JPH079082A - 砂鋳型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高い寸法精度とするとともに、鋳造時に発生す
るガスに起因する不具合を防止する。 【構成】キャビティ１０表面を形成しバインダを含む内
側砂層１と、内側砂層２の外側を覆いバインダを含まな
い外側砂層２と、を鋳枠２内に設けてなる砂鋳型。外側
砂層２を砂のみで構成したので、通気抵抗が小さく内側
砂層１のバインダから発生するガスを容易に外部に排出
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳造時に用いられる砂
鋳型に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋳造時に用いられる砂鋳型としては、ベ
ントナイトなどの無機バインダを用いた所謂生鋳型と、
硬化性の有機バインダを用いた硬化性鋳型が従来より知
られている。このうち生鋳型は、安価であるため古くか
ら使用されているが、水分を含むため変形が大きく寸法
精度の面で問題がある。

【０００３】一方、硬化性鋳型は、高い硬度が得られ寸
法精度に優れているものの、生鋳型に比べて格段に高価
となるという不具合がある。そこで特開平２−１５５５
３４号公報には、キャビティを形成する第１層を硬化性
鋳型で形成し、その裏打ちとして生鋳型用のベントナイ
トを含む生砂からなる第２層を形成する方法が開示され
ている。

【０００４】すなわちこの方法では、寸法精度の必要な
第１層のみを硬化性鋳型とし、残りの第２層を安価な生
鋳型としたため、高い寸法精度と低コストの二つの効果
を両立することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記公報に記
載された方法で形成された砂鋳型を用いて鋳造する場
合、溶湯の熱により第１層の有機バインダが分解してガ
スが発生する。ところが、第２層にはベントナイトが存
在するため、通気抵抗が高くガスが逃げる通路の確保が
困難となり、その結果、鋳物内に気泡が混入するという
不具合があった。これは、全体が硬化性鋳型で構成され
た砂鋳型においても同様である。

【０００６】また用いた砂鋳型から鋳砂を再生する場
合、有機バインダを含む第１層の砂と第２層のベントナ
イトを含む生砂が混入し合うため、再生に要する工数が
増大するとともに得られる砂の性状が安定しないという
問題もある。本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、高い寸法精度を有するとともに、発生する
ガスに起因する不具合を防止できる砂鋳型とすることを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の砂鋳型は、キャビティ表面を形成しバインダを含む
内側砂層と、内側砂層の外側を覆いバインダを含まない
外側砂層と、を鋳枠内に設けてなることを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明の砂鋳型は、内側砂層と外側砂層及び鋳
枠から構成されている。このうち内側砂層はキャビティ
表面を形成するものであり、その厚さは、溶湯が注湯さ
れ凝固するまでに熱により破壊されない程度以上の厚さ
とすることが望ましい。そして本発明の砂鋳型では、内
側砂層にバインダが含まれている。したがってバインダ
により砂粒どうしが結合され、硬く寸法精度に優れた鋳
型となる。このバインダとしては、ベントナイト，水ガ
ラスなどの無機バインダ、フェノール樹脂などの有機バ
インダなどが例示される。

【０００９】また本発明の砂鋳型では、内側砂層を包み
込む外側砂層にはバインダが含まれていない。したがっ
て溶湯の熱により内側砂層のバインダが分解して生成し
たガスは、外側砂層の砂粒どうしの間隙を通って外部に
容易に逃げるため、鋳物内に気泡が生じるのを防止する
ことができる。また、寸法精度は内側砂層で確保される
ため、外側砂層の砂粒は鋳物の寸法精度や鋳物表面粗度
にはほとんど影響がない。したがって外側砂層の砂粒に
粒度の大きなものを用いれば、砂粒どうしの間隙の大き
さが大きくなり通気抵抗が一層小さくなるため、ガスに
よる欠陥を一層防止することができる。

