(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナトリウムイオン及びカリウムイオンの少なくとも１つと、臭素イオンと炭酸イオンとを含む溶融塩によって形成したことを特徴とする鋳造用塩中子。
【請求項２】
請求項１記載の鋳造用塩中子において、
前記溶融塩は、ナトリウムイオンと臭素イオンと炭酸イオンとから構成したものである
ことを特徴とする鋳造用塩中子。
【請求項３】
請求項２記載の鋳造用塩中子において、
前記溶融塩は、全陰イオン中の炭酸イオンのモル成分比を３０ｍｏｌ％とした
ことを特徴とする鋳造用塩中子。
【請求項４】
請求項２記載の鋳造用塩中子において、
前記溶融塩は、全陰イオン中の炭酸イオンのモル成分比を５０〜８０ｍｏｌ％とした
ことを特徴とする鋳造用塩中子。
【請求項５】
請求項１記載の鋳造用塩中子において、
前記溶融塩は、カリウムイオンと臭素イオンと炭酸イオンとから構成し、全陰イオン中の炭酸イオンのモル成分比を３０ｍｏｌ％としたものである
ことを特徴とする鋳造用塩中子。
【請求項６】
請求項１記載の鋳造用塩中子において、
前記溶融塩は、カリウムイオンと臭素イオンと炭酸イオンとから構成し、全陰イオン中の炭酸イオンのモル成分比を５０〜９０ｍｏｌ％としたものである
ことを特徴とする鋳造用塩中子。
【請求項７】
請求項１記載の鋳造用塩中子において、
前記溶融塩は、
ナトリウムイオンとカリウムイオンと臭素イオンと炭酸イオンとから構成し、
溶融温度を６００℃を超えて６８０℃までの範囲とし、
全陽イオン中のカリウムイオンのモル成分比を５０〜９０ｍｏｌ％とし、
全陰イオン中の炭酸イオンのモル成分比を４０〜８０ｍｏｌ％とした
ものであることを特徴とする鋳造用塩中子。
【請求項８】
請求項１記載の鋳造用塩中子において、
母相の中に複数の粒状晶が分散した状態に形成されている
ことを特徴とする鋳造用塩中子。
【請求項９】
請求項８記載の鋳造用塩中子において、
前記粒状晶は、ナトリウムイオン及びカリウムイオンの少なくとも１つと炭酸イオンとから構成されたものである
ことを特徴とする鋳造用塩中子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水溶性を有する鋳造用塩中子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、アルミニウムダイカスト等の鋳造は、よく知られているように、アルミニウム合金の溶湯を金型内に高速・高圧で射出し、所望とする形状の構造体を鋳造する技術である。このような鋳造において、例えば内燃機関のシリンダブロックのような水冷用のウォータージャケットなど中空構造を有する鋳造物を成形する場合、中子が用いられる。このようなときに用いられる中子は、ゲートから高速で射出される金属溶湯が衝突して大きな衝撃を受けやすく、また、凝固完了まで鋳造圧力も大きいために、高圧および高温に耐えられる強度が要求される。また、中子は、鋳造後、鋳造物から除去することになるが、複雑な内部構造を有する鋳造物などの場合に、一般的なフェノールレジンで固めた砂中子を使用した場合、除去することが容易ではない。これに対し、高温の水などにより溶解することで除去が可能な水溶性の塩中子がある（文献１：特開昭４８−０３９６９６号公報，文献２：特開昭５０−１３６２２５号公報，文献３：特開昭５２−０１０８０３号公報）。【０００３】
