(57)【要約】【課題】耐熱ガラス製の中子を鋳造後に容易にかつ確実に除去できる鋳造方法を提供する。【解決手段】耐熱ガラス製の中子１を利用した鋳造方法において、鋳造前の中子本体１ａの表面をフッ素との接触で不動態化する金属にて被膜し、鋳造後は、鋳型２から取り出された鋳物本体４ａの表面をその金属にて被膜した後に、鋳込まれた中子１を内部に含んだ状態の鋳物４をフッ化水素酸溶液に浸ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱ガラス製の中子を利用した鋳造方法において、
鋳造前の中子の表面をフッ素との接触で不動態化する金属にて被膜し、鋳造後は、鋳込まれた中子をフッ素系の溶剤により除去することを特徴とする鋳造方法。
【請求項２】
鋳型から取り出された鋳物の表面を前記金属にて被膜した後に、鋳込まれた中子を内部に含んだ状態の鋳物を前記溶剤に浸けることを特徴とする請求項１に記載の鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱ガラス製の中子を利用した鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐熱ガラス製の中子を利用した鋳造方法として、耐熱ガラス管の内周面に凹部を形成することにより、鋳造時の熱収縮でその凹部に応力集中を生じさせて耐熱ガラス管を粉砕し除去する方法が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２〜４が存在する。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３０５３４９号公報
【特許文献２】特開平１０−３０５３４８号公報
【特許文献３】特開平１１−３４２４５３号公報
【特許文献４】特開２００６−１６７７３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
耐熱ガラス製の中子は細かく形成することができるため鋳物内部の微細構造の形成に有利である。しかし、上述したように中子を粉砕すると鋳造後の中子の除去が難しくなる。
【０００５】
そこで、本発明は、耐熱ガラス製の中子を鋳造後に容易にかつ確実に除去できる鋳造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、耐熱ガラス製の中子を利用した鋳造方法において、鋳造前の中子の表面をフッ素との接触で不動態化する金属にて被膜し、鋳造後は、鋳込まれた中子をフッ素系の溶剤により除去することにより上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
本発明の鋳造方法によれば、フッ素系の溶剤により耐熱ガラス製の中子を溶かしているので中子の除去を容易に行うことができる。また、中子の表面にて不動態膜が形成されるので、鋳物の表面の腐食を防止することができる。これにより、耐熱ガラス製の中子を鋳造後に容易にかつ確実に除去できる。
【０００８】
本発明の鋳造方法の一形態において、鋳型から取り出された鋳物の表面を前記金属にて被膜した後に、鋳込まれた中子を内部に含んだ状態の鋳物を前記溶剤に浸けてもよい（請求項２）。この形態によれば、鋳物の表面に不動態膜が形成するので、鋳物の表面の腐食を防止することができる。また、鋳物をフッ素系の溶剤に浸けることで、その溶剤が鋳物内部の中子まで確実に入り込むことができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明の鋳造方法によれば、フッ素系の溶剤により耐熱ガラス製の中子を溶かしているので中子の除去を容易に行うことができる。また、中子の表面にて不動態膜が形成されるので、鋳物の表面の腐食を防止することができる。これにより、耐熱ガラス製の中子を鋳造後に容易にかつ確実に除去できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の鋳造方法を不図示の車両に走行用動力源として搭載される内燃機関のエンジンブロックの製造に適用した場合の鋳造工程の一例を示している。エンジンブロックはアルミニウム合金により形成されている。エンジンブロックの内部には、中子１を用いて鋳造をすることによりウォータジャケット等の微細な空間が形成される。
【００１１】
図１を参照して本発明の鋳造方法の詳細を説明する。図１に示したように本発明の鋳造方法では、まず第１ニッケル蒸着工程Ｓ１において、複数（図１では３つのみ示す。）の円柱状に延びた中子本体１ａの表面にニッケル（Ｎｉ）を蒸着する。これにより、それぞれの中子本体１ａの表面に中子ニッケル薄膜１ｂが被膜されて中子１が形成される。なお、中子本体１ａの材質は、アルミニウム合金の溶湯（７００℃）よりも融点の高い耐熱ガラスが用いられる。例えば、石英ガラス（ＳｉＯ２）を利用することができる。中子本体１ａの形状は、円柱状に限らず、エンジンブロックの内部に形成される空間の形状に合わせて適宜に変更してよい。中子本体１ａの表面に蒸着させる物質はニッケルに限らず、溶湯よりも融点が高く、かつフッ素との接触で不動態化する金属であればよく、例えば銅などを適宜に選択してよい。
