WO2023167342A1 - 高圧鋳造用可溶性中子及びその製造方法 - Google Patents

高圧鋳造用可溶性中子及びその製造方法 Download PDF

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恭子 廣川
俊 洙 金
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恭子 廣川
俊 洙 金
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    • B22D21/02—Casting exceedingly oxidisable non-ferrous metals, e.g. in inert atmosphere
    • B22D21/04—Casting aluminium or magnesium

Definitions

  • 10-2002-0009334 discloses a core technology for high-pressure casting using a chemical salt having a melting point lower than that of a casting alloy. It can be usefully applied to the production of die-cast products with relatively low heat capacity of cast alloys such as aluminum and magnesium alloys with a thickness of about 25 mm, thick products with a product thickness of 25 mm or more with a high heat capacity, or products with a drastic change in product thickness.
  • cast alloys such as aluminum and magnesium alloys with a thickness of about 25 mm, thick products with a product thickness of 25 mm or more with a high heat capacity, or products with a drastic change in product thickness.
  • high-pressure casting products such as molten metal forging and die casting. Therefore, it is useful for the production of die-cast products with a high heat capacity of the casting alloy, and it is possible to form a thick-walled product. is a necessary fact.
  • Patent Document 0001 Korean Patent Publication No. 10-2002-0009334 (2002.02.01)
  • the present invention was devised to solve the problems of the prior art as described above. Disclosed is a method for manufacturing a soluble core for high-pressure casting, capable of high-pressure casting a thick-walled product having a complicated shape inside using a casting core. Another object of the present invention is to melt heat-resistant hard powder uniformly dispersed and blended so that it has a melting point 140 to 260° C. lower than the melting point of the cast metal and a heat capacity of 90 J/(mo ⁇ K) or more.
  • a method for producing a core for high-pressure casting in which a chemical salt is injected and solidified into a core mold to produce a core, and a cast product using the soluble core for high-pressure casting produced by the above-mentioned production method is thermally deformed.
  • one aspect of the present invention is to produce a water-soluble chemical salt mixture having a melting temperature of 390 to 520° C. in a method for producing a soluble core for high pressure casting. and a step of uniformly dispersing and blending a heat-resistant hard powder into the water-soluble chemical salt mixture to produce a molten chemical salt having a heat capacity of 90 J/(mo ⁇ K) or more.
  • the present invention also relates to a method for producing a soluble core for high-pressure casting, which comprises pouring and solidifying the produced molten chemical salt into a core mold to produce a core.
  • the water-soluble chemical salt mixture in the present invention can contain any one or more selected from the group consisting of chloride-based chemical salts, carbide-based chemical salts and sulfide-based chemical salts.
  • Chloride-based chemical salts may include, but are not limited to, any one or more selected from the group consisting of NaCl, KCl, MnCl2 , CaCl, MgCl2 and LiCl.
  • Carbide-based chemical salts may include, but are not limited to, one or more selected from the group consisting of K 2 CO 3 , Li 2 CO 3 and Na 2 CO 3 .
  • the sulfide-based chemical salt may include, but is not limited to, any one or more selected from the group consisting of K 2 SO 4 , Na 2 SO 4 and Li 2 SO 4 .
  • the heat-resistant hard powder in the present invention may contain any one or more selected from the group consisting of TiO2 , Al2O3 and ZrSiO4 .
  • the water-soluble chemical salt mixture in the present invention may have a melting point 140 to 260° C. lower than the melting point of the casting metal.
  • the water-soluble chemical salt mixture comprises any one or more selected from the group consisting of chloride-based chemical salts, carbide-based chemical salts and sulfide-based chemical salts.
  • the melting temperature can be adjusted to 390 to 520°C.
  • the casting metal in the present invention may be aluminum alloy or magnesium alloy, but is not limited thereto.
  • the melting point of the core is about 390 to 520 ° C., which is lower than the temperature of the molten metal to be cast (670 to 720 ° C.), but the heat capacity of the core is 90 J / (mo K) or more.
  • the core manufactured as described above is placed in a mold for high pressure casting, the molten metal is high pressure cast, and then heated to a temperature below the melting point of the casting alloy. It can further include a step of extracting the molten core.
  • Another aspect of the present invention relates to a fusible core for high-pressure casting manufactured by the manufacturing method described above.
  • Still another aspect of the present invention is a melting point 140 to 260°C lower than the melting point of the casting metal containing at least one selected from the group consisting of chloride-based chemical salts, carbide-based chemical salts and sulfide-based chemical salts.
  • the present invention relates to a soluble core for high-pressure casting, characterized by being formed of a molten chemical salt having a heat capacity of 90 J/(mo ⁇ K) or more by uniformly dispersing heat-resistant hard powder. Still another aspect of the present invention is a method for extracting a soluble core for high-pressure casting, characterized in that the soluble core for high-pressure casting is heated to a temperature below the melting point of the product after high-pressure casting, melt-extracted, and then washed with water. Regarding. A method for manufacturing a soluble core for high-pressure casting according to an embodiment of the present invention is described in more detail below.