上述のような塩中子は、炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3），塩化カリウム（ＫＣｌ），および塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）などよりなる混合塩を用い、これらを溶融させて成形し、高い耐圧強度を得るとともに、鋳造における作業性や安定性を向上させるようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、塩を溶融して鋳造して塩中子を形成する場合、凝固の過程で起きる凝固収縮などの体積の変化により塩中子にひけ巣やミクロポロシティや微細な熱亀裂などが発生し、精確に型どおりに成形することが容易ではなかった。このように、従来の技術では、溶融塩を用いた鋳造では、塩中子が容易に製造できないという問題があった。【０００５】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、ナトリウム，カリウムなどの塩を溶融させて成形する塩の鋳造物よりなる水溶性を有する鋳造用塩中子が、十分な強度を備えた状態でより容易に製造できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る鋳造用塩中子は、ナトリウムイオンおよびカリウムイオンの少なくとも１つと、臭素イオンと炭酸イオンとを含む溶融塩によって形成したものである。例えば、溶融塩は、ナトリウムイオンと臭素イオンと炭酸イオンとから構成したものであるればよい。この場合、溶融塩は、全陰イオン中の炭酸イオンのモル成分比を３０ｍｏｌ％とすればよい。また、溶融塩は、全陰イオン中の炭酸イオンのモル成分比を５０〜８０ｍｏｌ％とすると良い。【０００７】
また、溶融塩は、カリウムイオンと臭素イオンと炭酸イオンとから構成し、全陰イオン中の炭酸イオンのモル成分比を３０，５０〜９０ｍｏｌ％としたものであっても良い。また、溶融塩は、ナトリウムイオンとカリウムイオンと臭素イオンと炭酸イオンとから構成し、溶融温度を６００℃を超えて６８０℃までの範囲とし、全陽イオン中のカリウムイオンのモル成分比を５０〜９０ｍｏｌ％とし、全陰イオン中の炭酸イオンのモル成分比を４０〜８０ｍｏｌ％としたものであっても良い。【０００８】
また、母相の中に複数の粒状晶が分散した状態に形成されていると良い。この粒状晶は、ナトリウムイオン及びカリウムイオンの少なくとも１つと炭酸イオンとから構成されたものであればよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ナトリウムイオンおよびカリウムイオンの少なくとも１つと、臭素イオンと炭酸イオンとを含む溶融塩によって形成したので、ナトリウム，カリウムなどの塩を溶融させて成形する塩の鋳造物よりなる水溶性を有する鋳造用塩中子が、十分な強度を備えた状態でより容易に製造できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施例に係る鋳造用塩中子を使用して鋳造した場合のシリンダブロックの斜視図である。
【図２】図２は、抗折試験片の抗折強度を示すグラフである。
【図３】図３は、抗折試験片の抗折強度を示すグラフである。
【図４】図４は、カリウムイオンの陽イオン比および炭酸イオンの陰イオン比と液相線温度との関係に加え、抗折試験片の抗折強度を示す特性図（状態図）である。
【図５】図５は、塩中子の凝固組織のＳＥＭ写真である。
【図６】図６は、塩中子の凝固組織のＳＥＭ写真である。
【図７】図７は、塩中子の凝固組織のＳＥＭ写真である。
【図８】図８は、塩中子の凝固組織のＳＥＭ写真である。
【図９Ａ】図９Ａは、抗折強度測定に用いる試験片の状態を示す構成図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、抗折強度測定に用いる試験片の状態を示す部分的な断面図である。
【図１０】図１０は、抗折強度測定を説明するための説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図を参照して説明する。はじめに、本発明の実施例に係る鋳造用塩中子の使用形態について図１を用いて説明する。図１は、本発明に係る鋳造用塩中子を使用して鋳造した場合のシリンダブロックの斜視図で、同図は一部を破断した状態で描いてある。図１において、符号１で示すものは、本発明に係る鋳造用塩中子としての塩中子２を使用して鋳造されたアルミニウム合金よりなるエンジン用シリンダブロックである。このシリンダブロック１は、自動二輪車用水冷式４サイクル４気筒エンジンの一部であり、ダイカスト鋳造法によって所定の形状に成形されている。【００１２】
