鑄鋼件的鑄造用溼砂型及其製造方法，以及使用了該溼砂型的鑄鋼件的製造方法與流程
2023-05-07 02:11:42 2
本發明涉及適於鑄造特別是作為難切削材為人所知的不鏽鋼系鑄鋼件的溼砂型及其製造方法，以及使用了該溼砂型的鑄鋼件的製造方法。
背景技術：
形成鑄鋼件的鑄造用溼砂型的型砂通常含有骨料(砂)、膨潤土等粘結材料、作為二次添加物的碳成分(煤料、澱粉等)、以及水。型砂中的骨料、粘結材料等的比例被恰當地設定使得經成型的溼砂型具有所期望的物性[透氣度、強度、型腔表面的穩定性和緊實率(CB值)等]。添加到型砂中的煤粉、焦炭粉、石墨粉、瀝青粉等碳成分抑制骨料(砂)向鑄件上的附著(粘砂)，使鑄態狀態下的鑄鋼件的鑄件表面品質穩定。關於煤料的技術公開於日本特開昭63-177939號和日本特開2009-291801號中。
日本特開昭63-177939號公開有如下的方法，即，將含有礦物油10～90重量％和碳質原料90～10重量％的鑄件砂模用添加劑1～2份、骨料100份、膨潤土(粘結材料)10份、澱粉1份、以及水3份混煉，將所得的型砂成型，由此來製造鑄造用溼砂型。另外，日本特開2009-291801號公開有如下的溼砂型用型砂，即，包含以含有甘油的食用植物油為主成分的碳質添加劑、膨潤土(粘結材料)、根據需要的澱粉等添加劑、以及一定量的水。
但是，日本特開昭63-177939號和日本特開2009-291801號中公開的添加劑都含有礦物油、碳質原料或植物油，若使用通過添加有它們的型砂而形成的溼砂型來鑄造含有0.05～0.60質量％左右的碳的亞共析組成的鑄鋼件，則有可能因溼砂型中所含的碳成分而在鑄件表面產生滲碳。一旦在鑄件表層有滲碳，則鑄鋼件就會變得難以切削。例如在作為內燃機用排氣部件使用的要求耐熱特性和耐腐蝕特性的不鏽鋼系鑄鋼件的情況下，該問題尤其嚴重。
技術實現要素：
發明所要解決的問題
因而，本發明的目的在於，提供在抑制粘砂的發生而維持媲美以往的鑄件表面品質的同時、抑制鑄件表層的滲碳的鑄鋼件的鑄造用溼砂型及其製造方法、以及使用了該溼砂型的鑄鋼件的製造方法。
用於解決問題的方法
為了兼顧在維持媲美以往的鑄件表面品質(粘砂)的同時抑制鑄件表層的滲碳這樣相互矛盾的兩個目的，進行了深入研究，結果發現，(1)將構成溼砂型的型砂中的碳成分的比例降低到不會產生滲碳的程度，並且(2)將形成於溼砂型的凹部的熱固性樹脂的覆蓋層的厚度設定為如下的厚度，即，在進入型腔的熔液的凝固開始之前用熱固性樹脂的分解氣體覆蓋型腔表面從而防止粘砂，並且當熔液凝固時立即使分解氣體消失，則可以同時實現鑄件表面品質的維持和鑄件表層的滲碳的抑制，從而想到了本發明。
即，用於鑄造鑄鋼件的本發明的溼砂型的特徵在於，
由含有砂、粘結材料、和相對於砂100質量份為3質量份以下的碳成分的型砂構成，
至少在包含鑄造鑄鋼件的型腔的凹部形成有熱固性樹脂的覆蓋層，
所述覆蓋層具有50～95的平均硬度(用自硬性硬度計測定)和0.5～2.5mm的厚度。
構成所述覆蓋層的熱固性樹脂的塗布量以固體成分為基準計優選為100～500g/m2。
在大氣中以10℃/分鐘的速度升溫到800℃後的所述覆蓋層的每單位體積的碳殘留量優選為20～200mg/cm3。
