JPS63248541A - 鋳型コ−テイング層形成方法 - Google Patents
鋳型コ−テイング層形成方法Info
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- JPS63248541A JPS63248541A JP8016887A JP8016887A JPS63248541A JP S63248541 A JPS63248541 A JP S63248541A JP 8016887 A JP8016887 A JP 8016887A JP 8016887 A JP8016887 A JP 8016887A JP S63248541 A JPS63248541 A JP S63248541A
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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。
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、鋳造用炭素材からなる鋳型表面に、耐食、耐
熱性に優れ、剥離強度の高いコーティング層を容易に形
成する方法に関する。
熱性に優れ、剥離強度の高いコーティング層を容易に形
成する方法に関する。
（従来の技術）
鋳造用炭素材、例えば高゛密度炭素材からなる鋳型表面
には、溶湯を注湯したときの溶損を防止するために該鋳
型表面の保護層としてコーティング層が形成される。
には、溶湯を注湯したときの溶損を防止するために該鋳
型表面の保護層としてコーティング層が形成される。
従来より、該コーティング層は、ＳｉＣ系、Ｚｒ ０２
系及びＡｆＬ２０３系等の耐火物粉末と骨材及び結合材
を含むスラリーを作製し、該スラリーをスプレー又は刷
毛塗りによって上記鋳型表面に塗布し、該スラリーを乾
燥した後焼成して形成されていた。
系及びＡｆＬ２０３系等の耐火物粉末と骨材及び結合材
を含むスラリーを作製し、該スラリーをスプレー又は刷
毛塗りによって上記鋳型表面に塗布し、該スラリーを乾
燥した後焼成して形成されていた。
（発明が解決しようとする問題点）
ところで、ＳｉＣ系、Ｚｒ ０２系及びＡ見２０３系等
の耐火物を含むコーティング層は、その焼成温度が高い
方がより耐食、耐熱性があり、鋳造時の剥離強度が高く
なる。
の耐火物を含むコーティング層は、その焼成温度が高い
方がより耐食、耐熱性があり、鋳造時の剥離強度が高く
なる。
しかしながら、上記方法によると、鋳型表面に塗布され
たスラリーを高温で焼成した場合、炭素材からなる鋳型
が劣化損傷するため、コーティング層の焼成温度を高く
することができなかつた。
たスラリーを高温で焼成した場合、炭素材からなる鋳型
が劣化損傷するため、コーティング層の焼成温度を高く
することができなかつた。
従って、形成されるコーティング層の鋳造時での剥離強
度が低く、連続して数ショット程度しか鋳造作業が行え
ず、頻繁にコーティング作業を行う必要があり、生産効
率が悪いという問題があった。
度が低く、連続して数ショット程度しか鋳造作業が行え
ず、頻繁にコーティング作業を行う必要があり、生産効
率が悪いという問題があった。
本発明はかかる現状に鑑みなされたものであり、炭素材
からなる鋳型表面に、耐食、耐熱性に優れ鋳造時の剥離
強度の高いコーティング層を容易に形成する方法を提供
することを目的とする。
からなる鋳型表面に、耐食、耐熱性に優れ鋳造時の剥離
強度の高いコーティング層を容易に形成する方法を提供
することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
上記従来技術の問題点を解決する手段として、珪素（Ｓ
ｉ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニ
ウム（Ｈｆ）、 クロム（Ｃｒ）、モリブデン（ＭＯ
）、及びタングステン（Ｗ）からなる群から選択される
少なくとも一種の粉末と、ホウ素（Ｂ）及び炭素（Ｃ）
の少なくともいずれか一方の粉末と、骨材と結合材とを
含む混合物を有機溶剤中に均一に分散させてスラリーと
したコーティング材を、鋳型表面に塗布し乾燥させて該
