專(zhuān)利名稱(chēng)：鑄造用砂芯及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有被覆芯主體表面的涂層的鑄造用砂芯及其制造方法，特別涉及 涂層的改良。
背景技術(shù)：
利用壓鑄法(die cast method)的鑄造中，在鑄造品中形成中空部時(shí)，使用與鑄造 品的中空部形狀相對(duì)應(yīng)的砂芯。例如使用圖8所示的壓鑄模100的鑄造中，在內(nèi)腔101 中配置砂芯200后，相對(duì)于固定模120固定可動(dòng)模110，進(jìn)行合模，以高壓·高速向內(nèi) 腔101中注入鋁熔化物(melt)，使熔化物冷卻固化。上述情況下，通過(guò)減壓通路121預(yù) 先對(duì)內(nèi)腔101內(nèi)減壓，由此將其中的氣體排出后進(jìn)行熔化物注入，在注入熔化物時(shí)及注 入之后，通過(guò)氣體排出流路即排氣狹縫113、123及排氣口 122，將內(nèi)腔101內(nèi)殘留氣體及 由熔化物產(chǎn)生的氣體排出。需要說(shuō)明的是，圖中符號(hào)111、112是以能夠在可動(dòng)模110上 滑動(dòng)的方式設(shè)置的滑動(dòng)模。
上述高壓鑄造中使用的砂芯200具有芯主體，所述芯主體是將硅砂MiO2為主要 成分)等粒子通過(guò)酚醛樹(shù)脂等有機(jī)粘合劑粘合得到的，用涂層被覆其表面。出于防止熔 化物浸入到芯主體內(nèi)及易于分離鑄造品與砂芯的目的而形成涂層。特別是在利用上述壓 鑄法的鑄造中，由于以高壓注入熔化物，所以為了防止熔化物浸入到芯主體內(nèi)，涂層非 常重要。通常在上述涂層中含有有機(jī)粘合劑，用于將該層的主要成分(例如粉末狀耐火 物或云母)彼此粘合，同時(shí)將涂層與芯主體粘合。發(fā)明內(nèi)容
因此，芯主體及涂層(特別是涂層)中的上述有機(jī)粘合劑在鑄造時(shí)溫度升高而燃 燒，從而被分解成一氧化碳、二氧化碳及水等低分子氣體，這些低分子氣體通過(guò)氣體排 出流路即排氣狹縫113、123及排氣口 122排出。
但是，有時(shí)有機(jī)粘合劑不完全燃燒會(huì)產(chǎn)生焦油及煤煙等，特別是在鑄造時(shí)將內(nèi) 腔101如上所述地進(jìn)行減壓，沒(méi)有從外部供給空氣或氧，并且砂芯200被作為熔化物材料 的鋁包鑄，所以砂芯200周?chē)兊萌毖?。因此?huì)引起有機(jī)粘合劑的不完全燃燒，產(chǎn)生焦 油及煤煙等，焦油及煤煙附著在氣體排出流路即排氣狹縫113、123及排氣口 122上，由 此會(huì)產(chǎn)生堵塞。結(jié)果因?yàn)樽璧K氣體排出，所以有可能在鑄造品中產(chǎn)生由混入氣體導(dǎo)致的 缺陷。
鑒于此，已經(jīng)提出了多種為防止在氣體排出流路中發(fā)生堵塞的技術(shù)。例 如，如專(zhuān)利文獻(xiàn)1所述，公開(kāi)了在氣體排出流路中配置由氧非化學(xué)計(jì)量(oxygen nonstoichiometry)的陶瓷構(gòu)成的導(dǎo)管塞(duct plug)的技術(shù)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，使在 排出流路中流通的氣體所含的焦油與從該陶瓷中釋放的氧反應(yīng)并燃燒，由此分解成一氧 化碳、二氧化碳及水等低分子氣體，將它們從排出流路中排出。
另外，例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了下述技術(shù)與氣體排出流路的內(nèi)周面之間形成規(guī)定的間隔，同時(shí)將防熔化物侵入栓銷(xiāo)插入氣體排出流路，在該防熔化物侵入栓銷(xiāo)的 外周面設(shè)置葉片。專(zhuān)利文獻(xiàn)2的技術(shù)中，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)防熔化物侵入栓銷(xiāo)，利用防熔化物侵 入栓銷(xiāo)外周面的葉片，除去附著在氣體排出流路中的焦油。
