(57)【要約】  鋳造金属部品を成型するために使用される鋳型を作製するための鋳造用混合物は、鋳造用砂、非水性バインダ、および酸化カルシウムを含む清浄剤を含む。鋳型からの取り出し後、鋳造部品上に残存する残留鋳造用混合物は、鋳造部品の電解清浄化により除去される。
2017518886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造部品のための鋳型の少なくとも一部の作製に有用な鋳造用混合物であって、該鋳造用混合物が、粒状耐熱材料、バインダおよび清浄剤を含み、前記清浄剤が酸化カルシウムを含む、鋳造用混合物。
【請求項２】
剛性のあるバインダマトリックス内で前記耐熱材料と前記清浄剤とを結合するよう前記バインダが処理されている請求項１に記載された鋳造用混合物。
【請求項３】
前記鋳造用混合物が、鋳型のシェルを形成する請求項２に記載された鋳造用混合物。
【請求項４】
前記鋳造用混合物が、鋳型のコアを形成する請求項２に記載された鋳造用混合物。
【請求項５】
２．８９ＭＰａ以上の冷間引張強度を有する請求項２に記載された鋳造用混合物。
【請求項６】
２．９％以下の強熱減量を有する請求項２に記載された鋳造用混合物。
【請求項７】
添加剤を含む請求項２に記載された鋳造用混合物。
【請求項８】
前記バインダが懸濁剤を含む請求項２に記載された鋳造用混合物。
【請求項９】
添加剤を含む請求項１に記載された鋳造用混合物。
【請求項１０】
前記耐熱材料が、合成砂、堆砂、シリカ、オリビン、クロマイト、ジルコン、シャモットおよびこれらの混合物の群から選択される請求項１に記載された鋳造用混合物。
【請求項１１】
前記バインダが、樹脂バインダ、非樹脂バインダ、液体硬化されたバインダおよび熱硬化されたバインダの群から選択される請求項１に記載された鋳造用混合物。
【請求項１２】
前記バインダが樹脂バインダである請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載された鋳造用混合物。
【請求項１３】
前記樹脂バインダが触媒硬化性樹脂を含む請求項１２に記載された鋳造用混合物。
【請求項１４】
前記酸化カルシウムが微粉砕または粉末酸化カルシウムである請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載された鋳造用混合物。
【請求項１５】
前記バインダが、熱硬化性樹脂を含む樹脂バインダである請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載された鋳造用混合物。
【請求項１６】
前記樹脂バインダが触媒を含む請求項１５に記載された鋳造用混合物。
【請求項１７】
前記耐熱材料および前記バインダが前記鋳造用混合物の第１の部分を含み、前記酸化カルシウムが、重量または体積で前記鋳造用混合物の前記第１の部分の約１／２％〜約５％である請求項１または請求項２に記載された鋳造用混合物。
【請求項１８】
前記バインダが樹脂バインダである請求項１７に記載された鋳造用混合物。
【請求項１９】
金属部品を形成する方法において、
粒状耐熱材料、バインダおよび清浄剤を含む鋳造用混合物から少なくとも部分的に形成された鋳型に溶融金属を鋳込むステップであって、前記清浄剤は酸化カルシウムを含み、前記バインダは、剛性のあるバインダマトリックス内で前記耐熱材料と前記清浄剤とを結合するよう処理されている、金属を鋳込むステップと、
前記鋳型内の前記溶融金属を冷却して固体を形成するステップと
前記鋳型から前記固体を取り出すステップとを含む、方法。
【請求項２０】
表面に残留鋳造用混合物が残存する金属部品を露出させるために前記鋳型から前記固体を物理的に分離するステップと、
前記金属部品の前記表面を電解質で濡らすステップと、
前記電解質に電流を流すステップと
をさらに含む請求項１９に記載された方法。
【請求項２１】
前記鋳造用混合物が、鋳型のシェル及び／又は前記鋳型のコアを形成する請求項１９に記載された方法。
【請求項２２】
前記酸化カルシウムが、約１００〜約５００メッシュの粒度を有する請求項１９に記載された方法。
【請求項２３】
鋳造金属部品から残留鋳造用混合物を除去する方法において、
前記金属部品の表面を電解質で濡らすステップと、
前記電解質に電流を流すステップと
を含み、
前記鋳造用混合物が、粒子状耐熱材料、バインダおよび清浄剤を含み、前記清浄剤が酸化カルシウムを含み、前記バインダが、剛性のあるバインダマトリックス内で前記耐熱材料と前記清浄剤とを結合するよう処理されている、方法。
【請求項２４】
前記電解質が塩基性電解質である請求項２０または請求項２３に記載された方法。
【請求項２５】
前記電解質が、約１２のｐＨを有する請求項２４に記載された方法。
【請求項２６】
前記電解質が、水および炭酸カリウムを含む請求項２４に記載された方法。
【請求項２７】
前記表面を濡らすステップが、前記金属部品の全体を前記電解質に浸漬するステップを含む請求項２４に記載された方法。
【請求項２８】
前記表面を濡らすステップが、前記金属部品に前記電解質を噴霧するステップを含む請求項２４に記載された方法。
【請求項２９】
前記電流を流すステップが、
反対の極性の一対の電極を有する電流源に前記金属部品を接続するステップであって、一方の電極を前記金属部品に接続し、他方の電極を前記電解質に接触させて、前記金属部品および前記電解質を含む電気回路を形成する、ステップと、
前記電気回路に電流を流すステップとを含む請求項２４に記載された方法。
【請求項３０】
前記バインダが樹脂バインダである請求項１９または請求項２３に記載された方法。
【請求項３１】
前記樹脂バインダが、熱処理された樹脂バインダである請求項３０に記載された方法。
【請求項３２】
前記樹脂バインダが、触媒硬化された樹脂バインダである請求項３１に記載された方法。
【請求項３３】
前記鋳造用混合物が添加剤を含む請求項３０に記載された方法。
【請求項３４】
前記酸化カルシウムが、約１００〜約５００メッシュの粒度を有する請求項３０に記載された方法。
【請求項３５】
前記耐熱材料および前記樹脂バインダがともに前記鋳造用混合物の第１の部分を含み、前記酸化カルシウムが、重量または体積で前記鋳造用混合物の前記第１の部分の約１／２％〜約５％である請求項３０に記載された方法。
【請求項３６】
前記鋳造用混合物が、２．８９ＭＰａ以上の冷間引張強度を有し、および／または２．９０％以下の強熱減量を有する請求項３０に記載された方法。
【請求項３７】
前記耐熱材料が、合成砂、堆砂、シリカ、オリビン、クロマイト、ジルコン、シャモットおよびこれらの混合物の群から選択される請求項３０に記載された方法。
