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JP2002283004A - Coating material of metallic mold for casting iron shape memory alloy - Google Patents

Coating material of metallic mold for casting iron shape memory alloy

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JP2002283004A
JP2002283004A JP2001082974A JP2001082974A JP2002283004A JP 2002283004 A JP2002283004 A JP 2002283004A JP 2001082974 A JP2001082974 A JP 2001082974A JP 2001082974 A JP2001082974 A JP 2001082974A JP 2002283004 A JP2002283004 A JP 2002283004A
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JP
Japan
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casting
shape memory
coating material
mold
memory alloy
Prior art date
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JP2001082974A
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Masaaki Yamamoto
山本  匡昭
Kimio Nakamura
公生 中村
Hiroshi Kubo
紘 久保
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Kurimoto Ltd
Original Assignee
Kurimoto Ltd
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Publication date
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  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent burning in and pin hole on a cast surface and to improve a shape memory effect. SOLUTION: A coating material (b) is applied on the inner surface of a mold when a pipe is produced from an iron shape memory alloy by a centrifugal casting, wherein the component weight ratio of water:zircon base aggregate is binder=100:3050:1.0-3.0 and the coated layer thickness is 50-800 μm. Since this zircon based coating material as the aggregate, has good thermal conductivity, a speed from molten state to solidification, is quick and the burning-on and the pin hole on the cast surface are difficult to occur, and a unidirectional solidified structure is easily generated, and the shape memory characteristic is improved by this structure.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、鉄系形状記憶合
金を原料として金型鋳造により製品を鋳造する場合に使
用される金型の内面コーティング材及びそのコーティン
グ構造に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inner coating material for a metal mold and a coating structure used when a product is cast by metal mold using iron-based shape memory alloy as a raw material.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、新トンネル工法(WBR工法)
に適用される鉄系形状記憶合金製管継手の遠心鋳造法に
よる製造は、特開平10−280061号公報等に開示
され、図1に示すように、円筒形モールド(金型)1を
ローラ2により回転し、そのモールド1内面に、溶解炉
3から、三角取鍋4、鋳込用トラフ5を介して溶湯aを
鋳込んで、所要厚の円筒状溶湯層(管状体)cを形成す
ることによって行う。
2. Description of the Related Art For example, a new tunnel method (WBR method)
The production of a pipe joint made of an iron-based shape memory alloy by a centrifugal casting method, which is applied to the invention, is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-280061 and the like. As shown in FIG. And the molten metal a is cast from the melting furnace 3 through the triangular ladle 4 and the casting trough 5 on the inner surface of the mold 1 to form a cylindrical molten metal layer (tubular body) c having a required thickness. By doing.

【0003】このとき、高温の溶湯aからモールド1内
面を保護するために、モールド1内面にはコーティング
材bの吹き付けなどによりコーティング層が形成された
後、上述の溶湯aの鋳込みが行われる。そのコーティン
グ材bには、従来、シリカ粉末や珪藻土といった珪酸
(SiO2 )成分を80〜90%重量程度含有した骨材
に粘結材及び水を配合したものが使用されている。
At this time, in order to protect the inner surface of the mold 1 from the high-temperature molten metal a, a coating layer is formed on the inner surface of the mold 1 by spraying a coating material b or the like, and then the above-described molten metal a is cast. Conventionally, as the coating material b, a material obtained by blending a binder and water with an aggregate containing about 80 to 90% by weight of a silicic acid (SiO 2 ) component such as silica powder or diatomaceous earth is used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鉄系形
状記憶合金で管を遠心鋳造により製造する場合、そのコ
ーティング材bでは鋳物表面に焼付きによって健全な鋳
肌が得られにくく、外観を損ねると共に鋳造欠陥(ピン
ホール欠陥)を生じ(後述の比較例参照)、そのピンホ
ールが原因で形状記憶性能を発揮させようとした時に割
れてしまうことがあった。
However, when a pipe is manufactured by centrifugal casting with an iron-based shape memory alloy, a sound casting surface is hardly obtained due to seizure on the casting surface of the coating material b, and the appearance is impaired. Casting defects (pinhole defects) were generated (see Comparative Examples described later), and the pinholes sometimes cracked when trying to exert shape memory performance.

