WO2007136032A1 - 鋳造用塩中子 - Google Patents

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WO2007136032A1
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salt core
ion
ions
carbonate
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Inventor
Jun Yaokawa
Koichi Anzai
Youji Yamada
Original Assignee
National University Corporation Tohoku University
Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/105—Salt cores

Definitions

  • the present invention relates to a salt core for fabrication having water solubility.
  • forging aluminum die casting is a technique for producing a structure having a desired shape by injecting a molten aluminum alloy into a mold at high speed and high pressure, as is well known.
  • a core is used when forming a forged product having a hollow structure such as a water cooling water jacket such as a cylinder block of an internal combustion engine.
  • the core used in such a case is strong enough to withstand high and high temperatures because the molten metal injected at high speed from the gate is subjected to a large impact and the forging pressure is large until solidification is completed. Is required.
  • the core is removed from the forged product after forging.
  • Salt cores as described above are composed of sodium carbonate (Na 2 CO 3), potassium chloride (KC1), and salts.
  • a mixed salt made of sodium hydride (NaCl) or the like is used, and these are melted and molded to obtain high compressive strength and improve workability and stability in forging. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has a water-soluble forging salt made of a salt forging formed by melting a salt such as sodium or strength sodium. The purpose is to allow the core to be manufactured more easily with sufficient strength.
  • the salt core for forging according to the present invention is formed by a molten salt containing at least one of sodium ions and potassium ions, bromine ions and carbonate ions.
  • the molten salt may be composed of sodium ion, bromine ion and carbonate ion.
  • the molten salt may have a molar component ratio of carbonate ions in all anions of 30 mol%.
  • the molten salt should have a molar component ratio of carbonate ions in all anions of 50 to 80 mol%.
  • the molten salt may be composed of potassium ion, bromine ion and carbonate ion, and the molar component ratio of carbonate ion in the total anion may be 30, 50 to 90 mol%.
  • the molten salt is composed of sodium ions, potassium ions, bromine ions, and carbonate ions, and the melting temperature ranges from over 600 ° C to 680 ° C, and the molar amount of potassium ions in all cations.
  • the component ratio may be 50 to 90 mol%, and the molar component ratio of carbonate ions in all anions may be 40 to 80 mol%.
  • the granular crystal may be composed of at least one of sodium ion and potassium ion and carbonate ion.
  • the molten salt containing at least one of sodium ion and potassium ion, bromide and carbonate ion is formed, a salt formed by melting a salt such as sodium or potassium is formed.
  • a water-soluble salt core made of a forged product can be produced more easily with sufficient strength.
  • FIG. 1 is a perspective view of a cylinder block when forged using a forged salt core according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing the bending strength of a bending test specimen.
  • FIG. 3 is a graph showing the bending strength of the bending test specimen.
  • FIG. 4 is a characteristic diagram (state diagram) showing the bending strength of a bending specimen in addition to the relationship between the cation ratio of potassium ions and the anion ratio of carbonate ions and the liquidus temperature. is there.
  • FIG. 5 is an SEM photograph of the solidification structure of the salt core.
  • Fig. 6 is an SEM photograph of the solidified tissue of the salt core.
  • FIG. 7 is an SEM photograph of the solidified tissue of the salt core.
  • FIG. 8 is a SEM photograph of the solidified structure of the salt core.
  • FIG. 9A is a configuration diagram showing the state of a test piece used for bending strength measurement.
  • FIG. 9B is a partial cross-sectional view showing the state of a test piece used for bending strength measurement.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining bending strength measurement.
  • FIG. 1 is a perspective view of a cylinder block when forged using a salt core for forging according to the present invention, and is a partially broken view.
  • reference numeral 1 denotes an engine cylinder block made of an aluminum alloy, which is forged using a salt core 2 as a forged salt core according to the present invention.
  • the cylinder block 1 is a part of a water-cooled four-cycle four-cylinder engine for a motorcycle, and is formed into a predetermined shape by a die casting method.
  • a cylinder body 4 having four cylinder bores 3 and cylinder bores 3 and an upper crankcase 5 extending downward from the lower end of the cylinder body 4 are formed in a body.
  • the upper crankcase 5 has a lower crankcase (not shown) attached to a lower end portion thereof, and a crankshaft (not shown) is rotatably supported through a bearing together with the lower crankcase.
  • the cylinder body 4 is a so-called closed deck type, and a water jacket 6 is formed inside using a salt core 2.
  • Water jacket 6 is a cooling water passage type It consists of the formation section 7, cooling water inlet 8, main cooling water passage 9, and communication passage 10.
  • the cooling water passage forming portion 7 projects from one side of the cylinder body 4 and extends in the direction in which the cylinder bores 3 are arranged.
  • the cooling water inlet 8 is formed in the cooling water passage forming portion 7.
  • the main cooling water passage 9 communicates with a cooling water distribution passage (not shown) formed inside the cooling water passage forming portion 7 and is formed so as to cover all the cylinder bores 3.
  • the communication passage 10 extends upward from the main cooling water passage 9 in FIG. 1 and opens to the mating surface 4a of the upper end of the cylinder body 4 with the cylinder head shown in FIG.
  • the water jacket 6 described above supplies the cooling water flowing from the cooling water inlet 8 to the main cooling water passage 9 around the cylinder bore through the cooling water distribution passage, and this cooling water is further supplied from the main cooling water passage 9. It is configured to lead to a cooling water passage in a cylinder head (not shown) through the communication passage 10.
  • the cylinder body 4 has the same structure as that of the cylinder body 4 except that the communication path 10 of the water jacket 6 opens at the mating surface 4a at the upper end to which the cylinder head is connected. It will be covered with the ceiling wall (the wall that forms the mating surface 4a), and it will be a closed deck type configuration.
  • the salt core 2 for forming the water jacket 6 is formed in a shape in which the respective parts of the water jacket 6 are integrally connected.
  • the cylinder body 4 is drawn in a partially broken state so that the shape of the salt core 2 (the shape of the water jacket 6) can be easily understood.
  • the salt core 2 is formed by using a salt of at least one of sodium and potassium and bromine and a salt of carbonic acid, and a molten salt obtained by melting these mixed salts.
  • the water jacket 6 is formed by a die casting method.
  • the components of the salt core 2 will be described in detail below.
  • the salt core 2 can be formed by other forging methods such as a gravity casting method.
  • a molten metal is made by heating and melting a mixture of a plurality of salt cakes described later.
  • this molten metal is injected into a salt core mold under high pressure to solidify it, and then taken out of the mold after solidification.
  • the salt core 2 includes a passage forming portion 2a that forms a cooling water inlet 8 and a cooling water distribution passage, and an annular portion 2b that surrounds the four cylinder bores 3. Annular part 2b The plurality of convex portions 2c projecting upward from each other are integrally formed. The communication passage 10 of the water jacket 6 is formed by these convex portions 2c.
  • the salt core 2 is supported at a predetermined position in a mold (not shown) by a skirting board (not shown) at the time of forging. Dissolve and remove.
  • the salt core 2 In order to remove the salt core 2 after fabrication, it can be performed, for example, by immersing the cylinder block 1 in a dissolution tank (not shown) in which a powerful solution such as hydrochloric acid and warm water is stored. .