製造上述溼砂型的本發明的方法的特徵在於，
通過將含有砂、粘結材料、和相對於砂100質量份為3質量份以下的碳成分的型砂成型，製作具有包含用於鑄造鑄鋼件的型腔的凹部的至少一對溼砂型部(例如上模具和下模具)，
將含有熱固性樹脂和有機溶劑的塗布液至少塗布於所述凹部，
將塗布於所述凹部的熱固性樹脂加熱固化，形成具有50～95的平均硬度(用自硬性硬度計測定)的覆蓋層。
所述熱固性樹脂的加熱固化可以在合模之前和/或之後進行。第一實施方式中，在將所述熱固性樹脂加熱固化後將至少一對溼砂型部合模。第二實施方式中，通過第一固化工序和第二固化工序來進行使塗布的塗布液乾燥而成的覆蓋層的固化，所述第一固化工序加熱至平均硬度(用自硬性硬度計測定)為30～45，所述第二固化工序進一步加熱進行了一次固化的覆蓋層而使平均硬度(用自硬性硬度計測定)變為50～95。
所述塗布液的粘度優選為15～100mPa·s。
本發明的鑄鋼件的製造方法的特徵在於，使用上述溼砂型。
發明效果
本發明的溼砂型由於在由相對於砂100質量份含有3質量份以下的碳成分的型砂構成的溼砂型的凹部形成有熱固性樹脂的覆蓋層，並且所述覆蓋層具有50～95的平均硬度(用自硬性硬度計測定)和0.5～2.5mm的厚度，因此可以製造在維持媲美以往的鑄件表面品質的同時抑制鑄件表層的滲碳的鑄鋼件。
附圖說明
圖1是表示本發明的溼砂型的構成的剖面圖。
圖2是表示圖1的A部的放大部分剖面圖。
圖3(a)是表示圖1的溼砂型的製造工序的第一例的成型工序的剖面圖。
圖3(b)是表示圖1的溼砂型的製造工序的第一例的塗布液的塗布工序的剖面圖。
圖3(c)是表示圖1的溼砂型的製造工序的第一例的熱固性樹脂的固化工序的剖面圖。
圖3(d)是表示圖1的溼砂型的製造工序的第一例的合模工序的剖面圖。
圖4(a)是表示圖1的溼砂型的製造工序的第二例的成型工序的剖面圖。
圖4(b)是表示圖1的溼砂型的製造工序的第二例的塗布液的塗布工序的剖面圖。
圖4(c)是表示圖1的溼砂型的製造工序的第二例的熱固性樹脂的第一固化工序的剖面圖。
圖4(d)是表示圖1的溼砂型的製造工序的第二例的合模工序的剖面圖。
圖4(e)是表示圖1的溼砂型的製造工序的第二例的熱固性樹脂的第二固化工序的剖面圖。
圖5(a)是表示構成溼砂型的型砂(覆蓋熱固性樹脂之前)的放大概略圖。
圖5(b)是表示在構成溼砂型的型砂上覆蓋有熱固性樹脂的狀態的放大概略圖。
圖6是表示使用了圖1的溼砂型的鑄鋼件的製造方法的剖面圖。
圖7是表示圖6的B部的放大部分剖面圖。
圖8(a)是表示構成實施例1的溼砂型的型砂的SEM照片(100倍)。
圖8(b)是表示在構成實施例1的溼砂型的型砂上覆蓋有酚醛樹脂的狀態的SEM照片(100倍)。
具體實施方式
參照附圖對本發明的實施方式詳細說明如下，然而本發明並不限定於此。關於一個實施方式的說明只要沒有特別指出，則也適用於其他的實施方式。
圖1表示本發明的溼砂型的構成，圖2放大表示圖1的A部，圖3和圖4表示圖1的溼砂型的製造工序，圖6表示使用了圖1的溼砂型的鑄鋼件的製造工序。此處所謂「鑄鋼件」，是指含有0.05～0.6質量％的C和其他的元素(Ni、Cr、Si、W、Mo、Nb等)，餘部由Fe和不可避免的雜質構成的亞共析組成的鑄件，然而當然並非限定性的。