図１に示すシリンダブロック１は、四箇所のシリンダボア３，シリンダボア３を有するシリンダボディ４，およびシリンダボディ４の下端から下方に延びる上部クランクケース５が一体に形成されている。上部クランクケース５は、下端部に下部クランクケース（図示せず）が取り付けられ、この下部クランクケースとともに軸受を介してクランク軸（図示せず）を回転自在に軸支している。【００１３】
シリンダボディ４は、いわゆるクローズドデッキ型のものであり、塩中子２を用いてウォータージャケット６が内部に形成されている。ウォータージャケット６は、冷却水通路形成部７，冷却水入口８，主冷却水通路９，連通路１０を含んで構成されている。冷却水通路形成部７は、シリンダボディ４の一側部に突設されシリンダボア３の並設方向に延在している。また、冷却水入口８は、冷却水通路形成部７に形成されている。主冷却水通路９は、冷却水通路形成部７の内部に形成された冷却水分配通路（図示せず）に連通されるとともに全てのシリンダボア３の周囲を覆うように形成されている。また、連通路１０は、主冷却水通路９から図１において上側へ延びてシリンダボディ４の上端の図示していないシリンダヘッドとの合わせ面４ａに開口している。【００１４】
上述したウォータージャケット６は、冷却水入口８から流入した冷却水を冷却水分配通路によってシリンダボアの周囲の主冷却水通路９に供給し、さらに、この冷却水を主冷却水通路９から連通路１０を通してシリンダヘッド（図示せず）内の冷却水通路に導くように構成されている。このようにウォータージャケット６が形成されることにより、このシリンダボディ４は、シリンダヘッドが接続される上端の合わせ面４ａにウォータージャケット６の連通路１０が開口する他は、シリンダボディ４の天井壁（合わせ面４ａを形成する壁）で覆われることになりクローズドデッキ型の構成となる。【００１５】
ウォータージャケット６を形成するための塩中子２は、ウォータージャケット６の各部を一体に接続した形状に形成されている。図１においては、塩中子２の形状（ウォータージャケット６の形状）を理解し易いように、シリンダボディ４の一部を破断した状態で描いてある。【００１６】
この実施例に係る塩中子２は、ナトリウム及びカリウムの少なくとも１つと臭素との塩と、炭酸との塩とを使用し、これらの混合塩を溶融した溶融塩によって形成したものであり、例えば、ダイカスト鋳造法によってウォータージャケット６の形状となるように形成されている。塩中子２の構成成分については以下に詳述する。なお、塩中子２は、ダイカスト鋳造法の他に、例えばグラビティ鋳造法など、他の鋳造法によっても形成することができる。ダイカスト鋳造法による塩中子２の形成では、先ず、後述する複数の塩からなる混合物を加熱して溶融させ溶湯を造る。次に、この溶湯を塩中子用の金型に高圧注入して凝固させ、凝固後に金型から取り出すことによって行う。【００１７】
塩中子２は、図１に示すように、冷却水入口８と冷却水分配通路とを形成する通路形成部２ａと、四箇所のシリンダボア３の周囲を囲む形状の環状部２ｂと、環状部２ｂから上方へ突出する複数の凸部２ｃとが全て一体に形成されている。これらの凸部２ｃによってウォータージャケット６の連通路１０が形成される。塩中子２は、従来からよく知られているように、鋳造時には幅木（図示せず）によって金型（図示せず）内の所定の位置に支持されており、鋳造後に温水または蒸気によって溶解させて除去する。【００１８】
