JP2004034042A - Method for molding frozen mold - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定量の水を混合した鋳物砂により、型枠に内蔵させた模型の周囲に充填して鋳型を形成し、得られた鋳型を凍結による硬化をさせて凍結鋳型を得る凍結鋳型の造型法において、
前記模型の周囲に充填する所定水分を含む鋳物砂に流動性を与えるため、所定の界面活性剤を添加して、複雑形状を持つ模型に対してもその周囲に容易に充填させ成形された流動鋳型を用意し、成形された流動鋳型を凍結により硬化させて凍結鋳型を得る凍結鋳型の造型法に関する。
【0002】
【従来の技術】
前記鋳物砂に所定量の水を混合し、混合した鋳物砂を使用して形成された鋳型を凍結させて凍結鋳型を造る凍結鋳型の製造法は、例えば特公昭56−30107号公報に開示されている。
前記公報に開示されている発明によれば、凍結に使用する冷媒は、窒素をはじめとする液化ガス若しくはドライアイス等が使用されている。
また、冷凍機を用いた低温空気を鋳型内に通過させて凍結させる方法に係わる提案が特開平11−138235号公報に開示されている。
【0003】
ところで、前記流動鋳型については、骨材としては硅砂が使用され、バインダに粘結剤として水ガラスやセメント、その他にリン酸、アルミン酸ナトリウム等の無機粘結剤を使用した自硬性鋳型や、同じく粘結剤にフラン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂成分等の有機粘結剤を使用した自硬性鋳型やガス硬化鋳型には、流動鋳型造型法が使用されている。
則ち、セメント流動鋳型造型法では、硅砂にセメントと水及び界面活性剤を添加してミキサで混練し流動砂を形成させ鋳枠に流し込む方法が取られ、
また、水ガラス系の自硬性鋳型の場合は、水ガラスと界面活性剤を硅砂に添加してミキサで混練し流動砂を形成させて鋳枠に流し込む方法が取られている。
【0004】
一方、流動鋳型ではない凍結鋳型に使用される従来の鋳型の場合、人手や機械での砂込みができない複雑な形状を持つ製品に対する鋳型には、中子や割り型を介して煩雑な作業を必要とするが、流動鋳型が可能であれば流動砂を流し込むだけで複雑な製品に対する鋳型も簡単に形成できる。
しかし、前記有機粘結剤を使用した自硬性鋳型やガス硬化鋳型に使用されている流動鋳型造型法の場合は、前記したように流動砂を鋳枠に流し込むだけで複雑な模型に対する鋳型も容易にできるわけであるが、下記問題点を内蔵している。
【0005】
則ち、前記セメントや水ガラス等の無機粘結剤を使用する流動鋳型造型法においては、
バインダであるセメントや水ガラス等の粘結剤が無機質であるため、一度硬化した鋳型の鋳物砂を再利用することは困難で、再利用するためには多大な労力を必要としている。
また、フラン、フェノールなどの有機バインと水で流動鋳型を作成した場合でも、砂への付着物が残留するため鋳物砂の再利用には限界がある。
また、これら有機・無機のバインダを用いた場合の流動鋳型では、鋳型の崩壊性が悪いという問題があり、特にセメント使用の場合は問題が多い。
また、注湯時の熱分解によるガス発生は作業環境を悪くするという問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
そして、流動鋳型に使用する界面活性剤については、
上記、有機・無機の粘結剤をバインダとして添加する流動鋳型造型法の場合においては、混練の際発生する連行空気により発生する泡の安定性が良好であるため、AE減水剤と呼ばれる減水効果とともに混練の際微細な気泡を連行する界面活性剤の一種が使用されている。
【0007】
しかし、水分の添加量が少なく、水のみを使用する凍結鋳型においては、混練の際発生する連行空気による泡の動粘性が低いため前記AE減水剤では消泡が速く、鋳物砂を鋳枠に流し込んだ直後に消泡を開始され、流し込まれた鋳物砂が模型の細部まで達しない問題や充填した砂の下がりが極端に発生し、例えばフランジ部の下部に空洞を形成する問題がある。
【0008】
ところで、手動及び機械的エネルギにより泡を生ぜしめ、流動させた鋳物砂を模型の周囲に流動させて造型するが、この造型性には粘結性、抗力性、流動性と水分の影響があり、高い流動性により、水分や粘結剤は少なくてすむとともに、均一な型の強度構成を形成することができる。
【0009】
本発明は、上記従来の硅砂などを骨材とし所定量の水を添加した凍結鋳型に使用する鋳物砂に、適当な添加剤を添加して、混練の際の連行空気により発生する泡の増大と、発生した泡を安定した状態に維持させ、流動化を可能とする流動砂を形成させ、該流動砂の使用により形成された流動鋳型を凍結する凍結鋳型の造型法の提供を目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明の凍結鋳型の造型法は、
硅砂に対し2〜12重量%の水分を添加した鋳物砂を混練造型した鋳型を凍結により硬化する凍結鋳型を形成させる凍結鋳型の造型法において、