[1]溼砂型的構成
如圖1所示，由實質上不含有碳成分的型砂構成的溼砂型1由以分型面(合模面)1e合模的上模具1a和下模具1b構成。將上模具1a與下模具1b合模而得的溼砂型1具有用於在內部形成製品的型腔(製品型腔)1c、以及橫澆道1d。製品型腔1c和橫澆道1d由上模具1a和下模具1b各自當中的凹部形成。當然，也可以在溼砂型1的周圍配置型板。另外，也可以在制品型腔1c和橫澆道1d以外，還在溼砂型1中設置冒口、澆口、直澆道等。
(A)型砂
型砂含有砂、粘結材料、和碳成分。
(1)砂
作為構成型砂的骨料的砂本身可以是通常所用的砂，例如可以使用山砂、半合成砂或合成砂。山砂只要是天然產出的成分至少為2％的山砂即可，例如除了愛知縣產的野間砂、大阪府產的河內砂、三重縣產的志摩砂、島根縣產的松江砂、福島縣產的大田砂等以外，還可以舉出遠州砂、玄海砂等。作為半合成砂，可以舉出在山砂中適當地配合了矽砂、粘結劑以及添加劑的砂。作為合成砂，可以舉出完全不使用山砂而在矽砂等原料砂中配合粘結劑和添加劑而成的砂。作為合成砂中使用的原料砂，可以舉出蛙目矽砂、海灘砂和河砂等天然矽砂、人造矽砂、矽酸鋯、橄欖石砂、鉻鐵礦砂等。
(2)粘結材料
作為粘結材料，可以舉出膨潤土、粘土、蒙脫石、高嶺土等。粘結材料的量可以考慮溼砂型的特性適當地調整，然而一般相對於砂100質量份為5～12質量份。
(3)碳成分
作為碳成分，可以舉出煤、石墨、焦炭、瀝青焦炭、柏油等碳質原料，糊精、澱粉等澱粉質添加劑，礦物油、植物油等液態油等。碳成分不包含砂或粘結材料中所含有的碳化合物。碳成分既可以單獨使用，也可以2種以上組合使用。
為了防止鑄鋼件的滲碳，本發明中相對於砂100質量份將碳成分設為3質量份以下。如果使用由碳成分大於3質量份的型砂構成的溼砂型進行鑄造，則鑄件表層的滲碳就會發生。碳成分的配合量更優選為1質量份，最優選為0.7質量份以下。
(B)覆蓋層
如圖1和圖2所示，至少在制品型腔1c的表層，形成有由熱固性樹脂構成的具有50～95的平均硬度(用自硬性硬度計測定)的覆蓋層1f。從維持媲美以往的鑄件表面品質的同時抑制鑄件表層的滲碳的本發明的目的考慮，只要在制品型腔1c形成有覆蓋層1f即可，但如果在熔液流通的橫澆道1d也形成覆蓋層1f，則對於滲碳的抑制有效。因而，本發明中至少在包括型腔1c和橫澆道1d的凹部形成覆蓋層1f。此外，如果在分型面1e也形成覆蓋層1f，則可以提高其表面的強度，並且可以抑制供給熔液時的模具破損等。
熱固性樹脂只要是在接觸到鑄鋼的熔液時容易分解而氣化，並且具有合模時不會破損的高強度和高硬度的熱固性樹脂，就沒有特別限定，例如可以舉出酚醛樹脂、環氧樹脂、三聚氰胺樹脂、脲醛樹脂(urea resin)、不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂、聚氨酯、熱固性聚醯亞胺等。由熱固性樹脂構成的覆蓋層1f的平均硬度為50～95的範圍內。覆蓋層1f的硬度使用自硬性硬度計(株式會社Nakayama制、型號：NK-009)求出。如果覆蓋層1f的平均硬度過低，則無法抑制粘砂，另外如果過高，則無法確保透氣度，有可能產生氣體缺陷。
