JPH0446662B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0446662B2 JPH0446662B2 JP59248174A JP24817484A JPH0446662B2 JP H0446662 B2 JPH0446662 B2 JP H0446662B2 JP 59248174 A JP59248174 A JP 59248174A JP 24817484 A JP24817484 A JP 24817484A JP H0446662 B2 JPH0446662 B2 JP H0446662B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicate
- alkali
- molar ratio
- gas
- mold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
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
- B22C1/186—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 contaming ammonium or metal silicates, silica sols
- B22C1/188—Alkali metal silicates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は鋳型用粘結剤に関し、特に鋳型造型法
の一種であるCO2プロセスに使用するCO2との反
応性が良好な鋳型用粘結剤に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、CO2プロセスとは砂に珪酸アルカリを加
えて混合し、つき固め成型した後CO2ガスを通じ
て鋳型を硬化させる方法を言うが、CO2プロセス
では、CO2ガスを無駄に大気中に散逸しやすく、
硬化強度を必要以上に大きくするためCO2ガスの
通気時間が長くなり、必然的にCO2ガス消費量が
多くなり、粘結剤原単位中のCO2の占めるコスト
比が高くなり50％以上になる事もあつた。このた
め従来より様々の通気法が提案され、CO2量の低
減が試みられて来た。例えば断続的にCO2を吹き
込むパルスガツシング法（Bruce and Hyslop社
で実用化）や空気で希釈したCO2を用いる方法、
砂以外のアルミナ等の微粉添加による方法などが
CO2の低減に有効であるとされているが、これ等
の方法ではCO2の使用量が従来の1/4程度まで低
減されるが、まだ十分ではない欠点がある。 また最近VRHプロセスと呼ばれる真空硬化シ
ステムが開発された。この方法では、成型した砂
型を密閉容器に入れ、10〜50Torrの真空までポ
ンプ吸引した後、CO2ガスを容器中に導入し砂型
を硬化させている。この方法は密閉系でCO2を反
応させるため、CO2の無駄がなく、最少量のCO2
使用量となるが、反面このプロセスではCO2量が
限定されるため、珪酸アルカリとCO2の反応が良
くないと硬化不良を起こし特に寒冷時などで問題
を生じる欠点がある。 そこで、粘結剤自体の改良が考えられるように
なり、改良された粘結剤に関する従来の技術とし
て、高モル比の珪酸アルカリを使用して少量の
CO2ガスで硬化させる方法（特開昭52−124418
号）、珪酸カリあるいは珪酸カリと珪酸ソーダの
混合物を使用して硬化させる方法（特開昭53−
144421号）などが報告されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記の特開昭52−124418号は成
型体強度が弱く実用的ではなく、また特開昭53−
144421号は通ガス直後の強度は高いが、24時間放
置後の強度が低く明らかにオーバガツシング（必
要以上のガス量が珪酸アルカリと反応したために
強度が低くなる現象）を起こすなどの欠点があ
る。 本発明はこの様な従来技術の欠点を解決するた
めになされたものであり、鋳型造型法の一種であ
るCO2プロセス、特にVRHプロセス用に有用で、
CO2との反応性が良好で、また得られた成型体の
強度が高い鋳型用粘結剤を提供することを目的と
するものである。 〔問題点を解決するための手段〕及び〔作用〕 すなわち、本発明はSiO2／Na2Oのモル比が1.8
〜2.4を有し、固形分が40〜59重量％である珪酸
ナトリウム又はSiO2／（Na2O＋K2O）のモル比
