JPH07112619B2 - セラミックス被覆鋳造法 - Google Patents
セラミックス被覆鋳造法Info
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- JPH07112619B2 JPH07112619B2 JP63260270A JP26027088A JPH07112619B2 JP H07112619 B2 JPH07112619 B2 JP H07112619B2 JP 63260270 A JP63260270 A JP 63260270A JP 26027088 A JP26027088 A JP 26027088A JP H07112619 B2 JPH07112619 B2 JP H07112619B2
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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、金型、中子の両方あるいは何れか一方にセラ
ミックス溶射被膜を形成しておき、溶融金属を鋳込むこ
とにより鋳造品の外表面又は内表面あるいは両者にセラ
ミックス被覆を転写保持するセラミックス被覆鋳造法に
関する。
ミックス溶射被膜を形成しておき、溶融金属を鋳込むこ
とにより鋳造品の外表面又は内表面あるいは両者にセラ
ミックス被覆を転写保持するセラミックス被覆鋳造法に
関する。
従来、被覆鋳造法としては、特開昭49-1429号公報及び
特開昭57-62851号公報等によって知られている。
特開昭57-62851号公報等によって知られている。
しかしながら、前者は金属被覆の鋳造法であり、かつ溶
射層ａと鋳造品表面ｂとの結合は第３図に例示したよう
に該溶射層ａ表面の凹凸ａ′…を利用した機械的結合に
過ぎず、為に両者の密着力が弱く、摺動部品等に使用す
ると剥離し易い等の理由により実用化に至っていないの
が現状である。
射層ａと鋳造品表面ｂとの結合は第３図に例示したよう
に該溶射層ａ表面の凹凸ａ′…を利用した機械的結合に
過ぎず、為に両者の密着力が弱く、摺動部品等に使用す
ると剥離し易い等の理由により実用化に至っていないの
が現状である。
又、後者の被覆鋳造法は、溶射材料についてセラミック
スを含め特に限定していないが、セラミックスは化学的
に安定で、融点が高く、反応性に乏しい点を考えると、
当該公報に記載されている通り、中間層の選択と、鋳造
後の加圧焼結等の皮膜強化処理が非常に重要となる。
スを含め特に限定していないが、セラミックスは化学的
に安定で、融点が高く、反応性に乏しい点を考えると、
当該公報に記載されている通り、中間層の選択と、鋳造
後の加圧焼結等の皮膜強化処理が非常に重要となる。
そこで、セラミックスと溶融金属との中間層をTi等の活
性金属とすることが現在研究されているが、充分な密着
力を得ることは困難である。これを改善する方法として
は、加圧焼結等の後処理をする方法があるが、この加圧
焼結には高温、高圧を必要とし、かつ余分な工程が加わ
る為、コストアップする問題点を有している。
性金属とすることが現在研究されているが、充分な密着
力を得ることは困難である。これを改善する方法として
は、加圧焼結等の後処理をする方法があるが、この加圧
焼結には高温、高圧を必要とし、かつ余分な工程が加わ
る為、コストアップする問題点を有している。
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、耐熱
性、耐摩耗性等に優れたセラミックス溶射被膜を、鋳造
品の外表面又は内表面あるいは両者に強固に転写結合す
ることのできるセラミックス被覆鋳造法を提供しようと
するものである。
てなされたものであり、その目的とするところは、耐熱
性、耐摩耗性等に優れたセラミックス溶射被膜を、鋳造
品の外表面又は内表面あるいは両者に強固に転写結合す
ることのできるセラミックス被覆鋳造法を提供しようと
するものである。
上記目的を達成する為に、本発明におけるセラミックス
被覆鋳造法は、中子の表面に気孔率を高めた溶射条件に
てセラミックスを溶射してセラミックス溶射被膜層を形
成し、該中子を金型内に保持しダイカストあるいはスク
イズ等の高圧鋳造法にて溶融金属を鋳込むことにより、
上記セラミックス溶射被膜層に溶融金属を物理的に浸透
結合させ、溶融金属の冷却凝固後前記中子を除去するこ
とにより鋳造品外表面又は内表面あるいは両者にセラミ
ックス被膜を転写保持するようにしたのである。
被覆鋳造法は、中子の表面に気孔率を高めた溶射条件に
てセラミックスを溶射してセラミックス溶射被膜層を形
成し、該中子を金型内に保持しダイカストあるいはスク
イズ等の高圧鋳造法にて溶融金属を鋳込むことにより、
上記セラミックス溶射被膜層に溶融金属を物理的に浸透
結合させ、溶融金属の冷却凝固後前記中子を除去するこ
とにより鋳造品外表面又は内表面あるいは両者にセラミ