  • the soluble core for high-pressure casting in the present invention contains any one selected from the group consisting of chloride-based chemical salts, carbide-based chemical salts and sulfide-based chemical salts. It can be manufactured so that the melting temperature of the mixture is 390 to 520°C.
  • the heat-resistant hard powder is uniformly dispersed in the water-soluble chemical salt mixture, and the heat capacity of the molten chemical salt is 90 J/(mo ⁇ K) or more.
  • the mixing ratio for producing the water-soluble chemical salt mixture can be changed in various ways, and various examples can be obtained. It is possible when the heat capacity of the molten chemical salt is 90 J/(mo ⁇ K) or more, so there is no limitation to specific components and compounding ratios.
  • examples of compounding ratio, melting temperature and heat capacity using double partial chloride chemical salt, carbide chemical salt and sulfide chemical salt are shown in the table. to explain.
  • a chloride-based chemical salt, a carbide-based chemical salt, a sulfide-based chemical salt, LiCl, Li 2 CO 3 , and Li 2 SO 4 are 52.9: 19.8: 27.2 ( mol %), the melting point becomes about 445° C., and a core raw material for high-pressure casting with a heat capacity of about 98 J/(mo ⁇ K) can be produced.
  • Heat-resistant hard ceramic particles such as TiO 2 , Al 2 O 3 , ZrSiO 4 are uniformly dispersed and blended therein, and a molten chemical salt mixed solution produced so that the heat capacity is 90 J/(mo ⁇ K) or more is placed in the medium.
  • a core is produced by pouring and solidifying in a child mold.
  • heat-resistant hard ceramic particles such as TiO 2 , Al 2 O 3 , and ZrSiO 4 can be dispersed more uniformly.
  • the heat capacity of the element can be further increased, and the mechanical strength can be increased and improved.
  • a soluble core for high-pressure casting can be manufactured by pouring the solution in which the hard ceramic powder is dispersed and mixed into a core mold and solidifying it.
  • a water-soluble chemical salt having a melting point lower than the melting point of the casting metal by 140 to 260° C. and a heat capacity of 90 J/(mo ⁇ K) or more is used.
  • the method of manufacturing cores in which heat-resistant hard ceramic powder is dispersed is a very useful technology that can easily manufacture cores for high-pressure casting of metals such as aluminum and magnesium. It can be easily heated and extracted at a temperature below the melting point of , and the core material can be recycled.
  • a thick-walled product having a complicated shape inside is subjected to high-pressure casting using a high-pressure casting core made of a water-soluble chemical salt having a lower melting point and a higher heat capacity than the casting alloy of the present invention.
  • FIG. 1 shows the shape of a core for high-pressure casting (symbol CL-460) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a front view and a side view of a sample used in an example of the present invention, with a high-pressure casting mold and a core mounted thereon.
  • FIG. 3 shows a thermal analysis graph of a fusible core (symbol CL-460) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a photograph of a high-pressure casting product to which a soluble core (designation CL-460) is applied according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a photograph of a fusible core (designated CL-460) according to an embodiment of the present invention after high-pressure casting and heat extraction of the core.
  • FIG. 6 shows a photograph of the boundary surface after hot extraction of the core of the high-pressure casting product to which the fusible core (symbol CL-460) is applied according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows a thermal analysis graph of a fusible core (symbol SL-512) according to an example of the present invention.
  • the thermal analysis method used here measures the difference in energy input to a sample and reference material as a function of temperature while varying the temperature of the sample and reference material in Differential Scanning Calorimetry (DSC). It is a method of measuring as FIG.
  • DSC Differential Scanning Calorimetry
  • Thermal analysis results of the soluble core for high-pressure casting produced in this manner show that melting begins at 460°C (melting point: 456°C) as shown in FIG.
  • the performance of the core was evaluated by a high-pressure die casting method using an AC4C aluminum alloy.
  • High-pressure casting used AC4C aluminum alloy heated to 700° C., gate injection speed of molten metal was 55 m/sec, and final pressure was 980 kg/cm 2 .
  • the core was extracted by heating the casting at a temperature of 500° C. for about 5 minutes to dissolve and extract the core, followed by washing with water.
  • FIG. 5 shows the shape of a cast product obtained by heating and extracting the core after high-pressure casting by the above manufacturing method. It can be seen that it is transcribed as it is. Similar to FIG. 6, it can be seen that the casting surface is clean.
  • cores having a core melting temperature of 390° C. or less form a reaction layer on the boundary surface of the cast product, and are not suitable for use as cores for high-pressure casting of thick-walled products of about 40 mm.