但是，采用專(zhuān)利文獻(xiàn)1技術(shù)的情況下，需要在模上另外設(shè)置導(dǎo)管塞，并且為了 使焦油在氣體排出流路中燃燒，需要加熱裝置等構(gòu)件。另外，采用專(zhuān)利文獻(xiàn)2技術(shù)的 情況下，需要在插入氣體排出流路的防熔化物侵入栓銷(xiāo)的外周面另外設(shè)置葉片。由此可 知，由于采用專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2的技術(shù)需要在氣體排出流路或其周?chē)硗庠O(shè)置焦油除去用構(gòu) 件，因此使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2007-105738號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2007-136475號(hào)公報(bào)
因此，本發(fā)明的目的在于提供鑄造用砂芯及其制造方法，所述鑄造用砂芯不僅 能夠防止產(chǎn)生由氣體排出流路中的堵塞導(dǎo)致的鑄造品缺陷，還可以實(shí)現(xiàn)氣體排出流路及 其周?chē)Y(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單化。
本發(fā)明的鑄造用砂芯的特征在于，所述鑄造用砂芯具有芯主體、和被覆上述芯 主體表面的涂層，在上述涂層的至少最外層中含有降焦油劑(Tar-diminishing iigent)。 此處所謂降焦油劑，例如是指受熱時(shí)能夠?qū)⒔褂头纸鉃橐谎趸?、二氧化碳及水的氧?劑。
對(duì)于本發(fā)明的鑄造用砂芯，由于在涂層的至少最外層中含有降焦油劑，所以可 以利用熔化物的熱量將由涂層及芯主體產(chǎn)生的焦油分解成一氧化碳、二氧化碳及水等低 分子氣體，因此可以防止從砂芯向外部產(chǎn)生焦油。上述情況下，由于含有降焦油劑的層 是與熔化物直接接觸的涂層的最外層，所以可以直接接受熔化物的熱量，從而可以顯著 地獲得上述防焦油產(chǎn)生的效果。結(jié)果可以防止氣體排出流路中的焦油及煤煙的附著，因 此可以防止產(chǎn)生由氣體排出流路中的堵塞導(dǎo)致的鑄造品缺陷。由于以上效果可以通過(guò)使 涂層的至少最外層含有降焦油劑而獲得，所以無(wú)需在模的氣體排出流路或其周?chē)硗庠O(shè) 置焦油除去用構(gòu)件。因此可以實(shí)現(xiàn)模的氣體排出流路及其周?chē)Y(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單化。
本發(fā)明的鑄造用砂芯可以采用多種結(jié)構(gòu)。例如可以相對(duì)于涂層所含的有機(jī)粘合 劑的重量，使涂層最外層中的降焦油劑的含量為5 60重量％。相對(duì)于涂層所含的有 機(jī)粘合劑的重量，降焦油劑的含量小于5重量％時(shí)，無(wú)法充分地獲得由降焦油劑產(chǎn)生的 防焦油產(chǎn)生效果。另一方面，相對(duì)于涂層所含的有機(jī)粘合劑的重量，降焦油劑的含量超 過(guò)60重量％時(shí)，如果涂層最外層為含有賦予潤(rùn)滑性物質(zhì)的層，則無(wú)法充分地獲得該層的 潤(rùn)滑性賦予作用，所以鑄造品難以從鑄造用砂芯中脫離。因此，為了充分地獲得防焦油 產(chǎn)生效果，且鑄造品易于從鑄造用砂芯中脫離，優(yōu)選相對(duì)于涂層所含的有機(jī)粘合劑的重 量，使涂層最外層中的降焦油劑的含量為5 60重量％。
涂層可以具有第1層和第2涂層，所述第1層被覆在芯主體的表面，含有粉末狀 耐火物質(zhì)，所述第2涂層被覆在第1涂層的表面，含有賦予潤(rùn)滑性的物質(zhì)。上述情況下， 可以至少在第2涂層中含有降焦油劑。
本發(fā)明的鑄造用砂芯的制造方法為本發(fā)明的上述鑄造用砂芯的制造方法。艮口， 本發(fā)明的鑄造用砂芯的制造方法的特征在于，所述鑄造用砂芯的制造方法在芯主體表面 被覆涂層，在涂層的至少最外層中含有降焦油劑。本發(fā)明的鑄造用砂芯的制造方法可以4獲得與上述鑄造用砂芯同樣的作用和效果。