前記鋳物砂を流動化させ、流動化した鋳物砂を模型の周囲に確実に充填して流動鋳型を形成させるため、前記硅砂に対して0.05〜3重量%の高起泡性界面活性剤を添加混練し、混練により起泡した泡を含み流動する流動砂を前記模型の周囲に流し込み成形させ、成形した流動鋳型を凍結させることを特徴とする。
【0011】
前記本発明の凍結鋳型の造型法は、従来より使用されてきた生砂型の素材に流動性と造型性を与えるとともに、硬化型鋳型に見られる欠陥である崩壊性の改善と砂の回収率の改善、ガス等の発生することのない作業環境を改善する特性を与え、流動鋳型の形成を可能としたものである。
【0012】
則ち、従来の硅砂に対し1〜12重量%の水分を混合した鋳物砂に、高い起泡性を持つ界面活性剤を前記硅砂に対し0.05〜3重量%添加し、混練に際し連行空気により起泡した微細な泡を発生させて流動砂を形成させ、該流動砂を鋳枠内への流し込む際には模型の周辺の隅々まで確実且つ均一に充填させ、流動鋳型を形成させて、形成された鋳型に対し凍結を行い凍結鋳型を造型させたものである。
【0013】
上記高起泡性の界面活性剤の使用により、水を用いた流動鋳型と凍結鋳型の組合せにより、高い崩壊性と且つ鋳物砂の再利用が可能な鋳型の造型を可能とするとともに、また硬化型に見られたガスや臭気の発生、煙の発生もなく良好な作業環境のもとに鋳型の造型ができ、且つ従来の人手や機械では砂込めが複雑な模型に対する造型も可能にしている。
【0014】
また、前記界面活性剤は、好ましくはアニオン界面活性剤であり、さらに好ましくはスルホコハク酸塩であるのが良い。
【0015】
前記発明は、本発明の凍結鋳型の造型法に使用する流動砂の形成用に用意した高起泡性の界面活性剤の構成について記載したもので、使用する界面活性剤はアニオン活性剤であり、好ましくはコハク酸塩の牛脂アミド系を使用するようにしたもので、本願発明者等が鋭意努力して得られた最適な起泡安定剤である。
【0016】
また、前記凍結鋳型に使用する泡を含む流動砂は、NCO基を有する有機物質よりなるガス発生剤を前記硅砂に対し0.01〜3重量%の添加を行い、水との反応によりCO2ガスを発生させ、前記泡を含む流動砂の消泡による体積収縮を吸収させる構成が好ましい。
【0017】
本発明の界面活性剤の特にコハク酸塩の牛脂アミド系の使用による凍結鋳型の造型法においては、流動砂に含まれる気泡は安定化し消泡は起きにくくなり、砂下がりは少なくなる。則ち、造型後直ちに急冷して泡が消える前に凍結を終了させた場合は、砂の下がりが見られず問題を起こすことがないが、時間を掛けて凍結させる場合は徐々にではあるが砂の下がりが見られ完全とは言えない状況にある。
前記発明は、この砂下がりの問題の完全解決のためになされたもので、NCO基を有する有機化合物で例えばポリメチレンポリフェニールポリイソシアネートをガス発生剤として使用添加したもので、構造式が「R〜N=C=O」であるNCO基を有する有機物質の例えばポリメチレンポリフェニールポリイソシアネートを添加し、水と反応してCO2ガスを発生させ、消える泡と略同等の泡を発生させ、前記消泡による体積収縮を吸収させ、凍結に時間を掛けて行なう場合も消泡による影響を吸収するようにしてある。
【0018】
また、前記本発明の凍結鋳型の造型法に使用する界面活性剤は、アニオン界面活性剤にAE減水剤を混合させることが好ましい。
【0019】
前記発明は、前記本発明の凍結鋳型の造型に使用する流動鋳型の流動砂の形成に使用する高気泡性のアニオン界面活性剤への、界面活性剤の一種であるAE減水剤の一部混合について記載したものである。
則ち、前記AE減水剤は、コンクリートの混和に作業性を損なう事無く減水を可能とし強度向上を図るとともに、混練の際、空気をコンクリート中に微細な気泡として連行する特性を利用してその一部を代用しても良いことを記載している。
【0020】
また、前記本発明の凍結鋳型の造型法に使用する界面活性剤は、硅砂に対し0.05〜3.0重量%を添加させることが好ましい。
【0021】
また、本発明の凍結鋳型の造型法に使用する鋳物砂は、再使用を目的とする回収砂または再生砂が主体であることが好ましい。
【0022】
本発明の凍結鋳型の造型に使用する流動鋳型は前記したように崩壊性に富み、砂の回収は可能となり、省エネ循環式鋳造工程を形成できる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。なお、図1に示す実施形態は、加水10を含む混練工程11、流動鋳型の造型処理工程12、凍結鋳型の凍結処理工程13、塗型処理工程14、鋳造処理工程15、砂の再使用処理工程16よりなり、且つ前記加水10による水を使用した省エネ型リサイクル鋳造システムのフローチャートで、該省エネ型リサイクル鋳造システムは前記流動鋳型の造型処理工程12の使用によって初めてより効率的省エネサイクルを可能としたものである。
【0024】