構成覆蓋層1f的熱固性樹脂在接觸到高溫的熔液時分解，變為氣體而消失，然而有可能一部分發生碳化從而在制品型腔1c的表層殘留碳成分。為了有效地抑制鑄件表層的滲碳，在大氣中以10℃/分鐘的速度從室溫升溫到800℃時的覆蓋層1f的每單位體積的碳的殘留量優選為200mg/cm3以下。如果碳的殘留量過少，則氣體的產生少，因此容易發生粘砂。因而，碳的殘留量優選為20mg/cm3以上。另外，如果碳的殘留量過多，則無法充分地防止鑄件表層的滲碳，因此優選將碳的殘留量的上限設為200mg/cm3。碳的殘留量更優選為20～100mg/cm3。還有，碳殘留量可以通過熱固性樹脂的熱重分析(Thermogravimetric Analysis：TGA)來測定。
如圖2所示，由砂1j和粘結材料(未圖示)等構成的溼砂型1為了確保透氣性在砂1j之間具有很多空隙(氣孔)1i。由於在有機溶劑中溶解有熱固性樹脂的塗布液滲透到存在於製品型腔1c的表層的氣孔1i，因此在塗布液乾燥後，會在存在於表層的砂1j的表面殘留熱固性樹脂。其結果是，在制品型腔1c的表層形成砂1j的表面被熱固性樹脂所覆蓋的區域。將該區域稱作覆蓋層1f。在覆蓋層1f中，砂1j的表面只是被熱固性樹脂所覆蓋，殘留有空隙(氣孔)1i。如圖2所示熱固性樹脂的深度並不恆定，因此通過平均值來表示覆蓋層1f的厚度T。只要對形成有覆蓋層1f的製品型腔1c的剖面測定多處(例如3處)並加以平均，就可以求出覆蓋層1f的厚度T的平均值。
如果覆蓋層1f的厚度T過大，則未被分解的熱固性樹脂就會發生碳化，有可能因殘留的碳成分而使鑄件表層滲碳。為了有效地抑制鑄件表層的滲碳，覆蓋層1f的厚度T優選為2.5mm以下，更優選為2.0mm以下，最優選為1.5mm以下。另外，如果覆蓋層1f的厚度T過小，則鑄造操作中覆蓋層1f容易發生剝離。如果覆蓋層1f發生剝離，則熔液就會侵入剝離部與溼砂型的砂直接接觸，因此會發生粘砂。因而，覆蓋層1f的厚度T優選為0.5mm以上。
覆蓋層1f不僅厚度T重要，熱固性樹脂的塗布量也很重要。熱固性樹脂的塗布量通過每單位面積的熱固性樹脂的乾燥重量(g/m2)表示。熱固性樹脂的塗布量優選為100～500g/m2。如果熱固性樹脂的塗布量小於100g/m2，則無法抑制粘砂。另外，如果熱固性樹脂的塗布量大於500g/m2，則不僅溼砂型的透氣度過小而有可能產生氣體缺陷，而且未被分解的熱固性樹脂發生碳化，有可能因殘留的碳成分而使鑄件表層滲碳。為了在維持良好的鑄件表面品質的同時，有效地抑制鑄件表層的滲碳，覆蓋層1f中的固化性樹脂的塗布量更優選為220～380g/m2。熱固性樹脂的塗布量可以通過將塗布液乾燥後的溼砂型的重量增加量ΔD(g)除以熱固性樹脂的塗布面積(m2)而求出。
覆蓋層1f的透氣度優選為70～150。如果覆蓋層1f的透氣度過小，則所產生的氣體被熔液捕獲，在所得的鑄鋼件中容易產生針孔等缺陷。另外如果覆蓋層1f的透氣度過大，則會因覆蓋層1f的剝離而使鑄鋼件的外觀惡化或發生掉砂。透氣度可以通過記載於JIS Z 2601的附錄3中的迅速法進行測定。
[2]溼砂型的製造方法
(A)第一例
(1)成型工序