  • a powerful solution such as hydrochloric acid and warm water is stored.
  • the passage forming portion 2a in the salt core 2 and the convex portion 2c exposed on the mating surface 4a come into contact with the solution and dissolve. This dissolved part gradually expands and finally all the parts are dissolved.
  • hot water or steam may be sprayed from the hole with pressure in order to promote dissolution of the salt core 2 remaining in the water jacket 6.
  • a baseboard can be inserted in place of the convex portion 2c at the portion where the convex portion 2c is formed.
  • the salt core 2 in this embodiment is configured to include at least one of potassium and sodium as cations and at least bromine as anions.
  • the salt core 2 is formed by a molten salt composed of at least one of sodium ions and potassium ions and bromine ions.
  • the salt core 2 is composed of carbonic acid as an anion.
  • the salt core 2 is obtained by melting a mixed salt of sodium bromide and sodium carbonate into a molten metal (molten salt) and forging the molten metal. Further, the salt core 2 is obtained by dissolving a mixed salt of potassium bromide and potassium carbonate to form a molten metal, and forging the molten metal using the molten metal. The salt core 2 dissolves a mixed salt of potassium bromide and sodium carbonate to make a molten metal. Forged using molten metal. Further, the salt core 2 is obtained by dissolving a mixed salt of sodium bromide and potassium carbonate to make a molten metal, and forging the molten metal using this molten metal.
  • the salt core 2 is prepared by dissolving a mixed salt obtained by mixing at least three of potassium bromide, sodium bromide, sodium carbonate, and potassium carbonate to prepare a molten metal.
  • the salt core 2 is obtained by dissolving a mixed salt obtained by mixing at least four of potassium bromide, sodium bromide, sodium carbonate, and potassium carbonate into a molten metal, and forging it using the molten metal. is there.
  • Other ions may be contained in addition to bromine and carbonate ions as ON.
  • anions in addition to bromine ions and carbonate ions, other anions such as sulfate ions, nitrate ions, and chloride ions may be included.
  • the salt core 2 may be produced by a method or the like.
  • a molten metal is prepared by heating and melting the mixture (mixed salt) having a plurality of salt strengths as described above.
  • the temperature of the molten metal is lowered to a semi-solidified (solid-liquid coexistence) state, and the molten metal in a semi-solid state is injected into a salt core mold by high pressure to solidify, and after solidification, it is taken out from the mold.
  • the salt core 2 may be prepared as required.
  • the salt core 2 is composed of a chloride salt without using bromide. Compared to this, a shrinkage nest with a smaller coagulation shrinkage rate is generated.
  • bromide has a lower latent heat of fusion than salt and salt, so that the salt core 2 containing bromine can reduce dissolution energy compared to the case where bromide is not included.
  • bromide has a higher solubility in water than salt, so that salt core 2 containing bromine is more soluble in an equivalent amount of water than it does. It becomes possible to remove more rapidly.
  • the salt core 2 for forging having water solubility made of a salt forged product formed by melting a salt such as sodium or potassium can be more easily obtained. Can be manufactured.
  • the bending strength (measurement) of the salt core produced by dissolving a mixed salt of sodium bromide and sodium carbonate when the anion ratio of the fluoric ion to the carbonate ion was varied was measured. Table 1 and Table 2 and Fig. 2 show changes in the value. This is the case when the molten salt for forming the salt core is composed of sodium ions, bromine ions, and carbonate ions.
  • Table 1 shows the measurement results of the bending strength (maximum bending load) of the prepared specimen
  • Table 2 shows the measurement results (maximum bending strength) of the bending strength of the prepared specimen.
  • Tables 1 and 2 are the same except that the measurement results are represented differently.
  • the concentration of each ion was measured by an analysis method established in the general rules for ion chromatograph analysis of JIS standard K0127. As shown in Table 1, Table 2 and Fig. 2, the concentration of carbonate ion in all anions YCO 2 is 30 ⁇ 80mol% Salt core strength Fracture strength 13. High resistance exceeding 9MPa
  • the bending strength (measurement) of the salt core produced by dissolving a mixed salt of potassium bromide and potassium carbonate when the anion ratio of bromide to carbonate ion was varied.
  • Table 3 and Table 4 and Fig. 3 show changes in the value. This is the case when the molten salt strength rhodium ion, bromine ion, and carbonate ion force are also formed to form the salt core.
  • Table 3 shows the measurement results of the bending strength (maximum bending load) of the prepared specimen
  • Table 4 shows the measurement results (maximum bending strength) of the bending strength of the prepared specimen. Yes.
  • Tables 3 and 4 are the same except that the measurement results are represented differently.
  • the concentration of each ion was measured by an analysis method established in the general rules for ion chromatograph analysis of JIS standard K0127. As shown in Table 3, Table 4 and Figure 3, the concentration of carbonate ions in all anions YCO 2
  • the concentration of each ion was measured by an analysis method established in the general rules for ion chromatograph analysis of JIS standard K0127.
  • Figure 4 shows the cation ratio of potassium ions and the anion ratio of carbonate ions, and the melting temperature (liquidus Temperature) (phase diagram of Na-K-Br-CO system). This is shown in Tables 2 and 4 above.
  • Figure 4 shows the liquidus temperature of NaBr in the case of K + 0 mol% and CO 2 — Omol%.
  • the melting temperature exceeds 600 ° C and 680 ° C.
  • the potassium ion concentration XK— (molar component ratio) in the total cation is 50 to 90 mol%
  • the carbonate ion concentration YCO 2 ′′ (molar component ratio) in the total anion is 40 to 80 mol.
  • the melting temperature of the molten salt is preferably about 680 ° C. at the highest.
  • Fig. 5 shows the SEM of the solidified structure of a salt core prepared from a molten salt with a potassium ion concentration of 50 mol% in total cations and a carbonate ion concentration in total anions of 70 mol%. It is a photograph.
  • the salt core made from the molten salt having this composition has a very high strength of 20MPa or more.
  • this salt core as shown in FIG. 5, a state in which a plurality of granular crystals are uniformly dispersed in the matrix is observed.
  • the concentration of potassium ions in all cations is 32 mol%, and the concentration of carbonate ions in all anions is 100 mol%. Met.
  • Fig. 6 shows the solidification of a salt core prepared from a molten salt in which the concentration of potassium ions in all cations is 60 mol% and the concentration of carbonate ions in all anions is 70 mol%. It is an SEM photograph of the organization. As shown in FIG. 4, a salt core made from a molten salt having this composition has a high strength of 15 to 20 MPa. In this salt core, as shown in FIG. 6, a state in which a plurality of granular crystals are uniformly dispersed in the parent phase is observed.
  • the concentration of potassium ion in the total cation is 42 mol%
  • the carbonic acid concentration in the total anion is The concentration of ON was 100 mol%.