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Abstract

本発明は、高圧鋳造用可溶性中子製造方法および上記製造方法で製造された可溶性中子に関するものであり、本発明による高圧鋳造用可溶性中子製造方法によれば、鋳造金属の溶融点よりも１４０～２６０℃低い溶融点を有し、その熱容量が９０Ｊ／（ｍｏ・Ｋ）以上の水溶性化学塩に耐熱性硬質セラミック粉末を分散させた中子製造方法は、アルミニウム、マグネシウムなどの金属の高圧鋳造用中子を容易に製造できる非常に有用な技術であり、鋳造品におけるコア抽出方法も鋳造金属の溶融点以下の温度で簡単に加熱抽出することができ、コア材料はリサイクルが可能であるため、生産的な側面と経済的な側面で非常に優れた利点がある。

Description

高圧鋳造用可溶性中子及びその製造方法
　本発明は、高圧鋳造用可溶性中子製造方法及び上記製造方法で製造された可溶性中子に関するものであり、より詳細には鋳造用合金より融点が低い低融点水溶性化学塩を用いた高圧鋳造用可溶性中子製造方法及び上記製造方法によって製造された複雑な内部形状を有する可溶性中子に関する。
　従来の内部構造が複雑であるか、またはアンダーカットが形成されている鋳造品を製造するためには中子技術が必要である。すなわち、重力鋳造の場合、一般に硬質砂等を用いた崩壊性中子を利用したり、米国特許第４６２９７０８号のように水溶性化学塩を用いて鋳造後、水または水蒸気に溶かす技術を使用している。
　溶湯鍛造（ｓｑｕｅｅｚｅ　ｃａｓｔｉｎｇ）、ダイカスト（ｄｉｅ　ｃａｓｔｉｎｇ）などの高圧鋳造でも米国特許第３９６３８１８号と米国特許第３４０７８６４号のように高い溶融点を有する水溶性化学塩を高圧に成形する中子技術が提示されている。また米国特許第３４５９２５３号のように７００℃以上に加熱溶融させたスラリーを金型に注入して中子を成形する方法が開示されている。
　一方、大韓民国特許公開公報第１０−２００２−０００９３３４号では鋳造用合金より融点の低い化学塩を用いた高圧鋳造用中子技術が開示されているが、上記技術により製造された鋳造製品は厚さが２５ｍｍ程度のアルミニウム、マグネシウム合金のように比較的鋳造合金の熱容量が少ない製品のダイカスト製品製作に有用に適用でき、製品厚が２５ｍｍ以上の熱容量が高い厚肉製品または製品厚の変化が激しい製品の溶湯鍛造およびダイカストなど高圧鋳造製品の製造には、上記技術を適用する上で限界が存在する実情である。
　したがって、鋳造合金の熱容量が高い製品のダイカスト製品製作に有用に適用して厚肉製品成形が可能であり、中子の界面に対して溶融または熱的な変化なしに転写可能な鋳造の製造方法が必要な実情である。
先行技術文献
特許文献
　（特許文献０００１）大韓民国特許公開公報第１０−２００２−０００９３３４号
（２００２．０２．０１）
　本発明は上記のような先行技術の問題点を解決するために創案されたものであり、本発明の目的は鋳造用合金より溶融点が低く、熱容量の高い水溶性化学塩で製造された高圧鋳造用中子を用いて内部に複雑な形状が具現された厚肉製品を高圧鋳造できる高圧鋳造用可溶性中子製造方法を提供するものである。
　本発明の他の目的は鋳造金属の溶融点より１４０~２６０℃低い溶融点を有し、その熱容量が９０Ｊ／（ｍｏ・Ｋ）以上となるように耐熱性硬質粉末を均一に分散配合した溶融化学塩を中子型枠に注入凝固させて中子を製造する高圧鋳造用中子製造方法及び上記製造方法で製造された高圧鋳造用可溶性中子を用いた鋳造品が熱的に変形が生じない溶融点以下の温度範囲で加熱後中子を溶融抽出する中子抽出方法を提供することである。
　上記の目的を達成するために、本発明の好ましい実施形態による本発明の一態様は、高圧鋳造用可溶性中子製造方法において、溶融温度が３９０~５２０℃である水溶性化学塩混合物を製造する工程と、前記水溶性化学塩混合物に耐熱性硬質粉末を均一に分散配合して熱容量が９０Ｊ／（ｍｏ・Ｋ）以上の溶融化学塩を製造する工程。そして、製造された溶融化学塩を中子型枠内に注入凝固させて中子を製造することを含む高圧鋳造用可溶性中子製造方法に関する。