上記鋳造システムのフローチャートは、前記したように、加水10及びスルホコハク酸塩牛脂アミド系界面活性剤10a及びNCO基を持つ有機物質10bを添加して、前段で回収冷却した砂(硅砂)を混練する混練工程11と、混練した鋳物砂より流動鋳型を造る造形処理工程12と、造型処理された鋳型を凍結する凍結鋳型の凍結処理工程13と、凍結した鋳型に塗型をする塗型処理工程14と、塗型処理をした凍結鋳型により鋳造する鋳造処理工程15と、鋳造終了後の鋳型より砂の再使用を図る砂の再使用処理工程16とより、閉サイクルを形成している。
【0025】
前記鋳造処理工程15では、前段で形成された凍結鋳型を型合わせ工程15aで型合わせをし、型合わせの終了した鋳型に溶湯工程17を経た湯を注湯工程15bで注湯をし、さらに凝固工程15cを経て鋳型内の高温湯の凝固をさせ、ついで、鋳型のばらし工程15dで鋳型のばらしを行い、ついで仕上げ工程15eを経て所要の鋳造製品を得るようにしてある。
一方前記ばらし工程15dにより崩壊された鋳型より砂回収工程16aにより砂(硅砂)の回収を行い、砂冷却工程16bにより回収された砂を約40℃程度に冷却して混練工程11へ還送して、硅砂のリサイクル過程を形成させている。前記還送された硅砂は再び前記混練工程11で加水10とスルホコハク酸塩牛脂アミド系界面活性剤10a、及びNCO基を持つ有機物質10bの添加を受けて次工程の流動鋳型の造形処理工程12へ循環する。
【0026】
則ち、上記実施の形態に係わる凍結鋳型の凍結処理工程13は、その前段の流動鋳型の造型処理工程12により得られた流動鋳型12bに対し凍結処理をしたものである。前記流動鋳型12bは、図に示すように流動鋳型の造型処理工程12において、該造型に必要な流動砂12aを硅砂(砂の再使用処理工程16により得られた砂)と加水10との間の混練工程11による混練に際して、スルホコハク酸塩牛脂アミド系界面活性剤10aの添加により流動性と造型性を持つ流動砂12aの形成を可能とし、該流動砂12aの形成により複雑な形状を持つ模型にも対応できる流動鋳型12bの造型を可能としたものである。
上記流動性と造型性を前記砂と水、界面活性剤10aとよりなる流動砂12aに与えることにより、当該鋳物砂は最小の水を使用して、最小の機械的エネルギによる砂込みにより複雑な形状に対しても同一形状の空間の形成を可能とするするとともに、均質且つ高い鋳型強度の鋳型の形成を可能としたものである。
【0027】
なお、前記スルホコハク酸塩牛脂アミド系界面活性剤10aの添加量は、硅砂に対し0.05〜3重量%で好ましくは0.1〜0.3重量%が望ましい。
【0028】
上記、流動鋳型12bの凍結処理工程13により鋳造に必要な鋳型強度を与え、
且つ塗型処理工程14により低温鋳型に高温注湯に対応する高温強度を与え高効率の鋳造を可能とするとともに、バインダに水のみの使用により完全リサイクル循環型鋳造システムの形成を可能としている。
【0029】
なお、混練工程11におけるNCO基を有する有機物質10bの添加は、前記凍結鋳型の凍結処理工程13が長時間にわたる場合に起きる流動砂中の連行空気の泡の消泡に起因する砂の沈降を吸収するために、水と反応してCO2ガスを発生する部材を添付したものである。
【0030】
上記NCO基を有する有機物質10bの添加量は、硅砂に対し、0.01〜3重量%が好ましい。
【0031】
【実施例】
次に、実施例をもって本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものでない。
図2(A)は、実施例1の場合の鋳枠内へ充填した砂の状況を示す図で、図2(B)は実施例2の場合の鋳枠内へ充填した砂の状況を示す図で、図2(C)は実施例3の場合の鋳枠内へ充填した砂の状況を示す図で、図3(A)は比較例1の鋳枠内へ充填した砂の状況を示す図で、図3(B)は比較例2の鋳枠内へ充填した砂の状況を示す図で、図3(C)は比較例3の従来の生砂型の鋳込み砂を鋳枠内へ手込めした場合の砂の状況を示す図である。
【0032】
[実施例1]
界面活性剤;スルホコハク酸塩牛脂アミド界面活性剤 0.2重量%
ガス発生剤;ポリメチレンポリフェニールポリイソシアネート0.1重量%
水分 ;3.5重量%
この場合は、図2(A)に示すように、スルホコハク酸塩牛脂アミド界面活性剤にガス発生剤を併用した場合で、3時間以上経過しても砂の下がりは認められなかった。
また、流動性も良好で砂の充填率も良好であった。
【0033】
[実施例2]
界面活性剤;スルホコハク酸塩牛脂アミド系界面活性剤 0.1重量%及びAE減水剤 0.1重量%
ガス発生剤;ポリメチレンポリフェニ−ルポリイソシアネート0.1重量%
水分 ;3.5重量%
この場合は、図2(B)に示すように、スルホコハク酸塩牛脂アミド系界面活性剤とAE減水剤とを混合した場合で流動性には問題はなかった。
これは、スルホコハク酸塩牛脂アミド系界面活性剤がある程度添加されていれば、他の界面活性剤で代用可能なことを示している。
【0034】
[実施例3]
界面活性剤;スルホコハク酸塩牛脂アミド系界面活性剤 0.2重量%
ガス発生剤;なし
水分 ;3.5重量%
