(57)【要約】【課題】鋳造の際の溶湯表面に形成される酸化被膜を還元することができる離型剤を提供する。【解決手段】金型の残存熱、溶湯の熱により離型剤６中の還元剤（水素化カルシウム：ＣａＨ２）がＣａとＨ２に分解し、ＣａおよびＨ２はキャビティ内の酸素と結合してそれぞれＣａＯおよびＨ２Ｏとなり、キャビティ内の酸素は消費されＭｇＯ或いはＡｌ２Ｏ３が形成され難い。また、多少キャビティ内に残っている酸素と溶湯中のＭｇ或いはＡｌが反応してＭｇＯ或いはＡｌ２Ｏ３の酸化被膜となっても、これらは以下の式に示すようにＣａによって還元せしめられ、被膜はなくなり流動性は確保される。ＭｇＯ＋Ｃａ→Ｍｇ＋ＣａＯＡｌ２Ｏ３＋３Ｃａ→２Ａｌ＋３ＣａＯ【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型の成形面に塗布される離型剤であって、この離型剤には還元剤が含有されていることを特徴とする鋳造用離型剤。
【請求項２】
請求項１に記載の鋳造用離型剤において、前記還元剤は水素化カルシウム、水素化ナトリウム、水素化リチウムなどの水素化金属であることを特徴とする鋳造用離型剤。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の鋳造用離型剤において、前記還元剤の離型剤に対する割合は、離型剤１に対し還元剤を２０ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下としたことを特徴とする鋳造用離型剤。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３に記載の離型剤を金型の成形面に塗布し、この金型内にアルミニウム合金溶湯を注湯し、このアルミニウム合金溶湯の熱により離型剤中の還元剤を分解し、分解した還元剤によりアルミニウム合金溶湯表面の酸化被膜を還元しつつ鋳造することを特徴とする鋳造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳造の際に予め金型内表面に塗布する離型剤と、この離型剤を用いた鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
重力鋳造或いは加圧鋳造などによりアルミニウム合金を鋳造する際に、金型内を流れるアルミニウム合金の溶湯表面に酸化被膜ができると、溶湯の流動性が失われ鋳造欠陥を招くことがある。
斯かる不具合を解消するため、窒化マグネシウム（マグネシウム窒素化合物：Ｍｇ３Ｎ２）を金型の成形面（内表面）に形成し、この窒化マグネシウムとアルミニウム合金溶湯とを反応させ、溶湯表面の酸化被膜を還元して溶湯の流動性を確保するようにしている。（特許文献１）
【０００３】
また、前記特許文献１の内容を改良した技術として、特許文献２〜特許文献７に記載の技術が知られている。
特許文献２に開示される内容は、マグネシウムをアルゴンなどの不活性ガスにより金型内に送り込むようにしている。
特許文献３に開示される内容は、キャビティ内を減圧状態として非酸化雰囲気とした後、マグネシウムガスと窒素ガスをキャビティ内に送り込んで反応させるようにしている。
特許文献４に開示される内容は、別々の注入孔からマグネシウムガスと窒素ガスをキャビティ内に送り込むようにしている。
特許文献５に開示される内容は、キャビティ内を非反応性のガスで加圧した状態で、溶湯を供給するようにしている。
特許文献６に開示される内容は、キャビティ内にマグネシウムガスと窒素ガスを導入する直前で反応させ、窒化マグネシウムの状態でキャビティ内に供給するようにしている。
特許文献７に開示される内容は、キャビティの直前にマグネシウムガスと窒素ガスを反応させるチャンバーを設けている。
特許文献８に開示される内容は、成形型の温度を３００℃未満として溶湯をキャビティ内に供給するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２８００６３号公報
【特許文献２】特開２００１−３２１９１８号公報
【特許文献３】特開２００１−３２１９１９号公報
【特許文献４】特開２００１−３２１９２０号公報
【特許文献５】特開２００１−３２１９２１号公報
【特許文献６】特開２００１−３５３５６７号公報
【特許文献７】特開２００２−０２８７７０号公報
【特許文献８】特開２００２−０２８７７１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した窒化マグネシウムを用いる場合は、マグネシウムを加熱して気化し、このガス状マグネシウムと窒素ガスとをキャビティ内またはキャビティ内で反応させることになる。したがって、特別に加熱炉が必要となり装置が大掛かりになる。
【０００６】
また、窒化マグネシウムは還元性を有するが、それ程強力ではないためキャビティ内を不活性状態に維持しなければならない。
【０００７】
また、自動車や自動二輪車のボディなどの材料とされるアルミニウム合金には機械的強度をアップさせるため、マグネシウムを添加することが行われている。しかしながら、マグネシウムを添加するとアルミニウム合金溶湯の流動性が悪化し充填不良を生じやすい。
この流動性の悪化はアルミニウム合金溶湯表面にＭｇＯやＡｌ２Ｏ３などの酸化被膜が形成されることに起因しているが、窒化マグネシウムを用いてもＭｇＯを還元することはできない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は離型剤中に還元剤を含有させるようにした。従来技術はいずれもキャビティ内またはキャビティ外でマグネシウムをガス化しこれを窒素ガスと反応させて還元剤とするため、加熱炉を必要としているが、本発明ではその必要がない。