ックス被膜を転写保持するようにしたのである。
上記セラミックス被覆鋳造法によれば、中子表面に対す
るセラミックスの溶射を、セラミックス被膜層の気孔率
が大きくなる条件下で行なう。
るセラミックスの溶射を、セラミックス被膜層の気孔率
が大きくなる条件下で行なう。
即ち、溶射条件の一具体例としては、粉末供給量、溶射
距離を、通常の条件よりも増加させてやれば、セラミッ
クス粒子が余り溶解せず、ある程度球状を保ったまま被
覆を形成する状態が得られるので、セラミックス被膜層
には無数の連続、不連続の粒界気孔が形成される。
距離を、通常の条件よりも増加させてやれば、セラミッ
クス粒子が余り溶解せず、ある程度球状を保ったまま被
覆を形成する状態が得られるので、セラミックス被膜層
には無数の連続、不連続の粒界気孔が形成される。
このようにして表面にセラミックス被膜処理された中子
を金型内の所定位置に設置した後、ダイカストあるいは
スクイズ等の高圧鋳造法によってAl合金等の溶融金属を
鋳込むと、鋳造時の高圧が加わって、セラミックス溶射
被膜層に対する溶融金属の浸透作用を起こす為、該セラ
ミックス被膜層に形成された無数の連続、不連続の気孔
は、溶融金属を容易に、かつ深部まで浸透させる為に機
能するので、当該セラミックス被膜層は溶融金属に強固
に転写結合され、為に、密着性の優れたセラミックス被
膜をもつ鋳造品を得ることができる。
を金型内の所定位置に設置した後、ダイカストあるいは
スクイズ等の高圧鋳造法によってAl合金等の溶融金属を
鋳込むと、鋳造時の高圧が加わって、セラミックス溶射
被膜層に対する溶融金属の浸透作用を起こす為、該セラ
ミックス被膜層に形成された無数の連続、不連続の気孔
は、溶融金属を容易に、かつ深部まで浸透させる為に機
能するので、当該セラミックス被膜層は溶融金属に強固
に転写結合され、為に、密着性の優れたセラミックス被
膜をもつ鋳造品を得ることができる。
又、中子の材質については、単純形状で寸法精度が要求
される場合は金属中子を、複雑形状を有するものについ
ては砂中子を使用するのが最良であるが、特にこれらに
限定されるものではなく、他に崩壊性中子の使用も可能
である。
される場合は金属中子を、複雑形状を有するものについ
ては砂中子を使用するのが最良であるが、特にこれらに
限定されるものではなく、他に崩壊性中子の使用も可能
である。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
実施例１ 第１図に示したように、砂中子１に、第１コーティング
２として、水ガラス系の無機バインダーをジルコン粉と
混合したものを塗布し、加熱硬化させる。その上に第
２、コーティング３として、エチルシリケート系の無機
バインダーの層を上記と同様な方法で形成した。
２として、水ガラス系の無機バインダーをジルコン粉と
混合したものを塗布し、加熱硬化させる。その上に第
２、コーティング３として、エチルシリケート系の無機
バインダーの層を上記と同様な方法で形成した。
以上の前処理を終えた砂中子１の表面にAl2Ｏ3-40wt％T
iO2の粉末供給量を増やした条件で気孔率の比較的大き
い溶射被膜層４を200μｍ溶射した。
iO2の粉末供給量を増やした条件で気孔率の比較的大き
い溶射被膜層４を200μｍ溶射した。
このようにして製作した砂中子１を金型内の所定位置に
固定した後、ダイカスト鋳造を行なった。
固定した後、ダイカスト鋳造を行なった。
鋳造後、エアーハンマーにより砂中子１を除去したとこ
ろ、砂落ちも良好でその断面は第２図及び第３図の写真
に示したようにAl合金５がセラミックス被膜層４に充分
浸透しており、該セラミックス被膜層４が強固に結合さ
れた良好な鋳造品が得られた。
ろ、砂落ちも良好でその断面は第２図及び第３図の写真
に示したようにAl合金５がセラミックス被膜層４に充分
浸透しており、該セラミックス被膜層４が強固に結合さ
れた良好な鋳造品が得られた。
尚、第２図において白い部分はAl合金５、斜線部分はセ
ラミックス溶射被覆層４を夫々示し、第３図の写真にお
いて、白い部分はAl合金５を示し、 を示す。
ラミックス溶射被覆層４を夫々示し、第３図の写真にお
いて、白い部分はAl合金５を示し、 を示す。
実施例２ 砂中子１にコロイダルシリカとジルコン粉を混合したも
のを塗布し、加熱硬化させ、その上に第２コーティング
としてシリコン樹脂を上記と同様な方法で形成した。
のを塗布し、加熱硬化させ、その上に第２コーティング
としてシリコン樹脂を上記と同様な方法で形成した。
以上の前処理を終えた砂中子１の表面にCr2Ｏ3の粉末供
給量を増やした条件で気孔率の比較的大きい溶射被覆層
を100μｍ溶射した。
給量を増やした条件で気孔率の比較的大きい溶射被覆層
を100μｍ溶射した。
このようにして製作した砂中子１を金型内の所定位置に
固定した後、スクイズ鋳造を行なった。
固定した後、スクイズ鋳造を行なった。
鋳造後、エアーハンマーにより砂中子１を除去したとこ
