에 의해 개선될 수 있다. 선호되는 유기 첨가물은 예를 들어 노볼락과 같은 페놀-포름알데히드 수지, 비스페놀 에이 에폭시 수지와 같은 에폭시 수지, 에폭시화된 노볼락 또는 비스페놀 에프 에폭시 수지, 폴리에틸렌 글리콜 또는 폴리프로필렌 글리콜과 같은 폴리올, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 폴리오레핀, 비닐 아세테이트와 같은 추가적인 코모노머와 프로필렌 또는 에틸렌과 같은 오레핀의 코폴리머, 폴리아미드-6, 폴리아미드-12 또는 폴리아미드-6,6과 같은 폴리아미드, 발삼 수지와 같은 천연수지, 팔미킨산 세틸과 같은 지방산 에스테르, 에틸렌디아민비스스테라미드(ethylenediaminebisstearamide)와 같은 지방산 아미드 및 2가 또는 3가 금속의 올레산염 또는 스테아르산염과 같은 금속비누(metal soap)이다. 유기 첨가물은 순수한 물질 또는 다양한 유기 화합물의 혼합물로서 존재할 수 있다.

추가적으로 선호되는 실시예에서, 본 발명의 몰딩 혼합물은 일정 비율의 적어도 하나의 실란을 함유한다. 선호되는 실란은 예를 들어, 아미노실란, 에폭시실란, 메르켑토실란, 히드로시앤드 우레이도실란(hydroxyand ureidosilane)이다. 선호되는 실란의 실례는 γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-하이드록시프로필트리메톡시실란, 3-우레이도프로필트라이에톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)트리메톡시실란 및 N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란이다.

이는 미립자 금속 산화물에 기초하여, 대략 5 내지 50%의 실란, 바람직하게 대략 7 내지 45%, 특히 바람직하게 대략 10 내지 40%로 제조될 수 있다.

본 발명에 따르는 바인더를 이용하여 고강도가 구현될 수 있음에도 불구하고, 본 발명의 몰딩 혼합물을 이용하여 제조된 캐스팅 몰드, 특히 코어 및 몰드는 알루미늄 캐스팅의 경우 캐스팅 후 우수한 분해(disintegration)가 나타난다. 그러나 본 발명의 몰딩 혼합물로부터 제조된 성형체의 이용은 경금속 캐스팅에 제한되지 않는다. 이러한 캐스팅 몰드는 금속의 캐스팅에 적합하다. 이러한 금속은 예를 들어 황동 또는 청동과 같은 비철금속이며, 또한 철금속이다.

추가적으로 본 발명은 금속가공용 캐스팅 몰드를 제조하기 위한 공정을 제공하며, 여기서 본 발명의 몰딩 혼합물이 사용된다. 본 발명의 공정은

-상기 언급된 몰딩 혼합물을 제조하는 단계,

-몰딩 혼합물을 몰딩하는 단계,

-몰딩 혼합물을 가열함에 의해 몰딩 혼합물을 경화시켜 경화된 캐스팅 몰드를 제공하는 단계로 구성된다.

본 발명의 몰딩 혼합물을 제조 시, 먼저 내열성 몰드 원료가 믹싱 베슬에 배치되고, 교반하는 동안 바인더가 첨가된다. 물유리와 미립자 금속 산화물, 특히 합성 이산화규소가 순차적으로 첨가된다. 그러나 먼저 액체 성분을 첨가하는 것이 선호된다. 첨가는 강력한 교반작용에 따라 수행되며, 바인더는 내열성 몰드 원료에 균일하게 분배되어 코팅된다.

그 뒤 몰딩 혼합물은 요구된 형태로 형성된다. 종래의 방법은 몰딩을 위해 사용된다. 예를 들어 몰딩 혼합물은 코어 슈팅 장치에 의해 압축된 공기를 이용하여 몰딩 공구로 사출된다. 그 뒤 몰딩 혼합물은 바인더내에 존재하는 물을 증발시키기 위하여 가열에 의해 경화된다. 가열은 예를 들어 몰딩 공구 내에서 수행될 수 있다. 몰딩 공구 내에서 캐스팅 몰드를 완전히 경화시킬 수 있으며, 또한 캐스팅 몰드의 표면 영역에서 경화시킬 수 있어 몰딩 공구로부터 충분한 강도가 얻어질 수 있다. 그 뒤 캐스팅 몰드는 추가적인 물을 상기 캐스팅 몰드로부터 제거시킴으로써 완전히 경화된다. 이는 오븐 내에서도 효과적일 수 있다. 물의 제거는 예를 들어 감소된 압력 하에서 물을 증발시킴으로써 수행될 수 있다.

캐스팅 몰드의 경화는 가열된 공기를 몰딩 공구로 불어넣음으로써 촉진될 수 있다. 이러한 방법의 실시예에서, 바인더내에 존재하는 물은 신속히 제거되고, 이에 따라 캐스팅 몰드는 산업상 이용하기에 적합한 시간 내에서 강화된다. 불어진 공기의 온도는 바람직하게 100 ℃ 내지 180 ℃, 특히 바람직하게 120 ℃ 내지 150 ℃이다. 가열된 공기의 흐름속도는 바람직하게 설정되어 캐스팅 몰드의 경화는 산업상 이용하기에 적합한 시간 내에 이루어진다. 이러한 시간은 제조된 캐스팅 몰드의 크기에 의존된다. 경화 시간은 5분 미만, 바람직하게 2분 미만이다. 그러나 매우 큰 캐스팅 몰드의 경우 상대적으로 긴 시간이 요구될 수 있다.

