JPH0435250B2 - - Google Patents
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- JPH0435250B2 JPH0435250B2 JP14378083A JP14378083A JPH0435250B2 JP H0435250 B2 JPH0435250 B2 JP H0435250B2 JP 14378083 A JP14378083 A JP 14378083A JP 14378083 A JP14378083 A JP 14378083A JP H0435250 B2 JPH0435250 B2 JP H0435250B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
- B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
- B22C1/18—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents
- B22C1/185—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents containing phosphates, phosphoric acids or its derivatives
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Description
本発明は鋳型組成物に関し、特に可使時間が長
く、しかも酸硬化性有機鋳型と共用することがで
きる無機鋳型組成物に関する。 従来より鋳鋼を製造するための鋳型には、CO2
法をはじめダイカル法、エステル法、Ｎプロセス
法、セメント法等で知られているように無機粘結
剤が使用されている。しかし、崩壊性が悪い、寸
法精度が悪い、古砂の再生利用が充分にできない
等の欠点を有している。 このため、近年では崩壊性が良好で、寸法精度
も高く、古砂の再生利用ができる等優れた性質を
持つた有機自硬性鋳型が多く使用されるようにな
り、鋳鋼には特にこの中で高い熱間強度を示すフ
ラン鋳型等の酸硬化性有機鋳型が利用されてい
る。しかし、これら有機鋳型は鋳造時に熱分解し
て一酸化炭素や炭化水素含有ガスが多量に発生
し、低炭素鋳鋼品において、その表面層０〜５mm
に浸炭現象が発生するため高品質低炭素鋳鋼品
に、このような有機鋳型は使用できないという問
題があつた。 一方、この酸硬化性有機鋳型の優れた性質であ
る、崩壊性が良好であること、古砂の再生利用が
できること、生産性が高いこと、コストが安くつ
くこと等を有効に活用して、かつ浸炭のない高品
質低炭素鋳鋼品を製造することが切望されてい
る。このためには、炭素含有ガスの発生がなく、
浸炭現象を起さない無機鋳型を鋳物に接する表面
層に肌砂として用い、この上に裏砂として酸硬化
性有機鋳型を造型でき、しかもこの無機鋳型が酸
硬化性有機鋳型に接触したり、混合しても、ほと
んど悪影響を与えずに使用できることが必要であ
る。 本発明は、斬る要求に応えるべくなされたもの
で、その要旨とするところは、酸硬化性有機鋳型
と共存できる無機鋳型用組成物として、(1)鋳物用
砂、(2)アルミニウムと鉄のモル比率が95：５〜
10：90の範囲のリン酸のアルミニウム・鉄複合塩
水溶液と、３酸化鉄から成る組成物にある。 本発明における(1)の鋳物用砂は、従来から用い
られている珪砂、ジルコン砂、クロコイト砂等を
使用することができる。 次に、本発明における(2)のリン酸のアルミニウ
ム・鉄複合塩水溶液について、説明する。 すなわち、鉄を含有しない従来のリン酸アルミ
ニウム水溶液を鋳型組成物として用いると、硬化
速度が速過ぎて、温度が高いと使用できない欠点
を有していた。そこで、硬化速度を遅くするた
め、リン酸に対するアルミニウムの比率を増大さ
せる方法が提案されたが、その水溶液の安定性が
著しく短いという欠点を有していた。これに対
