高压铸造用可熔性型芯及其制造方法与流程

本发明涉及高压铸造用可熔性(fusibility)型芯制造方法以及通过上述制造方法来制造的可熔性型芯，更详细地，涉及利用了熔点比铸造用合金低的低熔点水溶性化学盐的高压铸造用可熔性型芯制造方法以及通过上述制造方法来制造的具有复杂的内部形状的可熔性型芯。

背景技术：

1、为了制造以往的内部结构复杂或形成有底切(under cut)的铸造品，需要型芯(core)技术。即，在重力铸造的情况下，普遍使用如下技术，即，利用使用了硬质沙等的崩解性型芯，或者如美国专利第4629708号(us patent no.4629708)那样利用水溶性化学盐来铸造后，用水或水蒸气来溶解的技术。

2、在如熔液锻造(挤压铸造(squeeze casting))、压铸(die casting)等那样的高压铸造中，也提示了如美国专利第3963818号(us patent no.3963818)和美国专利第3407864号(us patent no.3407864)那样将具有高的熔点的水溶性化学盐通过高压进行成型的型芯技术。另外，公开了如美国专利第3459253号(us patent no.3459253)那样将加热至700℃以上并使其熔融的浆料注入到模具中而成型型芯的方法。

3、另一方面，虽然在韩国专利公开公报第10-2002-0009334号中公开了利用熔点比铸造用合金低的化学盐的高压铸造用型芯技术，但实际情况是通过上述技术制造的铸造产品能够在厚度为25mm左右的如铝、镁合金那样铸造合金的热容(heat capacity)相对少的产品的压铸产品制作中有用地应用起来，而在产品厚度为25mm以上的热容高的厚壁产品或产品厚度的变化较大的产品的如熔液锻造以及压铸那样的高压铸造产品制造中应用上述技术存在界限。

4、因此，实际情况是需要能够有用地应用于铸造合金的热容高的产品的压铸产品制作中而进行厚壁产品成型，并能够针对型芯的边界面没有熔融或热变化地进行复制(transcription)的铸造的制造方法。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、(专利文献0001)韩国专利公开公报第10-2002-0009334号(2002.02.01)

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、本发明是为了解决如上所述的现有技术的问题点而提出的，本发明的目的在于，提供一种能够利用通过熔点比铸造用合金低并热容高的水溶性化学盐来制造的高压铸造用型芯，来高压铸造在内部实现复杂的形状的厚壁产品的高压铸造用可熔性型芯制造方法。

3、本发明的另一目的在于，提供将具有比铸造金属的熔点低140～260℃的熔点并均匀地分散调配耐热性硬质粉末以使其热容成为90j/(mo·k)以上的熔融化学盐注入到型芯模型并使其凝固而制造型芯的高压铸造用型芯制造方法、以及在利用了通过上述制造方法制造的高压铸造用可熔性型芯的铸造品不发生热变形的熔点以下的温度范围内进行加热后，将型芯熔融提取的型芯提取方法。

4、用于解决课题的手段

5、为了达成如上所述的目的，根据本发明的优选的实施例的本发明的一方式涉及高压铸造用可熔性型芯制造方法，在高压铸造用可熔性型芯制造方法中，包含：制造熔融温度为390～520℃的水溶性化学盐混合物的步骤；在所述水溶性化学盐混合物中均匀地分散调配耐热性硬质粉末，制造热容为90j/(mo·k)以上的熔融化学盐的步骤；以及将所制造的所述熔融化学盐注入到型芯模型中并使其凝固而制造型芯的步骤。

6、通过现有技术来制造的铸造产品只能在厚度为25mm左右的如铝、镁合金那样铸造合金的热容相对少的产品的压铸产品的制作中应用，因此在产品厚度为25mm以上的热容高的厚壁产品、产品厚度的变化较大的产品的如熔液锻造以及压铸那样的高压铸造产品制造中，存在现有技术的应用有界限的问题点。本发明的通过高压铸造来制造的可熔性型芯的特征在于，能够进行铸造品的厚度为40mm左右的厚壁产品成型，型芯的边界面没有熔融以及热变化而直接复制，由此具有有利于高压铸造在内部实现复杂的形状的厚壁产品的优点。

7、本发明中的水溶性化学盐混合物可以包含从由氯化物系化学盐、碳化物系化学盐以及硫化物系化学盐构成的群中选择的任意一个以上。所述氯化物系化学盐可以包含从由nacl、kcl、mncl2、cacl、mgcl2以及licl构成的群中选择的任意一个以上，但不限定于此。所述碳化物系化学盐可以包含从由k2co3、li2co3以及na2co3构成的群中选择的任意一个以上，但不限定于此。所述硫化物系化学盐可以包含从由k2so4、na2so4以及li2so4构成的群中选择的任意一个以上，但不限定于此。

