JPH0318449A - Casting method for using organic self-hardening mold - Google Patents
Casting method for using organic self-hardening moldInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(技術分野)
本発明は、有機自硬性鋳型を用いた鋳造方法に係り、特
にその鋳型造型工程において、鋳物砂の硬化速度を制御
する方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a casting method using an organic self-hardening mold, and particularly to a method of controlling the hardening rate of foundry sand in the mold making process.
(背景技術)
従来から、鋳造品のうち、工作機械部品等の製品重量が
50kg以上の、所謂中物、大物は有機自硬性鋳型を用
いた鋳造方法により製作されることが多い。そして、こ
の有機自硬性鋳型を用いる手法はノーベーク法等とも称
され、熱を加えることなく硬化せしめて、目的とする鋳
型を得ることが出来るものであり、そのために、有機質
粘結材として多くはフラン系樹脂などの樹脂を用いて鋳
型の造型が行なわれることが多いが、一般には、分子量
の余り大きくない液状縮金物の樹脂を用い、これに酸性
硬化触媒(硬化剤)を混合して縮合反応を開始せしめ、
次第に活性を増大させて、最終的には三次元架橋により
結合力を最大と為して、目的とする鋳型として完威して
いる。そして、このような有機自硬性鋳型を用いて鋳造
するに際しては、そのような鋳型の造型の後、その得ら
れた有機自硬性鋳型に対して所定の溶湯を注湯して鋳造
を行ない、更にその後、かかる鋳型の型ばらしにより、
形成された鋳物製品を取り出す一方、鋳物砂には、それ
に混入した鋳物パリ、鉄片、鉄粉等の夾雑物(介在物)
との磁気分離操作が施され、回収されて、再使用される
こととなる。(Background Art) Conventionally, among cast products, so-called medium and large products weighing 50 kg or more, such as machine tool parts, are often manufactured by a casting method using an organic self-hardening mold. This method of using an organic self-hardening mold is also called the no-bake method, and it allows the desired mold to be obtained by curing without applying heat.For this reason, it is often used as an organic binder. Molds are often made using resins such as furan-based resins, but in general, liquid condensate resins whose molecular weight is not too large are used, and an acidic curing catalyst (curing agent) is mixed with this to perform condensation. start the reaction,
The activity is gradually increased, and finally the binding strength is maximized through three-dimensional crosslinking, making it a perfect template for the intended purpose. When casting using such an organic self-hardening mold, after forming such a mold, a predetermined amount of molten metal is poured into the obtained organic self-hardening mold, and then casting is performed. After that, by breaking the mold,
While the formed casting product is taken out, the casting sand contains foreign matter (inclusions) such as cast iron, iron pieces, and iron powder mixed into it.
It will be subjected to magnetic separation, recovered and reused.
ところで、このような有機自硬性鋳型を用いた鋳造法は
、(a)常温で完全に硬化するために、焼威に要する労
力、時間が不要で、造型工数が削減出来る、(b)鋳型
強度が高く、寸法精度の高い高品質な鋳物が出来る、(
C)硅砂の省資源、産業廃棄物、公害防止に貢献出来る
、(d)注湯後の砂の崩壊性が優れており、使用砂の回
収が90〜95%可能で、繰返し使用することが出来、
鋳物砂のクローズドシステムが可能となる等、の特徴を
有しており、これらの理由から、一般産業機械、工作機
械部品の鋳造において、今日多くの鋳造工場で採用され
ているのである。By the way, the casting method using such an organic self-hardening mold has two advantages: (a) it completely hardens at room temperature, so there is no need for the labor and time required for firing, reducing the number of molding steps; and (b) the mold strength is improved. It is possible to produce high-quality castings with high dimensional accuracy and high dimensional accuracy.
C) It can contribute to the resource saving of silica sand, industrial waste, and pollution prevention. (d) The sand has excellent disintegration properties after pouring, and 90 to 95% of the used sand can be recovered, and it can be used repeatedly. Done,
It has the following characteristics, such as enabling a closed system for molding sand, and for these reasons, it is used in many foundries today for casting general industrial machinery and machine tool parts.
而して、このように多くの利点を有する有機自硬性鋳型
にあっては、鋳型強度が、鋳物砂に添加される樹脂と硬
化剤による縮合反応がもたらす三次元架橋の結合力に掛
かっているのであり、そして、該縮合反応は、温度によ
って反応速度が大きく左右されるものであるところから
、造型時の環境温度の変動によって、鋳物砂の硬化速度
、換言すれば鋳型の造型に要する時間にかなりの差が生
じる問題があった。Therefore, in the case of organic self-hardening molds that have many advantages, the strength of the mold depends on the bonding strength of the three-dimensional crosslinks brought about by the condensation reaction between the resin added to the foundry sand and the hardening agent. Since the reaction rate of the condensation reaction is greatly influenced by temperature, the hardening rate of the foundry sand, or in other words, the time required to make the mold, can be affected by fluctuations in the environmental temperature during mold making. There was a problem that caused a considerable difference.
