JPH0236343B2 - - Google Patents

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JPH0236343B2
JPH0236343B2 JP60135796A JP13579685A JPH0236343B2 JP H0236343 B2 JPH0236343 B2 JP H0236343B2 JP 60135796 A JP60135796 A JP 60135796A JP 13579685 A JP13579685 A JP 13579685A JP H0236343 B2 JPH0236343 B2 JP H0236343B2
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JP
Japan
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flower
mold
coating
coating layer
base material
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JP60135796A
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JPS61293625A (ja
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Yoshimitsu Oota
Takeshi Yoshida
Heihachiro Nishama
Masaaki Mizuguchi
Masuhiro Goto
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Nippon Stainless Steel Co Ltd
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Nippon Stainless Steel Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は、有機自硬性鋳型を使用した鋳物の浸
炭、浸硫防止法、さらには鋳込み時にみられる溶
湯表面から内部に向かつてみられる浸炭、浸硫を
防止するとともに、鋳物の肌荒れを防止する方法
に関する。 (従来の技術) 有機自硬性鋳型、つまり常温自硬性の有機物質
を粘結材として使用した鋳型は、フラン樹脂系と
フエノール樹脂系とウレタン樹脂系とに大別さ
れ、例えばフラン鋳型、フエノール鋳型、オイル
ウレタン鋳型、フエノールウレタン鋳型などは造
形の容易さ、高い鋳型強度、型バラシ作業が容易
であることおよび砂回収率が高いことなど、数多
くの有用な点がみられることから従来の生型、乾
燥型及びCO2ガス型などの無機自硬性鋳型に代わ
る方法として近年鋳物生産部門に広くその導入が
進んでいる。 しかしながら、有機自硬性鋳型では使用される
有機結合剤が鋳込み時に熱分解して、CO、CO2
などの炭素系ガス、更にフラン系およびコールド
ボツクス系ではH2S、SO2などの硫黄系ガスが発
生し、そのガスと溶湯との接触により鋳物表面層
に浸炭及び浸硫の現象が認められ、薄肉鋳物の場
合で約1mm程度、厚肉鋳物の場合では約5mm程度
まで浸炭及び浸硫が生ずることが知られている。
そのため、従来、有機自硬性鋳型を用いてステン
レス鋼鋳鋼、例えば極低炭素オーステナイト系ス
テンレス鋼鋳鋼(SCS19、SCS16など)を鋳造す
る場合には、高温腐食を含めた耐食性の低下を生
ずる致命的なものとなるため、これらの表面層を
グラインダーなどにより除去することが必要とな
り、これに要する労力により有機自硬性鋳型導入
のため得られる経済的利点の多くが相殺されてし
まう。 従来より、この有機自硬性鋳型による浸炭及び
浸硫を鋳型する対策としては、肌砂にクロマイト
砂を使用したり、或いはNiO又はFe2O3などの金
属酸化物を鋳物砂中に添加することが試みられて
きた。しかし、クロマイト砂を鋳型に使用するこ
とにより浸炭、浸硫を軽減する方法は、クロマイ
ト砂が珪砂に比べて高価であること、珪砂との混