本發(fā)明的鑄造用砂芯的制造方法可以采用各種結(jié)構(gòu)。例如可以包括確定涂層最 外層中的降焦油劑的含量的降焦油劑含量確定工序。上述情況下，降焦油劑含量確定工 序包括下述工序按照降焦油劑的每次的含量制作試驗(yàn)片的工序，即，準(zhǔn)備降焦油劑的 含量不同、且用于形成涂層中的至少最外層(第2涂層)的多種漿料，在具有抗氧化性的 多種合金的表面形成涂層中的內(nèi)層(第1涂層)后，涂布漿料，由此制成形成了涂層的最 外層的試驗(yàn)片；生成量測(cè)定器制作工序，即，將試驗(yàn)片中的至少1片放入有底的筒狀容 器內(nèi)后，使用預(yù)先測(cè)定了重量的玻璃棉在容器的開(kāi)口部形成蓋子，由此將該容器制成熱 分解產(chǎn)物的生成量測(cè)定器；熱分解產(chǎn)物生成工序，即，在爐內(nèi)將生成量測(cè)定器加熱規(guī)定 的時(shí)間，由此生成熱分解產(chǎn)物，所述爐內(nèi)氣氛的溫度被設(shè)定為對(duì)應(yīng)于模中使用的熔化物 的溫度的溫度；焦油產(chǎn)生量測(cè)定工序，即，在各個(gè)生成量測(cè)定器中進(jìn)行熱分解產(chǎn)物生成 工序后，測(cè)定用作生成量測(cè)定器蓋子的玻璃棉的重量，基于該玻璃棉的重量，按照降焦 油劑的每次的含量得到焦油產(chǎn)生量；潤(rùn)滑性賦予作用評(píng)價(jià)工序，即，按照降焦油劑的每 次的含量對(duì)表示最外層的潤(rùn)滑性賦予作用的指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)?；诮褂彤a(chǎn)生量測(cè)定工序中 得到的焦油產(chǎn)生量及潤(rùn)滑性賦予作用測(cè)定工序中評(píng)價(jià)的表示最外層潤(rùn)滑性賦予作用的指 標(biāo)，可以確定降焦油劑的含量。需要說(shuō)明的是，此處所謂潤(rùn)滑性賦予作用，是指防止熔 化物(例如鋁合金熔化物)與砂芯的粘砂、使排砂性變得良好的作用。
作為表示潤(rùn)滑性賦予作用的指標(biāo)，例如可以采用下述指標(biāo)形成于涂層的最外 層表面的由降焦油劑產(chǎn)生的斑點(diǎn)在涂層的最外層表面中所占的面積比例。如上述指標(biāo)所 示，由降焦油劑形成的斑點(diǎn)所占的面積比例越小，涂層最外層的潤(rùn)滑性賦予作用越大， 換言之，由降焦油劑形成的斑點(diǎn)所占的面積比例越大，涂層最外層的潤(rùn)滑性賦予作用越 小。
上述方案中，基于焦油產(chǎn)生量測(cè)定工序中得到的焦油產(chǎn)生量及潤(rùn)滑性賦予作用 測(cè)定工序中評(píng)價(jià)的表示最外層的潤(rùn)滑性賦予作用的指標(biāo)，可以得到降焦油劑的含量，該 含量可以使涂層的最外層能夠發(fā)揮防止所期望的焦油產(chǎn)生的效果及所期望的潤(rùn)滑性賦予 作用。
另外，例如相對(duì)于涂層所含的有機(jī)粘合劑的重量，可以使涂層最外層中的上述 降焦油劑的含量為5 60重量％。采用上述方案，可以得到與上述鑄造用砂芯的方案同 樣的作用和效果。
利用本發(fā)明的鑄造用砂芯或其制造方法，通過(guò)在涂層的至少最外層含有降焦油 劑，可以防止從砂芯向外部產(chǎn)生焦油，因此可以獲得防止焦油及煤煙在氣體排出流路中 附著等效果。


[圖1]為表示本發(fā)明的實(shí)施方式之一的鑄造用砂芯結(jié)構(gòu)的立體圖。
[圖2]為表示圖1的鑄造用砂芯的表面附近結(jié)構(gòu)的放大剖面圖。
[圖3]為表示圖1的鑄造用砂芯的制造方法工序的流程圖。
[圖4]為表示使用圖1的鑄造用砂芯的壓鑄模結(jié)構(gòu)的側(cè)剖面圖。
[圖5]為表示本實(shí)施例中使用的試驗(yàn)片結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[圖6]為表示本實(shí)施例中的焦油產(chǎn)生量的測(cè)定結(jié)果的曲線圖。
[圖7]為表示焦油產(chǎn)生量測(cè)定結(jié)果的曲線圖，該曲線圖是對(duì)以沒(méi)有添加降焦油劑 的試驗(yàn)片為基準(zhǔn)(100% )時(shí)的各試驗(yàn)片的焦油產(chǎn)生量進(jìn)行比較得到的。
[圖8]為表示使用現(xiàn)有鑄造用砂芯的壓鑄模的結(jié)構(gòu)的側(cè)剖面圖。
符號(hào)說(shuō)明
10...鑄造用砂芯
11...芯主體
12...第1涂層(涂層、內(nèi)層)
13...第2涂層(涂層、最外層)具體實(shí)施方式
(1)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式之一進(jìn)行說(shuō)明。圖1為表示本發(fā)明的實(shí)施 方式之一的鑄造用砂芯10的結(jié)構(gòu)的立體圖。在將構(gòu)成裝載于汽車(chē)車(chē)體內(nèi)的內(nèi)燃機(jī)的汽缸 體(省略圖示)制成鑄造品的情況下使用鑄造用砂芯10(以下稱(chēng)作砂芯10)。利用砂芯 10在汽缸體中形成的中空部作為水套(Waterjacket)部發(fā)揮功能。