ろ砂落ちも良好でAl溶湯はセラミックス溶射被膜層に充
分浸透しており、セラミックス被膜層が強固に結合され
た良好な鋳造品が得られた。
ろ砂落ちも良好でAl溶湯はセラミックス溶射被膜層に充
分浸透しており、セラミックス被膜層が強固に結合され
た良好な鋳造品が得られた。
実施例３ Znの金属中子にAl2Ｏ3を150μｍ溶射したものを、金型
内の所定位置に固定し、ダイカスト鋳造を行なった。鋳
造後400℃で加熱してZn中子を除去したところAlはセラ
ミック溶射被膜層に充分浸透しており、セラミックス被
膜層が強固に結合された良好な鋳造品が得られた。
内の所定位置に固定し、ダイカスト鋳造を行なった。鋳
造後400℃で加熱してZn中子を除去したところAlはセラ
ミック溶射被膜層に充分浸透しており、セラミックス被
膜層が強固に結合された良好な鋳造品が得られた。
尚、上述実施例１、３のダイカスト鋳造条件は下記のと
うりである。
うりである。
ゲート速度 25m/sec 鋳造圧力 760kg/cm2 溶湯材料 ADC-10 上述実施例２のスクイズ鋳造条件は下記のとうりであ
る。
る。
ゲート速度 0.8m/sec 鋳造圧力 900kg/cm2 溶湯材料 ADC-10 又、実施例１、２の砂中子は硅砂（粒度AFS・FN58、抗
折力90kg/cm2）を使用した。
折力90kg/cm2）を使用した。
中子表面へのセラミックス溶射被膜層溶射条件は下記の
通りである。
通りである。
溶射ガンはサーモスプレーガン（メテコ社製5P型）を使
用し、溶射ガンへの粉末供給量を12〜14g/分、溶射距離
を15〜20cmとして、セラミックス溶射被膜層の気孔率が
大きくなるような条件で中子表面に溶射を行なった。
用し、溶射ガンへの粉末供給量を12〜14g/分、溶射距離
を15〜20cmとして、セラミックス溶射被膜層の気孔率が
大きくなるような条件で中子表面に溶射を行なった。
以上説明したように本発明のセラミックス被覆鋳造法
は、気孔率が大きくなるような条件下で溶射して中子表
面に形成したセラミックス溶射被膜層４に高圧鋳造法に
よってAl溶湯を浸透させるようにしたので第２図及び第
３図の写真から明らかなように、セラミックス溶射被膜
層４にAl溶融金属が浸透し、セラミックス溶射被膜層４
とAl溶融金属の界面部が従来例を示した第４図に比べる
とセラミックスとAlの複合化状態となり物理的に強固に
結合してセラミックス被覆の密着性に優れた鋳造品を得
ることができ、従来例のように容易に剥離することはな
い為、例えばシリンダ・ライナーの摺動部のような耐摩
耗性が要求される製品や、シリンダヘッドのエグゾース
トポートの内面のように耐熱性、耐食性が要求される製
品等の鋳造に適し工業的価値は多大であり、又加圧焼結
等のような後処理工程を省くことができるのでコストダ
ウンに貢献する等の効果を奏する。
は、気孔率が大きくなるような条件下で溶射して中子表
面に形成したセラミックス溶射被膜層４に高圧鋳造法に
よってAl溶湯を浸透させるようにしたので第２図及び第
３図の写真から明らかなように、セラミックス溶射被膜
層４にAl溶融金属が浸透し、セラミックス溶射被膜層４
とAl溶融金属の界面部が従来例を示した第４図に比べる
とセラミックスとAlの複合化状態となり物理的に強固に
結合してセラミックス被覆の密着性に優れた鋳造品を得
ることができ、従来例のように容易に剥離することはな
い為、例えばシリンダ・ライナーの摺動部のような耐摩
耗性が要求される製品や、シリンダヘッドのエグゾース
トポートの内面のように耐熱性、耐食性が要求される製
品等の鋳造に適し工業的価値は多大であり、又加圧焼結
等のような後処理工程を省くことができるのでコストダ
ウンに貢献する等の効果を奏する。
第１図は本発明に係るセラミックス被覆鋳造法におい
て、中子表面にセラミックス溶射被膜を形成する一例を
示す拡大断面図、第２図は同鋳造法によって得た鋳造品
とセラミックス被覆との結合状態を示す一部の拡大断面
図、第３図は同鋳造法によって得た鋳造品とセラミック
ス被覆の結合部を示す金属組織の顕微鏡写真、第４図は
従来のセラミックス被覆鋳造法によって得た鋳造品とセ
ラミックス被覆の結合部を示す拡大断面図である。 １……中子、４……セラミックス溶射被膜 ５……Al合金
て、中子表面にセラミックス溶射被膜を形成する一例を
示す拡大断面図、第２図は同鋳造法によって得た鋳造品
とセラミックス被覆との結合状態を示す一部の拡大断面
図、第３図は同鋳造法によって得た鋳造品とセラミック
ス被覆の結合部を示す金属組織の顕微鏡写真、第４図は
従来のセラミックス被覆鋳造法によって得た鋳造品とセ
ラミックス被覆の結合部を示す拡大断面図である。 １……中子、４……セラミックス溶射被膜 ５……Al合金
Claims (1)
- 【請求項１】中子の表面に気孔率を高めた溶射条件にて
セラミックスを溶射してセラミックス溶射被膜層を形成
し、該中子を金型内に保持しダイカストあるいはスクイ
ズ等の高圧鋳造法にて溶融金属を鋳込むことにより、上