この場合は、図2(C)に示すように、スルホコハク酸塩牛脂アミド系界面活性剤のみで、ポリメチレンポリフェニールポリイソシアネートを添加しなかった場合で、流動性は十分であったが、時間を掛けて徐々に充填した砂が沈降する傾向が示されている。但し、砂の押し湯効果により上面の砂が下がるのみで、下段のフランジ部の下部は十分に砂が充填されている。
なお、実作業においては、流動砂を模型より高く充填して置く場合が多いため、ポリメチレンポリフェニールポリイソシアネートを添加しなくても良い場合も多い。
【0035】
[比較例1]
界面活性剤;AE減水剤 0.4%
ガス発生剤;ポリメチレンポリフェニールポリイソシアネート0.1重量%
水分 ;3.5重量%
この場合は、図3(A)に示すように、AE減水剤のみで流動化させた砂に、ガス発生剤のポリメチレンポリフェニールポリイソシアネートを使用した場合で、AE減水剤のみでは流動化させた砂は消泡が速く、ポリメチレンポリフェニールポリイソシアネートを添加しても消泡を吸収することが出来ないことが示されている。
これは、界面活性剤が泡の動粘性に与える影響によるものと考えられ、AE減水剤のみで流動させた場合は消泡が優先するので、その結果下段フランジの下に隙間状空間が形成される。
【0036】
[比較例2]
界面活性剤;スルホコハク酸塩牛脂アミド系界面活性剤 0.2重量%
ガス発生剤;CaO 0.3重量%添加
水分 ;3.5重量%
この場合は、図3(B)に示すように、スルホコハク酸塩牛脂アミド系界面活性剤とガス発生剤に水と反応してガスを発生する酸化カルシウム(CaO)を添加した場合で、この場合は、発生したガスが砂の隙間を経て通過していくためか、砂の下がりに対してそれを防止する効果はなかった。界面活性剤と混合が可能な液体物質で、且つ水と反応するものでなければ効果がないものと考えられる。
【0037】
[比較例3]
界面活性剤;なし
ガス発生剤;なし
水分 ;3.5重量%
この場合は、従来の生砂型の鋳込み砂を手込めした場合で、図3(C)に示すように、手が下の方まで入らない下段のフランジ下部の隅に充填の不十分な部位が見受けられた。
【0038】
【発明の効果】
流動砂による流動鋳型に凍結鋳型造型法を組合わせた本発明によれば、複雑な模型(製品)に対する鋳型の造型を可能にするとともに、砂の再生利用、高い崩壊性、良好な作業環境等により、高効率の廃棄物を出さない低コストの循環型鋳造システムを形成できる。
また、流動鋳型の界面活性剤にスルホコハク酸塩牛脂アミド系界面活性剤を主体とする構成により、連行空気による微細な泡の安定且つ均一な発生が可能となり、消泡の発生を抑えるとともに、高い流動性と造型性と均一性を鋳物砂に与えることができる。
また、砂にNCO基を有する有機化合物を使用することにより、長時間放置しても鋳枠内の砂の沈降を防止できる。
また、水をバインダとしたため、地球環境に優しく、作業者を砂込め作業から解放した作業環境に優しい鋳型造形法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の流動鋳型を使用した省エネ型リサイクル鋳造システムのフローチャート図である。
【図2】(A)は実施例1の場合の鋳枠内へ充填した砂の状況を示す図で、 (B)は実施例2の場合の鋳枠内へ充填した砂の状況を示す図で、(C)は実施例3の場合の鋳枠内へ充填した砂の状況を示す図である。
【図3】(A)は比較例1の鋳枠内へ充填した砂の状況を示す図で、(B)は比較例2の鋳枠内へ充填した砂の状況を示す図で、(C)は比較例3の従来の生砂型の鋳込み砂を鋳枠内へ手込めした場合の砂の状況を示す図である。
【符号の説明】
10 加水
10a スルホコハク酸塩牛脂アミド系界面活性剤
10b NCOを有する有機物質
11 混練工程
12 流動鋳型の造形処理工程
12a 流動砂
12b 流動鋳型
13 凍結鋳型の凍結処理工程[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a freezing mold that forms a mold by filling around a model incorporated in a mold frame with molding sand mixed with a predetermined amount of water to form a mold, and hardens the obtained mold by freezing to obtain a frozen mold. In the molding method of
In order to give fluidity to the molding sand containing a predetermined amount of water to be filled around the model, a predetermined surfactant is added, and even a model having a complicated shape is easily filled and molded around the model. The present invention relates to a method for forming a frozen mold by preparing a mold and hardening the formed fluid mold by freezing to obtain a frozen mold.