【請求項３８】
前記鋳造用混合物が、２．８９ＭＰａ以上の冷間引張強度および／または２．９０％以下の強熱減量を有する請求項１９または請求項２３に記載された方法。
【請求項３９】
前記耐熱材料および前記バインダがともに前記鋳造用混合物の第１の部分を含み、前記酸化カルシウムが、重量または体積で前記鋳造用混合物の前記第１の部分の約１／２％〜約５％である請求項１９または請求項２３に記載された方法。
【請求項４０】
前記耐熱材料が、合成砂、堆砂、シリカ、オリビン、クロマイト、ジルコン、シャモットおよびこれらの混合物の群から選択される請求項１９または請求項２３に記載の方法。
【請求項４１】
前記バインダが、樹脂バインダ、非樹脂バインダ、液体硬化されたバインダおよび熱硬化されたバインダの群から選択される請求項１９または請求項２３に記載された方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、鋳造用鋳型を形成するための鋳造用混合物として有用な材料組成に関し、鋳造により作製された金属部品から鋳造用混合物の残存物または残留物を取り除く改善された関連方法にも関するものである。
【０００２】
本開示は、
（ａ）乾燥した、粒状耐熱材料（通常は砂）、バインダ、任意選択の添加剤、および清浄剤からなる鋳造用混合物、ならびに
（ｂ）鋳造用混合物から形成された鋳型内に成型された金属部品の成型および／または電解清浄化の方法
に関する。
【背景技術】
【０００３】
金属部品生産の一般的な製造方法は鋳造である。金属鋳造は、粒状鋳造砂および硬化されたバインダからなる従来の鋳造用混合物から形成された鋳型または容器内での鋳造である。粒状砂は、所望の鋳型の形状を取り、硬化されたバインダは、粒状砂が鋳型の形状を保持できるようにする。鋳型は、鋳型の空隙を画定するシェルを含む。鋳型は任意選択で、鋳造金属部品内の中空の要素または流路を画定する、鋳型の空隙内に配置された１つまたは複数のコアを含むことができ、シェルおよびコアが共になって、鋳造物の形状を画定する。金属液体が、鋳型の空隙に鋳込まれ、冷却されて凝固して鋳造物を形成する。次に、固体の鋳造物は鋳型から取り出される。
【０００４】
一部のバインダは、剛い（剛性のある）バインダマトリックス内で耐熱材料を保持または結合するよう処理されたバインダ材料を含むことができる。他のバインダは、剛性のあるバインダマトリックス内で鋳造用砂を保持または結合するようバインダ材料と反応するか、その他の場合はバインダ材料と協同する、バインダ材料と混在できる懸濁剤を含むことができる。
【０００５】
１つのタイプのバインダは、バインダ材料として樹脂を含み、懸濁剤として適した触媒を利用できる。樹脂は硬化して、硬化された樹脂マトリックスを形成する。バインダ材料として一般に使用される樹脂には、尿素ホルムアルデヒド（ＵＦ）、フェノールホルムアルデヒド（ＰＦ）樹脂および天然ゴムまたは合成ゴムが含まれる（しかし、これらに限定されない）。
【０００６】
硬化された樹脂マトリックスを形成するバインダは、本明細書において「樹脂バインダ」と称する。樹脂バインダは樹脂だけを使用してもよく（すなわち、樹脂バインダは懸濁剤を含まない）、または樹脂、および懸濁剤としての触媒を含んでもよい。
【０００７】
樹脂は、加熱されたときに硬化または架橋する熱硬化性樹脂または熱硬化された樹脂でもよく、あるいは樹脂は、樹脂の硬化または架橋を誘発する触媒の存在を必要としてもよい。鋳造用混合物が生成されるとき、樹脂は樹脂を硬化するように処理される。特定の樹脂は、さまざまなタイプの処理を利用してマトリックスを形成する。「ホットボックス（ｈｏｔ−ｂｏｘ）」、「コールドボックス（ｃｏｌｄ−ｂｏｘ）」および「ノーベイク（ｎｏ−ｂａｋｅ）」は、異なる処理タイプの例である。
【０００８】
ホットボックス処理は、熱硬化性樹脂バインダを含む鋳造用混合物の予熱を利用する。鋳造用混合物は通常、約３５℃〜約３００℃の温度まで加熱されて樹脂を硬化する。ホットボックス処理において使用される樹脂は、フラン樹脂およびフルフリルアルコールを含んでもよい。通常、樹脂は、潜伏性の酸硬化触媒の存在下で硬化される。
【０００９】
コールドボックス処理は、鋳造用混合物内の蒸気触媒または気体触媒の流れを利用して、樹脂の硬化を誘発する。使用される樹脂は通常、フェノール系ウレタンである。気体の三級アミン硬化触媒が成形された砂および樹脂混合物内に流され、混合物を硬化する。触媒は、ＴＥＡ（テトラエチルアミン）およびＤＭＥＡ（ジメチルエチルアミン）でもよい。砂および樹脂混合物は、型に成形されてもよく、硬化させて自立するようにして鋳型を形成してもよい。
【００１０】
ノーベイク処理は、ベーキングを必要とせずに周囲温度で樹脂を硬化させる、樹脂に直接加えられる触媒を利用する。使用される樹脂は通常、フェノール系ウレタンである。懸濁剤は、成形前に砂および樹脂と混合される液体硬化触媒と反応する溶媒を含む。鋳造用混合物は通常、溶媒中で混合後３０分〜数時間で硬化する。
【００１１】
樹脂を利用しないバインダは、本明細書において「非樹脂バインダ」と呼ばれる。
【００１２】
一部のタイプの非樹脂バインダは、バインダ材料を結合させる懸濁剤として、水または一部の他の液体（植物油、海産油、または当技術分野において既知の他の液体など）を利用する。懸濁剤として水または他の液体を利用する非樹脂バインダは、本明細書において「液体硬化されたバインダ」と称する。懸濁剤として水を利用する液体硬化されたバインダは、本明細書において「水性バインダ」と称し、懸濁剤として水を利用しないバインダは、本明細書において「非水性バインダ」と称する。熱硬化または触媒硬化される樹脂バインダは、例えば、非水性バインダである。
【００１３】
一部のタイプの水性バインダは、バインダ材料として、粘土（ベントナイトまたはカオリナイトなど）または他の固体鉱物剤を含む。砂、鉱物剤および水は混合される。混合後、バインダ材料を水和し、モルタルを形成するのに十分な水と時間がある。モルタルは乾燥して硬くなり、それによってモルタルマトリックス内に砂を保持する。
【００１４】
一部の水性バインダは、前駆バインダ材料として酸化カルシウムＣａＯを利用する。酸化カルシウムは、水懸濁剤と反応して水酸化カルシウムモルタルを生成する。酸化カルシウムが水和してバインダが硬化した後は、鋳造用混合物中に酸化カルシウムは実質上存在しない。
【００１５】
一部のタイプのバインダは、加熱により硬化される非樹脂バインダ材料を含む。このようなバインダは、本明細書において、熱硬化された非樹脂バインダと称する。
【００１６】