し、本発明は、リン酸に対するアルミニウムの比
率を増大させることなく、アルミニウムの一部を
鉄で置換することによつて、著しく硬化速度を遅
くすることに成功したものである。しかも、アル
ミニウムと鉄のモル比率を変えることにより、硬
化速度を広範囲に調節できる特徴を有し、鉄を多
くするほど硬化速度を遅くすることができる。本
発明において、アルミニウムと鉄のモル比率を
95：５〜10：90に限つたのは、鉄含有量が５モル
％以下では硬化速度を遅くするのに不充分であ
り、また90モル％以上では水溶液の安定性が悪化
するからである。上記の鋳物用砂１に対するリン
酸のアルミニウム・鉄複合塩水溶液２の添加量
は、0.6〜10重量％が好ましい。 また、本発明における(3)の酸化鉄は、組成物の
硬化剤として使用する。その使用量は、リン酸の
アルミニウム・鉄複合塩水溶液２に対して普通20
〜60重量％の範囲で使用できるが、これに限定さ
れるものではない。この酸化鉄(3)は、FeO，Fe3
O4，Fe2O3のいずれの形態でも使用でき、特に好
ましいのはFe3O4である。これらは、粉末の状態
でも使用できるし、液体に分散させて使用するこ
ともできる。 本発明組成物を肌砂として用い、酸硬化性有機
鋳型組成物を裏砂としてバツクアツプに用いて
も、お互いに硬化阻害することなく、硬化し、肌
砂と裏砂は充分に接着する。また鋳造時に肌砂が
裏砂に混入して回収されても、裏砂に悪影響をお
よぼすことはない。 本発明組成物は、高品質低炭素鋳鋼品の製造用
鋳型、ステンレス鋳鋼品の製造用鋳型、薄肉鋳鋼
品の製造用鋳型等に適用できる。 実施例 １ 攪拌機、冷却器、温度計を設えた反応容器に85
％リン酸を40モル投入し、次いで酸化鉄（Fe2
O3）を１モル添加し、110℃で１時間反応させ
た。さらに水酸化アルミニウム９モルを徐々に添
加しながら、80℃で２時間反応させ、所定量の水
を添加して有効成分濃度60％であるリン酸のアル
ミニウム・鉄複合塩水溶液を合成した。 珪砂（三栄５号砂）100重量部に対して、上記
リン酸のアルミニウム・鉄複合塩水溶液を４重量
部添加して攪拌機で１分間混合した。さらに硬化
剤として325メツシユパスの酸化鉄微粉末（Fe3
O4）を1.6重量部添加して２分間混合した。 この混合砂を標準の50φmmのテストピースに成
型して強度試験を実施した結果、表１に示すよう
な経過時間による圧縮強さが得られた。 また、この混合砂は十分な可使時間をとること
ができ、約4tの鋳型も十分に成型することができ
た。 この鋳型に約1tの低炭素ステンレス鋳鋼品を
1600℃で鋳込んだところ、鋳型の崩壊性も良好
で、浸炭のない健全な製品が製造できた。 実施例２〜５ 実施例１のリン酸のアルミニウム・鉄複合塩水
溶液合成方法において、表１の組成表に示す通
り、酸化鉄（Fe2O3）と水酸化アルミニウムの添
加量を、 実施例２の場合、それぞれ３モルと７モル、 実施例３の場合、それぞれ５モルと５モル、 実施例４の場合、それぞれ７モルと３モル、 実施例５の場合、それぞれ９モルと１モル、 とする他は実施例１の合成法により、有効成分濃
度60％であるリン酸のアルミニウム・鉄複合塩水
溶液を合成した。 上記の水溶液を用い、実施例１と同様に混合砂
を調整し、標準の50φmmのテストピースに成型し
て強度試験を実施した結果、表１に示す圧縮強さ
が得られた。 表１から明らかなように、本発明によるリン酸
のアルミニウム・鉄複合塩は、アルミニウムに対
する鉄の比率が増大するほど硬化速度を遅くする
ことができることが判る。すなわち、鉄の比率を
変えることにより硬化速度が自由に変えられるこ
とが判る。 実施例２〜５とも混合砂は気温が30℃に上昇し
ても十分に可使時間をとることができた。また、
これらの混合砂で成型した鋳型に約500Kgのステ
ンレス鋳鋼品を1600℃で鋳込んだところ、浸炭の
ない健全な製品が製造できた。 実施例 ６ 実施例１で合成されたリン酸のアルミニウム・
鉄複合塩水溶液をフリーマントル珪砂100重量部
に対して2.5重量部、酸化鉄微粉末（Fe3O4）を
