JPS6340638A - 圧力鋳造用中子およびその製造法 - 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、ダイカスト法等の圧力鋳造用として用いる中
子およびその製造法に関する。

（従来の技術） 一般に、ダイカスト法等の圧力鋳造法により中空部を有
する鋳物を鋳造する場合、湯圧によりシェル中子内に溶
湯が差し込むことから、鋳造後の鋳物の中空部内壁には
シェル中子を構成する中子砂の一部が噛み込むおそれが
おる。そして、この中子砂の一部が噛み込んだ状態の鋳
物を製品として使用すると、使用中に上記中子砂が中空
部内壁より離脱して中空部内を流れるオイルや水等の液
体に混入することか考えられることから、このような串
態が発生しないよう、例えば特公昭６０−１５４１８号
公報に開示されているように、シェル中子の表面に粉末
状耐火物とコロイダルシリカとを混合したスラリー液を
塗布乾燥して第１コーティング層を形成し、その後、該
第１コーティング層上に雲母水溶液を塗布して第２コー
ティング層を形成することにより、上記第１コーティン
グ層でもってシェル中子の表面を平滑にして中子表面に
作用する揚圧の均一化を図るとともに、上記第２コーテ
イング智でもって上記シェル中子内への溶湯の浸入を抑
制するようになされたものが知られている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上述の如くして成形されたシェル中子の最外
表面層（第２コーティング層）は、雲母水溶液中にあ（
プる雲母粒子の分散性が悪いことがら雲母粒子力哨中に
均一に分布し難く、かつ液ダレ現象により上記層中にお
ける分布が一層不均一になる。

このように上記最外表面層（第２コーティング層）中の
雲母の分布状態が不均一になると、該層全体で１層形成
時つまり乾燥時においてその加熱により収縮する度合に
ばらつきが生じて核層にクラックが発生するあそれが市
り、このクラックが発生したシェル中子を用いて鋳造し
た場合には、溶湯がクランク発生箇所からシェル中子つ
まりレジンコーテツドサンドで構成した中子本体に差し
込むという不具合が生ずる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので市り、その目
的とゴるところは、中子の最外表面層を構成する成分を
特定することにより、該成分の胃中にｄ５ける分布、状
態を均一にし腎、これにより層形成時つまり乾燥時にお
いてその加熱による層収縮度合のばらつきをなくしてク
ランクの発生をなくし、鋳造時における溶湯の中子本体
への差込みを抑制することができる圧力鋳造用中子を提
供することにある。

さらに、本発明は、上記中子を効率良く製造するための
製造法を提供することにおる。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、中子
本体に対し、その外表面に粉末状の耐火物、金属酸化物
等からなる第１コーテイング、間を形成する。ざらに、
該第１コーティング層上に粉末状の窒化硼素からなる第
２コーテイング智を形成する構成とする。

さらに、本発明は上記中子を製造するための製造法とし
て、まず、中子本体の外表面に粉末状の耐火物、金属酸
化物等を含有するスラリー液を塗布したのち乾燥工程を
経ることにより第１コーティング層を形成覆る。次いで
、該第１コーティング層上に粉末状の窒化硼素を含有す
る溶液を塗イ［したのち乾燥工程を経ることにより第２
コーティング層を形成する方法にする。

（作用） 上記の構成により、本発明では、中子本体外表面には、
粉末状の耐火物、金属酸化物等を含有するスラリー液が
塗布乾燥されて第１コーティング層が形成され、その後
、粉末状の窒化硼素を含有する溶液が上記第１コーティ
ング層上に塗布乾燥されて第２コーティング層が形成さ
れる。この第２コーティング層を構成する上記窒化硼素
は、その性質として分散性が良好で、しかもアルミニウ
ム合金等の溶湯に対するぬれ性（親和性）が雲母よりも
良くないという特性を備えている。したがって、この窒
化硼素を含有する溶液を上記中子本体の第１コーテイン
グ留上に塗布した際、上記窒化硼素は溶液中で均一に分
散せしめられていて、その後の乾燥工程を経て形成され
る第２コーティング層は窒化硼素の分イｌｉ状態が均一
化けしめられ一層いることから、上記第２コーティング
層にはＩノ（１熱時における層収縮度合のばらつきに起
因するクラックの発生がなく、しかも万一クラックが発
生しても溶湯とのぬれ性か良くないことがら、溶）易の
クラック発生箇所からの差込み度合が少なく、よって鋳
造時における溶湯の中子本体への缶込みか確実に抑制さ
れることとなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基ついて説明する。