【0005】この発明は、上述の実情の下、鋳造により
鉄系形状記憶合金を原料として製品を製造する際に鋳肌
に欠陥が生じないようにすることを課題とする。
[0005] It is an object of the present invention to prevent defects from occurring on a casting surface when a product is manufactured from an iron-based shape memory alloy by casting under the above-mentioned circumstances.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、この発明は、主成分がジルコニア系骨材であるコー
ティング材としたのである。すなわち、まず、鉄系形状
記憶合金の溶融金属を鋳造した際、表層に塩基性の酸化
物を生じやすく、上記酸性酸化物の珪酸成分を含有する
骨材を配合したコーティング材を使用すると、これらが
反応して化学的焼着やガス欠陥を生じやすくなる。この
ため、鉄系形状記憶合金に使用するコーティング材に
は、高融点で溶融金属と化学的反応が生じにくいジルコ
ニア(ZrO2 )系、マグネシア(MgO)系、クロマ
イト(Cr2 3 )系の塩基性または中性酸化物の性質
示す骨材を使用する必要がある。
In order to achieve the above object, the present invention provides a coating material whose main component is a zirconia-based aggregate. That is, first, when a molten metal of an iron-based shape memory alloy is cast, a basic oxide is likely to be generated on the surface layer, and when a coating material containing an aggregate containing a silicate component of the acidic oxide is used, Reacts easily to cause chemical burning and gas defects. Therefore, coating materials used for iron-based shape memory alloys include zirconia (ZrO 2 ), magnesia (MgO), and chromite (Cr 2 O 3 ) based materials that have a high melting point and are less likely to chemically react with the molten metal. Aggregates that exhibit basic or neutral oxide properties must be used.

【0007】つぎに、塩基性および中性酸化物のジルコ
ニア(ZrO2 )系、マグネシア(MgO)系、クロマ
イト(Cr2 3 )系骨材の内、マグネシア系は保湿作
用が大きく金型へ使用する際に水分の除去が難しく、残
留水分によるピンホール欠陥を生じてしまう。また、ク
ロマイト系ではコーティング層の成形が難しくコーティ
ングの強度が低くなるためモールドの保護機能が損なわ
れる。これに対し、ジルコニア系はそのような問題はな
い。このため、鉄系形状記憶合金鋳造用金型コーティン
グ材としては、ジルコニア系が好ましい。しかし、その
ジルコニア系の内、ジルコニア(ZrO2 )は純度が高
く高価なため、天然に産出され、比較的安価なジルコン
(ZrSiO4 )骨材がより好ましい。このとき、ジル
コン骨材には、珪酸成分を含有しているが少量のため問
題はない。
Next, among the basic and neutral oxide zirconia (ZrO 2 ) -based, magnesia (MgO) -based, and chromite (Cr 2 O 3 ) -based aggregates, the magnesia-based aggregate has a large moisturizing effect and is used in molds. It is difficult to remove water when used, and pinhole defects are generated due to residual water. Further, in the case of chromite, it is difficult to form the coating layer, and the strength of the coating is low, so that the protective function of the mold is impaired. On the other hand, the zirconia type does not have such a problem. For this reason, a zirconia-based material is preferably used as the die coating material for casting an iron-based shape memory alloy. However, among the zirconia-based materials, zirconia (ZrO 2 ) has high purity and is expensive, so that naturally produced and relatively inexpensive zircon (ZrSiO 4 ) aggregate is more preferable. At this time, the zircon aggregate contains a silicic acid component, but there is no problem because the amount is small.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】この発明の実施形態としては、鉄
系形状記憶合金を原料として金型鋳造により製品を製造
する際には、その金型内面保護のため、主成分がジルコ
ニア系骨材のコーティング材を塗布する。その鋳造手段
には、砂型、ロストワックス、遠心鋳造などが挙げられ
るが、管継手、パイプなどの単純形状で量産するには、
遠心金型鋳造法を採用するとよい。この遠心鋳造におけ
るコーティング材の成分重量比は、水:骨材:粘結材=
100:30〜50:1.0〜3.0とするとよい。骨
材が重量比で水100に対して30未満では、コーティ
ング被膜層厚さが薄くモールドの保護性能が小さい。ま
た、適切な被膜厚さを得るために繰り返しスプレーコー
ティングしなければならず、生産性の面で問題となる。
一方、50を越えると、コーティング材をスプレーする
ことが困難になる。粘結材は、重量比で水100に対し
て1.0未満では、骨材の結合力が弱くコーティング被
膜が容易に剥離するため、モールド保護ができなくな
る。一方、3.0を越えると、粘結材中に含有する結晶
水量が多くなりピンホール欠陥が増大する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As an embodiment of the present invention, when a product is manufactured by die casting using an iron-based shape memory alloy as a raw material, a zirconia-based aggregate is mainly used to protect the inner surface of the die. Apply a coating material. The casting means include sand mold, lost wax, centrifugal casting, etc.For mass production with simple shapes such as pipe joints and pipes,
It is preferable to adopt a centrifugal mold casting method. The component weight ratio of the coating material in this centrifugal casting is water: aggregate: binder =
It is good to set it as 100: 30-50: 1.0-3.0. If the weight of the aggregate is less than 30 with respect to 100 of water, the thickness of the coating layer is small and the protection performance of the mold is small. Further, spray coating must be repeatedly performed to obtain an appropriate film thickness, which is a problem in productivity.
On the other hand, if it exceeds 50, it becomes difficult to spray the coating material. If the weight ratio of the binder is less than 1.0 with respect to 100 of water, the bonding strength of the aggregate is weak and the coating film is easily peeled off, so that the mold cannot be protected. On the other hand, if it exceeds 3.0, the amount of water of crystallization contained in the binder increases and pinhole defects increase.