【０００９】
本発明に係る還元剤としては、水素化カルシウム、水素化ナトリウム、水素化リチウムが挙げられる。これらは溶湯の熱で分解し強力な還元作用を発揮し、例えばＭｇＯなども還元して金属Ｍｇにする。尚、還元剤としては他の水素化金属も考えられる。尚、還元剤の離型剤に対する割合は、離型剤１に対し還元剤を２０ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下とするのが好ましい。
【００１０】
一方、本発明に係る鋳造方法は、前記の還元剤入り離型剤を金型の成形面に塗布し、この金型内にアルミニウム合金溶湯を注湯し、このアルミニウム合金溶湯の熱により離型剤中の還元剤を分解し、分解した還元剤によりアルミニウム合金溶湯表面の酸化被膜を還元しつつ鋳造する。
【００１１】
前記アルミニウム合金溶湯中にマグネシウムが含まれていると溶湯表面にＭｇＯの酸化被膜が形成されるが、例えば還元剤として水素化カルシウムを用いた場合には、以下の式に示すように、反応のエントロピーは負となり、ＣａはＭｇＯを還元する。
ＭｇＯ＋Ｃａ＝Ｍｇ＋ＣａＯ
ΔＧ°Ｒ＝ΔＧ°ｆｐｒｏｄｕｃｔｓ−ΔＧ°ｆｒｅａｃｔａｎｔｓ
＝−８，０００ｃａｌ
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の態様を添付図面に基づいて説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る鋳造法を説明した図、図２は金型のキャビティに離型剤を噴霧している状態の断面図、図３はアルミニウム合金溶湯の表面における反応を説明した図である。
【００１３】
先ず、図１（ａ）に示すように、鋳造装置は固定金型１と可動金型２からなり、固定金型１のランナ３には溶湯をキャビティに押し込むプランジャ４が摺動自在に配置され、可動金型２には離型剤をキャビティ内面に向かって噴出するノズル５を設けている。
【００１４】
そして、図１（ａ）に示す離型状態から可動金型２を移動して（ｂ）に示す型締め状態とし、次いで（ｃ）に示すようにキャビティの上方から排気して減圧状態にあるキャビティ内に、前記ノズル５から離型剤６を供給する。
【００１５】
本実施例の場合、離型剤６は滑石や雲母などの粉体とするとともに還元剤を含有している。還元剤としては水素化カルシウム（ＣａＨ２）を用いる。離型剤に対する還元剤の割合は２０ｗｔ％以上４０ｗｔ％が適当であり、この範囲以下であると還元効果が不充分となり、この範囲を超えると離型剤としての効果が低下する。
【００１６】
離型剤６がキャビティ内面に付着したならば、図１（ｄ）に示すように、プランジャ４を突出せしめてキャビティ内に、例えばマグネシウムを添加（含有）したアルミニウム合金の溶湯を供給する。
【００１７】
キャビティ内に供給されたアルミニウム合金溶湯はプランジャ４の加圧により上方に移動するが、その際、図３に示すように、キャビティ内に酸素が存在すると溶湯の表面は当該酸素と結合して、ＭｇＯ或いはＡｌ２Ｏ３になる。これら酸化被膜は溶湯の流動性を阻害することになる。
しかしながら本実施例にあっては、金型の残存熱、溶湯の熱により離型剤６中の還元剤（水素化カルシウム：ＣａＨ２）がＣａとＨ２に分解し、これらはキャビティ内の酸素と結合してそれぞれＣａＯおよびＨ２Ｏとなり、キャビティ内の酸素は消費されＭｇＯ或いはＡｌ２Ｏ３が形成され難くなる。
【００１８】
特に、離型剤中の還元剤は溶湯に接触する前に、金型の残存熱である程度分解しているため、溶湯がキャビティ内に入る時点では、既に非酸素雰囲気に近い状態になっている。
【００１９】
また、多少キャビティ内に残っている酸素と溶湯中のＭｇ或いはＡｌが反応してＭｇＯ或いはＡｌ２Ｏ３の酸化被膜となっても、これらは以下の式に示すようにＣａによって還元せしめられ、被膜はなくなり流動性は確保される。
ＭｇＯ＋Ｃａ→Ｍｇ＋ＣａＯ
Ａｌ２Ｏ３＋３Ｃａ→２Ａｌ＋３ＣａＯ
【００２０】
上記の還元反応により、ＣａＯが生成され、これは溶湯中に残ることになるが、その量は極微量であり且つＣａＯは化学的に安定で鋳巣の原因になることはない。
【００２１】
尚、実施例では加圧鋳造を示したが、本発明は重力鋳造、低圧鋳造にも適用できる。また、還元剤としては水素化カルシウム（ＣａＨ２）の他に、水素化ナトリウム（ＮａＨ）、水素化リチウム（ＬｉＨ）などの水素化金属も有効である。
【００２２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係る離型剤は、例えば水素化カルシウム、水素化ナトリウム、水素化リチウムなどの水素化金属からなる還元剤を含んでいるので、溶湯に接することで前記還元剤が分解し、強力な還元作用を発揮し、溶湯表面の酸化膜を還元して溶湯の流動性を確保することができる。特に、加熱装置が不要のため、従来の装置をそのまま使用することができる。
【００２３】
また、本発明に係る鋳造法によればアルミニウム合金表面の酸化膜を効果的に還元することができ、特に強度アップのためマグネシウムを添加したアルミニウム合金溶湯の流動性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る鋳造法を説明した図
【図２】金型のキャビティに離型剤を噴霧している状態の断面図
【図３】アルミニウム合金溶湯の表面における反応を説明した図
【符号の説明】
１…固定金型、２…可動金型、３…ランナ、４…プランジャ、５…ノズル、６…離型剤。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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