JPS5852742B2 - 金型遠心力鋳造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はウェットスプレーコーティングを利用する金型
遠心力鋳造法の改良に係り、鋳鉄管を鋳造した後金型か
らこれを取出す際に、金型内面にそのコーティング被膜
厚の一部を積極的に残留せしめるようにし、これによっ
て金型清掃作業の省略化とコーティング被膜再生の簡易
化を図るようにしたものに関する。

鋳鉄管の金型遠心力鋳造に当り、金型内面に適宜粘結剤
を添加した耐火物スラリーをスプレーにより塗布した所
要のコーティング層を被覆形成するいわゆるウェットス
プレーコーティングの実施が普及している。

今ウェットスプレーコーティングの概要及びその塗装方
法を図面について簡単に説明すると、第１図はウェット
スプレーコーティングを用いた遠心力鋳造状態の一例を
現わし、図中１は遠心力鋳造用金型、２はその内面に被
覆形成されたコーティング層、３はコーティング層を介
して金型内面に鋳造された鋳鉄管を示し、４は回転ロー
ラーを示している。

また第２図はウェットスプレーコーティングによる被覆
方法の一例を現わし、予め加熱された金型１内には、移
動自在に配設されたコーティング台車５から延出された
ランス６が挿入されるとともに、ランス先端部に装着さ
れたスプレーノズル７から金型１の回転下に耐火物スラ
リーがスプレー８され、ノズル７を金型軸方向に移動し
て所定厚さのコーティング層２を形成するのである。

このウェットスプレーコーティングの問題点として、従
来は例えは特公昭４８−２５３００号公報や特公昭５２
−８１４号公報にも記載されているように、そのコーテ
ィング厚を増すと生産性、製品品質ともに著しく悪化す
る欠点がみられた。

しかし乍ら、近時本発明者等はその被覆方法を工夫する
ことにより、Ｑ、 ５ ｍｍ以上、１間前後の厚いコー
ティング被膜を形成する場合にあっても、作業能率よく
かつ鋳鉄管を確保できる被覆手段を確立するに至ってい
る。

ところで、このウェットスプレーコーティングを施した
金型に鋳造した後におけるコーティング被膜の状態につ
いて観察すると、そのスプレー直後の被膜性状により鋳
鉄管との付着状況に著しい差異が認められる。

すなわち、金型１から鋳鉄管３を取出すと、第３図に示
す如く鋳鉄管３には付着せず金型１内面にコーティング
被膜２が総て残留している場合と、第４図に示す如く逆
に金型１内面には全くあるいは部分的に残渣２′が残る
のみで殆んどのコーティング被膜２が鋳鉄管３に付着す
る場合、とが見受けられるのである。

しかして、これらの各場合について鋳造された鋳鉄管の
品質、金型への影響更には鋳造サイクルの上で問題とさ
れる作業性について検討すると、次の通りである。

ａ 鋳鉄管に付着しない（第３図の）場合０ 鋳鉄管の
鋳肌面に不良（凹みやピンホール）が発生する。

○ 金型内に残留したコーティング被膜は熱影響を受け
て粘結剤が劣化しており、ブラシ等総て除去しなければ
ならない。

ｂ 鋳鉄管に殆んど付着する（第４図の）場合Ｏコーテ
ィング被膜が比較的薄い場合で、金型に与える熱影響が
大きい。

○ 部分的に残った被膜残渣はやはりブラシ等で除去す
る必要がある。

以上のように、いずれの場合も鋳鉄管の健全性金型への
熱影響の面からは一長一短があり、しか−も鋳鉄管を引
抜後鋳造サイクルを繰り返すためには、ともに金型内面
の清掃工程が不可欠とされる。

すなわち、鋳鉄管の抜出後においては、第６図に示すよ
うにブラッシング台車９に装着される回転ブラシ１０等
をもって金型１内面を清掃しなけれはならず、この点生
産性の低下を余儀なくされ、また金型表面の荒れを補修
する作業も加わり、更には被膜剥離時の粉塵発生による
作業環境の悪化も無視できない問題となっている。