【0009】コーティング材の塗布には、はけ塗り、ス
プレー塗布などの周知の種々の手法を採用できるが、遠
心鋳造にあっては、スプレー法が好ましく、そのスプレ
ー塗布の場合には、コーティング材噴出ノズルとモール
ドをその筒軸方向に相対的に移動させるとともにそのモ
ールドを回転させながら、前記ノズルからコーティング
材をモールド内面に噴出して形成するとよい。このよう
にすれば、層厚を均一にし得るとともに、作業性もよ
い。また、トラフが移動するものの場合には、そのトラ
フにノズルを付設することにより、その塗布作用ができ
る。
Various well-known techniques such as brush coating and spray coating can be used for applying the coating material. In the case of centrifugal casting, a spray method is preferable. In the case of the spray coating, the coating material is used. The coating material may be ejected from the nozzle onto the inner surface of the mold while the ejection nozzle and the mold are relatively moved in the cylinder axis direction and the mold is rotated. By doing so, the layer thickness can be made uniform and the workability is good. In the case where the trough moves, the coating operation can be performed by attaching a nozzle to the trough.

【0010】また、コーティング層厚は20〜1000
μm、好ましくは50〜800μmとする。20μm未
満では、下記冷却速度が好ましい範囲を超える場合があ
る。また、製造上の観点から形状記憶合金溶湯とモール
ドの間で焼き付きが生じるため、モールドを保護する機
能が失われる。さらに、鋳造割れや湯境といった鋳造欠
陥を生じる。一方、1000μmを越えると、外面に鋳
造欠陥(ガス欠陥)を生じ、製造効率の面から、コーテ
ィング作業の繰り返し作業と鋳造後のモールドに残った
コーティング材の除去作業に時間を要する。
[0010] The coating layer thickness is 20 to 1000
μm, preferably 50 to 800 μm. If it is less than 20 μm, the following cooling rate may exceed a preferable range. In addition, since seizure occurs between the shape memory alloy melt and the mold from the viewpoint of manufacturing, the function of protecting the mold is lost. Further, casting defects such as casting cracks and hot spots occur. On the other hand, if it exceeds 1000 μm, casting defects (gas defects) occur on the outer surface, and from the viewpoint of production efficiency, it takes time to repeat the coating operation and to remove the coating material remaining in the mold after casting.

【0011】なお、形状記憶合金による遠心鋳造におい
ては、鋳込用トラフとモールドはその筒軸方向に相対的
に移動させる構成とするとよく、また、形状記憶特性を
付与する柱状晶組織の発現には、鋳込温度、鋳込速度、
冷却速度及びモールド回転数を制御して、それらの最適
値とすることが好ましい。
In centrifugal casting using a shape memory alloy, the casting trough and the mold may be relatively moved in the cylinder axis direction. Is the casting temperature, casting speed,
It is preferable to control the cooling rate and the mold rotation speed to obtain their optimum values.