[0002]
[Prior art]
A method for manufacturing a frozen mold in which a predetermined amount of water is mixed with the foundry sand and the mold formed using the mixed foundry sand is frozen to produce a frozen mold is disclosed in, for example, JP-B-56-30107. ing.
According to the invention disclosed in the above publication, a liquefied gas such as nitrogen or dry ice is used as a refrigerant used for freezing.
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-138235 discloses a method for freezing low-temperature air by using a refrigerator to pass through a mold.
[0003]
By the way, as for the fluid mold, silica sand is used as an aggregate, water glass or cement as a binder, phosphoric acid, a self-hardening mold using an inorganic binder such as sodium aluminate, Similarly, for a self-hardening mold or a gas curing mold using an organic binder such as a resin component such as a furan resin, a phenol resin, or a urethane resin as a binder, a fluid molding method is used.
In other words, in the cement fluid molding method, a method is used in which cement, water and a surfactant are added to silica sand, kneaded with a mixer to form fluid sand, and poured into a casting flask.
In the case of a water glass-based self-hardening mold, a method has been adopted in which water glass and a surfactant are added to silica sand, kneaded with a mixer to form fluidized sand, and then poured into a casting flask.
[0004]
On the other hand, in the case of conventional molds used for frozen molds that are not fluid molds, complicated molds for products with complicated shapes that cannot be sanded by hand or machine require complicated work via cores and split molds. Although it is necessary, if a fluid mold is possible, a mold for a complicated product can be easily formed only by pouring in the liquid sand.
However, in the case of a fluid mold molding method used for a self-hardening mold or a gas-curing mold using the organic binder, a mold for a complicated model can be easily formed only by pouring fluid sand into a mold as described above. However, it has the following problems.