【００１２】
次に、鋳造工程Ｓ２において、予めエンジンブロックの形状が内部に形成された上下鋳型２ａ、２ｂを組み合わせることにより形成される空間３内の所定の位置に中子１を配置した後に鋳造する。各中子１は、鋳造により形成される鋳物本体４ａの外部にその一部が露出するように設定されている。
【００１３】
次に、第２ニッケル蒸着工程Ｓ３において、鋳型２から取り出された鋳物本体４ａの表面にニッケルを蒸着する。これにより、鋳物本体４ａの表面に鋳物ニッケル薄膜４ｂが被膜されて鋳物４が形成される。鋳物本体４ａの表面に蒸着させる物質はニッケルに限らず、フッ素との接触で不動態化する金属であればよく、銅等を適宜に選択してよい。その後、中子１における鋳物本体４ａの外部に露出している部分の中子ニッケル薄膜１ｂをそれぞれ剥離し、中子本体１ａを露出させる。剥離方法は、例えば、刃物あるいはサンドペーパ等によって中子ニッケル薄膜１ｂを削り取ればよい。
【００１４】
次に、フッ素処理工程Ｓ４において、鋳物４をフッ素処理容器５の中に入れたフッ素系の溶剤としてのフッ化水素酸溶液（ＨＦ）に浸ける。フッ化水素酸溶液量は、中子本体１ａの露出部と接触できる程度に調整されている。フッ素処理容器４としては、例えばポリエチレン製のものが用いられる。
【００１５】
次に、フッ素処理工程Ｓ４にて生じる反応について説明する。中子本体１ａの露出部とフッ化水素酸溶液とが接触することにより下記の反応（１）が生じ、耐熱ガラス製の中子本体１ａが溶出する。
ＳｉＯ２＋６ＨＦａｑ→Ｈ２ＳｉＦ６＋２Ｈ２Ｏ      ・・・（１）
一方、ニッケル薄膜１ｂ、４ｂとフッ化水素酸溶液とが接触することにより下記の反応（２）が生じ、ニッケルがフッ化水素酸溶液により不動態化される。
Ｎｉ＋ＨＦ→ＮｉＦ      ・・・（２）
【００１６】
フッ素処理工程Ｓ４において、反応（１）により中子本体１ａを全て溶出させた後、鋳物４をフッ化水素酸溶液から取り出し、その鋳物４の表面を水で洗浄する。洗浄に用いた水は、例えば炭酸カルシウム等により中和された後に廃却される。
【００１７】
以上の鋳造方法によれば、鋳込まれた中子１を内部に含んだ状態の鋳物４をフッ素処理容器５の中のフッ化水素酸溶液に浸けると、鋳物４の表面にて鋳物ニッケル薄膜４ｂとフッ化水素酸溶液とが接触し、上述した反応（２）を生じることによりフッ化ニッケル（ＮｉＦ）の不動態膜６（表層数ｎｍ）が形成される。これにより、鋳物４の表面の腐食を防止することができる。これと同時に、中子本体１ａの露出部とフッ化水素酸溶液とが接触し、上述した反応（１）を生じることにより中子本体１ａが溶出し始める。フッ化水素酸溶液と接触している中子本体１ａが溶出されると、略同時に中子本体１ａの内部が露出されてフッ化水素酸溶液と接触する。この動作を繰り返すことにより、中子本体１ａの溶出がその内部に進行して行く。中子本体１ａの溶出がその表面にまで進行すると、中子ニッケル薄膜１ｂとフッ化水素酸溶液とが接触するため、上述した反応（２）を生じることにより鋳物４表面と同様の不動態膜６が形成する。これにより、鋳物本体４ａの表面の腐食を防止することができる。従って、耐熱ガラス製の中子本体１ａを鋳造後に容易にかつ確実に除去できる。
【００１８】
本発明は上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。中子ニッケル薄膜１ｂの剥離は、例えば鋳込まれた中子１の表面から中子本体１ａが露出するように第１ニッケル蒸着工程Ｓ１にて中子本体１ａにニッケルを被膜させていれば省略してもよい。第２ニッケル蒸着工程Ｓ３は、フッ素処理工程Ｓ４において中子本体１ａにのみフッ化水素酸溶液を接触させるようにしていれば省略してもよい。本発明の鋳造方法が適用されるのはエンジンブロックの製造方法に限定されない。耐熱ガラス製の中子１を利用する鋳造方法であれば適宜に適用することができる。中子本体１ａ及び鋳物本体４ａに対するニッケルの被膜方法は蒸着に限らず、例えば無電解めっき等の方法により被膜してもよい。また、フッ素処理工程Ｓ４において、フッ素系の溶剤はフッ化水素酸溶液に限らず、例えばフッ化水素を用いてもよい。その場合、下記の反応（３）が生じ、中子１を溶出させることができる。
ＳｉＯ２＋４ＨＦ→ＳｉＦ４＋２Ｈ２Ｏ      ・・・（３）
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の鋳造方法を内燃機関のエンジンブロックの製造に適用した場合の鋳造工程の一例を示す図。
【符号の説明】
【００２０】
１  中子
１ａ  中子本体
１ｂ  中子ニッケル薄膜
２、２ａ、２ｂ  鋳型
３  空間
４  鋳物
４ａ  鋳物本体
４ｂ  鋳物ニッケル薄膜
５  フッ素処理容器
６  不動態膜
Ｓ１  第１ニッケル蒸着工程
Ｓ２  鋳造工程
Ｓ３  第２ニッケル蒸着工程
Ｓ４  フッ素処理工程
【図１】
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