作为装入芯子的铸型的耐火材料成形品的制造方法技术

本发明专利技术涉及耐火材料成形品的制造方法及所用的粘合剂。按照本发明专利技术，浇注时不会产生气体，故可防止气泡等铸造缺陷。另外，由于钢水流动性良好，故可使铸钢制品薄壁化，而且，与常温铸造相比，其钢水冒口量少，故可用于铸造铸钢制品，而且，可获得良好的尺寸精度，故可用于从轻合金至铸钢制品的铸造，并且通过调节芯子的强度，提高了芯子的崩坏性。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用粘合剂将硅砂矾土等骨料粘合，制造特别是具有高温强度的、适于铸型的耐火材料成形品的制造方法，以及直接用于该方法实施的耐火材料成形品用粘合剂。在先有技术的陶瓷成形品(例如陈设品等)的制造工序中，使用有机粘合剂来形成成形坯体，然后将该成形坯体脱脂处理后进行烧结而制得，但从成形坯体的脱脂处理至烧结整个期间，需要使用形状保持手段以机械地防止其形状破坏。在先有的方法中，烧结温度特别高(约1200°)，需要较长的烧成循环，提高生产率是很困难的。作为典型铸造法之一，树脂壳型模铸法是已知的。该方法具有以下优点(1)铸型砂的树脂覆膜砂的流动性良好，可以高精地造出形状复杂的铸型，(2)树脂覆膜砂可长期保存，(3)铸型的强度高，其运送和模型组装可机械化、(4)铸型的造型速度快，(5)造好型的铸型其保存性优良、(6)铸型在高温下热分解，使其在铸造后的破碎性优良等多种优点。因此，该方法在汽车行业等中的铸铁铸件等许多领域中采用。然而，这种树脂壳型模铸造法，在其铸型的造型中，虽然具有生产率优良的优点，但作为粘合剂使用的树脂在铸造时燃烧，产生气体，常常发生气泡等重大缺陷，而且在铸钢铸件铸造时，铸型的耐热性不足，往往产生不能使壁厚充分薄壁化的问题。而且，铸造时作为粘合剂使用的树脂覆膜砂中的树脂(热固性酚醛树脂)燃烧，在用该铸型制造的铸钢铸件中发生渗碳，使得该铸钢铸件的物性恶化，这也是个问题。此外，使用有机自固性的粘合剂(例如酚醛，呋喃、氨基甲酸乙酯等)形成铸型的铸造法也广为人知，但使用这种粘合剂的铸型，具有和树脂壳型模铸造法同样的产生铸造缺陷的问题。本专利技术是鉴于这种观点创造出的专利技术，本专利技术的基本点是在使用有机粘合剂形成的成形品坯体中浸透由特定金属醇盐类及碱化合物的醇溶液组成的耐火材料成形品用粘合剂，然后在烧成工序中使这些粘合剂转换成无机粘合剂。因此，本专利技术的第一个目的是提供一种可采用一般精密铸造方法来向经过高温预热的铸型中浇注熔融金属的所谓“高温铸型”的方法来铸造碳素钢或不锈钢等薄壁铸件的铸型(耐火物成型品)的制造方法。本专利技术的第二个目的在于提供一种在向铸型中注入熔融金属时不产生气体，因而能防止气泡等铸造缺陷，熔融金属流动性良好因此可进行铸钢品等薄壁铸造，并尽可能地防止在铸钢铸造时有机粘合剂燃烧而引起的渗碳等物性恶化，而且，在铸造时冒口的必要量少，因而适于高温铸型方法实施的铸型的制造方法。本专利技术的第三个目的在于提供一种在由有机粘合剂转换成无机粘合剂的工序中尽可能地防止因粘合剂置换而引起的收缩，因此可制造出寸尺精度优良的铸型的铸型的制造方法。本专利技术的第四个目的在于提供一种在由低温至高温宽温度范围内具有优良强度，可在由轻合金至铸钢品的铸造工艺中使用的各种铸型的铸型制造方法。本专利技术的第五个目的在于提供一种以适于具有上述优良特性的高温铸型的铸型为起始的各种铸型和芯子，以及陈设物和工艺品、卫生器具等耐火材料成形品制造时使用的耐火材料成形品用粘合剂。按照本专利技术，这些目的可通过以以下工序为特征的耐火材料成形品的制造方法而达到。(a)由骨料和第1粘合剂形成成形品坯体的工序；(b)将从周期表4A族或4B族(除碳外)和3A族或3B族的金属醇盐以及其部分加水分解物中选择出来的1种或2种以上的金属醇盐类，和含有碱金属或碱土金属的碱化合物(从金属醇盐、金属氢氧化物及其盐类中选择出来的1种或2种以上的混合物)的醇溶液组成的第2粘合剂，浸渍入由上述工序(a)形成的成形品坯体中，使之加水分解的工序；(c)将成形品坯体干燥并高温烧成的工序；此处，耐火材料成形品可以做成铸型，芯子，高温烧成后，进一步通过添加高温的烧结工序，使强度能进一步增高。