【0012】ここで、トラフとモールドの相対移動は、
どちらか一方を動かせばよいが、トラフを動かす方が、
その駆動力及び設備も小型ですむ。この場合、トラフは
長樋となって、相対移動により鋳込み部(鋳込まれる個
所)が動くことから、単位鋳込み量は、その鋳込み部の
みでよいため少なくなって、モールド内に静かに溶湯を
鋳込むことができ、管状体内面のドロス欠陥の発生(巻
き込み)が少なくなる。このため、その欠陥を除去する
ための切削加工代を小さくすることができ、コスト面で
有利となる。
The relative movement between the trough and the mold is as follows.
You can move either one, but moving the trough is
The driving force and equipment are small. In this case, the trough becomes a long gutter, and the casting portion (casting point) moves by relative movement. Therefore, the unit casting amount is reduced because only the casting portion is sufficient, and the molten metal is gently poured into the mold. Casting can be performed, and the occurrence (involving) of dross defects on the inner surface of the tubular body can be reduced. For this reason, the cutting allowance for removing the defect can be reduced, which is advantageous in terms of cost.

【0013】鋳込温度は1400℃以上とする。これ未
満であると、湯流れが悪くなり、管全長に亘り、均一な
厚みを得にくいからである。この温度が高くなればなる
ほど良好な湯流れ性を発揮するが、1600℃を越える
と、溶湯の酸化が進むとともに、溶解炉から注湯取鍋へ
の出湯時に大巾な温度低下を招いて目標の鋳込温度を得
ることが困難となるとともに、経済的でない。このた
め、上限は1600℃とするとよい。
The casting temperature is 1400 ° C. or higher. If it is less than this, the flow of the molten metal becomes worse, and it is difficult to obtain a uniform thickness over the entire length of the pipe. The higher the temperature, the better the flowability of the molten metal. However, if the temperature exceeds 1600 ° C, the oxidation of the molten metal proceeds, and a large temperature drop occurs when the molten metal is discharged from the melting furnace to the ladle. And it is not economical. Therefore, the upper limit is preferably set to 1600 ° C.

【0014】鋳込速度は、モールド内面に形成される管
状体の肉厚に応じて適宜に設定され、注湯取鍋の傾動速
度及びトラフとモールドの相対速度の制御によってその
設定をすることができ、この発明では、注湯取鍋からの
溶湯流出量3.0〜10.0kg/sec、相対速度を
50〜150mm/secとした。これにより、管状体
の肉厚が5〜20mmのものを容易に製造することがで
きる。
The casting speed is appropriately set in accordance with the thickness of the tubular body formed on the inner surface of the mold, and can be set by controlling the tilting speed of the pouring ladle and the relative speed between the trough and the mold. According to the present invention, the flow rate of the molten metal from the ladle is 3.0 to 10.0 kg / sec, and the relative speed is 50 to 150 mm / sec. Thus, a tubular body having a thickness of 5 to 20 mm can be easily manufactured.

【0015】溶湯(管状体)の冷却は、モールド内又は
外面の空冷、水冷等により行い、一般に、凝固組織は冷
却条件により、急冷側から、チル晶、柱状晶、等軸晶と
なり、形状記憶特性に関しては、柱状晶が好ましい。そ
の形状記憶性能を発揮する柱状晶組織を得るには適切な
冷却速度が必要で、これは管状体の冷却条件(モールド
の材質および厚み、回転数、コーティング条件など)に
支配され、実験等により、冷却速度は1〜30℃/se
cとする。さらには、3〜20℃/secの範囲が好ま
しい。30℃/secを越えると、得られる管状体の凝
固組織でチル層が増加し、形状記憶特性を低下させる。
一方、1℃/sec未満であると、等軸晶が多くなり同
様に形状記憶特性を低下させる。因みに、回転数は柱状
晶の成長には影響が無い。
The molten metal (tubular body) is cooled by air cooling or water cooling inside or outside the mold. In general, the solidification structure becomes chill crystal, columnar crystal, equiaxed crystal from the quenching side depending on the cooling condition, and the shape memory is obtained. With regard to properties, columnar crystals are preferred. An appropriate cooling rate is required to obtain a columnar structure exhibiting its shape memory performance, which is governed by the cooling conditions of the tubular body (mold material and thickness, rotation speed, coating conditions, etc.). , Cooling rate is 1-30 ° C / sec
c. Further, a range of 3 to 20 ° C./sec is preferable. When the temperature exceeds 30 ° C./sec, the chill layer increases in the solidified structure of the obtained tubular body, and the shape memory characteristics are deteriorated.
On the other hand, when the temperature is lower than 1 ° C./sec, the number of equiaxed crystals increases, and the shape memory characteristics similarly decrease. Incidentally, the rotation speed has no effect on the growth of columnar crystals.

