[发明专利]耐火材料成形品用粘合剂

说明书

本发明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。

本发明是鉴于这种观点创造出的发明，本发明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，本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

按照本发明，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(α)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(α)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；