圖2為表示砂芯10表面附近的結(jié)構(gòu)的放大剖面圖。砂芯10具有芯主體11，芯 主體11的表面被覆有第1涂層12，第1涂層12的表面被覆有第2涂層13。需要說(shuō)明的 是，圖中的符號(hào)14表示芯主體11中沒(méi)有被第1涂層12填充而殘留的閉氣孔。
芯主體11如下構(gòu)成將硅砂或Naigai Cerabeads等具有較接近球形的粒子15用 酚醛樹(shù)脂(省略圖示)等有機(jī)粘合劑粘合。Naigai Cerabeads中含有約98 %的SiO2和Al2O3 的復(fù)合氧化物，該名稱(chēng)是伊藤忠Ceratech公司銷(xiāo)售的人工砂的商品名。Naigai Cerabeads 的熱膨脹率與一般的芯用砂即鋯石砂、鉻鐵礦砂及硅砂等相比明顯小。由此，由于芯主 體11在鑄造中熔化物注入時(shí)熱膨脹小，所以可以防止芯主體11中產(chǎn)生裂紋。芯主體11 的抗折力較高，約為IOMRu
第1涂層12，通過(guò)為粉末狀耐火物質(zhì)的鋯石粉(zircon flour)用酚醛類(lèi)樹(shù)脂等有機(jī) 粘合劑互相粘合而構(gòu)成。優(yōu)選配合平均粒徑互不相同的鋯石粉(例如平均粒徑約為10 μ m 的大粒徑鋯石粉及平均粒徑約為1 μ m的小粒徑鋯石粉)。需要說(shuō)明的是，第1涂層12 中不含水玻璃。
第1涂層12的下部埋入芯主體11中。第1涂層12埋入芯主體11中的埋入深 度D為0.5mm左右，很充分。將從芯主體11的表面至第1涂層12的上端面為止的距離 H設(shè)定為能夠防止熔化物浸入芯主體11中、且砂芯10的崩解性不降低的程度，優(yōu)選在 0.2 0.5mm的范圍內(nèi)。
如上所述，通過(guò)將第1涂層12埋入芯主體11中，存在于芯主體11表面附近的 氣孔被堵塞，所以可以防止鑄造時(shí)熔化物浸入芯主體11中。即，由于可以避免熔化物嵌 入芯主體11中，所以鑄造品可以容易地從砂芯10中脫離。另外，可以提高鑄造品的尺 寸精度，還可以防止由于與鑄造品接觸而產(chǎn)生的表面粗糙。特別是，由于配合平均粒徑 互不相同的粒子作為粉末狀耐火物質(zhì)，所以通過(guò)主要使用粒徑小的粉末狀耐火物質(zhì)，可 以確實(shí)地填充到存在于芯主體11表面附近的氣孔中。另外，通過(guò)主要使用粒徑大的粉末6狀耐火物質(zhì)，可以在芯主體11的表面上形成第1涂層12。
第2涂層13含有具有潤(rùn)滑性賦予作用的云母及抑制焦油產(chǎn)生的降焦油劑。第2 涂層13也可以含有酚醛類(lèi)樹(shù)脂等有機(jī)粘合劑，由此使第2涂層13與第1涂層12的粘合變 得非常牢固，所以可以防止第2涂層13從第1涂層12上剝離。第2涂層13的厚度T， 只要為能夠充分地賦予可以使鑄造品易于從砂芯10中脫離程度的潤(rùn)滑性即可，例如約為 0.1mm。上述情況下，第1涂層12中基本不存在氣孔，因此第2涂層13不會(huì)埋入第1涂 層12。
降焦油劑為氧化劑。降焦油劑為選自下述金屬元素的氧化物及堿金屬含氧鹽中 的至少1種無(wú)機(jī)化合物，所述金屬元素例如選自鐵(Fe)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鈷(Co)、 鋅(Zn)、錳(Mn)、鋁(Al)、釩(V)、鈦(Ti)、錫6η)及鉛(Pb)中的至少1種。降焦 油劑通過(guò)熔化物的熱量產(chǎn)生氧，所以可以將焦油分解成一氧化碳、二氧化碳及水等低分 子氣體。
如上所述，由于含有云母的最外層第2涂層13具有潤(rùn)滑性賦予作用，所以鑄造 品可以容易地從砂芯10中脫離。另外，具有降焦油劑的最外層第2涂層13，利用熔化 物的熱量將由存在于其內(nèi)側(cè)的芯主體11及第1涂層12產(chǎn)生的焦油分解成一氧化碳、二氧 化碳及水等低分子氣體，因此其可以防止從砂芯10中產(chǎn)生焦油。特別是，由于第2涂層 13為與熔化物接觸的砂芯10的最外層，所以可以獲得顯著的上述防焦油產(chǎn)生效果。相 對(duì)于涂層12、13所含的有機(jī)粘合劑的重量，第2涂層13中的降焦油劑的含量?jī)?yōu)選為5 60重量％。由此可以充分地獲得防焦油產(chǎn)生效果，且易于使鑄造品從砂芯10中脫離。