が1.8〜2.4かつNa2O／K2Oのモル比が３〜40を
有し、固形分が40〜59重量％である混合珪酸アル
カリと炭酸アルカリの混合物からなり、かつ混合
物がCO2／Na2O又はCO2／（Na2O＋K2O）のモ
ル比が0.03〜0.15の範囲であることを特徴とする
CO2ガス法鋳型用粘結剤である。 本発明に係わる鋳型用粘結剤に使用される珪酸
アルカリは珪酸ナトリウム、又は珪酸ナトリウム
及び珪酸カリウムの混合物などが使用できる。 更に云えば、珪酸ナトリウム単独使用の場合は
SiO2／Na2Oのモル比が1.8〜2.4の範囲でなけれ
ばならない。その理由は、SiO2／Na2Oのモル比
が1.8未満では硬化のために必要なCO2量が多く
なり本発明の目的に反し、2.4を越えると硬化し
た鋳型の強度が低くなるためである。 また、珪酸ナトリウムおよび珪酸カリウムの混
合物を使用する場合にも同様に、SiO2／（Na2O
＋K2O）のモル比が1.8〜2.4の範囲にあり、その
理由は珪酸ナトリウム単独の場合と同様である。
なお、珪酸ナトリウムおよび珪酸カリウムの混合
物を使用する場合には、Na2O／K2Oのモル比が
３〜40が好ましい。その理由は、３未満ではCO2
との反応性が良いカリウムが多くなることによる
オーバーガツシングを引き起こし、40をこえると
カリとの混合の効果がないためである。前記珪酸
アルカリは、いずれの場合であつても固形分
（Na2O＋K2O＋SiO2の全含有量）は40〜59重量
％の範囲がよい。この理由は、固形分が40重要％
未満では鋳型の強度が十分でなく、59重量％を超
えると珪酸アルカリの粘性が高くなりすぎて砂と
の混合が均一に出来ないためである。 本発明に係る鋳型用粘結剤に使用される炭酸ア
ルカリは例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ム、炭酸リチウムなどが挙げられ、特に炭酸ナト
リウム又は／及び炭酸カリウムが好ましい。更
に、炭酸アルカリは、例えば珪酸アルカリとして
珪酸ナトリウム又は珪酸ナトリウムと珪酸カリウ
ムとの混合物を使用する場合には、CO2／Na2O
又はCO2／（Na2O＋K2O）のモル比は0.03〜0.15
の範囲になるように加える。その理由は0.03未満
では、鋳型強度に対する効果はみられず、また
0.15を越えると、オーバーガツシングを引き起こ
し、表面安定性の低下の原因となるためである。 本発明に係る鋳型用粘結剤は珪酸アルカリおよ
び炭酸アルカリを配合した組成からなるものでも
よく、或いは必要に応じ、澱粉、デキストリン、
砂糖、タールピツチ、カーボン粉末、リグニン、
尿素などの崩壊剤と呼ばれる物質やポリオキシエ
チレンアルキルエーテル類などの流動化剤、粘性
低減剤、コロイダルシリカなどの高温補強剤等を
さらに配合した組成でもよい。 本発明に係わる鋳型用粘結剤の製造方法には特
に制限はなく、上記珪酸アルカリに炭酸アルカ
リ、必要に応じその他の上記添加物を溶解する
等、従来の通常の方法によつて得ることが出来
る。 本発明に係わる鋳型用粘結剤を原料の鋳型用砂
に配合して成形した成型体をCO2プロセスにより
硬化せしめると、鋳型用粘結剤に配合されている
珪酸アルカリのアルカリ金属であるナトリウム又
はカリウムの作用によりCO2ガスとの反応性が促
進されると共に配合されている炭酸アルカリの分
解により生成するCO2が成型体の組織中において
硬化作用に関与するために使用されるCO2ガスの
減少及び成型体の高強化がもたらされるものと推
定される。 〔実施例〕 次に、実施例を示し本発明をさらに具体的に説
明する。 実施例 １ 珪酸ナトリウム（SiO2／Na2Oのモル比2.10、
固形分比46.7重量％）90重量部に対し珪酸カリウ
ム（SiO2／K2Oのモル比2.10、固形分比50.9重量
％）10重量部を配合した混合珪酸アルカリ
（Na2O／K2Oのモル比10、固形分比47.1重量％）
に第２表に示す各々の量の炭酸アルカリを添加し
た鋳型用粘結剤を第１表に示されるフラタリーサ
ンド２Kgに60g添加して、ホバートミキサーで３
分間混合した。 上記混合物をJIS Ｚ 2604の方法によつて50mm
φ×50mmＨに成形した砂型を上下開放されている
型枠毎密閉容器に入れ真空ポンプで15Torrまで
吸引した後、吸引側バルブを閉じ、CO2ガス溜め
に通じるバルブを開き密閉容器をCO2ガスで常圧
にもどした。次いで、砂型を取り出し型枠から抜
き出し所定の強度試験を行なつた。 結果を第２表に示す。
の一種であるCO2プロセスに使用するCO2との反