１つのタイプの熱硬化された非樹脂バインダは、バインダ材料として、ケイ酸アルミニウム、ベントナイトまたはモンモリロナイトなどの無機粘土成分を含む。具体例として、粘土は加熱されて、粘土マトリックス内に砂を保持する粘土バインダマトリックスを形成する。
【００１７】
さらに別のタイプの非樹脂バインダは、バインダ材料としてケイ酸ナトリウムを含む。
【００１８】
バインダ材料が処理されてバインダマトリックスを形成した鋳造用混合物中のバインダは、本明細書において「硬化されたバインダ」と称する。硬化されたバインダには、加熱または触媒反応により樹脂が硬化されて樹脂バインダマトリックスを形成した硬化された樹脂バインダ、バインダ材料が液体と混合されて反応し、硬化されたバインダマトリックスを形成した硬化された液体硬化されたバインダ、およびバインダ材料が加熱されて硬化されたバインダマトリックスを形成した熱硬化されたバインダが含まれる。
【００１９】
鋳造用混合物は、鋳造表面の仕上げ、鋳型の乾燥強度、耐火度および「クッション性」（金属が鋳型に流し込まれるときに鋳型が膨張するようにする鋳型内のボイドの形成）を改善するために、または完成した鋳型において他の望ましい特性をもたらすために、１つまたは複数の別の材料も任意選択で含んでもよい。
【００２０】
通常、濡れ（液体の金属が砂粒子に付着し、それによって砂粒子が鋳造表面に残る。）を防ぎ、表面仕上げを改善し、差込みおよび焼付き欠陥を低減するために、石炭粉、ピッチ、クレオソートおよび燃料油などの最大５％の還元剤が鋳造用混合物に加えられてもよい。これらの添加剤がこれを実現するのは、鋳型の空隙の表面で気体を発生させ、これが液体の金属の砂への付着を防ぐことによる。
【００２１】
通常、高温の金属を鋳造するときのすくわれ（ｓｃａｂｂｉｎｇ）、きれ（ｈｏｔ  ｔｅａｒ）および高温割れの鋳造欠陥を減らすために、木粉、おがくず、粉末殻（ｐｏｗｄｅｒｅｄ  ｈｕｓｋ）、ピートおよび藁などの最大３％の「クッション材」を鋳造用混合物に加えることができる。金属が鋳込まれるとき、これらの材料は焼失し、それによって鋳型の膨張を可能にする鋳型内のボイドが発生する。
【００２２】
通常、乾燥強度（硬化後の鋳型の強度）を高め、表面仕上げを改善するために、デキストリン、デンプン、亜硫酸アルカリ液（ｓｕｌｐｈｉｔｅ  ｌｙｅ）および糖蜜などの最大２％の穀類バインダを鋳造用混合物中に使用することができる。穀類バインダは、金属が鋳込まれるとき焼失するため、崩壊性も改善し、型ばらし時間を短縮する。
【００２３】
通常、鋳型割れおよび差込みを防ぎ、実質的に耐火度を改善するために、最大２％の酸化鉄粉を鋳造用混合物中に使用することができる。シリカ粉（微細シリカ）およびジルコン粉も耐火度を改善することがある。
【００２４】
鋳造表面の仕上げ、鋳型の乾燥強度、耐火度および／またはクッション性を改善するために鋳造用混合物に加えられる１つまたは複数の材料は、本明細書において「添加剤」と称する。
【００２５】
鋳造後、鋳造表面に付着したままの砂およびバインダは通常、鋳造物の機械的撹拌、ショットブラスティング、または他の機械的な清浄化法により除去される。あるいは、鋳造物を溶融浴に浸してもよい。
【００２６】
鋳造物からの清浄化された使用済みの砂は経済的価値を有する。使用済みの鋳造用砂は、例えば、コンクリート製造において細骨材として使用される。
【００２７】
しばしば、鋳造物の機械的な清浄化の後、または溶融浴からの鋳造物の取り出し後、一部の砂およびバインダは鋳造表面に付着したままである。この残存する鋳造用混合物の除去は、困難で時間がかかることが多い。
【００２８】
Ｈａｔｈａｗａｙの米国特許出願公開第２００５／００８７３２３号および米国特許出願公開第２００５／００８７３２１号にはそれぞれ、砂、樹脂バインダ、および鋳造表面からの鋳造用混合物の除去を助けると報告されている粉末化（ｄｉｓｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）添加剤を含む鋳造用混合物が開示されている。鋳造物は、鋳型から取り出された後、電解清浄される。粉末化添加剤は、電解清浄中、鋳造表面に付着している残存鋳造用混合物の除去を助ける。
【００２９】
粉末化添加剤は、好ましくは水に可溶な無機の塩である。混合物の好ましい実施形態には、比較的高い融点（３００℃を超える融点。これは、鉄、鋼、チタンまたはアルミニウムなどの一般的な鋳造金属の融点よりもはるかに低い。）を有する粉末化添加剤が含まれる。
【００３０】
粉末化添加剤の具体例は、米国特許出願公開第２００５／００８７３２３号の第２２段落に記載されている。粉末化添加剤の塩に好ましい陰イオンには、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、水酸化物およびハロゲンが含まれる。特定の好ましい塩には、ナトリウム、カリウム、カルシウム、アンモニウムまたはマグネシウムの陽イオンが含まれ、塩、例えば、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、水酸化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、硝酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、リン酸二ナトリウム、硫酸ナトリウム、炭酸カリウム、塩化カリウム、水酸化カリウム、ヨウ化カリウム、硝酸カリウム、リン酸カリウム、硫酸カリウム、炭酸カルシウム、塩化カルシウム、水酸化カルシウム、ヨウ化カルシウム、硝酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸マグネシウム、塩化マグネシウム、水酸化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、硝酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウムおよび均等物ならびにこれらの混合物などが含まれる。粉末化添加剤は、塩化ナトリウム、塩化カリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、リン酸ナトリウムおよびこれらの混合物からなる群から選択されてもよい。粉末化添加剤は、塩化ナトリウムを含んでもよい。粉末化添加剤は、重炭酸ナトリウム、リン酸二ナトリウムおよびこれらの混合物を含んでもよい。粉末化添加剤は、炭酸ナトリウム、リン酸二ナトリウムおよびこれらの混合物を含んでもよい。
【００３１】
Ｈａｔｈａｗａｙは、報告によると粉末化添加剤が水などの極性電解質と接触したとき、鋳造物の電子イオン伝導を向上させることを具体例として開示している。水溶性塩は、このような粉末化剤に適しているであろう。