鋳型表面に」二記混合物層を形成し、次いで溶湯注湯時
の溶湯熱により上記混合物層をコーティング層とした。
ｉ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニ
ウム（Ｈｆ）、 クロム（Ｃｒ）、モリブデン（ＭＯ
）、及びタングステン（Ｗ）からなる群から選択される
少なくとも一種の粉末と、ホウ素（Ｂ）及び炭素（Ｃ）
の少なくともいずれか一方の粉末と、骨材と結合材とを
含む混合物を有機溶剤中に均一に分散させてスラリーと
したコーティング材を、鋳型表面に塗布し乾燥させて該
鋳型表面に」二記混合物層を形成し、次いで溶湯注湯時
の溶湯熱により上記混合物層をコーティング層とした。
。
上記骨材としては、公知耐火物粉末のいずれかを用いて
も良いが、後述の発熱反応により生成する耐火物と同一
組成のものが好ましい。
も良いが、後述の発熱反応により生成する耐火物と同一
組成のものが好ましい。
（作用）
以上の手段によれば、先ず上記鋳型表面に塗布された上
記コーティング材を乾燥させることにより鋳型表面に上
記混合物からなる層を形成する。
記コーティング材を乾燥させることにより鋳型表面に上
記混合物からなる層を形成する。
該層に含まれるＳｉ 、 Ｔｉ 、 Ｚｒ 、 Ｈｆ
、 Ｃｒ 。
、 Ｃｒ 。
Ｍｏ及びＷの粉末は、溶湯熱により該層に含まれる炭素
及び／またはホウ素と発熱反応を起こす。
及び／またはホウ素と発熱反応を起こす。
以下その化学反応式を例示する。
Ｍ ＜ｒ＞ ＋ Ｃ＝ Ｍ ＋ｒ＋ Ｃ・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・ ■（ただし式中
Ｍ （１）はＳ ＋ ＋ Ｔ ｉ＋ Ｚ ｒ ＋ Ｈｆ
＋Ｍｏ及びＷである） ３ Ｍ ＜ＩＩ） ＋ ２０ ＋ Ｍ（Ｉ［）３ Ｃ２
・・・・・・・・・・・・ ■（ただし式中Ｍ （■）
はＣｒである）Ｍ ＋ｍ＋ ＋ Ｂ ＋ Ｍ ＋ｍ＋
Ｂ ……………・・・…・・・ ■（ただし式中Ｍ（
ＩＩＩ）はＣｒ、Ｍｏ、Ｗである）Ｍ（５）＋２Ｂ＋Ｍ
■Ｂ２ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ■（
ただし式中Ｍ面はＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍ。
・・・・・・・・・・・・・・・・・ ■（ただし式中
Ｍ （１）はＳ ＋ ＋ Ｔ ｉ＋ Ｚ ｒ ＋ Ｈｆ
＋Ｍｏ及びＷである） ３ Ｍ ＜ＩＩ） ＋ ２０ ＋ Ｍ（Ｉ［）３ Ｃ２
・・・・・・・・・・・・ ■（ただし式中Ｍ （■）
はＣｒである）Ｍ ＋ｍ＋ ＋ Ｂ ＋ Ｍ ＋ｍ＋
Ｂ ……………・・・…・・・ ■（ただし式中Ｍ（
ＩＩＩ）はＣｒ、Ｍｏ、Ｗである）Ｍ（５）＋２Ｂ＋Ｍ
■Ｂ２ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ■（
ただし式中Ｍ面はＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍ。
及びＷである）
以上の反応式等に示される発熱反応により、上記層に含
まれる珪素、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、クロ
ム、モリブデン、及びタングステンは、耐火物（上記反
応式■〜■の右辺）となり、上記層はコーティング層と
なるが、上記反応式■、■は、鋳型材である炭素とも起
こるものであり、鋳型表面は該コーティング層と強固に
結合することとなる。
まれる珪素、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、クロ
ム、モリブデン、及びタングステンは、耐火物（上記反
応式■〜■の右辺）となり、上記層はコーティング層と
なるが、上記反応式■、■は、鋳型材である炭素とも起
こるものであり、鋳型表面は該コーティング層と強固に
結合することとなる。
また、スラリーにホウ素が含まれる場合、該ホウ素は以
下の反応式 ％式％ により、該層に含まれる炭素あるいは鋳型材の炭素と耐
火物を形成するため、やはり鋳型表面に形成されるコー
ティング層は鋳型表面に強固に結合される。
下の反応式 ％式％ により、該層に含まれる炭素あるいは鋳型材の炭素と耐