塩中子２を鋳造後に除去するためには、例えば、塩酸と温水などからなる溶解液が貯留された溶解槽（図示せず）にシリンダブロック１を浸漬させることによって行うことができる。シリンダブロック１を溶解液中に浸漬させることにより、塩中子２における通路形成部２ａと、合わせ面４ａに露出する凸部２ｃとが溶解液に接触して溶解する。この溶解部分は、徐々に拡がり、最終的に全ての部位が溶解する。このような中子の除去工程では、ウォータージャケット６内に残存した塩中子２の溶解を促進するために、穴から圧力をもって温水または蒸気を吹き付けるようにしてもよい。塩中子２は、凸部２ｃが形成される部位に凸部２ｃの代わりに幅木を挿入することもできる。【００１９】
また、塩中子２を鋳造物であるシリンダブロック１から除去する工程で、塩酸を用いれば、炭酸ガスが発泡するため、この発泡による撹拌作用が得られ、溶解の促進が効果的に行える。また、塩中子２は、炭酸カリウムや炭酸ナトリウムを含むため、これが水に溶解するとアルカリ性を呈することになる。このようにアルカリ性の状態では、アルミニウムの鋳造物であるシリンダブロック１が腐食するなどの問題がある。この問題に対しても、塩酸を添加してｐＨを７近くに管理することでシリンダブロックの腐食を防止できる。【００２０】
次に、塩中子２について説明する。本実施例における塩中子２は、陽イオンとしてのカリウムおよびナトリウムの少なくとも１つと、陰イオンとしての臭素を少なくとも含んで構成されたものである。言い換えると、塩中子２は、ナトリウムイオン及びカリウムイオンの少なくとも１つと、臭素イオンとからなる溶融塩によって形成したものである。なお、塩中子２は、陰イオンとして炭酸も含んで構成されている。【００２１】
例えば、塩中子２は、臭化ナトリウムと炭酸ナトリウムとの混合塩を溶融して溶湯（溶融塩）とし、この溶湯を用いて鋳造したものである。また、塩中子２は、臭化カリウムと炭酸カリウムとの混合塩を溶解して溶湯とし、この溶湯を用いて鋳造したものである。また、塩中子２は、臭化カリウムと炭酸ナトリウムとの混合塩を溶解して溶湯とし、この溶湯を用いて鋳造したものである。また、塩中子２は、臭化ナトリウムと炭酸カリウムとの混合塩を溶解して溶湯とし、この溶湯を用いて鋳造したものである。また、塩中子２は、臭化カリウム，臭化ナトリウム，炭酸ナトリウム，及び炭酸カリウムの少なくとも３つを混合した混合塩を溶解して溶湯とし、この溶湯を用いて鋳造したものである。また、塩中子２は、少なくとも、臭化カリウム，臭化ナトリウム，炭酸ナトリウム，及び炭酸カリウムの４つを混合した混合塩を溶解して溶湯とし、この溶湯を用いて鋳造したものである。【００２２】
なお、陽イオンとしてのカリウムイオンおよびナトリウムイオンの少なくとも１つと、陰イオンとしての臭素と炭酸イオンのほかに、他のイオンが含まれていてもよい。例えば、陰イオンとして、臭素イオンと炭酸イオンに加えて、硫酸イオン，硝酸イオン，及び塩素イオンなど他の陰イオンが含まれていてもよい。【００２３】
なお、前述では、混合塩を溶解した溶湯を用いて鋳造を行うようにしたが、これに限るものではなく、例えば半凝固などの固液共存の溶湯を用いて鋳造を行うダイカスト鋳造法などによって塩中子２を製造するようにしてもよい。例えば、上述した複数の塩からなる混合物（混合塩）を加熱して溶融させ溶湯を造る。次に、この溶湯の温度を低下させて半凝固（固液共存）の状態とし、半凝固の状態の溶湯を塩中子用の金型に高圧注入して凝固させ、凝固後に金型から取り出すことによって塩中子２を作製してもよい。【００２４】
上述した本実施例に係る塩中子２（鋳造用塩中子）によれば、臭化物を用いているので、臭化物を用いずに塩化物の塩から構成されている塩中子に比較して凝固収縮率が小さく、ひけ巣などが生じにくくなっている。また、臭化物は塩化物に比較して溶融潜熱が小さいので、臭素を含むようにした塩中子２は、含まない場合に比較して溶解エネルギーが削減できるようになる。また、臭化物は塩化物に比較して水への溶解度が大きいので、臭素を含むようにした塩中子２は、含まない場合に比較して当量の水により多く溶解するようになり、より迅速に除去することが可能となる。このように、本実施例に係る塩中子２によれば、ナトリウム，カリウムなどの塩を溶融させて成形する塩の鋳造物よりなる水溶性を有する鋳造用塩中子が、より容易に製造できるようになる。【００２５】