由通過將給定量的砂、粘結材料、碳成分以及水混煉而製備出的型砂，如圖3(a)所示地成型出具有形成製品型腔1c和橫澆道1d的凹部1g-1、1g-2的上模具1a和下模具1b。為了使成型容易，並且確保溼砂型的強度，要考慮溼砂型的特性地適當地調整添加到型砂中的粘結材料和水的量，一般相對於砂100質量份，粘結材料為5～12質量份並且水為1～5質量份。
上模具1a和下模具1b可以通過例如向收納有形成了製品型腔、橫澆道等的模型的型箱內投入型砂後，利用搗振壓實法等進行壓縮，最後脫除模型而形成。
(2)塗布工序
如圖3(b)所示，向上模具1a和下模具1b的包含型腔1c和橫澆道1d的凹部1g-1、1g-2的表面和合模面1e，塗布含有用於形成覆蓋層1f的熱固性樹脂和有機溶劑的塗布液1k。圖示的例中不僅在凹部1g-1、1g-2，而且在合模面1e也塗布了塗布液1k，但只要至少塗布於凹部1g-1、1g-2即可。為了塗布量的穩定化和覆蓋層1f的膜厚均勻化，優選如圖3(b)所示通過水平移動的噴霧噴嘴10噴塗塗布液1k。
為了從凹部1g-1、1g-2的表面向砂粒1j的空隙1i內適量地滲透，塗布液1k優選具有15～100mPa·s的粘度(用JIS K6910的Brookfield粘度計測定)。其結果是，在凹部1g-1、1g-2的表層形成0.5～2.5mm的厚度T的覆蓋層1f。如果塗布液1k的粘度過大，則塗布液1k難以滲透到凹部1g-1、1g-2的表層，僅在凹部1g-1、1g-2的表面附近容易形成覆蓋層1f。由此，覆蓋層1f容易剝離，所得的鑄鋼件的外觀會惡化或發生掉砂。另一方面，如果塗布液1k的粘度過小，則塗布液1k過多地滲透，覆蓋層1f變得過厚。塗布液1k的塗布量隨著熱固性樹脂的濃度而不同，但優選將如上所述塗布於凹部1g-1、1g-2的熱固性樹脂的量以固體成分為基準計設定為100～500g/m2。
(3)覆蓋層形成工序
如圖3(c)所示，對塗布於上模具1a和下模具1b的凹部1g-1、1g-2的塗布液進行加熱，使熱固性樹脂固化。加熱可以在使有機溶劑蒸發的同時進行，也可以在有機溶劑的蒸發後進行。由此，可以形成用自硬性硬度計測定的平均硬度為50～95的範圍內的覆蓋層1f。塗布液1k的加熱方法沒有特別限定，例如可以如圖3(c)所示從水平移動的吹風機11吹送熱風，或通過排列於水平面上的加熱器進行加熱。
(4)合模工序
如圖3(d)所示，將在凹部1g-1、1g-2形成有覆蓋層1f的上模具1a與下模具1b合模，形成圖1所示的一體化的溼砂型1。
(B)第二例
參照圖4對溼砂型1的製造方法的第二例進行說明。還有，圖4中與圖3相同的部位使用了相同的符號，省略了詳細的說明。溼砂型1的製造方法的第二例除了具有圖4(c)和圖4(e)所示的第一和第二固化工序以外，與第一例相同。
第二例中，在通過圖4(b)所示的塗布工序向圖4(a)所示的成型工序中形成的上模具1a和下模具1b的凹部1g-1、1g-2塗布上塗布液1k後，在圖4(c)所示的第一固化工序中從吹風機11吹送熱風，對塗布液1k進行加熱，由此形成半固化層1L。在圖4(d)所示的合模工序中將形成有半固化層1L的上模具1a與下模具1b合模後，在圖4(e)所示的第二固化工序中，將從鼓風機12噴出的熱風通過橫澆道1d吹入型腔1c，使半固化層1L加熱固化形成覆蓋層1f。
