JPS6096347A - 鋳型造型法及びその装置 - Google Patents

鋳型造型法及びその装置

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JPS6096347A
JPS6096347A JP58202814A JP20281483A JPS6096347A JP S6096347 A JPS6096347 A JP S6096347A JP 58202814 A JP58202814 A JP 58202814A JP 20281483 A JP20281483 A JP 20281483A JP S6096347 A JPS6096347 A JP S6096347A
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sand
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JP58202814A
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Toshio Kai
貝 敏雄
Tetsuo Ogi
尾木 哲夫
Shigeyuki Yokoi
横井 重行
Nobuhito Imamura
信人 今村
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Tokyu Co Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Tokyu Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C15/00Moulding machines characterised by the compacting mechanism; Accessories therefor
    • B22C15/23Compacting by gas pressure or vacuum
    • B22C15/24Compacting by gas pressure or vacuum involving blowing devices in which the mould material is supplied in the form of loose particles

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Devices For Molds (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鋳型の造型法とその装置に関し、特に鋳型の
急速硬化を行うことのできる造型法と、それに適した装
置に関するものである。
鋳入重量1トン以下の鋳鋼品を製造する場合には通常、
耐火性粒子に硼砂を用いて鋳型造型を行っているが、こ
の造型法は出願人ら独自で開発した鋳物砂の吹付造型装
置(特願昭57−067470号)を用いて砂込め工数
を著しく低減できる吹付造型プロセスを採用している、
自硬性鋳型では、従来の手込め及び吹付造型法において
も、通常、可使時間が30分以上もある粘結剤、硬化剤
の配合比を考慮した混練砂を用いて鋳型造型を行ってい
る。この場合、造型した模型の離型は早くて1時間後、
遅くて数時間を要し、模型の回転並びに造型能率が著し
く悪い。
一方・、鋳込重量1トン以上の鋳鋼品を製造する場合に
は鋳肌表面に焼着が発生するために、硼砂の代ヤに耐火
度の高い、ジルコン砂、クロマイト砂等にて肌砂層を形
成するが、その方法は既に特願昭56−170788号
に提案している。
この方法は第1,2図に示すように模型表面1にエキス
パンダメタル又は亀甲金網等の金網2を張υ付け、該金
網には肌砂層厚3に相当する柱4を模型寸法に応じて、
数本ないし数10本出し、吹付造型装置を用いて、所定
の肌砂層を形成するものである。
この場合も、可使時間の長い、通常の粘結剤、硬化剤を
用いているため、模型の回転、並びに造型能率が悪い。
本発明は、 (1)高温の耐火性粒子と粘結剤、及び硬化剤とを混練
した混練砂を用いて急速に鋳型硬化を行うこと、 (2)吹付造型装置(特願昭57−067470号)に
温度調整器を設置して高温砂を吹付造型すること、 を目的としてなされたものである。
すなわち本発明は、 (1)高温の耐火性粒子を粘結剤及び硬化剤にて混練し
た混練砂を模型表面に吹付け、鋳型を急速に固化させて
、成型することを特徴とする鋳型造型法、 (2)耐火性粒子の温度調整器と、粘結剤注入ノズル及
び硬化剤注入ノズルを備えた混線機と、該混線機の排出
口下流に配設されたブースタと、該ブースタに接続され
たプラストホースとから々ることを特徴とする吹付造型
装置、に関するものである。
本発明は、鋳物部品全般に適用することができる。
本発明における適正吹付条件は、後述する基礎試験結果
から0温70〜90℃の範囲内において、粘結剤の添加
量は0.5〜0.8重titLi6/対砂、硬化剤の添
加量は20〜30重量%/対粘結剤とすることが望まし
いことが確認されている。
