JP4000106B2 - Manufacturing method of salt core for casting - Google Patents
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Description
本発明は、塩中子の製造方法に関し、特に、鋳造に用いられる塩中子の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a child in the salt, in particular, to a method for manufacturing a salt in children for use in casting.
例えば、アルミダイキャスト等の鋳造において、中空構造または複雑な内部構造を有する鋳造物を成形する場合は、中子を使用する。中子は、金属溶湯から与えられる負荷が大きいため、高圧及び高温に耐えられる強度を有する必要がある。また、複雑な内部構造を付与するための中子は、鋳造後、直接抜き取ることができない場合、崩壊させて鋳造物から取り出す必要がある。 For example, in casting such as aluminum die casting, a core is used when forming a casting having a hollow structure or a complicated internal structure. Since the core is subjected to a large load from the molten metal, the core needs to have strength to withstand high pressure and high temperature. Further, the core for providing a complicated internal structure needs to be collapsed and taken out from the casting if it cannot be directly extracted after casting.
従来、このような鋳造用の中子に用いられるものとして、塩化ナトリウム粉末を加圧して成形した鋳造用塩中子が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。塩中子を用いて鋳造する場合は、まず、図３に示すように、型（鋳型）１２内に塩中子１をセットして、溶融した金属Ｍを流し込んだ後、上方から加圧する（図３（ａ）参照）。そして、この状態で冷却後（図３（ｂ）参照）、型１２内から塩中子１ごと取り出し（図３（ｃ）参照）、鋳造物１１に対して噴水することで塩中子１を溶解して除去する（図３（ｄ）参照）。
Conventionally, as a casting core, a casting salt core formed by pressurizing sodium chloride powder is used (for example, see Patent Document 1). In the case of casting using a salt core, first, as shown in FIG. 3, the salt core 1 is set in a mold (mold) 12 and molten metal M is poured into it, and then pressurized from above ( (See FIG. 3 (a)). Then, after cooling in this state (see FIG. 3B), the salt core 1 is taken out from the mold 12 (see FIG. 3C) and fountained on the
従って、塩中子１を用いれば、鋳造物１１に複雑な内部構造を付与することができ、鋳造物１１からの中子除去も容易に行える。
しかしながら、前記従来技術における塩中子は、塩化ナトリウム粉末を加圧成形して製造されているので、その表面には、塩粒子が残存するとともに塩粒子間に隙間があり（図１（ｂ）参照）、この塩中子を用いて鋳造を行うと、塩粒子間の隙間に金属溶湯が入り込んで鋳造物に欠損あるいは余肉付与を生じる問題点があった。 However, since the salt core in the prior art is produced by pressure-molding sodium chloride powder, salt particles remain on the surface and there are gaps between the salt particles (FIG. 1B). When the casting is carried out using this salt core, there is a problem that the molten metal enters into the gaps between the salt particles to cause the casting to be deficient or to give extra space.
また、前記従来技術における塩中子は、加圧成形で製造されているので、加圧具合で各部位の塩粒子間の隙間、強度等が異なる問題点があった。つまり、部位によっては、鋳造の高圧に耐えられる強度を得られず、鋳造時に部分的なひび割れ、欠損等の欠陥を生じるおそれがあった。特に、鋳造時の三方向からの加圧に対しては（図３（ａ）参照）、各部位での塩粒子間の隙間及び強度が均一でないと塩中子のゆがみや変形等を起こしやすいというおそれがある。 Moreover, since the salt core in the said prior art is manufactured by pressure molding, there existed a problem that the space | gap between salt particles of each site | part, intensity | strength, etc. differed by the press condition. That is, depending on the portion, the strength that can withstand the high pressure of casting cannot be obtained, and defects such as partial cracks and defects may occur during casting. In particular, for pressurization from three directions during casting (see FIG. 3 (a)), salt cores are likely to be distorted or deformed unless the gap and strength between the salt particles at each part are uniform. There is a risk.
また、加圧成形することで製造した塩中子をさらに所望の形状に切削加工するとき、前記したような塩粒子間の隙間があると、塩中子が崩壊しやすいという問題点があった。そのため、塩中子に後工程で特に細かい形状を施すのが困難であるという問題点があった。 Further, when the salt core produced by pressure molding is further cut into a desired shape, if there is a gap between the salt particles as described above, the salt core tends to collapse. . Therefore, there is a problem that it is difficult to give the salt core a particularly fine shape in a subsequent process.
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、加圧鋳造に耐えられるような均一な強度を有する鋳造用塩中子の製造方法を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention is to solve the aforementioned problems, it is an object of the invention to provide a method of manufacturing that Casting for salt core having a uniform intensity as withstand pressure casting.