次に、臭化ナトリウムと炭酸ナトリウムとの混合塩を溶解して製造した塩中子の、臭素イオンと炭酸イオンとの陰イオン比を可変させたときの、抗折強度（測定値）の変化について、表１，表２及び図２に示す。これは、塩中子を形成するための溶融塩が、ナトリウムイオン，臭素イオン，及び炭酸イオンから構成されている場合である。表１では、作製した試験片の抗折強度の測定結果（最大抗折荷重）を示し、表２では、作製した試験片の抗折強度の測定結果（最大抗折強度）を示している。表１および表２は、測定結果の表し方を変えているだけで、他は同一である。なお、各イオンの濃度は、ＪＩＳ規格Ｋ０１２７のイオンクロマトグラフ分析通則に制定された分析方法により測定したものである。表１，表２及び図２に示すように、全陰イオン中の炭酸イオンの濃度ＹＣＯ32-を３０〜８０ｍｏｌ％としている塩中子が、抗折強度１３．９ＭＰａを超える高い抗折強度が得られている。特に、ＹＣＯ32-を５０〜８０ｍｏｌ％としている塩中子は、より高い抗折強度が得られている。【００２６】
【表１】
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【００２７】
【表２】
0004685934.tif 000003
【００２８】
次に、臭化カリウムと炭酸カリウムとの混合塩を溶解して製造した塩中子の、臭素イオンと炭酸イオンとの陰イオン比を可変させたときの、抗折強度（測定値）の変化について、表３，表４及び図３に示す。これは、塩中子を形成するための溶融塩が、カリウムイオン，臭素イオン，及び炭酸イオンから構成されている場合である。表３では、作製した試験片の抗折強度の測定結果（最大抗折荷重）を示し、表４では、作製した試験片の抗折強度の測定結果（最大抗折強度）を示している。表３および表４は、測定結果の表し方を変えているだけで、他は同一である。なお、各イオンの濃度は、ＪＩＳ規格Ｋ０１２７のイオンクロマトグラフ分析通則に制定された分析方法により測定したものである。表３，表４及び図３に示すように、全陰イオン中の炭酸イオンの濃度ＹＣＯ32-を６０〜８０ｍｏｌ％としている塩中子が、抗折強度１６．０ＭＰａを超える高い抗折強度が得られている。【００２９】
【表３】
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【００３０】
【表４】
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【００３１】
次に、臭化ナトリウム，臭化カリウム，炭酸カリウム，及び炭酸ナトリウムの混合塩を溶解して製造した塩中子の、臭素イオンと炭酸イオンとの陰イオン比を可変させたときの、抗折強度（測定値）の変化について、表５，表６，及び表７に示す。これらは、塩中子を形成するための溶融塩が、ナトリウムイオン，カリウムイオン，臭素イオン，及び炭酸イオンから構成されている場合である。以下の表５，表６，及び表７，では、作製した試験片の抗折強度の測定結果（最大抗折強度）を示している。また、上述同様に、各イオンの濃度は、ＪＩＳ規格Ｋ０１２７のイオンクロマトグラフ分析通則に制定された分析方法により測定したものである。【００３２】
【表５】
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【００３３】
【表６】
0004685934.tif 000007
【００３４】
【表７】
0004685934.tif 000008
【００３５】
また、図４に、カリウムイオンの陽イオン比および炭酸イオンの陰イオン比と、溶融温度（液相線温度）との関係（Na-K-Br-CO3系の状態図）を示す。これは、上記表２，４，５，６，７の結果に対応するものであり、最も大きな丸が平均抗折強度２０ＭＰａを超えたものを示し、次に大きな丸が平均抗折強度１５〜２０ＭＰａを示し、次に大きな丸が平均抗折強度１０〜１５ＭＰａを示し、一番小さな丸が平均抗折強度０〜１０ＭＰａを示している。また、図４には、Ｋ+０ｍｏｌ％，ＣＯ32-０ｍｏｌ％の場合のＮａＢｒの液相線温度、Ｎａ+０ｍｏｌ％，ＣＯ32-０ｍｏｌ％の場合のＫＢｒの液相線温度、Ｋ+０ｍｏｌ％，Ｂｒ-０ｍｏｌ％の場合のＮａ2ＣＯ3の液相線温度、Ｎａ+０ｍｏｌ％，Ｂｒ-０ｍｏｌ％の場合のＫ2ＣＯ3の液相線温度も示している。なお、図４において、太線で共晶線を示している。【００３６】