1.0重量部添加した混合砂について強度試験を実
施した結果、表１に示す強度が得られた。 この混合砂は十分な可使時間をとることがで
き、実用に十分な強度が得られた。 また、この混合砂を肌砂として約100mm厚さに
造型し、その上に裏砂として酸硬化性自硬性砂で
あるフラン樹脂配合砂を造型した。フラン樹脂配
合砂の割合はフリーマントル珪砂100重量部に対
してフラン樹脂1.0重量部、酸性硬化触媒0.4重量
部を配合したものを使用した。 肌砂と裏砂は互いに硬化阻害することなく、硬
化反応し接着することができた。 このようにして製作した鋳型に約4tの低炭素ス
テンレス鋳鋼品を1600℃で鋳込した結果、鋳型の
崩壊性は良好で、浸炭のない健全な製品ができ
た。 比較例 反応容器に85％リン酸40モル投入し、次いで水
酸化アルミニウム10モルを徐々に添加しながら、
70℃で２〜5Hr反応させて、有効成分60％のリン
酸アルミニウム水溶液を調整した。 三栄５号珪砂100重量部に対して、上記リン酸
アルミニウム水溶液４重量部添加して、さらに酸
化鉄微粉末（Fe3O4）を1.6重量部添加した混合砂
を成型して強度試験したところ、表１に示す通り
であり、また20℃で可使時間は短かく４〜５分程
度しか確保できなかつた。30℃の場合は可使時間
を確保することが困難であつた。
く、しかも酸硬化性有機鋳型と共用することがで
きる無機鋳型組成物に関する。 従来より鋳鋼を製造するための鋳型には、CO2
法をはじめダイカル法、エステル法、Ｎプロセス
法、セメント法等で知られているように無機粘結
剤が使用されている。しかし、崩壊性が悪い、寸
法精度が悪い、古砂の再生利用が充分にできない
等の欠点を有している。 このため、近年では崩壊性が良好で、寸法精度
も高く、古砂の再生利用ができる等優れた性質を
持つた有機自硬性鋳型が多く使用されるようにな
り、鋳鋼には特にこの中で高い熱間強度を示すフ
ラン鋳型等の酸硬化性有機鋳型が利用されてい
る。しかし、これら有機鋳型は鋳造時に熱分解し
て一酸化炭素や炭化水素含有ガスが多量に発生
し、低炭素鋳鋼品において、その表面層０〜５mm
に浸炭現象が発生するため高品質低炭素鋳鋼品
に、このような有機鋳型は使用できないという問
題があつた。 一方、この酸硬化性有機鋳型の優れた性質であ
る、崩壊性が良好であること、古砂の再生利用が
できること、生産性が高いこと、コストが安くつ
くこと等を有効に活用して、かつ浸炭のない高品
質低炭素鋳鋼品を製造することが切望されてい
る。このためには、炭素含有ガスの発生がなく、
浸炭現象を起さない無機鋳型を鋳物に接する表面
層に肌砂として用い、この上に裏砂として酸硬化
性有機鋳型を造型でき、しかもこの無機鋳型が酸
硬化性有機鋳型に接触したり、混合しても、ほと
んど悪影響を与えずに使用できることが必要であ
る。 本発明は、斬る要求に応えるべくなされたもの
で、その要旨とするところは、酸硬化性有機鋳型
と共存できる無機鋳型用組成物として、(1)鋳物用
砂、(2)アルミニウムと鉄のモル比率が95：５〜
10：90の範囲のリン酸のアルミニウム・鉄複合塩
水溶液と、３酸化鉄から成る組成物にある。 本発明における(1)の鋳物用砂は、従来から用い
られている珪砂、ジルコン砂、クロコイト砂等を
使用することができる。 次に、本発明における(2)のリン酸のアルミニウ
ム・鉄複合塩水溶液について、説明する。 すなわち、鉄を含有しない従来のリン酸アルミ
ニウム水溶液を鋳型組成物として用いると、硬化
速度が速過ぎて、温度が高いと使用できない欠点
を有していた。そこで、硬化速度を遅くするた
め、リン酸に対するアルミニウムの比率を増大さ
せる方法が提案されたが、その水溶液の安定性が
著しく短いという欠点を有していた。これに対
し、本発明は、リン酸に対するアルミニウムの比
率を増大させることなく、アルミニウムの一部を
鉄で置換することによつて、著しく硬化速度を遅
くすることに成功したものである。しかも、アル
ミニウムと鉄のモル比率を変えることにより、硬
化速度を広範囲に調節できる特徴を有し、鉄を多