記セラミックス溶射被膜層に溶融金属を物理的に浸透結
合させ、溶融金属の冷却凝固後前記中子を除去すること
により鋳造品外表面又は内表面あるいは両者にセラミッ
クス被膜を転写保持することを特徴とするセラミックス
被覆鋳造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63260270A JPH07112619B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | セラミックス被覆鋳造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63260270A JPH07112619B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | セラミックス被覆鋳造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02108447A JPH02108447A (ja) | 1990-04-20 |
| JPH07112619B2 true JPH07112619B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=17345725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63260270A Expired - Lifetime JPH07112619B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | セラミックス被覆鋳造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07112619B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102921923A (zh) * | 2012-10-25 | 2013-02-13 | 江苏大学 | 制备TiC+Al2O3颗粒增强钢基表面复合挖掘机铲齿的方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69617600T2 (de) * | 1995-10-09 | 2002-07-25 | Ahresty Corp., Tokio/Tokyo | Verfahren zum Verbessern der Oberfläche eines Gusswerkstückes |
| US7028744B2 (en) | 2004-03-17 | 2006-04-18 | National Research Council Of Canada | Surface modification of castings |
| US7055574B2 (en) * | 2004-07-27 | 2006-06-06 | Honeywell International Inc. | Method of producing metal article having internal passage coated with a ceramic coating |
| KR100591272B1 (ko) * | 2005-11-21 | 2006-06-19 | 제갈훈 | 전자기기 하우징용 경금속 성형물에 있어서의 성형불량재생방법 |
| CN111842852A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-30 | 兰州理工大学 | 液模锻浸渗制备耐磨耐蚀高强度铜及铜合金结构件的方法 |
| KR20230132480A (ko) * | 2021-01-22 | 2023-09-15 | 오엘리콘 멧코 아게, 볼렌 | 이식된 열 장벽 코팅 시스템 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5762851A (en) * | 1980-09-30 | 1982-04-16 | Natl Res Inst For Metals | Coating casting method |
-
1988
- 1988-10-14 JP JP63260270A patent/JPH07112619B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102921923A (zh) * | 2012-10-25 | 2013-02-13 | 江苏大学 | 制备TiC+Al2O3颗粒增强钢基表面复合挖掘机铲齿的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02108447A (ja) | 1990-04-20 |
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