(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型の少なくともセクションをコートするためのコーティングであって、
キャリア液体と、
少なくとも１つの粒状耐火材料と、
少なくとも１つの還元剤と
を少なくとも含み、
前記キャリア液体は、水、または炭素原子１〜１０個を有するアルコール、または水と少なくとも１つの１３０℃未満の沸点を有する揮発性有機成分との混合物であり、
前記還元剤は、ポリスチレンおよびスチレンのコポリマーから選択される炭素含有ポリマーである、
コーティング。
【請求項２】
前記還元剤が、すぐに使用できるコーティングの重量に対して５重量％を超える割合で含まれる、請求項１に記載のコーティング。
【請求項３】
前記コーティングが結合剤を含む、請求項１に記載のコーティング。
【請求項４】
前記コーティングが、使用可能な／すぐに使用できる状態のものに対して２０〜８０重量％の固体含量を有する、請求項１に記載のコーティング。
【請求項５】
前記スチレンのコポリマーが、スチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−（メタ）アクリレートコポリマーおよびスチレン−ブタジエン−（メタ）アクリレートコポリマーから構成される群の１以上から選択される請求項１に記載のコーティング。
【請求項６】
前記炭素含有ポリマー中のスチレンの割合が、少なくとも２５モル％である請求項１に記載のコーティング。
【請求項７】
鋳型が準備され、前記鋳型が、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のコーティングから選択されたコーティングを少なくとも部分的に含むコーティングを用いて少なくともセクションにおいてコートされる、コートされた鋳型を製造するための方法。
【請求項８】
鋳型が、最初に、少なくとも１層のベースコーティングでコートされ、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の少なくとも１層の前記コーティングが、前記ベースコーティング層の上に施用される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ベースコーティングが、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の前記コーティングと異なるように選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記コーティング層の厚さが０．３〜１．５ｍｍに調整される、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記鋳型が少なくとも１つの中子を含み、前記少なくとも１つの中子が、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の前記コーティングによってコートされる、請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のコーティングから生成されるコーティング層の少なくともセクションを含む鋳型。
【請求項１３】
中子を少なくとも含み、前記中子が、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のコーティングによってコートされている、請求項１２に記載の鋳型。
【請求項１４】
金属鋳物のための請求項１２または１３に記載の鋳型の使用。
【請求項１５】
前記金属鋳物が鉄または鋼の鋳物である、請求項１４に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティング、鋳型を製造するための方法、該方法によって得ることができるような鋳型、および金属鋳物用の該鋳型の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄および鋼工業、ならびに非鉄金属工業の製品の大部分は、最初の成型をするために鋳込み工程を通過する。こうした場合、溶融液状材料、すなわち、金属鉄または非鉄金属は、転換されて、特定のワークピース特性を有する特定の幾何学形状の物体になる。一部の場合、鋳物を成型するために、非常に複雑な鋳型を最初に製造しなければならない。鋳型は、各々の鋳込みをした後に破壊されるインベストメント鋳型と、それぞれを使用して多数の鋳物を製造できる永久鋳型に分けられる。
【０００３】
インベストメント鋳型は、通常、鉱物性の型用粒状耐火材料からなり、この材料は、例えば、良好な鋳込み表面を実現するために、追加の多様な添加剤と混合される場合が多い。洗浄して分級された石英砂が、通常、型用粒状耐火材料として使用される。特別の要件を満足しなければならない特定の用途では、クロマイト、ジルコニウムおよびオリビン砂が使用される。加えて、シャモット、ならびにマグネサイト、シリマナイトまたはコランダム系の型用材料も使用される。型用材料を固化するのに使用される結合剤は、無機性であっても有機性であってもよい。小さい方のインベストメント鋳型は、主として、結合剤としてのベントナイトによって固化する型用材料から作製されるが、大きい方の鋳型では、結合剤として有機ポリマーが通常使用される。
【０００４】
通常、鋳型の製造は、型用材料の粒が結合剤の薄膜によってコートされるように型用材料を結合剤とブレンドすることによって進行する。次いで、こうした型用材料混合物は、対応する鋳型内に導入され、場合によっては圧密されて鋳型の十分な安定性が実現される。次いで、例えば、前記鋳型を加熱することによって、または硬化反応をもたらす触媒を添加することによって鋳型が硬化する。鋳型が、少なくとも、一定の初期強度に到達すると、鋳型は、型から取り出し、完全に硬化させるために例えばオーブンへ移されてそこで指定の温度まで所定の時間加熱することができる。
【０００５】
永久鋳型は、複数の鋳物を製造するのに使用される。したがって、それらは、鋳込み工程およびそれに伴う負荷に損傷されることなしに耐えなければならない。用途分野、すなわち、鋳鉄、ならびに非合金および合金鋼、さらには銅、アルミニウムに応じて、グラファイト、焼結金属およびセラミック材料は、永久鋳型用の材料として特に適することが証明されている。永久鋳型による方法として、チル鋳物、圧力鋳物、遠心鋳物および連続鋳物法が挙げられる。
【０００６】
