JPH0191935A - 鋳造型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 性材料を用いることを特徴とする鋳造型に関する。

〈従来の技術及びその問題点〉 従来、鋳鉄、鏑、銅合金、アルミニウム合金及び亜鉛合
金等各棟金属の鋳造型の材料としては、砂、金属、エチ
ルシリケート及び５賢等が使用されていたがこれらはい
ずれも以下に示す欠点を待っていた。

砂を材料として用いる砂型は砂などの細骨材を一合材で
固めた鋳造型で、結合材としては熱硬化樹脂や水ガラス
などを用いる他、水で混練した砂のスラリを注型後乾燥
する生込みと呼ばれる鋳造型もある。いずれも結合材に
耐熱性がないために鋳造型自身を加熱して溶融金属を流
し込むことが出来ず、このため、いわゆる１湯回り”の
悪い鋳造型になり易いと＾う欠点がある。又、砂を転写
するため鋳はだは表面に凹凸があり、製品の転写精度が
劣っていた。

金属を材料として用いる金属型は金属を加工して製造す
る鋳造型であるため、複雑な形状では工程数が多く、時
間がかかｐ１従って価格も高くなってしまう欠点があっ
た。

エチルシリケートは！＃密な鋳造を行なう際に用いられ
るけい酸エチルエステルを主成分とする結合材であるが
、高価な上に、成形−硬化−離型の工程の後に乾燥−焼
成（−次及び二次焼成）工程が必要なことや、硬化後の
強度が非常に小さいために、大きな鋳造型に用いたりす
ることは困難である欠点を持っていた。（日本鋳物協会
精密鋳造研究部金輪、「精密鋳造法」、日刊工業新聞社
８６１−Ｐ２Ｓ５〜１６７）。

石ＩＦハエチルシリケートと同様にクリストバライト、
けい石などと混合して、ｆｆＩ密な鋳造に用いられる結
合材であり、製品の転写精度には優れているが１．３０
０℃以上では熱分解を起こすため、鉄の鋳造型としては
使用されることが出来ず、鋳造できる金属が限られてし
ｌうという欠点があった。（同上Ｐ２２２〜２２６）。

本発明者らは、以上のような欠点を解決すべく種々検討
した結果、特定の水硬性材料を用いることによって、鋳
造型の製造がｍ易で、しかも、安価であり、鋳造できる
金属が限定されず、表面の転写性に優れ、寸法安定性を
含む耐熱性に優れた鋳造型を提供できる知見金得て本発
明を完成するに到った。

く問題点を解決するための手段〉 即ち、本発明はセメント質物質及びスラダ粉砕品を主成
分とする水硬性材料を混練してなる鋳造型である。

以下、本発明について詳しく説明する。

本発明で使用するセメント質物質としては、各種セメン
ト、水硬活性鉱物物質、水硬活性を有する物質と刺激剤
との組合わせ及びこれらの混合物をあげることができる
。

前記各種セメントとしては普通・早強・超早強・中庸熱
・白色及び耐硫酸塩等の各種ポルトランドセメント；ア
ルミナセメント；バリウムセメント；各櫨油井セメント
；シリカセメント、フライアッシュセメント及び高炉ス
ラグセメント等の混合セメント及び前記セメントの混合
物ｆｆ：６げることができる。

前記水硬活性鉱物物質としては、Ｃａ３Ｓｉ０５鉱物物
質、Ｃａ　３　Ｓ　ｉ　Ｏ５鉱物物質固溶体及びこれら
の混合物をあげることが出来る。

又、前記水硬活性を有する物質としては、高炉スラグ、
フライアッシュ及びこれらの混合物ｅ６げることかでき
る。このような物質はそれ自身では水硬性を有していな
いが、刺激剤と併用することによって強固に硬化するも
のである。刺激剤とは従来より知られているものでアシ
、各種セメント：水酸化カルシウム：酸化カルシウム；
生石灰；カルシウムサル７オアルミネート鉱物；各種無
機及び有機アルカリ塩、例えば炭酸塩、重炭酸塩、水酸
化物、ケイフッ化物、グルコン酸及びクエン酸等のナト
リウム、リチウム、カリウム塩：石膏などを一種あるい
は二種以上組合わせたものをあげることができる。

刺激剤の量は、その種類や要求される性能によって大き
く異なるが、水硬活性を有する物質１００重量部に対し
て１００重量部以下、好ましくは６０重量部以下である
。水硬活性を有する物質のうち、特に高炉スラグが好ま
しい。

ここでいうセメント質物質としては平均粒径１０〜６０
μｍ程度のものが通常使用されるが、勿論これより大き
いものでも、又小さいものでも使用できることはいう１
でもない。

本発明においては、前記セメント質物質に対して、土木
建築分野において常用されている膨脹材、急硬材、高強
度混和材、硬化促進剤、硬化遅延剤、増粘剤及び減水剤
などの化学混和剤を必要に応じて併用することもできる
。