事実、鋳造工場においては、年間を通じて工場内の気温
や模型・鋳枠等の温度を一定に保っておくことが難しく
、夏期と冬期の温度差が30゛c以上になることも珍し
くないのであり、また、鋳造の操業に当たっては、非量
産型では製品毎に模型と鋳枠が変わるところから、それ
らの温度変化は少ない一方、中量産型のように単時間で
抜型を行ない、すぐに同じ模型・鋳枠を用いて造型を行
なうものにあっては、模型と鋳枠の温度が次第に上昇し
て行くこととなるのである。従って、かかる様々な温度
変化に起因して、鋳型の硬化時間にバラツキが生じてし
まうのであり、かかる造型サイクルの乱れは、延いては
生産サイクル全体を乱す原因となるのである.
そのため、かかる鋳型の硬化時間のバラツキを制御する
必要があり、また、同じ有機自硬性プロセスを用いる製
品であっても、製作数量、納期により一日当たりの造型
数が設定されるのであり、そうした生産速度から規定さ
れる鋳型の造型サイクルに合致させて、鋳型の硬化時間
を制御する必要もあって、従来にあっては、硬化剤(例
えば、スルホン酸に添加剤を混ぜたもの)を数種類用意
しておき、設定された鋳型の硬化時間に応じて、使用す
る硬化剤を適宜に選択し、且つその添加量を調整してい
たのである。In fact, in foundries, it is difficult to keep the temperature inside the factory and the temperature of models, casting flasks, etc. constant throughout the year, and it is not uncommon for the temperature difference between summer and winter to be more than 30°C. In addition, during casting operations, in non-mass production molds, the mold and flask are different for each product, so there is little temperature variation, whereas in the case of medium-mass production molds, the molds are removed in a short period of time, and the same model can be immediately replaced.・When molding is performed using a flask, the temperature of the model and flask gradually rises. Therefore, due to such various temperature changes, variations occur in the curing time of the mold, and such disturbances in the molding cycle eventually cause disturbances in the entire production cycle. Therefore, it is necessary to control variations in the curing time of such molds, and even for products that use the same organic self-hardening process, the number of molds made per day is determined by the production quantity and delivery date. It is also necessary to control the curing time of the mold in accordance with the mold making cycle specified by the speed, so conventionally several types of curing agents (for example, a mixture of sulfonic acid and additives) are prepared. Then, the curing agent to be used was appropriately selected and the amount added was adjusted according to the set curing time of the mold.
例えば、模型の種類と温度、枠のサイズと温度、砂の温
度、添加されるレジン及び硬化剤が一定に設定されたと
すると、夏期に10〜15分で抜型出来た鋳型が、冬期
には20分以上かかる場合があるが、そうした場合に、
硬化剤の添加量が増加され、更にその最多添加量によっ
てもなお硬化時間が遅い場合には、硬化剤の種類が変更
されて、夏期とほぼ同等の所要時間で抜型を行ない得る
ようにしていたのである。For example, assuming that the type and temperature of the model, the size and temperature of the frame, the temperature of the sand, the added resin and hardening agent are set constant, a mold that can be removed in 10 to 15 minutes in the summer will take 20 minutes to be removed in the winter. It may take more than a minute, but in such case,
The amount of hardening agent added was increased, and if the curing time was still slow even with the maximum amount added, the type of hardening agent was changed so that mold cutting could be done in approximately the same amount of time as in summer. It is.
而して、このような従来手法では、複数の硬化剤を使用
するところから、硬化時間の制御が複雑となり、万一間
違えた場合には、造型工程のみならず、生産プロセス全
体が狂う虞れがあった。また、多種類の硬化剤を管理す
る必要があり、管理が複雑となると共に、複数のタンク
等の設備も必要であった.更に、大物の造型にあっては
、肌砂層を均一に形成する必要があるところから、鋳物
砂の充填に10分程度を要することがあり、このため硬
化剤を多く含む場合には、充填中に硬化が始まって、作
業性の低下及び型の不良を惹き起こす懸念もあった。However, in such conventional methods, controlling the curing time is complicated because multiple curing agents are used, and if a mistake is made, there is a risk that not only the molding process but the entire production process will be disrupted. was there. In addition, it was necessary to manage many types of curing agents, which made management complicated and required equipment such as multiple tanks. Furthermore, when molding large objects, it may take about 10 minutes to fill the molding sand because it is necessary to form a uniform sand layer. There was also a concern that curing would begin, resulting in decreased workability and defective molds.
一方、直接に温度を制御しようとする場合には、鋳物砂
や模型・鋳枠等を加熱しなければならず、その処理自体
が大掛かりになると共に、鋳物砂に、充填当初から熱が
かかることとなって、充填中に硬化が始まる可能性が大
きく、実用上、その採用は困難であったのである。On the other hand, when trying to directly control the temperature, it is necessary to heat the molding sand, model, mold, etc., which requires a large-scale process, and the molding sand is exposed to heat from the beginning of filling. As a result, there is a high possibility that hardening will begin during filling, making it difficult to use in practice.