請求項１に係る発明は、鋳造用塩中子の製造方法であって、塩を加熱溶融する工程と、中子成形用型に加熱溶融した前記塩を流し込む工程と、流し込まれた前記塩を攪拌する工程と、前記型内で前記塩を凝固させて塩中子を成形する工程と、を有することを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a method for producing a salt core for casting, the step of heating and melting the salt, the step of pouring the salt heated and melted into the core mold, and the salt poured And a step of solidifying the salt in the mold to form a salt core.
請求項１に係る鋳造用塩中子の製造方法によれば、塩を加熱溶融して、凝固させるので、塩粒子が融着して渾然一体の界面を形成した塩中子を得ることができる。そのため、三方向から加わる圧力に対して高い強度を有し、加圧鋳造に耐えられる塩中子を製造することができる。また、塩を加熱溶融して凝固させているので、全体的に均一な結晶構造を有する、つまり、全体的に均一な強度を有する塩中子を製造することができる。 According to the method for producing a casting salt core according to claim 1 , since the salt is heated and melted and solidified, a salt core in which the salt particles are fused to form a naturally integrated interface can be obtained. . Therefore, it is possible to produce a salt core that has high strength against pressure applied from three directions and can withstand pressure casting. Further, since the salt is melted by heating and solidified, a salt core having a uniform crystal structure as a whole, that is, having a uniform strength as a whole can be produced.
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の鋳造用塩中子の製造方法において、前記塩中子を所望の形状に切削加工する工程を有することを特徴とする。
The invention according to
請求項２に係る鋳造用塩中子の製造方法によれば、請求項１に記載の鋳造用塩中子の製造方法の後工程として、塩中子を所望の形状に切削加工する。塩中子は高い強度を有しているため、欠損させずに容易に切削加工することができる。また、所望の形状にすることで、鋳造物に細かい形状を付与することができる。
According to the manufacturing method of the casting salt core according to
本発明に係る鋳造用塩中子の製造方法によれば、塩が融着して構成された鋳造用塩中子を製造することができる。そのため、加圧鋳造に耐えられるような均一な強度を有する鋳造用塩中子を得ることができる。この鋳造用塩中子は、強度を有することで、さらに切削加工しても欠損することなく、所望の形状を得ることができる。 According to the method for producing a salt core for casting according to the present invention, it is possible to produce a salt core for casting constituted by fusion of salt. Therefore, it is possible to obtain a casting salt core having a uniform strength that can withstand pressure casting. The casting salt core has a strength, and can be obtained in a desired shape without being broken even if it is further cut.
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１（ａ）は、本実施の形態に係る鋳造用塩中子の表面状態を拡大して示す模式図であり、図１（ｂ）は、従来の加圧方式で製造した鋳造用塩中子の表面状態を拡大して示す模式図である。また、図２は、本実施の形態に係る鋳造用塩中子の製造工程を示す工程図である。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. Fig.1 (a) is a schematic diagram which expands and shows the surface state of the salt core for casting which concerns on this Embodiment, FIG.1 (b) is in the salt for casting manufactured with the conventional pressurization system. It is a schematic diagram which expands and shows the surface state of a child. FIG. 2 is a process diagram showing a manufacturing process of the casting salt core according to the present embodiment.
〔鋳造用塩中子の全体説明〕
まず、図１及び図２を参照しながら、本実施の形態に係る鋳造用塩中子（以下、単に「塩中子」という。）１について説明する。
図２に示す本実施の形態に係る塩中子１は、鋳造物１１（図３参照）を型成形する際に使用する中子であって、鋳造物１１の中空形状１１ａ（図３（ｄ）参照）に応じた所定の形状を有している。
[Overview of casting salt core]
First, a casting salt core (hereinafter simply referred to as “salt core”) 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
A salt core 1 according to the present embodiment shown in FIG. 2 is a core used when a casting 11 (see FIG. 3) is molded, and the
本実施の形態に係る塩中子１は、後記する製造工程で詳細に説明する通り、原料となる塩を型内で溶融し、冷却し、そして仕上げ加工することによって得られるものであり、図１（ａ）に示すように、塩の粒子同士が融着して粒子間の界面が実質的にない状態の構造を有している。具体的には、本実施の形態に係る塩中子１は、原料となる塩を溶融して製造しているので、粒子間の隙間がなく、さらに全ての部位で均一な結晶構造を有している。なお、「塩の粒子同士が融着」した状態とは、塩粒子がほとんど残存しないような所定の結晶構造を有するような状態をいう。 The salt core 1 according to the present embodiment is obtained by melting, cooling, and finishing a raw material salt in a mold, as will be described in detail in the manufacturing process described later. As shown to 1 (a), it has the structure of the state which the particle | grains of salt fuse | melt together and there is substantially no interface between particle | grains. Specifically, since the salt core 1 according to the present embodiment is manufactured by melting a salt as a raw material, there is no gap between the particles, and further has a uniform crystal structure at all sites. ing. Note that the state in which the salt particles are fused to each other means a state having a predetermined crystal structure in which almost no salt particles remain.