【００３２】
Ｈａｔｈａｗａｙは他の具体例として、金属部品の鋳造中に粉末化添加剤が揮発して、多孔質でわずかに不安定な鋳型構造が残ることを開示している。したがって、このような粉末化剤の融点は、鋳造される金属の融点よりも低くなければならない。
【００３３】
しかし、鋳造中に粉末化添加剤を揮発させると、鋳型強度に悪影響を与える虞があり、鋳造表面の仕上げに悪影響を与える虞があることが明らかになった。さらに、一部の粉末化添加剤には、回収された使用済みの砂の経済的価値を損なうナトリウムが含まれる。ナトリウムは使用済みの砂を汚染し、この砂はコンクリートの細骨材として不適当になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／００８７３２３号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００５／００８７３２１号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００３５】
粒状耐熱材料、バインダ、任意選択の添加剤および清浄剤を含む、鋳造部品のための鋳型の少なくとも一部の作製に使用するための鋳造用混合物が開示される。具体例として、バインダは、樹脂バインダ、非樹脂バインダ、液体硬化されたバインダまたは熱硬化されたバインダ材料でもよい。
【００３６】
耐熱材料が所望の形状を保持できるように鋳造用混合物がまだ硬化されていない場合、バインダはバインダ材料のみを含んでもよい。鋳造用混合物が硬化された場合、バインダ材料は、バインダ材料と反応した懸濁剤を含んでもよい。
【００３７】
「任意選択の添加剤」とは、鋳造用混合物が１つまたは複数の添加剤を含んでもよいこと、または添加剤を含まなくてもよいことを意味する。
【００３８】
具体例として、鋳造用混合物は、粒状耐熱材料、非水性バインダ、任意選択の添加剤および清浄剤を含む。
【００３９】
粒状耐熱材料は鋳造用砂でもよい。
【００４０】
粒状耐熱材料、硬化されたバインダ、任意選択の添加剤および清浄剤を含む部品の鋳造のために形成される鋳造用型も開示される。具体例として、硬化されたバインダは、硬化された樹脂バインダ、硬化された非樹脂バインダ、硬化された液体硬化されたバインダまたは硬化された熱硬化されたバインダでもよい。硬化されたバインダは、懸濁剤を含んでも、含んでいなくてもよい。
【００４１】
鋳型に溶融金属を鋳込むステップを含む、鋳造物を形成する方法も開示される。鋳型は、粒状耐熱材料、硬化されたバインダ、任意選択の添加剤および清浄剤を含む鋳造用混合物から形成される。硬化されたバインダは、硬化された樹脂バインダ、硬化された非樹脂バインダ、硬化された液体硬化されたバインダまたは硬化された熱硬化されたバインダでもよい。硬化されたバインダは、懸濁剤を含んでも、含んでいなくてもよい。溶融金属は冷却されて鋳型内で固体の鋳造物を形成し、固体の鋳造物は鋳型から取り出される。
【００４２】
鋳型に溶融金属を鋳込むステップを含む、鋳造物を形成する方法も開示される。鋳型は、粒状耐熱材料、硬化されたバインダ、任意選択の添加剤および清浄剤を含む鋳造用混合物から形成される。硬化されたバインダは、硬化された樹脂バインダ、硬化された非樹脂バインダ、硬化された液体硬化されたバインダまたは硬化された熱硬化されたバインダでもよい。硬化されたバインダは、懸濁剤を含んでも、含んでいなくてもよい。溶融金属は冷却されて鋳型内で固体の鋳造物を形成し、固体の鋳造物は鋳型から取り出される。
【００４３】
金属鋳造物から残留鋳造用混合物を除去する方法も開示される。本方法は、鋳造金属部品を電解清浄するステップを含み、鋳造用混合物は、粒状耐熱材料、硬化されたバインダ、任意選択の添加剤および清浄剤を含む。硬化されたバインダは、硬化された樹脂バインダ、硬化された非樹脂バインダ、硬化された液体硬化されたバインダまたは硬化された熱硬化されたバインダでもよい。硬化されたバインダは、懸濁剤を含んでも、含んでいなくてもよい。
【００４４】
金属鋳造物から残留鋳造用混合物を除去する方法が開示される。本方法は、鋳造金属部品を電解清浄するステップを含み、鋳造用混合物は、粒状耐熱材料、硬化されたバインダ、任意選択の添加剤および清浄剤を含む。硬化されたバインダは、硬化された樹脂バインダ、硬化された非樹脂バインダ、硬化された液体硬化されたバインダまたは硬化された熱硬化されたバインダでもよい。硬化されたバインダは、懸濁剤を含んでも、含んでいなくてもよい。
【００４５】
鋳造金属部品を電解清浄するステップの具体例は、残留鋳造用混合物を有する金属鋳造物を、反対の極性の第１および第２の電極を有する電源に接続するステップを含む。第１の電極は金属鋳造物に接続され、金属鋳造物は第２の電極と接触した電解質に浸漬され、その他の場合は第２の電極と接触した電解質で濡らされる。電流は、電解質を通じて第１の電極から第２の電極に生じる。
【００４６】
具体例として、電解質はアルカリ性電解質である。電解質は、炭酸カリウムを水と混合することにより生成されてもよい。電解質は、約１２以上のｐＨを有してもよい。
【００４７】
清浄剤は酸化カルシウム（ＣａＯ）である。酸化カルシウムが加えられ、粒状耐熱材料、バインダおよび任意選択の添加剤と混合されて鋳造用混合物を生成する。酸化カルシウムは、微粉砕または粉末形状で鋳造用混合物に加えられてもよい。具体例として、粉砕または粉末酸化カルシウムは、約１００〜約５００メッシュの粒度を有してもよく、これは、約０．００５９インチ（０．１５ｍｍ）〜約０．００１インチ（０．０２５ｍｍ）の粒径に対応する。
【００４８】
鋳造用混合物の可能性のある具体例として、酸化カルシウムは、鋳造用混合物中の耐熱材料の重量または体積の重量または体積で約１／２％から約５％まででもよい。鋳造用混合物の可能性のある具体例として、酸化カルシウムは、鋳造用混合物中の耐熱材料およびバインダの重量または体積の合計の重量または体積で約１／２％から約５％まででもよい。他の具体例として、ある程度の酸化カルシウムを使用してもよい。
【００４９】
硬化されたバインダを含む鋳造用混合物中の清浄剤としての酸化カルシウムは、鋳造のために溶融金属を受け入れることができる固体の鋳型を形成する。酸化カルシウムは、硬化されたバインダの一部を形成しない。すなわち、酸化カルシウムはバインダ材料と反応してバインダを硬化しない。耐熱材料と同様、酸化カルシウムは、耐熱材料と同様にバインダマトリックス内に保持および分散される。
【００５０】