(解決課題)
かかる状況下において、本発明の課題とするところは、
有機自硬性鋳型を用いた鋳造方法において、鋳型の硬化
時間を簡便に且つ安定的にコントロールし得る手法を提
供すると共に、硬化剤の使用種類及び使用量を低減して
、その管理を簡略化させることにある。(Problem to be solved) Under such circumstances, the problem to be solved by the present invention is to
In a casting method using an organic self-hardening mold, a method for easily and stably controlling the hardening time of the mold is provided, and the type and amount of hardening agent used is reduced to simplify its management. There is a particular thing.
(解決手段)
そして、本発明は、かかる課題を解決するために、有機
自硬性の鋳物砂を用いて、目的とする鋳型の造型を行な
った後、その得られた有機自硬性鋳型に所定の溶湯を注
湯して鋳造を行なうことからなる、有機自硬性鋳型を用
いた鋳造方法において、前記鋳型の造型を、鋳枠内に配
置した模型表面に前記鋳物砂にて所定厚みの肌砂層を形
成した後に、耐熱性のボリューム増加材を投入して充填
し、更にその上に必要に応じて前記鋳物砂を裏砂として
投入することにより、実施すると共に、かかるボリュー
ム増加材を所定の温度に予め加熱せしめておくことによ
り、該ボリューム増加材の熱にて前記鋳型を形成する鋳
物砂の硬化速度を制御するようにしたのである。(Solution Means) In order to solve this problem, the present invention uses organic self-hardening molding sand to mold a target mold, and then applies a predetermined method to the obtained organic self-hardening mold. In a casting method using an organic self-hardening mold, which involves pouring molten metal and performing casting, the mold is formed by forming a surface sand layer of a predetermined thickness with the molding sand on the surface of the model placed in a casting flask. After the formation, a heat-resistant volume increasing material is added and filled, and if necessary, the above-mentioned foundry sand is added as backing sand, and the volume increasing material is heated to a predetermined temperature. By heating the molding sand in advance, the heat of the volume increasing material controls the hardening speed of the molding sand forming the mold.
(具体的構e.)
要するに、本発明は、有機自硬性鋳型の硬化速度の制御
を、投入される硬化剤によるのではなく、ボリューム増
加材に加えた熱によって行なうこととしたのである.
ところで、このボリューム増加材なるものは、有機自硬
性鋳型のサンド/メタル比を低減させる目的で使用され
るものであり、鋳型の肌砂層を除いた部分に、自硬性の
鋳物砂に変わって用いられるものである.第1図は、本
発明の鋳造方法において使用される有機自硬性鋳型の一
例を示しているが、製品キャビティ10を構威する上型
2と下型4のそれぞれは、鋳枠6内に鋳物砂8が充填せ
しめられることによって、形成されている。そして、上
下型2、4共に、キャビティ面を構成する肌砂層を除い
た部分は、鋳物砂8以外の耐熱性を有する構戒材料、例
えばレンガ片、金属片、セラξツクス片等からなるボリ
ューム増加材18によって充填されているのである。か
かる鋳型構造を採ることによって、鋳物砂8の使用量が
効果的に低減されて、鋳型(2、4)の硬化速度が速め
られると共に、コストダウンが図られ得るのである。(Specific structure e.) In short, in the present invention, the curing speed of the organic self-hardening mold is controlled not by the curing agent added, but by the heat added to the volume increasing material. By the way, this volume increasing material is used for the purpose of reducing the sand/metal ratio of organic self-hardening molds, and is used instead of self-hardening foundry sand in the part of the mold excluding the surface sand layer. It is something that can be done. FIG. 1 shows an example of an organic self-hardening mold used in the casting method of the present invention, in which an upper mold 2 and a lower mold 4, which constitute a product cavity 10, each contain a mold to be cast in a flask 6. It is formed by being filled with sand 8. The parts of both the upper and lower molds 2 and 4, excluding the skin sand layer constituting the cavity surface, are volumes made of heat-resistant materials other than the molding sand 8, such as brick pieces, metal pieces, ceramic pieces, etc. It is filled with the increasing material 18. By adopting such a mold structure, the amount of molding sand 8 used can be effectively reduced, the curing speed of the molds (2, 4) can be increased, and costs can be reduced.
なお、図において、12は中子、.14は湯口、16は
上がりである。In addition, in the figure, 12 is a core, . 14 is the sprue, and 16 is the top.
そして、本発明で使用されるボリューム増加材18は、
所定の鋳枠6内への充填に先立って、予め所定の温度に
加熱せしめられているのである。The volume increasing material 18 used in the present invention is
Before being filled into a predetermined flask 6, it is heated to a predetermined temperature in advance.