火物を形成するため、やはり鋳型表面に形成されるコー
ティング層は鋳型表面に強固に結合される。
更に、上記発熱反応（■〜■）は、大きな発熱をともな
うものであり、反応中のコーティング層部分の温度は１
７００℃以上となるため、生成する耐火物と骨材とは焼
結し、従って生成するコーティング層はより緻密なもの
となる。尚、以上の耐火物と骨材の焼結は、耐火物と骨
材との成分・組成が同一である方が有利であり、強固な
コーティング層を形成することができる。
うものであり、反応中のコーティング層部分の温度は１
７００℃以上となるため、生成する耐火物と骨材とは焼
結し、従って生成するコーティング層はより緻密なもの
となる。尚、以上の耐火物と骨材の焼結は、耐火物と骨
材との成分・組成が同一である方が有利であり、強固な
コーティング層を形成することができる。
（実施例）
以下に本発明の実施例を添付図面を参照して具体的に説
明する。
明する。
第１図は本発明方法を実施した高密度炭素材［密度１．
７５（ｇ／ｃｒｎ’）以上、１．８５（ｇ／ｃｒｒｆ）
以下］からなる鋳型の全体図であり、炭素材鋳型ｌには
、溶湯の注湯口２、湯道３及びキャビティ４（鋳型面）
が形成されており、更に所定箇所に複数のヒータ５，５
・・・を内蔵している。ここで図示例にあってはキャビ
ティ４はカムシャフトを鋳造するものである。
７５（ｇ／ｃｒｎ’）以上、１．８５（ｇ／ｃｒｒｆ）
以下］からなる鋳型の全体図であり、炭素材鋳型ｌには
、溶湯の注湯口２、湯道３及びキャビティ４（鋳型面）
が形成されており、更に所定箇所に複数のヒータ５，５
・・・を内蔵している。ここで図示例にあってはキャビ
ティ４はカムシャフトを鋳造するものである。
先ず上記キャビティ４の表面に以下に説明する操作によ
りコーティング材を塗布した。
りコーティング材を塗布した。
上記コーティング材は、平均粒径１０ｇｍ以下のジルコ
ニウム微粉末１００ｇと、同じく平均粒径１０ ｇｍ以
下の非晶質系つ素微粉末２４ｋｇと、骨材であるＺｒＣ
３０ｇと、結合材であるポリビニルアルコール１８ｇと
を含む混合物をエタノール３００ｃｆｆ１３中に導入し
て混合し、ボールミルを用いて、上記ポリビニルアルコ
ールをエタノールに溶解させるとともに上記ジルコニウ
ム微粉末、非晶質ホウ素微粉末及び骨材ＺｒＣを液中に
均一分散させてスラリーとする。
ニウム微粉末１００ｇと、同じく平均粒径１０ ｇｍ以
下の非晶質系つ素微粉末２４ｋｇと、骨材であるＺｒＣ
３０ｇと、結合材であるポリビニルアルコール１８ｇと
を含む混合物をエタノール３００ｃｆｆ１３中に導入し
て混合し、ボールミルを用いて、上記ポリビニルアルコ
ールをエタノールに溶解させるとともに上記ジルコニウ
ム微粉末、非晶質ホウ素微粉末及び骨材ＺｒＣを液中に
均一分散させてスラリーとする。
上記コーティング材を空気圧噴霧機によって、上記キャ
ビティ４表面に均一に塗布し、鋳型１に内蔵される上記
ヒータ５，５・・・により該鋳型１を温度２００℃にて
６０分間保持加熱してコーティング材を乾燥させ該キャ
ビティ４表面にジルコニウム微粉末、非晶質ホウ素微粉
末及びポリビニルアルコールからなる層を形成した。
ビティ４表面に均一に塗布し、鋳型１に内蔵される上記
ヒータ５，５・・・により該鋳型１を温度２００℃にて
６０分間保持加熱してコーティング材を乾燥させ該キャ
ビティ４表面にジルコニウム微粉末、非晶質ホウ素微粉
末及びポリビニルアルコールからなる層を形成した。
次に、鋼材（ＳＫＤ １１）の溶湯を上記湯口２より注
湯して鋳込み、１０秒後に離型してキャビティ４表面を
観察したところ、キャビティ４表面のスラリー塗布部に
緻密なコーティング層の形成が認められた。尚該コーテ
ィング層の厚みは０・ １〜１．５ｍｍであった。
湯して鋳込み、１０秒後に離型してキャビティ４表面を
観察したところ、キャビティ４表面のスラリー塗布部に
緻密なコーティング層の形成が認められた。尚該コーテ
ィング層の厚みは０・ １〜１．５ｍｍであった。
また、上記コーティング層を備える上記鋳型ｌを用いて
２０回連続して同様に鋳造を行ったところ、２０回使用
した後もコーティング層は剥離部分がなく健全であり、
溶着による侵食、酸化による劣化が認められず、特に溶
損抵抗が増大した。