熔模铸造法中所用的装入芯子的铸型，可由以下工序为特征的作为装入芯子的铸型的耐火材料成形品制造方法来制得。(a)由骨料和第1粘合剂形成芯子坯体的工序；(b)将从周期表4A族或4B族(除碳外)和3A族或3B族的金属醇盐以及其部分加水分解物中选择出来的1种或2种以上的金属醇盐类，和含有碱金属或碱土金属的碱化合物的醇溶液组成的第2粘合剂，浸渍入由上述工序(a)形成的芯子坯体中，使之加水分解的工序；(c)将该芯子坯体放入型内的固定位置，并向型内注入消失模型材料，形成铸有该芯子坯体的消失模型的工序；(d)在该消失模型上交替多次涂覆灰浆和灰泥粒以形成耐火材料层并干燥的工序；(e)使该消失模型消失的工序；(f)将上述芯子坯体和上述耐火材料层同时烧成的工序。也就是，在制造这种作为加入了芯子的铸型的耐火物成形品的方法中，同时烧成芯子和主型(外形)。第1粘合剂可以做成有机系(热固性树脂、自固性树脂等)及无机系(水玻璃等)。加水分解反应也可以通过大气中的水分、加湿器的水份、含水醇的水份进行。制造铸型时可以在高温烧成后处于高温状态的铸型中注入熔融金属。该芯子在冷却后还可以作为普通铸造(湿型、重力铸型、低压铸造、压铸和铸造等)的芯子使用。该方法中使用的粘合剂是具有以下特征的耐火材料成形品用粘合剂，即在醇溶剂中作为粘合剂成分，含有从以下通式表示的醇溶性金属醇盐及其部分加水分解物中选择出来的1种或2种以上的金属醇盐按金属氧化物换算为1-50重量％。RmM1(OR)4-m或M2(OR)3(式中，M1表示周期表4A族或除碳以外的4B族金属，M2表示周期表3A族或3B族的金属，R是相同或不同的碳数为1-6的烷基，碳数为6-8的芳基，碳数为2-6的烷氧基烷基或碳数为7-12的芳氧基烷基，当M1是Si时，m是0-3的整数，而当M1是除Si以外时，m=0)，和由以下通式表示的醇溶性的碱化合物按金属氧化物换算为1-16重量％，M3OR′或M4(OR′)2(式中M3表示碱金属，M4表示碱土金属类，R1表示氢或碳数为1-6的烷基)。在本专利技术中，构成粘合剂成分的金属醇盐，是周期表4A族或除碳之外的4B的金属M1或周期表3A族或3B族的金属M2的金属醇盐或它们的部分加水分解物。此外，作为形成金属醇盐的金属M1，当属于周期表4A族金属时，可例举Ti，Zr，当属于除碳之外的周期表4B族金属时，可例举Si、Ge、Sn、Pb等；作为M2，当属于周期表3A族金属时，可列举Sc，Y等；当属于3B族金属时，可列举B、Al、Ga等。形成上述金属醇盐的R，可以是相同或不同的碳数为1-6的烷基、碳数为6-8的芳基，碳数为2-6的烷氧基烷基或碳数为7-12的芳氧基烷基。具体说，作为烷基，可例举甲基、乙基、丙基、异丙基、戊基、己基、环己基、丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基等；作为芳基，可例举苯基、甲苯基、二甲苯基等；作为烷氧基烷基，可例举甲氧基乙基，甲氧基异丙基、甲氧基丙基、甲氧基丁基、乙氧基乙基、乙氧基丙基、乙氧基丁基等；作为芳氧基烷基，可例举苯氧基甲基、苯氧基乙基，苯氧基丙基、苯氧基丁基、甲苯氧基甲基、甲苯氧基乙基、甲苯氧基丙基、甲苯氧基丁基等。作为这种金属醇盐的部分加水分解物，只要是其加水分解率为55％以下的、能溶解在醇溶剂中的就行，没有特别的限制，也可以是直链状部分加水分解物，也可以是网目状部分加水分解物，还可以是环状部分加水分解物。进而，由这些金属醇盐及其部分加水分解物组成的金属醇盐类，可以其1种单独使用，也可作为2种以上的混合物使用。在本专利技术中，作为上述金属醇盐类，最好的是铸本文档来自技高网...