(2)實(shí)施方式的制造方法
接著，主要參照?qǐng)D3，對(duì)砂芯10的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖3為表示砂芯10制造 方法的工序的流程圖。
首先，第1工序Sl中，將作為粉末狀耐火物質(zhì)的鋯石粉、作為有機(jī)粘合劑的酚 醛類(lèi)樹(shù)脂、潤(rùn)濕劑、消泡劑及辛醇與水一同進(jìn)行配合。由此制作第1涂層用漿料(以下稱(chēng) 作第1漿料)。此時(shí)，在消泡劑的作用下，能夠抑制由潤(rùn)濕劑產(chǎn)生的泡。作為鋯石粉， 優(yōu)選使用平均粒徑約為10 μ m的大粒徑鋯石粉及約1 μ m的小粒徑鋯石粉。
接著，第2工序幻中，使第1漿料浸漬芯主體11的表面。由此，使第1漿料 滲透到芯主體11中，同時(shí)層疊到芯主體11的表面上。根據(jù)第1漿料的粘度設(shè)定浸漬時(shí) 間，使第1漿料充分地浸透芯主體11，同時(shí)使第1涂層12的厚度H為0.2 0.5mm左 右。需要說(shuō)明的是，在第1漿料的層疊中也可以使用噴涂或刷涂等各種涂布法來(lái)代替浸 漬。
另外，作為鋯石粉使用平均粒徑約為10 μ m的大粒徑鋯石粉及約1 μ m的小粒徑 鋯石粉時(shí)，第1漿料中的小粒徑鋯石粉主要流入芯主體11的氣孔中。由此，可以以高填 充率填埋氣孔。另一方面，大部分的大粒徑鋯石粉不流入氣孔中，而是層疊在芯主體11 的表面上。第1漿料因其中的潤(rùn)濕劑而具有良好的潤(rùn)濕性，所以第1漿料較好地附著在 砂芯10的表面。由于辛醇為平整劑，所以第1漿料的層疊厚度、進(jìn)而第1涂層12的厚 度H大體均勻。如上所述，第1漿料通過(guò)含有粒徑互不相同的粉末狀耐火物質(zhì)，可以填 埋芯主體11的氣孔，同時(shí)可以在芯主體11的表面形成由第1漿料形成的層。
然后，第3工序幻中，取出芯主體11，使第1漿料干燥固化，由此形成厚度H為0.2 0.5mm左右的第1涂層12。此時(shí)，利用酚醛類(lèi)樹(shù)脂，第1涂層12中的粉末狀 耐火物質(zhì)彼此粘合，同時(shí)芯主體11與第1涂層12互相牢固地粘合。
一方面進(jìn)行以上第1 第3工序Sl 幻，另一方面在第4工序S4中，將云母、 降焦油劑、Lubricate(具有膜形成能力)、潤(rùn)濕劑、消泡劑及辛醇與水一同進(jìn)行配合。上 述情況下，也可以根據(jù)需要，配合作為有機(jī)粘合劑的酚醛類(lèi)樹(shù)脂。另外，降焦油劑的配 合比，例如可以采用根據(jù)下述實(shí)施例所示方法的一個(gè)例子而預(yù)先確定的配合比。由此， 制作第2涂層用漿料(以下稱(chēng)作第2漿料)。需要說(shuō)明的是，Lubricate為由大竹礙子公 司銷(xiāo)售的產(chǎn)品的商品名。
接著，第5工序S5中，通過(guò)浸漬，使第2漿料層疊到第1涂層12的表面。需 要說(shuō)明的是，在第2漿料的層疊中也可以使用噴涂或刷涂等各種涂布法來(lái)代替浸漬。最 后，第6工序S6中，通過(guò)使第2漿料干燥固化，在第1涂層12的表面形成第2涂層13。 如上所述，通過(guò)實(shí)施第1工序Sl 第6工序S6，制造在芯主體11上依次形成有第1涂 層12及第2涂層13的砂芯10。
(3)實(shí)施方式的操作
參照附圖，對(duì)在圖4所示的壓鑄模1中使用砂芯10的例子進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明 的是，圖4所示的模1除了在內(nèi)腔101內(nèi)配置砂芯10來(lái)代替砂芯200之外，與圖8所示的 壓鑄模100相同，所以對(duì)與壓鑄模100相同的結(jié)構(gòu)部件標(biāo)注同一符號(hào)，省略對(duì)其的說(shuō)明。
使用壓鑄模1的鑄造中，將約600°C的鋁熔化物以高壓·高速(壓力約為 lOOMPa、速度約為2.5m/秒)注入內(nèi)腔101中，使熔化物冷卻固化。上述情況下，通過(guò) 減壓通路121預(yù)先對(duì)內(nèi)腔101內(nèi)減壓，由此排出此處的氣體，然后進(jìn)行熔化物注入，在熔 化物注入時(shí)及注入之后，通過(guò)氣體排出流路即排氣狹縫113、123及排氣口 122，將內(nèi)腔 101內(nèi)殘留的氣體及由熔化物產(chǎn)生的氣體排出。