合による鋳型の高温強度の低下と焼着助長を防ぐ
ために砂回収に際し珪砂とクロマイト砂とを分離
する必要があること、さらにクロマイト砂使用に
よる有機結合剤の消費量増加などの経済的に不利
な要素が数多くなるとともに浸炭及び浸硫の防止
効果も不十分である。更にNiO又はFe2O3を鋳型
中に添加する方法も浸炭、浸硫防止効果が不十分
であるばかりでなく鋳型強度の低下と有機結合剤
の消費量増加を招くなどの欠点がある。その他、
塗型剤中にFe2O3を添加したり或いは2CaO・
SiO2、CaCO3等をそれぞれ単独に添加すること
も試みられているが、これらも上記方法と同様に
その浸炭、浸硫防止の効果が不十分である。 また、有機自硬性鋳型による浸炭および浸硫を
防止するために、例えばFe2O3あるいはMnやNi
等の各種酸化物を添加した塗型剤を用いた場合、
鋳込時にこの塗型剤から発生するCO、H2、O2
のガスによつて、鋳肌に凹凸が生ずるいわゆる肌
荒れが鋳物の薄肉部分や小物品に顕著にあらわれ
たり、厚肉部分ではクロマイト砂を使用しても焼
着を生ずる等の問題点があつた。 (発明が解決しようとする問題点) 本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消す
る新規な方法を提供することである。 すなわち本発明の目的は、単に塗型剤を鋳型に
塗布するという極めて簡単な操作だけで、従来か
ら問題となつていた、有機自硬性鋳型にみられる
浸炭および浸硫を同時に防止するとともに肌荒れ
や焼着をも効果的に防止して、有機自硬性鋳型を
全ての鋳物製造の分野に適用することを可能なら
しめる方法を提供することである。 (問題点を解決するための手段) 本発明者らは有機自硬性鋳型にみられる浸炭、
浸硫を防止すべく種々検討を重ねた結果、クロマ
イトフラワーその他を基材としてこれにFe2O3
び2CaO・SiO2を配合してなる塗型剤を開発し、
特願昭56−143197号(特開昭58−44945号)とし
て提案した。 さらに、本発明者等は、塗型剤の補助基材とし
てオリビンフラワーが有効であることを見い出
し、別途特許出願した。 そして、その後も本発明者らは有機自硬性鋳型
の浸炭、浸硫防止さらには肌荒れ防止について研
究、開発を続けたところ、Fe2O3および2CaO・
SiO2あるいはオリビンフラワーを補助基材とし
て含む上記塗型剤と従来の塗型剤とを各層に塗布
することによつて、すぐれた浸炭、浸硫防止効果
さらには肌荒れおよび焼着防止効果がみられるこ
とを見い出して本発明を完成した。 従来、有機自硬性鋳型の焼着防止にはジルコン
フラワーを基材とした塗型剤を使用してきたが、
浸炭、浸硫防止には効果がなかつた。一方、上述
のように浸炭、浸硫防止のために開発された塗型
剤にあつては、それらを単一層として鋳型表面に
塗布した場合、特に小物品の場合には肌荒れが顕
著に現われたり、塗型剤と溶湯とが反応して溶湯
の侵入が容易になり、焼着が発生しがちである。
一方、本発明者等は、かかる場合にあつて上記塗
型剤を塗布してからさらに第2層として、特にジ
ルコン系塗型剤の塗布層が存在すると上述のよう
な肌荒れや溶湯の侵入による焼着は効果的に防止
されると共に、浸炭、浸硫防止効果も最良である
ことを見出したのである。 よつて、本発明の要旨とするところは、有機自
硬性鋳型表面に、クロマイトフラワーとFe2O3
2CaO・SiO2またはオリビンフラワーとを基材と
して含む塗型剤を塗布して第1塗型層を設け、次
いで、該第1塗型層のうえに、ジルコンフラワ
ー、ムライトフラワー、アルミナフラワーおよび
シヤモツトフラワーから成る群から選ばれた1種
または2種以上を基材として含む塗型剤を塗布し
て第2塗型層を設けることを特徴とする、有機自
硬性鋳型の浸炭、浸硫防止法である。 さらに、別の態様にあつては、本発明の要旨と
するところは、有機自硬性鋳型表面に、クロマイ
トフラワーとFe2O3+2CaO・SiO2またはオリビ
ンフラワーとを基材として含む塗型剤を塗布して
第1塗型層を設け、次いで、該第1塗型層のうえ
に、ジルコンフラワー、ムライトフラワー、アル
ミナフラワーおよびシヤモツトフラワーから成る