例えば、第2図は、ボリューム増加材に対して温度制御
を行なうようにした造型ラインの一例を示している。か
かるラインにおいて、造型された有機自硬性鋳型は、鋳
造が済むと型ばらしされ、所定の磁気分離装置によって
、鋳物砂から鋳物パリ等の介在物が除去されると共に、
所定の回収装置によってボリューム増加材が分離されて
、残った鋳物砂は砂再生装置に送られる一方、ボリュー
ム増加材は、温度調整装置に移送されて、所定の温度に
調整せしめられた上で、続く造型サイクル用にストック
されるのである。For example, FIG. 2 shows an example of a molding line in which the temperature of the volume increasing material is controlled. In such a line, the molded organic self-hardening mold is demolded after casting, and inclusions such as mold particles are removed from the molding sand by a predetermined magnetic separation device, and
The volume increasing material is separated by a predetermined recovery device, and the remaining molding sand is sent to a sand regeneration device, while the volume increasing material is transferred to a temperature adjustment device and adjusted to a predetermined temperature. It is stored for the next molding cycle.
より詳細には、前記分離せしめられたボリューム増加材
1日は、先ず、回収用ホッパー22から出る時に温度計
測が為されるのであり、回転型のドラム28の中を移動
する間に、バーナー等の加熱手段や冷却空気の送風機等
の冷却手段にて構成される加熱冷却装置30によって、
所定の設定温度になるように、昇温・降温されるのであ
る。そして、温度調整が終了した後にストック用のホッ
パ−24を通じて、充填用供給装置26に移送されてス
トックされるのである。なお、加熱用の熱源としては、
分離直後の鋳物砂の余熱を利用することも可能である。More specifically, the temperature of the separated volume increasing material is first measured when it comes out of the recovery hopper 22, and while it is moving through the rotating drum 28, it is exposed to burners, etc. The heating and cooling device 30 is composed of a heating means and a cooling means such as a cooling air blower.
The temperature is raised or lowered to reach a predetermined set temperature. After the temperature adjustment is completed, the liquid is transferred to the filling supply device 26 through the stock hopper 24 and stocked. In addition, as a heat source for heating,
It is also possible to utilize the residual heat of the foundry sand immediately after separation.
そして、温度調整の各種条件、例えば加熱手段・冷却手
段(30)の温度設定及びボリューム増加材18のドラ
ム28中での移動速度等は、ボリューム増加材l8の前
記測定温度や処理量、更に設定温度等によって決定され
るものであり、中間点での計測によるフィードバック制
御も可能である。Various conditions for temperature adjustment, such as the temperature setting of the heating means/cooling means (30) and the moving speed of the volume increasing material 18 in the drum 28, are determined by the above-mentioned measured temperature and processing amount of the volume increasing material 18, and further settings. It is determined by temperature, etc., and feedback control by measurement at intermediate points is also possible.
ところで、ボリューム増加材の具体的な温度設定域は、
鋳物砂、型、鋳枠の温度やラインの設定サイクル等によ
って決められるものであるが、例えば、全体の温度が低
い上に、造型サイクルが短い場合には、lOO゜C程度
の高温に設定され、また一方、全体の温度が高いにも拘
わらず造型サイクルが長い場合には、50″C程度の低
温に設定されることとなる。By the way, the specific temperature setting range for the volume increase material is as follows:
It is determined by the temperature of the molding sand, mold, and flask, and the setting cycle of the line. For example, if the overall temperature is low and the molding cycle is short, the temperature may be set to a high temperature of about 100°C. On the other hand, if the molding cycle is long despite the overall temperature being high, the temperature will be set at a low temperature of about 50''C.
そして、具体的な設定温度が決定されると、第3図に示
すような操作によって、ボリューム増加材の温度制御が
実行されるのである。一般に、分離直後のボリューム増
加材は、鋳造ラインの操業状態にも拠るが、常温から2
0 0 ’C程度になっており、このボリューム増加
材の測定温度と、種々の条件設定因子(個々の温度、設
定サイクル等)により設定された温度値とが比較され、
ボリューム増加材の温度が高い場合には冷却工程が、低
い場合には加熱工程が実施されて、再度の温度チェック
及び温度調整によって、所定の温度に制御されることと
なるのである。Then, once a specific set temperature is determined, temperature control of the volume increasing material is executed by operations as shown in FIG. In general, the volume increasing material immediately after separation is
The measured temperature of this volume increasing material is compared with the temperature value set by various condition setting factors (individual temperature, setting cycle, etc.).
When the temperature of the volume increasing material is high, a cooling process is performed, and when it is low, a heating process is performed, and the temperature is controlled to a predetermined temperature by checking and adjusting the temperature again.
なお、ボリューム増加材は、一般には、30〜lOO゜
Cの温度域にコントロールされることとなる。そして、
該ボリューム増加材は、特にその大きさや形状が限定さ
れるものではないが、蓄熱材として使用されるものであ
るところから、所定容量を有することが望ましく、一般
に20mm〜40閣φ程度のものが使用されることとな
り、また、異なる大きさのものを組み合わせて使用する
ことも勿績可能である。Incidentally, the temperature of the volume increasing material is generally controlled within a temperature range of 30 to 100°C. and,
The volume increasing material is not particularly limited in its size or shape, but since it is used as a heat storage material, it is desirable to have a predetermined capacity, and it is generally about 20 mm to 40 mm in diameter. Of course, it is also possible to use a combination of different sizes.