  • Fig. 7 shows the solidification of a salt core prepared from a molten salt in which the concentration of potassium ions in all cations is 40 mol% and the concentration of carbonate ions in all anions is 70 mol%. It is an SEM photograph of the organization. As shown in FIG. 4, the salt core produced from the molten salt having this composition has a bending strength of 0 to: LOMPa, which does not have a very high strength. In this salt core, as shown in Fig. 7, relatively large toothpick crystals are observed in the matrix. The composition of the portion of the toothpick crystal observed in this way is analyzed by an energy dispersive X-ray analyzer. The concentration of was 100 mol%.
  • a higher strength salt core may be used as long as a plurality of granular crystals are dispersed in the matrix.
  • the granular crystals and dendritic crystals observed by the SEM described above are crystals that are first formed during the cooling process of the molten salt (primary crystals), and are portions having a relatively high melting temperature. After this primary crystal is formed, the portion containing the eutectic with a relatively low melting point solidifies and forms as a parent phase around the primary crystal. If the primary crystals formed in the matrix of the eutectic in this way become finer granular crystals than the large toothpick crystals, it is considered that high strength can be obtained in the obtained salt core. It is done.
  • NaBr is a fragile substance that undergoes cleavage fracture, and as described above, it has a low bending strength of less than lOMPa.
  • carbonate is added to make a mixed salt, it is composed of solidified compositional strength NaBr and NaCO, which is higher.
  • the bending strength can be obtained. Further, as described above, it is not only simple to add carbonate in this way, but a relatively high melting point is contained in the matrix having a relatively low melting point. By selecting a composition in which a crystal structure with a soot composition is formed, a higher and stronger salt core can be obtained. It is thought that the growth of cracks is hindered by the presence of primary crystals in the matrix, and as a result, high strength can be obtained.
  • the primary crystal is a large dendritic crystal, cracks are likely to progress, but on the other hand, if the primary crystal is in the form of a smaller granular crystal, it is higher as described above. Strength can be obtained.
  • FIGS. 9A and 9B A rod-shaped test piece 901 as shown in FIGS. 9A and 9B is formed using a predetermined mold.
  • the mold used is made of chrome molybdenum steel such as SCM440H.
  • FIG. 9A also shows a portion 902 of the hot water used to fill the mold with the molten metal, the portion 902 is cut out for measuring the bending strength.
  • 9A shows a side view
  • FIG. 9B shows a cross-sectional view at the position bb in FIG. 9A.
  • the dimensions shown in the figure are design values for the mold.
  • the bending strength of the rod-shaped test piece 901 produced as described above is first measured with a space of 50 mm open at the center of the test piece 901.
  • the test piece 901 is supported by the two support parts 1001.
  • a load is applied to the test piece 901 by two load portions 1002 having an interval of 10 mm at an intermediate position between the two support portions 1001.