　従来技術により製造された鋳造製品は、厚さが２５ｍｍ程度のアルミニウム、マグネシウム合金のように比較的鋳造合金の熱容量が少ない製品のダイカスト製品の製作にのみ適用可能であり、製品厚が２５ｍｍ以上の熱容量が高い厚肉製品、製品厚の変化が激しい製品の溶湯鍛造やダイカストなどの高圧鋳造製品製造には、従来技術の適用に限界がある問題点があった。本発明による高圧鋳造で製造された可溶性中子は鋳造品の厚さが４０ｍｍ程度の厚肉製品成形が可能であり、中子の界面が溶融及び熱的な変化なしにそのまま転写され、内部に複雑な形状が具現された厚肉製品を高圧鋳造に有利な利点があることに特徴がある。
　本発明における水溶性化学塩混合物は、塩化物系化学塩、炭化物系化学塩および硫化物系化学塩からなる群から選択されるいずれか１種以上を含むことができる。塩化物系化学塩は、ＮａＣｌ，ＫＣｌ，ＭｎＣｌ２，ＣａＣｌ，ＭｇＣｌ２およびＬｉＣｌからなる群から選択されるいずれか１つ以上を含み得るが、これらに限定されない。炭化物系化学塩は、Ｋ２ＣＯ３，Ｌｉ２ＣＯ３およびＮａ２ＣＯ３からなる群から選択される１つ以上を含み得るが、これらに限定されない。硫化物系化学塩は、Ｋ２ＳＯ４，Ｎａ２ＳＯ４およびＬｉ２ＳＯ４からなる群から選択されるいずれか１つ以上を含み得るが、これらに限定されない。
　本発明における耐熱性硬質粉末は、ＴｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３およびＺｒＳｉＯ４からなる群から選択されるいずれか１つ以上を含み得る。
　本発明における水溶性化学塩混合物は、鋳造金属の溶融点より１４０~２６０℃低い溶融点を有するものであってもよい。本発明の一実施形態によれば、前記水溶性化学塩混合物は、これを構成する塩化物系化学塩、炭化物系化学塩および硫化物系化学塩からなる群から選択されるいずれか１つ以上の配合比率を調節し、その溶融温度が３９０~５２０℃になるようにすることができる。
　本発明における鋳造金属はアルミニウム合金またはマグネシウム合金であってもよいが、これに限定されない。
　本発明に一実施形態によれば、中子の融点は３９０~５２０℃程度で鋳造する溶融金属の温度（６７０~７２０℃）より低いが、中子の熱容量が９０Ｊ／（ｍｏ・Ｋ）以上として鋳造金属リンアルミニウム合金の熱容量（２４．２０Ｊ／（ｍｏｌ・Ｋ）とマグネシウム合金の熱容量（２４．８６９Ｊ／（ｍｏｌ・Ｋ）の２．５倍以上であり、熱伝導係数が２．４×１０−４~１．２×１０−３ｃａｌ／ｓｃｍ程度で鋳造金型材質である鉄鋼の熱伝導係数（１．８×１０−１ｃａｌ／ｓｃｍ）の１／１００~１／２００程度なので、高圧鋳造時に瞬間的に充填済みの鋳造金属は急速に冷却し始める。　リン鉄鋼の熱伝導係数に比べて低いため、溶湯が持っている熱量の大部分が金型側に伝達され、中子の熱容量が高く、中子が溶融するためには多くの時間と熱量が必要になる。したがって、中子が溶解する温度に到達すると、中子と鋳造金属との界面には鋳造金属の凝固層が形成され、さらに時間が経過した後に中子の表面の一部が徐々に溶融する現象が起こるため、鋳造金属は複雑な内部形状の成形が可能となる。
　本発明の一実施形態による、中子を抽出する方法としては、上記の中子を用いて高圧鋳造した鋳造品を３９０~５２０℃以上の温度で３~５分程度徐々に加熱すると、高圧鋳造時とは異なり、中子の内部まで熱が伝達され、中子はすぐに溶融状態になり、鋳造品から流れ落ちて簡単に中子を鋳造品から除去することができる。このように除去された材料は、中子用材料として再使用することができる。
　また、本発明における高圧鋳造用可溶性中子製造方法は、上記製造された中子を高圧鋳造用型枠に設置し、溶融金属を高圧鋳造した後、鋳造合金の溶融点以下温度に加熱して溶融した中子を抽出する工程をさらに含むことができます。
　本発明の他の態様は、上記製造方法によって製造された高圧鋳造用可溶性中子に関する。
　本発明のさらに別の態様は、塩化物系化学塩、炭化物系化学塩および硫化物系化学塩からなる群から選択される少なくとも１つを含む鋳造金属の溶融点よりも１４０~２６０℃低い溶融点を有する水溶性化学塩混合物である。耐熱性硬質粉末を均一に分散配合して熱容量が９０Ｊ／（ｍｏ・Ｋ）以上の溶融化学塩で形成されたことを特徴とする高圧鋳造用可溶性中子に関する。