前記膨脹材としては、エトリンガイド系のもの、例えば
電気化学工業（株）＊商品名［Ｃ８Ａ　＃　２０．Ｊ、
または焼成ＣａＯが好ましく、焼成ＣａＯ中でも１．１
００〜１，３００℃で焼成され、平均結晶径が１０μ以
下のものがざらに好ましい。

前記急硬材としてはカルシウムアルミネート系のものが
よく、例えばアルミナセメントやアルミナセメントと石
膏を組合わせたもの及び電気化学工業（株）製部品名「
デンカｘｓＪや［小野田セメント＠）裂開品名「シェツ
トセメント」などが用いられる。

前記高強度混和材としては石膏系のものがるり、例えば
電気化学工業（（社）装部品名「デンカΣ１０口０」、
日本セメント（株）′製部品名「アサノスーパーミック
ス」等が有効である。

前記硬化促進剤としては、塩化カルシウムなどの塩化物
、チオシアン酸塩、亜硝酸塩、クロム酸塩及び硝酸塩等
が用いられる。

前記硬化遅延剤としては糖類；可溶性デキストリン；グ
ルコン酸などの有機酸及びその塩：フツ化合物などの無
機塩などを用いることができる。

前記増粘剤としてはポパール、ぼりアクリルアミド、セ
ルロースエーテル、メチルセルロース、ポリエチレンオ
キサイド、アルヤン酸及びカゼイン等を用いることがで
きる。

前記減水剤としてはリグニンスルホン酸塩、グルコン酸
ナトリウム、高分子量リグニンスルホン酸塩、アルキル
ナフタレンあるいはす７タレンスルホン酸ホルムアルデ
ヒド動合物の塩、メラミン樹脂スルホン酸塩、ポリアク
リル酸塩などを用いで副生するスラグを粉砕したもので
ある。スラグ籠 はｎｊり金属種類によ少限定されるものではなく、鋳鉄
、銅、合金鉄及び銅、ニッケル、鉛、スズ、るという性
質上非常に安価なものである。これらの化学成分は当然
鉱石種類により異なるが、例えば鋳鉄及び鋼・のスラグ
は一般に阻０２３０〜４１重量係、Ｃａ０３５〜４５重
ｆ％、ＭｇＯ３〜７重量’１６　、ＭｎＯＯ−３〜１−
７重量＊、？ｅＯＯ−５〜１−７Ｊｉｔ優、Ａｔ２０３
１０〜２０重量優等を含有しており、合金鉄の一種であ
るフェロクロムのスラグは一般Ｋ　ＭｇＯ２５〜３６　
ｊ［ｔ　％　、８１０ｇ　２５〜３５″ｊＬ量係、Ａｔ
！１０３２３〜３０重ｔ　％　、ＣｒＪＯ３３−０〜３
−２３重ｔ　’１６　ｓ　ＣａＯＯ−２〜１−８重量ｑ
ｂ、ｌＦｅ０　［１，５重量％、ＭｎＯＯ−２重量％、
Ｎａｎｏ　Ｏ−２重量Ｉ　Ｋ、ＯＯ−１重量％等を含有
している。又、含有鉱物も轟然鉱石種類により異なるが
、例えば鋳鉄及び鋼のスラグは珪酸塩を主体とするため
、スラグの状態は、冷却速度の増大に応じて結晶質から
ガラス質に変化する。結晶質の場合にはデーレナイ）　
（２ｃａｏ・１１２０３　・Ｓｉｎｇ　）、アノーサイ
ト（ＣａＯ’　Ａｔ２０３　”　２ＳｉＯｓ＋　）等を
含有する。又、７エロクロムのスラグはスピネル（Ｍｇ
Ｏ・ＡＺ、、Ｏ，、）が主体で７オルステラ°イト（２
Ｍｇｏ−ｓ１０ｔｌ〕、エンスタタイト（１Ｆｅｏ−８
１０１）、マグネツオ７エライト（ＭｇＯ−ＦＪＯ３）
及びヘルツナイト（１Ｆｅｏ　”　Ａ４０８Ｉ）等を含
有したモース硬度７〜８の硬質で安定な物質である。こ
れらのスラグは耐熱安定性を有し、ｉ、ｏ　ｏ　ｏ℃程
程度上他のシャモットなどの耐火骨材と同等の低い熱膨
張率を示し、性能及び経済性から考えて、鋳造型用とし
て最も好しい。これらのスラグ粉砕品は所定の粒度に調
整したものである。粒度は面の転写精度を考慮すると５
１！ＩＩ程度以下が好ましい。スラグ粉砕品はセメント
質物質１００重量部に対し、２，０００重量部筐で使用
することが好ましい。２，０００重量部を越えるとセメ
ント質物質の量が著しく低下するため、良好な転写面を
得ることが困難となる。但し、プレパックドやポストパ
ックド工法等の特殊な工法を用いる場合はこの限りでは
ない。

本発明においては、前記各種配合材料に水を加えて混練
物となし、鋳造型の製造を行なうものである。使用水量
はセメント質物質１００重量部に対して１２〜３．００
０重量部が好ましい。１２重量部未満では混線物とする
ことが出来ず、３．０００重量部を越えると水、セメン
ト質物質及びスラグ粉砕品が材料分離を起こし、混線物
は鋳造型となシ得ない。