  • the load held on test piece 901 was gradually increased, and the maximum load required to break test piece 901 was determined as the bending load shown in Tables 1 and 3.
  • H is the load direction in the cross section of the test piece.
  • the present invention is suitably used as a core in the fabrication of aluminum die castings and the like.

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Abstract

　塩中子（２）は、ナトリウム及びカリウムの少なくとも１つと臭素との塩と、炭酸との塩とを使用し、例えば、ダイカスト鋳造法によってウォータージャケット（６）の形状となるように形成されている。塩中子（２）は、陽イオンとしてのカリウムおよびナトリウムの少なくとも１つと、陰イオンとしての臭素および炭酸とを含んで構成されたものである。例えば、塩中子（２）は、臭化ナトリウムと炭酸ナトリウムとの混合塩を溶融して溶湯とし、この溶湯を用いて鋳造したものである。

Description

铸造用塩中子
技術分野
[0001] 本発明は、水溶性を有する铸造用塩中子に関するものである。
背景技術
[0002] 例えば、アルミニウムダイカスト等の铸造は、よく知られているように、アルミニウム合 金の溶湯を金型内に高速'高圧で射出し、所望とする形状の構造体を铸造する技術 である。このような铸造において、例えば内燃機関のシリンダブロックのような水冷用 のウォータージャケットなど中空構造を有する铸造物を成形する場合、中子が用いら れる。このようなときに用いられる中子は、ゲートから高速で射出される金属溶湯が衝 突して大きな衝撃を受けやすぐまた、凝固完了まで铸造圧力も大きいために、高圧 および高温に耐えられる強度が要求される。また、中子は、铸造後、铸造物から除去 することになるが、複雑な内部構造を有する铸造物などの場合に、一般的なフエノー ルレジンで固めた砂中子を使用した場合、除去することが容易ではない。これに対し 、高温の水などにより溶解することで除去が可能な水溶性の塩中子がある（文献 1： 特開昭 48— 039696号公報，文献 2 :特開昭 50— 136225号公報，文献 3 :特開昭 52— 010803号公報）。
[0003] 上述のような塩中子は、炭酸ナトリウム（Na CO ) ,塩化カリウム (KC1) ,および塩
2 3
化ナトリウム (NaCl)などよりなる混合塩を用い、これらを溶融させて成形し、高い耐 圧強度を得るとともに、铸造における作業性や安定性を向上させるようにしている。 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] し力しながら、塩を溶融して铸造して塩中子を形成する場合、凝固の過程で起きる 凝固収縮などの体積の変化により塩中子にひけ巣やミクロポロシティや微細な熱亀 裂などが発生し、精確に型どおりに成形することが容易ではな力つた。このように、従 来の技術では、溶融塩を用いた铸造では、塩中子が容易に製造できないという問題 がめつた。 [0005] 本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、ナトリウム，力 リウムなどの塩を溶融させて成形する塩の铸造物よりなる水溶性を有する铸造用塩 中子が、十分な強度を備えた状態でより容易に製造できるようにすることを目的とす る。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明に係る铸造用塩中子は、ナトリウムイオンおよびカリウムイオンの少なくとも 1 つと、臭素イオンと炭酸イオンとを含む溶融塩によって形成したものである。例えば、 溶融塩は、ナトリウムイオンと臭素イオンと炭酸イオンとから構成したものであるればよ い。この場合、溶融塩は、全陰イオン中の炭酸イオンのモル成分比を 30mol%とす ればよい。また、溶融塩は、全陰イオン中の炭酸イオンのモル成分比を 50〜80mol %とすると良い。
[0007] また、溶融塩は、カリウムイオンと臭素イオンと炭酸イオンとから構成し、全陰イオン 中の炭酸イオンのモル成分比を 30, 50〜90mol%としたものであっても良い。また、 溶融塩は、ナトリウムイオンとカリウムイオンと臭素イオンと炭酸イオンとから構成し、溶 融温度を 600°Cを超えて 680°Cまでの範囲とし、全陽イオン中のカリウムイオンのモ ル成分比を 50〜90mol%とし、全陰イオン中の炭酸イオンのモル成分比を 40〜80 mol%としたものであっても良い。
[0008] また、母相の中に複数の粒状晶が分散した状態に形成されて!、ると良 、。この粒状 晶は、ナトリウムイオン及びカリウムイオンの少なくとも 1つと炭酸イオンとから構成され たものであればよい。
発明の効果
[0009] 本発明によれば、ナトリウムイオンおよびカリウムイオンの少なくとも 1つと、臭素ィォ ンと炭酸イオンとを含む溶融塩によって形成したので、ナトリウム，カリウムなどの塩を 溶融させて成形する塩の铸造物よりなる水溶性を有する铸造用塩中子が、十分な強 度を備えた状態でより容易に製造できるようになる。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]図 1は、本発明の実施例に係る铸造用塩中子を使用して铸造した場合のシリン ダブロックの斜視図である。 [図 2]図 2は、抗折試験片の抗折強度を示すグラフである。
[図 3]図 3は、抗折試験片の抗折強度を示すグラフである。
[図 4]図 4は、カリウムイオンの陽イオン比および炭酸イオンの陰イオン比と液相線温 度との関係に加え、抗折試験片の抗折強度を示す特性図 (状態図)である。
[図 5]図 5は、塩中子の凝固組織の SEM写真である。
[図 6]図 6は、塩中子の凝固組織の SEM写真である。
[図 7]図 7は、塩中子の凝固組織の SEM写真である。
[図 8]図 8は、塩中子の凝固組織の SEM写真である。
[図 9A]図 9Aは、抗折強度測定に用いる試験片の状態を示す構成図である。
[図 9B]図 9Bは、抗折強度測定に用いる試験片の状態を示す部分的な断面図である
[図 10]図 10は、抗折強度測定を説明するための説明図である。
発明を実施するための最良の形態
[0011] 以下、本発明の実施例について図を参照して説明する。はじめに、本発明の実施 例に係る铸造用塩中子の使用形態について図 1を用いて説明する。図 1は、本発明 に係る铸造用塩中子を使用して铸造した場合のシリンダブロックの斜視図で、同図は 一部を破断した状態で描いてある。図 1において、符号 1で示すものは、本発明に係 る铸造用塩中子としての塩中子 2を使用して铸造されたアルミニウム合金よりなるェン ジン用シリンダブロックである。このシリンダブロック 1は、自動二輪車用水冷式 4サイ クル 4気筒エンジンの一部であり、ダイカスト铸造法によって所定の形状に成形され ている。
[0012] 図 1に示すシリンダブロック 1は、四箇所のシリンダボア 3,シリンダボア 3を有するシ リンダボディ 4,およびシリンダボディ 4の下端から下方に延びる上部クランクケース 5 がー体に形成されている。上部クランクケース 5は、下端部に下部クランクケース（図 示せず）が取り付けられ、この下部クランクケースとともに軸受を介してクランク軸（図 示せず)を回転自在に軸支して 、る。