　本発明のさらに別の態様は、高圧鋳造用可溶性中子を高圧鋳造後の製品の溶融点以下の温度に加熱溶融抽出後水で洗浄することを特徴とする高圧鋳造用可溶性中子の抽出方法に関する。
　本発明に一実施形態による、高圧鋳造用可溶性中子製造方法をより具体的に説明すれば以下の通りである。　具体的には本発明における高圧鋳造用可溶性中子は、塩化物系化学塩、炭化物系化学塩及び硫化物系化学塩からなる群から選択されたいずれか一つを配合し、水溶性化学塩混合物の溶融温度が３９０~５２０℃になるように製造することができる。そして、水溶性化学塩混合物に耐熱性硬質粉末を均一に分散配合し、溶融化学塩の熱容量が９０Ｊ／（ｍｏ・Ｋ）以上となるようにして製造することができる。
　本発明において前記水溶性化学塩混合物を製造する配合比率は種々の変更を加えることができ、種々の実施例を有し得るところ、中子用化学塩混合物の溶融温度範囲（３９０~５２０℃）と溶融化学塩の熱容量が９０Ｊ／（ｍｏ・Ｋ）以上になると可能であるため、特定成分と配合比率に限定されるものではない。
　本発明の一実施形態による、水溶性化学塩混合物の配合比（Ｍｏｌ％）で、４５．５：３３．５：２０のＫＣｌ：ＭｎＣｌ２：ＮａＣｌ、４１．６：２．２：８．８：４７．４のＣａＣｌ２：ＫＣｌ：ＭｇＣｌ２：ＮａＣｌ、６０：４０のＣｒＣｌ２：ＫＣｌ、２５：４３．５：３１．５のＫ２ＣＯ３：Ｌｉ２ＣＯ３：Ｎａ２ＣＯ３、５５：４５のＫ２ＣＯ３：ＭｇＣＯ３、１８：８２のＫ２ＳＯ４：Ｌｉ２ＳＯ４、７５：２５のＫ２ＳＯ４：Ｎａ２ＳＯ４、５２．９：２７．２：１９．８のＬｉＣｌ：Ｌｉ２ＳＯ４：Ｌｉ２ＣＯ３、５４．８：２９：１６．１のＬｉＣｌ：Ｌｉ２ＳＯ４：ＮａＣｌ、５２．９：１９．８：２７．２のＬｉＣｌ：Ｌｉ２ＣＯ３：Ｌｉ２ＳＯ４および１４：８６のＣａＳＯ４：ＬｉＣｌの水溶性化学塩混合物からなることができるが、これらに限定されない。
　具体的には、二重一部の塩化物系化学塩と炭化物系化学塩及び硫化物系化学塩を用いた成分配合比と溶融温度及び熱容量の実施例を表のように例示して具体的に説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　上記表１の記号ＣＬ−３９０のように塩化物系化学塩ＫＣｌ，ＭｎＣｌ２，ＮａＣｌを４５．５：３３．５：２０（Ｍｏｌ％）混合溶融させるとその溶融点が３９０℃となり、熱容量が９２Ｊ／（ｍｏ・Ｋ）程度になる。
　また、記号ＣＯ−３９７のように炭化物系化学塩Ｋ２ＣＯ３，Ｌｉ２ＣＯ３，Ｎａ２ＣＯ３を２５：４３．５：３１．５（Ｍｏｌ％）で配合溶融させると、その溶融点が３９７℃となり、熱容量が１０２Ｊ／（ｍｏ・Ｋ）になる。
　また、記号ＳＯ−５２０のように硫化物系化学塩Ｋ２ＳＯ４，Ｌｉ２ＳＯ４を１８：８２（Ｍｏｌ％）で配合溶融させると、その溶融点が５２０℃となり、熱容量が１０８Ｊ／（ｍｏ・Ｋ）になる。
　また、記号ＳＣ−４５５のように塩化物系化学塩、硫化物系化学塩、炭化物系化学塩、ＬｉＣｌ，Ｌｉ２ＳＯ４，Ｌｉ２ＣＯ３を５２．９：２７．２：１９．８（Ｍｏｌ％）で混合溶融させると、溶融点が４５５℃程度となり、熱容量が９４Ｊ／（ｍｏ・Ｋ）程度となる。
　同様に記号ＣＳＬ−４４５のように塩化物系化学塩、炭化物系化学塩、硫化物系化学塩、ＬｉＣｌ，Ｌｉ２ＣＯ３，Ｌｉ２ＳＯ４を５２．９：１９．８：２７．２（Ｍｏｌ％）で混合溶融させると、溶融点が４４５℃程度となり、熱容量が９８Ｊ／（ｍｏ・Ｋ）程度の高圧鋳造用中子原料を作ることができる。
　ここにＴｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＳｉＯ４などの耐熱性硬質セラミック粒子を均一に分散配合してその熱容量が９０Ｊ／（ｍｏ・Ｋ）以上となるように製造した溶融化学塩混合溶液を中子型枠に注入凝固させて中子を製造する。具体的には、ＴｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＳｉＯ４などの耐熱性硬質セラミック粒子をさらに均一に分散させることができ、硬質セラミック粉末を１０~４０％（ｗｔ％）程度添加することで中子の熱容量をさらに高めることができ、機械的強度を向上させることができ、改善できるようになる。