従来技術の塩中子と比較すると、図１（ｂ）に示すように、従来技術の塩中子は加圧成形して製造されているので、塩粒子Ｓ１が残存するとともに、塩粒子Ｓ１間に隙間があり、図１（ａ）の本実施の形態に係る塩中子１の表面状態とは明らかに異なる。このような従来技術の塩中子を使用して鋳造を行うと、この塩粒子Ｓ１間の隙間に金属Ｍが入り込み欠損等を生じるおそれがあった。さらに、従来技術の塩中子は、加圧成形されているので、塩粒子Ｓ１間の隙間、強度等が塩中子の部位により違いを生じるおそれがあった。 Compared with the salt core of the prior art, as shown in FIG. 1 (b), the salt core of the prior art is manufactured by pressure molding, so that the salt particles S1 remain and the salt particles S1 Is clearly different from the surface state of the salt core 1 according to the present embodiment in FIG. When casting is performed using such a conventional salt core, the metal M may enter the gaps between the salt particles S1 and cause defects. Furthermore, since the salt core of the prior art is pressure-molded, there is a possibility that the gap, strength, etc. between the salt particles S1 may vary depending on the portion of the salt core.
なお、塩中子１の原料として使用できる塩Ｓは、本発明の目的・効果を奏するものであれば特に限定されるものではなく、成形型２より融点が低く、かつ、水と溶解する塩類、具体的には塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム等の塩類あるいはこれらの混合物が挙げられる。入手容易性の観点から塩化ナトリウムが好ましく、後記する所定の結晶構造を得るという観点から、できる限り純度が高く、なおかつ、粒度のそろった塩化ナトリウムが好ましい。なお、塩化ナトリウムの融点は約８００℃である。
The salt S that can be used as a raw material for the salt core 1 is not particularly limited as long as it has the object and effect of the present invention, and has a melting point lower than that of the
〔塩中子の製造方法〕
このような原料となる塩Ｓを下記の工程に従って加工することによって本実施の形態に係る塩中子１が製造される。
[Method for producing salt core]
The salt core 1 which concerns on this Embodiment is manufactured by processing the salt S used as such a raw material according to the following process.
（工程１）
図２（ａ）に示す通り、まず、塩中子１を成形するための成形型２に塩中子１の原料である塩Ｓを溶融した状態で導入する。なお、原料となる塩Ｓの粒度分布にばらつきがある場合には、溶融した塩Ｓをゆっくりと攪拌することによって前記したような所定の結晶構造を有する塩中子１が得られる。
この際の条件は、原料となる塩Ｓが溶融して流体となれば特に限定されるものではない。また図２（ａ）では、溶融した塩を手動で導入している様子を示しているが、大量生産する際には所定の溶融塩導入手段により成形型２に導入することもできる。
なお、この成形型２は、塩Ｓより融点の高い材料から成形されている。
(Process 1)
As shown in FIG. 2 (a), first, a salt S, which is a raw material of the salt core 1, is introduced in a molten state into a
The conditions at this time are not particularly limited as long as the salt S as a raw material is melted to become a fluid. Further, FIG. 2A shows a state where the molten salt is manually introduced. However, when mass production is performed, the molten salt can be introduced into the
The
（工程２）
次いで、図２（ｂ）に示すように、成形型２中で溶融した塩Ｓを冷却して、粗製の本実施の形態に係る塩中子１を製造する。この際の冷却条件は、大気中の放冷却でもよいが、より均一な塩中子１を製造するという観点から、冷却速度をコントロールすることも可能である。一般に、冷却速度が遅いほど均一な結晶構造を有する塩中子が得られると考えられる。この工程で得られる粗製の塩中子１は、表面部分が粗い、いわゆる引け巣１ａを有している状態である。
(Process 2)
Next, as shown in FIG. 2 (b), the salt S melted in the
（工程３）
次いで、図２（ｃ）に示すように、工程２で得られた粗製の塩中子１を離型して、表面部分の引け巣１ａを切削加工等の従来公知の方法により仕上げ加工すると、所望の形状を有する塩中子１を得ることができる（図２（ｄ）参照）。
(Process 3)
Next, as shown in FIG. 2 (c), the crude salt core 1 obtained in
このように、本実施の形態においては、成形型２内に溶融した塩Ｓを導入するという極めて簡単な手段で特定の効果を有する塩中子１を製造できる。すなわち、塩Ｓを溶融する際に比較的低いエネルギを使用するので、従来の加圧成形と比較して極めて低いエネルギで所望とする塩中子１を得ることができる。