[0013] シリンダボディ 4は、いわゆるクローズドデッキ型のものであり、塩中子 2を用いてゥォ 一タージャケット 6が内部に形成されている。ウォータージャケット 6は、冷却水通路形 成部 7,冷却水入口 8,主冷却水通路 9,連通路 10を含んで構成されている。冷却水 通路形成部 7は、シリンダボディ 4の一側部に突設されシリンダボア 3の並設方向に 延在している。また、冷却水入口 8は、冷却水通路形成部 7に形成されている。主冷 却水通路 9は、冷却水通路形成部 7の内部に形成された冷却水分配通路（図示せず )に連通されるとともに全てのシリンダボア 3の周囲を覆うように形成されている。また、 連通路 10は、主冷却水通路 9から図 1において上側へ延びてシリンダボディ 4の上 端の図示して ヽな ヽシリンダヘッドとの合わせ面 4aに開口して!/、る。
[0014] 上述したウォータージャケット 6は、冷却水入口 8から流入した冷却水を冷却水分配 通路によってシリンダボアの周囲の主冷却水通路 9に供給し、さらに、この冷却水を 主冷却水通路 9から連通路 10を通してシリンダヘッド（図示せず）内の冷却水通路に 導くように構成されている。このようにウォータージャケット 6が形成されることにより、こ のシリンダボディ 4は、シリンダヘッドが接続される上端の合わせ面 4aにウォータージ ャケット 6の連通路 10が開口する他は、シリンダボディ 4の天井壁 (合わせ面 4aを形 成する壁)で覆われることになりクローズドデッキ型の構成となる。
[0015] ウォータージャケット 6を形成するための塩中子 2は、ウォータージャケット 6の各部 を一体に接続した形状に形成されている。図 1においては、塩中子 2の形状 (ウォー タージャケット 6の形状)を理解し易 、ように、シリンダボディ 4の一部を破断した状態 で描いてある。
[0016] この実施例に係る塩中子 2は、ナトリウム及びカリウムの少なくとも 1つと臭素との塩 と、炭酸との塩とを使用し、これらの混合塩を溶融した溶融塩によって形成したもので あり、例えば、ダイカスト铸造法によってウォータージャケット 6の形状となるように形成 されている。塩中子 2の構成成分については以下に詳述する。なお、塩中子 2は、ダ イカスト铸造法の他に、例えばグラビティ铸造法など、他の铸造法によっても形成す ることができる。ダイカスト铸造法による塩中子 2の形成では、先ず、後述する複数の 塩カゝらなる混合物を加熱して溶融させ溶湯を造る。次に、この溶湯を塩中子用の金 型に高圧注入して凝固させ、凝固後に金型から取り出すことによって行う。
[0017] 塩中子 2は、図 1に示すように、冷却水入口 8と冷却水分配通路とを形成する通路 形成部 2aと、四箇所のシリンダボア 3の周囲を囲む形状の環状部 2bと、環状部 2bか ら上方へ突出する複数の凸部 2cとが全て一体に形成されている。これらの凸部 2cに よってウォータージャケット 6の連通路 10が形成される。塩中子 2は、従来からよく知ら れているように、铸造時には幅木（図示せず）によって金型（図示せず）内の所定の位 置に支持されており、铸造後に温水または蒸気によって溶解させて除去する。
[0018] 塩中子 2を铸造後に除去するためには、例えば、塩酸と温水など力 なる溶解液が 貯留された溶解槽（図示せず）にシリンダブロック 1を浸漬させることによって行うこと ができる。シリンダブロック 1を溶解液中に浸漬させることにより、塩中子 2における通 路形成部 2aと、合わせ面 4aに露出する凸部 2cとが溶解液に接触して溶解する。この 溶解部分は、徐々に拡がり、最終的に全ての部位が溶解する。このような中子の除 去工程では、ウォータージャケット 6内に残存した塩中子 2の溶解を促進するために、 穴から圧力をもって温水または蒸気を吹き付けるようにしてもよい。塩中子 2は、凸部 2cが形成される部位に凸部 2cの代わりに幅木を挿入することもできる。
[0019] また、塩中子 2を铸造物であるシリンダブロック 1から除去する工程で、塩酸を用い れば、炭酸ガスが発泡するため、この発泡による撹拌作用が得られ、溶解の促進が 効果的に行える。また、塩中子 2は、炭酸カリウムや炭酸ナトリウムを含むため、これ が水に溶解するとアルカリ性を呈することになる。このようにアルカリ性の状態では、 アルミニウムの铸造物であるシリンダブロック 1が腐食するなどの問題がある。この問 題に対しても、塩酸を添加して pHを 7近くに管理することでシリンダブロックの腐食を 防止できる。
[0020] 次に、塩中子 2について説明する。本実施例における塩中子 2は、陽イオンとして のカリウムおよびナトリウムの少なくとも 1つと、陰イオンとしての臭素を少なくとも含ん で構成されたものである。言い換えると、塩中子 2は、ナトリウムイオン及びカリウムィ オンの少なくとも 1つと、臭素イオンとからなる溶融塩によって形成したものである。な お、塩中子 2は、陰イオンとして炭酸も含んで構成されている。
[0021] 例えば、塩中子 2は、臭化ナトリウムと炭酸ナトリウムとの混合塩を溶融して溶湯 (溶 融塩）とし、この溶湯を用いて铸造したものである。また、塩中子 2は、臭化カリウムと 炭酸カリウムとの混合塩を溶解して溶湯とし、この溶湯を用いて铸造したものである。 また、塩中子 2は、臭化カリウムと炭酸ナトリウムとの混合塩を溶解して溶湯とし、この 溶湯を用いて铸造したものである。また、塩中子 2は、臭化ナトリウムと炭酸カリウムと の混合塩を溶解して溶湯とし、この溶湯を用いて铸造したものである。また、塩中子 2 は、臭化カリウム，臭化ナトリウム，炭酸ナトリウム，及び炭酸カリウムの少なくとも 3つ を混合した混合塩を溶解して溶湯とし、この溶湯を用いて铸造したものである。また、 塩中子 2は、少なくとも、臭化カリウム，臭化ナトリウム，炭酸ナトリウム，及び炭酸カリ ゥムの 4つを混合した混合塩を溶解して溶湯とし、この溶湯を用いて铸造したもので ある。 オンとしての臭素と炭酸イオンのほかに、他のイオンが含まれていてもよい。例えば、 陰イオンとして、臭素イオンと炭酸イオンに加えて、硫酸イオン，硝酸イオン，及び塩 素イオンなど他の陰イオンが含まれて 、てもよ 、。
[0023] なお、前述では、混合塩を溶解した溶湯を用いて铸造を行うようにしたが、これに限 るものではなぐ例えば半凝固などの固液共存の溶湯を用いて铸造を行うダイカスト 铸造法などによって塩中子 2を製造するようにしてもよい。例えば、上述した複数の塩 力もなる混合物（混合塩)を加熱して溶融させ溶湯を造る。次に、この溶湯の温度を 低下させて半凝固（固液共存)の状態とし、半凝固の状態の溶湯を塩中子用の金型 に高圧注入して凝固させ、凝固後に金型から取り出すことによって塩中子 2を作製し てもよい。
[0024] 上述した本実施例に係る塩中子 2 (铸造用塩中子）によれば、臭化物を用いている ので、臭化物を用いずに塩化物の塩から構成されて 、る塩中子に比較して凝固収 縮率が小さぐひけ巣などが生じに《なっている。また、臭化物は塩ィ匕物に比較して 溶融潜熱が小さいので、臭素を含むようにした塩中子 2は、含まない場合に比較して 溶解エネルギーが削減できるようになる。また、臭化物は塩ィ匕物に比較して水への溶 解度が大きいので、臭素を含むようにした塩中子 2は、含まない場合に比較して当量 の水により多く溶解するようになり、より迅速に除去することが可能となる。このように、 本実施例に係る塩中子 2によれば、ナトリウム，カリウムなどの塩を溶融させて成形す る塩の铸造物よりなる水溶性を有する铸造用塩中子が、より容易に製造できるように なる。 [0025] 次に、臭化ナトリウムと炭酸ナトリウムとの混合塩を溶解して製造した塩中子の、臭 素イオンと炭酸イオンとの陰イオン比を可変させたときの、抗折強度 (測定値)の変化 について、表 1，表 2及び図 2に示す。これは、塩中子を形成するための溶融塩が、 ナトリウムイオン，臭素イオン，及び炭酸イオン力 構成されている場合である。表 1で は、作製した試験片の抗折強度の測定結果 (最大抗折荷重)を示し、表 2では、作製 した試験片の抗折強度の測定結果 (最大抗折強度)を示している。表 1および表 2は 、測定結果の表し方を変えているだけで、他は同一である。なお、各イオンの濃度は 、JIS規格 K0127のイオンクロマトグラフ分析通則に制定された分析方法により測定 したものである。表 1,表 2及び図 2に示すように、全陰イオン中の炭酸イオンの濃度 YCO 2を 30〜80mol%としている塩中子力 抗折強度 13. 9MPaを超える高い抗