酸化カルシウムは塩ではなく、実質的に水に不溶である。酸化カルシウムは、アルミニウム、真鍮、青銅、鉄、銅、金、鉛、マグネシウム、ニッケル、銀、鋼、タングステン、亜鉛および他の一般に鋳造される金属の融点よりも大幅に高い２５７２℃の融点を有する。酸化カルシウムは鋳造中に気化しないため、鋳造物の良好な表面品質を保ち、不安定な鋳型構造を生じさせない。
【００５１】
本鋳造用混合物中で清浄剤として使用される酸化カルシウムは、Ｈａｙｗｏｒｄにより定義されている粉末化剤ではない。酸化カルシウムは金属部品の鋳造中に気化しないため、鋳造によって多孔質で不安定な鋳型構造が形成されず、酸化カルシウムは、水などの極性電解質と接触させたとき、鋳造物の電子イオン伝導を向上させない。
【００５２】
清浄剤は、金属鋳造物からの残留鋳造用混合物のより効率的な電解清浄化をもたらす。清浄剤による厳密な機構は分かっておらず、清浄化機構に関するどのような推測も、決して限定するためのものではない。
【００５３】
酸化カルシウムは特に安価であり、広く入手できる。酸化カルシウムは、コンクリートの製造に適合するため、バインダ中に酸化カルシウムが存在しても、使用済みの鋳造用砂の経済的価値に悪影響を与えない。
【００５４】
本開示の別の適用分野は、以下に記載の詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明および具体例は、特定の本実施形態を示しているが、例示のみを目的とするものであり、本開示の範囲を限定するものではないと理解されるべきである。
【００５５】
本開示の他の目的および特徴は、説明が進むにつれ、特に１つまたは複数の非限定的な具体例を示す添付図面と共に取り入れられるとき明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本鋳造用混合物を利用して鋳造される鋳造金属部品の清浄化において有用な第１の実施形態装置の概略図。
【図２】本鋳造用混合物を利用して鋳造される鋳造金属部品の清浄化において有用な第２の実施形態装置の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
鉄系金属部品、およびアルミニウム、真鍮、青銅、鉄、銅、金、鉛、マグネシウム、ニッケル、銀、鋼、タングステン、亜鉛などから作られた金属部品を含む非鉄金属部品を鋳造するための鋳造鋳型及び／又は鋳造鋳型と共に使用するためのコアの形成に使用可能な鋳造用混合物が開示される。鋳造用混合物は硬化されて、鋳造金属部品の鋳造用成型のための鋳型シェルおよび／または鋳型コアを形成する。
【００５８】
鋳造用混合物は、粒状耐熱材料、バインダ材料、清浄剤からなり、任意選択で添加剤を含んでもよい。もちろん、混合物は、鋳造用混合物を形成する材料の添加に伴って含まれる不純物を含むことがあるが、このような不純物は、鋳造用混合物の一部を形成するとは見なされない。
【００５９】
代替の具体例として、粒状または粒子状耐熱材料は、シリカ、オリビン、クロマイト、ジルコンおよびシャモットのうちの１つまたは複数から生成される砂でもよい。堆砂および合成砂を含む、鋳造用鋳造において従来使用される他の砂も使用できる。砂は、粗粒砂、細粒砂でもよく、またはこれらの混合物でもよい。
【００６０】
バインダ材料は、樹脂バインダ材料、非樹脂バインダ材料、液体硬化されたバインダ材料、熱硬化されたバインダ材料でもよい、
【００６１】
具体例として、バインダ材料は、バインダ材料として樹脂を含む樹脂バインダの一部でもよく、任意選択で懸濁剤を含んでもよい。具体例として、樹脂は、尿素ホルムアルデヒド（ＵＦ）樹脂、フェノールホルムアルデヒド（ＰＦ）樹脂、天然ゴムまたは合成ゴム、フラン樹脂およびフルフリルアルコールでもよい（しかし、これらに限定されない）。
【００６２】
具体例として、樹脂バインダ材料は、鋳造用混合物の加熱により樹脂を硬化して、熱硬化された樹脂バインダを生成する熱硬化性樹脂でもよい。他の具体例として、樹脂バインダは、懸濁剤として触媒を必要としてもよい。触媒は、鋳造用混合物に加えられると、樹脂と反応して樹脂を硬化し、硬化された樹脂バインダを生成する。
【００６３】
清浄剤は、酸化カルシウム（ＣａＯ）を含む。具体例として、酸化カルシウムは、好ましくは９９％以上の酸化カルシウムである石灰石から得られてもよい。酸化カルシウムは、本鋳造用混合物の作製に使用するために粉末または微粉砕形状で提供されることが好ましい。具体例として、清浄剤は、酸化カルシウムのみからなっていてもよい。
【００６４】
耐熱材料およびバインダ材料（および存在する場合は懸濁剤）は共に本鋳造用混合物の第１の部分を形成する。本鋳造用混合物の具体例として、酸化カルシウムは、重量または体積で鋳造用混合物の第１の部分の約１／２％から約５％で鋳造用混合物中に存在してもよい。
【００６５】
以下の実施例は例示としてのみ記載されており、本開示の範囲を限定するものではない。本鋳造用混合物の具体例の引張強度試験および強熱減量試験の結果を以下に示す。
【００６６】
２と２分の１パーセント（２  １／２％）の樹脂被覆砂を含む鋳造用混合物のサンプルを、重量で２分の１パーセント（１／２％）の微粉砕された酸化カルシウムと混合した。次に、鋳造用混合物を、鋳造用混合物の引張試験に使用される標準試験片「ビスケット」に成形した。次に、ｅビスケットを硬化して室温まで徐冷した。ビスケットの平均冷間（コールド）引張強度は４４５ポンド／平方インチ（３．０７ＭＰａ）であった。平均強熱減量は１００分の２６９パーセント（２．６９％）であった。従来の２  １／２％の樹脂混合物に推奨される値は、４２０ポンド／平方インチ（２．８９ＭＰａ）の最小冷間引張強度および１００分の２６０パーセント（２．６０％）から１００分の２９０パーセント（２．９０％）の強熱減量である。
【００６７】
鋳造への使用において、鋳造用混合物は、鋳型の少なくとも一部に成形されるとともに、鋳造部品の形状を画定するための鋳型の一部として含まれる１つまたは複数のコアの形成においても使用できる。鋳型および１つまたは複数のコアを形成する鋳造用混合物は硬化されて、耐熱材料をカプセル化する剛性のあるマトリックスを形成して、溶融金属を成型するために鋳型が使用されるとき、鋳型またはコアの形状を保持できる。溶融金属は鋳型に流れ込み、鋳型内で凝固して鋳造金属部品を形成する。
【００６８】
金属鋳造技術において既知の通り、鋳造される鉄または非鉄金属の種類、金属中のまぜもの、完成部品の所望の表面品質および他の因子が、耐熱材料、バインダ、バインダ硬化法、および特定の金属部品の鋳造において使用される添加剤の選択に影響する。そのため、本明細書ではさらに詳細には説明しない。
【００６９】