[0005]
That is, in the fluid molding method using an inorganic binder such as the cement or water glass,
Since binders such as cement and water glass, which are binders, are inorganic, it is difficult to reuse the molding sand of a mold that has been hardened once, and a great deal of labor is required to reuse it.
Further, even when a fluid mold is made of an organic binder such as furan or phenol and water, there is a limit to the reuse of the foundry sand because deposits on the sand remain.
In addition, the flow mold using these organic / inorganic binders has a problem that the disintegration of the mold is poor, and particularly when cement is used, there are many problems.
Further, there is a problem that gas generation due to thermal decomposition during pouring deteriorates the working environment.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
And for the surfactant used in the fluid mold,
In the case of the fluid molding method in which an organic / inorganic binder is added as a binder, the stability of bubbles generated by entrained air generated during kneading is good, so that a water reducing effect called an AE water reducing agent is used. In addition, a type of surfactant that entrains fine bubbles during kneading is used.
[0007]
However, the amount of added water is small, and in a freezing mold using only water, the kinematic viscosity of bubbles caused by entrained air generated at the time of kneading is low, so that the AE water reducing agent is quickly defoamed, and molding sand is cast into a molding flask. Immediately after pouring, defoaming is started, and there is a problem that the casting sand does not reach the details of the model and a drop of the filled sand occurs extremely, for example, there is a problem that a cavity is formed at a lower portion of the flange portion.
[0008]
By the way, foam is generated by manual and mechanical energy, and the molding sand that has flowed is caused to flow around the model, and the molding is performed.However, there are effects of caking, drag, fluidity and moisture in this molding. Due to the high fluidity, a small amount of water and binder is required, and a uniform mold strength structure can be formed.
[0009]
The present invention is to increase the bubbles generated by entrained air at the time of kneading by adding an appropriate additive to the molding sand used for the freezing mold to which a predetermined amount of water is added using the above-mentioned conventional silica sand as an aggregate. The object of the present invention is to provide a molding method of a frozen mold that maintains a generated foam in a stable state, forms a fluidized sand that enables fluidization, and freezes a fluidized mold formed by using the fluidized sand. Things.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Then, the molding method of the frozen mold of the present invention,
In a method of forming a frozen mold, a mold obtained by kneading and molding a molding sand obtained by adding 2 to 12% by weight of water to silica sand to form a frozen mold is set by freezing.
In order to fluidize the foundry sand and to ensure that the fluidized foundry sand is filled around the model to form a fluidized mold, a high foaming surfactant of 0.05 to 3% by weight based on the silica sand is used. Is added and kneaded, and fluidized sand, which contains foam generated by kneading and flows, is poured around the model to be molded, and the molded fluid mold is frozen.
[0011]
The method for molding a frozen mold of the present invention provides fluidity and moldability to a raw sand mold material that has been conventionally used, and also improves the disintegration which is a defect found in a hardened mold and improves the sand recovery rate. The present invention provides a property of improving a working environment in which no gas or the like is generated, and enables formation of a fluid mold.
[0012]
That is, 0.05 to 3% by weight of a surfactant having a high foaming property is added to the molding sand obtained by mixing 1 to 12% by weight of water with respect to the conventional silica sand, and entrained air is added when kneading. By generating fine foam generated by the above, liquid sand is formed, and when the liquid sand is poured into the casting flask, it is surely and uniformly filled to all corners around the model to form a fluid mold. In this case, the formed mold is frozen to form a frozen mold.
[0013]
By using the above-mentioned high foaming surfactant, a combination of a fluid mold and a freezing mold using water enables molding of a mold having high disintegrability and recyclable molding sand, and also hardens. Molds can be molded under a good working environment without the generation of gas, odor and smoke seen in the mold, and it is also possible to mold models with complicated sanding with conventional hands and machines. .
[0014]
Further, the surfactant is preferably an anionic surfactant, and more preferably a sulfosuccinate.
[0015]
The above invention describes the composition of a high foaming surfactant prepared for the formation of fluidized sand used in the method of molding a frozen mold of the present invention, and the surfactant used is an anionic surfactant. Preferably, a tallow amide succinate is used, and is the most suitable foam stabilizer obtained by the inventors of the present invention.
[0016]
The liquid sand containing foam used for the freezing mold is prepared by adding 0.01 to 3% by weight of a gas generating agent made of an organic substance having an NCO group to the silica sand, and reacting with water to produce CO 2. It is preferable to generate gas to absorb volume shrinkage due to defoaming of the fluidized sand containing the foam.