群から選ばれた1種または2種以上を基材として
含む鋳型剤を塗布して第2塗型層を設け、さら
に、該第2塗型層のうえに、クロマイトフラワー
とFe2O3+2CaO・SiO2またはオリビンフラワー
とを基材として含む鋳型剤を塗布して第3塗型層
を設けることを特徴とする、有機自硬性鋳型の浸
炭、浸硫防止法である。 ここに、「オリビンフラワー」とはかんらん石
を粉砕して得たもので、一般にMg2SiO4
Fe2SiO4の組成を有するものとして記述される。 また、有機自硬性鋳型としては、特に制限され
ないが、すでに述べたように、フラン樹脂系とフ
エノール樹脂系とウレタン樹脂系とに大別され、
例えばフラン鋳型、フエノール鋳型、オイルウレ
タン鋳型、フエノールウレタン鋳型等が包含され
る。 (作用) 塗型剤は、一般に骨材と呼ばれる基材に各種添
加材を加えて溶媒にて液状にしたものである。基
材としては塗型材に耐火性を付与するとともに鋳
込み金属と鋳型との反応を防止する作用を示すも
ので、本発明にあつては、第1鋳型層および必要
により第3鋳型層を構成する塗型剤における基材
の組合せをクロマイトフラワーとFe2O3
2CaO・SiO2および/またはオリビンフラワーと
に限定するとともに第2塗型層を構成する塗型剤
における基材の組合せをジルコンフラワー、ムラ
イトフラワー、アルミナフラワー、シヤモツトフ
ラワー、及びクロマイトフラワーから成る群から
選んだ1種又は2種以上に限定するものである。 即ち、本発明によれば、 (1) 第1塗型層または第3塗型層の塗型剤の基材
としてFe2O3+2CaO・SiO2またはオリビンフ
ラワーを、好ましくは重量比にてクロマイトフ
ラワー20〜95%、オリビンフラワーあるいは
Fe2O3+2CaO・SiO2またはそれらの混合物5
〜80%の混合比率となるように同時添加し、 (2) 第2塗型層の塗型用基材としてジルコンフラ
ワー(ZrSiO4)、ムライトフラワー(3Al2O3
2SiO2)、アルミナフラワー(Al2O3)、シヤモ
ツトフラワー(Al2O3・2SiO2)、クロマイトフ
ラワー(FeCr2O4)などの耐火物粒子の1種及
び2種以上を使用するものである。 上記塗型剤における各成分の配合方法、その他
必要に応じ添加される添加剤の種類、量について
は特に制限されることはなく、塗型用基材を分散
させる溶剤としては水、或いはアルコール類、キ
シロール等の揮発性有機溶剤が使用され、又塗型
剤に一般的に配合される添加剤、例えば界面活性
剤、沈降防止用の分散剤、溶剤に溶けその除去後
に強い皮膜を形成できるような無機物質、或いは
有機物質からなる粘結剤、チキソトロピー性を付
与するために配合されるベントナイト、アルギン
酸ソーダなどはもとより熱間強度をあげるための
水ガラス、コロイダルシリカ、エチルシリケート
などを配合することは本発明の実施に際し、自由
に行い得るものである。 本発明は上記の如き構成よりなるものであるの
で、本発明による二層あるいは三層の塗型層は、
第1層および第3層の塗型剤が鋳込みの際に、そ
の熱によつてFe2O3+2CaOSiO2あるいはオリビ
ンフラワーが反応してフアイヤライト或いはフエ
ライトカルシウムなどからなる低融点化合物を生
成し、それらがさらにクロマイトフラワーなどの
塗型用基材と焼結し緻密で強固な障壁膜を形成す
るものと考えられる。その結果、鋳型中の有機結
合剤の分解ガスはその侵入を阻まれるので、浸
炭、浸硫が阻止されるのである。 一方、第2塗型剤として塗布される従来の耐火
性塗型剤は、それが塗布されることにより溶湯側
からの溶湯の侵入は完全に阻止され、しかも焼結
障壁の多孔質部分には鋳型側からの緻密な低融点
化合物の浸透がみられるため一層堅固な障壁層を
構成することができ、焼着はもちろん、肌荒れが
防止できるのである。 本発明においてFe2O3+2CaO・SiO2またはオ
リビンフラワーは低融点酸化物を生成させるばか
りでなく、酸化物としての作用をもつ重要な添加
物の1つであるが、5%未満ではその効果はな
く、又80%を超えるとその効果が飽和し、かつ作
業性を悪化する。このように、Fe2O3+2CaO・
SiO2またはオリビンフラワーは低融点酸化物を
