JPS5935307B2 - 水溶性鋳型およびその製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はアルミニウム合金、銅合金、鋳鉄および鋳鋼
用などに好適な水溶性鋳型およびその製造法に関するも
のである。

従来金属鋳造用の鋳型として無機粘結剤を用いた鋳型例
えばＣＯ□鋳型や無機自硬性鋳型が用いられている。

これらの鋳型の欠点は鋳造後の崩壊性が悪（、鋳型の除
去に時間を要することである。

また崩壊性の良好な有機粘結剤を用いた鋳型は耐熱性が
不十分と、鋳造時に粘結剤の分解によるガス発生がある
ため鋳造欠陥を生じ易い欠点があった。

この発明の目的は耐熱性が高（、鋳造時にガス発生が少
なく、鋳造抜水によって崩壊する水溶性鋳型およびその
製造法を提供することにある。

この水溶性鋳型は珪砂、アルミナ、マグネシア、ジルコ
ン、オリビン、クロマイトなどの耐火物粒子を燐酸カル
シウムまたは燐酸カルシウムと燐酸との混合物を粘結剤
として成形したものでなかでも珪砂を使用すれば鋳型は
安価に製作できる。

粘結剤としてはＣａＯ／８０５のモル比が０．１〜２．
８５である燐酸カルシウムまたは燐酸カルシウムと燐酸
との混合物を使用する。

Ｃａ Ｏ／ Ｐ２０５のモル比が３．０である化合物は
燐酸３カルシウムが知られている。

しかし燐酸３カルシウムは水に対する溶解度が少（０，
２５ｇ／水１０００ｇ以下）であり、ＣＯ□を含有する
水には若干溶解するがこれも０．７５ｇ／水１０００ｇ
以下である。

しかし燐酸３カルシウム（Ｃａ３ （Ｐ ０４ ）２
）に燐酸（Ｈ３ＰＯ４）を添加すればＣａ３ （
ｐｏ４ ）２は溶解して粘度の高い溶液が得られ、耐火
物粒子を粘結し得ることを見出した。

そして燐酸カルシウムと燐酸を混合した粘結剤は高温に
おいても珪砂と反応せず、珪砂をこの粘結剤によって結
合した鋳型は高温加熱後においても水によって崩壊する
ことがわかった。

本発明でＣａＯ／Ｂ、０！ｉのモル比の範囲を０．１〜
２．８５とした理由はモル比が０．１より小さいかまた
は２．８５より大きいと粘結力が小となり、耐火物粒子
を粘結した場合に光分な強斐が得られないためである。

また酸化カルシウムまたは水酸化カルシウムに燐酸を加
えれば酸化カルシウムまたは水酸化カルシウムは溶解し
、粘度の高い溶液が得られ、耐火物粒子の粘結剤として
使用することができ、この場合もＣａＯ／Ｐ２Ｏ５のモ
ル比が０．１〜２．８５ノ範囲で粘結力が大きい。

燐酸カルシウムと燐酸との混合物に燐酸ナトリウム、燐
酸カリウムを混合した場合には、燐酸ナトリウム、燐酸
カリウムは水に対する溶解度が大きいので鋳型の水溶性
を向上させる。

燐酸亜鉛および燐酸マグネシウムは融点が高く、鋳型の
耐熱性を向上させる。

これらはいずれも水に対する溶解度は小さいが、燐酸が
共存すれば水に溶解し、鋳型の水溶性を妨げることはな
い。

また燐酸カルシウム、酸化カルシウムあるいは水酸化カ
ルシウムの群の中の１つと燐酸からなる粘結剤を耐火物
粒子に・混合して、この混合物を成形後、アンモニアガ
スを通ずると燐酸アンモニウム（ＮＨ８）３ＰＯ，を析
出すると共に粘紀済り中のＣａが燐酸カルシウム（Ｃａ
３ （ＰＯ４）２ ）、燐酸水素カルシウム（Ｃａ
ＨＰＯ４など）として析出し鋳型は自硬硬化する。

〔実施例〕

（１）三浦珪砂７号１００部に燐酸（１００係Ｈ３Ｐ０
４）１．５部、燐酸３カルシウム（Ｃｐｓ （Ｐ ０４
）２）１−０部、水６．０部を加えた混合物を用い
て鋳型を成形した。