此處，在鑄造時(shí)內(nèi)腔101如上所述被減壓，無(wú)法從從外部供給空氣及氧，并且 砂芯10被作為熔化物材料的鋁包鑄，所以砂芯10周?chē)兊萌毖?。因此?huì)引起芯主體11 及涂層12、13中有機(jī)粘合劑的不完全燃燒，特別是會(huì)由涂層12、13產(chǎn)生焦油及煤煙等。
但是，本實(shí)施方式的砂芯10中，涂層12、13中的至少最外層第2涂層13中含有 降焦油劑，所以可以利用熔化物的熱量將由涂層12、13及芯主體11產(chǎn)生的焦油分解成一 氧化碳、二氧化碳及水等低分子氣體，從而可以防止從砂芯10向外部產(chǎn)生焦油。此時(shí)， 由于含有降焦油劑的層是與熔化物直接接觸的第2涂層13，所以可以直接接受熔化物的 熱量，從而可以顯著地獲得上述防焦油產(chǎn)生效果。結(jié)果，可以防止氣體排出流路即排氣 狹縫113、123及排氣口 122中的焦油及煤煙的附著，從而可以防止產(chǎn)生由氣體排出流路 中的堵塞而導(dǎo)致的鑄造品缺陷。
本實(shí)施方式中，通過(guò)使涂層12、13中的至少第2涂層13中含有降焦油劑可以獲 得上述效果，所以無(wú)需在模1的氣體排出流路或其周?chē)硗庠O(shè)置除焦油用構(gòu)件。因此可 以實(shí)現(xiàn)模1的氣體排出流路及其周?chē)慕Y(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單化。特別是相對(duì)于涂層12、13所含的 有機(jī)粘合劑的重量，使第2涂層13中的降焦油劑的含量為5 60重量％，由此可以充分 地獲得防焦油產(chǎn)生效果，且鑄造品可以容易地從砂芯10中脫離。
(4)變形例
給出上述實(shí)施方式說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，可以進(jìn)行各種變形。例如，實(shí)施方式中，可以將本發(fā)明應(yīng)用于采用壓鑄法的高壓鑄造，也可以將本 發(fā)明應(yīng)用于采用低壓鑄造法(LPDC)及重力模鑄造法(GDC)的鑄造。另外，雖然上述實(shí) 施方式中僅在第2涂層13中含有降焦油劑，但也可以使第1涂層12中也含有降焦油劑。 進(jìn)而，雖然上述實(shí)施方式中在第1涂層12的整個(gè)表面形成第2涂層13，但也可以?xún)H在難 以從鑄造品脫離的部位形成第2涂層13。上述情況下，使第1涂層12中也含有降焦油 劑。另外，上述實(shí)施方式中，對(duì)使用汽缸體作為鑄造品為例進(jìn)行了說(shuō)明，但不言而喻， 本發(fā)明也適用于使用汽缸體之外的產(chǎn)品作為鑄造品的情況。
另外，本實(shí)施方式的鑄造中熔化物的注入方法不限于上述方案，可以進(jìn)行各種 變形。例如也可以一邊攪拌鋁熔化物一邊冷卻，預(yù)先制造具有所期望構(gòu)成的鋁合金鋼 坯，將該合金鋼坯熔融，將固相·液相混合的半熔融鋁合金以熔化物的形式注入?；蛘?也可以將鋁熔化物一邊攪拌一邊冷卻，制造具有所期望構(gòu)成的半凝固鋁合金，將該半凝 固的鋁合金熔化物以熔化物的形式注入。
實(shí)施例
以下，參照具體實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。實(shí)施例中，為了考察 由芯主體及第1、第2涂層產(chǎn)生的焦油的量中的由第1、第2涂層產(chǎn)生的焦油量，在不產(chǎn) 生焦油的SUS板上形成第1、第2涂層，制作試驗(yàn)片，測(cè)定由該試驗(yàn)片產(chǎn)生的焦油量。
(A)試驗(yàn)片的制作方法
首先，通過(guò)在400°C的高溫下將SUS板(長(zhǎng)70X寬15X厚1.5 單位mm)加 熱1小時(shí)，從SUS板中除去油等污垢。接著，將SUS板冷卻后，用乙醇清洗。然后， 使用預(yù)先制作好的第1漿料液浸漬(浸涂)SUS板。進(jìn)行多次浸漬，使第1漿料液的涂 布量為規(guī)定量。