鋳込み工程の際には、鋳型は、非常に大きな熱および機械負荷にさらされる。したがって、例えば、鋳型が裂けることによって、または液状金属が鋳型の構造内に浸透することによって、欠陥が、液状金属と鋳型の間の接触面に形成される恐れがある。したがって、大抵の場合、液状金属と接触する鋳型のこうした表面は、コーティングとも呼ばれる保護コーティングを備える。かかるコーティングは、通常、無機の耐火材料および結合剤からなり、これらは、適切なキャリア液体、例えば、水またはアルコール中に溶解、または懸濁される。
【０００７】
こうしたコーティングのために、鋳型の表面は、改変し、処理する金属の特性に適合させることができる。したがって、コーティングは、平滑な表面を生成することによって鋳物の外観を改良することができる。というのはコーティングは、鋳型材料の粒径によって引き起こされる不規則性を補償するからである。さらには、コーティングは、例えば、鋳物の表面上の添加剤がコーティングを経由して鋳物内に選択的に移行することによって、冶金的に鋳物に影響を及ぼすことができるが、これは、こうした添加剤が鋳物の表面特性を改良するためである。さらには、コーティングは、鋳込みの際に鋳型を液状金属から化学的に隔離する層を形成する。これによって鋳物と鋳型の間の接着が防止されることになるので、少しの困難もなく鋳物を鋳型から取り外すことができる。加えて、コーティングによって鋳型が鋳物から熱的に確実に分離されることになる。これは、永久鋳型において特に重要である。仮にこの機能が十分でないと、例えば、金属用鋳型が連続鋳込み工程の過程で非常に大きい熱負荷を受けるので、その鋳型が途中で破壊される。しかも、コーティングは、例えば、冷却速度によって特定の金属構造を形成する目的で液状金属と鋳型の間の熱移動を指示通りに制御するのに使用することもできる。
【０００８】
通常使用されるコーティングは、ベース材料として、例えば、粘土、石英、珪藻土、クリストバライト、トリジマイト、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ジルコニウム、雲母、シャモットまたはグラファイトを含む。こうしたベース材料は、鋳型の表面を覆い、細孔を閉じて、液状金属が鋳型内に侵入することを防止する。
【０００９】
その大きな絶縁能のために、ベース材料として二酸化ケイ素または珪藻土を含むコーティングは、こうしたコーティングが低価格で製造することができ、大量に入手可能であるために、使用される場合が多い。
【００１０】
例えば、鋳鉄から作製される金属部材を製造するための重要な方法は、大型鋳物法および遠心鋳物法である。
【００１１】
大きい方の鋳物を製造するのに使用される大型鋳物法では、インベストメント鋳型が通常使用される。製造される鋳物のサイズのために、非常に大きな金属静圧が鋳型に作用する。冷却時間が長いので、鋳型はまた、非常に長時間高温負荷にもさらされる。この方法では、コーティングは、規定の保護機能を有することによって、金属が鋳型の材料内に浸透すること（浸透）、鋳型が裂けること（葉脈の形成）、または金属と鋳型の材料の間で反応が起こること（金属浸透）を防止する。
【００１２】
遠心鋳物では、液状金属は、その軸の周囲を回転する管状または環状インゴット鋳型内に注がれ、その鋳型内で、遠心力の作用下で、金属が成型されて、例えば、ブッシング、リングおよび管になる。この場合、鋳物が、鋳型から取り外される前に、完全に固化することが絶対に必須である。したがって、鋳型と鋳物の間の接触時間がかなり長く、その間に鋳型が冷却鋳物によって不利な影響を受けないようにしなければならない。ここでは、鋳型は、永久鋳型として設計されている、すなわち、鋳型は、鋳物工程による負荷を受けた後にその特性および形状が変化してはいけない。
【００１３】
したがって、遠心鋳物では、鋳型は、単一層で、または複数の層の形態で施用される絶縁コーティングを用いてコートされる。
【００１４】
ＤＥ−Ｂ−１  ４３３  ９７３には、水性懸濁液の形態でのインゴット鋳型用コーティングが記載されており、そのコーティングは、一方では、鋳込みの際のインゴット鋳型への損傷を防止することを意図し、他方では、鋳物の成型を促進することを意図するものである。コーティングは、実質的に、耐火材料としてのガラス状ケイ酸および結合剤としてのコロイダルシリカゾルからなる。
【００１５】
ＤＥ−ＡＳ−１  ３０３  ３５８には、耐火コーティングが記載されており、そのコーティングは、インゴット鋳型の壁面、低い方の部分、またはベースプレートに施用される。コーティングは、酸化クロム含有粒子タイプ耐火材料と、液状媒体中に分散した無機結合剤とを含む。粒子タイプの耐火材料は、クロマイトおよび酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化チタンまたは仮焼マグネサイトからなる。
【００１６】
ＤＥ  ４２  ０３  ９０４  Ｃ１には、５〜４０重量％のファイバを含む、鋳物技術用のコーティングが記載されている。ファイバの１０〜９０％は、有機材料および残部の耐火性無機材料からなる。無機ファイバは、平均長さが５０〜４００μｍ、および直径が１〜２５μｍであり、有機ファイバは、平均長さが５０〜５０００μｍ、および直径が２〜７０μｍである。
【００１７】
鋳込みの際、小さい漏斗型のくぼみ、または気泡が、鋳物の外側、または表面に近いその下部で形成される場合があり、それによって、鋳物表面の性質の劣化が引き起こされ、鋳物表面の後処理が必要になる。
【００１８】
特に、鋳物の内部のセクション、例えば、エンジンブロックの油供給チャネルでは、こうした後処理は困難であり、または排除されている。鋳物の内部のこうしたセクションは、いわゆる中子を用いて調製される。
【００１９】
こうした鋳物の欠陥は、多様な因子にその原因を求めることができる。
【００２０】
溶融物の組成に応じて、約４０％の範囲のほぼ一定のＳｉＯ２含量を有するシリケートスラグが、鋳物取鍋上に形成される。加えて、スラグは、実質的に、１５〜４０％の範囲で変動するＭｎＯ画分、および５〜２５重量％の範囲の割合のＦｅ３Ｏ４を含む。こうした酸化鉄−シリケートスラグは非常に速やかに形成され、発泡性スラグの形態でイオウに随伴されて非常にしばしば起こる。スラグは、接着剤類似の効果を有し、例えば、鋳型の型用材料から遊離したばらばらの砂粒を結合させる。スラグは、低温でも形成される場合があるので、取鍋中の金属の回収中のみでなく、その後でも、例えば、液状金属をデカントする場合、または液状金属を鋳型内に注ぐ場合にも形成される場合がある。スラグ中に含まれるＦｅ３Ｏ４は、実質的に気泡形成の原因である。というのは、Ｆｅ３Ｏ４は、ＣＯまたはＨ２によって容易に還元することができ、ガス状反応生成物が形成され、それによって、次いで、記載した鋳物欠陥が形成されるからである。気泡の形成を抑制するために、多様な手段を取ることができる。Ｆｅ３Ｏ４含有スラグの形成は、溶融物と酸素または空気との接触をできるだけ少なく維持することによって対応することができる。この目的のために、鋳込み時間をできるだけ短くしようとすることが可能である。さらには、液状の鉄の静置時間をより長くすること、または鋳込み工程を中断すること、または液状の鉄を複数回、再鋳込みすることは避けるべきである。