[0017]
In the molding method of the freezing mold by using the surfactant of the present invention, especially the tallow amide succinate, bubbles contained in the fluidized sand are stabilized, defoaming is less likely to occur, and sandfall is reduced. In other words, if freezing is terminated immediately after molding and foaming disappears immediately before molding, there is no problem because sand does not fall, but when freezing over time, it is gradually The sand has fallen and is not perfect.
The present invention has been made to completely solve the problem of falling sand, and is an organic compound having an NCO group, for example, polymethylene polyphenyl polyisocyanate added and used as a gas generating agent. NN = C = O ”, an organic substance having an NCO group such as polymethylene polyphenyl polyisocyanate is added, reacts with water to generate CO 2 gas, and generates bubbles substantially equivalent to disappearing bubbles. The volume shrinkage caused by the defoaming is absorbed, and the effect of the defoaming is also absorbed when freezing is performed over a long time.
[0018]
It is preferable that the surfactant used in the method for forming a frozen mold of the present invention is obtained by mixing an anionic surfactant with an AE water reducing agent.
[0019]
The above-mentioned invention is a method of forming a freezing mold of the frozen mold according to the present invention, wherein a high-bubble anionic surfactant used for forming a fluidized sand is partially mixed with an AE water reducing agent which is a kind of surfactant. Is described.
That is, the AE water reducing agent enables water to be reduced without impairing workability in mixing the concrete, thereby improving strength, and at the time of kneading, utilizing the property of entraining air as fine bubbles in the concrete. It states that some may be substituted.
[0020]
Further, it is preferable that the surfactant used in the method of forming a frozen mold of the present invention is added in an amount of 0.05 to 3.0% by weight based on silica sand.
[0021]
In addition, the molding sand used in the method of molding a frozen mold of the present invention is preferably mainly composed of recovered sand or recycled sand for the purpose of reuse.
[0022]
As described above, the fluid mold used for molding the frozen mold of the present invention is rich in disintegration, sand can be collected, and an energy-saving circulating casting process can be formed.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail using embodiments shown in the drawings. The embodiment shown in FIG. 1 includes a kneading
[0024]
As described above, the flow chart of the casting system shows that the
[0025]
In the
On the other hand, sand (silica sand) is recovered from the mold collapsed in the separating step 15d in the
[0026]
That is, in the freezing
By giving the fluidity and moldability to the
[0027]
The addition amount of the sulfosuccinate tallow amide-based
[0028]
The above-mentioned freezing
In addition, the coating
[0029]
In addition, the addition of the
[0030]
The addition amount of the
[0031]
【Example】
Next, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to only these examples.
FIG. 2A is a diagram illustrating a state of sand filled in a flask in the case of Example 1, and FIG. 2B is a diagram illustrating a state of sand filled in a flask in Example 2. FIG. 2 (C) is a view showing the state of sand filled in the flask in the case of Example 3, and FIG. 3 (A) is a view showing the state of sand filled in the flask of Comparative Example 1. FIG. 3 (B) is a view showing the condition of sand filled in the casting flask of Comparative Example 2, and FIG. 3 (C) is a drawing of the casting sand of the conventional green sand mold of Comparative Example 3 into the casting flask. It is a figure showing the situation of the sand at the time of putting.
[0032]
[Example 1]
Surfactant: sulfosuccinate tallowamide surfactant 0.2% by weight
Gas generating agent: 0.1% by weight of polymethylene polyphenyl polyisocyanate
Moisture: 3.5% by weight
In this case, as shown in FIG. 2 (A), when a gas generating agent was used in combination with the sulfosuccinate tallowamide surfactant, sand did not drop even after 3 hours or more.
In addition, the fluidity was good and the filling rate of the sand was also good.
[0033]
[Example 2]
Surfactant; sulfosuccinate tallowamide surfactant 0.1% by weight and AE water reducing agent 0.1% by weight
Gas generating agent: 0.1% by weight of polymethylene polyphenyl polyisocyanate
Moisture: 3.5% by weight
In this case, as shown in FIG. 2 (B), there was no problem in fluidity when the sulfosuccinate tallowamide-based surfactant and the AE water reducing agent were mixed.
This indicates that if a sulfosuccinate tallowamide-based surfactant is added to some extent, another surfactant can be used instead.
