JPH07100585A - 崩壊性中子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋳造時に溶湯の中子基体への侵入を防ぐと共
に中子を製造する際の工程数を少なくすること。 【構成】 砂から成る中子基体１１と、中子基体１１の
表面に形成され、粒径１〜１０μｍの耐火物粒子と粒径
０．１〜１μｍの耐火物微粒子とを含有する表面層１２
とを有し、粒径０．１〜１μｍ耐火物微粒子の粒径１〜
１０μｍ耐火物粒子に対する割合を重量比で５０〜７５
％にしたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高圧鋳造に用いると好
適な崩壊性中子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の崩壊性中子としては、特
開昭６４−２２４４９号公報に示されるものが知られて
いる。これは、砂から成る中子基体の表面にジルコン等
の耐火物粒子から成る中間層を形成し、この中間層の表
面にリン片状雲母から成る表面層を形成したものであ
る。

【０００３】又、上記の崩壊性中子は、耐火物粒子を含
有するスラリー中に中子基体を浸した後、加熱乾燥させ
て中子基体の表面に中間層を形成し、更にリン片状雲母
を含有するスラリー中に前記中間層を浸した後、加熱乾
燥させて中間層の表面に表皮層を形成することにより製
造されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した崩
壊性中子であると、中子基体の表面に中間層及び表面層
の２層を形成する必要があるので、この崩壊性中子を製
造する為には前述の如くコーティング→加熱乾燥→コー
ティング→加熱乾燥の４工程が必要になり、非常に工程
数が多くなる。その結果、崩壊性中子の製造時間が多く
なると共に設備が増え、コストアップにつながる。

【０００５】故に、本発明は、鋳造時に溶湯の中子基体
への侵入を防ぐことができると共に製造する際の工程数
を少なくできる崩壊性中子を提供することを、その技術
的課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために本発明において講じた技術的手段は、砂から成
る中子基体と、中子基体の表面に形成され、粒径１〜１
０μｍの耐火物粒子と粒径０．１〜１μｍの耐火物微粒
子とを含有する表面層とを有し、粒径０．１〜１μｍ耐
火物微粒子の粒径１〜１０μｍ耐火物粒子に対する割合
を重量比で５０〜７５％にしたことである。好ましく
は、表面層の厚さを１００μｍ〜２００μｍにしたこと
である。

【０００７】ここで、前記耐火物粒子の粒径を１０μｍ
よりも大きくすると、鋳造時に溶湯が表面層を介して中
子基体に侵入し易くなる。又、粒径が０．１μｍよりも
小さい耐火物微粒子の入手は困難であり、仮に０．１μ
ｍよりも小さい耐火物微粒子を使用したとしても粒径１
〜１０μｍの耐火物粒子へ均一に分散させることが困難
になる。更に、前記耐火物粒子及び前記耐火物微粒子の
粒径は不均一であるので、前記耐火物粒子及び前記耐火
物微粒子の粒径を上記のように限定した。

【０００８】又、前記粒径０．１〜１μｍ耐火物微粒子
の前記粒径１〜１０μｍ耐火物粒子に対する割合が５０
％よりも小さいと、粒子間の隙間の面積が増えるので、
鋳造時に溶湯が表面層を介して中子基体に侵入し易くな
る。一方、前記粒径０．１〜１μｍ耐火物微粒子の前記
粒径１〜１０μｍ耐火物粒子に対する割合が７５％より
も大きいと、崩壊性中子の製造時に７５％の粒径１〜１
０μｍ耐火物粒子を含有する表面層スラリーの中子基体
への侵入量が多くなるので、表面層の厚さを確保した
り、均一にしたりするのが困難になる。

【０００９】更に、表面層の膜厚が１００μｍよりも小
さいと、鋳造時に表面層に侵入した溶湯が中子基体まで
達する危険性がある。一方、表面層の厚さが２００μｍ
よりも大きいと、崩壊性中子の製造時に表面層を加熱乾
燥させる際に表面層にヒビ割れが発生する危険性があ
る。