몰딩 혼합물로부터의 물의 제거는 마이크로웨이브를 조사하여 몰딩 혼합물을 가열시킴으로써 수행된다. 그러나 마이크로웨이브의 조사는 캐스팅 몰드를 몰딩 공구로부터 제거한 뒤 수행하는 것이 선호된다. 그러나 캐스팅 몰드는 이를 허용하기 위해 충분한 강도가 구현된다. 상기 언급된 바와 같이, 이는 예를 들어 몰딩 공구 내에서 경화되어진 캐스팅 몰드의 적어도 외부 쉘에 의해 구현될 수 있다.

상기 지시된 바와 같이, 본 발명에 따르는 몰딩 혼합물의 유동성은 작은 판과 같은 윤활제(platelet-like lubricant), 특히 그래파이트 및/또는 MoS₂를 첨가시킴으로써 향상될 수 있다. 몰딩 혼합물을 제조 시, 작은 판과 같은 윤활제, 특히 그래파이트는 2개의 바인더 성분으로부터 몰딩 혼합물로 개별적으로 첨가될 수 있다. 그러나 작은 판과 같은 윤활제, 특히 그래파이트를 미립자 금속 산화물, 특히 합성 비정질 이산화규소와 예비 혼합시킬 수 있으며, 그 뒤 물유리 및 내열성 몰드 원료와 혼합된다.

몰딩 혼합물이 유기 첨가물을 함유한다면, 주요하게 유기 첨가물의 첨가는 몰딩 혼합물을 제조하는 동안 임의의 지점에 영향을 미칠 수 있다. 유기 첨가물은 용액의 형태 또는 이와 유사한 형태로 첨가될 수 있다.

수용성 유기 첨가물은 수용액의 형태로 사용될 수 있다. 유기 첨가물이 바인더에서 용해가능하고 수 개월 동안 분해되지 않고 안정된 상태로 유지된다면, 이러한 유기 첨가물은 바인더 내에서 용해되지 않으며, 이에 따라 바인더와 함께 몰드 재료로 첨가된다. 수불용성 첨가물은 페이스트 또는 분산물의 형태로 사용될 수 있다. 이러한 분산물 또는 페이스트는 바람직하게 용매로서 물을 함유한다. 유기 첨가물의 용액 또는 페이스트는 유기 용매로 제조될 수 있다. 그러나 용매가 유기 첨가물의 첨가를 위해 사용된다면 물을 이용하는 것이 보다 선호된다.

바람직하게 유기 첨가물은 파우더 또는 짧은 섬유로서 첨가되며, 평균 입자 크기 또는 섬유 길이는 몰드 재료 입자의 크기를 초과하지 않도록 선택된다. 바람직하게 유기 첨가물은 대략 0.3 mm의 메쉬 개구부를 가진 시브를 통과할 수 있다. 몰드 재료에 첨가된 다수의 성분을 제거하기 위하여 미립자 금속 산화물 및 유기 첨가물이 몰드 사로 개별적으로 첨가되지 않지만 이 전에 혼합된다.

몰딩 혼합물이 실란을 함유한다면, 실란은 첨가되기 전에 바인더로 혼합된다. 또한 실란은 개별적인 성분으로서 몰드 재료로 첨가될 수 있다. 그러나 미립자 금속 산화물을 실란화시키는 것, 즉 실란과 금속 산화물을 혼합시키는 것이 선호되며, 이에 따라 금속 산화물의 표면은 얇은 실란 층이 제공된다. 이러한 방법으로 예비 처리된 미립자 금속 산화물이 이용될 때, 처리되지 않은 금속 산화물에 비해 높은 대기 습도에 대한 저항성이 개선되고 강도가 증가되는 것으로 관찰된다. 기술된 바와 같이, 유기 첨가물이 몰딩 혼합물 또는 미립자 금속 산화물로 첨가된다면 이는 실란화 이전에 수행하는 것이 선호된다.

본 발명의 공정은 예를 들어 코어와 몰드와 같은 일반적인 금속 캐스팅용의 모든 캐스팅 몰드를 제조하기에 적합하다. 특히, 절연 내열성 몰드 원료가 본 발명의 몰딩 혼합물로 첨가되거나 또는 발열성 재료가 첨가될 때, 본 발명의 공정은 피더를 제조하기에 적합하다.

본 발명의 공정에 의해 또는 본 발명의 몰딩 혼합물로부터 제조된 캐스팅 몰드는 제조된 직 후 높은 강도를 가지며, 경화된 직 후 캐스팅 몰드의 강도가 높게 형성되지 않아서 캐스팅 몰드를 제조한 뒤 캐스팅 몰드를 제거하는 데 어려움이 발생된다. 게다가 이러한 캐스팅 몰드는 상대적으로 높은 대기 습도에서 높은 안정성을 가지며, 즉 캐스팅 몰드는 상대적으로 오랜 시간 동안 문제점 없이 저장될 수 있다. 따라서 본 발명은 본 발명의 상기 언급된 공정에 의해 얻어지는 캐스팅 몰드를 제공한다.