【００１０】さらに、内側砂層の砂にジルコンサンドや
人工砂（例えば「セラビーズ」内外セラミックス（株）
製）などの熱膨張率の小さい砂を用いれば、寸法精度を
一層高くすることもできる。そして内側砂層と外側砂層
に同一の砂を用いれば、バインダを加熱除去するだけで
容易に再生することができ、再生に要するコストが低減
される。

【００１１】

【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。 （実施例）図１に本実施例の砂鋳型の断面図を示す。こ
の砂鋳型は、キャビティ１０の表面を形成する内側砂層
１と、内側砂層１の外側を覆う外側砂層２と、外側砂層
２を外側から保持する鋳枠３とから構成されている。

【００１２】内側砂層１は、粒度がＪＩＳ６７メッシュ
のフーカ砂と、バインダとしてのフェノール樹脂とから
なり、内側砂層１中のバインダ濃度は１．５重量％であ
る。また外側砂層２は、粒度がＪＩＳ６７メッシュのフ
ーカ砂のみからなり、バインダは含まれていない。本実
施例の砂鋳型の製作は、以下のようにして行った。先ず
モデル表面に自然落下、ブローイング、又は吹き付けな
どの方法でバインダを含む砂粒を付着させ、自然硬化ま
たはガス硬化により硬化させて内側砂層１を形成する。

【００１３】この内側砂層１の厚さは、溶湯を注湯後凝
固するまでの間に熱で破壊されない程度の厚さとするこ
とが必要である。その必要厚さはキャビティの間隔（鋳
物の肉厚）にほぼ比例し、鋼材の場合には表１に示すよ
うな関係がある。したがって全ての部分においてこの必
要厚さを満たす厚さとなるように内側砂層１を形成する
必要がある。

【００１４】

【表１】 次に、外側砂層２を構成する砂を所定量鋳枠３内に敷
き、その上に上記で形成された内側砂層１を置く。そし
てさらに外側砂層２を構成する砂を内側砂層１上に投入
し、入れられた砂をエアーなどで流動化させながら内側
砂層１を砂中に埋め込む。これにより外側砂層２が形成
される。 （比較例）外側砂層２が、ベントナイトを７重量％含む
フーカ砂から形成されていること以外は実施例と同様の
構成である。 （評価）上記実施例と比較例のそれぞれの砂鋳型を用
い、同一の溶湯を同量注湯して鋳造を行った。注湯が凝
固後、砂鋳型を割って鋳物を取り出し、表面を目視で観
察した。その結果、比較例の砂鋳型で鋳造された鋳物で
は、表面に気泡による欠陥が発生していたが、実施例の
砂鋳型で鋳造された鋳物は欠陥がなく良好な状態であっ
た。

【００１５】これは、比較例の砂鋳型では外側砂層２に
ベントナイトが含まれているため、内側砂層１に含まれ
ているフェノール樹脂が分解して発生したガスの通気抵
抗が高く、その結果残留したガスが鋳物中に混入したも
のと考えられる。一方、実施例の砂鋳型では、外側砂層
２の通気抵抗が低くガスが円滑に外部に排出されたた
め、良好な鋳物が鋳造できたものと考えられる。

【００１６】

【発明の効果】すなわち本発明の砂鋳型によれば、高い
寸法精度を有し、かつ分解ガスによる欠陥が防止された
鋳物を容易に鋳造することができる。そしてバインダを
使用した内側砂層の厚さは、全砂層にバインダを使用し
た従来の砂鋳型に比べて１／５〜１／２となるため、使
用するバインダの量が低減され低コストとすることがで
きる。

【００１７】また砂の再生も容易であり、性状の良好な
再生砂を低コストで再生することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の砂鋳型の断面図である。

【符号の説明】

１：内側砂層 ２：外側砂層 ３：鋳枠 １
０：キャビティ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャビティ表面を形成しバインダを含む
   内側砂層と、該内側砂層の外側を覆いバインダを含まな
   い外側砂層と、を鋳枠内に設けてなることを特徴とする
   砂鋳型。