【００２１】
さらには、酸素親和性を有する元素または化合物を溶融物に添加することができ、これらが、利用可能な酸素に対して鉄と競合し、それによってＦｅ３Ｏ４含有スラグの形成が抑制される。さらなる手段として、酸化鉄−シリケートスラグがもはや形成されないように、溶融物のマンガン含量を０．５重量％超まで増加させることができる。最後に、スラグが一酸化炭素の形成によって還元されるような程度まで、溶融物の温度を上昇させることができる。
【００２２】
金属鋳込み中の支配的な温度では、鋳型中の有機結合剤は、分解してＣＯ、ＣＯ２、Ｎ２、Ｈ２、ＮＯｘ、ＮＨ３、Ｈ２ＯおよびＣｘＨｙが形成される。こうした化合物と液状の鉄との反応の結果として、さらなる気体生成物が形成され、その生成物が液状の鉄またはスラグ中に蓄積する場合がある。反応の例を以下に示す：
Ｆｅ＋ＣｘＨｙ              →      ［Ｃ］＋Ｈ２
Ｆｅ３Ｏ４＋ＣＨ４           →      ＣＯ２＋２ＣＨ２Ｏ＋３Ｆｅ
２ＮＨ３                   →      Ｎ２＋３Ｈ２
２［Ａｌ］＋３Ｈ２Ｏ       →      Ａｌ２Ｏ３＋３Ｈ２
窒素および水素は、固体の鉄より液状の鉄により容易に溶解可能である。したがって、液体から固体状態へ移行する際に、溶解ガスは、その状態ですでに比較的大きな粘度を有する溶融物から分離する。したがって、気泡は、球にあまり類似せず、噴気孔により類似した形状を有する。対応策として、液状金属に溶解したガス量は、溶融物の温度を低下させることによって減少させることができる。さらには、より少ない量の非所望のガスがその分解中に形成されるように、鋳型中の結合剤の割合を低減することができる。
【００２３】
最後に、溶融物のチタンの割合を増加させることによって、例えば、窒化チタンの形態で窒素を結合させることができ、あるいはアルミニウムの割合を減少させることによって、水の還元による水素の形成を抑制することができる。
【００２４】
上記の対応策は、部分的には矛盾しており、あるいはそれらは、例えば、添加剤が溶融物に添加された場合に鋳物の特性に影響を及ぼすことができる。また、鋳込み工程は、液状金属と空気または酸素の接触を大幅に抑制するような仕方では、実施できない可能性が大きい。
【００２５】
鋳型は、型と中子とを備える。型は、鋳物の外形を形成し、中子は、鋳物の空洞を形成するために使用される。型用材料の混合物の安定性および組成に関しては、型に課される要件は、中子に比較してはるかに弱い。したがって、型の鋳込み中に耐える機械的な負荷ははるかに小さいに違いない。型は、通常、湿った鋳物砂から作成される。これは、実質的に、石英砂などの耐火材料、結合剤としてのベントナイト、および光沢性炭素の形成体、例えば、石炭ダストからなる。湿った鋳物砂はまた、型用材料混合物に適切な鋳造性および成形性を与え、結合剤としてのベントナイトを可溶化するために水も含む。中子は、通常、樹脂結合性型用材料混合物から作製される。この場合、有機結合剤が、結合剤として存在する。結合剤の例は、冷間ボックス結合剤または熱間ボックス結合剤である。こうした結合剤を使用した結果として、中子は非常に大きな安定性を獲得する。さらには、中子は、鋳込み中にガスの発生が過度に多くてはいけない。鋳込み中に外側に放出されるガスを除去するのに利用可能な表面積は、型では非常に多いが、中子では、比較的小さな断面を有する中子のプリントのみが利用可能である。
【００２６】
中子のプリントは、モデル上の中子の静止領域に対応する。したがって、ガスの発生が過度に多いと、ガスは、液状金属材料内まで進む恐れがあり、これによって引き起こされる気泡のためにピンホールなどの鋳物欠陥がもたらされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】ＤＥ−Ｂ−１  ４３３  ９７３
【特許文献２】ＤＥ−ＡＳ−１  ３０３  ３５８
【特許文献３】ＤＥ  ４２  ０３  ９０４  Ｃ１
【特許文献４】ＵＳ  ３，４０９，５７９  Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
したがって、本発明の目的は、鋳物中のガスによる欠陥を大幅にまたは完全に抑制することができ、溶融物の組成に関して、または金属鋳物に関してできるだけ少ない制限事項しか必要としない手段を提供することである。この手段は、特に、中子の製造中に使用できるものであるべきである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本目的は、本特許の請求項１に記載の特徴を有するコーティングによって実現される。本発明に記載のコーティングのさらなる有利な発展形態は、本特許の従属請求項の主題事項である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
キャリア液体および粒状耐火材料に加えて、本発明に記載のコーティングは、還元特性を有する少なくとも１つの添加剤を含む。コーティングは、鋳型中の液状金属との接触面を形成する。還元剤は、液状金属の熱のために反応性が大きいので、酸素または酸素含有化合物と反応することができ、したがって酸素を捕捉することができる。その結果、炭素または炭化水素に対する酸化剤として作用し、ガス状生成物を形成するＦｅ３Ｏ４の形成が大幅に抑制される。したがって、コーティング層で供給される還元剤は、溶融物に対する界面でのガスの形成を大幅に抑制し、したがってまた、鋳物の外表面における、または近傍でのピンホールまたはその他のガスインクルージョンの形成も抑制する。
【００３１】
したがって、本発明によれば、金属鋳物用の鋳型向けのコーティングとして使用でき、
１つのキャリア液体と、
少なくとも１つの粒状耐火材料と、
少なくとも１つの還元剤と
を少なくとも含むコーティングが提供される。コーティングは、その中にさらなるコーティング成分を懸濁または溶解できるキャリア液体を当初含む。このキャリア液体は、金属鋳物における通常の条件下で完全に蒸発できるように適切に選択される。したがって、キャリア液体は、常圧で約１３０℃未満、好ましくは、１１０℃未満の沸点を有するべきである。水、または、例えば、エタノールもしくはイソプロパノールなどの炭素原子１〜１０個を有するアルコールが、キャリア液体として好ましくは使用される。キャリア液体中に部分的に存在できるその他の適切な液体は、炭素原子３〜１５個を有する脂肪族、脂環式、または芳香族炭化水素、炭素原子２〜２０個を有するカルボン酸と炭素原子１〜４個を有するアルコール成分とから調製されるカルボン酸エステル、炭素原子２もしくは３〜１０個をそれぞれ有するエーテルおよびケトンである。