【００１０】

【作用】上記技術的手段によれば、中子基体の表面に粒
径１〜１０μｍの耐火物粒子と粒径０．１〜１μｍの耐
火物微粒子とを含有する表面層を形成し、粒径０．１〜
１μｍ耐火物微粒子の粒径１〜１０μｍ耐火物粒子に対
する割合を重量比で５０〜７５％にしたので、鋳造時に
溶湯が表面層に侵入し難くなり、中子基体まで到達する
のが抑制される。その結果、鋳造後にエアハンマー等で
振動させれば崩壊性中子を除去することができ、製品に
崩壊性中子が残ることを防ぐことができる。

【００１１】ここで、中子基体に１つの表面層を形成す
るだけで済むので、この崩壊性中子を製造する為の工程
数が２工程（即ちコーティング→加熱乾燥）となり、非
常に工程数が少なくなる。その結果、従来技術と比較し
て崩壊性中子の製造時間が短縮されると共に設備が少な
くなり、コストが低下する。

【００１２】又、第２耐火物層の厚さを１００μｍ〜２
００μｍにすれば、溶湯が中子基体まで侵入するのを確
実に防ぐことができる共に表面層を加熱乾燥させる際に
表面層にヒビ割れが発生するのを防ぐことができる。そ
の結果、鋳造により製造した後の製品に耐火物微粒子が
残ることを確実に防ぐことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００１４】図１は実施例に係る高圧鋳造用崩壊性中子
の断面図であり、図２は図１のおけるＡ部の組織図であ
る。

【００１５】図１及び図２に示す崩壊性中子１０は、エ
ンジンのシリンダブロック，ピストン等を高圧鋳造にて
製造する際に使用される。崩壊性中子１０は、中子基体
１１と、中子基体１１の表面に形成された表面層１２と
を有している。

【００１６】中子基体１１は、砂，有機バインダー及び
耐火物から成る。ここで、有機バインダーにはビニール
系，セルロース系，フェノール系等の樹脂が用いられ、
耐火材にはアルミナ，ジルコン等の比熱の大きいものが
用いられる。

【００１７】表面層１２は、粒径１〜１０μｍの耐火物
粒子，粒径０．１〜１μｍの耐火物微粒子から成り、粒
径０．１〜１μｍ耐火物微粒子の粒径１〜１０μｍ耐火
物粒子に対する割合は重量比で５０〜７５％である。
又、この表面層１２の厚さは１００〜２００μｍであ
る。

【００１８】上記の如く構成された崩壊性中子１０は、
中子基体１１を表面層１２のコーティング液に浸した
後、加熱乾燥させて中子基体１１の表面に表面層１２を
形成することにより得られる。

【００１９】図３は上記の如く構成された崩壊性中子１
０を用いた高圧鋳造装置２０の断面図である。図３を参
照して崩壊性中子１０を用いた高圧鋳造方法について説
明する。

【００２０】まず、高温のアルミニウム溶湯を高圧でゲ
ート２４を介して上型２１と下型２２と崩壊性中子１０
とにより形成された製品の形状を呈するキャビティー２
３内に注入した。次に、キャビティー２３内に充填した
アルミニウム溶湯を冷却して凝固させた。上型２１と下
型２２を取り外した後、エアーハンマーにて製品及び崩
壊性中子１０に振動を与え、崩壊性中子１０を完全に崩
壊させて目的の製品を得た。

【００２１】図４は表面層１２内の粒径０．１〜１μｍ
耐火物微粒子の粒径１〜１０μｍ耐火物粒子に対する割
合（重量％）と鋳造時の溶湯の侵入深さとの関係を示し
たグラフである。図４から明らかなように、粒径０．１
〜１μｍ耐火物微粒子の割合が５０％よりも小さい場
合、鋳造時に溶湯が表面層に侵入し易くなっている。こ
れは、粒子間の隙間全体の面積が増えるためと考えられ
る。一方、前記粒径０．１〜１μｍ耐火物微粒子の割合
が７５％よりも大きいと、崩壊性中子１０の製造時に多
量の表面層スラリーが中子基体１１へ侵入し、表面層の
厚さを確保したり、均一にしたりするのが困難であっ
た。従って、本実施例では、粒径０．１〜１μｍ耐火物
微粒子の粒径１〜１０μｍ耐火物粒子に対する割合（重
量％）を５０〜７５％としている。