表５，６，７及び図４に示すように、溶融塩を、ナトリウムイオンとカリウムイオンと臭素イオンと炭酸イオンとから構成した場合、溶融温度が６００℃を超えて６８０℃までの範囲で、全陽イオン中のカリウムイオンの濃度ＸＫ-（モル成分比）を５０〜９０ｍｏｌ％とし、全陰イオン中の炭酸イオンの濃度ＹＣＯ32-（モル成分比）を４０〜８０ｍｏｌ％としている塩中子において、抗折強度１６．０ＭＰａを超える高い抗折強度が得られている。なお、中子を形成する型の耐久性や、中子を形成するためのプロセスコストなどの観点から、溶融塩の溶融温度は、高くても６８０℃程度とした方がよい。【００３７】
次に、上述した塩中子の凝固組織の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察結果について説明する。まず、図５は、全陽イオン中のカリウムイオンの濃度を５０ｍｏｌ％とし、全陰イオン中の炭酸イオンの濃度を７０ｍｏｌ％とした溶融塩をもとに作製した塩中子の凝固組織のＳＥＭ写真である。この組成の溶融塩により作製した塩中子は、図４に示すように、抗折強度が２０ＭＰａ以上と、非常に高い強度を備えるものである。この塩中子においては、図５に示すように、母相の中に複数の粒状晶が均一に分散した状態が観察される。このように観察される粒状晶の部分の組成を、エネルギー分散型Ｘ線分析装置により分析すると、全陽イオン中のカリウムイオンの濃度が３２ｍｏｌ％，全陰イオン中の炭酸イオンの濃度が１００ｍｏｌ％であった。【００３８】
また、図６は、全陽イオン中のカリウムイオンの濃度を６０ｍｏｌ％とし、全陰イオン中の炭酸イオンの濃度を７０ｍｏｌ％とした溶融塩をもとに作製した塩中子の凝固組織のＳＥＭ写真である。この組成の溶融塩により作製した塩中子は、図４に示すように、抗折強度が１５〜２０ＭＰａと、高い強度を備えるものである。この塩中子においては、図６に示すように、母相の中に複数の粒状晶が均一に分散した状態が観察される。このように観察される粒状晶の部分の組成を、エネルギー分散型Ｘ線分析装置により分析すると、全陽イオン中のカリウムイオンの濃度が４２ｍｏｌ％，全陰イオン中の炭酸イオンの濃度が１００ｍｏｌ％であった。【００３９】
また、図７は、全陽イオン中のカリウムイオンの濃度を４０ｍｏｌ％とし、全陰イオン中の炭酸イオンの濃度を７０ｍｏｌ％とした溶融塩をもとに作製した塩中子の凝固組織のＳＥＭ写真である。この組成の溶融塩により作製した塩中子は、図４に示すように、抗折強度が０〜１０ＭＰａと、あまり高い強度が得られていないものである。この塩中子においては、図７に示すように、母相の中に比較的大きな樹枝状結晶が観察される。このように観察される樹枝状結晶の部分の組成を、エネルギー分散型Ｘ線分析装置により分析すると、全陽イオン中のカリウムイオンの濃度が２２ｍｏｌ％，全陰イオン中の炭酸イオンの濃度が１００ｍｏｌ％であった。【００４０】
以上のことより、より高い強度の塩中子は、母相の中に複数の粒状晶が分散した状態に形成されているものであればよいことが分かる。上述したＳＥＭにより観察される粒状晶及び樹枝状結晶は、溶融塩の冷却過程で最初に形成される結晶（初晶）であり、比較的溶融温度の高い組成となっている部分である。この初晶が形成された後、比較的融点の低い共晶を含む部分が凝固し、初晶の周囲に母相の部分として形成されるようになる。このように共晶の母相のなかに形成される初晶が、大きな樹枝状結晶ではなく、より微細な粒状晶となれば、得られた塩中子に高い強度が得られるものと考えられる。【００４１】
