JPH0471620B2 - - Google Patents

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JPH0471620B2
JPH0471620B2 JP61182764A JP18276486A JPH0471620B2 JP H0471620 B2 JPH0471620 B2 JP H0471620B2 JP 61182764 A JP61182764 A JP 61182764A JP 18276486 A JP18276486 A JP 18276486A JP H0471620 B2 JPH0471620 B2 JP H0471620B2
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JP
Japan
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sand
resin
aggregate
casting
present
Prior art date
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JP61182764A
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JPS6340635A (ja
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Nobuo Nishama
Yasushi Ueno
Eiji Yamashita
Masao Tomari
Masaaki Iimoto
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Nippon Jiryoku Senko Co Ltd
Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Nippon Jiryoku Senko Co Ltd
Asahi Kasei Kogyo KK
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Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は低膨張性樹脂被覆砂に関するものであ
る。さらに詳しくいえば、本発明は、鋳物製造分
野における鋳型又は中子(以後、鋳型と記す)の
製造に用いられる、特に鋳物の寸法安定性の改善
や、型割れ、ベーニング、スクワレ、焼着などの
鋳物欠陥防止などに好適な低膨張性樹脂被覆砂に
関するものである。 従来の技術 従来、鋳造用鋳型に用いられている耐火性骨材
としては、SiO2を主成分とするケイ砂をはじめ、
オリビンサンド、ジルコンサンドあるいはアルミ
ナサンドなどが一般的であり、その中でもとりわ
けケイ砂が常用されている。 しかし、ケイ砂は一般的にそのSiO2含量によ
つて異なるが、概略1000℃以上の温度にさらされ
ると大きな急熱膨張を生じる性質を有するため、
これを用いた鋳型材料は鋳物の寸法精度を悪くさ
せたり、あるいは型割れ、ベーニング、スクワ
レ、焼着などの鋳物欠陥を発生させるなど多くの
問題を有している。 このような諸問題の対応方法としては、古くか
らケイ砂より低膨張性で知られる特殊骨材、すな
わち前記のケイ酸マグネシウムを主成分とするオ
リビンサンド、ケイ酸ジルコニウムを主成分とす
るジルコンサンド、又は酸化アルミニウムを主成
分とするアルミナサンドなどの単独、あるいはケ
イ砂との混合物を耐火性骨材として用いる方法が
一般的に採用されている。 しかしながら、この種の特殊骨材はいずれもケ
イ砂より非常に高価であるため、鋳造用としては
非経済的であり、またオリビンサンドなどは、多
くの結晶水を含有し、かつ機械的に破砕されやす
い性質を有するため、実用的な鋳型強度を保持す
るには、一般に多量のバインダーの使用を免れ
ず、したがつて、鋳造時の熱分解ガスによつて、
鋳物に欠陥が生じやすいなどの問題がある。 発明が解決しようとする問題点 本発明はこのような従来技術における問題を解
決するためになされたものであり、その第1の目
的は、鋳造時における鋳型の急熱膨張を少なくし
て鋳物の寸法安定性を向上させ、かつ熱膨張や熱
衝撃による鋳型の型割れ、ベーニング、スクワ
レ、焼着などの鋳物欠陥を防止し、鋳肌の美しい
鋳物を与える低膨張性樹脂被覆砂を提供すること
にあり、また、第2の目的は、フエロクロム製造
分野で産業廃棄物として発生する鉱物残滓を鋳型
の耐火性骨材としては有効に活用し、従来の特殊
骨材より著しく経済性に優れ、かつ安定的に使用
しうる低膨張性樹脂被覆砂を提供することにあ
る。 問題点を解決するための手段 本発明者らは、鋳造に耐えうる耐火性を有し、
高温時における急熱膨張が少なく、回収再生が可
能であり、かつ安価で容易に入手可能な耐火性骨
材に着目して種々研究を重ねた結果、鋳物用骨材
として実用上支障のない耐火性骨材を見出し、本
発明を完成するに至つた。 すなわち、本発明は、耐火性骨材に熱硬化性樹
脂を分散又は被覆して成る樹脂被覆砂において、
該耐火性骨材がフエロクロムを製造する際に発生
する残滓を粉砕、整粒して得られる砂粒上残滓、