また、ボリューム増加材の温度調整を行なう方法として
は、前記具体例に挙げたようなバッチ処理が、タンクに
ストック出来るところから、大物の鋳造時などのように
一度に大量のボリューム増加材を必要とする場合に適し
た方法であり、一方、小物を短いサイクルで流すような
ラインでは、逐次処理型のライン処理が適している。こ
のライン処理は、分離装置から造型工程へとボリューム
増加材を移送する移送管に対して、所定の加熱・冷却装
置を設けて、該移送管内をボリューム増加材が通過する
際に温度調整を行なうものであり、移送管を、例えばス
クリュー形状とすることにより、効果的に行なわれ得る
。そして、これらの両処理方法は、造型ラインで処理さ
れる品物の種類、鋳枠の大きさ、造型サイクル等によっ
て適宜に選択されることとなる。In addition, as a method for adjusting the temperature of the volume increasing material, batch processing as mentioned in the above specific example is possible because it can be stocked in a tank. On the other hand, sequential processing type line processing is suitable for lines where small items are passed in short cycles. In this line processing, a predetermined heating/cooling device is installed on the transfer pipe that transfers the volume increasing material from the separation device to the molding process, and the temperature is adjusted when the volume increasing material passes through the transfer pipe. This can be effectively carried out by making the transfer tube, for example, in the shape of a screw. These two processing methods are appropriately selected depending on the type of product to be processed in the molding line, the size of the flask, the molding cycle, etc.
そして、本発明に従う鋳造方法にあっては、このように
して所定の温度に予め加熱せしめられたボリューム増加
材を、鋳枠内に配置した模型表面に鋳物砂にて所定厚み
の肌砂層が形成された後に、鋳枠内へ供給するのである
。その際に使用される鋳物砂は、従来と同様のものであ
って、有機質粘結材としてフラン系樹脂、フェノール系
樹脂、アクリル系樹脂等の樹脂が配合され、またそのよ
うな樹脂を硬化せしめるための硬化剤が添加せしめられ
てなるものである。但し、.鋳物砂の硬化速度をボリュ
ーム増加材の熱にて制御するという本発明の主旨からし
て、硬化剤の配合量は、従来に比して低く抑えられるこ
ととなる。そのため、肌砂層の形成中に硬化が始まるこ
とが防止され得るのであり、一方、肌砂層の形戒後は、
温度コントロールの施されたボリューム増加材が投入さ
れることにより、外気温や模型・鋳枠の温度に拘わらず
、直ちに鋳物砂の硬化が開始されるのである。そして、
ボリューム増加材の充填の後には、必要に応じて裏砂が
所定厚さで形成され、鋳型の補強が図られることとなる
ウ
なお、当然のことながら、それら肌砂、ボリューム増加
材、裏砂を投入するときには、従来の砂充填作業と同様
に、振動発生機等で振動を与え、鋳物砂及びボリューム
増加材の充填性の向上が図られることとなる。また、鋳
型内の鋳物砂とボリューム増加材との比率は、製品の形
状、寸法、重量、更には鋳枠の構造等により一定ではな
いが、、鋳枠内の30〜40%の容積を該ボリューム増
加材にて置き換えることが可能であり、それによって鋳
型全体の強度を低下さゼ・ることばない。In the casting method according to the present invention, the volume increasing material, which has been preheated to a predetermined temperature in this way, is placed in a casting flask, and a surface sand layer of a predetermined thickness is formed with molding sand on the surface of the model. After that, it is fed into the flask. The molding sand used in this process is the same as conventional molding sand, and contains resins such as furan resin, phenol resin, and acrylic resin as an organic binder, and also hardens such resins. It is made by adding a hardening agent for this purpose. however,. Since the purpose of the present invention is to control the hardening speed of the foundry sand using the heat of the volume increasing material, the amount of the hardening agent to be blended can be kept lower than in the past. Therefore, hardening can be prevented from starting during the formation of the sand layer, while after the formation of the sand layer,
By adding the temperature-controlled volume increasing material, the molding sand immediately begins to harden, regardless of the outside temperature or the temperature of the model or flask. and,
After filling with the volume increasing material, backing sand is formed to a predetermined thickness as necessary to strengthen the mold.Of course, these sand, volume increasing material, and backing sand are When charging the molding sand, as in conventional sand filling work, vibration is applied using a vibration generator or the like to improve the filling properties of the foundry sand and the volume increasing material. In addition, the ratio of the foundry sand and the volume increasing material in the mold is not constant depending on the shape, size, weight of the product, and the structure of the flask, but the ratio is approximately 30 to 40% of the volume in the flask. It can be replaced with a volume increasing material, which reduces the overall strength of the mold.