일반적으로 본 발명의 캐스팅 몰드는 금속 캐스팅, 특히 경금속 캐스팅에 적합하다. 특히 선호되는 결과는 알루미늄 캐스팅으로부터 얻어진다.

본 발명은 첨부된 도면에 따라서 그리고 실례에 의해 기술된다.

도 1은 유동성을 테스트하기 위해 사용된 몰딩 공구를 절단한 횡단면도.

도 2는 본 발명의 몰딩 혼합물을 테스트하기 위하여 사용된 캐스팅 몰드를 절단한 횡단면도.

실례 1

몰드 원료로서 규사를 사용하는 성형체의 강도에 대한 합성 비정질 이산화 규소의 영향.

1. 몰딩 혼합물의 제조 및 테스트

몰딩 혼합물을 테스트하기 위하여, Georg-Fischer 테스트 바가 제조된다. 상기 Georg-Fischer 테스트 바는 150 mm X 22.35 mm X 20.36 mm의 치수를 가진 입방형 테스트 바이다.

몰딩 혼합물의 성분은 테이블 1에 도시된다. Georg-Fischer 테스트 바를 제조하기 위하여 다음의 절차를 따른다.

- 테이블 1에 도시된 성분들이 실험용 블레이드 믹서(Vogel & Schemmann AG, Hagen, 독일)에서 혼합된다. 이를 위하여, 먼저 규사가 믹서에 배치되며, 교반되는 동안 물유리(water glass)가 첨가된다. 칼륨의 특성을 가진 나트륨 물유리가 물유리로서 사용된다. SiO₂:M₂O의 비율(여기서 M은 나트륨과 칼륨의 합)은 하기 테이블에 따른다. 1분 동안 혼합물이 교반된 후, 본 발명에 따르는 비정질 이산화 규소가 첨가되고 교반은 연속된다. 결론적으로 혼합물은 추가 1분 동안 교반된다.

-몰딩 혼합물은 H 2.5 핫 박스 코어 슈팅 장치(H 2.5 hot box core shooting machine)(Roperwek-Giebereimaschinen GmbH, Viersen, 독일)의 스톡 호퍼로 이송되며, 몰딩 장치는 200℃로 가열된다.

-몰딩 혼합물은 압축된 공기(5 바)에 의해 몰딩 공구로 유입되고 추가 35초 동안 몰딩 공구 내에서 유지된다.

-혼합물의 경화를 가속화시키기 위하여, 고온의 공기(2 바, 공구로의 유입 시 120℃)가 최종 20초 동안 몰딩 공구를 통과한다.

-몰딩 공구가 개방되고 테스트 바가 꺼내진다.

굴곡 강도를 결정하기 위하여, 테스트 바는 3-포인트 벤딩 리그(3 point bending rig)(DISA Industrie AG, Schaffhausen, 스위스)가 장착된 Georg-Fischer 강도 테스팅 장치에 배치되며, 테스트 바의 파단에 따른 하중이 측정된다.

굴곡 강도는 하기에 따라 측정된다.

- 몰딩 공구로부터 제거된 뒤 10초(열간 강도)

- 몰딩 공구로부터 제거된 뒤 1시간(냉간 강도)

- 75%의 대기의 상대 습도와 25℃의 CA 캐비닛(controlled-atmosphere cabinet)에서 3시간 동안 냉각된 코어가 저장된 후.

측정된 굴곡 강도는 테이블 2에 요약된다.

테이블 1

몰딩 혼합물의 조성

	규사H 32	알칼리 금속 물유리	비정질 이산화 규소
1.1	100 pbw	2.5 pbw ^a)	-	본 발명에 따르지 않는 대조군
1.2	100 pbw	2.5 pbw ^b)	-	본 발명에 따르지 않는 대조군
1.3	100 pbw	2.5 pbw ^c)	-	본 발명에 따르지 않는 대조군
1.4	100 pbw	2.5 pbw ^a)	0.2 pbw ^d)	본 발명에 따름
1.5	100 pbw	2.5 pbw ^a)	0.6 pbw ^d)	본 발명에 따름
1.6	100 pbw	2.5 pbw ^a)	1.0 pbw ^d	본 발명에 따름
1.7	100 pbw	2.5 pbw ^a)	1.5 pbw ^d)	본 발명에 따름
1.8	100 pbw	2.5 pbw ^b)	0.2 pbw ^d)	본 발명에 따름
1.9	100 pbw	2.5 pbw ^c)	0.2 pbw ^d)	본 발명에 따름
1.10	100 pbw	2.5 pbw ^a)	0.2 pbw ^e)	본 발명에 따름
1.00	100 pbw	2.5 pbw ^a)	0.2 pbw ^f)	본 발명에 따름