8、本发明中的耐热性硬质粉末可以包含从由tio2、al2o3以及zrsio4构成的群中选择的任意一个以上。

9、本发明中的水溶性化学盐混合物可以具有比铸造金属的熔点低140～260℃的熔点。根据本发明的一实施例，在所述水溶性化学盐混合物中，可以通过调节从由构成水溶性化学盐混合物的氯化物系化学盐、碳化物系化学盐以及硫化物系化学盐构成的群中选择的任意一个以上的调配比率，从而使其熔融温度成为390～520℃。

10、本发明中的铸造金属可以是铝合金或镁合金，但不限定于此。

11、根据本发明的一实施例的型芯的熔点为390～520℃左右，比铸造的熔融金属的温度(670～720℃)低，但型芯的热容为90j/(mo·k)以上，是作为铸造金属的铝合金的热容(24.20j/mol·k)和镁合金的热容(24.869j/(mol·k)的2.5倍以上，导热系数为2.4×10-4～1.2×10-3cal/scm左右，是作为铸造模具材质的钢铁的导热系数(1.8×10-1cal/scm)的1/100～1/200左右，因此，在高压铸造时瞬间填充完毕的铸造金属开始急速冷却。此时，型芯的导热系数与作为模具材质的钢铁的导热系数相比低，因此，熔液所持的热量的大部分传递到模具侧，由于型芯的热容高，为了熔融型芯需要大量的时间和热量。因此，在达到型芯熔化(melting)的温度时，在型芯与铸造金属间的边界面形成铸造金属的凝固层，在进一步时间经过后，发生型芯的表面的一部分逐渐熔融的现象，因此，铸造金属能够进行复杂的内部形状的成型。

12、作为根据本发明的一实施例的提取型芯的方法，若将利用上述的型芯来高压铸造的铸造品在390～520℃以上的温度下逐渐加热3～5分钟左右，则与高压铸造时不同地，热会传递至型芯的内部，从而型芯立刻成为熔融状态，并从铸造品中流下，由此能够简单地从铸造品中去除型芯。这样被去除的材料能够作为型芯用材料来重新使用。

13、而且，本发明中的高压铸造用可熔性型芯制造方法还可以包含：在将所制造的所述型芯设置在高压铸造用模型并高压铸造熔融金属后，加热至铸造合金的熔点以下的温度并提取所熔融的型芯的步骤。

14、本发明的另一方式涉及根据所述制造方法来制造的高压铸造用可熔性型芯。

15、本发明的又一方式涉及高压铸造用可熔性型芯，其特征在于，在包含从由氯化物系化学盐、碳化物系化学盐以及硫化物系化学盐构成的群中选择的任意一个的、具有比铸造金属的熔点低140～260℃的熔点的水溶性化学盐混合物中均匀地分散调配耐热性硬质粉末而形成为热容为90j/(mo·k)以上的熔融化学盐。

16、本发明的又一方式涉及高压铸造用可熔性型芯的提取方法，其特征在于，在将高压铸造用可熔性型芯加热至高压铸造后的产品的熔点以下的温度并进行熔融、提取后，用水进行清洗。

17、如果更具体地说明根据本发明的一实施例的高压铸造用可熔性型芯制造方法，则如下。具体而言，本发明中的高压铸造用可熔性型芯能够通过以下方式制造：将从由氯化物系化学盐、碳化物系化学盐以及硫化物系化学盐构成的群中选择的任意一个以上进行调配，并使水溶性化学盐混合物的熔融温度成为390～520℃。此外，还可以通过如下方式制造：在水溶性化学盐混合物中均匀地分散调配耐热性硬质粉末并使熔融化学盐的热容成为90j/(mo·k)以上。

18、在本发明中，关于制造所述水溶性化学盐混合物的调配比率而言，能够产生多种变更，也能够具有各种实施例，只要型芯用化学盐混合物的熔融温度范围(390～520℃)和熔融化学盐的热容成为90j/(mo·k)以上就可以，因此不局限于特定成分和调配比率。

