(57)【要約】【課題】軽合金鋳物を鋳造の後、中子を鋳物から容易に除去でき、ショットブラスト、サンドブラスト、高圧水等の吹き付け、等の後処理を省略できる軽合金鋳物鋳造用塩中子及びその製造方法並びにその塩中子を使用して鋳造する軽合金鋳物の製造方法を提供する。【解決手段】アルミ合金鋳物又はマグネシウム合金鋳物等の軽合金鋳物の鋳造に用いる溶融塩中子であって、該溶融塩の融点が所定の範囲内の硝酸塩を使用したことを特徴とする軽合金鋳物鋳造用塩中子及びその塩中子を製造する方法並びにその塩中子を使用して鋳造する軽合金鋳物の製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミ合金鋳物又はマグネシウム合金鋳物その他の軽合金鋳物の鋳造に用いる溶融塩中子であって、該溶融塩は融点が５００℃より高く５８０℃以下の範囲内の硝酸塩を使用したことを特徴とする軽合金鋳物鋳造用塩中子。
【請求項２】
前記硝酸塩は、成分として硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、亜硝酸ナトリウム、硝酸バリウム、硝酸ストロンチウムのうち、少なくとも硝酸バリウムと硝酸ストロンチウムのどちらかを含むことを特徴とする請求項１に記載の軽合金鋳物鋳造用塩中子。
【請求項３】
融点が５００℃より高く５８０℃以下の範囲内の硝酸塩の溶融塩状態のものを、金型に注入し、凝固固化後に、金型から離型することを特徴とする軽合金鋳物鋳造用塩中子の製造方法。
【請求項４】
融点が５００℃より高く５８０℃以下の範囲内の溶融塩中子を用いて軽合金鋳物を鋳造し、その塩中子を温水浴もしくは水蒸気を用いて除去して軽合金鋳物を生産することを特徴とする軽合金鋳物の製造方法。
【請求項５】
融点が５００℃より高く５８０℃以下の範囲内の溶融塩中子を用いて軽合金鋳物を鋳造し、該軽合金鋳物を、その塩中子を溶融する塩浴内に浸漬して溶解し、取り出した後、温水浴もしくは水蒸気を用いて鋳物に付着している塩を除去して軽合金鋳物を生産することを特徴とする軽合金鋳物の製造方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の軽合金鋳物の製造方法において、温水浴もしくは水蒸気を用いて塩を洗浄した温水もしくは水蒸気を、硝酸塩濃縮法により塩濃度をあげ、その高濃度塩水を塩浴に戻し、さらに金型に注入し、凝固固化後に、金型から離型することを特徴とする軽合金鋳物鋳造用塩中子の製造方法。
【請求項７】
アルミ合金鋳物又はマグネシウム合金鋳物その他の軽合金鋳物の鋳造に用いる溶融塩中子で、該溶融塩は融点が２９０℃より高く５８０℃以下の範囲内であって、５０％重量以上の硝酸塩と、炭酸カリウムもしくは炭酸ナトリウムの少なくとも一方を１％重量より多く５％重量以下の量で使用したことを特徴とする軽合金鋳物鋳造用塩中子。
【請求項８】
前記硝酸塩は、成分として硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、亜硝酸ナトリウム、硝酸バリウム、硝酸ストロンチウムのうち、少なくとも硝酸バリウムと硝酸ストロンチウムのどちらかを含むことを特徴とする請求項７に記載の軽合金鋳物鋳造用塩中子。
【請求項９】
融点が２９０℃より高く５８０℃以下の範囲内の硝酸塩の溶融塩状態のものを、金型に注入し、凝固固化後に、金型から離型することを特徴とする請求項７に記載の軽合金鋳物鋳造用塩中子の製造方法。
【請求項１０】
融点が２９０℃より高く５８０℃以下の範囲内の溶融塩中子を用いて軽合金鋳物を鋳造し、その溶融塩中子をマイクロ波で塩中子だけを誘電加熱溶解し、その後温水浴もしくは水蒸気を用いて除去して軽合金鋳物を生産することを特徴とする軽合金鋳物の製造方法。
【請求項１１】
アルミ合金鋳物又はマグネシウム合金鋳物その他の軽合金鋳物の鋳造に用いる溶融塩中子であって、該溶融塩は融点が２９０℃より高く５８０℃以下の範囲内の硝酸塩と、誘電損失の大きい物質を１０−５５体積％混入したことを特徴とする軽合金鋳物鋳造用塩中子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミ合金鋳物やマグネシウム合金鋳物その他の軽合金鋳物の鋳造に適した塩中子及びその塩中子の製造方法並びに塩中子を使用して鋳造する軽合金鋳物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アルミ合金鋳物などの軽合金鋳物の鋳造方法として、砂型、金型を用いた重力鋳造、低圧鋳造および高圧のダイカスト、スクイーズダイカストなどがある。これらの鋳造方法において中子を用いる場合に、中子の主な材質として砂が慣用されている（例えば、特許文献１参照。）。