２００℃で乾燥後の鋳型は３０％以上の圧縮強さを有し
ていた。

この鋳型を用いて鋳鉄（Ｆｅ１２）およびアルミニウム
合金（ＡＣ４Ａ）を鋳造し、鋳造後の鋳型に注水したと
ころ鋳型は容易に崩壊した。

（２）アルミナ（１２０メツシユ）１００部に水酸化カ
ルシウム（Ｃａ （ＯＨ）２ ） １．３部を燐酸（
１００％）１３ＰＯ４）１．５部に溶解したものを粘結
剤として加えて鋳型を成型し２００℃で乾燥した。

この鋳型は乾燥後４ｏ％以上の圧縮強さを示し、鋳鉄、
およびアルミニウム合金を鋳造することができた。

また鋳造後の鋳型は水によって崩壊した。

（３）王河珪砂７号１００部に燐酸（１００係Ｈ３Ｐ０
４）４．０部、燐酸３カルシウム（Ｃａ３（ＰＯ４）２
）０．２１部、水４部からなる粘結剤（この粘結剤中の
ＣａＨＰＯ４，のモル比は０．１に相当する。

）を加えて鋳型を成形し、２００℃で乾燥した。

乾燥した成形品は２０％以上の圧縮強さを示し、銅合金
、鋳鉄、アルミニウム合金の鋳造に使用できる水溶性鋳
型が得られた。

（４）三浦珪砂７号１００部に燐酸（１００係Ｈ３Ｐ０
４） ０．１４部、燐酸３カルシウム（Ｃａ５（ＰＯ４
）２）４．１部からなる粘結剤（この粘結剤中のＣａＯ
／Ｐ２Ｏ５のモ／１／比は２．８５に相当する。

）を加えて鋳型を成型し２００℃で乾燥した。

乾燥した成形品は２０驚以上の圧縮強さを示し、銅合金
、鋳鉄およびアルミニウム合金の鋳造に使用できる水溶
性鋳型が得られた。

（■ 三浦珪砂７号１００部に燐酸（１００４Ｈ３ＰＯ
４） ２．５部、燐酸３カルシウム２．０部、水３部を
加えた混合物を成形し、アンモニアガスを通じて硬化さ
せた。

成形体は７驚以上の圧縮強さを示し、鋳鉄、銅合金およ
びアルミニウム合金の鋳造に使用できる水溶性鋳型が得
られた。

以上説明したように、本発明によって得られた水溶性鋳
型は耐熱性が高く、鋳造時に鋳型からのガス発生がなく
鋳造後の鋳鉄は水によって容易に崩壊し再使用できるた
め、鋳造工場のクローズドシステム化が可能となり、資
源の有効活用の点で効果が大きい。

またこの鋳型の粘結剤である燐酸および燐酸カルシウム
は人体に害を与えず、排水中のＰＯ４”イオンは燐酸３
カルシウムとして沈澱回収することが容易であり環境汚
染の問題はない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 珪砂、アルミナ、マグネシャ、ジルコン、クロマイ
   ト、オリビンなどの耐火物粒子を基材とし、Ｃａ Ｏ／
   Ｐ２，０５のモル比が０．１〜２．８５でアル燐酸カ
   ルシウム、酸化力ルシュウム、水酸化力ルシュウムから
   なる群の中の１つと燐酸との混合物を粘結剤として成形
   したことを特徴とする水溶性鋳型。 ２ 珪砂、アルミナ、マグネシャ、ジルコン、クロマイ
   ト、オリビンなどの耐火物粒子を基材とし、ｃａｏ／Ｐ
   ２０．のモル比が０．１〜２．８５である燐酸カルシュ
   ラムと燐酸との混合物に、さらに燐酸ナトリウム、燐酸
   カリウム、燐酸マグネシュウム、燐酸亜鉛からなる群の
   中の１つまたは２つ以上を混合した混合物を粘結剤とし
   て成形したことを特徴とする水溶性鋳型。 ３ 珪砂、アルミナ、マグネシャ、ジルコン、クロマイ
   ナ、オリビンなどの耐火物粒子を基材とし、ＣａＯ／Ｐ
   ２Ｏ５のモル比が０．１〜２．８５である燐酸カルシュ
   ラム、酸化カルシュラム、水酸化カルシュラムの群の中
   の１つと燐酸との混合物を粘結剤として成形し、この後
   アンモニアガスを通じて硬化させることを特徴とする水
   溶性鋳型の製造法。