JPS622898B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、薄肉の鋳物であつても良好な表面硬
化層を形成することのできる鋳込硬化用硬化材に
関するものである。

従来、鋳込硬化用鋳型としては、第１図および
該第１図の−線矢視断面図である第２図に示
すようなものが知られている。

第１，２図において、１はCO₂プロセスやフラ
ンプロセス等で造型された鋳型、２は該鋳型１内
面の一部（所望個所）に設けられた硬化材層で、
該硬化材層２は、主として高炭素フエロ・クロム
粉末、フエノール樹脂、コロイダルシリカおよび
アルコール溶剤の混合物である硬化材を塗布し、
乾燥させたものである。３は鋳型１内面と硬化材
層２面とによつて所望の形に造形された鋳型空所
である。

この鋳型１の上方から鋳型空所３へ溶湯（例え
ば、低炭素鋼）を注入すると、硬化材層２中の高
炭素フエロ・クロムが溶融し、低炭素鋼と合金を
作つて凝固する。この合金層には多量の炭化物が
生じるので、表面層だけ硬い鋳物を鋳造すること
ができる。

第３図はこの鋳物の横断平面図であり、４が鋳
物、５が硬化層、Ｄは該硬化層５の厚さ、Ｔは鋳
物４の肉厚を示す。

しかし、上記の鋳型においては次のような欠点
がある。注入時の溶湯の熱によつて硬化材層２が
溶かされるが、その溶かされる量は溶湯の熱量す
なわち溶湯の温度とその部分の肉厚によつて決ま
る。従つて、肉厚Ｔの薄い鋳物４では、硬化材層
２の溶かされる量が少ないので、硬化層５の厚さ
Ｄは薄いものとなる。一般に、低炭素鋼では注湯
温度を1600℃以上にすると、通常の鋳型では鋳型
反応やガス吸収によつて健全な鋳物を作ることは
困難とされている。本発明者等の経験によれば、
低炭素鋼で注湯温度1600℃の場合、ビツカース硬
さ（Hv）200以上の硬化層５の厚さＤが１mm以上
となる鋳物４の肉厚Ｔは最小約14mmであり、それ
以下では硬化層５の厚さＤが１mm以下となるの
で、一般の機械部品として使用するには不適当と
なることが多い。

本発明は、以上のような欠点を排除できる鋳込
硬化用硬化材を提供するものである。

すなわち本発明は、前記した従来の硬化材であ
る高炭素フエロ・クロム粉末、フエノール樹脂、
コロイダルシリカおよびアルコールに加えて、ア
ルミニウム粉末と酸化剤とを該アルミニウム粉末
と酸化剤との合量が全体量の12〜27wt％となる
ように添加することを特徴とする鋳込硬化用硬化
材に関するものである。

上記酸化剤としては、二酸化マンガン、酸化第
一鉄、酸化第二鉄等の酸化鉄、硝酸ソーダ等が使
用できる。

本発明硬化材は、この酸化剤とアルミニウム粉
末とを、従来からの硬化材成分である高炭素フエ
ロ・クロム粉末、フエノール樹脂、コロイダルシ
リカおよびその溶剤であるアルコールに、酸化剤
とアルミニウム粉末との合量が硬化材全体量に占
める割合で12〜27wt％となるように、混合すれ
ばよい。この硬化材を例えば第１，２図に示すよ
うに鋳型１の所望個所に塗布後、乾燥させて硬化
材層２とする。

本発明硬化材を使用した例えば第１，２図に示
す鋳込硬化用鋳型においても、従来の硬化材を使
用した場合と同様にして鋳造を行なうことがで
き、例えば第３図に示すような鋳物を得ることが
できる。

本発明の硬化材は、アルミニウム粉末および酸
化剤を含んでいるため、注湯後、溶湯熱の助けに
よつて発熱し、溶湯の凝固を遅らせると同時に高
炭素フエロ・クロムと溶湯との合金化を促進する
効果がある。従つて、従来の硬化材では困難であ
つた肉厚Ｔの薄い鋳物４においても所望の硬化層
５を形成させることができる。

本発明者等は、多数の実験の結果、アルミニウ
ム粉末と酸化剤との占める割合が12wt％以下で
は発熱効果が低く従来の硬化材の場合と特に変つ
たところがなく、また25wt％以上では硬化層５
の厚さＤが薄くなると共に硬化層５の硬さも
200Hv以下となるので好ましくないことを確認し
ている。

なお、本発明硬化材は、鉄鋼材料の鋳込硬化用
硬化材として用いられる。但し、鋳造した鋳物全
体の硬さが200Hv以上となるような材質のものに
適用することは無意味であるため、鋳物内部の硬
さが200Hv以下となるような材質、例えば普通鋳
鋼、低合金鋳鋼、さらに砂型鋳造する場合の各種
鋳鉄等への適用が望しい。製品としては堀削用カ
ツターチツプのように耐摩耗性を要するような部
品の鋳造に応用される。

実施例 高炭素フエロ・クロム粉末（7.6wt％Ｃ、3.7wt
％Si、61.0wt％Cr）−250メツシユ37wt％、フエ
ノール樹脂5.0wt％、メチルアルコール35wt％、
コロイダルシリカ2wt％、アルミニウム粉末9wt
％、酸化第二鉄12wt％の混合液を硬化材として
各種肉厚の鋳型（フラン型）内面に塗布し、低炭
素鋼の溶湯を鋳込温度1600℃で注湯した。

この結果、肉厚７mmの薄い鋳物においても、硬
さ200Hv以上の硬化層が厚さ1.2mmで得られた。
この鋳物の非硬化部分（母材）の硬さは140〜
160Hvであつた。

以上のように本発明硬化材を用いた鋳込硬化用
鋳型では、薄肉鋳物でも良好な表面硬化層を得る
ことができ、各種機械部品の製造上非常に有益で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋳込硬化用鋳型の縦断側面図の一例、
第２図は第１図の−線矢視断面図、第３図は
第１，２図に示す鋳型を用いて得られた鋳物の横
断平面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋳物の表面部分のみを硬化させるために鋳型
   内面の一部に付着させておく鋳込硬化用硬化材に
   おいて、その配合成分が高炭素フエロ・クロム粉
   末、フエノール樹脂、コロイダルシリカ、アルコ
   ール、アルミニウム粉末および酸化剤を含み、該
   アルミニウム粉末と酸化剤との合量が全体量の12
   〜25wt％を占めることを特徴とする鉄鋼材料の
   鋳込硬化用硬化材。