応性が良好な鋳型用粘結剤に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、CO2プロセスとは砂に珪酸アルカリを加
えて混合し、つき固め成型した後CO2ガスを通じ
て鋳型を硬化させる方法を言うが、CO2プロセス
では、CO2ガスを無駄に大気中に散逸しやすく、
硬化強度を必要以上に大きくするためCO2ガスの
通気時間が長くなり、必然的にCO2ガス消費量が
多くなり、粘結剤原単位中のCO2の占めるコスト
比が高くなり50％以上になる事もあつた。このた
め従来より様々の通気法が提案され、CO2量の低
減が試みられて来た。例えば断続的にCO2を吹き
込むパルスガツシング法（Bruce and Hyslop社
で実用化）や空気で希釈したCO2を用いる方法、
砂以外のアルミナ等の微粉添加による方法などが
CO2の低減に有効であるとされているが、これ等
の方法ではCO2の使用量が従来の1/4程度まで低
減されるが、まだ十分ではない欠点がある。 また最近VRHプロセスと呼ばれる真空硬化シ
ステムが開発された。この方法では、成型した砂
型を密閉容器に入れ、10〜50Torrの真空までポ
ンプ吸引した後、CO2ガスを容器中に導入し砂型
を硬化させている。この方法は密閉系でCO2を反
応させるため、CO2の無駄がなく、最少量のCO2
使用量となるが、反面このプロセスではCO2量が
限定されるため、珪酸アルカリとCO2の反応が良
くないと硬化不良を起こし特に寒冷時などで問題
を生じる欠点がある。 そこで、粘結剤自体の改良が考えられるように
なり、改良された粘結剤に関する従来の技術とし
て、高モル比の珪酸アルカリを使用して少量の
CO2ガスで硬化させる方法（特開昭52−124418
号）、珪酸カリあるいは珪酸カリと珪酸ソーダの
混合物を使用して硬化させる方法（特開昭53−
144421号）などが報告されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記の特開昭52−124418号は成
型体強度が弱く実用的ではなく、また特開昭53−
144421号は通ガス直後の強度は高いが、24時間放
置後の強度が低く明らかにオーバガツシング（必
要以上のガス量が珪酸アルカリと反応したために
強度が低くなる現象）を起こすなどの欠点があ
る。 本発明はこの様な従来技術の欠点を解決するた
めになされたものであり、鋳型造型法の一種であ
るCO2プロセス、特にVRHプロセス用に有用で、
CO2との反応性が良好で、また得られた成型体の
強度が高い鋳型用粘結剤を提供することを目的と
するものである。 〔問題点を解決するための手段〕及び〔作用〕 すなわち、本発明はSiO2／Na2Oのモル比が1.8
〜2.4を有し、固形分が40〜59重量％である珪酸
ナトリウム又はSiO2／（Na2O＋K2O）のモル比
が1.8〜2.4かつNa2O／K2Oのモル比が３〜40を
有し、固形分が40〜59重量％である混合珪酸アル
カリと炭酸アルカリの混合物からなり、かつ混合
物がCO2／Na2O又はCO2／（Na2O＋K2O）のモ
ル比が0.03〜0.15の範囲であることを特徴とする
CO2ガス法鋳型用粘結剤である。 本発明に係わる鋳型用粘結剤に使用される珪酸
アルカリは珪酸ナトリウム、又は珪酸ナトリウム
及び珪酸カリウムの混合物などが使用できる。 更に云えば、珪酸ナトリウム単独使用の場合は
SiO2／Na2Oのモル比が1.8〜2.4の範囲でなけれ
ばならない。その理由は、SiO2／Na2Oのモル比
が1.8未満では硬化のために必要なCO2量が多く
なり本発明の目的に反し、2.4を越えると硬化し
た鋳型の強度が低くなるためである。 また、珪酸ナトリウムおよび珪酸カリウムの混
合物を使用する場合にも同様に、SiO2／（Na2O
＋K2O）のモル比が1.8〜2.4の範囲にあり、その
理由は珪酸ナトリウム単独の場合と同様である。
なお、珪酸ナトリウムおよび珪酸カリウムの混合
物を使用する場合には、Na2O／K2Oのモル比が
３〜40が好ましい。その理由は、３未満ではCO2
との反応性が良いカリウムが多くなることによる
オーバーガツシングを引き起こし、40をこえると
カリとの混合の効果がないためである。前記珪酸
アルカリは、いずれの場合であつても固形分
（Na2O＋K2O＋SiO2の全含有量）は40〜59重量
％の範囲がよい。この理由は、固形分が40重要％
未満では鋳型の強度が十分でなく、59重量％を超
えると珪酸アルカリの粘性が高くなりすぎて砂と
の混合が均一に出来ないためである。 本発明に係る鋳型用粘結剤に使用される炭酸ア