本鋳造用混合物は、清浄剤、耐熱材料およびバインダが使用前に添加された、予備混合、前処理された形状で分散されてもよい。バインダ材料が、予備混合された鋳造用混合物と混在できない懸濁剤を必要とする（すなわち、懸濁剤を加えるとバインダ材料の硬化がすぐに始まったり、あるいは酸化カルシウム清浄剤を反応したり、水和する）場合、予備混合される混合物は懸濁剤なしで（すなわち、バインダ材料のみと共に）供給できる。成分は、従来の高速連続混合機、らせん式（ａｕｇｕｒ−ｔｙｐｅ）低速連続混合機、バッチ式混合機を使用して混合できる。あるいは、他の従来の混合装置または混合方法でもよい。
【００７０】
鋳型に溶融金属を鋳込むことにより生産される鋳造物の所望の形状を画定する鋳型シェルまたはコアを形成するための本鋳造用混合物の成形および硬化、溶融した材料を鋳型に及び鋳型内に流すための湯口、湯道および押湯の形成は、パターン作製、ロストワックス鋳造、ならびに鋳造用混合物の成形および硬化の他の変形形態を含め、鋳造用鋳造技術において既知であるため、本明細書ではさらに詳細には説明しない。
【００７１】
溶融金属が冷却されて凝固した後、鋳造金属部品は鋳型から取り出される。内側コアは、取り出された部品内に残り、残留鋳造用混合物が鋳造表面に付着することがある。
【００７２】
図１は、本鋳造用混合物から形成された鋳型に溶融した（液体）金属を流し込むことにより形成された鋳造金属部品１０を示す。例示した鋳造用混合物は、樹脂バインダ、および唯一の清浄剤としての酸化カルシウムを含む。鋳造金属部品１０から清浄剤１３を含むコアまたは残留鋳造用混合物を除去するために、鋳造金属部品１０は電解槽１２に浸漬される。例示した鋳造金属部品１０は鋼部品である。電解槽１２は、液体電解質１６、１本または２本のアノード１８、電源または電流源２０およびカソード接点２２を収容する非金属容器またはバット１４からなる。電解質１６は塩基性（アルカリ性）電解質である。図１に示す通り、鋳造部品１０を電解質１６に浸漬され、ホルダー２３により電解質中に保持される。鋳造部品１０はカソード接点２２に接続され、アノード１８は、電源２０の正の出力端子２４に接続される。カソード接点２２は、電源２０の負の出力端子２６に接続される。
【００７３】
例示した具体例として、電解質１６は、水および炭酸カリウムの混合物から調製された塩基性水溶液である。電解質１６のｐＨは１２であるが、他の例では、ｐＨは、１２とは異なる塩基性のｐＨを有してもよい。
【００７４】
例示した具体例として、アノード１８はステンレス鋼のロッドでできている。電源２０は、６０ＨＺ、２３０Ｖ、３相交流電源から低圧直流出力ＤＣ５〜３５０Ａを出力する。電源２０は、オハイオ州クリーブランドのＬｉｎｃｏｌｎ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｙにより製造されたＩｎｖｅｒｔｅｃ  Ｖ３００−Ｐｒｏ電源にすることができる。他の電源およびアノードが使用されてもよい。
【００７５】
図１に示す通り、鋳造金属部品１０は、電解質１６に完全に浸漬され、電源２０のカソードとして接続される。電源２０は通電され、鋳造金属部品１０の清浄化のために電解槽１２に電流が流される。通常の清浄化の間、電源２０は通電され、バインダ、金属組成、部品のサイズなどに応じて、鋳造金属部品当たり２〜３分間電流が流される。
【００７６】
電源２０が通電されている間、鋳造部品１０から除去された一部の材料が電解質１６の表面上に浮遊する。使用済みの鋳造用砂はバット１４の底に沈み、後でバット１４から除去され、コンクリート骨材として再販売できる。砂および浮遊材料は、時々それぞれ別の容器に回収することにより、バット１４から物理的に除去される。
【００７７】
清浄化の後、電源２０が切られ、鋳造金属部品１０は電解質１６から取り出され、カソード接点２２との接続が切られる。取り出した後、鋳造金属部品１０を水で軽くすすいでもよい。すすいだ後、鋳造部品１０は清浄化されており、清浄化後の任意の手順を行う準備が整う。例えば、鋳造金属部品１０は乾燥され、続いて塗装されてもよい。
【００７８】
図１は、清浄化のためにバット１４に浸漬された単一の鋳造金属部品１０を示す。しかし、部品を同時に清浄化するために、互いに接触したいくつかの鋳造金属部品１０を電解槽１２に浸漬することができる。部品１０のうちの１つがカソード接点２２に接続される。他の部品１０は、カソード接点２２に接続された部品１０と接触するか、または互いに接触し、かつカソード接点２２に接続された部品１０を含む一連の部品を形成する。
【００７９】
代替の具体例によれば、バット１４は、電解槽１２のカソードを形成するために電源２０の負の出力端子２６に接続されたステンレス鋼のタンクである。鋳造金属部品１０は、カソードに接続されるためにバット１４に接触しているであろう。
【００８０】
電解槽１２のその他の可能性のある具体例として、鋳造金属部品１０は、反対の極性の端子を有する電源に接続される。清浄化のために電源２０から鋳造金属部品１０を通して電流を流すために、電解質１６に浸漬された鋳造金属部品１０は、一方の端子に電気的に接続され、電解質１６は、他方の端子に電気的に接続される。
【００８１】
図２は、工業用部品洗浄機２８を利用して鋳造金属部品１０を清浄化する代替方法を示す。工業用部品洗浄機は通常、鋳造金属部品を清浄化するための清浄化、すすぎ、乾燥および他のステップのための１つまたは複数の処理ゾーンを含む。通常、コンベヤが処理ゾーンを通って洗浄機の一端から他端へ部品を運搬する。工業用部品洗浄機は通常、部品に液体を噴霧するため、大部分の洗浄機が、噴霧および洗浄される汚染物質を捕らえる囲いを有している。一部の工業用部品洗浄機は、洗浄される部品を固定および支持するためのホルダーを有している。ホルダー、および清浄化される部品は、部品を封じ込める密閉ユニットを構成するチャンバーに閉じ込められる。清浄剤分散システムは、部品から残留材料を除去するように操作できる。
【００８２】
電解質１６の連続的な流れ又は噴霧３０は、噴霧装置として構成されたアノード１８から鋳造金属部品１０に噴霧される。金属部品１０は、電源２０の正のリード線２４に接続される。鋳造金属部品１０は、電気を伝え、カソード２３を構成する、電源２０の負のリード線２６に接続されたホルダー２５により固定される。代替の具体例として、各噴霧アノード１８は、電解質１６の貯槽に沈められる。排水ます（図示せず）は、噴霧された電解質を集め、回収するために使用済みの砂を濾過して除く。工業用部品洗浄機を使用すると、次に別の処理のために下流に送られる鋳造金属部品を製造および清浄化する工業的な工程の一部として、鋳造金属部品の連続的な「生産ライン」清浄化が可能になる。
【００８３】