第１図および第２図は自動車のロータリーエンジンのロ
ーターを鋳造する場合に適用した第１中子１と第２中子
２とからなる２分割タイプの不発明の実施例に係る圧力
鋳造用中子３を示し、核中子３の上記同第１および第２
中子１，２は形状が異なるほかは同一に構成されている
ので、以下第１中子１・について説明することとし、第
２中子２については同一の構成部分については同一の符
号を付してその詳細な説明を省略する。

４は上記第１中子１の中子本体であって、該中子本体く
は、例えば２００メツシユの砂にバインダとしてフェノ
ール樹脂を配合したレジンコーテツドサンドを約２５０
’Ｃに７ＪＩ′！熱保持された図示しない中子成形型内
に光１４−Ｊることにより成形される。

また、核中子本体４の外表面には第１コーティング層５
が形成され、該第１コーテイング１圀５は１、灼末状の
６１大物、金属酸化物等を含有したスラリー液を上記中
子本体４の外表面に塗Ｔ［、だのら乾燥工程を経ること
により例えば１００〜３５０μｍの層厚に形成される。

この第１コーティング層５の層厚を上記の範囲に設定し
た理由は、１００μｍ未満では鋳造時に湯圧によりクラ
ックが発生するおそれがある一方、３５０μｍを越える
と中子本体／１に対する溶湯の層厚の増加に比例した浸
入防止効果は期待できず、かえって第１中子１の寸法精
度に悪影響を及ぼすおそれがあるからである。そして、
上記スラリー液の配合組成としては、例えばＳ！Ｏ２５
７，５串そ％、Ａ、Ｑ　２０３２．０￥ｉｉ％、Ｆｅｚ
　０３　４．０ｆｆｉｆｆ１％、Ｃａ００．５重研％、
Ｍｇｏ　　２５．０重は％、ＺｒＯ２０，５１％、Ｃ６
，Ｏ車ｙ＝％、その他　４．５重量％を、エチルアルコ
ールにて５０％に希釈したものを用いる。

さらに、上記中子水体くの第１コーテイング留５上には
第２コーテイング闇６が形成され、該第２コーティング
層６は、例えば偏平状で平均、粒径５〜１５μ辺の粉末
状の窒化硼素を含有する溶液を塗布したのち乾燥工程を
経ることにより、窒化硼素が均一に分布した例えば１０
〜５０μｆｐの層１平に形成される。このように第２コ
ーテイング、苦６を溝底する窒化硼素の粒径を上記の範
囲に設定した理由は、５μｍ未満のものは製造し難く、
一方、１５μｍを越えると層のＰ２密化が因難となって
溶湯浸入のおそれが必るからである。また、窒化硼素の
層厚を上記の範囲に設定した理由は、１０μ辺未満では
鋳造時に湯圧によりクラックが生ずるおそれがある一方
、５０μｍを越えると中子本体４に対する溶湯の層厚の
増加に比例した浸入防止効果が期待できないからである
。そして、上記窒化硼素を含有する）ｄ液としては、例
えば窒化硼素５Ｑ＠研％とエチルアルコール５０重♀％
とを混合したものを用いる。

なお、上記第１および第２コーティング層５゜６を形成
するにあたってのケ乞燥条件は、例えば乾燥温度１００
°Ｃ，乾燥時間２０分の条件下で行われるが、これに限
らず、上記各層５，６共それぞれ愼成する溶液中の揮発
成分を蒸散せしめることができる乾ｆ／：ｉ度Ｊ５よび
乾燥時間であればよい。

次に、上記実施例に係る圧力鋳造用中子３の製造法を説
明する。

まず、成形型内にレジンコーテツドサンドを充填した後
焼成して第１および第２甲子１，２の各中子本体４を成
形する。その後、該各中子水体４を上述の如く配合した
スラリー液中に浸漬する操作を通数回繰り返して中子本
体４の外表面にスラリー液を浸漬塗布せしめ、その後、
上記スラリー液を塗布した各中子本体４を乾燥工程に搬
入し、例えば乾燥温度１００’Ｃ１乾燥時間２０分の条
件下で乾燥することにより上記各中子本体４外表面に１
５０μｍの第１コーティング層５を形成する。

次に、この第」コーティング層５上に上述の如く配合し
た窒化硼素を含有した溶液をスプレーコートにより塗イ
１１するか、あるいは第１コーティング図５を形成した
中子本体４を上記溶液中に浸漬し、上記第１コーティン
グ層５形成の時と同作の乾燥条件の王で乾燥ぼしめるこ
とにより、第１コーテイング筈５上に２０μ７ｎの第２
コーティング層６を形成する。