ルカリは例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ム、炭酸リチウムなどが挙げられ、特に炭酸ナト
リウム又は／及び炭酸カリウムが好ましい。更
に、炭酸アルカリは、例えば珪酸アルカリとして
珪酸ナトリウム又は珪酸ナトリウムと珪酸カリウ
ムとの混合物を使用する場合には、CO2／Na2O
又はCO2／（Na2O＋K2O）のモル比は0.03〜0.15
の範囲になるように加える。その理由は0.03未満
では、鋳型強度に対する効果はみられず、また
0.15を越えると、オーバーガツシングを引き起こ
し、表面安定性の低下の原因となるためである。 本発明に係る鋳型用粘結剤は珪酸アルカリおよ
び炭酸アルカリを配合した組成からなるものでも
よく、或いは必要に応じ、澱粉、デキストリン、
砂糖、タールピツチ、カーボン粉末、リグニン、
尿素などの崩壊剤と呼ばれる物質やポリオキシエ
チレンアルキルエーテル類などの流動化剤、粘性
低減剤、コロイダルシリカなどの高温補強剤等を
さらに配合した組成でもよい。 本発明に係わる鋳型用粘結剤の製造方法には特
に制限はなく、上記珪酸アルカリに炭酸アルカ
リ、必要に応じその他の上記添加物を溶解する
等、従来の通常の方法によつて得ることが出来
る。 本発明に係わる鋳型用粘結剤を原料の鋳型用砂
に配合して成形した成型体をCO2プロセスにより
硬化せしめると、鋳型用粘結剤に配合されている
珪酸アルカリのアルカリ金属であるナトリウム又
はカリウムの作用によりCO2ガスとの反応性が促
進されると共に配合されている炭酸アルカリの分
解により生成するCO2が成型体の組織中において
硬化作用に関与するために使用されるCO2ガスの
減少及び成型体の高強化がもたらされるものと推
定される。 〔実施例〕 次に、実施例を示し本発明をさらに具体的に説
明する。 実施例 １ 珪酸ナトリウム（SiO2／Na2Oのモル比2.10、
固形分比46.7重量％）90重量部に対し珪酸カリウ
ム（SiO2／K2Oのモル比2.10、固形分比50.9重量
％）10重量部を配合した混合珪酸アルカリ
（Na2O／K2Oのモル比10、固形分比47.1重量％）
に第２表に示す各々の量の炭酸アルカリを添加し
た鋳型用粘結剤を第１表に示されるフラタリーサ
ンド２Kgに60g添加して、ホバートミキサーで３
分間混合した。 上記混合物をJIS Ｚ 2604の方法によつて50mm
φ×50mmＨに成形した砂型を上下開放されている
型枠毎密閉容器に入れ真空ポンプで15Torrまで
吸引した後、吸引側バルブを閉じ、CO2ガス溜め
に通じるバルブを開き密閉容器をCO2ガスで常圧
にもどした。次いで、砂型を取り出し型枠から抜
き出し所定の強度試験を行なつた。 結果を第２表に示す。
【表】
【表】
実施例 ２
第３表に示す各種のモル比SiO2／（Na2O＋
K2O）の異なる珪酸アルカリを調製し、炭酸カリ
２重量％を溶解した鋳型用粘結剤を用いて、実施
例１と同じ試験を行ない、珪酸アルカリのモル比
の影響を調べた。その結果を第３表に示す。
K2O）の異なる珪酸アルカリを調製し、炭酸カリ
２重量％を溶解した鋳型用粘結剤を用いて、実施
例１と同じ試験を行ない、珪酸アルカリのモル比
の影響を調べた。その結果を第３表に示す。
【表】
実施例 ３
（珪酸ソーダに炭酸アルカリ塩を添加したとき
の効果） 第４表に示した珪酸ソーダに４重量％の
Na2CO3を添加溶解した液60gを、第１表に示し
たフラタリーサンド２Kgに混合し、JIS Ｚ 2604
の方法で50mmφ×50mmＨに成形し、CO2ガスを10
／分、１Kg／cm2で所定時間吹き込み硬化させた
後、型枠より抜き取り、所定の強度試験を行なつ
た。尚、CO2／Na2Oは0.14であつた。その結果
を第５表に示す。
の効果） 第４表に示した珪酸ソーダに４重量％の
Na2CO3を添加溶解した液60gを、第１表に示し
たフラタリーサンド２Kgに混合し、JIS Ｚ 2604
の方法で50mmφ×50mmＨに成形し、CO2ガスを10
／分、１Kg／cm2で所定時間吹き込み硬化させた
後、型枠より抜き取り、所定の強度試験を行なつ
た。尚、CO2／Na2Oは0.14であつた。その結果
を第５表に示す。
【表】
【表】
〔発明の効果〕
本発明に係わる鋳型用粘結剤は、少量のカリウ
ムの存在でも更にはカリウムが存在しなくても
CO2との反応性が良く、また炭酸を内蔵している
ので、従来の1/2以下のCO2ガス量で硬化し、パ
ルスガツシング法などの有効なCO2通気法に適用