3
折強度が得られている。特に、 YCO 2を 50〜80mol%としている塩中子は、より高
3
ぃ抗折強度が得られている。
[0026] [表 1] 表 1
科 陽イ オン比 陰イ オン比 液相線 成形 抗折荷重
mo l % mo l % 温度 温度 N
°c °C
X N a + YBr - YC03 1 回目 2回目
2 -
1 1 0 0 100 0 7 4 7 7 5 7 3 9 3 3 7 7
2 1 0 0 9 0 1 0 7 1 0 7 2 0 2 0 7 8 1 5 9 0
3 1 0 0 8 0 2 0 6 8 0 6 9 0 2 4 1 3 1 0 2 8
4 1 0 0 7 0 3 0 6 5 0 6 6 0 2 6 5 2 2 2 6 6
5 1 0 0 6 0 4 0 6 4 8 6 5 8 2 1 3 9 1 6 6 4
6 1 0 0 5 0 5 0 7 0 5 7 1 5 3 7 5 0 3 2 2 4
7 1 0 0 4 0 6 0 7 3 5 7 4 5 4 1 1 5 3 0 7 8
8 1 0 0 3 0 7 0 7 7 2 7 8 2 3 2 3 9 2 9 3 8
9 1 0 0 2 0 8 0 8 0 7 8 1 7 3 0 5 3 2 6 7 2
1 0 1 0 0 1 0 9 0 8 3 7 8 4 7 1 9 1 9 1 6 0 5 参考 1 0 0 0 100 8 5 6 8 6 6 3 4 7 2 1 9
[0027] [表 2] 表 2
試料 陽イ オン比 陰イ オン比 液相線 成形 抗折強度 番号 mo 1 % mo l % 温度 温度 M P a
°c 。C
X N a + YC03 1 回 目 2 回目
1 1 0 0 1 00 0 7 4 7 7 5 7 3 . 3 3 . 1
2 1 0 0 9 0 1 0 7 1 0 7 2 0 1 7 . 3 1 3 . 2
3 1 0 0 8 0 2 0 6 8 0 6 9 0 2 0 . 1 8 . 6
4 1 0 0 7 0 3 0 6 5 0 6 6 0 2 2 . 1 1 8 . 9
5 1 0 0 6 0 4 0 6 4 8 6 5 8 1 7 . 8 1 3 . 9
6 1 0 0 5 0 5 0 7 0 5 7 1 5 3 1 . 2 2 6 . 9
7 1 0 0 4 0 6 0 7 3 5 7 4 5 3 4 . 3 2 5 . 7
8 1 0 0 3 0 7 0 7 7 2 7 8 2 2 7 . 0 2 4 . 5
9 1 0 0 2 0 8 0 8 0 7 8 1 7 2 5 . 4 2 2 . 3
1 0 1 0 0 1 0 9 0 8 3 7 8 4 7 1 6 . 0 1 3 . 4 参考 1 0 0 0 1 00 8 5 6 8 6 6 2 . 9 1 . 8
[0028] 次に、臭化カリウムと炭酸カリウムとの混合塩を溶解して製造した塩中子の、臭素ィ オンと炭酸イオンとの陰イオン比を可変させたときの、抗折強度 (測定値)の変化につ いて、表 3,表 4及び図 3に示す。これは、塩中子を形成するための溶融塩力 力リウ ムイオン，臭素イオン，及び炭酸イオン力も構成されている場合である。表 3では、作 製した試験片の抗折強度の測定結果 (最大抗折荷重)を示し、表 4では、作製した試 験片の抗折強度の測定結果 (最大抗折強度)を示している。表 3および表 4は、測定 結果の表し方を変えているだけで、他は同一である。なお、各イオンの濃度は、 JIS 規格 K0127のイオンクロマトグラフ分析通則に制定された分析方法により測定したも のである。表 3,表 4及び図 3に示すように、全陰イオン中の炭酸イオンの濃度 YCO 2
3
—を 60〜80mol%としている塩中子力 抗折強度 16. OMPaを超える高い抗折強度 が得られている。
[0029] [表 3] 表 3
試料 陽イ オン比 陰イ オン比 液相線 成形 抗折荷重
mol% mol% 温度 温度 N
°c
X K + YBr - YC03 1 回目 2 回 目 2-
1 1 0 0 100 0 7 3 4 7 4 4 3 4 6 3 2 3
2 1 0 0 9 0 1 0 7 0 4 7 1 4 1 3 9 0 1 2 8 8
3 1 0 0 8 0 2 0 6 7 4 6 8 4 8 2 8 7 2 4
4 1 0 0 7 0 3 0 6 3 4 6 4 4 1 8 3 9 1 4 9 2
5 1 0 0 6 0 4 0 6 8 0 6 9 0 1 2 7 5 7 5 4
6 1 0 0 5 0 5 0 7 3 1 7 4 1 1 7 4 7 1 3 5 9
7 1 0 0 4 0 6 0 7 7 4 7 8 4 2 5 0 4 2 0 7 5
8 1 0 0 3 0 7 0 8 1 1 8 2 1 2 6 6 6 1 9 2 4
9 1 0 0 2 0 8 0 8 3 8 8 4 8 2 8 3 7 1 3 5 8
1 0 1 0 0 1 0 9 0 8 6 7 8 7 7 1 7 5 7 1 6 3 8 参考 1 0 0 0 100 9 0 1 9 1 1 4 5 1 3 9 4 [表 4] 表 4
試料 陽イ オン比 陰イ オン比 液相線 成形 抗折強度 番号 mol% mol% 温度 温度 M P a
V °c
X K + YG03 1 回目 2 回 目
1 1 0 0 100 0 7 3 4 7 4 4 2 . 9 2 . 7
2 1 0 0 9 0 1 0 7 0 4 7 1 4 1 1 . 6 1 0 . 7
3 1 0 0 8 0 2 0 6 7 4 6 8 4 6 . 9 6 . 0
4 1 0 0 7 0 3 0 6 3 4 6 4 4 1 5 . 3 1 2 . 4
5 1 0 0 6 0 4 0 6 8 0 6 9 0 1 0 . 6 6 . 3
6 1 0 0 5 0 5 0 7 3 1 7 4 1 1 4 . 6 1 1 . 3
7 1 0 0 4 0 6 0 7 7 4 7 8 4 2 0 . 9 1 7 . 3
8 1 0 0 3 0 7 0 8 1 1 8 2 1 2 2 . 2 1 6 . 0
9 1 0 0 2 0 8 0 8 3 8 8 4 8 2 3 . 6 1 1 . 3
1 0 1 0 0 1 0 9 0 8 6 7 8 7 7 1 4 . 6 1 3 . 6 参考 1 0 0 0 100 9 0 1 9 1 1 3 . 8 3 . 3 次に、臭化ナトリウム，臭化カリウム，炭酸カリウム，及び炭酸ナトリウムの混合塩を 溶解して製造した塩中子の、臭素イオンと炭酸イオンとの陰イオン比を可変させたと きの、抗折強度（測定値)の変化について、表 5,表 6,及び表 7に示す。これらは、塩 中子を形成するための溶融塩が、ナトリウムイオン，カリウムイオン，臭素イオン，及び 炭酸イオン力 構成されている場合である。以下の表 5,表 6，及び表 7,では、作製 した試験片の抗折強度の測定結果 (最大抗折強度)を示している。また、上述同様に
、各イオンの濃度は、 JIS規格 K0127のイオンクロマトグラフ分析通則に制定された 分析方法により測定したものである。
[表 5] 表 5
B ,料 陽イ オン比 陰イオン比 液相線 成形 抗折強度 番号 mo l % mo l% 温度 温度で MPa
XNa + χκ+ YB r Y C 032" 1 回目 2回目
1 5 0 5 0 8 0 2 0 6 3 5 6 4 5 0 77 2. 39
2 4 0 6 0 8 0 2 0 6 5 0 6 6 0 1 78 2. 28
3 3 0 7 0 8 0 2 0 6 6 5 6 7 5 5 1 3 8. 15
4 2 0 8 0 8 0 2 0 6 8 0 6 9 0 10 58 10. 77