２０回連続して同様に鋳造を行ったところ、２０回使用
した後もコーティング層は剥離部分がなく健全であり、
溶着による侵食、酸化による劣化が認められず、特に溶
損抵抗が増大した。
上記コーティング層をＸ線回析により定性したところ主
にＺｒ Ｂ２ 、Ｚｒ Ｃ及びＢ４Ｃからなることが解
った。
にＺｒ Ｂ２ 、Ｚｒ Ｃ及びＢ４Ｃからなることが解
った。
本実施例においては、骨材としてＺｒＣを用いたが、該
骨材は、溶湯注湯時におけるジルコニウム微粉末、非晶
質ホウ素微粉末及び鋳型材である炭素の発熱反応により
生成する他のコーティング層成分、即ちＺｒ Ｂ２及び
Ｂ４Ｃであっても良く、またこれらの混合物であっても
良い。
骨材は、溶湯注湯時におけるジルコニウム微粉末、非晶
質ホウ素微粉末及び鋳型材である炭素の発熱反応により
生成する他のコーティング層成分、即ちＺｒ Ｂ２及び
Ｂ４Ｃであっても良く、またこれらの混合物であっても
良い。
また、有機結合材としてポリビニルアルコールを用いた
が、有機溶剤に溶解した時点で、ジルコニウム微粉末、
非晶質ホウ素微粉末を均一分散できる程度の粘性を有し
、且つ乾燥により有機溶剤を蒸発させた時点で鋳型表面
に均一な混１合物層を形成できるものであれば公知のい
ずれであってもよく、例えば他にアクリル樹脂、フェノ
ール樹脂、フラン樹脂等を例示でき、またそれ自身加熱
することによりＳｉＣを生成するポリカルボシラン（Ｐ
Ｏ２）であってもより）。
が、有機溶剤に溶解した時点で、ジルコニウム微粉末、
非晶質ホウ素微粉末を均一分散できる程度の粘性を有し
、且つ乾燥により有機溶剤を蒸発させた時点で鋳型表面
に均一な混１合物層を形成できるものであれば公知のい
ずれであってもよく、例えば他にアクリル樹脂、フェノ
ール樹脂、フラン樹脂等を例示でき、またそれ自身加熱
することによりＳｉＣを生成するポリカルボシラン（Ｐ
Ｏ２）であってもより）。
以上実施例により、本発明を具体的に説明したが、本発
明は、上記実施例に記載されるコーティング材の組成に
その範囲を限定するものではなく、前記特許請求の範囲
に開示される手段により得られるすべてのコーティング
材組成を含むものである。
明は、上記実施例に記載されるコーティング材の組成に
その範囲を限定するものではなく、前記特許請求の範囲
に開示される手段により得られるすべてのコーティング
材組成を含むものである。
（発明の効果）
以上説明したように本発明によれば、上記組成の混合物
を含むスラリー状コーティング材を炭素材から成る鋳型
表面に塗布し乾燥して該鋳型表面に該混合物層を形成し
、該鋳型に溶湯を注湯する時点での溶湯熱により、該混
合物の成分同士の間、及び該混合物の成分と上記鋳型表
面の炭素との間に発熱反応を起こして耐火物を生成させ
、更に発熱反応の熱により高温にて該耐火物及び骨材を
焼結させてコーティング層を生成させるようにしたため
、緻密な剥離強度の高いコーティング層を得ることがで
き、多数回の鋳造を行っても溶着による侵食、酸化によ
る劣化がなく、コーティング層の耐久性の向上を図るこ
とができる。
を含むスラリー状コーティング材を炭素材から成る鋳型
表面に塗布し乾燥して該鋳型表面に該混合物層を形成し
、該鋳型に溶湯を注湯する時点での溶湯熱により、該混
合物の成分同士の間、及び該混合物の成分と上記鋳型表
面の炭素との間に発熱反応を起こして耐火物を生成させ
、更に発熱反応の熱により高温にて該耐火物及び骨材を
焼結させてコーティング層を生成させるようにしたため
、緻密な剥離強度の高いコーティング層を得ることがで
き、多数回の鋳造を行っても溶着による侵食、酸化によ
る劣化がなく、コーティング層の耐久性の向上を図るこ
とができる。
また、コーティングの耐久性が向上することにより、連
続して鋳造を行えるため生産性を向上できるばかりでな
く、第１回目の鋳造によりコーティング層を形成できる
ため、特別にコーティング層焼成工程を必要とせず、鋳
型製造作業の省力化を図ることができる。
続して鋳造を行えるため生産性を向上できるばかりでな
く、第１回目の鋳造によりコーティング層を形成できる
ため、特別にコーティング層焼成工程を必要とせず、鋳
型製造作業の省力化を図ることができる。
添付図面は、本発明を実施した高密度炭素材からなる鋳