需要說(shuō)明的是，第1漿料液是含有下述成分的水溶液3體積％ (對(duì)水)的 花王(株)制PELEX OT-P (5體積％ )、0.3體積％ (對(duì)水)的Sannopco (株)制SN Deformer B (原名Rrrmaster B)、0.3體積％ (對(duì)水)的GODO溶劑(株)制辛醇、4重量％ (對(duì)鋯石粉)作為有機(jī)粘合劑的Lignyte (株)制EG-4000、400重量％ (對(duì) 水)Kinseimatec (株)制 A-PAX4SM、及 200 重量 ％ (對(duì)水)Kinseimatec (株)制鋯石粉 #350。需要說(shuō)明的是，所謂“對(duì)水”的標(biāo)記，是指相對(duì)于水的配合比，所謂“對(duì)鋯 石粉”的標(biāo)記，是指相對(duì)于鋯石粉的配合比。
接著，使SUS板自然干燥后，在干燥爐中進(jìn)行加熱干燥乂30分鐘)。然 后，將SUS板從干燥爐取出，進(jìn)行自然冷卻，由此在SUS板上形成第1涂層。
接著，使用預(yù)先制作好的第2漿料液(降焦油劑的配合比O 20重量％ (對(duì) 水))對(duì)形成有第1涂層的SUS板進(jìn)行浸漬(浸涂)。進(jìn)行多次浸漬，使第2漿料液的涂 布量為規(guī)定量。
需要說(shuō)明的是，第2漿料液是一種水溶液，該水溶液含有3體積％ (對(duì)水)的 花王(株)制PELEX OT-P (5體積％ )、0.3體積％ (對(duì)水)的Sannopco (株)制SN Deformer B (原名Rrrmaster B)、0.3體積％ (對(duì)水)的GODO溶劑(株)制辛醇、60 重量％ (對(duì)水)的(株)Kirara制金云母GC-1000、及50重量％ (對(duì)水)的大竹礙子 (株)制LubricateNaO，并且，該水溶液中添加有降焦油劑(氧化銅)且其配合比在O 20重量％ (對(duì)水)之間變化。9
接著，使SUS板自然干燥后，在干燥爐中進(jìn)行加熱干燥(150°C 乂30分鐘)。然 后，將SUS板從干燥爐取出，進(jìn)行自然冷卻，由此在SUS板表面的第1涂層上形成第2 涂層。如上所述，如圖5所示，制作在SUS板21上形成有第1涂層22及第2涂層23的試驗(yàn)片ο
(B)焦油產(chǎn)生量測(cè)定
使用上述試驗(yàn)片如下所述進(jìn)行焦油產(chǎn)生量測(cè)定。首先，向玻璃試驗(yàn)管(內(nèi)徑 16mmX長(zhǎng)180mm)內(nèi)加入試驗(yàn)片后，將預(yù)先稱(chēng)量好的玻璃棉(ISOmg)插入試驗(yàn)管開(kāi)口部 附近。由此，制作熱分解產(chǎn)物的生成量測(cè)定器。接著，在保持爐內(nèi)溫度為600°C的管狀 加熱爐內(nèi)放入上述測(cè)定器，熱處理6分鐘后，將其取出，放置，冷卻至常溫。然后，從 測(cè)定器中取出玻璃棉，測(cè)定其質(zhì)量。上述情況下，從熱處理后的玻璃棉質(zhì)量(mg)中減去 熱處理前的玻璃棉質(zhì)量(mg)計(jì)算出焦油產(chǎn)生量(mg)。
(C)焦油產(chǎn)生量降低的評(píng)價(jià)
由于第1涂層22中含有焦油生成源有機(jī)粘合劑，所以基于每Ig第1涂層中的焦 油產(chǎn)生量(mg)，進(jìn)行焦油產(chǎn)生量降低的評(píng)價(jià)。上述結(jié)果示于圖6、7。圖6為表示每Ig 第1涂層中的焦油產(chǎn)生量(mg)的測(cè)定結(jié)果的曲線圖。圖7為表示焦油產(chǎn)生量的測(cè)定結(jié) 果、對(duì)以沒(méi)有添加降焦油劑的試驗(yàn)片為基準(zhǔn)(100%)時(shí)的各試驗(yàn)片的焦油產(chǎn)生量進(jìn)行比 較的曲線圖。需要說(shuō)明的是，圖6、7中，降焦油劑添加量的單位用％表示，該標(biāo)記表示 相對(duì)于水的重量比例(重量％)。
添加到第2涂層23中的降焦油劑的添加量大時(shí)，焦油產(chǎn)生量逐漸減少。如圖 6、7所示，降焦油劑的含量為1重量％ (對(duì)水)時(shí)，焦油產(chǎn)生量急劇減少。需要說(shuō)明 的是，1重量％ (對(duì)水)降焦油劑相當(dāng)于第1涂層22所含的有機(jī)粘合劑重量的大約5重 量％。降焦油劑的含量為2重量％ (對(duì)水)以上時(shí)，焦油產(chǎn)生量變?yōu)榇蠹s恒定(減少 60%)。因此，判定通過(guò)使降焦油劑的含量為1重量％ (對(duì)水)以上，可以充分地獲 得防焦油產(chǎn)生效果。另一方面，降焦油劑的含量超過(guò)10重量％ (對(duì)水)時(shí)，在第2涂 層23的表面上斑點(diǎn)變得明顯，判定無(wú)法充分地獲得該層的潤(rùn)滑性賦予作用。需要說(shuō)明的 是，10重量％ (對(duì)水)降焦油劑相當(dāng)于第1涂層22所含的有機(jī)粘合劑重量的大約60重 量％。