5 1 0 9 0 8 0 2 0 6 7 5 6 8 5 14 18 12. 42
6 8 0 2 0 7 0 3 0 6 3 0 6 4 0 0 87 0. 48
7 6 0 4 0 7 0 3 0 6 3 5 6 4 5 3 83 1 . 07
8 5 0 5 0 7 0 3 0 6 3 0 6 4 0 6 46 6. 80
9 4 0 6 0 7 0 3 0 6 5 0 6 6 0 12 54 15. 93
1 0 3 0 7 0 7 0 3 0 6 6 0 6 7 0 13 93 14. 60
1 1 2 0 8 0 7 0 3 0 6 5 5 6 6 5 13 1 5 13. 34
1 2 1 0 9 0 7 0 3 0 6 6 0 6 7 0 13 75 12. 56
1 3 8 0 2 0 6 0 4 0 6 6 0 6 7 0 8 00 6. 95
1 4 7 0 3 0 6 0 4 0 6 6 0 6 7 0 8 28 8. 81
1 5 6 0 4 0 6 0 4 0 6 5 5 6 6 5 10 26 9. 71
1 6 5 0 5 0 6 0 4 0 7 08
1 7 4 0 6 0 6 0 4 0 6 3 5 6 4 5 10 01 9. 34
1 8 3 0 7 0 6 0 4 0 6 3 5 6 4 5 13 56 16. 54
1 9 2 0 8 0 6 0 4 0 6 2 5 6 3 5 12 64 1 1. 66
2 0 1 0 9 0 6 0 4 0 6 2 0 6 3 0 6 66 6. 89 [表 6]
表 6
試料 陽イオン比 陰イオン比 液相線 成形 抗折強度 番号 mo 1% mo . % 温度で 温度 °C M P a
XNa4 χ ÷ YB r" YCOs2- 1 回目 2回目
2 1 9 0 1 0 5 0 5 0 7 0 5 7 1 5 1 1 53 12. 09
2 2 8 0 2 0 5 0 5 0 7 0 0 7 1 0 10 43 9. 66
2 3 7 0 3 0 5 0 5 0 6 9 0 7 0 0 14 32 8. 10
2 4 6 0 4 0 5 0 5 0 6 5 5 6 6 5 13 32 13. 15
2 5 4 〇 6 0 5 0 5 0 6 1 5 6 2 5 14 25 12. 38
2 6 3 0 7 0 5 0 5 0 6 1 5 6 2 5 7 26 6. 86
2 7 2 0 8 0 5 0 5 0 6 1 0 6 2 0 15 31 17. 21
2 8 1 0 9 0 5 0 5 0 6 6 5 6 7 5 14 48 17. 86
2 9 9 0 1 0 4 0 6 0 7 3 0 7 4 0 1 1 32 13. 14
3 0 8 0 2 0 4 0 6 0 7 2 0 7 3 0 12 77 12. 87
3 1 7 0 3 0 4 0 6 0 7 0 0 7 1 0 7 83 10. 00
3 2 6 0 4 0 4 0 6 0 6 6 0 6 7 0 1 1 25 14. 08
3 3 5 0 5 0 4 0 6 0 6 3 0 6 4 0 1 1 97 9. 49
3 4 4 0 6 0 4 0 6 0 6 0 5 6 1 5 13 90 13. 90
3 5 3 0 7 0 4 0 6 0 6 2 0 6 3 0 17 73 15. 28
3 6 2 0 8 0 4 0 6 0 6 6 0 6 7 0 10 65 17. 58
3 7 1 0 9 0 4 0 6 0 7 1 5 7 2 5 16 10 16. 41 [表 7] 表 7
試料 陽ィオン比 陰イ オン比 液相線 成形 抗折強度 番号 mo l % mo 1 % 温度 °C 温度 °C MPa
XN a+ χκ+ YB r - YC0 1 回目 2回目
3 8 6 0 4 0 3 0 7 0 6 7 0 6 8 0 8. 96 10. 45
3 9 5 0 5 0 3 0 7 0 6 4 0 6 5 0 15. 84 27. 79
4 0 4 0 6 0 3 0 7 0 6 3 5 6 4 5 17. 3 1 14. 44
4 1 3 0 7 0 3 0 7 0 6 6 0 6 7 0 16. 95 15. 88
4 2 2 0 8 0 3 0 7 0 6 9 0 7 0 0 17. 57 15. 38
4 3 1 0 9 0 3 0 7 0 7 6 0 7 7 0 20. 46 17. 8 1
4 4 9 0 1 0 2 0 8 0 7 9 0 8 0 0 7. 04 8. 2
4 5 8 0 2 0 2 0 8 0 7 6 0 7 7 0 7. 06 7. 61
4 6 7 0 3 0 2 0 8 0 7 2 0 7 3 0 6. 7 6. 82
4 7 6 0 4 0 2 0 8 0 6 8 5 6 9 5 7. 43 6. 08
4 8 5 0 5 0 2 0 8 0 6 6 0 6 7 0 21. 3 23. 44
4 9 4 0 6 0 2 0 8 0 6 7 5 6 8 5 18. 06 16. 14
5 0 3 0 7 0 2 0 8 0 7 1 5 7 2 5 12. 09 13. 28
5 1 2 0 8 0 2 0 8 0 7 5 8 7 6 8 8. 6 9. 28 また、図 4に、カリウムイオンの陽イオン比および炭酸イオンの陰イオン比と、溶融温 度 (液相線温度）との関係 (Na-K-Br- CO系の状態図）を示す。これは、上記表 2， 4
3
, 5, 6, 7の結果に対応するものであり、最も大きな丸が平均抗折強度 20MPaを超 えたものを示し、次に大きな丸が平均抗折強度 15〜20MPaを示し、次に大きな丸 が平均抗折強度 10〜15MPaを示し、一番小さな丸が平均抗折強度 0〜： LOMPaを 示している。また、図 4には、 K+0mol%, CO 2— Omol%の場合の NaBrの液相線温
3
度、 Na+0mol%, CO 2— Omol%の場合の KBrの液相線温度、 K+0mol%, Br— Omol
3
%の場合の Na COの液相線温度、 Na+0mol%, Br— Omol%の場合の K COの液
2 3 2 3 相線温度も示している。なお、図 4において、太線で共晶線を示している。
[0036] 表 5, 6, 7及び図 4に示すように、溶融塩を、ナトリウムイオンとカリウムイオンと臭素 イオンと炭酸イオンとから構成した場合、溶融温度が 600°Cを超えて 680°Cまでの範 囲で、全陽イオン中のカリウムイオンの濃度 XK— (モル成分比）を 50〜90mol%とし、 全陰イオン中の炭酸イオンの濃度 YCO 2" (モル成分比）を 40〜80mol%として 、る
3
塩中子において、抗折強度 16. OMPaを超える高い抗折強度が得られている。なお 、中子を形成する型の耐久性や、中子を形成するためのプロセスコストなどの観点か ら、溶融塩の溶融温度は、高くても 680°C程度とした方がよい。
[0037] 次に、上述した塩中子の凝固組織の走査型電子顕微鏡 (SEM)観察結果につい て説明する。まず、図 5は、全陽イオン中のカリウムイオンの濃度を 50mol%とし、全 陰イオン中の炭酸イオンの濃度を 70mol%とした溶融塩をもとに作製した塩中子の 凝固組織の SEM写真である。この組成の溶融塩により作製した塩中子は、図 4に示 すように、抗折強度が 20MPa以上と、非常に高い強度を備えるものである。この塩中 子においては、図 5に示すように、母相の中に複数の粒状晶が均一に分散した状態 が観察される。このように観察される粒状晶の部分の組成を、エネルギー分散型 X線 分析装置により分析すると、全陽イオン中のカリウムイオンの濃度が 32mol%,全陰 イオン中の炭酸イオンの濃度が 100mol%であった。