通過像這樣在形成覆蓋層1f的第二固化工序之前，在第一固化工序中使之預固化而形成半固化層1L，可以防止由急劇的固化造成的覆蓋層1f的裂紋等，由此可以抑制鑄鋼件的外觀不良。從該觀點考慮，半固化層1L的用自硬性硬度計測定的平均硬度優選為30～45。第二例中，覆蓋層1f的平均硬度(用自硬性硬度計測定)也優選為50～95的範圍內。
通過本發明的方法，在用粘結材料結合的砂1j的表面[圖5(a)]形成薄的熱固性樹脂層。其結果是，至少在溼砂型1的凹部1g-1、1g-2形成殘留有空隙1i的覆蓋層1f[圖5(b)]。
[3]鑄鋼件的製造方法
如圖6所示，通過橫澆道1d向由形成有覆蓋層1f的上模具1a和下模具1b構成的溼砂型1的製品型腔1c中澆入熔液，從而製造出在粘砂方面維持媲美以往的鑄件表面品質的同時抑制了鑄件表層的滲碳的鑄鋼件。其理由雖然尚不明確，但可以推定如下。即，(a)當如圖7所示製品型腔1c的覆蓋層1f接觸到高溫的熔液M時，覆蓋層1f的熱固性樹脂就會幾乎完全地氣化，因此通過熱固性樹脂的分解氣體(以箭頭表示)抑制了粘砂，並且(b)0.5～2.5mm這樣較薄的覆蓋層1f在接觸到熔液M後立即消失，而且構成溼砂型1的型砂的碳成分也低至3質量份以下，因此凝固中的熔液M與碳接觸的時間短，抑制了鑄件表層的滲碳。滲碳層的形成得到抑制的鑄鋼件具有優異的切削性。還有，由於存在於覆蓋層1f的深的區域的熱固性樹脂比存在於淺的區域的熱固性樹脂略晚氣化，因此有助於在熔液M凝固之前阻止其與製品型腔1c的型砂直接接觸。
以下通過實驗例對本發明進行更詳細的說明，然而本發明並不受它們限定。
實施例1
(1)配砂工序
相對於矽砂100質量份，混合膨潤土8.1質量份、水3.0質量份、以及碳粉3質量份，製備出型砂。
(2)成型工序
向安放有鑄造方案模型的型箱中投入型砂後，用搗振壓實法進行壓縮，形成上模具和下模具。用自硬性硬度計(株式會社Nakayama制的NK-009)測定了上模具和下模具的凹部的5處，平均硬度為20。將成型的溼砂型的凹部表面的SEM照片(100倍)示於圖8(a)中。從圖8(a)可以清楚地看到，在由粘結材料覆蓋的砂之間存在很多空隙。
(3)塗布工序
如表2所示，將由酚醛樹脂40質量％和乙醇60質量％構成的塗布液(粘度：20mPa·s)塗布於上模具和下模具的凹部和合模面。塗布液的塗布量以固體成分為基準計為300g/m2。
(4)覆蓋層形成工序
通過白熾燈加熱固化塗布於上模具和下模具的凹部和合模面的塗布液，形成覆蓋層。將形成有覆蓋層的溼砂型的凹部表面的SEM照片(100倍)示於圖8(b)中。從圖8(b)中可以清楚地知道，在由覆蓋層覆蓋的砂之間也殘留有足夠的空隙，足以將熱固性樹脂的分解氣體排出。
(a)厚度T的測定
用勺子從形成有覆蓋層的上模具和下模具的凹部的表面切出5個縱×橫×深為3cm×3cm×3cm的方塊，不損壞覆蓋層地用毛刷從方塊中除去型砂，用遊標卡尺測定僅由固化覆蓋層構成的試樣的厚度。對全部的方塊進行該測定，將所得的測定值平均，作為覆蓋層的厚度T。其結果是，固化了的覆蓋層的厚度T為1.1mm。
(b)碳殘留量的測定