^a) 대략 2.3의 SiO₂:M₂O 비율을 가지는 알칼리 금속 물유리

^b) 대략 3.35의 SiO₂:M₂O 비율을 가지는 알칼리 금속 물유리

^c) 대략 2.03의 SiO₂:M₂O 비율을 가지는 알칼리 금속 물유리

^d) 실리카 퓸 971(Elkem Microsilica 971)(발열성 실리카; 전기적 아크 로에서 제조됨)

^e) 데구사 시퍼냇 360(Degussa Sipernat 360) (침전된 실리카)

^f) Wacker HDK N 20 (화염 가수분해에 의해 제조된 발열성 실리카)

테이블 2

굴곡 강도

	열간강도[N/cm²]	냉간 강도[N/cm²]	CA 캐비닛에 저장 후 [N/cm²]
1.1	80	490	30	본 발명에 따르지 않는 대조군
1.2	110	220	210	본 발명에 따르지 않는 대조군
1.3	60	400	110	본 발명에 따르지 않는 대조군
1.4	105	570	250	본 발명에 따름
1.5	185	670	515	본 발명에 따름
1.6	250	735	690	본 발명에 따름
1.7	315	810	700	본 발명에 따름
1.8	140	280	270	본 발명에 따름
1.9	90	510	170	본 발명에 따름
1.10	95	550	280	본 발명에 따름
1.11	110	540	290	본 발명에 따름

2. 결과

a) 첨가된 상당량의 비정질 이산화 규소의 영향

실례 1.4 내지 1.7에서, 전기 아크로에서 제조되어 진 비정질 이산화 규소의 증가량이 몰딩 혼합물로 첨가된다. 일정량의 몰드 원료와 물유리가 일정하게 유지된다. 실례 1.1과 대조적으로 몰딩 혼합물은 실례 1.4 내지 1.7의 몰딩 혼합물과 동일한 성분을 가지며, 첨가된 비정질 이산화 규소는 생성되지 않는다.

테이블 2의 결과값은 전기 아크로 생성된 비정질 이산화 규소의 첨가가 테스트 바의 굴곡 강도를 상당히 증가시키는 것을 보여준다. CA 캐비닛에서 상승된 대기 습도로 저장된 후 측정된 테스트 바의 굴곡 강도는 상당히 증가한다. 이는 본 발명의 몰딩 혼합물을 이용하여 생성된 테스트 바가 심지어 연장되어 저장된 후에 도 강도가 유지된다는 것을 의미한다. 첨가된 비정질 이산화 규소의 증가량에 따라 굴곡 강도가 증가한다. CA 캐비넷에서 저장한 후 측정된 굴곡 강도의 경우 초기에는 굴곡 강도의 상당한 증가가 관찰되지만 이러한 증가는 증가하는 양의 비정질 이산화 규소를 첨가하여 일정해진다.

b) 알칼리 금속 물유리의 SiO₂:M₂O 비율의 영향

실례 1.4, 1.8 및 1.9에서, 각각의 경우 동일한 양의 몰드 원료, 물유리 및 비정질 이산화 규소(전기 아크로 제조됨)가 처리되지만 알칼리 금속 물유리의 SiO₂:M₂O 비율은 변한다. 비교 실례 1.1, 1.2 및 1.3에서, 각각의 경우 동일한 량의 몰드 원료와 물유리가 처리되지만 알칼리 금속 물유리의 SiO₂:M₂O 비율은 가변된다. 테이블에 도시된 굴곡 강도에 따라, 전기 아크 로에서 생성된 비정질 이산화 규소는 알칼리 금속 물유리의 SiO₂:M₂O 비율에 관계없이 효과적이다.

c) 합성 비정질 이산화 규소의 타입의 영향I

실례 1.4, 1.10 및 1.11에서, 동일한 양의 몰드 원료, 물유리 및 비정질 이산화 규소가 각각 처리되지만 합성 비정질 이산화 규소의 타입은 가변된다. 화염 가수분해에 의해 생성된 발열성 실리카와 침전된 실리카에 따라 도시된 굴곡 강도는 전기 아크 로에서 제조된 비정질 이산화 규소와 같이 효과적이다.

실례 2

몰드 원료로서 규사를 사용하는 바인더의 일정한 전체 량에서 성형체의 강도에 대한 알칼리 금속 물유리 : 합성 비정질 이산화 규소의 비율의 영향.

1. 몰딩 혼합물의 제조 및 테스트

몰딩 혼합물의 제조와 테스트는 실례 1과 유사한 방법으로 수행된다. 테스트 바를 제조하기 위하여 사용된 몰딩 혼합물의 조성은 테이블 3에 도시된다. 굴곡 강도 테스트에 기초한 값들은 테이블 4에 따른다.