本鋳造用混合物を使用して成型された金属部品を鋳造および清浄化する非限定的な例を以下で説明する。
【００８４】
砂、粘土バインダ、および５％の微粉砕された酸化カルシウムを含む鋳造用混合物を鋳型に成形し、溶融金属を鋳型に鋳込んで鋳造金属部品を形成した。第１の組の試験では約４％の水分含量を有するように水と混合物を混合し、第２の組の試験では約２％の水分含量を有するように水と混合物を混合した。さまざまなタイプの砂（シリカ、クロマイト、ジルコンオリビン、十字石、グラファイト）を各組において使用した。懸濁剤として水を使用したが、酸化カルシウムと反応しなかった−酸化カルシウムは、溶融金属を鋳型に鋳込む直前に最後の原料として鋳造用混合物に加えたため、酸化カルシウムは水和しなかった。
【００８５】
形成した鋳型は導電性ではなかった。上述の鋳造金属部品の電解清浄化により、付着している鋳造用混合物は効果的に除去された。
【００８６】
さらに別の組の試験において、コールドボックス処理に適した鋳造用混合物は、清浄剤として重量で１％〜５％の酸化カルシウムを含んでいた。コールドボックス処理により形成された鋳型は導電性ではなかった。鋳造金属部品の電解清浄化
【００８７】
さらに別の組の試験において、無機バインダおよび有機バインダを含む鋳造用混合物は、清浄剤として１％〜５％の酸化カルシウムを含んでいた。鋳造用混合物から形成された鋳型は導電性ではなかった。上述の鋳造金属部品の電解清浄化により、付着している鋳造用混合物は効果的に除去された。同等ではあるが酸化カルシウム清浄剤を含まない鋳造用混合物と比べて、鋳造用混合物により形成される鋳型の強度に酸化カルシウムが影響しないことが明らかになった。
【００８８】
別の組の試験において、清浄剤として酸化カルシウムを含んだ、アミン樹脂バインダおよびフラン樹脂バインダを含む（検知できるほどの量の水を含まない）鋳造用混合物。鋳造用混合物から形成された鋳型は導電性ではなかった。上述の鋳造金属部品の電解清浄化により、付着している鋳造用混合物は効果的に除去された。
【００８９】
清浄剤として酸化カルシウムを含んだ樹脂バインダを使用する別の組の試験において、加えられた酸化カルシウム清浄剤の量と同じ量の砂を従来の鋳造用混合物から除去しても、鋳造用混合物から形成された鋳型の強度に悪影響を与えないことが明らかになった。
【００９０】
具体例として、本鋳造用混合物は、液体硬化されたバインダ材料、および清浄剤としての酸化カルシウムを含む。液体硬化されたバインダ材料は水性バインダ材料でもよい。使用される液体懸濁剤が酸化カルシウムと化学的に反応する可能性がある場合、懸濁剤の量は、硬化後に、バインダ材料の一部を生成しない、清浄剤として働くのに十分な酸化カルシウムが残存するものであるべきであり、または酸化カルシウムとの化学反応を効果的に防ぐように酸化カルシウムが鋳造用混合物に加えられるべきである。例えば、酸化カルシウムは、鋳造用混合物から形成された鋳型に溶融金属が鋳込まれる直前に、最大７％の水を含む鋳造用混合物に最後の原料として加えることができる。鋳型に鋳込まれる溶融金属の熱は、水の沸点をはるかに上回る。鋳造用混合物中の水は酸化カルシウムと反応しない。
【００９１】
本鋳造用混合物および関連方法は、以下の構成を単独で、または他の構成と組み合わせて有することができる。
１．鋳造部品のための鋳型の少なくとも一部の作製に有用な鋳造用混合物であって、鋳造用混合物が、粒状耐熱材料、バインダおよび清浄剤を含み、清浄剤が酸化カルシウムを含む、鋳造用混合物。
２．剛性のあるバインダマトリックス内で耐熱材料と清浄剤とを結合するようバインダが処理されている構成１に記載された鋳造用混合物。
３．鋳造用混合物が、鋳型のシェルを形成する構成２に記載された鋳造用混合物。
４．鋳造用混合物が、鋳型のコアを形成する構成２に記載された鋳造用混合物。
５．４２０ポンド／平方インチ（２．８９ＭＰａ）以上の冷間引張強度を有する構成２に記載された鋳造用混合物。
６．１００分の２９０パーセント（２．９％）以下の強熱減量を有する構成２に記載された鋳造用混合物。
７．添加剤を含む構成２に記載された鋳造用混合物。
８．バインダが懸濁剤を含む構成２に記載された鋳造用混合物。
９．添加剤を含む構成１に記載された鋳造用混合物。
１０．耐熱材料が、合成砂、堆砂、シリカ、オリビン、クロマイト、ジルコン、シャモットおよびこれらの混合物の群から選択される構成１に記載された鋳造用混合物。
１１．バインダが、樹脂バインダ、非樹脂バインダ、液体硬化されたバインダおよび熱硬化されたバインダの群から選択される構成１に記載された鋳造用混合物。
１２．バインダが樹脂バインダである構成１〜１１のいずれか１つに記載された鋳造用混合物。
１３．樹脂バインダが触媒硬化性樹脂を含む構成１２に記載された鋳造用混合物。
１４．酸化カルシウムが微粉砕または粉末酸化カルシウムである構成１〜１１のいずれか１つに記載された鋳造用混合物。
１５．バインダが、熱硬化性樹脂を含む樹脂バインダである構成１〜１０のいずれか１つに記載された鋳造用混合物。
１６．樹脂バインダが触媒を含む構成１５に記載された鋳造用混合物。
１７．耐熱材料およびバインダが一緒になって鋳造用混合物の第１の部分を含み、酸化カルシウムが、重量または体積で鋳造用混合物の第１の部分の約１／２％〜約５％である構成１または構成２に記載された鋳造用混合物。
１８．バインダが樹脂バインダである構成１７に記載された鋳造用混合物。
【００９２】
１９．金属部品を形成する方法において、
粒状耐熱材料、バインダおよび清浄剤を含む鋳造用混合物から少なくとも部分的に形成された鋳型に溶融金属を鋳込むステップであって、清浄剤は酸化カルシウムを含み、バインダは、剛性のあるバインダマトリックス内で耐熱材料と清浄剤とを結合するよう処理されている、金属を鋳込むステップと、
鋳型内の溶融金属を冷却して固体を形成するステップと
鋳型から固体を取り出すステップとを含む、方法。
２０．表面に残留鋳造用混合物が残存する金属部品を露出させるために鋳型から前記固体を物理的に分離するステップと、
金属部品の表面を電解質で濡らすステップと、
電解質に電流を流すステップとをさらに含む構成１９に記載された方法。
２１．鋳造用混合物が、鋳型のシェルを形成する構成１９に記載された方法。
２２．鋳造用混合物が、鋳型のコアを形成する構成１９に記載された方法。
２３．鋳造金属部品から残留鋳造用混合物を除去する方法において、
金属部品の表面を電解質で濡らすステップと、
電解質に電流を流すステップと
を含み、
鋳造用混合物が、粒子状耐熱材料、バインダおよび清浄剤を含み、清浄剤が酸化カルシウムを含み、バインダが、剛性のあるバインダマトリックス内で耐熱材料と清浄剤とを結合するよう処理されている、方法。