くするほど硬化速度を遅くすることができる。本
発明において、アルミニウムと鉄のモル比率を
95：５〜10：90に限つたのは、鉄含有量が５モル
％以下では硬化速度を遅くするのに不充分であ
り、また90モル％以上では水溶液の安定性が悪化
するからである。上記の鋳物用砂１に対するリン
酸のアルミニウム・鉄複合塩水溶液２の添加量
は、0.6〜10重量％が好ましい。 また、本発明における(3)の酸化鉄は、組成物の
硬化剤として使用する。その使用量は、リン酸の
アルミニウム・鉄複合塩水溶液２に対して普通20
〜60重量％の範囲で使用できるが、これに限定さ
れるものではない。この酸化鉄(3)は、FeO，Fe3
O4，Fe2O3のいずれの形態でも使用でき、特に好
ましいのはFe3O4である。これらは、粉末の状態
でも使用できるし、液体に分散させて使用するこ
ともできる。 本発明組成物を肌砂として用い、酸硬化性有機
鋳型組成物を裏砂としてバツクアツプに用いて
も、お互いに硬化阻害することなく、硬化し、肌
砂と裏砂は充分に接着する。また鋳造時に肌砂が
裏砂に混入して回収されても、裏砂に悪影響をお
よぼすことはない。 本発明組成物は、高品質低炭素鋳鋼品の製造用
鋳型、ステンレス鋳鋼品の製造用鋳型、薄肉鋳鋼
品の製造用鋳型等に適用できる。 実施例 １ 攪拌機、冷却器、温度計を設えた反応容器に85
％リン酸を40モル投入し、次いで酸化鉄（Fe2
O3）を１モル添加し、110℃で１時間反応させ
た。さらに水酸化アルミニウム９モルを徐々に添
加しながら、80℃で２時間反応させ、所定量の水
を添加して有効成分濃度60％であるリン酸のアル
ミニウム・鉄複合塩水溶液を合成した。 珪砂（三栄５号砂）100重量部に対して、上記
リン酸のアルミニウム・鉄複合塩水溶液を４重量
部添加して攪拌機で１分間混合した。さらに硬化
剤として325メツシユパスの酸化鉄微粉末（Fe3
O4）を1.6重量部添加して２分間混合した。 この混合砂を標準の50φmmのテストピースに成
型して強度試験を実施した結果、表１に示すよう
な経過時間による圧縮強さが得られた。 また、この混合砂は十分な可使時間をとること
ができ、約4tの鋳型も十分に成型することができ
た。 この鋳型に約1tの低炭素ステンレス鋳鋼品を
1600℃で鋳込んだところ、鋳型の崩壊性も良好
で、浸炭のない健全な製品が製造できた。 実施例２〜５ 実施例１のリン酸のアルミニウム・鉄複合塩水
溶液合成方法において、表１の組成表に示す通
り、酸化鉄（Fe2O3）と水酸化アルミニウムの添
加量を、 実施例２の場合、それぞれ３モルと７モル、 実施例３の場合、それぞれ５モルと５モル、 実施例４の場合、それぞれ７モルと３モル、 実施例５の場合、それぞれ９モルと１モル、 とする他は実施例１の合成法により、有効成分濃
度60％であるリン酸のアルミニウム・鉄複合塩水
溶液を合成した。 上記の水溶液を用い、実施例１と同様に混合砂
を調整し、標準の50φmmのテストピースに成型し
て強度試験を実施した結果、表１に示す圧縮強さ
が得られた。 表１から明らかなように、本発明によるリン酸
のアルミニウム・鉄複合塩は、アルミニウムに対
する鉄の比率が増大するほど硬化速度を遅くする
ことができることが判る。すなわち、鉄の比率を
変えることにより硬化速度が自由に変えられるこ
とが判る。 実施例２〜５とも混合砂は気温が30℃に上昇し
ても十分に可使時間をとることができた。また、
これらの混合砂で成型した鋳型に約500Kgのステ
ンレス鋳鋼品を1600℃で鋳込んだところ、浸炭の
ない健全な製品が製造できた。 実施例 ６ 実施例１で合成されたリン酸のアルミニウム・
鉄複合塩水溶液をフリーマントル珪砂100重量部
に対して2.5重量部、酸化鉄微粉末（Fe3O4）を
1.0重量部添加した混合砂について強度試験を実
施した結果、表１に示す強度が得られた。 この混合砂は十分な可使時間をとることがで
き、実用に十分な強度が得られた。 また、この混合砂を肌砂として約100mm厚さに
造型し、その上に裏砂として酸硬化性自硬性砂で
あるフラン樹脂配合砂を造型した。フラン樹脂配
