JPH078408B2 - 中子砂型の製造方法 - Google Patents
中子砂型の製造方法Info
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Landscapes
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋳鋼品や鋳造品製作のための鋳物砂型の製造
方法に関し、特にフラン樹脂粘結剤を用いた主型砂型と
組み合わせて使用する中子砂型の製造方法に関する。
方法に関し、特にフラン樹脂粘結剤を用いた主型砂型と
組み合わせて使用する中子砂型の製造方法に関する。
第２図及び第３図に、従来のフラン樹脂造型プロセスで
の鋳型製造方法を示す。
の鋳型製造方法を示す。
第２図においては、フラン樹脂造型プロセスで製作され
た主型砂型１に、フラン樹脂造型プロセスで製作された
中子砂型５が納められて、製品４を作るための空間３が
形成される。この第２図（ａ）の鋳型に鋳込んで第２図
（ｂ）に示す製品４を製作した場合、鋳物欠陥であるク
ラツク６やプロホール７が発生し易い。
た主型砂型１に、フラン樹脂造型プロセスで製作された
中子砂型５が納められて、製品４を作るための空間３が
形成される。この第２図（ａ）の鋳型に鋳込んで第２図
（ｂ）に示す製品４を製作した場合、鋳物欠陥であるク
ラツク６やプロホール７が発生し易い。
また、第３図において、フラン樹脂造型プロセスで製作
された主型砂型１に、水ガラス系の無機自硬タイプのダ
イヤル造型プロセスで製作された中子砂型８が納められ
て、製品４を作るための空間３が形成されている。この
第３図（ａ）の鋳型に鋳込んで第３図（ｂ）に示す製品
４を製作した場合、鋳物欠陥の発生は少ないが、中子砂
型８の崩壊性が悪い。
された主型砂型１に、水ガラス系の無機自硬タイプのダ
イヤル造型プロセスで製作された中子砂型８が納められ
て、製品４を作るための空間３が形成されている。この
第３図（ａ）の鋳型に鋳込んで第３図（ｂ）に示す製品
４を製作した場合、鋳物欠陥の発生は少ないが、中子砂
型８の崩壊性が悪い。
ところで、溶湯の凝固にともなう収縮時に鋳型が収縮す
る性質を「なりより性」というが、一般に無機粘結剤を
用いる造型プロセスでは、なりより性が優れているが、
中子砂型として用いる場合には上記のように崩壊性が悪
く、また、一般に有機系粘結剤を用いる造型プロセスで
は崩壊性が良好であるがなりより性が劣つている。
る性質を「なりより性」というが、一般に無機粘結剤を
用いる造型プロセスでは、なりより性が優れているが、
中子砂型として用いる場合には上記のように崩壊性が悪
く、また、一般に有機系粘結剤を用いる造型プロセスで
は崩壊性が良好であるがなりより性が劣つている。
本発明は、上記問題点を解消し、クラツクやブロホール
の発生を回避し、なりより性と崩壊性がいずれも良好な
造型プロセスを用いた中子砂型の製造方法を提供しよう
とするものである。
の発生を回避し、なりより性と崩壊性がいずれも良好な
造型プロセスを用いた中子砂型の製造方法を提供しよう
とするものである。
本発明は、粘結剤としてフラン樹脂を含有する主型砂型
と組み合わせて使用する中子砂型の製造方法において、
砂に対して0.9〜1.9重量％のアルカリフエノール樹脂を
粘結剤として、かつ、該樹脂に対して15〜31重量％のエ
ステルを硬化剤として配合して造形した後200℃以下で
乾燥することを特徴とする中子砂型の製造方法である。
と組み合わせて使用する中子砂型の製造方法において、
砂に対して0.9〜1.9重量％のアルカリフエノール樹脂を
粘結剤として、かつ、該樹脂に対して15〜31重量％のエ
ステルを硬化剤として配合して造形した後200℃以下で
乾燥することを特徴とする中子砂型の製造方法である。
従来使用されているフラン樹脂造型プロセスでは尿素を
含むフルフリルアルコール系の樹脂を用い、キシレンス
ルホン酸系の硬化剤を使用するために樹脂中の窒素が鋳
鋼ではブロホールとなり、硬化剤中の硫黄がクラツクの