【技术保护点】
作为装入芯子的铸型的耐火材料成形品的制造方法，其特征在于，它由以下工序组成： （ａ）由选自硅砂、富铝红柱石、矾土、石英、锆石中的１种或２种以上组成的骨料和用于形成成形品坯体的坯体粘合剂组成的第１粘合剂形成芯子坯体的工序； （ｂ）将下列组成的第２粘合剂浸渍到由上述工序（ａ）形成的芯子坯体中，使之加水分解的工序，所说的第２粘合剂是，在醇溶剂中作为粘合剂的成分，含有从如下通式表示的醇溶性金属醇盐及其部分加水分解物中选择出来的１种或２种以上的金属醇盐类按金属氧化物换算为１－５０重量％， Ｒ↓［ｍ］Ｍ↑［１］（ＯＲ）↓［４－ｍ］或Ｍ↑［２］（ＯＲ）↓［３］ 式中，Ｍ↑［１］表示周期表４Ａ族或除碳以外的４Ｂ族金属，Ｍ↑［２］表示周期表３Ａ族或３Ｂ族的金属，Ｒ是相同或不同的碳数为１－６烷基，碳数为６－８的芳基，碳数为２－６的烷氧基烷基或碳数为７－１２的芳氧基烷基，当Ｍ↑［１］是Ｓｉ时，ｍ是０－３的整数，而当Ｍ↑［１］是除Ｓｉ以外时，ｍ＝０， 和由以下通式表示的醇溶性的碱化合物按金属氧化物换算为１－１６重量％， Ｍ↑［３］ＯＲ′或Ｍ↑［４］（ＯＲ′）↓［２］ 式中Ｍ↑［３］表示碱金属，Ｍ↑［４］表示碱土金属盐，Ｒ′表示氢或碳数为１－６的烷基； （ｃ）将该芯子坯体放入型内的固定位置，并向型内注入消失模型材料，形成铸有该芯子坯体的消失模型的工序； （ｄ）在该消失模型上交替多次涂覆灰浆和灰泥粒以形成耐火材料层并干燥的工序； （ｅ）使该消失模型消失的工序； （ｆ）将上述芯子坯体和上述耐火材料层同时烧成的工序。...

【技术特征摘要】
JP 1994-7-13 183048/199;JP 1993-12-28 354148/19931．作为装入芯子的铸型的耐火材料成形品的制造方法，其特征在于，它由以下工序组成(a)由选自硅砂、富铝红柱石、矾土、石英、锆石中的1种或2种以上组成的骨料和用于形成成形品坯体的坯体粘合剂组成的第1粘合剂形成芯子坯体的工序；(b)将下列组成的第2粘合剂浸渍到由上述工序(a)形成的芯子坯体中，使之加水分解的工序，所说的第2粘合剂是，在醇溶剂中作为粘合剂的成分，含有从如下通式表示的醇溶性金属醇盐及其部分加水分解物中选择出来的1种或2种以上的金属醇盐类按金属氧化物换算为1-50重量％，RmM1(OR)4-m或M2(OR)3式中，M1表示周期表4A族或除碳以外的4B族金属，M2表示周期表3A族或3B族的金属，R是相同或不同的碳数为1-6烷基，碳数为6-8的芳基，碳数为2-6的烷氧基烷基或碳数为7-...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木信义，横川徹也，桥本吉一，太田好郎，关口日出夫，
申请(专利权)人：日本铸造技术咨询公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]