このようにして上記置中子本体４．４の外表面に第１お
よび第２コーテイング層５．６を積層形成した第１およ
び第２中子１．２を、第３図に示すように、補強材７を
介装して第１中子］か上に、第２中子２が下になるよう
に組み合わ−ぜて中子３を形成し、この中子３を上型８
および下型９よりなる鋳型１０内に配置して、プランジ
ャ１１の作動により例えばアルミニ・クム合金の溶湯Ａ
を７００ＫｔＪ／孟の湯圧て鋳型１０内に注入すること
によリ、第４図に示すようなロータリーエンジンのロー
ター１２を鋳造する。この際にｄづける中子３１＼の溶
湯Ａの浸入深さと第１および第２コーテイング層５，６
の層厚との関係を第５図に示す。このデータは鋳造圧力
を７００ＫＦＩ／ｃｔｒｒ、溶湯温度を７３０〜７５０
’Ｃに設定したときのものであり、図中、破線にて示す
ものは第２コーテイング園６つまり窒化硼素の層を設け
ずに第１コーディング層５のみをε２けた比較例（Ｉ−
）、一点鎖線にて示すものは第１コーティング層５上に
層厚１０μ了昆の第２コーティング層６を設けた本発明
の実施例（１）、二点鎖、線にて示すものは第１コーテ
ィング層５上に！８ｊ厚５０μＴｒＬの第２コーテイン
グ荀６を設けた本発明の実施例（■）、実線にて示すも
のは第１コーティング層５上に層厚２０μ沼の第２コー
テイング蕎６を設けた本発明の実施例（１）である。

このデータによると、上記比較例（ｒ）では、第１コー
ティング層５の層厚を約２５０μ辺にまで増大しなけれ
ば溶湯Ａの中子本体４への浸入を抑、１ｉ１１すること
ができず、本実施例のε２定層厚で交る’１５０μ了昆
では溶）易への侵入深さが約０．３８ｍｍに遅している
ことが判る。一方、不発明の実施例（Ｘ）では、第１コ
ーテイング苦の層厚が約１８０μ７ｎ以」ニで中子水体
４への溶湯Ａの浸入防止効果が必ることが判る。また、
本実施例（ＩＩＩ）では、第１コーティング層の層厚が
約１５０μ７ｎて溶湯Ａの浸入深さが約０．１２ｍと第
′１ｄ３よび第２コーテイング苗のトータル層厚Ｏ９″
１７ｍｍを下回って溶湯Ａが中子本体４に達していない
ことが判る。このことは本実施例（ＩＩＩ）よりも第２
コーティング層の層厚が厚い本発明の実施例（■）でも
同様のことがいえ、実施例（ＩＩ）では、第２コーティ
ング層か約１００μ７′ｒＬ以下にならないと溶湯Δか
中子本体４に達しないことか’Ｆｌｌる。したがって、
上記第１コーティング層５の設定１藩１甲（１５０μ面
）において、溶湯Ａの中子本体４への浸入を抑ｆｆ１ｌ
する＠２コーティング層６の層厚としては２０μ７ｎ以
上確保し−Ｃあけば十分でおる。

また、第６図は第２コーテイング＠６を雲母で構成した
場合と窒化硼素で構成した場合とにおける溶湯Ａの中子
本体４への浸入深さと鋳造圧力との関係を示し、図中、
破線にて示すものは平均粒径３μ雇の雲は粒子からなる
第２コーテイング闇を層厚が１００μ辺になるように第
１コーティング層５上に形成した比較例（■）、実線に
て示すものは平均粒径１０μ面の窒化硼素からなる第２
コーティング層６を層厚が５０μｍになるように第１コ
ーティング層５上に形成した本発明の実施例（ＩＶ　）
でおる。なあ、第１コーティング層５は各側とも１５０
μ汎と同じ層厚に設定されている。