【００３２】
好ましくは、水と、少なくとも１つの揮発性有機成分、特に１つまたは複数のアルコールとの混合物が、キャリア液体として使用される。この場合、揮発性有機成分は、１３０℃未満、特に、１１０℃未満の沸点を有する有機溶媒として理解されたい。炭素原子１〜３個を有するアルコール、特に、エタノールおよび／またはイソプロパノールが、特に好ましくは、揮発性有機成分として使用される。キャリア液体中の水のすぐに使用できるコーティングに対する割合は、好ましくは、１０〜８０重量％、特に好ましくは、１０〜２０重量％の範囲で選択され、揮発性有機成分の割合は、好ましくは、０〜７０重量％、特に好ましくは、４０〜６０重量％の範囲である。
【００３３】
すぐに使用できるコーティング中のキャリア液体の割合は、通常、１０〜９９．９重量％、好ましくは、３０〜７０重量％である。
【００３４】
少なくとも１つの粒状耐火材料は、キャリア液体中に懸濁される。金属鋳物における通常の耐火材料は、耐火材料として使用することができる。適切な耐火材料の例は、珪藻土、カオリン、仮焼カオリン、カオリナイト、メタカオリナイト、酸化鉄、石英、酸化アルミニウム；パイロフィライト、カイアナイト、アンダルサイトまたはシャモットなどのケイ酸アルミニウム；酸化ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウム、ボーキサイト、オリビン、タルク、雲母、長石である。
【００３５】
耐火材料は、粉末の形態で提供される。粒径は、安定な構造がコーティングで形成され、コーティングが、例えば、スプレー装置を使用して鋳型の壁面上に容易に分散できる様に選択される。耐火材料は、適切には、平均粒径が０．１〜５００μｍ、特に好ましくは、１〜２００μｍの範囲である。液状金属の温度より少なくとも２００℃高い融点を有し、金属と反応しない材料が、耐火材料として特に適切である。すぐに使用できるコーティング中の粒状耐火材料の割合は、好ましくは、１０〜９９．９重量％の範囲、好ましくは、３０〜７０重量％の範囲で選択される。
【００３６】
酸素と結合できるいかなる元素またはいかなる化合物もそれ自体が還元剤として使用することができる。還元剤は、コーティング内で良好に機能可能であるべきであり、好ましくは、固体の小粒子形態で存在する。キャリア液体が水を含む場合、還元剤は、水と反応するべきでない。
【００３７】
適切な還元剤は、例えば、金属ケイ素、有機ケイ素化合物、金属アルミニウム、または炭酸アンモニウム、尿素、メラミンもしくはメラミン樹脂などのアンモニア放出手段である。
【００３８】
炭素含有化合物は、好ましくは、還元剤として使用され、炭素の割合が非常に高いものが特に好ましい。炭素含有化合物は、特に好ましくは、炭素含量がＣとして計算して７０重量％超、特に好ましくは、８０重量％超である。還元剤として作用できる、例えば、一酸化炭素は、酸素、または酸素放出化合物の存在下、液状金属の熱作用下で炭素含有化合物から形成される。
【００３９】
酸素に対する吸収能ができる限り最も大きくなるためには、還元剤、特に、炭素含有化合物は、好ましくは、酸素量が少なくあるべきである。還元剤、特に、炭素含有化合物の酸素含量は、それぞれの場合、Ｏ２として計算して、好ましくは、２０重量％未満、特に好ましくは、１０重量％未満、特別に好ましくは、５重量％未満である。特に好ましくは、還元剤、特に、炭素含有化合物は、酸素を含まない。
【００４０】
還元剤は窒素を含むことができる。しかし、窒素含量は、過度に大きくならないように選択されることが好ましい。還元剤の窒素含量は、Ｎ２として計算して、特に好ましくは、１０重量％未満、特別に好ましくは、５重量％未満である。
【００４１】
光沢性炭素の形成体は、特に好ましくは、炭素含有化合物として使用される。光沢性炭素の形成体は、それからＣ−Ｈ−含有化合物が、液状金属の熱作用下で揮発する有機化合物または有機化合物の混合物である。それによって形成されるガス相は、炭素が過飽和であり、したがって還元特性を有する。ガス相の炭素に関する過飽和度は、究極的に非常に大きいので、光沢性炭素の形態の熱分解炭素は、鋳型の表面に堆積する。ガス相の炭素に関する過飽和度は、光沢性炭素の形成体の化学組成、すなわち、Ｃ：Ｈ：Ｏの比、炭素濃度および温度によって決まる。鋳型の型空洞の壁面上への光沢性炭素の堆積によって、溶融物の壁面への濡れ性が低下する。形成されたガスもまた、液状金属が鋳型の壁面におよぼすインパクトに影響を及ぼす。溶融物のいわゆる「クッション効果」が見られる。さらには、光沢性炭素の堆積のために、鋳物は、鋳型からより容易に取り外すことができ、鋳型の劣化には有利な影響が及ぼされる。加えて、光沢性炭素の形成体は、液状金属の熱の影響下で可塑性になり、したがって、液状金属の熱の作用下で、例えば、石英の膨張に対するクッション作用をする。
【００４２】
好ましい光沢性炭素の形成体は、乾燥した光沢性炭素の形成体の重量に対して、炭素含量が５０重量％超、特に好ましくは、７０重量％超である。適切な光沢性炭素の形成体は、例えば、石炭、すす、カーボンブラック、粒状瀝青、コロホニウムもしくは木材樹脂などの樹脂粉末、または液状油である。
【００４３】
本発明に記載のコーティング用の適切な光沢性炭素の形成体は、好ましくは、Ｃ／Ｈ原子比が、０．２５超、特に好ましくは、０．５超、特別に好ましくは、１超である。
【００４４】
光沢性炭素の形成体は、好ましくは、少量の酸素しか含まない。酸素の割合は、Ｏ２として計算され、乾燥した光沢性炭素の形成体に対して、好ましくは、２０重量％未満、特に好ましくは、１０重量％未満、特別に好ましくは、５重量％未満である。酸素を含まない光沢性炭素の形成体が特に好ましくは、使用される。
【００４５】
適切な光沢性炭素の形成体は、例えば、複素芳香族基の形態で窒素を含むことができる。しかし、窒素の割合は、好ましくは、ガス状窒素の分離によるガス形成を抑制するために低くなるように選択される。光沢性炭素の形成体は、Ｎ２として計算され、乾燥した光沢性炭素の形成体に対して、好ましくは、１０重量％未満、特に好ましくは、５重量％未満の窒素を含む。
【００４６】