【００２２】図５は表面層１２の厚さとアルミニウム溶
湯の中子基体１１への侵入の有無及び崩壊性中子１０の
製造する過程での表面層１２のヒビ割れを示した説明図
である。図５から明らかなように、表面層１２の厚さが
１００μｍより小さい場合、高圧鋳造時にアルミニウム
溶湯が中子基体１１へ侵入した。一方、表面層１２の厚
さが２００μｍよりも大きい場合、崩壊性中子１０を製
造する過程において表面層１２を加熱乾燥させる際に表
面層１２にヒビが発生した。従って、本実施例では、表
面層１２の厚さを１００〜２００μｍとしている。この
場合、図５から明らかなように、高圧鋳造時にアルミニ
ウム溶湯の中子基体１１への侵入がなく、更に、表面層
１２を加熱乾燥させる際に表面層１２にヒビが発生しな
かった。

【００２３】以下、具体的な実施例について説明する。

【００２４】〔実施例〕ケイ砂（粒度．ＡＦＳ．ＦＮ５
４）をフェノール樹脂により結合させることにより中子
基体（抗折力５０kgf/cm² ）を形成した。

【００２５】次に、平均粒径５μｍのアルミナ２５部，
平均粒径０．５μｍのアルミナ７５部，粘土質１部，ビ
ニール系樹脂２部，その他０．９部，水２２部を混合し
て表面層スラリーを調整し、その粘度を５００〜１５０
０ｃｐとした。次いで、この表面層スラリー中に前記中
子基体を２秒間浸した後、１３０℃で２０分間加熱乾燥
して中子基体の表面に厚さ１５０μｍの表面層を形成
し、目的の崩壊性中子を得た。

【００２６】上記崩壊性中子を図３に示す鋳造装置２０
のキャビティー２３に設置し、６５０℃のアルミニウム
溶湯を鋳造圧７００kgf/cm² でキャビティー２３内に注
入した後、キャビティー２３内に充填したアルミニウム
溶湯を冷却して凝固させた。

【００２７】このとき、微量のアルミニウム溶湯が表面
層に侵入するが、表面層の厚さが１５０μｍであるの
で、その溶湯は中子基体まで到達する前に凝固した。次
に、上型２１と下型２２を取り外した後、エアーハンマ
ーにて製品及び崩壊性中子に振動を与えたところ、３０
秒で崩壊性中子が完全に崩壊し、製品を得た。ここで、
この製品には崩壊性中子が残っていなかった。

【００２８】尚、本実施例では崩壊性中子を高圧鋳造用
として用いたが、本発明はこれに限定される必要は全く
なく、例えば、低圧鋳造，重力鋳造等にも適用できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、以下の如く効果を有する。

【００３０】中子基体に表面層を１つ形成するだけで鋳
造時の溶湯の中子基体への侵入が防がれるので、この崩
壊性中子を製造する為の工程数が２工程（即ちコーティ
ング→加熱乾燥）となり、非常に工程数が少なくなる。
その結果、従来技術と比較して崩壊性中子の製造時間が
短縮されると共に設備が少なくなり、コストが低下す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る崩壊性中子の断面図である。

【図２】図１におけるＡ部拡大断面図である。

【図３】図１の崩壊性中子を用いた鋳造装置の要部断面
図である。

【図４】図１の崩壊性中子の表面層内の粒径０．１〜１
μｍ耐火物微粒子の粒径１〜１０μｍ耐火物粒子に対す
る割合（重量％）と鋳造時の溶湯の侵入深さとの関係を
示したグラフである。

【図５】本実施例に係る表面層の厚さとアルミニウム溶
湯の中子基体への侵入の有無及び崩壊性中子の製造する
過程での表面層１２のヒビ割れの有無を示した説明図で
ある。

【符号の説明】

１０ 崩壊性中子 １１ 中子基体 １２ 表面層

フロントページの続き (72)発明者 鈴 木 雅 則 愛知県碧南市田尻町４丁目29番地 三河鉱 産株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砂から成る中子基体と、 前記中子基体の表面に形成され、粒径１〜１０μｍの耐
   火物粒子と粒径０．１〜１μｍの耐火物微粒子とを含有
   する表面層とを有し、 前記粒径０．１〜１μｍ耐火物微粒子の前記粒径１〜１
   ０μｍ耐火物粒子に対する割合が重量比で５０〜７５％
   であることを特徴とする崩壊性中子。
2. 【請求項２】 前記表面層の厚さは１００μｍ〜２００
   μｍであることを特徴とする請求項１記載の崩壊性中
   子。