本発明は上記事情に鑑み、鋳鉄管の健全性の確保、金型
への熱影響の軽減等の諸点に勘案しつつも、ウェットス
プレーコーティング被膜の性状を改善工夫することによ
り、鋳鉄管取出後における金型内面の清掃作業を不要と
した画期的な金型遠心力鋳造法を提供せんとするもので
あり、その特徴とするところは、内面に、粘結剤が添加
された耐火物スラリーをスプレーしてコーティング被膜
を形成した金型に鋳鉄管を遠心力鋳造する方法において
、前記粘結剤としてＮａ系ベントナイトを使用し、前記
コーティング被膜の嵩密度を０．４（ｇｒ／ｉ）未満に
形成し、かつ該コーティング被膜厚を０．５ ｍｒｒｔ
以上に形成すると共に、金型内に鋳造した鋳鉄管を取出
す際に、金型内面に上記コーティング被膜厚の一部をほ
ぼ均一な厚さで残留せしめる点にある。

以下本発明について詳述する。

通常、ウェットスプレーコーティング用スラリーの粘結
剤としてＣａ系ベントナイトとＮａ系ベントナイトが使
用されており、本発明者の研究によると、鋳造後のコー
ティング被膜付着状態とその被膜性状とに、下記第１表
のような関係が認められる。

しかして、本発明者は鋳鉄管の製品品質が安定しかつ鋳
鉄管引抜後の金型清掃作業が不要となる製造手段を確立
すべく、被膜性状即ち嵩密度、粘結剤種類、被膜厚さを
変えて種々実験検討を重ねた結果、下記第２表のような
関係を見出した。

但し、表中の記号は各々下記の意味である。

上表の結果についてみれば明らかなように、鋳鉄管を金
型から引き抜いた後のコーティング被膜の付着状態には
、第３図、第４図のように金型もしくは鋳鉄管のいずれ
か一方に付着する場合以外に、その被膜性状の如何によ
っては、その両方に付着する場合が認められる。

すなわち、この場合では第５図に示すように、あたかも
コーティング層２がその被膜厚で部分されたかのように
して、鋳鉄管３にはその内側一部２ｂが、金型１の内面
にはその外側一部２ａが各々はぼ均一な厚さで付着され
、しかもその金型１内面に残留している被膜厚２ａには
良好な被膜状態が保持されているのである。

実際、上記表中の○す、○印を付したものの例では、そ
の金型内に残留している被膜表面は滑らかでかつ一様均
一な状態を維持し、しかもあたかも新たにスプレーコー
ティングを施したのと同様の状態を示しているのが確認
された。

従って、このようにして金型内面に残留されたコーティ
ング被膜では、これを清掃除去する必要はなく、そのま
ま次の鋳造サイクルに必要なコーティング層の一部とし
て利用できるものである。

そこで、このような所期目的のコーティング被膜の付着
分離状態を得るための条件について検討すると、まず鋳
鉄管、金型の両方にコーティング被膜を付着残留せしめ
るためには、コーティング層を嵩密度０．４ （ｇｒ
／ｆｆ１）未満に形成する必要があることが判る。

つまり嵩密度が０．４（ｇｒ／ｃＩ？Ｌ）以上の場合で
は、第２表に示す如く、コーティング被膜が総て金型内
面に残留してしまうためである。

嵩密度が上記上限値を下回る場合にコーティング被膜が
鋳鉄管にも付着する理由については、鋳造時にガス発生
量が少なく従って鋳鉄管−コーティング被膜界面にガス
分離層が形成されないこと、並びに被膜がポーラスであ
るため鋳鉄管からいわゆる足が入ることに起因するもの
と考えられる。

次に第２の条件として、コーティング被膜厚が０．５ｍ
ｍ以上であることが挙げられる。

これはコーティング被膜厚がこれよりも薄いと、鋳造時
の熱影響により被膜厚全体が変質劣化してしまい、逆に
鋳鉄管に殆んど全部付着する結果となるためである。

従って、所期目的を達するためには０．５ ｍｌｌＬ以
上の厚いコーティング被膜を形成する必要があるが、反
面余り厚い被膜ではガス化成分の絶対量が増加して鋳鉄
管の品質に悪影響を及ぼしてくるため、実用的には１．
７ｍｍ程度がその上限となる。

