JP2020093299A - Casting mold and production method thereof - Google Patents

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Abstract

To provide a casting mold which keeps gas from being generated during teeming while maintaining strength, and a production method thereof.SOLUTION: There is provided a casting mold comprising a fireproof granular material, a water soluble sulfuric acid compound, and a water soluble phosphate compound or alcohol having a boiling point of 105°C or greater. When the phosphate compound is contained, a heating loss (α) at 300°C is 1.0% or smaller, and when the alcohol is contained, a heating loss (β) at 700°C is 0.5 to 3.5%.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、鋳型およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a mold and a method for manufacturing the mold.

従来、鋳造用鋳型(以下、単に「鋳型」ともいう。)には普通鋳型と特殊鋳型とがあり、普通鋳型には生型と乾燥型がある。一方、特殊鋳型には熱硬化鋳型、自硬性鋳型、ガス硬化鋳型がある。
鋳型の材料には珪砂などの耐火性粒状材料が用いられるが、耐火性粒状材料だけでは乾燥すると崩れやすいため粘結剤を加えて崩れにくくしている。
普通鋳型にはベントナイトなどの粘土が粘結剤として用いられる。一方、特殊鋳型にはフェノール樹脂、フラン樹脂、ウレタン樹脂などの有機粘結剤や、水ガラスなどの無機粘結剤が用いられる。
Conventionally, casting molds (hereinafter, also simply referred to as “molds”) include ordinary molds and special molds, and ordinary molds include a raw mold and a dry mold. On the other hand, special molds include thermosetting molds, self-hardening molds, and gas curing molds.
A refractory granular material such as silica sand is used as the material for the mold, but a refractory granular material alone tends to collapse when dried, so a binder is added to prevent it from collapsing.
Usually, clay such as bentonite is used as a binder in the mold. On the other hand, an organic binder such as phenol resin, furan resin, urethane resin or an inorganic binder such as water glass is used for the special mold.

各種方法により製造した鋳型には、鉄、銅、アルミニウム等の金属を高温で溶かした液体が注湯され、鋳物が得られる。鋳物は、鋳型を解体して取り出される。また、解体した鋳型から耐火性粒状材料を再生し、鋳型の製造に再利用するのが一般的である。
有機粘結剤を用いた鋳型は、解体時の崩壊性に優れる。しかし、注湯時に有機粘結剤が熱分解してガス(熱分解ガス)が発生しやすく、鋳物に欠陥が生じたり、作業環境が悪化したりしやすい。
一方、無機粘結剤を用いた鋳型は、無機粘結剤が熱分解しにくいため注湯時に粘結剤の熱分解ガスが発生しにくい。しかし、無機粘結剤として水ガラスを用いた鋳型は、注湯後の強度が低下しにくく、崩壊しにくい(崩壊性に劣る)ため、有機粘結剤を用いた鋳型に比べて解体しにくい。
A liquid produced by melting a metal such as iron, copper, or aluminum at a high temperature is poured into a mold manufactured by various methods to obtain a casting. The casting is taken out by disassembling the mold. Further, it is general that the refractory granular material is regenerated from the disassembled mold and reused in the manufacture of the mold.
The mold using the organic binder is excellent in disintegration upon dismantling. However, when the molten metal is poured, the organic binder is easily decomposed by heat to generate a gas (pyrolysis gas), which easily causes defects in the casting and deteriorates the working environment.
On the other hand, in the mold using the inorganic binder, the inorganic binder is less likely to be thermally decomposed, and thus the thermally decomposed gas of the binder is less likely to be generated during pouring. However, the mold using water glass as the inorganic binder is less likely to deteriorate in strength after pouring and is less likely to disintegrate (inferior in disintegrating property), and thus is more difficult to disassemble than the mold using the organic binder. ..

水ガラスに代わる無機粘結剤を用いた鋳型として、例えば特許文献1には、耐火性粒状材料と、硫酸マグネシウム等の硫酸化合物を含む水溶性の粘結剤とを含み、乾燥状態において硫酸化合物が結晶水を含有している鋳型が開示されている。 As a template using an inorganic binding agent instead of water glass, for example, Patent Document 1 contains a refractory granular material and a water-soluble binding agent containing a sulfuric acid compound such as magnesium sulfate, and a sulfuric acid compound in a dry state. Discloses a mold containing water of crystallization.

特許第4223830号公報Japanese Patent No. 4223830

特許文献1に記載の鋳型のように、硫酸化合物を粘結剤として用いた鋳型は、粘結剤が結晶水を含有することで高い強度を発現できる。
しかしながら、粘結剤が結晶水を含有していると、注湯時に粘結剤の結晶水が蒸発してガスが発生し、ガス欠陥の原因となる場合がある。
粘結剤の結晶水を除去すれば注湯時のガス発生量を削減でき、ガス欠陥を抑制できるが、鋳型の強度が低下してしまう。
Like the template described in Patent Document 1, a template using a sulfuric acid compound as a binder can exhibit high strength because the binder contains water of crystallization.
However, when the binder contains water of crystallization, the water of crystallization of the binder evaporates during pouring to generate gas, which may cause gas defects.
If the water of crystallization of the binder is removed, the amount of gas generated during pouring can be reduced and gas defects can be suppressed, but the strength of the mold will be reduced.

本発明は上記事情を鑑みてなされたもので、強度を維持しながらも注湯時にガスが発生しにくい鋳型およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a mold in which gas is less likely to be generated during pouring while maintaining strength, and a manufacturing method thereof.

