[发明专利]铸造用型芯、其制造方法以及使用该型芯的铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在压铸铸造等铸造方法中，高效地制造改善了崩塌性的型芯的技术以及使用该型芯的铸造方法。

背景技术

在压铸制法的铸造中，希望成型具有复杂的内部形状的铸造物的情况下使用型芯。作为这种用于压铸制法的型芯，开发了使用盐类等而形成，在铸造后使其溶解于水中而从铸造品去除的水溶性型芯(参照专利文献1～3)。

使用上述的水溶性型芯进行压铸铸造的情况，特别是在高压下进行压铸铸造的情况下，铸造时金属熔液的速度快、对水溶性型芯的冲击力也大，因此对水溶性型芯要求高强度。所以，虽然能实现水溶性型芯的高强度化，但若提高水溶性型芯的强度，则从铸造品去除水溶性型芯时水溶性型芯的崩塌性恶化。

所以，为了促进以盐等水溶性成分作为主要成分的水溶性型芯的崩塌，考虑各种方法。提出了例如使用将生石灰(氧化钙)、氧化镁等碱土金属化合物粉末混合于作为主要的型芯成分的碱金属盐中的水溶性型芯，在金属的铸造后使其与水接触时，利用水使碱土金属化合物粉末膨胀，从而提高水溶性型芯的崩塌性的方法(参照专利文献4)。然而，根据本发明人等的研究，即便通过这样的碱土金属化合物的添加也不能得到期望的崩塌性的提高，反而发现损害型芯的铸造性(浇铸成型性)等的不良性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-131664号公报

专利文献2：日本特开2007-144460号公报

专利文献3：日本特开2007-296566号公报

专利文献4：日本特开2006-7234号公报

发明内容

发明要解决的问题

因此，本发明的主要的目的在于，提供提高了崩塌性的水溶性型芯、其高效的制造法、进而使用该型芯的高效的铸造方法。

用于解决问题的方案

根据本发明人等的研究，发现将以往以粉末状态使用的崩塌促进剂的碱土金属氧化物制成增大至恰当的粒径的粒状物，使其分散于碱金属盐基质中，从而利用通过与水的相互作用产生的状态变化以及与碱金属盐基质的相对的状态变化，对于达成上述目的是极其有效的。即，本发明的铸造用型芯的特征在于，使平均粒径为0.8～4mm的碱土金属氧化物颗粒分散于水溶性碱金属盐基质中而成。

对于本发明人等以上述的目的进行研究达到本发明的经过进行简要说明。以往崩塌促进剂的碱土金属氧化物以粉末状态添加，理解这是因为若碱金属盐基质中分散的碱土金属氧化物为粒状，则担心在与所形成的型芯接触的金属熔体硬化时产生铸件表面(casting surface)的龟裂缺陷。然而，根据本发明人等的试验，作为崩塌促进剂而分散的碱土金属氧化物，平均粒径(本说明书中，若无特别限定则意味着通过基于沉降法的stokes当量直径(JIS Z8901)而求出的体积平均粒径)至4mm左右不引起显著的铸件表面的龟裂，使该粒径增大，从而得到以下那样的作用效果。(1)碱土金属氧化物颗粒与水接触时吸收1分子水而变化为碱土金属氢氧化物，此时，比重降低20～50%，随之粒径增大8～20%，其对碱金属盐基质赋予裂纹，促进在该水接触下的崩塌，该效果随着粒径变大而增大。(2)增大粉末状态的碱土金属氧化物的添加量时，由于基质碱金属盐对熔体的粘度增大导致型芯的铸造性(浇铸成型性)降低，但通过进行粒状化从而抑制直接有助于粘度增大的表面积的增大，因此可以不损害铸造性地提高崩塌性。

此外，本发明的铸造用型芯可以以平均粒径为0.8～4mm的碱土金属氧化物颗粒作为直接原料来形成，但优选将粒径稍大的碱土金属氢氧化物作为前体来使用。即，本发明的铸造用型芯的制造方法的特征在于，使粒径为1～5mm的范围的碱土金属氢氧化物颗粒分散于水溶性碱金属盐的熔体中，通过脱水转变为碱土金属氧化物颗粒之后，注入到模具中，使其冷却硬化。作为前体的碱土金属氢氧化物颗粒在比水溶性碱金属盐的熔点即约400～1100℃低的350～800℃下失去1分子水并且发生若干收缩，从而变化为更小粒径的碱土金属氧化物颗粒，形成高效的崩塌促进剂。不直接使用碱土金属氧化物颗粒而将碱土金属氢氧化物作为前体来使用时，经过使用水的硬化/粉碎等，防止崩塌促进剂的微粉化并且可以高效地粒状化。