特に、例えば、多様なタイプの石炭など、非常に炭素に富む光沢性炭素の形成体を使用する場合、光沢性炭素の形成体は、規則正しい結晶性部分が可能な限り最小割合であることが好ましい。したがって、例えば、高度な結晶秩序を有するグラファイトは、光沢性炭素の形成体として、ほとんど、またはまったく適さない。光沢性炭素の形成体は、好ましくは、結晶性の割合が３０％未満である。光沢性炭素の形成体の結晶割合は、例えば、Ｘ線回折法によって求めることができる。
【００４７】
光沢性炭素の形成体中の光沢性炭素含量は、ＶＤＧ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｐ  ８３に従って求めることができる。本発明に記載の還元剤として好ましくは使用される光沢性炭素の形成体は、光沢性炭素の形成体の重量に対して、光沢性炭素の含量が、好ましくは、少なくとも１０重量％、特に少なくとも５０重量％である。
【００４８】
好ましくは、特に好ましい瀝青炭などの石炭材料は、光沢性炭素の形成体として使用される。しかし、ガス用炭または火炎用炭などのその他の石炭も使用することができる。
【００４９】
さらには、炭素含有ポリマーは、好ましくは、光沢性炭素の形成体として使用される。適切な炭素含有ポリマーは、例えば、ノボラックなどのフェノール樹脂であるが、この樹脂は、その酸素割合が大きいので、光沢性炭素の収率が非常に高くはない。酸素の割合が低い、例えば、１０重量％未満であるポリマーは、炭素含有ポリマーとして、好ましくは、使用される。酸素を含まない炭素含有ポリマーが、特に好ましくは、使用される。この場合は、主鎖として連続した炭素鎖を有する、すなわち、例えば、ビニルモノマーのラジカル重合によって得られる炭素含有ポリマーが、特に好ましい。炭素含有ポリマーは、好ましくは、炭素原子と水素原子のみを含む。さらには、炭素含有ポリマーは、好ましくは、不飽和で特に好ましくは芳香族の側基を含む。その結果、炭素含有ポリマーの炭素／水素比は、さらに炭素側にシフトする。特に好ましくは、炭素含有ポリマーは、炭素含量が９０重量％超で、好ましくは、Ｃ／Ｈ原子比が１：２〜１：１である。
【００５０】
光沢性炭素の形成体として特に好ましい炭素含有ポリマーは、ポリスチレンおよびスチレンのコポリマーからなる群から選択される。コポリマーの例は、スチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−（メタ）アクリレートコポリマーおよびスチレン−ブタジエン−（メタ）アクリレートコポリマーである。炭素含有ポリマー中のスチレンの割合が、好ましくは、少なくとも２５モル％、特に好ましくは、少なくとも５０モル％であるスチレンのコポリマーが特に好ましい。
【００５１】
炭素含有ポリマーは、好ましくは、平均分子量が２０００〜２０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲である。分子量は、例えば、ポリスチレン標準（例えば、ＰＯＬＹＭＥＲ  ＳＴＡＮＤＡＲＤＳ  ＳＥＲＶＩＣＥ  ＧｍｂＨ、Ｉｎ  ｄｅｒ  Ｄａｌｈｅｉｍｅｒ  Ｗｉｅｓｅ  ５、Ｄ−５５１２０  Ｍａｉｎｚ）などの標準を使用する排除クロマトグラフィーによって求めることができる。
【００５２】
還元剤、好ましくは、光沢性炭素の形成体の割合は、本発明によるコーティングの固体含量に対して、好ましくは、少なくとも１重量％、好ましくは、少なくとも５重量％、特に好ましくは、少なくとも６重量％、特別に好ましくは、８〜３０重量％の範囲になるように選択される。一実施形態によれば、光沢性炭素の形成体の割合は、２０重量％未満になるように選択され、さらなる実施形態によれば、１５重量％未満になるように選択される。コーティングに含まれる光沢性炭素の形成体の量は、光沢性炭素の形成体によって形成できる光沢性炭素の量で決まる。形成される光沢性炭素を考慮すると、光沢性炭素の形成体の量は、好ましくは、少なくとも１重量％、特に好ましくは、少なくとも２重量％、特別に好ましくは、２．５〜１０重量％の範囲になるように選択される。
【００５３】
光沢性炭素の形成体は、すぐに使用できるコーティング中に、例えば１〜８重量％の割合で含めることができる。
【００５４】
本発明によるコーティングは、比較的少ない割合の還元剤または光沢性炭素の形成体を含む。その結果、それらは、少量のガスしか発生しないので、中子用のコーティングとして使用することができる。しかし、驚くべきことに、それにも拘らず、少ない割合の光沢性炭素の形成体によって、ピンホールの形成は有効に抑制することができる。
【００５５】
前記の成分に加えて、本発明によるコーティングは、さらなる通常の成分も含むことができる。本発明の一実施形態によれば、コーティングは、結合剤を含むことができる。結合剤の役割は、主として、鋳型に施用されたコーティングを乾燥させた後もコーティングの成分を結合させ、したがって、コーティングをその下部の面に確実に信頼性よく接着させることである。不可逆的に硬化する結合剤が、好ましくは、添加される。このようにして、高い耐磨耗性を有するコーティングが得られる。鋳型が、例えば、完成後に輸送されることになり、そのために機械的な影響を受けることになる場合、これは有利である。コーティングが機械的に顕著に強固であるために、損傷は大幅に防止することができる。空気の湿度の作用下で再度軟化しないような結合剤が、さらに好ましくは、使用される。
【００５６】
コーティングですでに使用されている結合剤はすべて、それ自体、使用することができる。例えば、でんぷん、デキストリン、ペプチド、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテートポリマー、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリスチレン、ポリビニルアセテート−ポリアクリレート分散液、ならびにこれらの化合物の混合物が、結合剤として使用することができる。好ましい実施形態によれば、本発明によるコーティングは、結合剤としてアルキッド樹脂を含み、この樹脂は、水と、エタノール、プロパノールまたはイソプロパノールなどのアルコールの双方に可溶性である。
【００５７】
結合剤は、好ましくは、すぐに使用できるコーティング中に、０．１〜５重量％、特に好ましくは、０．５〜２重量％の割合で含まれる。
【００５８】
前記の耐火材料に加えて、コーティングは、補正剤も含むことができる。補正剤は、コーティングの粘度を上昇させる。第１に、これは、コーティングの重い方の成分が沈降するのを防止するので、施用中、コーティング層は、常に均一な組成を有する。第２に、補正剤は、コーティングが鋳型の表面に施用された後にもはや流動せず、したがって、均一な層厚が、例えば、鋳型の垂直面上に実現するという効果を有する。例えば、アタパルジャイト、蛇紋岩；サポナイト、モンモリロナイト、バイデライト、およびノントロナイトなどのスメクタイト；バーミキュライトなど、通常の２層シリケートおよび３層シリケートが、コーティングにおいて補正剤として使用することができる。すぐに使用できるのコーティングにおけるこれらの割合は、好ましくは、０．５〜４．０重量％、特に好ましくは、１．０〜２．０重量％である。