上述のようにして充填が済むと、鋳型の表面層が硬化す
るのを待っ”ζ、.抜型が行なわれることとなる。その
際、本発明にあっては、ボリューム増加材の熱によって
、硬化時間が自由にコントロール出来るのであり、冬場
の硬化遅延が防止されると共に、各種の温度条件のバラ
ツキに起因する硬化時間のバラツキが効果的に回避され
るのである。After filling as described above, wait until the surface layer of the mold hardens and then remove the mold.At this time, in the present invention, the volume increasing material is hardened by heat. Since the time can be freely controlled, curing delays in winter can be prevented, and variations in curing time due to variations in various temperature conditions can be effectively avoided.
そして、抜型された鋳枠と模型とは、次の造型に使用さ
れ得るように、直ちに充填工程に戻される一方、得られ
た鋳型は、必要に応じて塗型工程に移送されることとな
る。なお、この時点では、内部まで完全に縮合反応が終
わっていないことから、続く塗型工程までに所定の時間
を置く必要があるが、塗型開始までの時間を短縮するた
めに、抜型時間を遅らせて充分に内部まで熱を伝達させ
る方法により、造型開始から塗型・型合わせまでの全体
の時間を短縮することも可能である。Then, the removed flask and model are immediately returned to the filling process so that they can be used for the next mold, while the obtained mold is transferred to the mold coating process as necessary. . Note that at this point, the condensation reaction has not completely completed to the inside, so it is necessary to allow a certain amount of time before the subsequent mold coating process, but in order to shorten the time until the mold coating starts, the mold removal time is By delaying and sufficiently transmitting heat to the inside, it is also possible to shorten the overall time from the start of molding to mold coating and mold matching.
そして、本発明に従う鋳造方法にあっては、内部まで完
全に硬化するのを待って、鋳型に塗型を必要に応じて行
ない、型合わせを行なった後、常法に従って所定の溶湯
、例えば鋳鉄溶湯や溶鋼等が注湯されて、目的とする鋳
物製品の鋳造が行なわれる。その後、冷却が終了すると
、鋳型が型ばらしされて、かかる鋳型内に形成された鋳
物製品が取り出されるのであるや得られた鋳物製品は、
更にショットブラスト処理及びバリすりを経た後、素材
完成品とされることとなる。一方、型ばらしが行なわれ
た鋳物砂からは、マグネットセバレーターによって、鋳
物砂に混入した鋳物パリ、鉄片、鉄粉等の介在物が、従
来と同様にして、磁気によって分離されると共に、ブレ
ーカースクリーン等の所定の吸引装置によって、ボリュ
ーム増加材が分離されるのである。そして、鋳物砂は再
生処理を施された後、再使用に備えてストックされ、ボ
リューム増加材は、温度調整を施された後、ストックさ
れることとなる。In the casting method according to the present invention, after waiting for the inside to completely harden, coating the mold as necessary and performing mold matching, a predetermined molten metal, such as cast iron, is poured in accordance with a conventional method. Molten metal, molten steel, etc. are poured into the mold to form the desired cast product. Thereafter, when cooling is completed, the mold is demolded and the cast product formed in the mold is taken out.
After further shot blasting and deburring, the material is made into a finished product. On the other hand, from the molding sand that has been demolded, a magnetic separator is used to magnetically separate inclusions such as mold particles, iron pieces, and iron powder that have been mixed into the molding sand, as in the conventional method. The volume-enhancing material is separated by means of a predetermined suction device, such as a screen. The foundry sand is recycled and then stored for reuse, and the volume increasing material is temperature-adjusted and then stored.
ところで、従来から提案されていたボリューム増加材は
、鋳物砂からの分離が困難で回収が難しいという問題を
有していたが、かかるボリューム増加材に対して、耐熱
性のみではなく、磁性をも付与せしめることにより、鋳
物パリ等を除去するマグネットセバレーター等をそのま
ま用いて、容易に該ボリューム増加材を回収することが
出来るのであり、鋳造の自動化が図られ得ると共に、特
別の吸引装置も不要となる優れた効果が得られることと
なる。例えば、そのようなボリューム増加材としては、
金属材料の他、磁性材料を内在せしめた各種の耐熱性の
材料が考えられるが、本願発明者らが先に出願した特願
平1−40948号明細書に詳細に述べられているよう
な、磁性材料を内在したセラミックスポールは、特に好
適なものである。かかる材料は、優れた強度、耐熱性、
耐摩耗性を備えていることから、鋳造時の熱衝撃に耐え
ると共に、軽量なため充填作業性に優れており、加えて
蓄熱材としても良好なものである。そのため、かかるセ
ラミックスポールは、本発明の鋳造法に非常に適したボ
リューム増加材として使用され得、鋳型の硬化速度を効
果的に,′:Iントロールし得ると共に、鋳造・型ばら
し後には、介在物除去用に設置され−ζいる“マグネッ
トセバレーターによって容易に鋳物砂と分離することが
出来,,回収が容易に行なわれることとなる。Incidentally, the volume increasing materials that have been proposed in the past have had the problem of being difficult to separate from the foundry sand and difficult to recover. By applying this material, the volume increasing material can be easily recovered using a magnetic separator or the like that removes casting debris, etc., and casting can be automated and a special suction device is not required. This results in an excellent effect. For example, such volume increasing materials include:
In addition to metal materials, various heat-resistant materials containing magnetic materials can be considered, such as those described in detail in Japanese Patent Application No. 1-40948 previously filed by the inventors of the present application. Ceramic poles containing magnetic material are particularly suitable. Such materials have excellent strength, heat resistance,
Because it has wear resistance, it can withstand thermal shock during casting, and because it is lightweight, it has excellent filling workability, and is also good as a heat storage material. Therefore, such ceramic poles can be used as a volume increasing material that is very suitable for the casting method of the present invention, and can effectively control the hardening rate of the mold, and can also be used as an intervening material after casting and demolding. The "magnetic separator" installed to remove the molding sand can easily separate it from the foundry sand, making it easy to recover it.