　このように硬質セラミック粉末を分散混合した溶液を中子型枠に注入して凝固させて高圧鋳造用可溶性中子を製造することができる。
　本発明による高圧鋳造用可溶性中子製造方法によれば、鋳造金属の溶融点より１４０~２６０℃低い溶融点を有し、その熱容量が９０Ｊ／（ｍｏ・Ｋ）以上である水溶性化学塩に耐熱性硬質セラミック粉末を分散させた中子の製造方法は、アルミニウム、マグネシウムなどの金属の高圧鋳造用中子を容易に製造できる非常に有用な技術であり、鋳造品におけるコア抽出方法も鋳造金属の溶融点以下の温度で簡単に加熱抽出することができ、コア材料はリサイクルが可能なため、生産的な側面と経済的な側面で非常に優れた効果がある。
　また、本発明の鋳造用合金よりも溶融点が低く、熱容量の高い水溶性化学塩で製造された高圧鋳造用中子を用いて内部に複雑な形状が具現された厚肉製品を高圧鋳造することができる利点がある。
　図１は、本発明の実施例による高圧鋳造用中子（記号ＣＬ−４６０）の形状を示したものである。
　図２は、本発明の実施例に用いた試料に高圧鋳造金型と中子を装着した正面図及び側面図を示したものである。
　図３は、本発明の実施例による可溶性中子（記号ＣＬ−４６０）の熱分析グラフを示したものである。
　図４は、本発明の実施例による可溶性中子（記号ＣＬ−４６０）適用高圧鋳造製品写真を示す図である。
　図５は、本発明の実施例による可溶性中子（記号ＣＬ−４６０）適用高圧鋳造後中子を加熱抽出後の写真を示したものである。
　図６は、本発明の実施例による可溶性中子（記号ＣＬ−４６０）適用高圧鋳造製品の中子を加熱抽出後の境界面写真を示したものである。
　図７は、本発明の実施例による可溶性中子（記号ＳＬ−５１２）の熱分析グラフを示したものである。ここで使用される熱分析方法は、示差走査熱量分析（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：ＤＳＣ）で試料と基準物質の温度を変化させながら、その試料と基準物質に対するエネルギー（ｅｎｅｒｇｙ）入力の差を温度の関数として測定する方法である。
　図８は、本発明の実施例による可溶性中子（記号ＳＬ−５１２）適用高圧鋳造製品の中子を加熱抽出後の境界面写真を示したものである。
発明を実施するための具体的な内容
　以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
　本発明は、様々な変更を加えることができ、様々な実施形態を有することができるが、特定の実施形態を図面に例示し、詳細な説明に具体的に説明する。これは、本発明を特定の実施形態に限定することを意図するものではなく、本発明の精神および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物から代替物を含むと解釈されるべきである。
　本出願で使用される用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用されたものであり、本発明を限定することを意図していない。単数の表現は、文脈上明らかに他に意味がない限り、複数の表現を含み得る。
　他に定義されない限り、技術的または科学的用語を含む本明細書で使用されるすべての用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般に理解されるのと同じ意味を有することができる。一般的に使用される辞書で定義されているような用語は、関連技術の文脈上の意味と一致する意味を有すると解釈することができる。本出願で明確に定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されない場合がある。
　以下では、添付の図面を参照して本発明の具体的な実施形態について説明する。
　記号ＣＬ−４６０のように塩化物系化学塩、ＣａＣｌ２，ＫＣｌ，ＭｇＣｌ２，ＮａＣｌを４１．６：２．２：８．８：４７．４（Ｍｏｌ％）混合溶融させると、その溶融点が４６０℃となり、熱容量が１０２Ｊ／（ｍｏ・Ｋ）程度になる。ここに２０μｍ程度のＴｉＯ２硬質粒子１４（ｗｔ％）と８０μｍ程度のＡｌ２Ｏ３粉末を３０（ｗｔ％）程度混合し、５５０℃程度に加熱した溶液を２００℃に予熱したコア型枠に注入させて徐々に凝固させて可溶性中子を製造する。