すれば更にその1/4以下になる。特にVRHプロセ
スのような限定量の微量のCO2ガスでも瞬時に鋳
型を硬化する事ができる。 更に云えば、珪酸カリウムを従来のように多量
に配合していないためオーバーガツシングの心配
もなく、かつ通ガス不足による鋳型欠陥の発生を
心配することなくCO2ガスの使用量を削減するこ
とが出来る。
ムの存在でも更にはカリウムが存在しなくても
CO2との反応性が良く、また炭酸を内蔵している
ので、従来の1/2以下のCO2ガス量で硬化し、パ
ルスガツシング法などの有効なCO2通気法に適用
すれば更にその1/4以下になる。特にVRHプロセ
スのような限定量の微量のCO2ガスでも瞬時に鋳
型を硬化する事ができる。 更に云えば、珪酸カリウムを従来のように多量
に配合していないためオーバーガツシングの心配
もなく、かつ通ガス不足による鋳型欠陥の発生を
心配することなくCO2ガスの使用量を削減するこ
とが出来る。
Claims (1)
- １ SiO2／Na2Oのモル比が1.8〜2.4を有し、固
形分が40〜59重量％である珪酸ナトリウム又は
SiO2／（Na2O＋K2O）のモル比が1.8〜2.4かつ
Na2O／K2Oのモル比が３〜40を有し、固形分が
40〜59重量％である混合珪酸アルカリと炭酸アル
カリの混合物からなり、かつ混合物がCO2／
Na2O又はCO2／（Na2O＋K2O）のモル比が0.03
〜0.15の範囲であることを特徴とするCO2ガス法
鋳型用粘結剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24817484A JPS61126942A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | Ｃｏ↓２ガス法鋳型用粘結剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24817484A JPS61126942A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | Ｃｏ↓２ガス法鋳型用粘結剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61126942A JPS61126942A (ja) | 1986-06-14 |
| JPH0446662B2 true JPH0446662B2 (ja) | 1992-07-30 |
Family
ID=17174309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24817484A Granted JPS61126942A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | Ｃｏ↓２ガス法鋳型用粘結剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61126942A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL2104580T5 (pl) * | 2006-10-19 | 2023-02-20 | Ask Chemicals Gmbh | Mieszanina materiału formierskiego zawierająca węglowodany z udziałem cząstek tlenku metalu dodawanych do środka wiążącego na bazie szkła wodnego |
| CN105033163B (zh) * | 2015-08-07 | 2017-07-28 | 柳州市柳晶科技有限公司 | 无机覆膜砂及其制造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE3821T1 (de) * | 1980-06-05 | 1983-07-15 | Foseco International Limited | Sandregeneration. |
-
1984
- 1984-11-26 JP JP24817484A patent/JPS61126942A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61126942A (ja) | 1986-06-14 |
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