【0016】モールド回転数(GNo.)は50〜15
0Gとするとよい。この値を出ると、溶湯を正常に鋳込
みにくくなる。ここで、GNo.=遠心力の加速度/重
力の加速度=rω2 /g(・・・)で表すことがで
き、この関係を管の直径D(cm)と回転数N(rp
m)によって表すと、r=D/2、ω2 =(2πN)2
/602 (・・・)となる。にを代入すると、G
No.=(D/2g)・(2πN)2 /602 (但し、
g=980(cm/sec2 )、π=3.14)、まと
めると、GNo.=DN2 /17900となり、最終的
に、管の直径(D)と回転数(N)が分かれば、GN
o.を得ることができ、逆に、このGNo.の特定から
回転数(N)を特定し得る。
The mold rotation speed (GNo.) Is 50 to 15
It is good to be 0G. Beyond this value, it becomes difficult to cast the molten metal normally. Here, GNo. = Acceleration of centrifugal force / Acceleration of gravity = rω 2 / g (...), And this relationship is expressed by the diameter D (cm) of the tube and the number of rotations N (rp).
m), r = D / 2, ω 2 = (2πN) 2
/ 60 becomes 2 (...). Substituting into
No. = (D / 2g) · ( 2πN) 2/60 2 ( where,
g = 980 (cm / sec 2 ), π = 3.14). = DN 2/17900, and the finally, knowing the diameter of the tube (D) and rotational speed (N) is, GN
o. , And conversely, this GNo. The rotation speed (N) can be specified from the specification of.

【0017】この条件の遠心鋳造法で製造される鉄系形
状記憶合金管は、そのマクロ組織が断面積において80
%以上の柱状晶からなるものとすれば、形状回復率を
3.0%近くからそれ以上を得ることができ、降伏強度
も300MPa以上となる。
[0017] The iron-based shape memory alloy tube manufactured by the centrifugal casting method under this condition has a macrostructure in cross section of 80%.
% Or more of the columnar crystal, the shape recovery rate can be obtained from near 3.0% or more, and the yield strength becomes 300 MPa or more.

【0018】[0018]

【実施例】図1に示す遠心鋳造機により、鉄系形状記憶
合金(Fe−0.05%C−28%Mn−6%Si−5
%Cr)によってパイプを製造した。まず、コーティン
グ材bとして、表1に示す骨材、粘結材はベントナイト
を使用し、配合割合は水:骨材:粘結材=100:30
〜50:1.0〜3.0(重量比)のものを使用した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An iron-based shape memory alloy (Fe-0.05% C-28% Mn-6% Si-5
% Cr). First, as a coating material b, bentonite was used as an aggregate and binder shown in Table 1, and the mixing ratio was water: aggregate: binder = 100: 30.
-50: 1.0 to 3.0 (weight ratio) was used.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】このコーティング材bをポンプ6からホー
ス6aを介してノズル8に送り込み、台車7を前後動さ
せるとともに、モールド1を回転させ、ノズル8からモ
ールド1内面にコーティング材bを噴出(スプレー)し
て、コーティング層を600μm厚程度に形成した。こ
のとき、スプレー前にモールド1は150〜250℃に
予熱した。
The coating material b is sent from the pump 6 to the nozzle 8 via the hose 6a, the carriage 7 is moved back and forth, the mold 1 is rotated, and the coating material b is ejected from the nozzle 8 to the inner surface of the mold 1 (spray). Thus, a coating layer was formed to a thickness of about 600 μm. At this time, the mold 1 was preheated to 150 to 250 ° C. before spraying.