型の全体図である。 尚図面中、１は鋳型、２は湯口、３は湯道、４はキャビ
ティである。
型の全体図である。 尚図面中、１は鋳型、２は湯口、３は湯道、４はキャビ
ティである。
Claims (1)
- 珪素、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、クロム、モ
リブデン、及びタングステンからなる群から選択される
少なくとも一種の粉末と、ホウ素及び炭素の少なくとも
いずれか一方の粉末と、骨材と、結合材とを含む混合物
を有機溶剤中に均一に分散させてスラリーとしたコーテ
ィング材を、炭素材からなる鋳型表面に塗布し乾燥させ
て該鋳型表面に上記混合物層を形成し、次いで該鋳型に
溶湯を注湯し、該溶湯熱により上記混合物層をコーティ
ング層とすることを特徴とする鋳型コーティング層形成
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62080168A JPH08274B2 (ja) | 1987-04-01 | 1987-04-01 | 鋳型コ−テイング層形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62080168A JPH08274B2 (ja) | 1987-04-01 | 1987-04-01 | 鋳型コ−テイング層形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63248541A true JPS63248541A (ja) | 1988-10-14 |
| JPH08274B2 JPH08274B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=13710794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62080168A Expired - Lifetime JPH08274B2 (ja) | 1987-04-01 | 1987-04-01 | 鋳型コ−テイング層形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08274B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010260099A (ja) * | 2009-04-07 | 2010-11-18 | Kyocera Corp | 離型層形成装置および離型層形成方法 |
| US8859034B2 (en) | 2009-01-28 | 2014-10-14 | Kyocera Corporation | Ingot mold for silicon ingot and method for making the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5770743U (ja) * | 1980-10-20 | 1982-04-28 |
-
1987
- 1987-04-01 JP JP62080168A patent/JPH08274B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5770743U (ja) * | 1980-10-20 | 1982-04-28 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8859034B2 (en) | 2009-01-28 | 2014-10-14 | Kyocera Corporation | Ingot mold for silicon ingot and method for making the same |
| JP2010260099A (ja) * | 2009-04-07 | 2010-11-18 | Kyocera Corp | 離型層形成装置および離型層形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08274B2 (ja) | 1996-01-10 |
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