테이블 3

몰딩 혼합물의 조성

	규사 H 32	알칼리 금속 물유리 ^b)	비정질 이산화 규소 ^c)
2.1^a)	100 pbw	2.5 pbw	-	본 발명에 따르지 않는 대조군
2.2	100 pbw	2.3 pbw	0.2 pbw	본 발명에 따름
2.3	100 pbw	1.9 pbw	0.6 pbw	본 발명에 따름
2.4	100 pbw	1.5 pbw	1.0 pbw	본 발명에 따름

^a) 실험 1.1에 해당

^b) 대략 2.3의 SiO₂:M₂O 비율을 가지는 알칼리 금속 물유리

^c) 실리카 퓸 971(Elkem Microsilica 971)

테이블 4

굴곡 강도

	열간 강도 [N/cm²]	냉간 강도 [N/cm²]	CA 캐비닛에서 저장된 후 [N/cm²]
2.1	80	490	30	본 발명에 따르지 않는 대조군
2.2	90	505	220	본 발명에 따름
2.3	160	505	390	본 발명에 따름
2.4	185	470	380	본 발명에 따름

2. 결과

물유리: 비정질 이산화 규소의 비율이 변화되는 반면 비정질 이산화 규소와 물유리의 전체 량은 일정하게 유지되어 열간 강도와 높은 대기 습도에 대한 저항성이 개선되며 냉간 강도는 동시에 증가되지 않는다.

실례 3

성형체의 강도에 대한 실란의 영향

1. 몰딩 혼합물의 제조 및 테스트

몰딩 혼합물의 제조와 테스트는 실례 1과 유사한 방법으로 수행된다. 테스트 바를 제조하기 위하여 사용된 몰딩 혼합물의 조성은 테이블 5에 도시된다. 굴곡 강도 테스트에 기초한 값들은 테이블 6에 따른다.

테이블 5

몰딩 혼합물의 조성

	규사 H 32	알칼리 금속 물유리 ^c)	비정질 이산화 규소 ^d)	실란
3.1^a)	100 pbw	2.5 pbw	---	---	본 발명에 따르지 않는 대조군
3.2^b)	100 pbw	2.5 pbw	0.2 pbw	---	본 발명에 따름
3.3	100 pbw	2.5 pbw	0.2 pbw	0.02 pbw^e ⁾	본 발명에 따름
3.4	100 pbw	2.5 pbw	0.2 pbw	0.08 pbw^e ⁾	본 발명에 따름
3.5	100 pbw	2.5 pbw	0.2 pbw	0.02 pbw^f ⁾	본 발명에 따름

^a) 실험 1.1에 해당

^b) 실험 1.4에 해당

^c) 대략 2.3의 SiO₂:M₂O 비율을 가지는 알칼리 금속 물유리

^d) Elkem Microsilica 971

^e) 실험 전 비정질 이산화 규소가 혼합된 다이나실란 그리모(Dynasilan Glymo)(Degussa AG)

^f) 실험 전 비정질 이산화 규소가 혼합된 다이나실란 마에오 티(Dynasilan Ameo T)(Degussa AG)

테이블 6

굴곡 강도

	열간 강도 [N/cm²]	냉간 강도 [N/cm²]	CA 캐비닛에 저장 된 후 [N/cm²]
3.1	80	490	30	본 발명에 따르지 않는 대조군
3.2	105	570	250	본 발명에 따름
3.3	120	620	300	본 발명에 따름
3.4	140	670	400	본 발명에 따름
3.5	125	650	380	본 발명에 따름

2. 결과

실례 3.3-3.5는 강도, 특히 높은 대기 습도에 대한 저항성에 대해 포지티브 효과를 가지는 실란의 첨가를 나타낸다.

실례 4

합성 몰드 원료를 사용하는 성형체의 강도에 대한 비정질 이산화 규소의 영향

1. 몰딩 혼합물의 제조 및 테스트

몰딩 혼합물의 제조와 테스트는 실례 1과 유사한 방법으로 수행된다. 테스트 바를 제조하기 위하여 사용된 몰딩 혼합물의 조성은 테이블 7에 도시된다. 굴곡 강도 테스트에 기초한 값들은 테이블 8에 따른다.

테이블 7

몰딩 혼합물의 조성

	몰드 원료	알칼리 금속 물유리^d)	비정질 이산화 규소^e)
4.1	중공의 알루미늄 실리케이트 미소구체^a) 100 pbw	14 pbw	-	본 발명에 따르지 않는 대조군
4.2	중공의 알루미늄 실리케이트 미소구체^a) 100pbw	14 pbw	1.5 pbw	본 발명에 따름
4.3	중공의 알루미늄 실리케이트 미소구체^a) 100pbw	14 pbw	3.0 pbw	본 발명에 따름
4.4	세라믹 구체^b) 100 pbw	2.5 pbw	-	본 발명에 따르지 않는 대조군
4.5	세라믹 구체^b) 100 pbw	2.5 pbw	0.2 pbw	본 발명에 따름
4.6	유리 비드^c) 100 pbw	2.5 pbw	-	본 발명에 따르지 않는 대조군
4.7	유리 비드^c) 100 pbw	2.5 pbw	0.2 pbw	본 발명에 따름

^a) Omega Minerals Germany GmbH로부터의 오메가구체 WSG(Omegaspheres WSG)

^b) Carbo Ceramics Inc.로부터의 Carbo Accucast LD 50

^c) Reidt GmbH & Co. KG로부터의 유리 비드 100-200 ㎛

^d) 대략 2.3의 SiO₂:M₂O 비율을 가지는 알칼리 금속 물유리

^e) Elkem Microsilica 971

테이블 8

굴곡 강도

	열간 강도 [N/cm²]	냉간 강도 [N/cm²]	CA 캐비닛에 저장된 후 [N/cm²]
4.1	120	230	분해	본 발명에 따르지 않는 대조군
4.2	160	290	130	본 발명에 따름
4.3	200	340	180	본 발명에 따름
4.4	70	370	20	본 발명에 따르지 않는 대조군
4.5	100	470	100	본 발명에 따름
4.6	170	650	30	본 발명에 따르지 않는 대조군
4.7	260	770	100	본 발명에 따름

2. 결과

비정질 이산화 규소의 포지티브 효과는 몰드 원료와 같은 규사에 제한되지 않지만 비정질 이산화 규소는 예를 들어 미소구체, 세라믹 구체 및 유리 비드와 같은 그 외의 몰드 원료에 있어서 증가된 강도의 효과를 가지는 것으로 보여진다.