原因となるが、本発明の中子砂型は窒素や硫黄を含まな
いアルカリフエノール樹脂とエステル系の硬化剤を用い
るために、ブロホールやクラツクを発生することはな
い。また、一般的に相反する性状と考えられていたなり
より性と崩壊性を、アルカリフエノール樹脂の選択によ
り同時満すことが可能となつた。
含むフルフリルアルコール系の樹脂を用い、キシレンス
ルホン酸系の硬化剤を使用するために樹脂中の窒素が鋳
鋼ではブロホールとなり、硬化剤中の硫黄がクラツクの
原因となるが、本発明の中子砂型は窒素や硫黄を含まな
いアルカリフエノール樹脂とエステル系の硬化剤を用い
るために、ブロホールやクラツクを発生することはな
い。また、一般的に相反する性状と考えられていたなり
より性と崩壊性を、アルカリフエノール樹脂の選択によ
り同時満すことが可能となつた。
また、砂の再使用に関しては、フラン樹脂を用いた鋳型
では再生率が約95％と高いのに対して、フエノール樹脂
では約80％であることから、使用量の多い主型砂型にフ
ラン樹脂を使用し、中子砂型にフエノール樹脂を用いる
こととした。
では再生率が約95％と高いのに対して、フエノール樹脂
では約80％であることから、使用量の多い主型砂型にフ
ラン樹脂を使用し、中子砂型にフエノール樹脂を用いる
こととした。
次に、アルカリフエノール樹脂と硬化剤の添加量につい
て説明する。鋳型は鋳造作業に適した強度を必要とす
る。そこで、鋳物砂試験法として一般的に使用される
「24H抗圧力」を強度の指標として用い、上記添加量と
の関係を調べた。
て説明する。鋳型は鋳造作業に適した強度を必要とす
る。そこで、鋳物砂試験法として一般的に使用される
「24H抗圧力」を強度の指標として用い、上記添加量と
の関係を調べた。
なお、「24H抗圧力」とは混練した砂を50φ×80の型に
入れて24時間放置した後の強度をいい、「24H抗圧力」
と最も関係の深い樹脂の添加量との関係で言えば、添加
量が少なければ鋳型の強度が低下して運搬時にクラツク
が発生する。また、添加量が多くなれば強度は向上する
ものの、表面にザラツキ状態が発生する。そこで、上記
条件を考慮して、本発明では気温30℃における24H抗圧
力が20〜40kg/cm2となる範囲をそれぞれの添加量とし
た。
入れて24時間放置した後の強度をいい、「24H抗圧力」
と最も関係の深い樹脂の添加量との関係で言えば、添加
量が少なければ鋳型の強度が低下して運搬時にクラツク
が発生する。また、添加量が多くなれば強度は向上する
ものの、表面にザラツキ状態が発生する。そこで、上記
条件を考慮して、本発明では気温30℃における24H抗圧
力が20〜40kg/cm2となる範囲をそれぞれの添加量とし
た。
ここで、気温30℃における24H抗圧力の下限を20kg/cm2
とした理由は、冬期にはこの半分の強度となることが考
えられ、その10kg/cm2という強度が砂型から模型を抜き
取るための不可欠な条件となるためである。また、上限
については、これ以上の強度では鋳込前の鋳型乾燥によ
り、未反応の樹脂の硬化反応が促進されて、過硬化（15
0kg/cm2以上）となるだけである。特に、夏期に気温が3
0℃以上に上がる場合には混練後の砂の可使時間が短か
くなるために（約５〜10分程度）造型作業の途中で硬化
し始め、鋳型のボロつきや強度不足になるためである。
とした理由は、冬期にはこの半分の強度となることが考
えられ、その10kg/cm2という強度が砂型から模型を抜き
取るための不可欠な条件となるためである。また、上限
については、これ以上の強度では鋳込前の鋳型乾燥によ
り、未反応の樹脂の硬化反応が促進されて、過硬化（15
0kg/cm2以上）となるだけである。特に、夏期に気温が3
0℃以上に上がる場合には混練後の砂の可使時間が短か
くなるために（約５〜10分程度）造型作業の途中で硬化
し始め、鋳型のボロつきや強度不足になるためである。
ところで、24H抗圧力と添加量の関係を調べる実験は、
まず、新砂に粘結剤としてアルカリフエノール樹脂を、
また、硬化剤としてギ酸エステルを添加して30℃で混練