[0034]
[Example 3]
Surfactant; sulfosuccinate tallowamide surfactant 0.2% by weight
Gas generating agent; no moisture; 3.5% by weight
In this case, as shown in FIG. 2 (C), only the sulfosuccinate tallowamide-based surfactant was used, and the polymethylene polyphenyl polyisocyanate was not added. , And the sand gradually filled tends to settle. However, only the sand on the upper surface drops due to the hot water effect of the sand, and the lower part of the lower flange portion is sufficiently filled with the sand.
In the actual work, the liquid sand is often filled and placed higher than the model, so that it is often unnecessary to add the polymethylene polyphenyl polyisocyanate.
[0035]
[Comparative Example 1]
Surfactant; AE water reducing agent 0.4%
Gas generating agent: 0.1% by weight of polymethylene polyphenyl polyisocyanate
Moisture: 3.5% by weight
In this case, as shown in FIG. 3 (A), a polymethylene polyphenyl polyisocyanate as a gas generating agent was used for sand fluidized only with the AE water reducing agent. It is shown that the defoaming of the sand is fast, and the defoaming cannot be absorbed even if polymethylene polyphenyl polyisocyanate is added.
This is considered to be due to the effect of the surfactant on the kinematic viscosity of the foam, and when flowing only with the AE water reducing agent, the defoaming takes precedence. As a result, a gap-like space is formed below the lower flange. You.
[0036]
[Comparative Example 2]
Surfactant; sulfosuccinate tallowamide surfactant 0.2% by weight
Gas generating agent; CaO 0.3% by weight Added water; 3.5% by weight
In this case, as shown in FIG. 3 (B), a case where calcium oxide (CaO) which generates gas by reacting with water is added to a sulfosuccinate tallow amide-based surfactant and a gas generating agent. Was not effective in preventing the generated gas from passing through the gaps in the sand or preventing the falling of the sand. It is considered that there is no effect unless the substance is a liquid substance that can be mixed with a surfactant and reacts with water.
[0037]
[Comparative Example 3]
Surfactant; no gas generating agent; no moisture; 3.5% by weight
In this case, the casting sand of the conventional green sand mold is prepared, and as shown in FIG. 3 (C), a part with insufficient filling is located at the lower corner of the lower flange where the hand does not enter the lower part. I was seen.
[0038]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention which combined the freezing mold molding method with the fluid mold by liquid sand, while making mold molding with respect to a complicated model (product) possible, recycling of sand, high disintegration, favorable work environment, etc. Thereby, a low-cost circulation-type casting system that does not generate high-efficiency waste can be formed.
In addition, the configuration in which the surfactant of the fluid mold is mainly a sulfosuccinate tallow amide-based surfactant enables stable and uniform generation of fine bubbles due to entrained air, and suppresses the generation of defoaming, and is high. Fluidity, moldability and uniformity can be given to the molding sand.
Further, by using an organic compound having an NCO group in the sand, sedimentation of the sand in the flask can be prevented even when the sand is left for a long time.
In addition, since water is used as the binder, a mold molding method that is friendly to the global environment and that is friendly to the working environment, freeing the worker from sanding work can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart of an energy-saving recycling casting system using a fluidized mold according to the present invention.
FIG. 2A is a diagram showing a state of sand filled in a flask in the case of Example 1, and FIG. 2B is a diagram showing a state of sand filled in a flask in Example 2. (C) is a diagram showing the situation of sand filled in the flask in the case of Example 3.
3 (A) is a diagram showing a state of sand filled in a flask of Comparative Example 1; FIG. 3 (B) is a diagram showing a state of sand filled in a flask of Comparative Example 2; () Is a view showing the state of sand when the casting sand of the conventional green sand mold of Comparative Example 3 was handed into a casting flask.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記鋳物砂を流動化させ、流動化した鋳物砂を模型の周囲に確実に充填して流動鋳型を形成させるため、前記硅砂に対して0.05〜3重量%の高起泡性界面活性剤を添加混練し、混練により起泡した泡を含み流動する流動砂を前記模型の周囲に流し込み成形させ、成形した流動鋳型を凍結させることを特徴とする凍結鋳型の造型法。In a method of forming a frozen mold, a mold obtained by kneading and molding a molding sand obtained by adding 2 to 12% by weight of water to silica sand to form a frozen mold is set by freezing.
In order to fluidize the foundry sand and to ensure that the fluidized foundry sand is filled around the model to form a fluidized mold, a high foaming surfactant of 0.05 to 3% by weight based on the silica sand is used. Is added and kneaded, and flowing sand, which contains foams generated by kneading and flows, is poured around the model to form a mold, and the formed fluid mold is frozen.
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