このデータによると、上記比較例（ＩＩ）では、鋳造圧
力が約６００　Ｋｇ／　ｃｒｔｔになると溶湯Ａの浸入
深さが０．３Ｍとなって第１および第２コーティング層
のトータル層厚０．２５Ｍを越えて溶湯Ａが中子本体４
にまで達していることが判る。一方、実施例（ＩＶ）で
は、鋳造圧力が設定圧力（７００Ｋｅｊ／ｃｒａ）を上
回って約８５０ＫＩ／’ｃｎｆになるまでは溶湯△の浸
入深さが第１および第２コーティング層のトータル層厚
０．２５Ｍを越えず、したかつて上記設定圧力では溶湯
Ａの中子本体４への差込みはみられなかった。ざらに、
実施例（ＩＶ）で（ま、中子３の最外表面を構成する窒
化硼素層の溶湯Ａに対するぬれ性（親和性）が雲母層で
構成した場合よりも良くないことから、万−第１および
第２コーテイング層５，６にクランクが生じても、中子
本！＊４に対する溶湯Ａの上記クラック花生箇所からの
差込み度合が雲ｆＲ層の場合に比べて少なくなるという
利点をも有する。また、窒化硼素層は雲母層に比べて層
厚が薄くてよいため、中子の寸法精度が良いという効果
もある。

ざらに、上記製造法は、中子３の最外表面を構成する第
２コーティング層６として窒化（ｎ月素を用いるだけで
、該第２コーティング層６形成に際し別途特別な手段を
採用する必要がなく、溶湯△の中子本体４への差込みを
効率良く抑制覆ることかできる。

なお、上記実施例では、中子本体４．４をレジンコーテ
ツドサンドで構成した場合について示したか、これに限
らず、例えばセメンミル砂等の自硬性砂や粒子の細い石
膏て構成することも採用可能であり、ざらにｔま中子３
は分割タイプに限る必要もない。そして、本実施）９１
１と（ま別に、上述の如く中子本体４を粒子の細い石膏
等で構成した場合には、上記第１コーティング層５を省
略して中子本体４に直接第２コーティング層６を形成す
ることも考えられ、この場合においては、第２コーテイ
ングＮ６にクラックが発生してもそのぬれ性の良くない
という特性によって溶湯Ａの中子本体４への浸入を可及
的に抑制することかできる。

また、上記実施例では、自動車のロータリーエンジンの
ローター１２を鋳造する場合を示したか、これに限らず
、シリンダブロックやシリンダｌベツド、その他山動車
部品以外の鋳物製品を鋳造する場合にも適用可能なこと
はいうまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、窒化ｆ）！Ｉｔ
素の溶液中における良分散性等の特性に肴目し、この窒
化硼素を含有する溶液でもって中子の最外表面を構成す
る第２コーティング層を形成したので、窒化Ｊｉｌｌ素
か均一に分イロした第２コーティング層を形成しく訊し
かも溶湯に対する窒化：ｊｌ！！累のぬれ性の良くない
ことどイ！：Ｉ俟っ−Ｃ鋳造詩に溶湯の甲子本体への差
込みを確実に抑制することかできる。

また、不発明の製造法によれば、溶湯の中子べ体への差
込みを抑制するという上記効果を有する中子を別途特別
な手段を用いることなく効率良く製造することができる
もので必る。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動り−１のロータリーエンジンのローターを
鋳造する場合に適用した２分割タイプの本発明の実施例
に係る圧ノＪ鋳）当用中子の分解斜視図、第２図は同縦
断拡大正面図、第３図は［′Ｊ−ターの鋳造状態を示す
縦断正面図、第４図は１ｈ造されたローターの斜視図、
第５図は第１および第２コーティング１頭の層厚と溶）
易の浸入深さを示ザデータ、第６図は第２コーディング
層を雲丹層で構成した場合と窒化門前で構成した場合と
における溶湯の中子への浸入深さを示すデータで必る。 ４・・・中子本体、５・・・第１コーティング層、６・
・・第２コーテイング医。 第５図 第１　コーチインク”層重Ｌ（ンメｍ）第３図 第１図 第４図 第６図 鋳造Ｊｉ力（にｑ／Ｃｍ”　） 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）中子本体と、該中子本体の外表面に形成された粉
   末状の耐火物、金属酸化物等からなる第１コーティング
   層と、該第１コーティング層上に形成された粉末状の窒
   化硼素からなる第２コーティング層とから構成されたこ
   とを特徴とする圧力鋳造用中子。
2. （２）中子本体の外表面に粉末状の耐火物、金属酸化物
   等を含有するスラリー液を塗布したのち乾燥工程を経る
   ことにより第１コーティング層を形成し、次に、該第１
   コーティング層上に粉末状の窒化硼素を含有する溶液を
   塗布したのち乾燥工程を経ることにより第２コーティン
   グ層を形成することを特徴とする圧力鋳造用中子の製造
   法。