し24時間後の強度を調べた。第４図及び第５図に実験結
果を示す。なお、第４図は硬化剤を15〜31wt％の範囲の
中で一定として樹脂の添加量を変えて得たものであり、
第５図は樹脂の添加量を対砂比1.5wt％で一定にして硬
化剤を変化させて求めたデータである。両図より明らか
なように、気温30℃における24H抗圧力が20〜40kg/cm2
となる範囲はアルカリフエノール樹脂の対砂比について
は0.9〜1.9wt％であり、エステル硬化剤の対樹脂比につ
いては15〜31wt％であつた。
まず、新砂に粘結剤としてアルカリフエノール樹脂を、
また、硬化剤としてギ酸エステルを添加して30℃で混練
し24時間後の強度を調べた。第４図及び第５図に実験結
果を示す。なお、第４図は硬化剤を15〜31wt％の範囲の
中で一定として樹脂の添加量を変えて得たものであり、
第５図は樹脂の添加量を対砂比1.5wt％で一定にして硬
化剤を変化させて求めたデータである。両図より明らか
なように、気温30℃における24H抗圧力が20〜40kg/cm2
となる範囲はアルカリフエノール樹脂の対砂比について
は0.9〜1.9wt％であり、エステル硬化剤の対樹脂比につ
いては15〜31wt％であつた。
また、造型プロセスにおける鋳型の乾燥、予熱温度を20
0℃以下とした理由はこの温度以上となるとなりより性
が小さくなり適当でなくなるためである。
0℃以下とした理由はこの温度以上となるとなりより性
が小さくなり適当でなくなるためである。
以下、本発明の方法に基づき、半円筒状製品を製作する
例を第１図により説明する。第１図（ａ）は鋳込前、同
（ｂ）は鋳込後の状態を示す。上記のように、フラン樹
脂造型プロセスにより製造した主型砂型１にアルカリフ
エノール樹脂造型プロセスによる中子砂型２を納めて空
間３を形成する。この際、中子砂型２を製作するには、
次の事項に注意を要する。
例を第１図により説明する。第１図（ａ）は鋳込前、同
（ｂ）は鋳込後の状態を示す。上記のように、フラン樹
脂造型プロセスにより製造した主型砂型１にアルカリフ
エノール樹脂造型プロセスによる中子砂型２を納めて空
間３を形成する。この際、中子砂型２を製作するには、
次の事項に注意を要する。
（１） 硬化後の砂強度が不足気味（従来法に比べ、約
20〜30％ダウン）の場合には、砂かみ対策を採る。（例
えば、堰先にジルコン砂やクロマト砂を使用し、アルコ
ール塗型の多用をさける。） （２） アルコールによつて硬化後の砂が軟化するた
め、アルコール塗型を使用した後は、ある程度の保持時
間を設け、すぐに運搬しない。
20〜30％ダウン）の場合には、砂かみ対策を採る。（例
えば、堰先にジルコン砂やクロマト砂を使用し、アルコ
ール塗型の多用をさける。） （２） アルコールによつて硬化後の砂が軟化するた
め、アルコール塗型を使用した後は、ある程度の保持時
間を設け、すぐに運搬しない。
（３） 製品４のような、半円筒状の製品（例えば、タ
ービ車室等）の場合には、長さ（Ｌ）や高さ（Ｈ）方向
に比べ、幅（ｗ）の方向が凝固収縮しにくいため、予め
模型で調整するか、鋳造方案で補正代をつける等の対策
が必要である。但し、円筒状の製品（例えば、弁室等）
については、３方向はすべて同じ収縮量を有するので調
整の必要はない。
ービ車室等）の場合には、長さ（Ｌ）や高さ（Ｈ）方向
に比べ、幅（ｗ）の方向が凝固収縮しにくいため、予め
模型で調整するか、鋳造方案で補正代をつける等の対策
が必要である。但し、円筒状の製品（例えば、弁室等）
については、３方向はすべて同じ収縮量を有するので調
整の必要はない。
30mmの薄肉の弁室を本発明の方法により作成した。主型
砂型は再生砂にフラン樹脂を加えて水性系塗型で作つ
た。また、中子砂型は新砂（肌砂‐クロマイト）に対砂
比1.5wt％でアルカリフエノール樹脂を、また対樹脂比3
0wt％で硬化剤を添加し、アルコール系塗型で作成し、1
50℃で10時間鋳型を乾燥した。
砂型は再生砂にフラン樹脂を加えて水性系塗型で作つ
た。また、中子砂型は新砂（肌砂‐クロマイト）に対砂