これらのアルミ合金鋳物などの鋳造後に砂中子を除去する場合に、中子は、ショットブラスト、サンドブラスト、高圧水などを吹き付け落されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０３−２３０３５号公報（第１〜３頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、砂中子が細い溝や袋部等に用いる場合では、砂が焼き付いたりして完全に砂落しができない。そこで、ＣＣＤスコープ等を用いて砂残りの有無の検査をしたり、手作業での砂落しをしている。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、軽合金鋳物を鋳造した後、中子を鋳物から容易に除去でき、ショットブラスト、サンドブラスト、高圧水等の吹き付け等の後処理を省略できる軽合金鋳物鋳造用塩中子及びその製造方法並びに軽合金鋳物の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明における軽合金鋳物鋳造用塩中子は、アルミ合金鋳物又はマグネシウム合金鋳物等の軽合金鋳物の鋳造に用いる溶融塩中子であって、該溶融塩は融点が５００℃より高く５８０℃以下の範囲内の硝酸塩を使用したものであり、また前記硝酸塩は、成分として硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、亜硝酸ナトリウム、硝酸バリウム、硝酸ストロンチウムのうち、少なくとも硝酸バリウムと硝酸ストロンチウムのどちらかを含むことを特徴とする。
また、本発明における軽合金鋳物鋳造用塩中子は、アルミ合金鋳物又はマグネシウム合金鋳物その他の軽合金鋳物の鋳造に用いる溶融塩中子で、該溶融塩は融点が２９０℃より高く５８０℃以下の範囲内であって、５０％重量以上の硝酸塩と、炭酸カリウムもしくは炭酸ナトリウムの少なくとも一方を１％重量より多く５％重量以下の量で使用したことを特徴とする。
また、本発明における軽合金鋳物鋳造用塩中子は、アルミ合金鋳物又はマグネシウム合金鋳物その他の軽合金鋳物の鋳造に用いる溶融塩中子であって、該溶融塩は融点が２９０℃より高く５８０℃以下の範囲内の硝酸塩と、誘電損失の大きい物質を１０−５５体積％混入したことを特徴とする。
【０００７】
さらに、本発明における軽合金鋳物鋳造用塩中子の製造方法は、所定の融点の硝酸塩の溶融塩状態のものを、金型に注入し、凝固固化後に、金型から離型することを特徴とする。加えて、軽合金鋳物の製造において温水浴もしくは水蒸気を用いて塩を洗浄した温水もしくは水蒸気を、硝酸塩濃縮法により塩濃度をあげ、その高濃度塩水を塩浴にもどし、さらに、金型に注入し、凝固固化後に、金型から離型することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明における軽合金鋳物の製造方法は、所定の融点の溶融塩中子を用いて軽合金鋳物を鋳造し、その塩中子を温水浴もしくは水蒸気を用いて除去して軽合金鋳物を生産することを特徴とする。加えて所定の融点の溶融塩中子を用いて軽合金鋳物を鋳造し、該軽合金鋳物を、その塩中子を溶融する塩浴内に浸漬して溶解し、取り出した後、温水浴もしくは水蒸気を用いて鋳物に付着する塩を除去して軽合金鋳物を生産することを特徴とする。
そして、本発明における別の軽合金鋳物の製造方法は、融点が２９０℃より高く５８０℃以下の範囲内の溶融塩中子を用いて軽合金鋳物を鋳造し、その溶融塩中子をマイクロ波で塩中子だけを誘電加熱溶解し、その後温水浴もしくは水蒸気を用いて除去して軽合金鋳物を生産することを特徴とする。
【０００９】
ここで溶融塩は融点が５８０℃以下の範囲内としたのは、溶融塩の融点が５８０℃より高いと、溶融塩の塩浴内の浸漬中に軽合金鋳物自体が変形しやすくなるため好ましくないためである。なお、水浴もしくは水蒸気を用いて鋳物に付着する塩を除去する場合には、溶融塩の融点と、温水浴もしくは水蒸気の温度とは、あまり関係ないことがわかった。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明において融点とは固相線温度をいう。また、本発明において注入とは、重力により注ぎ込むこと、インジェクション、低圧鋳造など、液体状態にした溶融塩を金型に入れて凝固させる意味である。ここでインジェクションを用いた場合には、複雑な形状の金型まで溶融塩の充填が容易であるという利点がある。また、重力を用いた場合には設備が簡単であるという利点がある。さらに、低圧鋳造では、設備が簡単で精密な中子ができるという利点がある。
また、本発明の軽合金鋳物鋳造用塩中子に混入する誘電損失の大きい物質は、例えば、ジルコンサンド、ジルコニア粉、チタン酸バリウムなどをいう。誘電損失とは、交流電場を加えたときにエネルギが熱となり損失する量をいう。なお、本発明の塩中子では、塗型は必須ではない。
【００１１】
【基礎実験】