실례 5

발열성 믹스(exothermic mix)를 가지는 성형체의 강도에 대한 비정질 이산화 규소의 영향

발열성 믹스는 다음의 조성이 사용된다.

알루미늄(0.063 내지 0.5 mm의 입자 크기) 25%

질산 칼륨 22%

중공 미소구체(Omega Minerals Germany GmbH로부터의 Omegaspheres^® WSG )

44%

내열성 응집물(Refractory aggregate)(샤모트) 9%

1. 몰드 재료/바인더 혼합물의 제조 및 테스트

몰드 재료/바인더 혼합물의 제조와 테스트는 실례 1과 유사한 방법으로 수행된다. 테스트 바를 제조하기 위하여 사용된 몰딩 혼합물의 조성은 테이블 9에 도시된다. 굴곡 강도 테스트에 기초한 값들은 테이블 10에 따른다.

테이블 9

	발열성 믹스	알칼리 금속 물유리^a)	비정질 이산화 규소^b)
5.1	100 pbw	14 pbw	-	본 발명에 따르지 않는 대조군
5.2	100 pbw	14 pbw	1.5 pbw	본 발명에 따름
5.3	100 pbw	14 pbw	3.0 pbw	본 발명에 따름

^a) 대략 2.3의 SiO₂:M₂O 비율을 가지는 알칼리 금속 물유리

^b) Elkem Microsilica 971

테이블 10

굴곡 강도

	열간 강도 [N/cm²]	냉간 강도 [N/cm²]	CA 캐비닛에 저장된 후 [N/cm²]
5.1	50	180	분해	본 발명에 따르지 않는 대조군
5.2	70	225	70	본 발명에 따름
5.3	95	280	110	본 발명에 따름

2. 결과

심지어 발열성 믹스들이 몰드 원료로서 사용될 때, 비정질 이산화 규소는 강도가 증가됨.

실례 6

몰딩 혼합물의 유동성의 개선

1. 몰딩 혼합물의 제조 및 테스트

테이블 11에 도시된 성분들이 실험용 블레이드 믹서(Vogel & Schemmann AG, Hagen, 독일)에서 혼합된다. 이를 위하여, 먼저 규사가 믹싱 베슬(mixing vessel) 내에 배치되며, 교반하는 동안 물유리가 첨가된다. 혼합물이 1분 동안 교반된 후, 비정질 이산화 규소가 첨가되며 교반은 연속된다. 혼합물은 추가 1분 동안 연속하여 교반된다. 실례 6.2 내지 6.4의 경우에, 그 뒤 그래파이트가 첨가되고 혼합물은 추가 1분 동안 최종적으로 교반된다.

몰딩 혼합물의 유동성은 도 1에 도시된 몰딩 공구(1)로 채워지는 양에 의해 결정된다. 몰딩 공구(1)는 서로 결합될 수 있는 2개의 반쪽으로 구성된다. 중공 공간(2)은 30 mm의 높이와 100 mm의 직경을 가진 횡단면을 가지는 3개의 챔버(2a, 2b, 2c)를 포함한다. 챔버(2a, 2b, 2c)는 15 mm의 직경을 가진 원형 개구부(3a, 3b)에 의해 연결된다. 원형 개구부들은 8mm의 두께를 가진 분할 벽(4a, 4b)에 형성된다. 개구부(3a, 3b)는 서로에 대한 최대 거리로 중심축(6)으로부터 37.5 mm정도 오프셋 설정된다. 유입부(5)는 몰딩 혼합물을 유입시키기 위하여 중앙축(6)을 따라 챔버(2a)로 안내된다. 유입부(5)는 15 mm 직경의 원형 횡단면을 가진다. 챔버(2c)는 9 mm 직경의 횡단면을 가진 벤트(vent, 9)가 제공되며, 슬릿 노즐이 제공된다. 몰딩 공구(1)는 충진을 위한 코어 슈팅 장치에 배치된다.

세부적으로 하기 절차를 따른다.

- 테이블 11에 지시된 성분들의 혼합함.

- H 1 콜드 박스 코어 슈팅 장치(Roperwek-Giebereimaschinen GmbH, Viersen, 독일)의 스톡 호퍼로 혼합물을 이송시킴.

- 압축된 공기(5 바)에 의해 가열되지 않은 몰딩 공구(1)로 혼합물을 유입시킴.

- 이산화탄소를 주입시킴으로써 혼합물을 경화시킴.

- 공구로부터 경화된 성형체를 제거하고 상기 성형체의 중량을 기록함.