又はこのものとSiO2成分少なくとも85重量%を
含有するケイ砂との混合物であることを特徴とす
る低膨張性樹脂被覆砂を提供するものである。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明において用いられる新規な耐火性骨材
は、天然に産出されるフエロクロムの原料鉱石を
還元しフエロクロムを製造する際に発生する残滓
を例えば磁力選鉱法、比重選鉱法などによりメタ
ル分を分離除去し、次いで適宜な粉砕機を用いて
粉砕したのち、整粒し、さらに必要に応じて乾式
又は湿式研摩機による研摩処理、あるいは微粉除
去処理を施して得られる砂粒状残滓、及びこれら
の回収再生骨材などである。 本発明において用いられるフエロクロム系残滓
は、SiO2、Al2O3及びMgOの3成分を主体とし
て構成されたものである。第1表にこのフエロク
ロム系残滓の代表例について、化学分析値、性状
などを示す。なお、比較のためにフエロニツケル
系残滓についても併記した。
【表】
【表】 さらに、フエロクロム系残滓は、一般的にフエ
ロニツケル系残滓よりCaO、Fe2O3などの成分が
非常に少なく、骨材の溶融温度で示されるような
耐火性に優れることから、鋳造時における焼着、
浸蝕性スクワレなどが少なく、また鋳肌面の外観
不良を防止しうること、並びにAl2O3成分を含有
することから骨材のリークレーマ処理などにおい
て良好な耐摩耗性と耐破砕性を示し高歩留りで骨
材回収が可能であるなどの利点を有する。 本発明においては、この砂粒状残滓の各成分含
量については特に制限はないが、該残滓を単独で
耐火性骨材として用いる場合には、一般に少なく
とも1350℃以上の溶融温度を確保する必要性から
CaO、Fe2O3などの成分が通常5重量%以下、好
ましくは2重量%以下であるものを用いることが
望ましい。しかしながらこのようなCaO、Fe2O3
などの成分が5重量%以上含有するものであつて
も、鋳物製品の大きさ、鋳造方法、鋳造条件など
によつては単独でも実用に供しうるし、またケイ
砂と混合使用することで耐火性の向上を図ること
も可能であるとともに本発明の目的とする急熱膨
張の低下にも有効である。 本発明において前記砂粒状骨材と併用されるケ
イ砂としては、従来鋳造分野で一般的に使用され
ている天然又は人造ケイ砂の新砂、又は焙焼砂、
炭化砂、グリーン再生砂などの再生砂、あるいは
これらの研摩処理砂など、任意のケイ砂を使用す
ることができる。しかし、これらのケイ砂は焼着
などの鋳物欠陥を回避する耐火性の観点から、
SiO2含有量が85重量%以上、好ましくは90重量
%以上を有することが必要である。 本発明における耐火性骨材として、前記砂粒状
残滓とケイ砂との混合物を用いる場合には、該砂
粒状残滓は混合物中に通常5重量%以上、好まし
くは10重量%以上含有していることが望ましい。
この量が5重量%未満では、ケイ砂と同等の急熱
膨張を示し、その改善効果が十分に発揮されな
い。 本発明において、前記耐火性骨材の結合材とし
て用いられる熱硬化性樹脂については特に制限は
なく、例えばノボラツク型フエノール樹脂、レゾ
ール型フエノール樹脂、含窒素レゾール型フエノ
ール樹脂、ベンジルエーテル型フエノール樹脂及
び尿素、メラミン、アニリン、フルフラール、フ
リフリルアルコール、カシユーナツトシエルオイ
ル、トール油、酢酸ビニール樹脂、ポリアミド樹
脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂などと反応
又は混合して成る変性フエノール樹脂をはじめ、
エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、キシレ
ン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はこれらの
2種以上を組み合わせた混合樹脂などが用いられ
る。これらの熱硬化性樹脂は公知の製造方法によ
つて製造され、固形状、液状又はワニス状として
使用される。 耐火性骨材に対する前記熱硬化性樹脂の配合量
は、樹脂やケイ砂の種類、ケイ砂と砂粒状残滓と
の配合比、所望性能などによつて異なり一概に限
定されないが、一般的には耐火性骨材100重量部
に対して0.5〜10重量部の範囲内で適宜選択され
る。 また、本発明の低膨張性樹脂被覆砂の製造方法
としては、シエルモールド分野において一般的に
実施されているドライホツトコート法、セミホツ
トコート法、コールドコート法、粉末溶剤法など
のいずれの方法であつてもよい。 さらには、本発明の低膨張性樹脂被覆砂には、
前記した各成分のほかに、従来一般的に使用され
ている任意の配合剤、例えばアミノ系シラン、エ
ポキシ系シランなどのシランカツプリング剤、ス
テアリン酸系モノ又はビスアミド、メチロールア
ミドなどのワツクス類、安息香酸、サリチル酸な
どの芳香族カルボン酸類、ヘキサメチレンテトラ
ミン、ベンガラ、砂鉄などを本発明の目的を損わ
ない範囲で配合することができる。 また、これらの配合剤は、鋳型材料の製造時に
配合してもよいが、シランカツプリング剤、ワツ
クス類、あるいは芳香族カルボン酸類について
は、フエノール樹脂の製造時に配合されるほうが
望ましい。 なお、本発明に係る砂粒状残滓は前記したよう