(発明の効果)
以上の説明から明らかなように、本発明に従う有機自硬
性鋳型を用いた鋳造方法にあっては、従来の硬化剤の添
加量の増減及びその種類の変更といった手法に替えて、
予め必要とされる温度に加熱したボリューム増加材の熱
によって鋳型の硬化時間を制御するようにしたところか
ら、該ボリューム増加材の温度調整のみによって、鋳型
の硬化時間を簡便に且つ安定的にコントロールすること
が出来るのである。従って、冬場の鋳型の硬化時間の長
期化現象を防止し、また、各種温度条件にて変化する鋳
型の硬化時間のバラツキを効果的に防止して、生産サイ
クルを安定的にコントロールすることが可能となったの
である。加えて、硬化剤を単一の種類に限定することが
可能となって、造型ラインの管理が容易となり、在庫の
管理も著しく容易となるのである。(Effects of the Invention) As is clear from the above explanation, in the casting method using the organic self-hardening mold according to the present invention, it is possible to replace the conventional method of increasing/decreasing the amount of hardening agent added and changing the type thereof. ,
Since the curing time of the mold is controlled by the heat of the volume increasing material that has been heated to the required temperature in advance, the curing time of the mold can be easily and stably controlled only by adjusting the temperature of the volume increasing material. It is possible to do so. Therefore, it is possible to prevent the prolongation of mold curing time in winter, and also to effectively prevent variations in mold curing time that change due to various temperature conditions, making it possible to stably control the production cycle. It became. In addition, it becomes possible to limit the curing agent to a single type, making it easier to manage the molding line and to manage inventory significantly.
(実施例)
以下に、本発明の代表的な実施例を示し、本発明を更に
具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのよ
うな実施例の記載によって、何等の制約をも受けるもの
でないことは、言うまでもないところである。(Example) Below, typical examples of the present invention will be shown to clarify the present invention more specifically. However, the present invention is not limited in any way by the description of such examples. Needless to say, it is not something that can be accepted.
また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記
の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限り
において、、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修
正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべ
きである。In addition to the following examples and the above-mentioned specific description, the present invention includes various changes and modifications based on the knowledge of those skilled in the art, as long as they do not depart from the spirit of the present invention. It should be understood that improvements and modifications may be made.
実施例 1
目的とする鋳物製品として、外径が1200mmφ、厚
みが5 0=1 2 0InIm、重量が5 5 0
kg、材質がFC30からなるギャー素材を鋳造すべく
、金枠寸法が1600mmXl800mmX300mm
(上型)若しくは250mm(下型)の鋳枠を用いると
共に、鋳物砂としては、AFS40妙にフラン樹脂0.
8重量%、硬化剤24重量%(対樹脂添加量)を均一
に配合したものを用い、更に、ボリューム増加剤には、
コージェライ} (2Mg0・2A/!.0, ・5
SiO4)からなり、磁性材料であるNi−Zn系フX
ライトからなる10mmφの大きさの芯部を有する、2
5lTIIIIφの大きさのセラξツクスポールを用い
て、第1図に示される如き構造の鋳型を造型した。なお
、外気温は4゜C、砂温度はio’cであり、セラミッ
クスポールは90゜Cに加熱したものを投入した。また
、S/M比は1.63であった。Example 1 The target cast product has an outer diameter of 1200mmφ, a thickness of 50=120InIm, and a weight of 550
kg, the metal frame size is 1600mmXl800mmX300mm in order to cast the Gya material made of FC30.
(upper mold) or 250 mm (lower mold) casting flask is used, and the molding sand is AFS40, strangely furan resin 0.
A uniform mixture of 8% by weight and 24% by weight of curing agent (based on the amount added to the resin) was used, and the volume increasing agent was
Kogelai} (2Mg0・2A/!.0, ・5
SiO4) and magnetic material Ni-Zn based film
2 having a core of 10mmφ made of light.