なお、粘結剤が0.5重量係以下の場合には、硬化剤の
添加量にもよるが、硬化速度が遅くなシ、08重量係以
上の場合は硬化速度が更に促進されるが、経済性(粘結
剤のコスト)の面で好ましくない。また、硬化剤が20
重量%以下の場合には、粘結剤の添加量にもよるが、硬
化速度が遅くなシ、40重量%以上の場合は硬化速度が
更に促進されるが、経済性の面で好ましくない。更に0
温は模型(木型)の変形、耐久性の面より極力低い温度
を選定することが好ましい。
また、本発明における耐火性粒子は、硼砂。
ジルコン砂、クロマイト砂等が、粘結剤はフラン系、フ
ェノール系、フェノール・フラン系樹脂等が、また硬化
剤はキシレンスルホン酸系。
パラトルエンスルホン酸系、ベンゼンスルホン酸系、リ
ン酸系が使用できる。
第3図は本発明装置の一実施態様例を示す図である1、 第3図において、回収された硼砂又はジルコン砂は図示
省略のサービスタンク等を経て、加熱器6を内蔵した0
温調整器5に投入する。この加熱器6は、例えば多数の
フィンを備えたチューブ内に加熱媒体を供給する構成の
もの等が採用できる。回収された硼砂又はジルコン砂は
回収の時期、鋳込製品の大小などによシ、その温度にバ
ラツキがある為に0温調整器6にて所定の温度にコント
ロールされる7、所定0温は加熱器6にて50〜100
℃に調整できる。
0温調整された硼砂又はジルコン砂は流量制御機構7及
び開閉可能なシャッターゲート8を介して連続かつ定量
的に混線機9に供給される。
混線機9は多翼式高速回転によシ、粘結剤注入ノズル1
0.硬化剤注入ノズル11.から注入添加される粘結剤
と硬化剤を、上記の硼砂又はジルコン砂と瞬時に混練し
、混線機9の排出口からシュート12を経てブースタ1
5へと流入させる。このブースタ13は圧縮空気供給源
(図示省略)に接続された供給バイブ14を介して供給
される圧縮空気を漏斗状の加速室15内へ噴射するよう
にしたものである。該加速室15の下端には可撓性のプ
ラストホース16が接続されている。
上記のブースタ13より吹込む圧縮空気は混練砂の温度
低下をまねくので、加熱された空気を使用することが望
ましい。
本装置で耐火性粒子と粘結剤、硬化剤とを混線、排出後
、加速、吹付に要する時間は3〜4秒であり、模型面に
吹付けられた混練砂は畠温である為に急速な硬化が進む
次に、本発明における鋳型の急速硬化条件を把握するた
めに行った基礎試験について説明する。
基経試験 供試材料 (1)耐火性粒子: 珪砂(A、F、135 B) 、ジルコン砂(A、F、
5110) (2)粘結剤: フェノール・フラン樹脂(胆石機材工業((株))装面
品名H1100口F) (0,3〜0.8重量%/対砂) (3)硬化剤: ベンゼンスルホン酸(胆石機材工業銖讃商品名PB −
20) (10〜40重量%/対粘結剤) 吹付造型条件 (1) 装置: ■ 第6図に示す装置を用いた。
■ プラストホース;52mmφX6m■ 出砂量i 
5tOn/Hr (珪砂の場合); 1.5tO/Hr
 (ジルコン砂の場合)■ 砂 温;50〜100℃ ■ 混練砂の噴射速度比(混練砂の噴射速度を混練砂が
プラストホース内を輸 送される際に脈動を生じる限界速度で 除したもの) ; S、 O(珪砂の場合)60 (ジ
ルコン砂の場合) (2)模型(木型)、その他: ■ 模型(硼砂、ジルコン砂共用);平板模型(250
mmX 250mmX 50mmt)を用いたが、本模
型は抗圧力試験片を採取す るために50mm間隔に直角のスリットを入れた。
■ 吹付角度;模型面となす角度を90゜(垂直)に設
置して吹付けた。
■ 吹付距離;1m 試験結果 粘結剤と硬化剤の添加量並びに0温を変化させて吹付試
験を実施後、抗圧力試験片を採取して試験に供し、その
試験結果を表1に示す。尚、本試験では造型後、5分間
後にサンプリングを行い、抗圧力試験を実施した1゜ 本試験の評価は鋳型の抗圧力が20klil/−以上で
あれば離型上の問題がないため、この数値を基準とした
表1 抗圧力による評価試験結果 (珪砂、ジルコン砂の結果) (1)重量0寸秒 (2)重−11%/対粘結剤 × 抗圧力 20に内 以下 ○ 抗圧力 20 kg/cd 以上 以上の結果、適正吹付条件は粘結剤の添加量が0.5 
、0.8重t%/対砂、硬化剤が20〜30重量%/対
粘結剤、0温か70〜90℃の範囲内である。但し、表
1に見られるように上記以外の条件下でも適正吹付条件
が認められる。またこの適正吹付条件で50mm厚さの
ジルコン砂の肌砂層が成型できることも確認した。
この結果に見られるように耐火性粒子(珪砂。
ジルコン砂)の0温を上昇すれば硬化速度が著しく上昇
するために、可使時間が殆んどゼロとなり、急速硬化鋳
型が得られることが明確となった。
これらの基礎試験で得られた適正吹付条件の妥当性を調
べるために実施した試験鋳型の造型例と、得られた鋳型
による鋳込試験例を以下に示す。
実施例 試験条件 (1)耐火性粒子: ■ 肌砂;回収ジルコン砂(A、F、83B)■ 裏砂
;回収珪砂(A、F、S 110)(2) 粘結剤:フ
ェノール・フラン樹脂(胆石機材工業(イ)装面品名 HPloooF) (0,5重量%/対砂) (3) 硬化剤:ベンゼンスルホン酸(胆石機材工業銖