對測定了所述覆蓋層的厚度的1個試樣[覆蓋層的表面積：3×3cm2、覆蓋層的厚度：T、試樣的體積：3×3×T cm3]，在大氣中進行以10℃/分鐘的速度從室溫升溫到800℃的熱重分析(TGA)，測定出每單位體積的碳殘留量。其結果，覆蓋層的碳殘留量為100mg/cm3。
(c)硬度的測定
覆蓋層的硬度是用自硬性硬度計(株式會社Nakayama制的NK-009)測定5處並通過平均而求出。其結果是，凹部的覆蓋層的硬度為67。
(5)合模工序
將在凹部和合模面形成有覆蓋層的上模具和下模具通過通常的方法合模，製成溼砂型。
向上述溼砂型的型腔中，以1620～1630℃注入含有0.45質量％的C、1.30質量％的Si、1.02質量％的Mn、10.1質量％的Ni、19.9質量％的Cr、10.0質量％的Nb、0.15質量％的S、以及0.18質量％的N、餘部由Fe和不可避免的雜質構成的組成的熔液。在熔液凝固後，進行拆模而取出鑄鋼件，進行15分鐘的使用了平均直徑為2.4mm的鋼球的噴丸處理而除去附著於鑄件表面的型砂。同樣地製造出全部100個鑄鋼件。
(a)粘砂發生率的測定
目視觀察噴丸處理後的鑄件表面的粘砂，將發生了粘砂的鑄鋼件的個數除以鑄鋼件的總數(100個)，求出粘砂發生率(％)。其結果是，粘砂發生率為1％。
(b)表面缺陷發生率的測定
目視觀察伴隨著排氣不良產生的針孔、伴隨著凹部覆蓋層的裂紋或破損產生的毛刺等鑄鋼件的表面缺陷，將產生了表面缺陷的鑄鋼件的個數除以鑄鋼件的總數(100個)，求出表面缺陷發生率(％)。其結果是，表面缺陷發生率為2％。
(c)切削性的評價
為了評價鑄鋼件的鑄件表面的切削性，使用以PVD塗覆了TiAlN的硬質合金刀具，在下述的條件下進行了鑄鋼件的表層(包括鑄件表面的深度1.0mm的範圍)銑刀切削。
切削速度：150m/分鐘
切入深度：1.0mm
每刀進給量：0.2mm/刀
進給速度：381mm/分鐘
轉速：76rpm
切削液：無(乾式)
在硬質合金刀具的後刀面的磨損量為0.2mm以上時判定為到達工具壽命，將到達工具壽命之前的切削時間設為切削性的參數。在將比較例1的工具壽命(切削性)設為100時，實施例1的切削性為126。
實施例2
(a)將塗布液中的酚醛的比例設為30質量％，(b)將塗布液的粘度和塗布量分別設為17mPa·s和100g/m2，(c)變更覆蓋層形成工序的條件，由此在凹部形成了硬度為50、厚度T為2.3mm、以及碳殘留量為22mg/cm3的覆蓋層，除此以外，與實施例1相同地製造了100個鑄鋼件。與實施例1相同地測定了切削性、粘砂發生率和表面缺陷發生率，其結果是，切削性為133，粘砂發生率為3％，表面缺陷發生率為3％。
實施例3
(a)將塗布液中的酚醛的比例設為20質量％，(b)將塗布液的粘度分別設為13mPa·s，(c)以兩個階段進行覆蓋層的固化，在凹部形成硬度為50、厚度T為1.7mm、以及碳殘留量為50mg/cm3的覆蓋層，除此以外，與實施例1相同地製造了100個鑄鋼件。兩個階段的固化中，在第一固化工序形成硬度為36的半固化層，合模後，在第二固化工序中進一步加熱半固化層而使之完全固化。與實施例1相同地測定了切削性、粘砂發生率和表面缺陷發生率，其結果是，切削性為130，粘砂發生率為2％，表面缺陷發生率為4％。