A mold having the structure shown in FIG. 1 was molded using a ceramic pole having a size of 5lTIIIφ. The outside temperature was 4°C, the sand temperature was io'c, and ceramic poles heated to 90°C were used. Moreover, the S/M ratio was 1.63.
かかる鋳型は、i .o−1 5分で硬化し、抜型する
ことが出来た.
比較例 1
実施例と同様の素材を鋳造すべく、外気温4゜C、砂温
k O ’Cの温度条件で、ボリューム増加材を使用す
ることなく、実施例と同じ鋳枠を用いて複数の鋳型の造
型を行なった。使用した鋳物砂は、AFS40砂にフラ
ン樹脂0.8重景%を配合したものであり、各造型で、
添加する硬化剤の量を変えて行なった。実施例と同程度
の硬化時間を得るには、硬化剤を38重量%(対樹脂添
加量)添加しなければならなかった。Such a mold can be prepared by i. o-1 It cured in 5 minutes and was able to be removed from the mold. Comparative Example 1 In order to cast the same material as in the example, multiple castings were made using the same flask as in the example without using a volume increasing material under the temperature conditions of an outside temperature of 4°C and a sand temperature of kO'C. The mold was made. The molding sand used was AFS40 sand mixed with 0.8% furan resin, and for each molding,
The amount of curing agent added was varied. In order to obtain a curing time comparable to that of the example, it was necessary to add 38% by weight of curing agent (based on the amount added to the resin).
以上の結果から、本発明に従う鋳造方法にあっては、ボ
リューム増加材の熱によって硬化速度が良好にコントロ
ールされており、非常に少ない硬化剤の添加量にて良好
な硬化速度が得られていることが判る.From the above results, in the casting method according to the present invention, the curing speed is well controlled by the heat of the volume increasing material, and a good curing speed is obtained with a very small amount of curing agent added. It turns out that.
第1図は、本発明にて用いられる有機自硬性鋳型の鋳型
構造の一例を示す縦断面説明図であり、第2図は、本発
明に従う鋳造方法を実施する造型ラインの一具体例を示
す説明図であり、また第3図は、ボリューム増加材の温
度調整の処理手順を示すフローチャートである。
2:上型
6:鋳枠
18:ボリューム増加材
26:充填用供給装置
28:ドラム
30:加熱冷却装置
4:下型
8:鋳物砂
第1図
14FIG. 1 is an explanatory longitudinal cross-sectional view showing an example of the mold structure of an organic self-hardening mold used in the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a specific example of a molding line implementing the casting method according to the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram, and FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for adjusting the temperature of the volume increasing material. 2: Upper mold 6: Casting flask 18: Volume increasing material 26: Filling supply device 28: Drum 30: Heating and cooling device 4: Lower mold 8: Molding sand Fig. 1 14
Claims (1)
行なった後、その得られた有機自硬性鋳型に所定の溶湯
を注湯して鋳造を行なうことからなる、有機自硬性鋳型
を用いた鋳造方法にして、前記鋳型の造型を、鋳枠内に
配置した模型表面に前記鋳物砂にて所定厚みの肌砂層を
形成した後に、耐熱性のボリューム増加材を投入して充
填し、更にその上に必要に応じて前記鋳物砂を裏砂とし
て投入することにより、実施すると共に、かかるボリュ
ーム増加材を所定の温度に予め加熱せしめておくことに
より、該ボリューム増加材の熱にて前記鋳型を形成する
鋳物砂の硬化速度を制御するようにしたことを特徴とす
る方法。An organic self-hardening mold is created by molding a desired mold using organic self-hardening foundry sand, and then pouring a specified amount of molten metal into the obtained organic self-hardening mold. Using the casting method used, the mold is formed by forming a surface sand layer of a predetermined thickness with the molding sand on the surface of the model placed in the casting flask, and then filling it with a heat-resistant volume increasing material; Further, if necessary, the above-mentioned foundry sand is thrown in as backing sand, and the above-mentioned molding sand is carried out by heating the volume-increasing material to a predetermined temperature in advance. A method characterized in that the hardening speed of foundry sand forming a mold is controlled.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11303789A JP2682548B2 (en) | 1989-05-02 | 1989-05-02 | Casting method using organic self-hardening mold |
| US07/609,653 US5080161A (en) | 1989-05-02 | 1990-11-06 | System for preparing self-hardening casting mold using organic binder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11303789A JP2682548B2 (en) | 1989-05-02 | 1989-05-02 | Casting method using organic self-hardening mold |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2169165A Division JPH0698455B2 (en) | 1989-05-02 | 1990-06-27 | Molding line for casting with organic self-hardening mold |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0318449A true JPH0318449A (en) | 1991-01-28 |
| JP2682548B2 JP2682548B2 (en) | 1997-11-26 |
Family
ID=14601881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11303789A Expired - Fee Related JP2682548B2 (en) | 1989-05-02 | 1989-05-02 | Casting method using organic self-hardening mold |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP2682548B2 (en) |
-
1989
- 1989-05-02 JP JP11303789A patent/JP2682548B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2682548B2 (en) | 1997-11-26 |
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