JPS63230249A - セラミツク製鋳型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はセラミック製鋳型に係り、特に、耐熱性、耐久
性に優れ、高品質の鋳物を鋳造することができるセラミ
ック製鋳型に関する。

［従来の技術］ 鋳型は鋳込まれた金属に所定の形状、寸法を与えて、そ
のまま凝固させ、所定の鋳造品を作る目的に使用するこ
とから、鋳型の必要条件としては次のような条件が一般
に望まれる。

■　造型性がよく、適当な強さ、硬さおよび通気度を有
する。

■　適当な熱伝導性を有する。

■　鋳込まれた金属の温度、熱に十分耐える。

■　熱膨張率が小さい。

■　鋳造品に悪影響を及ぼさない。

■　公害、作業環境劣化の原因とならない。

■　反復使用でき、かつ安価である。

従来、鋳型には砂粒を粘結剤とともに成形した砂型、あ
るいは、軟鋼、ベリリウム銅製金型などが用いられてい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 砂型は耐熱性に優れるものの、砂に起因する製品欠陥が
発生し易く、良好な鋳肌が得られないために、鋳造品の
仕上げ処理が容易ではない。また設備が大掛りとなるた
め工業的に不利であるという問題がある。

一方、金型ではこのような砂型の問題点はないが、耐熱
性、耐久性の面で問題がある。即ち、金型では、鋳込み
に際してその表面は急熱されるのに対して、その裏側は
除熱されるので、表裏の温度差に基く熱応力が発生し、
金型表面に発生するクレージングや全体的な変形の原因
となる。これらの現象は金型の寿命に大きな影習を与え
る。

このようなことから、金型は鋳造可能温度に限度があり
、このためＳ８造可能な金属にも制限があった。例えば
水道の蛇口材である青銅（鋳込温度１２００℃）は金型
鋳造を行なうことができず、また、真鍮（鋳込温度１１
００℃）は軟鋼型材、ベリリウム銅型材の金型で鋳造可
能ではあるが、金型の耐久使用回数は約６〜７万回であ
った。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のセラミック製鋳型は、チタン酸アルミニウムを
４０重量％以上含有するセラミックで構成されたもので
ある。

以下に本発明の詳細な説明する。

なお、本明細書において、１％」は特記しない限りｒ重
量％」を表す。

本発明のセラミック製鋳型は、チタン酸アルミニウムＡ
ｊ２２ｏ３　・ＴｉＯ２を４０％以上含むセラミックで
構成されている。

チタン酸アルミニウムは熱膨張率が極めて小ざく、融点
も著しく高い。このためチタン酸アルミニウムを４０％
以上含有するセラミックで構成される鋳型は、極めて耐
熱性、耐久性に優れたものとなる。

本発明においては、鋳型構成材であるセラミックは、チ
タン酸アルミニウムの他に、コージェライト、ムライト
、Ｆｅ２ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ，ＺｒＯ２、Ｌｉ２０
等の他の酸化物、粘土等を配合することができる。これ
らの成分の適量配合により、鋳型の機械的強度や安定性
を高めることができる。ただし、その配合量があまりに
多過ぎると、チタン酸アルミニウムによる鋳型の耐熱性
や耐久性が損なわれるため、これらの他の成分の配合量
は６０％以下とするのが好適である。

本発明においては、鋳型を構成するセラミックは、チタ
ン酸アルミニウム４０〜８０％、及びコージェライト、
ムライト、上記その他の酸化物、粘土等２０〜６０％を
配合したものが好ましい。

このような本発明のセラミック製鋳型は、例えば泥漿鋳
込法等により容易に製造することができる。即ち、チタ
ン酸アルミニウムと必要に応じて他の成分とを分散剤を
用いるなどして水に懸濁して泥漿鋳込み成形し、得られ
た成形体は乾燥後１１００〜１５００℃程度で焼成して
本発明の鋳型とする。

本発明のセラミック製鋳型の製造法としてはこのような
泥漿鋳込方法が好適であるが、勿論、他の方法を採用す
ることもできる。

本発明のセラミック製鋳型は極めて耐熱性に優れ、青銅
、その他、黄銅、銅、鋳鉄、鋼、軽合金等の金属又は合
金の鋳造にも好適に使用することができる。

［作用］ セラミックは、金属に比し、耐熱性、耐食性等に優れ、
特に、チタン酸アルミニウムは熱膨張率が極めて小さい
。また、チタン酸アルミニウム焼結体は１８６０℃以上
の高融点を有する。

従って、このような特性を有するチタン酸アルミニウム
を４０％以上含む本発明のセラミック製鋳型は、金属に
比し、耐熱性が良好で、また高温域における変形が少な
く耐久性にも憬れる。

また、砂型のように大掛りな設備を必要とせず、しかも
砂型に比し、鋳肌が美麗であるため、仕上げ処理が容易
である。

［実施例］ 以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが
、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限
定されるものではない。

実施例１ 泥漿鋳込み法により、下記セラミック組成で、第１図に
示す断面形状の水道蛇口鋳造用鋳型１を製造し、第１図
に示す如く砂型中子２と組み合せて鋳造を行なった。な
お、第１図において、１１は注湯口、１２は堰、１３．
１４．１５はガス抜き口、３は鋳造空間、４は押湯部で
ある。

セラミック組成 チタン酸アルミニウム：５０％ コージェライト　　　：２０％ ムライト　　　　　　　：１０％ 粘土　　　　　　　　：２０％ 鋳造に用いた溶湯組成及び溶湯温度は下記の通りである
。

溶湯組成 銅　　　　　＝　８５％ 亜鉛　　：　５％ 錫　　　　　：　　５％ 鉛　　　　　：　　５％ 溶湯温度：　１２００℃ その結果、鋳肌の美麗な鋳塊を高い精度で容易に鋳造す
ることができた。

また、この鋳造を１０万回繰り返したが、鋳型には全く
変形等は生じることがなく、本発明の鋳型は極めて耐久
性に優れることが立証された。

［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明のセラミック製鋳型は、チタ
ン酸アルミニウム４０％以上を含むセラミックで構成さ
れているものであって、■　耐熱温度が極めて高く、高
温溶湯にも適用することができる。

■　熱膨張率が極めて小さいため、高温により変形、損
傷することが殆どない。

■　このため、耐久性が著しく高く、長寿命となる。

■　得られる鋳塊の鋳肌は極めて美麗で仕上げ処理が容
易である。

■　大損りな設備を必要とすることがない。

等の効果を有する。このため、本発明のセラミック製鋳
型によれば、各ｆ！！鋳造製品を高精度で容易かつ効率
的に製造することができ、工業的に極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で用いた鋳型を示す断面図である。 １・・・鋳型、　　　　　　　２・・・砂型中子、３・
・・鋳造空間、　　　　４・・・押湯部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）チタン酸アルミニウムを４０重量％以上含有する
   セラミックで構成されていることを特徴とするセラミッ
   ク製鋳型。