２４．電解質が塩基性電解質である構成２０または構成２３に記載された方法。
２５．電解質が、約１２のｐＨを有する構成２４に記載された方法。
２６．電解質が、水および炭酸カリウムを含む構成２４に記載された方法。
２７．表面を濡らすステップが、金属部品全体を電解質に浸漬するステップを含む構成２４に記載された方法。
２８．表面を濡らすステップが、金属部品に電解質を噴霧するステップを含む構成２４に記載された方法。
２９．電流を流すステップが、
反対の極性の一対の電極を有する電流源に金属部品を接続するステップであって、一方の電極を金属部品に接続し、他方の電極を電解質に接触させて、金属部品および電解質を含む電気回路を形成する、ステップと、
電気回路に電流を流すステップとを含む構成２４に記載された方法。
３０．バインダが樹脂バインダである構成１９または構成２３に記載された方法。
３１．樹脂バインダが、熱処理された樹脂バインダである構成３０に記載された方法。
３２．樹脂バインダが、触媒硬化された樹脂バインダである構成３１に記載された方法。
３３．鋳造用混合物が添加剤を含む構成３０に記載された方法。
３４．酸化カルシウムが微粉砕または粉末酸化カルシウムである構成３０に記載された方法。
３５．耐熱材料および樹脂バインダが一緒になって鋳造用混合物の第１の部分を含み、酸化カルシウムが、重量または体積で鋳造用混合物の第１の部分の約１／２％から約５％である構成３０に記載された方法。
３６．鋳造用混合物が、２．８９ＭＰａ（４２０ポンド／平方インチ）以上の冷間引張強度を有し、および／または１００分の２９０パーセント（２．９０％）以下の強熱減量を有する構成３０に記載された方法。
３７．耐熱材料が、合成砂、堆砂、シリカ、オリビン、クロマイト、ジルコン、シャモットおよびこれらの混合物の群から選択される構成３０に記載された方法。
３８．鋳造用混合物が、２．８９ＭＰａ（４２０ポンド／平方インチ）以上の冷間引張強度および／または１００分の２９０パーセント（２．９０％）以下の強熱減量を有する構成１９または構成２３に記載された方法。
３９．耐熱材料およびバインダがともに鋳造用混合物の第１の部分を含み、酸化カルシウムが、重量または体積で鋳造用混合物の第１の部分の約１／２％〜約５％である構成１９または構成２３に記載された方法。
４０．耐熱材料が、合成砂、堆砂、シリカ、オリビン、クロマイト、ジルコン、シャモットおよびこれらの混合物の群から選択される構成１９または構成２３に記載された方法。
４１．バインダが、樹脂バインダ、非樹脂バインダ、液体硬化されたバインダおよび熱硬化されたバインダの群から選択される構成１９または構成２３に記載された方法。
４２．約１００〜約５００メッシュの粒度を有する任意の特徴の酸化カルシウム。
【００９３】
本開示は、詳細に記述された１つまたは複数の例示的実施形態を含むが、１つまたは複数の実施形態はそれぞれ変更が可能であり、本開示の範囲は本明細書に記載の正確な詳細に限定されず、当業者には明らかであり、かつ以下の特許請求の範囲内に含まれるような変更形態を含むものと理解される。
【図１】
2017518886.tif 000003
【図２】
2017518886.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月17日(2017.2.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造された金属部品から残留鋳型材料を除去する方法であって、鋳型材料は、前記金属部品が鋳造される剛性のある鋳型を形成した材料である、前記方法において、
前記金属部品及び前記残留鋳型材料からなる本体の表面を塩基性の電解質で濡らすステップと、
前記電解質および前記本体に電流を流すステップと
を含み、
前記鋳型材料が、粒子状耐熱材料、バインダおよび清浄剤を含み、前記清浄剤が酸化カルシウムを含み、
前記バインダが、前記粒子状耐熱材料を剛性のあるバインダマトリックス内に結合させ、
前記酸化カルシウムが前記バインダマトリックス中に分散しており、
前記酸化カルシウムは、前記電解質および前記本体に電流を流したときに清浄剤として作用するのに十分な量が、前記残留鋳型材料内に存在する、方法。
【請求項２】
水に炭酸カリウムまたは重炭酸ナトリウムを混合して前記電解質を作るステップを含む請求項１に記載された方法。
【請求項３】
前記バインダが、樹脂バインダ、非樹脂バインダ、液体硬化されたバインダおよび熱硬化されたバインダの群から選択される請求項１に記載された方法。
【請求項４】
前記金属部品が鋳造される剛性のある前記鋳型を形成する前記鋳型材料が、２．８９ＭＰａ以上の冷間引張強度を有し、および／または２．９０％以下の強熱減量を有する請求項１に記載された方法。
【請求項５】
前記酸化カルシウムを除く前記鋳型材料が、前記鋳型材料の第１の部分を含み、前記鋳型材料の前記第１の部分が７％以下の水分を含む請求項１に記載された方法。
【請求項６】
金属部品の鋳造のための鋳型を作製するための鋳造用混合物であって、該鋳造用混合物が、粒状耐熱材料、バインダおよび清浄剤の物理的混合物を含み、前記清浄剤が酸化カルシウムを含み、前記バインダが、前記粒子状耐熱材料を結合する剛性のあるバインダマトリックスを形成するように処理できるバインダであり、
前記鋳造用混合物に存在する前記酸化カルシウムの量は、前記バインダマトリックスが形成された後に、前記金属部品から前記鋳造用混合物を電解除去する間に清浄剤として作用するのに十分な量が前記バインダマトリックスに存在するのに十分な量である、鋳造用混合物。
【請求項７】
前記バインダが、樹脂バインダ、非樹脂バインダ、液体硬化されたバインダおよび熱硬化されたバインダの群から選択される請求項６に記載された鋳造用混合物。
【請求項８】
前記耐熱材料および前記バインダが前記鋳造用混合物の第１の部分を含み、前記酸化カルシウムが、重量または体積で前記鋳造用混合物の前記第１の部分の約１／２％〜約５％である請求項６に記載された鋳造用混合物。
【請求項９】
（Ａ）水でない添加剤、（Ｂ）懸濁剤のうちの少なくとも１つを更に含む請求項６に記載された鋳造用混合物。
【請求項１０】
前記耐熱材料が砂からなり、前記バインダが樹脂バインダ材料であり、該樹脂バインダ材料が、水を使用しないで硬化できて剛性のあるバインダマトリックスを形成できるようになっており、樹脂バインダ材料が、硬化中に前記酸化カルシウムと反応しない種類のバインダである請求項６に記載された鋳造用混合物。
【国際調査報告】
2017518886.tif 000005
2017518886.tif 000006