　このように製造した高圧鋳造用可溶性中子の熱分析結果は、図３のように４６０℃で溶解が始まることがわかり（溶融点４５６℃）、このように製造した中子を図２のような鋳造品厚さが４０ｍｍ程度となる高圧鋳造用金型に装着した後、ＡＣ４Ｃアルミニウム合金を用いた高圧ダイカスト法で中子の性能を評価した。高圧鋳造は７００℃に加熱したＡＣ４Ｃアルミニウム合金を使用し、溶融金属のゲート射出速度は５５ｍ／ｓｅｃ、最終加圧力は９８０ｋｇ／ｃｍ２とした。また鋳造後コア抽出は鋳造品を５００℃の温度で５分程度加熱してコアを溶解抽出した後水で洗浄した。
　図５は、上記製造方法により高圧鋳造後中子を加熱抽出した鋳造品の形状であり、鋳造品の厚さが４０ｍｍ程度の厚肉製品の成形が可能であり、中子の形状が溶融変化なしにそのまま転写されることがわかる。図６と同様に、鋳造表面がきれいであることがわかる。
　一方、中子の溶融温度が３９０℃以下の中子では鋳造品境界表面に反応層が形成され、４０ｍｍ程度の厚肉製品高圧鋳造用中子では使用が適していなかった。
　記号ＳＬ−５１２のように、硫化物系化学塩ＣａＳＯ４と塩化物系化学塩ＬｉＣｌを１４：８６（Ｍｏｌ％）混合溶融させると、その溶融点が５１２℃となり、熱容量が９６Ｊ／（ｍｏ・Ｋ）程度となる。ここに２０μｍ程度のＴｉＯ２硬質粒子１０（ｗｔ％）と１２０μｍ程度のＺｒＳｉＯ４、粉末を３５（ｗｔ％）程度混合し、５８０℃程度に加熱した溶液を３００℃に予熱したコア型枠に注入して徐々に凝固させ、可溶性中子を製造する。このように製造した高圧鋳造用可溶性中子の熱分析結果は、図７のように４２８℃で結晶構造変化によるピークと溶解潜熱によるピークが５１２℃（溶融点５１２℃）で始まることが分かる。このような中子を図２のような高圧鋳造用金型に装着させた後、ＡＣ４Ｃアルミニウム合金を用いた高圧ダイカスト方法で中子の性能を評価した。高圧鋳造は７００℃に加熱したＡＣ４Ｃアルミニウム合金を使用し、溶融金属のゲート射出速度は５５ｍ／ｓｅｃ、最終加圧力は９８０ｋｇ／ｃｍ２とした、また鋳造後コア抽出は鋳造品を５３０℃の温度で１０分程度加熱してコアを溶解抽出した後水で洗浄した。
　図８は上記製造方法により厚肉製品を高圧鋳造で製造した後、中子を加熱抽出した鋳造品の断面であり、鋳造品の厚さが４０ｍｍ程度の厚肉製品成形が可能であり、中子の境界面が溶融あるいは熱的な変化なしにそのまま転写されることが分かる。
　一方、中子の溶融温度が５２０℃以上になると鋳造品の熱的変化を引き起こさずに中子を溶融抽出しにくく、厚肉製品高圧鋳造用中子では使用が適していなかった。
　以上、本発明を具体的な実施例を通じて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、本発明は本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を有する者によってその変形や改良が可能であることは明らかである。
　本発明の単なる変形または変更はすべて本発明の範囲に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲によって明らかになるであろう。

Claims (12)

  1. 　高圧鋳造用可溶性中子製造方法において、
    　溶融温度が３９０~５２０℃である水溶性化学塩混合物を製造する工程と、
    　前記水溶性化学塩混合物に耐熱性硬質粉末を均一に分散配合して熱容量が９０Ｊ／（ｍｏ・Ｋ）以上の溶融化学塩を製造する工程と、
    　そして、製造された溶融化学塩を中子型枠内に注入凝固させて中子を製造する工程を含む高圧鋳造用可溶性中子製造方法。
  2. 　請求項１に記載の方法において、
    　前記水溶性化学塩は、塩化物系化学塩、炭化物系化学塩および硫化物系化学塩からなる群から選択されるいずれか１つ以上を含む、高圧鋳造用可溶性中子製造方法。
  3. 　請求項２に記載の方法において、
    　前記塩化物系化学塩は、ＮａＣｌ，ＫＣｌ，ＭｎＣｌ２，ＣａＣｌ，ＭｇＣｌ２およびＬｉＣｌからなる群から選択されるいずれか１つ以上を含み、