以上のことは、図５，図６，図７に示した組成比以外でも成立することが多い。例えば、カリウムイオンが含まれていない、ナトリウムイオン，臭素イオン，及び炭酸イオンから構成されている塩中子の場合、全陰イオン中の炭酸イオンの濃度が３０ｍｏｌ％の場合と、５０〜８０ｍｏｌ％の場合において高い抗折強度が得られているが、この中の６０％の場合においても、図８に示すように、塩中子の凝固組織において、母相の中に複数の粒状晶が分散した状態が観察されている。【００４２】
よく知られているように、ＮａＢｒは、劈開破壊をする脆弱な物質であり、上述したように１０ＭＰａ未満と低い抗折強度しか得られていない。これに対し、炭酸塩を加えて混合塩とすると、凝固した組成が、ＮａＢｒとＮａ2ＣＯ3とから構成されたものとなり、より高い抗折強度が得られるようになるものと考えられる。また、このように炭酸塩を単純に加えるだけではなく、上述したように、比較的融点の低い母相の中に比較的融点の高い組成の結晶組織が形成される状態となる組成を選択することで、より高い強度の塩中子が得られるようになる。母相の中に初晶の結晶が混在している状態により、亀裂の進展などが妨げられるようになり、この結果として高い強度が得られるようになるものと考えられる。ここで、初晶が大きな樹枝状結晶の場合は、亀裂の進展がおきやすい状態であるが、これに対して初晶がより小さな粒状晶の状態であれば、前述したように、より高い強度が得られるようになる。【００４３】
次に、抗折強度の測定について説明する。抗折強度の測定は、所定の寸法とした角樹枝状の試験片を作製し、この試験片に荷重をかけ、破壊に要した最大荷重より抗折荷重を求める。先ず、試験片の作製について説明する。所定の金型を用い、図９Ａ，図９Ｂに示すような棒状の試験片９０１を形成する。使用した金型は、例えば、ＳＣＭ４４０Ｈなどのクロームモリブデン鋼から構成されたものである。図９Ａでは、金型に溶湯を充填するにあたって用いた押し湯の部分９０２も示しているが、抗折強度の測定においては、部分９０２を切り取る。なお、図９Ａは側面図，図９Ｂは図９Ａのｂ−ｂ位置での断面図を示し、図中に示している寸法は、金型における設計値である。【００４４】
上述したようにして作製した棒状の試験片９０１の、抗折強度の測定は、図１０に示すように、先ず、試験片９０１の中央部に間隔が５０ｍｍ開いた状態で配置された２つの支持部１００１で試験片９０１を支持する。このように支持された状態で、２つの支持部１００１の中間箇所において、間隔が１０ｍｍとなる２箇所の荷重部１００２により、試験片９０１に荷重をかける。試験片９０１に加える荷重を徐々に大きくしてゆき、試験片９０１の破壊に要した最大荷重を表１及び表３に示す抗折荷重とした。【００４５】
ここで、抗折強度σ（ＭＰａ）は、抗折荷重Ｐより「σ＝３ＬＰ／ＢＨ2」の式により求めることができる。上記式において、Ｈは試験片の断面における荷重方向の長さを示し、Ｂは試験片の断面における荷重方向に垂直な長さを示し、Ｌは支点となる支持部１００１から荷重が加わる荷重部１００２までの間隔である。ところで、試験片９０１は、上記金型に流し込むことで形成しているため、湯じわやひけ巣があり精確に型どおりの寸法になりにくい。このため、抗折強度の算出は、試験片の断面が長方形であるものと近似し、Ｈ≒２０ｍｍ，Ｂ≒１８ｍｍ，Ｌ＝２０ｍｍとして計算している。この近似をすることで，実際の強度より０〜２０％程強度を低く見積もる状態になり、例えば、抗折荷重１２００Ｎで破断した試験片は，抗折強度１０ＭＰａの強度をもつ理想的な試験片より強いものと考えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、アルミニウムダイカスト等の鋳造における中子として、好適に用いられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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