實施例4～6
除了將塗布液中的酚醛的比例、以及塗布液的塗布量如表2所示地改變以外，與實施例1相同地製造了100個鑄鋼件。與實施例1相同地測定了各實施例的鑄鋼件的切削性、粘砂發生率和表面缺陷發生率。實施例4中，切削性為113，粘砂發生率為1％，表面缺陷發生率為4％。實施例5中，切削性為109，粘砂發生率為1％，表面缺陷發生率為3％。實施例6中，切削性為118，粘砂發生率為2％，表面缺陷發生率為2％。
比較例1
除了將型砂中的碳粉的比例設為4.0質量份以外，與實施例1相同地製造了100個鑄鋼件。與實施例1相同地測定了切削性、粘砂發生率和表面缺陷發生率，其結果是，切削性為100，粘砂發生率為3％，表面缺陷發生率為11％。
比較例2
除了將塗布液中的酚醛的比例、以及塗布液的塗布量如表2所示地改變以外，與比較例1相同地製造了100個鑄鋼件。與實施例1相同地測定了切削性、粘砂發生率和表面缺陷發生率，其結果是，切削性為92，粘砂發生率為1％，表面缺陷發生率為35％。
比較例3
除了將塗布液中的酚醛的比例、以及塗布液的塗布量如表2所示地改變以外，與實施例1相同地製造了100個鑄鋼件。與實施例1相同地測定了切削性、粘砂發生率和表面缺陷發生率，其結果是，切削性為72，粘砂發生率為23％，表面缺陷發生率為10％。可以認為，切削性的惡化是由鑄件表面的粘砂所致。
將實施例1～6和比較例1～3的溼砂型的製造條件表示於表1中，將塗布於溼砂型上的塗布液的組成、粘度和塗布量、以及覆蓋層的硬度、厚度和碳殘留量表示於表2中。另外，將實施例1～6和比較例1～3的鑄鋼件的切削性、粘砂發生率和表面缺陷發生率、以及綜合判定以如下所示的三級評價表示於表3中。
切削性(將比較例1設為100而以相對值表示。)
◎：120以上。
○：大於100且小於120。
×：100以下。
粘砂發生率
◎：2％以下。
○：大於2％且小於10％。
×：10％以上。
表面缺陷發生率
◎：2％以下。
○：大於2％且小於10％。
×：10％以上。
綜合判定
◎：切削性、粘砂發生率和表面缺陷發生率的評價全都為◎時。
○：切削性、粘砂發生率和表面缺陷發生率的任意一個評價為○時。
×：切削性、粘砂發生率和表面缺陷發生率的任意一個評價為×時。
[表1]
註：(1)成型了的上模具和下模具的凹部(未形成覆蓋層)的平均硬度。
[表2]
註：(1)凹部的表面硬度。
(2)酚醛。
(3)通過第一和第二固化工序進行熱固性樹脂的加熱固化，第一固化工序後的凹部表面硬度為36。
[表3]
實施例1～6中，通過如上所述地調整溼砂型中所含的碳成分的比例、覆蓋層的表面硬度，可以得到如表3所示切削性為優異的○或◎判定、粘砂和表面缺陷的發生被抑制為○或◎判定的鑄鋼件。另一方面，溼砂型中所含的碳成分的比例、覆蓋層的表面硬度脫離本發明所規定的範圍的比較例1～3中，切削性、粘砂和表面缺陷的任意一項、或全部為×判定。
符號的說明
1：溼砂型，1a：上模具，1b：下模具，1c：製品型腔，1d：橫澆道，1e：分型面，1f：覆蓋層，1g-1、1g-2：凹部，1i：空隙，1j：砂，1k：塗布液，1L：半固化層，M：熔液。