なシエルモールド法以外の鋳型造型法、例えばア
シユランド法、βセツト法などのコールドボツク
ス法、ペプセツト法などのフエノールウレタン型
有機自硬性法、αセツト法などのフエノール−有
機自硬性法などによる低膨張性鋳型の製造を目的
とした鋳型材料の耐火性骨剤としては単独又はケ
イ砂と混合して使用することができる。 実施例 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明す
るが、本発明はこれらの例によつてなんら限定さ
れるものではない。 なお、本発明に係る樹脂被覆砂の物性評価は次
の試験法に従つて実施した。 (a) 抗析力(Kg/cm2):JIS−K−6910 (b) ベンド(mm):JACT試験法SM−3 (c) 融着点(℃):JACT試験法C−1 (d) 熱膨張率(%):炉内温度1100℃に調節され
た高温鋳物砂試験器中にテストピース(30mmφ
×50mmH)を設置したのち、所定時間ごとに測
定したテストピースの熱膨張量を下記の計算式
によつて算出し熱膨張率とした。 熱膨張率(%) =(曝熱後−曝熱前)テストピース長/曝熱前のテス
トピース長×100 実施例1〜4、比較例1、2 鋳型用骨材として、第2表に示すような耐火性
骨材5000gを用い、これを加熱して140〜150℃に
調節したのち、スピードミキサー(遠州鉄工社
製)に投入した。次いで、結合剤としてノボラツ
ク型フエノール樹脂150g(耐火性骨材に対して
3重量%)を投入し、ミキサー中で50秒間混合し
て耐火性骨材を該樹脂で溶融被覆させたのち、冷
却水75gにヘキサメチレンテトラミン22.5g(結
合剤に対して15重量%)を予め溶解した水溶液を
全量投入するとともに、送風によつて混合物を急
冷しつつ約40〜60秒間混合を続けた。 続いて骨
剤としてステアリン酸カリウム5g(耐火性骨材
に対して0.1重量%)を投入し、さらに15秒間混
合したのち、ミキサーより排出し5種類の樹脂被
覆秒実施例1〜4、比較例1を得た。 なお、比較例2の場合はフエノール樹脂量を耐
火性骨材に対して3.5重量%ヘキサメチレンテト
ラミンを該樹脂に対して15重量%とする以外は上
記方法と従つて樹脂被覆砂比較例2を得た。 得られた樹脂被覆砂の物性評価は、前記した方
法に従つて実施し、その評価結果を第2表に示
す。
【表】
【表】 量%以上のものを使用した。また耐火性骨材配合
比は重量基準である。
実施例5、および比較例3、4 鋳型用骨材として、第3表に示す配合組成から
なる130〜140℃に加熱された耐火性骨材200Kgを
工業用ワールミキサーに投入した。 次いで、ノボラツク型フエノール樹脂5Kg(耐
火性骨材に対して2.5重量%)を投入し、ミキサ
ー中で50秒間混合して耐火性骨材を該樹脂で溶融
被覆させたのち、あらかじめ、冷却水3Kgにヘキ
サメチレンテトラミン0.75Kg(結合剤に対して15
重量%)を溶解させた水溶液を全量投入するとと
もに送風によつて混合物を急冷しつつ約60〜90秒
間混合を続けた。続いて滑材としてステアリン酸
カルシウム0.2Kg(耐火性骨材に対して0.1重量
%)を投入し、さらに20秒間混合したのち、ミキ
サーより排出し3種類の樹脂被覆砂実施例5、お
よび比較例3、4を得た。 これらの樹脂被覆砂を用いて油圧バルブ中子を
造型し、局部塗型を施したのち、鋳鋼による鋳込
み試験を行なつて油圧バルブ鋳物を作製した。 得られた該鋳物は切断して該中子部分に相当す
る鋳肌を調査した結果を第3表に示す。 すなわち、本発明にかかる耐火性骨材を用いた
低膨張性樹脂被覆砂実施例5は、従来のケイ砂単
独樹脂被覆砂比較例4よりベーニング、焼着など
の鋳物欠陥に対し顕著な効果を示し、フエロニツ
ケル系残滓比較例3より特に耐焼着性に優れてい
ることが確認された。
【表】 発明の効果 以上の説明より明らかなように、本発明の熱硬
化性樹脂被覆砂は優れた低膨張性を有するため、
鋳造時における鋳型又は中子の急熱膨張が小さ
く、寸法制度の優れた鋳物を提供しうるばかりで
なく、型割れ、ベーニング、スクワレ、焼着など
の鋳物欠陥を防止し、鋳肌の美しい鋳物を提供す
ることができる。 また、本発明における砂粒状残滓は、従来より
産業廃棄物として処分されていたものを有効利用
して製造されるため、従来のジルコンサンド、オ
リビンサンドなどの高価な特殊砂より大幅に安価
な代替鋳物用骨材として用いることができる上
に、鋳物用骨材の省資源に寄与するなどの利点を
有している。 このように、本発明の樹脂被覆砂は鋳物製造分
野において工業的価値の極めて高いものである。
【特許請求の範囲】
1 鋳型の全部又は一部を、酸化防止剤が配合量
5〜255t%で混合された鋳型骨材で造形した鋳型
を用いて鋳造した後、前記酸化防止剤の混合した
鋳型骨材で造形した部分を鋳物に取り付けた状態
で該鋳物を熱処理することを特徴とする熱処理鋳
物の製造方法。 2 鋳型骨材は鋳砂と鉄粉粒とからなる特許請求
の範囲第1項に記載の熱処理鋳物の製造方法。
JP18276486A 1986-08-05 1986-08-05 低膨張性樹脂被覆砂 Granted JPS6340635A (ja)

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