[0038] また、図 6は、全陽イオン中のカリウムイオンの濃度を 60mol%とし、全陰イオン中 の炭酸イオンの濃度を 70mol%とした溶融塩をもとに作製した塩中子の凝固組織の SEM写真である。この組成の溶融塩により作製した塩中子は、図 4に示すように、抗 折強度が 15〜20MPaと、高い強度を備えるものである。この塩中子においては、図 6に示すように、母相の中に複数の粒状晶が均一に分散した状態が観察される。この ように観察される粒状晶の部分の組成を、エネルギー分散型 X線分析装置により分 析すると、全陽イオン中のカリウムイオンの濃度が 42mol%,全陰イオン中の炭酸ィ オンの濃度が 100mol%であった。
[0039] また、図 7は、全陽イオン中のカリウムイオンの濃度を 40mol%とし、全陰イオン中 の炭酸イオンの濃度を 70mol%とした溶融塩をもとに作製した塩中子の凝固組織の SEM写真である。この組成の溶融塩により作製した塩中子は、図 4に示すように、抗 折強度が 0〜： LOMPaと、あまり高い強度が得られていないものである。この塩中子に おいては、図 7に示すように、母相の中に比較的大きな榭枝状結晶が観察される。こ のように観察される榭枝状結晶の部分の組成を、エネルギー分散型 X線分析装置に より分析すると、全陽イオン中のカリウムイオンの濃度が 22mol%,全陰イオン中の炭 酸イオンの濃度が 100mol%であった。
[0040] 以上のことより、より高い強度の塩中子は、母相の中に複数の粒状晶が分散した状 態に形成されているものであればよいことが分かる。上述した SEMにより観察される 粒状晶及び樹枝状結晶は、溶融塩の冷却過程で最初に形成される結晶（初晶）であ り、比較的溶融温度の高い組成となっている部分である。この初晶が形成された後、 比較的融点の低い共晶を含む部分が凝固し、初晶の周囲に母相の部分として形成 されるようになる。このように共晶の母相のなかに形成される初晶が、大きな榭枝状結 晶ではなぐより微細な粒状晶となれば、得られた塩中子に高い強度が得られるもの と考えられる。
[0041] 以上のことは、図 5,図 6,図 7に示した糸且成比以外でも成立することが多い。例えば 、カリウムイオンが含まれていない、ナトリウムイオン，臭素イオン，及び炭酸イオンか ら構成されて 、る塩中子の場合、全陰イオン中の炭酸イオンの濃度が 30mol%の場 合と、 50〜80mol%の場合において高い抗折強度が得られている力 この中の 60 %の場合においても、図 8に示すように、塩中子の凝固組織において、母相の中に 複数の粒状晶が分散した状態が観察されて!、る。
[0042] よく知られているように、 NaBrは、劈開破壊をする脆弱な物質であり、上述したよう に lOMPa未満と低い抗折強度しか得られていない。これに対し、炭酸塩を加えて混 合塩とすると、凝固した組成力 NaBrと Na COとから構成されたものとなり、より高い
2 3
抗折強度が得られるようになるものと考えられる。また、このように炭酸塩を単純に加 えるだけではなぐ上述したように、比較的融点の低い母相の中に比較的融点の高 ヽ組成の結晶組織が形成される状態となる組成を選択することで、より高 、強度の塩 中子が得られるようになる。母相の中に初晶の結晶が混在している状態により、亀裂 の進展などが妨げられるようになり、この結果として高い強度が得られるようになるも のと考えられる。ここで、初晶が大きな樹枝状結晶の場合は、亀裂の進展がおきやす い状態であるが、これに対して初晶がより小さな粒状晶の状態であれば、前述したよ うに、より高い強度が得られるようになる。
[0043] 次に、抗折強度の測定にっ 、て説明する。抗折強度の測定は、所定の寸法とした 角樹枝状の試験片を作製し、この試験片に荷重をかけ、破壊に要した最大荷重より 抗折荷重を求める。先ず、試験片の作製について説明する。所定の金型を用い、図 9A,図 9Bに示すような棒状の試験片 901を形成する。使用した金型は、例えば、 S CM440Hなどのクロームモリブデン鋼力 構成されたものである。図 9Aでは、金型 に溶湯を充填するにあたって用いた押し湯の部分 902も示しているが、抗折強度の 測定においては、部分 902を切り取る。なお、図 9Aは側面図，図 9Bは図 9Aの b— b 位置での断面図を示し、図中に示している寸法は、金型における設計値である。
[0044] 上述したようにして作製した棒状の試験片 901の、抗折強度の測定は、図 10に示 すように、先ず、試験片 901の中央部に間隔が 50mm開いた状態で配置された 2つ の支持部 1001で試験片 901を支持する。このように支持された状態で、 2つの支持 部 1001の中間箇所において、間隔が 10mmとなる 2箇所の荷重部 1002により、試 験片 901に荷重をかける。試験片 901にカ卩える荷重を徐々に大きくしてゆき、試験片 901の破壊に要した最大荷重を表 1及び表 3に示す抗折荷重とした。
[0045] ここで、抗折強度 σ (MPa)は、抗折荷重 Pより「 σ = 3LP/BH2Jの式により求める ことができる。上記式において、 Hは試験片の断面における荷重方向の長さを示し、 Bは試験片の断面における荷重方向に垂直な長さを示し、 Lは支点となる支持部 10 01から荷重が加わる荷重部 1002までの間隔である。ところで、試験片 901は、上記 金型に流し込むことで形成しているため、湯じわやひけ巣があり精確に型どおりの寸 法になりにくい。このため、抗折強度の算出は、試験片の断面が長方形であるものと 近似し、 H= 20mm, B= 18mm, L = 20mmとして計算している。この近似をするこ とで，実際の強度より 0〜20%程強度を低く見積もる状態になり、例えば、抗折荷重 1 200Nで破断した試験片は，抗折強度 lOMPaの強度をもつ理想的な試験片より強 いものと考えることができる。
産業上の利用可能性
本発明は、アルミニウムダイカスト等の铸造における中子として、好適に用いられる

Claims

請求の範囲
[1] ナトリウムイオン及びカリウムイオンの少なくとも 1つと、臭素イオンと炭酸イオンとを 含む溶融塩によって形成したことを特徴とする铸造用塩中子。
[2] 請求項 1記載の铸造用塩中子において、
前記溶融塩は、ナトリウムイオンと臭素イオンと炭酸イオンとから構成したものである ことを特徴とする铸造用塩中子。
[3] 請求項 2記載の铸造用塩中子において、
前記溶融塩は、全陰イオン中の炭酸イオンのモル成分比を 30mol%とした ことを特徴とする铸造用塩中子。
[4] 請求項 2記載の铸造用塩中子において、
前記溶融塩は、全陰イオン中の炭酸イオンのモル成分比を 50〜80mol%とした ことを特徴とする铸造用塩中子。
[5] 請求項 1記載の铸造用塩中子において、
前記溶融塩は、カリウムイオンと臭素イオンと炭酸イオンとから構成し、全陰イオン 中の炭酸イオンのモル成分比を 30mol%としたものである
ことを特徴とする铸造用塩中子。
[6] 請求項 1記載の铸造用塩中子において、
前記溶融塩は、カリウムイオンと臭素イオンと炭酸イオンとから構成し、全陰イオン 中の炭酸イオンのモル成分比を 50〜90mol%としたものである
ことを特徴とする铸造用塩中子。
[7] 請求項 1記載の铸造用塩中子において、
前記溶融塩は、
ナトリウムイオンとカリウムイオンと臭素イオンと炭酸イオンとから構成し、 溶融温度を 600°Cを超えて 680°Cまでの範囲とし、
全陽イオン中のカリウムイオンのモル成分比を 50〜90mol%とし、
全陰イオン中の炭酸イオンのモル成分比を 40〜80mol%とした
ものであることを特徴とする铸造用塩中子。
[8] 請求項 1記載の铸造用塩中子において、 母相の中に複数の粒状晶が分散した状態に形成されて ヽる ことを特徴とする铸造用塩中子。
請求項 8記載の铸造用塩中子において、
前記粒状晶は、ナトリウムイオン及びカリウムイオンの少なくとも 1つと炭酸イオンとか ら構成されたものである
ことを特徴とする铸造用塩中子。
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