성형체의 측정된 중량은 테이블 12에 따른다.

테이블 11

몰딩 혼합물의 조성

	규사 H 32	알칼리 금속 물유리 ^a)	비정질 이산화 규소 ^b)	그래파이트(graphite)
6.1	100 pbw	2.5 pbw	0.2 pbw	-	본 발명에 따르지 않는 대조군
6.2	100 pbw	2.5 pbw	0.2 pbw	0.2 pbw	본 발명에 따름
6.3	100 pbw	2.5 pbw	0.2 pbw	0.2 pbw	본 발명에 따름
6.4	100 pbw	2.5 pbw	0.2 pbw	1.0 pbw	본 발명에 따름

^a) 대략 2.3의 SiO₂:M₂O 비율을 가지는 알칼리 금속 물유리

^b) Elkem Microsilica 971

테이블 12

성형체의 중량

	중량[g]
6.1	512	본 발명에 따르지 않는 대조군
6.2	534	본 발명에 따름
6.3	564	본 발명에 따름
6.4	588	본 발명에 따름

2. 결과

그래파이트의 첨가로 인해 몰딩 혼합물의 유동성이 개선되며, 즉 공구는 보다 우수하게 충진된다.

실례 7

캐스팅 테스트

1. 몰딩 혼합물의 제조 및 테스트

캐스팅 테스트를 수행하기 위하여, 실례 1 내지 6에서 제조된 4개의 Georg-Fischer 테스트 바(8)들은 도 2에 도시된 테스트 몰드의 하부 부분(9)에서 서로 90°의 각도로 각각 결합된다. 테스트 몰드의 깔때기 형태의 상부 부분(10)은 연속하여 하부 부분(9)으로 접착성 결합이 수행된다. 테스트 몰드의 하부 부분(9)과 상부 부분(10)은 종래의 폴리우래탄 콜드 박스 공정(polyurethane cold box process)에 의해 제조된다. 그 뒤 테스트 몰드는 액체 알루미늄(740℃)가 채워진다. 금속이 냉각된 후, 외부 테스트 몰드는 제거되고, 테스트 캐스팅들은 4개의 테스트 표본에 대응하는 섹션에서 표면 품질(모래 접착력, 평활성)에 대해 평가된다. 이에 따라 등급 1(매우 우수) 내지 10(매우 저하)이 평가값에 따라 결정된다. 이러한 결과값 은 테이블 13에 도시된다.

테이블 13

몰딩 혼합물과 캐스팅 결과의 조성

	실례의 조성	표면 품질
7.1	1.1(테이블 1)	5	본 발명에 따르지 않는 대조군
7.2	1.4(테이블 1)	5	본 발명에 따름
7.3	4.1(테이블 7)	2	본 발명에 따름
7.4	4.2(테이블 7)	2	본 발명에 따름
7.5	4.4(테이블 7)	4	본 발명에 따름
7.6	4.5(테이블 7)	4	본 발명에 따름
7.7	4.6(테이블 7)	1	본 발명에 따름
7.8	4.7(테이블 7)	1	본 발명에 따름

2. 결과

테이블 11의 결과값들은 중공 알루미늄 실리케이트 미소구체, 세라믹 구체 또는 유리 비드와 같은 합성 몰드 원료를 이용함에 따라 캐스팅의 표면 품질이 상당히 개선되는 것을 보여준다.

실례 8

캐스팅 결과에 대한 유기첨가물의 효과

1. 몰딩 혼합물의 제조 및 테스트

실험된 몰딩 혼합물의 조성은 테이블 14에 도시된다.

캐스팅 테스트와 이의 평가는 실례 7과 유사한 방법으로 수행된다. 캐스팅 테스트의 결과값은 테이블 14에 도시된다.

테이블 14

몰딩 혼합물의 조성 및 캐스팅 결과

	규사 H 32	알칼리 금속 물유리^b)	비정질 이산화 규소^c)	유기첨가물	캐스팅 결과
8.1^a)	100 pbw	2.5 pbw	0.2 pbw	---	5
8.2	100 pbw	2.5 pbw	0.2 pbw	0.2 pbw^d ⁾	3
8.3	100 pbw	2.5 pbw	0.2 pbw	0.2 pbw^e ⁾	1
8.4	100 pbw	2.5 pbw	0.2 pbw	0.2 pbw^f ⁾	3
8.5	100 pbw	2.5 pbw	0.2 pbw	0.2 pbw^g ⁾	2
8.6	100 pbw	2.5 pbw	0.2 pbw	1.0 pbw^h ⁾	2
8.7	100 pbw	2.5 pbw	0.2 pbw	1.0 pbwⁱ ⁾	2
8.8	100 pbw	2.5 pbw	0.2 pbw	0.2 pbw^j ⁾	1
8.9	100 pbw	2.5 pbw	0.2 pbw	0.2 pbw^k ⁾	3
8.10	100 pbw	2.5 pbw	0.2 pbw	0.2 pbw^l ⁾	1
8.11	100 pbw	2.5 pbw	0.2 pbw	0.2 pbw^m ⁾	1