比1.5wt％でアルカリフエノール樹脂を、また対樹脂比3
0wt％で硬化剤を添加し、アルコール系塗型で作成し、1
50℃で10時間鋳型を乾燥した。
鋳込みは、SC42（C:0.18％,Si:0.4％,Mn:0.7％）の材料
を1590℃の鋳込温度で行なつた。得られた弁室は上記の
条件で従来のフラン樹脂中子砂型を用いた場合に比較い
てブローホールが30％，クラツクが30％減少した。
を1590℃の鋳込温度で行なつた。得られた弁室は上記の
条件で従来のフラン樹脂中子砂型を用いた場合に比較い
てブローホールが30％，クラツクが30％減少した。
本発明は上記構成を採用することにより、適度の24H抗
圧力を有し、かつ、なりより性が大きく、鋳込後の崩壊
性に優れた中子砂型を得ることができ、該砂型を用いた
鋳物製品は従来品に比してクラツクやブローホールを大
巾に低下させることができた。
圧力を有し、かつ、なりより性が大きく、鋳込後の崩壊
性に優れた中子砂型を得ることができ、該砂型を用いた
鋳物製品は従来品に比してクラツクやブローホールを大
巾に低下させることができた。
第１図は、本発明による鋳型製造プロセスを、第２図及
び第３図は、従来の鋳型製造プロセスの説明図である。 第４図は、アルカリフエノール樹脂添加量と24H抗圧力
の関係を示し、第５図は、硬化剤添加量と24Hr抗圧力の
関係を示す。
び第３図は、従来の鋳型製造プロセスの説明図である。 第４図は、アルカリフエノール樹脂添加量と24H抗圧力
の関係を示し、第５図は、硬化剤添加量と24Hr抗圧力の
関係を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】粘結剤としてフラン樹脂を含有する主型砂
型と組み合わせて使用する中子砂型の製造方法におい
て、砂に対して0.9〜1.9重量％のアルカリフエノール樹
脂を粘結剤として、かつ、該樹脂に対して15〜31重量％
のエステルを硬化剤として配合して造形した後200℃以
下で乾燥することを特徴とする中子砂型の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10976787A JPH078408B2 (ja) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | 中子砂型の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10976787A JPH078408B2 (ja) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | 中子砂型の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63278637A JPS63278637A (ja) | 1988-11-16 |
| JPH078408B2 true JPH078408B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=14518713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10976787A Expired - Lifetime JPH078408B2 (ja) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | 中子砂型の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH078408B2 (ja) |
-
1987
- 1987-05-07 JP JP10976787A patent/JPH078408B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63278637A (ja) | 1988-11-16 |
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