コーティング被膜の性状については以上のような条件が
課されるが、更にそのコーチインク被膜を構成する耐火
物スラリーの種類も大きな影響を与えるものである。

一般に、ウェットスプレーコーティング用のスラリーに
はケイソウ土やシリカ粉末が使用されているが、前記ス
ラリー素材に添加する粘結剤の種類によっては第２表に
示す如くそのコーティング被膜の挙動に顕著な差異が認
められることも事実である。

このような相違は、本質的には両者の変態温度の違いに
帰するものである。

これについて詳しく述べると、鋳鉄管の遠心力鋳造にお
いては、一般に溶湯温度１３００〜１３５０℃で鋳込ま
れ、その時のコーティング被膜厚が１ｍＴＩＬであると
すると、鋳造時の金型表面温度は約４００℃にまで達す
る。

一方被膜中のベントナイトは鋳造製品から熱影響を受け
ると、その中に含まれた結晶水が奪われてセラミック化
し、粘結性を失って劣化してしまうが、この変態温度は
Ｎａ系ベントナイトでは６５０〜７００ ’Ｃと高く、
Ｃａ系ベントナイトでは３００℃前後と低い。

すなわち、Ｎ、ａ系ベントナイトを使用した場合では、
その変態温度が高いため鋳造時に被膜厚全部が劣化する
に至らず、一方Ｃａ系ベントナイトを使用した場合では
、その変態温度が通常の金型昇温温度に比較しても低い
ためその被膜厚全部が劣化してしまうためである。

従って、通常の鋳造方法によっては第２表のように成功
しないＣａ系ベントナイトを使用する場合にあっては、
例えは金型厚を増して熱容量を大にしたりあるいは金型
から積極的に抜熱するために冷却するなど、金型表面温
度を３００℃以下の温度に抑制する手段を講じなければ
ならず、実際の使用上適用し難い点がある。

本発明は、以上述べたように、コーティング被膜の形成
にあたり、粘結剤としてＮａ系ベントナイトを使用し、
被膜の嵩密度を０．４ （ｇｒ ／ｃｒ７Ｌ）未満に形
成し、かつ被膜厚をＯ１５山以上に形成するので、鋳造
後金型から鋳鉄管を取り出した際、鋳鉄管に一部劣化し
たコーティング被膜が付着している一方、その金型内面
には未だ劣化していない良好なコーティング被膜が均一
に残留している状態を容易につくり出すことができるも
のである。

なお、鋳鉄管の取出手段については、被膜剥離の少ない
いわゆる回転引抜き法によるのが好適である。

このような一部コーティング被膜厚の残留している金型
を次の鋳造サイクルに供する場合では、従来のような煩
雑な清掃作業は一切不要で、必要に応じ剥離物のエアー
除去作業を行った後、その上に新たにスプレーコーティ
ングして所定の被膜厚を形成すればよい。

つまり金型に残留するコーティング被膜は繰り返して半
永久的に使用することができ、作業能率の迅速化のみな
らず、コーティング被膜再生の簡易化並びに資材節約の
上でも著しい改善効果が得られる。

以上の通り、本発明は金型遠心力鋳造法について叙述の
所期目的を達成することのできるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はウェットスプレーコーティングを用いた遠心力
鋳造状態−例を現わす縦断面図及びそのＸ−Ｘ矢視断面
図であり、第２図はその塗装方法の一例を現わす縦断面
図である。 第３〜５図はいずれも金型から鋳鉄管を取出す際のコー
ティング被膜の付着分離状態を現わす縦断面図である。 第６図は金型の清掃作業工程−例を示す縦断面図である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内面に、粘結剤が添加された耐火物スラリーをスプ
   レーしてコーティング被膜を形成した金型に鋳鉄管を遠
   心力鋳造する方法において、前記粘結剤としてＮａ系ベ
   ントナイトを使用し、前記コーティング被膜の嵩密度を
   ０．４ （ｇｒ ／ｃｙ７）未満に形成し、かつ該コー
   ティング被膜厚を０．５間以上に形成すると共に、金型
   内に鋳造した鋳鉄管を取出す際に、金型内面に上記コー
   ティング被膜厚の一部をほぼ均一な厚さで残留せしめる
   ことを特徴とする金型遠心力鋳造法。