まず、基礎試験として、本発明の塩中子を用いてアルミ合金鋳物を鋳造する鋳造テストを実施した。ここで、塩中子の材料として硝酸塩（硝酸ナトリウム、硝酸バリウム、硝酸ストロンチウム、硝酸カリウム、亜硝酸ナトリウムを主成分とした混合塩）で、融点（ここで融点とは固相線温度をいう。）が３００℃、３８０℃、４５５℃、４９５℃、５１０℃、５８０℃、のものを用いた。また、塩中子は、上記各々の混合塩の温度を上げ、液体状態にしたのち、中子注入用の金型に重力で流し込み、凝固させて塩中子を製造した。また、アルミ合金鋳物の材料はＪＩＳ規格ＡＣ４Ｂ（Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系）とした。アルミニウム合金鋳物を鋳込む金型として片側鋳物肉厚を５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍを用いた。
鋳造テストは、上記アルミニウム合金鋳物を上記アルミニウム鋳造用の金型に前記塩中子をセットし、アルミニウム鋳造用の金型温度を４００℃、アルミニウム合金の注湯温度を７４０℃で鋳造した。したがって、塩中子の溶融温度よりも金型温度が高く、中子を用いた鋳造にはかなり厳しい条件で鋳造テストをおこなった。その結果を表１に示す。
【００１２】
【表１】
2004291017.tif 000002
【００１３】
以上の結果から、軽合金鋳物の鋳造用中子に用いる塩の融点はある程度高いことが必要であることが判る。具体的には、融点が２９０℃より高く５８０℃以下の範囲内である。なお、実験に使用した各硝酸塩の混合割合は、例えば、表２の通りである。また、本基礎実験ではアルミニウム合金を鋳造したが、マグネシウム合金その他の軽合金の鋳造にも本発明の塩中子は使用できる。さらに、本基礎実験では、溶融塩は融点が５００℃より高く５８０℃以下の範囲内の硝酸塩として、番号５において硝酸ストロンチウムを使用したが、硝酸ストロンチウムの代わりに硝酸バリウムを少なくとも一部に用いても良い。なおまた、本基礎実験では、塩中子は、上記各々の混合塩の温度を上げ、液体状態にしたのち、中子注入用の金型に重力で流し込み、凝固させて塩中子を製造したが、射出成形、低圧鋳造を用いても良い。
【００１４】
【表２】
2004291017.tif 000003
【００１５】
次に、上記の硝酸塩中子を用いて鋳造したアルミ合金鋳物を同一成分の塩浴中に漬け、塩中子を溶解後、６０〜８０℃の温水に漬けて洗浄した。ここで、塩浴温度は、各硝酸塩中子の融点より５０〜７０℃程度高い温度に設定してある。
そして、前記洗浄水は硝酸塩濃縮装置（新東ブレーター製「排水濃縮装置  型式００４０」）にて硝酸塩濃度を高め、その高めた塩水を塩浴（溶融状態）に戻した。このようにして、硝酸塩がシステム外に出ないクローズドシステムとした。
なお、本発明において、鋳造後は塩浴中にて塩中子を溶解している。しかし、塩中子の融点が高温であり、塩浴槽の温度がアルミ合金鋳物に変形を生ずるような高温となる場合にあっては、鋳造後、直ちに温水もしくは水蒸気にて洗浄することが好ましい。
【００１６】
【実施例】
次に、実施例として、本発明の別の組成の塩中子を用いてアルミ合金鋳物を鋳造する鋳造テストを実施した。ここで、塩中子の材料として硝酸塩（硝酸ナトリウム、硝酸バリウム、硝酸ストロンチウム、硝酸カリウム、亜硝酸ナトリウムを４５体積％から９０体積％とした混合塩）で、融点（ここで融点とは固相線温度をいう。）が２９０℃より高く５８０℃以下のものを用い、さらに、溶融塩残部を、ジルコンサンドを用いて混合したものを用いた。この混合塩およびジルコンサンドの混合物の温度を上げ、液体状態にしたのち、中子注入用の金型に圧入し、凝固させて塩中子を製造した。
鋳造テストは、塩中子以外は基礎実験と同様の条件のアルミニウム鋳造用の金型に塩中子をセットし、アルミニウム合金の鋳造をした。このとき鋳物の形状等に問題はなかった。
次いで、上記の硝酸塩中子を用いて鋳造したアルミ合金鋳物の中の溶融塩中子をマイクロ波で塩中子だけを誘電加熱溶解し、その後、６０〜８０℃の温水に漬けて洗浄した。
なお、実施例では誘電損失の大きい物質としてジルコンサンドを用いたが、その他、ジルコニア粉、チタン酸バリウム粉など誘電損失が常温で０．０１以上の物質であれば使用が可能である。
【００１７】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明は、アルミ合金鋳物又はマグネシウム合金鋳物等の軽合金鋳物の鋳造に用いる溶融塩中子であって、該溶融塩の融点が所定温度の範囲内の硝酸塩等を使用したことを特徴とする軽合金鋳物鋳造用塩中子及びこの軽合金鋳物鋳造用塩中子の製造方法並びにその塩中子を使用する軽合金鋳物の製造方法であるから、大掛かりな砂落し等の必要がない。また、装置、処理が容易になる。また塩を鋳造方法のシステム外に出さないようにすることにより、環境に対しても配慮したシステムとなる等優れた効果がある。