    　前記炭化物系化学塩は、Ｋ２ＣＯ３，Ｌｉ２ＣＯ３およびＮａ２ＣＯ３からなる群から選択される少なくとも１つを含み、
    　前記硫化物系化学塩は、Ｋ２ＳＯ４，Ｎａ２ＳＯ４およびＬｉ２ＳＯ４からなる群から選択された少なくとも１つを含む、高圧鋳造用可溶性中子製造方法。
  4. 　請求項２に記載の方法において、
    　前記水溶性化学塩は配合比（Ｍｏｌ％）で、４５．５：３３．５：２０のＫＣｌ：ＭｎＣｌ２：ＮａＣｌ、４１．６：２．２：８．８：４７．４のＣａＣｌ２：ＫＣｌ：ＭｇＣｌ２：ＮａＣｌ、６０：４０のＣｒＣｌ２：ＫＣｌ、２５：４３．５：３１．５のＫ２ＣＯ３：Ｌｉ２ＣＯ３：Ｎａ２ＣＯ３、５５：４５のＫ２ＣＯ３：ＭｇＣＯ３、１８：８２のＫ２ＳＯ４：Ｌｉ２ＳＯ４、７５：２５のＫ２ＳＯ４：Ｎａ２ＳＯ４、５２．９：２７．２：１９．８のＬｉＣｌ：Ｌｉ２ＳＯ４：Ｌｉ２ＣＯ３、５４．８：２９：１６．１のＬｉＣｌ：Ｌｉ２ＳＯ４：ＮａＣｌ、５２．９：１９．８：２７．２のＬｉＣｌ：Ｌｉ２ＣＯ３：Ｌｉ２ＳＯ４および１４：８６のＣａＳＯ４：ＬｉＣｌの水溶性化学塩混合物からなる群から選択されることを特徴とする高圧鋳造用可溶性中子製造方法。
  5. 　請求項１に記載の方法において、
    　前記耐熱性硬質粉末は、ＴｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３およびＺｒＳｉＯ４からなる群から選択されるいずれか１つ以上を含む高圧鋳造用可溶性中子製造方法。
  6. 　請求項１に記載の方法において、
    　前記水溶性化学塩混合物は、鋳造金属の溶融点より１４０~２６０℃低い溶融点を有することを特徴とする高圧鋳造用可溶性中子製造方法。
  7. 　請求項１に記載の方法において、
    　前記鋳造金属はアルミニウム合金またはマグネシウム合金であることを特徴とする高圧鋳造用可溶性中子製造方法。
  8. 　請求項１に記載の方法において、
    　前記製造された中子を高圧鋳造用型枠に設置し、溶融金属を高圧鋳造した後、鋳造合金の溶融点以下温度に加熱して溶融した中子を抽出する工程をさらに含む、高圧鋳造用可溶性中子製造方法。
  9. 　塩化物系化学塩、炭化物系化学塩及び硫化物系化学塩からなる群から選ばれたいずれか一つを含む鋳造金属の溶融点よりも１４０~２６０℃低い溶融点を有する水溶性化学塩混合物に耐熱性硬質粉末を均一に分散配合して熱容量が９０Ｊ／（ｍｏ・Ｋ）以上の溶融化学塩で形成されたことを特徴とする高圧鋳造用可溶性中子。
  10. 　請求項９に記載の高圧鋳造用可溶性中子において、
    　前記塩化物系化学塩は、ＮａＣｌ，ＫＣｌ，ＭｎＣｌ２，ＣａＣｌ，ＭｇＣｌ２およびＬｉＣｌからなる群から選択されるいずれか１つ以上を含み、
    　前記炭化物系化学塩は、Ｋ２ＣＯ３，Ｌｉ２ＣＯ３およびＮａ２ＣＯ３からなる群から選択される少なくとも１つを含み、
    　前記硫化物系化学塩は、Ｋ２ＳＯ４，Ｎａ２ＳＯ４およびＬｉ２ＳＯ４からなる群から選択される少なくとも１つを含む、高圧鋳造用可溶性中子。
  11. 　請求項９に記載の高圧鋳造用可溶性中子において、
    　前記水溶性化学塩は配合比（Ｍｏｌ％）で、４５．５：３３．５：２０のＫＣｌ：ＭｎＣｌ２：ＮａＣｌ、４１．６：２．２：８．８：４７．４のＣａＣｌ２：ＫＣｌ：ＭｇＣｌ２：ＮａＣｌ、６０：４０のＣｒＣｌ２：ＫＣｌ、２５：４３．５：３１．５のＫ２ＣＯ３：Ｌｉ２ＣＯ３：Ｎａ２ＣＯ３、５５：４５のＫ２ＣＯ３：ＭｇＣＯ３、１８：８２のＫ２ＳＯ４：Ｌｉ２ＳＯ４、７５：２５のＫ２ＳＯ４：Ｎａ２ＳＯ４、５２．９：２７．２：１９．８のＬｉＣｌ：Ｌｉ２ＳＯ４：Ｌｉ２ＣＯ３、５４．８：２９：１６．１のＬｉＣｌ：Ｌｉ２ＳＯ４：ＮａＣｌ、５２．９：１９．８：２７．２のＬｉＣｌ：Ｌｉ２ＣＯ３：Ｌｉ２ＳＯ４および１４：８６のＣａＳＯ４：ＬｉＣｌの水溶性化学塩混合物からなる群から選択されることを特徴とする高圧鋳造用可溶性中子。
  12. 　請求項９に記載の高圧鋳造用可溶性中子を高圧鋳造後の製品の溶融点以下の温度に加熱溶融抽出後水で洗浄することを特徴とする高圧鋳造用可溶性中子の抽出方法。
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