【0021】つぎに、高周波溶解炉3から、三角取鍋4
に形状記憶合金の溶湯aを注入して、その取鍋4をモー
ルド1に対して所要位置までレール9上を移動させる。
この後、取鍋4を矢印のごとく傾動するとともに、台車
7を矢印のごとく前後動させて、トラフ5からモールド
1内面に約70kgの溶湯aを鋳込んで、呼び径:φ2
50mm、長さ:1000、肉厚:8/13mmのパイ
プを製造した。この製造条件は、上述の鋳造温度等が最
適値に入るようにした。
Next, from the high-frequency melting furnace 3, the triangular ladle 4
And the ladle 4 is moved on the rail 9 to a required position with respect to the mold 1.
Thereafter, the ladle 4 is tilted as indicated by the arrow, and the bogie 7 is moved back and forth as indicated by the arrow to cast about 70 kg of molten metal a from the trough 5 into the inner surface of the mold 1.
A pipe with a length of 50 mm, a length of 1000 and a wall thickness of 8/13 mm was produced. The manufacturing conditions were such that the above-mentioned casting temperature and the like were within the optimum values.

【0022】この製造条件において、コーティング材b
の配合割合における実験例を下記表2に示し、図2
(a)には試験No.8の鋳肌表面写真を、同図(b)
には、同条件で、シリカ径コーティング材を使用した場
合の鋳肌表面写真をそれぞれ示す。また、図3には、同
No.8の金属組織写真を示す。
Under these manufacturing conditions, the coating material b
Table 2 below shows an experimental example of the mixing ratio of
FIG. 8 (b)
Shows photographs of the casting surface when a silica diameter coating material was used under the same conditions. FIG. 8 shows a photograph of the metal structure.

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】その表2の実験結果によれば、ベントナイ
ト(粘結材)が、水に対し1.0〜3.0重量%をはず
れると、骨材の量に関係なく、鋳肌に欠陥がでることが
理解できる。又、骨材が水に対し30重量%近くになる
と、鋳肌欠陥が生じ易くなることが理解できる。このた
め、骨材の量は30重量%以上とし、好ましくは50重
量%近く以上が好ましいことが理解できる。骨材が60
重量%近くとなると、スプレーコーティングが不可とな
るため、スプレーコーティングする際には、50重量%
以下とする。これらの上下限及び最適値は、実験等で最
適なものを選べばよい。スプレーコーティングしない場
合には、50重量%を越えてもよいが、経験から50重
量%以下が好ましい。
According to the experimental results shown in Table 2, when the bentonite (binder) deviates from 1.0 to 3.0% by weight based on the water, the casting surface has defects regardless of the amount of the aggregate. I can understand that it comes out. Also, it can be understood that when the aggregate is close to 30% by weight of water, casting surface defects are likely to occur. For this reason, it can be understood that the amount of the aggregate is 30% by weight or more, and preferably about 50% by weight or more. 60 aggregate
When the weight is close to 50% by weight, spray coating becomes impossible.
The following is assumed. The upper and lower limits and the optimal values may be selected optimally through experiments and the like. When not spray-coated, it may exceed 50% by weight, but from experience it is preferably 50% by weight or less.

【0025】また、図2(a)と(b)の比較から、鋳
肌について、前者が全域が均一な点模様を呈しているの
に対し、後者は焼着やピンホールなどの欠陥が認められ
る。これにより、この発明に係るものが優れていること
が理解できる。また、下記表3に示すように、シリカ系
に比べジルコン系のコーティング材は、熱伝導率のよい
溶融状態から凝固に至る速度が速くなるため、図3に示
すように、形状記憶効果の発現に必要な一方向凝固組織
が生成しやすくなる。この一方向凝固組織が得られるこ
とにより、図4に示すように、形状記憶特性において、
シリカ系コーティング材に比べ、この発明のものは、同
等もしくはそれ以上の性能が得られた。
2 (a) and 2 (b), the former shows a uniform dot pattern over the entire casting surface, whereas the latter shows defects such as seizure and pinholes. Can be Thus, it can be understood that the device according to the present invention is excellent. In addition, as shown in Table 3 below, a zircon-based coating material has a higher thermal conductivity and a higher rate of solidification from a molten state than a silica-based coating material. The directionally solidified structure required for the above is easily generated. By obtaining this unidirectionally solidified structure, as shown in FIG.
Compared with the silica-based coating material, the material of the present invention obtained the same or better performance.

【0026】[0026]

【表3】 [Table 3]

【0027】これらの実験結果から、ジルコニア系コー
ティング材は、鉄系形状記憶合金の鋳造用として優れた
ものであることが確認でき、特に、遠心鋳造において
は、その成分重量比が、水:骨材:粘結材=100:3
0〜50:1.0〜3.0で範囲とするのが好ましいこ
とが理解できる。
From these experimental results, it was confirmed that the zirconia-based coating material was excellent for casting an iron-based shape memory alloy. In particular, in centrifugal casting, the weight ratio of the components was water: bone Material: Binder = 100: 3
It can be understood that the range is preferably 0 to 50: 1.0 to 3.0.