^a) 실험 1.4에 해당Corresponds to Experiment 1.4

^b) 대략 2.3의 SiO₂:M₂O 비율을 가지는 알칼리 금속 물유리

^c) Elkem Microsilica 971

^d) Novolak Bakelite 0235 DP (Bakelite AG)

^e) 폴리에틸렌 글리콜 PEG 6000 (BASF AG)

^f) 폴리올 PX (Perstorp AB)

^g) PE fibres Stewathix 500 (Schwarzwlder Textilwerke GmbH)

^h) 비닐아세테이트-에틸렌 코폴리머 Vinnex C 50 (Wacker Chemie GmbH)

ⁱ⁾ 폴리아미드 12 Vestosint 1111 (Degussa AG)

^j) 발삼 수지 WW (Bassermann & Co)

^k) 아연 글루코네이트 (Merck KGaA)

^l) 아연 올레산염(Zinc oleate)(Peter Greven Fettchemie GmbH & Co. KG)

^m) 알루미늄 스테아레이트(Peter Greven Fettchemie GmbH & Co. KG)

2. 결과

테이블 12는 유기 첨가물을 첨가시킴으로써 캐스팅의 표면이 개선되는 것을 보여준다.

Claims

- 내열성 몰드 원료 및

- 물유리에 기초한 바인더를 포함하는 금속가공용 캐스팅 몰드를 제조하기 위한 몰딩 혼합물에 있어서,

일정 비율의 미립자 합성 비정질 이산화규소가 몰딩 혼합물로 첨가되는 것을 특징으로 하는 몰딩 혼합물.
제 1 항에 있어서, 미립자 합성 비정질 이산화규소는 침전된 실리카와 발열성 실리카로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 몰딩 혼합물.
제 1 항에 있어서, 물유리는 1.6 내지 4.0의 SiO₂/M₂O 비율을 가지며, 여기서 M은 나트륨 이온 또는 칼륨 이온인 것을 특징으로 하는 몰딩 혼합물.
제 1 항에 있어서, 물유리는 30 내지 60 중량 %인 M₂O와 SiO₂의 고체 함유량을 가지는 것을 특징으로 하는 몰딩 혼합물.
제 1 항에 있어서, 바인더는 몰딩 혼합물에서 20 중량% 미만의 비율로 존재하는 것을 특징으로 하는 몰딩 혼합물.
제 1 항에 있어서, 미립자 합성 비정질 이산화규소는 바인더에 기초하여 2 내지 60 중량%의 비율로 존재하는 것을 특징으로 하는 몰딩 혼합물.
제 1 항에 있어서, 몰드 원료는 일정비율의 중공 미소구체를 함유하는 것을 특징으로 하는 몰딩 혼합물.
제 7 항에 있어서, 중공 미소구체는 중공 유리 미소구체 또는 중공 알루미늄 실리케이트 미소구체로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 구성요소인 것을 특징으로 하는 몰딩 혼합물.
제 1 항에 있어서, 몰드 원료는 유리 미립자(glass granule), 유리 비드 또는 구형 세라믹체로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 구성요소의 일정비율을 함유하는 것을 특징으로 하는 몰딩 혼합물.
제 1 항에 있어서, 몰드 원료는 뮬라이트, 크롬광석 사(chromium ore sand) 또는 감람석으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 구성요소의 일정비율을 함유하는 것을 특징으로 하는 몰딩 혼합물.
제 1 항에 있어서, 산화성 금속 및 옥시던트는 몰딩 혼합물로 첨가되는 것을 특징으로 하는 몰딩 혼합물.
제 1 항에 있어서, 몰딩 혼합물은 일정비율의 작은 판과 같은 윤활제(platelet-like lubricant)를 함유하는 것을 특징으로 하는 몰딩 혼합물.
제 12 항에 있어서, 작은 판과 같은 윤활제는 그래파이트와 황화몰리브덴으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 몰딩 혼합물.
제 1 항에 있어서, 몰딩 혼합물은 상온에서 고체인 일정 비율의 하나 이상의 유기 첨가물을 함유하는 것을 특징으로 하는 몰딩 혼합물.
제 1 항에 있어서, 몰딩 혼합물은 하나 이상의 실란을 함유하는 것을 특징으로 하는 몰딩 혼합물.
금속가공용 캐스팅 몰드를 제조하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은

-제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따르는 몰딩 혼합물을 제조하는 단계,

-몰딩 혼합물을 몰딩하는 단계 및

-경화된 캐스팅 몰드를 형성하기 위하여 몰딩 혼합물을 가열시킴으로써 몰딩 혼합물을 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 16 항에 있어서, 몰딩 혼합물은 100℃ 내지 300℃의 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 17 항에 있어서, 가열된 공기가 경화를 위해 몰딩 혼합물로 불어넣어 지는 것을 특징으로 하는 방법.
제 17 항에 있어서, 몰딩 혼합물의 가열은 마이크로웨이브에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 16 항에 있어서, 캐스팅 몰드는 공급장치(feeder)인 것을 특징으로 하는 방법.
제 16 항에 따른 방법에 의해 형성된 캐스팅 몰드.
제 16 항에 따른 방법에 의해 얻어진 캐스팅 몰드를 금속캐스팅에 이용하는 것을 특징으로 하는 캐스팅 몰드 사용 방법.