【００５９】
本発明によるコーティングは、コーティングの下部面への施用を促進する湿潤剤も含むことができる。当業者それ自身に公知の極性が中位および高位のアニオン性および非アニオン性テンサイドはすべて、湿潤剤として使用することができる。テンサイドは、好ましくは、ＨＬＢ値が７を超える。湿潤剤は、好ましくは、０．０１〜１重量％、特に好ましくは、０．０５〜０．３重量％の量で、添加され、このパーセンテージに関する情報は、すぐに使用できるコーティングに対するものである。適切な湿潤剤の一例は、ジオクチルスルホコハク酸二ナトリウムである。
【００６０】
コーティングの製造中、または鋳型の表面にコーティングを施用する際に、発泡を防止する目的で、コーティングは、消泡剤を含むことができる。
【００６１】
コーティングを施用する際の発泡は、不均一な層厚および層の孔をもたらす場合がある。例えば、シリコーン油または鉱油は、消泡剤として使用することができる。消泡剤は、すぐに使用できるコーティング中に、好ましくは、０．０１〜１重量％、特に好ましくは、０．０５〜０．３重量％の割合で含まれる。
【００６２】
コーティングは、通常の顔料または染料をさらに含むことができる。これらは、施用完了後のコーティング層が視感で検査できるように、例えば、異なるコーティング層間、または下部面としての鋳型とその上に位置するコーティング層の間にコントラストをつける目的で任意選択で添加される。適切な顔料の例は、赤色および黄色の酸化鉄、およびグラファイトである。染料および顔料は、すぐに使用できるコーティング中に、好ましくは、０．０１〜１０重量％、特に好ましくは、０．１〜５重量％の量で含まれる。
【００６３】
特に、コーティングが、水性コーティングとして形成される、すなわち、実質的に水のみがキャリア液体として使用される場合、バイオサイドをコーティングに添加して、細菌の攻撃を防止し、したがって、結合剤のレオロジー性および結合力に対する負の効果を防止することができる。適切なバイオサイドの例は、ホルムアルデヒド、２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン（ＭＩＴ）、５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン（ＣＩＴ）および１，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オン（ＢＩＴ）である。好ましくは、ＭＩＴ、ＢＩＴまたはそれらの混合物が使用される。バイオサイドは、すぐに使用できるコーティングに対して、好ましくは、１０〜１０００ｐｐｍ、特に好ましくは、５０〜５００ｐｐｍの量で使用される。
【００６４】
可使状態で、本発明によるコーティングは、固体含量が、好ましくは、２０〜８０重量％、特に好ましくは、３０〜７０重量％の範囲である。一実施形態によれば、コーティングは、固体含量が、３５〜５５重量％の範囲である。
【００６５】
本発明によるコーティングは、通常の方法によって製造することができる。例えば、本発明によるコーティングは、最初に、撹拌槽内に水または別の適切なキャリア液体を張ることによって製造することができる。次いで、例えば、補正剤、例えば、フィロシリケートは、水に添加され、大きなせん断条件下で可溶化される。均一な混合物が生成されるまで、粒状耐火材料、および任意選択で顔料と染料、ならびに光沢性炭素の形成体が撹拌される。最後に、湿潤剤、消泡剤、バイオサイドおよび結合剤が、中で撹拌される。
【００６６】
工業用途では、本発明によるコーティングは、すぐに使用できる配合物として提供し、流通させることができる。しかし、本発明によるコーティングを濃縮した形で製造し、流通させることも可能である。濃縮したコーティングからすぐに使用できるコーティングを得る目的で、コーティングが要求される粘度および密度特性に調整するのに必要である適量の溶媒成分を添加しなければならない。加えて、本発明によるコーティングは、キットの形態で提供することもでき、例えば、固体成分および溶媒成分は、別々の容器で揃えて提供される。固体成分は、別個の容器に入った粒状固体混合物として提供することができる。さらには、任意選択で、例えば、結合剤、湿潤剤、湿潤剤／消泡剤、顔料、染料、およびバイオサイドなどで使用されることになる液体成分もやはり、このキット内の別個の容器で提供することができる。キャリア液体は、前記のさらなる液体成分に添加するか、あるいはこれと別に別個の容器で提供することができる。適量の固体成分、さらなる液体成分およびキャリア液体を互いにブレンドすることによってすぐに使用できるコーティングを製造する。
【００６７】
さらには、最初は水のみからなる溶媒成分を有する、本発明によるコーティングを提供することも可能である。水性コーティング量に対して、好ましくは、４０〜２００重量％の量で揮発性のアルコールまたはアルコール混合物、好ましくは、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、およびそれらの混合物を添加することによって、この水性コーティングからすぐに使用できるアルコール性コーティングを調製することができる。本発明によるアルコール性コーティングの固体含量は、この場合、好ましくは、２０〜６０重量％、特に好ましくは、３０〜４０重量％である。
【００６８】
コーティングのさらなる特徴的なパラメーターは、本発明によるコーティングの所望の使用、例えば、ベースコーティング、またはトップコーティング、および施用されるコーティング層の所望の層厚に従って調整することができる。したがって、鋳物技術において鋳型および中子用に使用されることになる本発明によるコーティングは、ＤＩＮ  ５３２１１；フローカップ  ４ｍｍ、ＤＩＮカップによって測定して、粘度が好ましくは１１〜２５秒、特に好ましくは、１２〜１５秒である。すぐに使用できるコーティングは、ＤＩＮ  １２７９１のボーメ浮秤法によって測定して、密度が好ましくは、１〜２．２ｇ／ｍｌ（０〜１２０°Ｂｅ）の範囲、特に好ましくは、１．１〜１．４ｇ／ｍｌ（３０〜５０°Ｂｅ）の範囲、特に１．２〜１．３ｇ／ｍｌの範囲である。
【００６９】
本発明によるコーティングは、鋳型をコートするために使用することができる。したがって、本発明の主題事項は、コートされた鋳型を製造するための方法であって、鋳型が用意され、その鋳型がコーティング層によって少なくともセクションでコートされ、コートされた鋳型が上記のコーティング層を少なくとも部分で含む方法である。