以上の材料の他に本発明においては補強材として各種繊
維などを使用することもできる。

然又は合成の鉱物繊維、炭素＃！維、ガラス繊維、及び
ポリプロピレン、ビニロン、アクリロニトリル及びセル
ロース等の天然又は合成の有機繊維等があげられる。ま
た、補強として従来より用いられているその他の補強材
、例えば、鋼棒やＦＲＰロッドを用いることも可能であ
る。特に各種繊維は鋳造型におけ６熱衝撃によるひび割
れ防止に有効である。

練り混ぜ方法や投入順序には特に制限はなく１、上記材
料が均一に混練されれば良い。

鋳造型の製造方法としては、特に限定されるものではな
く、通常の方法が使用できるが、例えば良好な転写性を
確保する為、流し込み時に振動を混練物にかける方法な
どがある。

混練物から製造して得られた鋳造型は養生されるが、養
生条件にも特に制限はない。しかし、金属鋳造時に鋳造
型に水分が多量に残存している場合、該水分による水蒸
気爆発やガス発生が起こり、安全面や製品品質の点から
問題が発生する為、鋳造型ｆｅｔ気炉及びガスバーナー
などで充分乾燥し、悪影響を与える水分全蒸発させるこ
とが必要である。

本発明による鋳造型の構造には通常の鋳造型と同様に必
要に応じ、受口、湯口、湯口底、湯道、湯道光、賜り、
ガス抜き、押湯及び冷し金等を組み込むことも轟然可能
である。

鋳造金属としては彌靭鋳鉄、耐磨耗鋳鉄、チルド鋳鉄及
び球状黒鉛鋳鉄等の鋳鉄；＠：合金鉄：青銅、アルミニ
ウム青銅及びシルシン１を鋼等の銅合金；アルミニウム
ー銅母合金、アルミニウムーケイ素母合金、アルミニウ
ムーニッケル母合金及びアルミニウムーマンガン母合金
等のアルミニウム合金及び亜鉛合金等が使用できる。

又、鋳造方法としては通常の重力を用いた鋳造法の他に
、ロストワックス法、ダイキャスト鋳造法、遠心鋳造法
及び真空鋳造法等種々の方法が可能である。

〈実施例〉 以下、本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。

実施例１ 第１表に示す配合を用いて、第１図に示す歯車形状の鋳
造型と底面半径６朋、長さ１５麿の円柱状の熱膨張収給
測定用の供試体を製造した。製造後、鋳造型と供試体を
１５０゛Ｃで１日間乾燥した後、更に鋳造型の製品面と
供試体（ｉ−筐んべんなくアセチレンがスバーナーであ
ぶり、表面の水和水を脱水させた。

これらの鋳造型に、各々溶融した低融点合金（ＺＡＳ、
融点３８０’Ｏ）、アルミニウム（ｍＡ６７０℃〕及び
鋳鉄（融点約１，３００℃）ｆｔ流し込んた結果を第１
表に示す。

又、これら供試体の熱膨張収縮の測定結果ｔ−第２図に
示す。

本発明による鋳造型は安定な熱膨張軍ヲ示し、ムＳ１ア
ルミニウム鋳鉄いずれの金属を鋳造しても、面の転写性
及び寸法精度に優れた良好な製品が得られることがわか
った。

実施例２ 第６図に示す精密機械部品用ろう模型表面に厚さ１０１
程度ｉｃ第２表に示す配合による水硬性材料を刷毛で塗
布した。６時間後水硬性材料が充分硬化した後、該模型
を′１気炉中で１，０００　′０．１０分間加熱し、脱
ろうした。こうして製造した本発明の鋳造型に溶融した
鋳鉄（融点約１．３００’Ｃ）を流し込み、精密機械部
品を得た。出来上った精密機械部品は面の転写性及び寸
法精度に優れた良品であった。

第２表 〈使用材料〉 増粘＊Ｉメチルセルロース。「メトローズ９０ＨＪ（信
越化学工業（株〕裂〕 水二水道水 硬化促進剤；炭酸リチウム（試薬〕：クエン酸（試薬）
＝０．０６：　０．０２ その他は実施例１と同様 〈発明の効果〉 本発明により鋳造型の製造が簡易で、しかも安価であり
、鋳造金属に代表される製品材質が限定されず、表面の
転写性に優れ、寸法安定性を含む耐熱性に優れた鋳造型
が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は歯車形状の鋳造型の略図である。 第２図は実施例及び比較例の熱膨張収縮曲線である。実
線は比較例である実験／Ｉ６１の、又点線は実施例であ
る実験腐２の曲線を示す。 第３図は精密機械部品用ろう模型の略図である。 １・・・湯口 ２・・・湯道 ３・・・製品部分 特許出願人　電気化学工業株式会社 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）セメント質物質及びスラグ粉砕品を主成分とする
   水硬性材料を混練してなる鋳造型。