生成するとともにクロマイトフラワーなどの塗型
基材との間に緻密な焼結層を形成して鋳型からの
COxおよびSOx系の分解ガスを遮断する。 なお、本発明において利用する塗型基材は上記
添加物の配合比率に応答し、所期の目的を達成す
るために必要な混合比率である。 第2塗型層を構成する従来の塗型剤の組成につ
いては、特に制限されず、従来市販のものをその
まま使用できるが、必要に応じて各種酸化物を添
加してもよい。 鋳型表面に上述の塗型剤を塗布するに際して
は、刷毛塗り、ロール塗り、スプレーによる方法
等があり、本発明の場合いずれでもよい。一旦そ
れらの塗型剤を塗布してから乾燥させ、これを通
常1回から2回繰り返して第1塗型層とする。そ
して、そのうえに別種の塗型剤を同様にして塗布
し、第2塗型層とする。1つの層の厚みは一般に
約0.3〜0.9mm程度である。 次に、本発明の特徴を実施例によりさらに具体
的に説明する。 実施例 下記組成の塗型剤をそれぞれ調製し、いくつか
組合せを変えてクロマイト砂を使つたフラン樹脂
硬化型の有機自硬性鋳型の表面に塗布して浸炭、
浸硫に対する抵抗性および焼着、鋳肌荒れ防止効
果について評価した。 塗型剤−A 塗型基材 クロマイトフラワー 58% 基材助材 オリビンフラワー 10% 溶剤 水 30% 粘結剤 メタリン酸ナトリウム 2% 安定剤 ベンナイト 1.5% 界面活性剤 ナフテン石鹸 0.5% 塗型剤−B 塗型基材 クロマイトフラワー 58% 基材助材 Fe2O3 4% CaO 2% SiO2 2% 溶剤 水 30% 粘結剤 メタリン酸ナトリウム 2% 安定剤 ベンナイト 1.5% 界面活性剤 ナフテン石鹸 0.5% 塗型剤−C 塗型基材 ジルコンフラワー 58% 溶剤 水 27% 粘結剤 水ガラス 2% 安定剤 セルローズエーテル 1% 以上の各塗型剤を配合調整した後、クロマイト
砂98.72%、フラン樹脂0.8%、パラトルエンスル
ホン酸0.48%から成るフラン樹脂鋳型を用いて六
角柱状の中子の形態の試験材(SCS19)を鋳込み
(鋳込重量:60Kg)、その試験材の鋳肌状況と表面
から炭素及び硫黄の化学分析を行い、浸炭及び浸
硫の程度を調査した結果を下掲表にまとめて示
す。
【表】 (効果) 以上説明したように、本発明の塗型剤の塗布方
法を用いると、有機自硬性鋳型を用いながらも鋳
物の表面に浸炭及び浸硫がなく、かつ鋳肌のきれ
いな鋳物製造を行うことができるので、その工業
的価値は極めて大きい。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 有機自硬性鋳型表面に、クロマイトフラワー
    とFe2O3+2CaO・SiO2またはオリビンフラワー
    とを基材として含む塗型剤を塗布して第1塗型層
    を設け、次いで、該第1塗型層のうえに、ジルコ
    ンフラワー、ムライトフラワー、アルミナフラワ
    ーおよびシヤモツトフラワーから成る群から選ば
    れた1種または2種以上を基材として含む鋳型剤
    を塗布して第2塗型層を設けることを特徴とす
    る、有機自硬性鋳型の浸炭、浸硫防止法。 2 有機自硬性鋳型表面に、クロマイトフラワー
    とFe2O3+2CaO・SiO2またはオリビンフラワー
    とを基材として含む塗型剤を塗布して第1塗型層
    を設け、次いで、該第1塗型層のうえに、ジルコ
    ンフラワー、ムライトフラワー、アルミナフラワ
    ーおよびシヤモツトフラワーから成る群から選ば
    れた1種または2種以上を基材として含む鋳型剤
    を塗布して第2塗型層を設け、さらに、該第2塗
    型層のうえに、クロマイトフラワーとFe2O3
    2CaO・SiO2またはオリビンフラワーとを基材と
    して含む鋳型剤を塗布して第3塗型層を設けるこ
    とを特徴とする、有機自硬性鋳型の浸炭、浸硫防
    止法。
JP13579685A 1985-06-21 1985-06-21 有機自硬性鋳型の浸炭、浸硫防止法 Granted JPS61293625A (ja)

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