因此，確認(rèn)了通過(guò)使第2涂層的降焦油劑的含量為1 10重量％ (對(duì)水)， 即，相對(duì)于涂層中含有的有機(jī)粘合劑重量為5 60重量％(對(duì)水)，可以充分地獲得防 焦油產(chǎn)生效果，且鑄造品易于從砂芯中脫離。
權(quán)利要求
1.一種鑄造用砂芯，具有芯主體和被覆所述芯主體表面的涂層，其特征在于，在所 述涂層的至少最外層中含有降焦油劑。
2.如權(quán)利要求1所述的鑄造用砂芯，其特征在于，相對(duì)于所述涂層中含有的有機(jī)粘合 劑的重量，所述涂層的最外層中的降焦油劑的含量為5 60重量％。
3.—種鑄造用砂芯的制造方法，所述鑄造用砂芯在芯主體的表面被覆有涂層，其特 征在于，使所述涂層的至少最外層中含有降焦油劑。
4.如權(quán)利要求3所述的鑄造用砂芯制造方法，其特征在于，其中包括確定所述涂層的 最外層中的所述降焦油劑含量的降焦油劑含量確定工序，所述降焦油劑含量確定工序包 括下述工序，按照所述降焦油劑的每次的含量制作試驗(yàn)片的工序準(zhǔn)備所述降焦油劑的含量不同 的、用于形成所述涂層中至少最外層的多種漿料，在具有抗氧化性的多種合金的表面形 成所述涂層中的內(nèi)層后，涂布所述漿料，由此制成形成了所述涂層的最外層的試驗(yàn)片；生成量測(cè)定器制作工序?qū)⑺鲈囼?yàn)片中的至少1片放入有底的筒狀容器內(nèi)后，使 用預(yù)先測(cè)定了重量的玻璃棉形成所述容器開(kāi)口部的蓋子，由此將所述容器制成熱分解產(chǎn) 物的生成量測(cè)定器；熱分解產(chǎn)物生成工序在爐內(nèi)將所述生成量測(cè)定器加熱規(guī)定的時(shí)間，由此生成熱分 解產(chǎn)物，所述爐內(nèi)的氣氛溫度被設(shè)定為對(duì)應(yīng)于模中使用的熔化物溫度的溫度；焦油產(chǎn)生量測(cè)定工序?qū)Ω鱾€(gè)所述生成量測(cè)定器進(jìn)行所述熱分解產(chǎn)物生成工序后， 測(cè)定用作所述生成量測(cè)定器蓋子的所述玻璃棉的重量，基于所述玻璃棉的重量，按所述 降焦油劑每次的含量得到焦油產(chǎn)生量；和潤(rùn)滑性賦予作用評(píng)價(jià)工序按照所述降焦油劑的每次的含量，對(duì)表示所述最外層的 潤(rùn)滑性賦予作用的指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)；基于所述焦油產(chǎn)生量測(cè)定工序中得到的焦油產(chǎn)生量及所述潤(rùn)滑性賦予作用測(cè)定工序 中得到的表示所述最外層潤(rùn)滑性賦予作用的指標(biāo)，確定所述降焦油劑的含量。
5.如權(quán)利要求3或4所述的鑄造用砂芯的制造方法，其特征在于，相對(duì)于所述涂層中 含有的有機(jī)粘合劑的重量，所述涂層的最外層中的降焦油劑的含量為5 60重量％。
全文摘要
本申請(qǐng)發(fā)明提供一種鑄造用砂芯10，其具有涂層12、13，其中至少在最外層即第2涂層13中含有降焦油劑。由此可以利用熔化物的熱量將由其內(nèi)側(cè)的第1涂層12及芯主體11產(chǎn)生的焦油分解成一氧化碳、二氧化碳及水等低分子氣體，其結(jié)果可以防止從砂芯10向外部產(chǎn)生焦油。上述情況下，由于含有降焦油劑的層是直接與熔化物接觸的第2涂層13，所以可以直接接受熔化物的熱量，可以顯著地獲得上述防焦油產(chǎn)生效果。結(jié)果不僅可以防止產(chǎn)生由氣體排出流路中的堵塞導(dǎo)致的鑄造品缺陷，還可以實(shí)現(xiàn)氣體排出流路及其周?chē)Y(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單化。
文檔編號(hào)B22C3/00GK102026747SQ20098011690
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月15日
發(fā)明者上野光明, 古澤浩, 吉荒敬太, 留場(chǎng)賢, 藤田博已 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社