19、以根据本发明的一实施例的水溶性化学盐混合物的调配比(mol％)，可以由45.5：33.5：20的kcl：mncl2：nacl、41.6：2.2：8.8：47.4的cacl2：kcl：mgcl2：nacl、60：40的crcl2：kcl、25：43.5：31.5的k2co3：li2co3：na2co3、55：45的k2co3：mgco3、18：82的k2so4：li2so4、75：25的k2so4：na2so4、52.9：27.2：19.8的licl：li2so4：li2co3、54.8：29：16.1的licl：li2so4：nacl、52.9：19.8：27.2的licl：li2co3：li2so4以及14：86的caso4：licl的水溶性化学盐混合物构成，但不限定于此。

20、具体而言，要将其中一部分的利用了氯化物系化学盐和碳化物系化学盐以及硫化物系化学盐的成分调配比和熔融温度以及热容的实施例如表所示进行例示并具体说明。

21、[表1]

22、 区分 种类 调配比(mol％) 熔点(℃) 热容(j/mo·k) cl-390 <![cdata[kcl-mncl₂-nacl]]> 45.5-33.5-20 390 92 cl-460 <![cdata[cacl₂-kcl-mgcl₂-nacl]]> 41.6-2.2-8.8-47.4 460 102 cl-474 <![cdata[crcl₂-kcl]]> 60-40 474 95 co-397 <![cdata[k₂co₃-li₂co₃-na₂co₃]]> 25-43.5-31.5 397 104 co-460 <![cdata[k₂co₃-mgco₃]]> 55-45 460 110 so-520 <![cdata[k₂so₄-li₂so₄]]> 18-82 520 108 so-441 <![cdata[k₂so₄-na₂so₄]]> 75-25 441 106 sc-455 <![cdata[licl-li₂so₄-li₂co₃]]> 52.9-27.2-19.8 455 94 csl-458 <![cdata[licl-li₂so₄-nacl]]> 54.8-29-16.1 458 93 csl-445 <![cdata[licl-li₂co₃-li₂so₄]]> 52.9-19.8-27.2 445 98 sl-512 <![cdata[caso₄-licl]]> 14-86 512 96

23、如上述表1的符号cl-390那样，若使氯化物系化学盐kcl、mncl2、nacl以45.5：33.5：20(mol％)混合熔融，则其熔点成为390℃，热容成为92j/(mo·k)左右。

24、另外，如符号co-397那样，若使碳化物系化学盐k2co3、li2co3、na2co3以25：43.5：31.5(mol％)调配熔融，则其熔点成为397℃，热容成为102j/(mo·k)。

25、另外，如符号so-520那样，若使硫化物系化学盐k2so4、li2so4以18：82(mol％)调配熔融，则其熔点成为520℃，热容成为108j/(mo·k)。

26、另外，如符号sc-455那样，若使氯化物系化学盐、硫化物系化学盐、碳化物系化学盐licl、li2so4、li2co3以52.9：27.2：19.8(mol％)混合熔融，则熔点成为455℃左右，热容成为94j/(mo·k)左右。

27、以同样的方法，如符号csl-445那样，若使氯化物系化学盐、碳化物系化学盐、硫化物系化学盐licl、li2co3、li2so4以52.9：19.8：27.2(mol％)混合熔融，则能够制作熔点成为445℃左右，并热容为98j/(mo·k)左右的高压铸造用型芯原料。

28、将在这里均匀地分散调配tio2、al2o3、zrsio4等耐热性硬质陶瓷粒子而使其热容成为90j/(mo·k)以上地所制造的熔融化学盐混合溶液注入到型芯模型中并使其凝固来制造型芯。具体而言，能够追加tio2、al2o3、zrsio4等耐热性硬质陶瓷粒子并使其均匀地分散，通过将硬质陶瓷粉末添加10～40％(wt％)左右，从而能够进一步提高型芯的热容，能够提高机械强度。

29、这样，通过将硬质陶瓷粉末分散混合的溶液注入型芯模型并使其凝固，从而能够制造高压铸造用可熔性型芯。

30、发明效果

31、根据基于本发明的高压铸造用可熔性型芯制造方法，使耐热性硬质陶瓷粉末分散到具有比铸造金属的熔点低140～260℃的熔点并其热容为90j/(mo·k)以上的水溶性化学盐的型芯的制造方法是能够容易地制造如铝、镁那样的金属的高压铸造用型芯的非常有用的技术，从铸造品中的型芯(core)提取方法也能够使其在铸造金属的熔点以下的温度下简单地加热提取，且型芯(core)材料也能够回收利用，因此在生产方面和经济方面具有非常优异的效果。

32、而且，具有如下优点：利用本发明的由熔点比铸造用合金低且热容高的水溶性化学盐制造的高压铸造用型芯，能够高压铸造在内部实现复杂的形状的厚壁产品。