Thus, in the present embodiment, the salt core 1 having a specific effect can be manufactured by a very simple means of introducing the molten salt S into the
また、塩Ｓを溶融するだけで所望の形状の塩中子１を製造することが可能であるので、複雑な形状の塩中子１を容易に製造することが可能である。このことは、加圧成形により製造する従来の塩中子と比較して際立った特徴である。なお、「複雑な形状」とは、例えば、自動車のシリンダヘッドの中空形状、自動車のエンジン等のアンダーカット又は屈曲部を有する形状等、鋳造物から直接引き抜くことができないような塩中子の形状をいうものとする。 Moreover, since the salt core 1 having a desired shape can be produced simply by melting the salt S, the salt core 1 having a complicated shape can be easily produced. This is a distinguishing feature compared to conventional salt cores produced by pressure molding. The “complex shape” means, for example, a hollow shape of a cylinder head of an automobile, a shape having an undercut or a bent portion of an automobile engine, etc., and a shape of a salt core that cannot be directly drawn from a casting. It shall be said.
〔鋳造物の製造〕
次に、本実施の形態に係る塩中子１を使用した鋳造物１１の製造について、図３を参照して説明する。図３は、本実施の形態（及び従来技術）の塩中子を用いた鋳造物の製造工程の一例を示す概略図である。
[Manufacture of castings]
Next, manufacture of the casting 11 which uses the salt core 1 which concerns on this Embodiment is demonstrated with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic view showing an example of a manufacturing process of a casting using the salt core of the present embodiment (and the prior art).
（工程Ａ）
まず、図３（ａ）に示すように、成形鋳造用の型１２の所定位置に本実施の形態に係る塩中子１を配置し、そして固定する。そして、鋳造物１１を製造するための原料である金属Ｍの溶融物を型１２内に導入し、原料となる金属Ｍに依存した従来公知の条件で金属Ｍを溶融加圧して塩中子１を有する状態の所定の鋳造物１１を得る。
(Process A)
First, as shown in FIG. 3A, the salt core 1 according to the present embodiment is arranged and fixed at a predetermined position of a mold 12 for molding and casting. Then, a melt of the metal M, which is a raw material for producing the casting 11, is introduced into the mold 12, and the metal M is melt-pressed under a conventionally known condition depending on the metal M as the raw material, and the salt core 1. A
（工程Ｂ）
次いで、図３（ｂ）に示すように、工程Ａの状態で冷却して得られる、塩中子１を有する状態の所定の鋳造物１１を離型する（図３（ｃ）参照）。
(Process B)
Next, as shown in FIG. 3B, the predetermined casting 11 having the salt core 1 obtained by cooling in the state of step A is released (see FIG. 3C).
（工程Ｃ）
次いで、図３（ｄ）に示すように、塩中子１を有する状態の所定の鋳造物１１の塩中子１を、水で溶解して、鋳造物１１から除去する。
このようにして、所望の形状である中空形状１１ａを有する鋳造物１１を得ることができる。
(Process C)
Next, as shown in FIG. 3 (d), the salt core 1 of the predetermined casting 11 having the salt core 1 is dissolved in water and removed from the casting 11.
In this way, a casting 11 having a
以上によれば、本実施の形態において、以下の効果を得ることができる。
本実施の形態では、塩Ｓが融着して構成された塩中子１を製造することができる。この塩中子１は、塩粒子同士が融着して渾然一体の界面を形成するので、三方向から加わる圧力に対して高い強度を有している。そのため、鋳造物１１を製造する際の加圧鋳造に耐えられる強度を均一に得られる。
また、塩中子１は高い強度を有するため、容易に崩壊することがなく、所望の複雑な形状に容易に切削加工することができる。これによって、複雑な内部構造を有する鋳造物を鋳造するのに好適に用いることができる。
さらに、本実施の形態に係る塩中子１を使用して鋳造するとき、塩粒子間に隙間がないため、金属Ｍが塩中子１の内部に浸透することがなく、良好な鋳造物１１を得ることができる。
According to the above, the following effects can be obtained in the present embodiment.