【００７０】
鋳型は、鋳物を製造するのに必要とされるすべての型の物体、すなわち、おそらくは、中子、型、およびインゴット用の型であることを理解されたい。鋳型それ自体は、任意の材料から作製することができる。鋳型は、例えば、適切な結合剤を用いて固化されている石英砂などの耐火材料から製造することができる。この場合、無機結合剤と有機結合剤の双方を使用することができる。無機結合剤の例は、例えば、加熱により水を抽出することによって、または二酸化炭素を通すことによって固化された水ガラスである。有機結合剤の例は、冷間ボックスまたは無ベーク結合剤であり、こうした結合剤では、ポリイソシアネート成分とポリオール成分が塩基性触媒の作用下で硬化する。
【００７１】
コーティングは、特に好ましくは、中子をコートするために使用される。すでに説明したように、本発明によるコーティングは、ガスの発生が比較的少ない。その結果、鋳込み中にガスが中子から液状金属材料に入るという危険は、大幅に抑制される。
【００７２】
合成樹脂で結合した中子は、特に好ましくは、中子として使用される。
【００７３】
好ましくは、冷間ボックス結合剤は、かかる合成樹脂で結合した中子を製造する際に使用される。これは、２成分システムを含む。第１の成分は、ポリオール、通常はフェノール樹脂の溶液からなる。第２の成分は、ポリイソシアネートの溶液である。ＵＳ  ３，４０９，５７９  Ａによれば、ポリウレタン結合剤の２つの成分は、成型後、型用ベース材料と結合剤との混合物を通ってガス状の第三級アミンを通過させることによって反応させる。
【００７４】
こうした冷間ボックス結合剤に非常に類似した結合剤システムは、ポリウレタン無ベーク結合剤である。この場合、ポリイソシアネート成分は、やはり、ポリオール成分と反応し、触媒が液状形態で添加されるが、ただし、型用材料の混合物を製造中に添加される。アミン、例えば、第三級アミンが、同様に、触媒として使用される。
【００７５】
ポリウレタン結合剤の硬化反応は、重付加、すなわち、例えば、水などの副生成物を分離しない反応を含む。冷間ボックス法および無ベーク法の利点として、良好な生産性、鋳型の寸法安定性、ならびに、鋳型の強度、型用ベース材料と結合剤との混合物のプロセス時間などの良好な技術的特性が挙げられる。
【００７６】
さらなる適切な結合剤は、例えば、フラン樹脂またはフェノール樹脂系の無ベーク結合剤である。それらは、２成分システムとして供給され、一方の成分は反応性のフラン樹脂またはフェノール樹脂を含み、他方の成分は、反応性樹脂成分が硬化するための触媒として作用する酸を含む。通常は、スルホン酸、一部の特別の場合には、リン酸または硫酸が酸として使用される。
【００７７】
フラン樹脂は、必須の成分としてフルフリルアルコールを含む。フルフリルアルコールは、酸触媒下でそれ自体と反応することができ、ポリマーを形成することができる。フルフリルアルコールは、植物性材料、例えば、小麦殻または籾殻から作製されるので、比較的高価である。したがって、一般には、純フルフリルアルコールを使用してフラン系無ベーク結合剤を製造することはなく、さらなる化合物をフルフリルアルコールに添加し、それを共重合させて樹脂にする。かかる化合物の例は、ホルムアルデヒドもしくはフルフラールなどのアルデヒド、アセトンなどのケトン、フェノール、尿素、または糖アルコールもしくはエチレングリコールなどのポリオールである。
【００７８】
樹脂の特性、例えば、それらの弾性に影響を及ぼすさらなる成分も、樹脂に添加することができる。メラミンは、例えば、遊離のホルムアルデヒドと結合させるために添加することができる。
【００７９】
フェノール樹脂系の無ベーク結合剤は、反応性樹脂成分として、過剰のホルムアルデヒドを使用して生成させたレゾール、すなわち、フェノール樹脂を含む。フラン樹脂と比較して、フェノール樹脂は、反応性が大幅に低く、触媒として強いスルホン酸が必要である。
【００８０】
熱硬化有機法として、フェノールまたはフラン樹脂系の熱間ボックス法、フラン樹脂系の温間ボックス法、およびフェノールノボラック樹脂系のＣｒｏｎｉｎｇ法が挙げられる。熱間ボックス法および温間ボックス法では、液状樹脂は、型用材料混合物を得るのに高目の温度でのみ有効である潜在硬化剤を用いて加工される。Ｃｒｏｎｉｎｇ法では、石英、クロム鉱、ジルコン砂などの型用ベース材料は、約１００〜１６０℃の温度で、この温度で液体であるフェノールノボラック樹脂で被覆される。ヘキサメチレンテトラミンが、次の硬化のために反応パートナーとして添加される。前記の熱硬化技術では、成型および硬化は、最高３００℃の温度まで加熱された加熱可能な道具内で行われる。
【００８１】
かかる有機結合剤は、型および中子の製造において使用するために、当業者それ自身にとり公知である。
【００８２】
本発明による方法では、鋳型または中子は、最初に用意される。次いで、上記のコーティングが、これに施用される。この場合、通常の方法それ自体はすべて、使用することができる。コーティングはブラシによって施用することができる。ただし、適切なノズルによってコーティング上にスプレーすることも可能である。
【００８３】
市販の加圧容器付スプレー装置は、スプレーするために使用することができる。この場合、コーティングは、好ましいように希釈した状態で加圧容器内に注がれる。容器内に充満する過剰の圧力が、コーティングを加圧してスプレーガン内に押し込み、コーティングは、別個に制御可能なアトマイザー用空気の助けでスプレーされる。スプレーは、コーティングが、まだ湿った状態で鋳型の表面に衝突し、そのために均一な施用が実現できるような仕方で、好ましくは、実施される。
【００８４】
コーティングは、鋳型をコーティング内に浸漬することによっても施用することができる。鋳型がコーティング内に浸漬した状態にある時間は、好ましくは、２秒〜２分になるように選択される。鋳型を取り出すと、過剰のコーティングは、流れ落ち、過剰のコーティングが浸漬後流れ落ちるのに要する時間は、使用されたコーティングの流下挙動によって決まる。次いで、鋳型の表面に残存するコーティングは、特定の層厚を有し、その層厚は、コーティングの特性、例えば、その粘度、または補正剤の添加によって影響され得る。
【００８５】
さらには、鋳型のモールドキャビティもコーティングで溢れ出させることができる。コーティングを注ぎ出すと、コーティング層が同様にモールドキャビティの壁面上に残り、その層の層厚は、例えば、コーティングの粘度によって影響を受ける場合がある。
【００８６】