【0028】なお、この実施例は遠心鋳造法の場合であ
ったが、その実験例から、他の鋳造法においても、この
発明のコーティング材は有効であることが推測でき、そ
の際の成分比、ヒーティング層厚は、その鋳造法に応じ
て、実験、実操作によって適宜に決定する。
In this example, the centrifugal casting method was used. However, from the experimental examples, it can be inferred that the coating material of the present invention is effective also in other casting methods. The heating layer thickness is appropriately determined by experiments and actual operations according to the casting method.

【0029】[0029]

【発明の効果】この発明は、以上のようにジルコニア系
とすることにより、焼着及びピンホールなどの欠陥がな
く、鋳肌が良好な鋳物を得ることができる。また、形状
記憶特性の発現に必要な一方向凝固組織が得られ易く、
形状記憶効果が向上する。
According to the present invention, by using a zirconia-based material as described above, it is possible to obtain a casting having a good casting surface without defects such as seizure and pinholes. In addition, it is easy to obtain a unidirectional solidified structure required for the expression of shape memory characteristics,
The shape memory effect is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】一遠心鋳造機の概略図FIG. 1 is a schematic diagram of a centrifugal casting machine.

【図2(a)】一実施例による鋳肌表面写真FIG. 2 (a) is a photograph of a casting surface according to one embodiment.

【図2(b)】比較例の鋳肌表面写真FIG. 2 (b) is a photograph of a casting surface of a comparative example.

【図3】同実施例による鋳物金属組織写真FIG. 3 is a photograph of a metal structure of a casting according to the example.

【図4】形状記憶効果回復率図FIG. 4 is a diagram showing a shape memory effect recovery rate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 円筒型(モールド) 2 回転用ローラ 3 高周波溶解炉 4 三角取鍋 5 鋳込用トレイ 6 コーティングポンプ 7 移動台車 8 コーティングノズル 9 レール a 鉄系形状記憶合金 b コーティング材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylindrical type (mold) 2 Roller for rotation 3 High frequency melting furnace 4 Triangular ladle 5 Casting tray 6 Coating pump 7 Moving trolley 8 Coating nozzle 9 Rail a Iron-based shape memory alloy b Coating material

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 紘 仙台市青葉区川内元支倉35番 川内住宅11 −204 Fターム(参考) 4E093 NA04 NB08 NB10  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Kubo No. 35, Kawachimoto Hasekura, Aoba-ku, Sendai-shi 11-204 Kawauchi Housing F-term (reference) 4E093 NA04 NB08 NB10

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鉄系形状記憶合金を原料として金型鋳造
により製品を製造する際に金型内面保護の為に使用され
るコーティング材であって、主成分がジルコニア系骨材
であることを特徴とする鉄系形状記憶合金鋳造用金型コ
ーティング材。
1. A coating material used for protecting an inner surface of a mold when a product is manufactured by mold casting using an iron-based shape memory alloy as a raw material, wherein a main component is a zirconia-based aggregate. Characteristic mold coating material for iron-based shape memory alloy casting.
【請求項2】 上記鋳造が遠心金型鋳造法であることを
特徴とする請求項1に記載の鉄系形状記憶合金鋳造用金
型コーティング材。
2. The coating material according to claim 1, wherein the casting is a centrifugal die casting method.
【請求項3】 成分重量比が、水:骨材:粘結材=10
0:30〜50:1.0〜3.0であることを特徴とす
る請求項2に記載の鉄系形状記憶合金鋳造用金型コーテ
ィング材。
3. The weight ratio of water: aggregate: binder = 10
The mold coating material for casting an iron-based shape memory alloy according to claim 2, wherein the ratio is 0:30 to 50: 1.0 to 3.0.
【請求項4】 請求項3記載のコーティング材をスプレ
ーすることにより、遠心鋳造用金型内面に20〜100
0μm厚の層を形成したことを特徴とする遠心鋳造用金
型内面のコーティング構造。
4. Spraying the coating material according to claim 3 on the inner surface of the centrifugal casting mold to form a coating of 20 to 100.
A coating structure on an inner surface of a centrifugal casting mold, wherein a layer having a thickness of 0 μm is formed.
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