In the present embodiment, the salt core 1 configured by fusing the salt S can be manufactured. The salt core 1 has a high strength against pressure applied from three directions because the salt particles are fused together to form a natural integrated interface. Therefore, the strength that can withstand pressure casting when the casting 11 is manufactured can be obtained uniformly.
Moreover, since the salt core 1 has high strength, it does not easily collapse and can be easily cut into a desired complex shape. Thus, it can be suitably used for casting a casting having a complicated internal structure.
Furthermore, when casting using the salt core 1 according to the present embodiment, since there is no gap between the salt particles, the metal M does not penetrate into the salt core 1, and a
なお、前記した鋳造物１１の製造（成形）方法では、最も簡単な金属の型成形方法について説明したが、本発明はこのような製造方法に限定されるものではなく、種々の中子を用いた金属の成形方法に応用することが可能であり、例えば複数の塩中子を組み合わせた型成形等種々の成形方法に適用可能である。 In the manufacturing (forming) method of the casting 11 described above, the simplest metal mold forming method has been described. However, the present invention is not limited to such a manufacturing method, and various cores are used. For example, the present invention can be applied to various forming methods such as mold forming combining a plurality of salt cores.
以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて説明する。
（実施例）
食塩（ＮａＣｌ純度９８％）を８５０℃で加熱溶融して、２００℃に加熱して水分を飛ばした円筒形（直径４．６ｃｍ、高さ６ｃｍ）の鉄製型に導入して放冷した。次いで、離型して表面の引け巣部分を除去して本実施の形態に係る塩中子（直径４．５ｃｍ、高さ５ｃｍ）を得た。
（比較例）
食塩（ＮａＣｌ純度９８％）を用いて特許文献１に記載の方法に準じて（成形加圧条件１４７ＭＰａ）、実施例と同一形状の比較用の塩中子を得た。
Hereinafter, the present invention will be described based on examples and comparative examples.
(Example)
Sodium chloride (NaCl purity 98%) was heated and melted at 850 ° C., introduced into a cylindrical iron mold (diameter: 4.6 cm, height: 6 cm) heated to 200 ° C. to remove moisture, and allowed to cool. Next, the mold was released to remove the shrinkage nest portion on the surface to obtain a salt core (diameter: 4.5 cm, height: 5 cm) according to the present embodiment.
(Comparative example)
A comparative salt core having the same shape as that of the example was obtained using sodium chloride (NaCl purity 98%) according to the method described in Patent Document 1 (molding and pressing condition 147 MPa).
実施例及び比較例で得られた塩中子の圧縮強度を島津製作所製オートグラフＡＧ−Ｂで測定したところ、実施例で得られた本実施の形態に係る塩中子の圧縮強度は、３０ＭＰａであり、比較例で得られた比較用の塩中子の圧縮強度は、３４ＭＰａであり、両者にあまり相違はなかった。 When the compressive strength of the salt core obtained in the examples and comparative examples was measured by Shimadzu Autograph AG-B, the compressive strength of the salt core according to the present embodiment obtained in the example was 30 MPa. The compressive strength of the comparative salt core obtained in the comparative example was 34 MPa, and there was little difference between the two.
また、実施例及び比較例で得られた塩中子の表面状態を顕微鏡で観察したところ、実施例で得られた本発明の塩中子は粒子同士が融着した構造を有しており粒子間の隙間は観察されなかった。これに対して比較例で得られた比較用の塩中子は、粒子間に多数の間隙が観察された。
以上のことから、本発明の塩中子は、実施例とほぼ同等の圧縮強度を有しており、欠陥の原因となる粒子間の隙間がない良好な塩中子であることが判った。
Further, when the surface state of the salt core obtained in the examples and comparative examples was observed with a microscope, the salt core of the present invention obtained in the examples had a structure in which the particles were fused to each other. No gaps were observed between them. On the other hand, in the comparative salt core obtained in the comparative example, many gaps were observed between the particles.
From the above, it was found that the salt core of the present invention was a good salt core having a compressive strength almost equivalent to that of the example and having no gaps between particles causing defects.
１ 塩中子
２ 成形型
１１ 鋳造物
１２ 型
Ｍ 金属
Ｓ 塩
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
中子成形用型に加熱溶融した前記塩を流し込む工程と、
流し込まれた前記塩を攪拌する工程と、
前記型内で前記塩を凝固させて塩中子を成形する工程と、
を有することを特徴とする鋳造用塩中子の製造方法。 Heating and melting the salt;
A step of pouring the molten salt into a core mold;
Stirring the poured salt;
Solidifying the salt in the mold to form a salt core;
A method for producing a salt core for casting, comprising:
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