合砂の割合はフリーマントル珪砂100重量部に対
してフラン樹脂1.0重量部、酸性硬化触媒0.4重量
部を配合したものを使用した。 肌砂と裏砂は互いに硬化阻害することなく、硬
化反応し接着することができた。 このようにして製作した鋳型に約4tの低炭素ス
テンレス鋳鋼品を1600℃で鋳込した結果、鋳型の
崩壊性は良好で、浸炭のない健全な製品ができ
た。 比較例 反応容器に85％リン酸40モル投入し、次いで水
酸化アルミニウム10モルを徐々に添加しながら、
70℃で２〜5Hr反応させて、有効成分60％のリン
酸アルミニウム水溶液を調整した。 三栄５号珪砂100重量部に対して、上記リン酸
アルミニウム水溶液４重量部添加して、さらに酸
化鉄微粉末（Fe3O4）を1.6重量部添加した混合砂
を成型して強度試験したところ、表１に示す通り
であり、また20℃で可使時間は短かく４〜５分程
度しか確保できなかつた。30℃の場合は可使時間
を確保することが困難であつた。
【表】
【表】
×印は未硬化を示す。
Claims (1)
- １ (1)鋳物用砂、(2)アルミニウムと鉄のモル比率
が95：５〜10：90の範囲のリン酸のアルミニウ
ム・鉄複合塩水溶液、及び３酸化鉄から成る鋳型
組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14378083A JPS6037240A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 鋳型組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14378083A JPS6037240A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 鋳型組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6037240A JPS6037240A (ja) | 1985-02-26 |
| JPH0435250B2 true JPH0435250B2 (ja) | 1992-06-10 |
Family
ID=15346832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14378083A Granted JPS6037240A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 鋳型組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037240A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109128007A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-01-04 | 含山县兴达球墨铸铁厂 | 一种球墨铸铁用型砂配方 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4701035B2 (ja) * | 2005-08-02 | 2011-06-15 | 古河キャステック株式会社 | 鋳造方法 |
-
1983
- 1983-08-08 JP JP14378083A patent/JPS6037240A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109128007A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-01-04 | 含山县兴达球墨铸铁厂 | 一种球墨铸铁用型砂配方 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6037240A (ja) | 1985-02-26 |
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