謙商品名pB−2o、) (20重量%/対粘結剤) (4)吹付造型装置、 ■ 第3図に示す装置を用いた。
■ プラストホース132mmφ×6m■ 出砂量; 
5tOn/H(砕砂の場合)1.5tO隻/H(ジルコ
ン砂の場合)■ 砂温;70℃ ■ 噴射速度比; S、 O(砕砂の場合)3.0(ジ
ルコン砂の場合) (5) 試作品模型:製品重量約2 tonの角型模型
(1000mmX 1000IIIIIIx 250+
11111)を用いた。
(6)吹付距離=05〜1.0 m (7)吹付角度:45〜90’ 造型試験 下型は第4図のように、定盤17上に鋳枠18を設置し
枠内に模型19、湯道2oを配置した。
吹付造型装置では、壕ず温度調整器5内に回収ジルコン
砂を投入し、加熱器6にて砂温を90℃に調整(吹付時
の砂温低下を防ぐため、目標温度よ920℃アップした
)シ、更にブースタ13からも約1o口℃の熱風を吹込
んだ、。
尚、ジルコン砂による肌砂成型後は裏砂として砕砂を用
いたが、上記と同様な要領で造型した。
上記の状況下で本発明吹付造型装置を用いて、上記の下
型にジルコン砂の肌砂層21を約20mm成型後、引き
続いて裏砂17を吹付けて造型したが、造型約5分間後
には固化しており、下型を反転した。
反転後は第5図のように、その上部に鋳枠18′を設置
し、下型模型19、湯道2oと同位置に上型模型19′
、湯口20′を設置する。
しかる後、下型模型19と同一手順にて造型を行い、約
5分間後には固化が完了したので直ちに上下模型19’
、19を離型し、試験品鋳型を完成した。
2、鋳込試験 上記で得られた試験品鋳型を用いて、鋳鋼(So 46
)の鋳込試験(鋳込試験1540℃、鋳型乾燥温度約8
0℃)を実施した結果、鋳肌表面にはガス欠陥等の鋳造
欠陥もなく、良質な鋳物製品が製造できた。
以上の結果から明らかなように、通常の鋳型造型法(手
込め造型法等)に比べて、本発明では砂温を上昇するこ
とにょヤ、混練砂の可使時間をほぼゼロにすることがで
きるため、次の作用、効果がある。
(1) 造型後、直ちに離型できるため、模型の回転率
が高まシ造型能率が著しく上昇する。
(2)粘結剤と硬化剤が節減できる。例えば本発明法で
は粘結剤0.5%、硬化剤20チであるのに対し、従来
法では粘結剤1.0%、硬化剤30チである。
(3)造型時間が大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
第1,2図は従来の鋳型製造法に使用される模型を説明
するための図、第6図は本発明装置の一例を示す正面図
、第4,5図は本発明で造型した鋳型の一例を示す縦断
面図である。 5・・・砂温調整器、9・・・混練機、10・・・粘結
剤注入ノズル、 11・・・硬化剤注入ノズル、 13・・・ブースタ、 16・・・プラストホース。 復代理人 内 1) 明 復代理人 萩 原 亮 −

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)高温の耐火性粒子を粘結剤及び硬化剤にて混練し
    た混練砂を模型表面に吹付け、鋳型を急速に固化させて
    、成型することを特徴とする鋳型造型法。
  2. (2)耐火性粒子の温度調整器と、粘結剤注入ノズル及
    び硬化剤注入ノズルを備えた混練機と、該混練機の排出
    口下流に配設されたブースタと、該ブースタに接続され
    たプラストホースとからなることを特徴とする吹付造型
    装置。
JP58202814A 1983-10-31 1983-10-31 鋳型造型法 Expired - Lifetime JPH0620590B2 (ja)

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JPH0620590B2 JPH0620590B2 (ja) 1994-03-23

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06297079A (ja) * 1993-04-16 1994-10-25 Kimura Chuzosho:Kk 消失模型鋳造法
CN105945239A (zh) * 2016-06-30 2016-09-21 施密特钢轨技术(昆山)有限公司 一种自动射芯用射砂定量结构
CN107537971A (zh) * 2017-08-21 2018-01-05 共享装备股份有限公司 混砂机

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5861949A (ja) * 1981-10-08 1983-04-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 乾式吹付造型装置

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JPH0620590B2 (ja) 1994-03-23

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