コーティングは、単一層で施用することができる。ただし、例えば、より厚い層厚を実現する目的で次々と複数層のコーティングを施用することも可能である。この場合、コーティングの低い方の層は、任意選択で、次の層を施用する前に、まず部分的にまたは完全に乾燥させることもできる。
【００８７】
好ましくは、少なくとも、鋳込みの際に液状金属と接触する鋳型の領域は、コーティングでコートされる。鋳型の１つまたは複数の中子は、特に好ましくは、前記のコーティングでコートされる。
【００８８】
施用した後、コーティング層は、乾燥され、コーティングが硬化性結合剤を含む場合、結合剤を硬化させる。
【００８９】
公知の方法はすべて、乾燥のために使用することができる。コーティングは空気中で乾燥することができ、その場合、乾燥は、例えば、空気を脱湿することによって促進することができる。さらには、コーティング層がその上に施用された鋳型は、加熱することもできる。加熱のために、鋳物は、例えば、マイクロウエーブまたは赤外光によって照射することができる。しかし、コート付鋳型は、乾燥のために対流式オーブンに入れることもできる。本発明による方法の好ましい実施形態によれば、コーティングでコートされた鋳型は、１００〜２５０℃、好ましくは、１２０〜１８０℃で対流式オーブンで乾燥される。アルコールコーティングを使用した場合、コーティングは、好ましくは、アルコールまたはアルコール混合物を燃焼させることによって乾燥される。コート付鋳型は、このようにして生成した燃焼熱によってさらに加熱される。
【００９０】
コーティング層の乾燥した層厚は、好ましくは、少なくとも０．１ｍｍ、好ましくは、少なくとも０．２ｍｍ、特に好ましくは、少なくとも０．３ｍｍである。厚い方のコーティング層は、特別の用途のためにも使用することができる。かかる用途では、乾燥した層厚は、好ましくは、少なくとも０．４ｍｍ、特に好ましくは、少なくとも０．５ｍｍである。かかる層厚は、好ましくは、鋳型の熱負荷が非常に大きい場合に使用される。
【００９１】
コーティング層の厚さは、特に好ましくは、０．３〜１．５ｍｍの範囲にある。ここでの乾燥した層厚とは、キャリア液体を実質的に完全に除去し、次いで任意選択でコーティング層を硬化させることによって得られる乾燥したコーティング層の層厚を指す。乾燥した層厚は、好ましくは、湿った層厚の櫛形を用いての測定によって求められる。
【００９２】
コーティングが施用される前に、鋳型は、最初に、ベースコーティングを備えることもできる。ベースコーティングは、従来の技術で公知のすべての方法、例えば、浸漬、溢流、スプレーまたはスプレッドを使用して、鋳型に施用することができる。ベースコーティングは、鋳型の表面を覆い、液状金属が浸透しないように砂の細孔を閉鎖する。ベースコーティングは、鋳型を液状金属から熱的に隔離するという役割も有する。ベース材料として、ベースコーティングは、適切なキャリア液体、例えば、水またはアルコール中に、例えば、粘土、タルク、石英、雲母、ケイ酸ジルコニウム、マグネサイト、ケイ酸アルミニウム、またはシャモットを含むことができる。ベースコーティングの乾燥した層厚は、好ましくは、少なくとも０．１ｍｍ、特に好ましくは、少なくとも０．２ｍｍ、特に好ましくは、少なくとも０．４５ｍｍである。ベースコーティングの乾燥した層厚は、好ましくは、０．３〜１．５ｍｍの範囲で選択される。ベースコーティング用のコーティングは、好ましくは、水型コーティングまたはアルコール型コーティングとして形成される。
【００９３】
ベースコーティングは、その組成の点で、本発明によるコーティングと異なる場合がある。しかし、本発明によるコーティングからベースコーティングを製造することも可能である。ベースコーティングは、好ましくは、本発明によるコーティングから製造される。
【００９４】
上記の方法によって製造されたコート付鋳型を使用すると、表面上または表面近傍にガスインクルージョンを原因とする欠陥がほとんどない鋳物が得られる。したがって、本発明の主題事項は、上記のコーティングから生成した、少なくともコーティング層のセクションを含む鋳型でもある。
【００９５】
本発明による鋳型は、遠心鋳物法と大型鋳物法の双方に適しており、概していえば、インベストメント鋳型系の鋳物法に適している。したがって、本発明の主題事項は、金属鋳物のために前記の鋳型を使用することでもある。本発明によるコーティングから生成した層を有する鋳型は、例えば、管、シリンダーライナー、エンジンおよびエンジンコンポーネント、機械用床およびタービン、ならびに一般の機械コンポーを製造するのに適している。詳細には、本鋳型は、鉄鋳物および鋼鋳物に適している。鉄または鋼を鋳込む際に、約１４００℃の範囲の比較的高温が実現するので、光沢性炭素の形成が効率よく開始される場合がある。
【００９６】
本発明を以下の実施例によって詳細に説明する。
【実施例１】
【００９７】
以下の実施例で使用される中子用コーティングは、以下の成分を含む（重量％）。
【００９８】
【表１】
0005557287.tif 000002
【００９９】
コーティングを生成させるために、最初に、水を高せん断撹拌機を備えた容器に入れる。撹拌機を運転させ、粘土を添加し、高せん断条件下で１５分間溶液状態にする。次いで、パイロフィライトおよびグラファイトを添加し、その混合物をさらに１５分間撹拌して均一な混合物を得る。次いで、残りの成分を添加し、その混合物をさらに５分間撹拌する。
【０１００】
得られたコーティングを３０重量％の脱イオン水で希釈し、次いで、ＤＩＮ  ５３２１１、フローカップ４ｍｍに従って、粘度を測定すると１３秒であり、ボーメ浮秤法、ＤＩＮ  １２７９１によって密度を測定すると４０°Ｂｅである。
【０１０１】
次いで、中子にスプレーによってコーティングをコートする。コーティング層の厚さは、３００μｍである。コーティングは、流動挙動が良好であり、被覆性が良好である。次いで、鋳型を１６０〜１８０℃の循環空気式連続炉で乾燥する。
【比較例】
【０１０２】
比較のコーティングを実施例１と同様に調製したが、ただし、ブタジエンスチレンコポリマー分散液を添加しなかった。
【実施例２】
【０１０３】
ターボチャージャー用の１０個のそれぞれの冷間ボックス中子（Ｓａｎｄ  Ｈ３２、ポリウレタン冷間ボックス結合剤（ＰＵＣＢ）第Ｉ部０．８％、ＰＵＣＢ第ＩＩ部０．８％）を生成し、実施例１および比較例で調製したコーティングでコートした。コーティング層の耐磨耗性を磨耗によって主観的に検定した。ターボチャージャー用のＳｉＭｏ合金を使用して、１４５０℃で鋳込みを実施した。鋳型を取り外した後に、鋳物の表面の鋳込み欠陥を調査した。
【０１０４】
結果を以下の表に要約する。
【０１０５】
【表２】
0005557287.tif 000003