本発明は以下の態様を有する。
[1]耐火性粒状材料と、水溶性の硫酸化合物と、水溶性のリン酸化合物とを含み、
下記の測定方法により求められる加熱減量(α)が1.0%以下である、鋳型。
(測定方法)
鋳型を秤量し、予め300℃に保持した電気炉内で2時間加熱した後、25℃まで放冷し、放冷後の鋳型の質量を測定し、下記式(1)より加熱減量(α)を求める。
加熱減量(α)={(加熱前の鋳型の質量−放冷後の鋳型の質量)/加熱前の鋳型の質量}×100 ・・・(1)
[2]前記耐火性粒状材料100質量部に対する前記硫酸化合物の含有量が0.5〜15質量部である、[1]の鋳型。
[3]前記耐火性粒状材料100質量部に対する前記リン酸化合物の含有量が0.1〜5質量部である、[1]または[2]の鋳型。
[4]耐火性粒状材料と、水溶性の硫酸化合物と、水溶性のリン酸化合物とを含む砂組成物を造型した後に、下記の測定方法により求められる加熱減量(α)が1.0%以下になるまで加熱する、鋳型の製造方法。
(測定方法)
鋳型を秤量し、予め300℃に保持した電気炉内で2時間加熱した後、25℃まで放冷し、放冷後の鋳型の質量を測定し、下記式(1)より加熱減量(α)を求める。
加熱減量(α)={(加熱前の鋳型の質量−放冷後の鋳型の質量)/加熱前の鋳型の質量}×100 ・・・(1)
The present invention has the following aspects.
[1] contains a refractory granular material, a water-soluble sulfuric acid compound, and a water-soluble phosphoric acid compound,
A mold whose loss on heating (α) determined by the following measuring method is 1.0% or less.
(Measuring method)
The mold is weighed and heated in an electric furnace preliminarily kept at 300°C for 2 hours, then allowed to cool to 25°C, the mass of the mold after cooling is measured, and the heating loss (α) is calculated from the following formula (1). Ask for.
Heating loss (α)={(mass of mold before heating-mass of mold after cooling)/mass of mold before heating}×100 (1)
[2] The template according to [1], wherein the content of the sulfuric acid compound is 0.5 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory granular material.
[3] The template according to [1] or [2], wherein the content of the phosphoric acid compound is 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory granular material.
[4] After the sand composition containing the refractory granular material, the water-soluble sulfuric acid compound, and the water-soluble phosphoric acid compound is molded, the heating loss (α) determined by the following measuring method is 1.0%. A method for producing a mold, which comprises heating until:
(Measuring method)
The mold is weighed and heated in an electric furnace preliminarily kept at 300°C for 2 hours, then allowed to cool to 25°C, the mass of the mold after cooling is measured, and the heating loss (α) is calculated from the following formula (1). Ask for.
Heating loss (α)={(mass of mold before heating-mass of mold after cooling)/mass of mold before heating}×100 (1)

[5]耐火性粒状材料と、水溶性の硫酸化合物と、沸点が105℃以上のアルコールとを含み、
下記の測定方法により求められる加熱減量(β)が0.5〜3.5%である、鋳型。
(測定方法)
鋳型を秤量し、予め700℃に保持した電気炉内で2時間加熱した後、25℃まで放冷し、放冷後の鋳型の質量を測定し、下記式(2)より加熱減量(β)を求める。
加熱減量(β)={(加熱前の鋳型の質量−放冷後の鋳型の質量)/加熱前の鋳型の質量}×100 ・・・(2)
[6]前記耐火性粒状材料100質量部に対する前記硫酸化合物の含有量が0.5〜15質量部である、[5]の鋳型。
[7]前記耐火性粒状材料100質量部に対する前記アルコールの含有量が0.1〜5質量部である、[5]または[6]の鋳型。
[8]耐火性粒状材料と、水溶性の硫酸化合物と、沸点が105℃以上のアルコールとを含む砂組成物を造型した後に、下記の測定方法により求められる加熱減量(β)が0.5〜3.5%になるまで加熱する、鋳型の製造方法。
(測定方法)
鋳型を秤量し、予め700℃に保持した電気炉内で2時間加熱した後、25℃まで放冷し、放冷後の鋳型の質量を測定し、下記式(2)より加熱減量(β)を求める。
加熱減量(β)={(加熱前の鋳型の質量−放冷後の鋳型の質量)/加熱前の鋳型の質量}×100 ・・・(2)
[5] contains a refractory granular material, a water-soluble sulfuric acid compound, and an alcohol having a boiling point of 105° C. or higher,
A mold whose loss on heating (β) determined by the following measuring method is 0.5 to 3.5%.
(Measuring method)
The mold is weighed and heated in an electric furnace previously held at 700° C. for 2 hours, then allowed to cool to 25° C., the mass of the mold after cooling is measured, and the heating loss (β) is calculated from the following formula (2). Ask for.
Heating loss (β)={(mass of mold before heating-mass of mold after cooling)/mass of mold before heating}×100 (2)
[6] The template according to [5], wherein the content of the sulfuric acid compound is 0.5 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory granular material.
[7] The template according to [5] or [6], wherein the content of the alcohol is 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory granular material.
[8] After molding a sand composition containing a refractory granular material, a water-soluble sulfuric acid compound, and an alcohol having a boiling point of 105° C. or more, the heating loss (β) determined by the following measurement method is 0.5. A method for producing a mold, which comprises heating to ~3.5%.
(Measuring method)
The mold is weighed and heated in an electric furnace previously held at 700° C. for 2 hours, then allowed to cool to 25° C., the mass of the mold after cooling is measured, and the heating loss (β) is calculated from the following formula (2). Ask for.
Heating loss (β)={(mass of mold before heating-mass of mold after cooling)/mass of mold before heating}×100 (2)

本発明によれば、強度を維持しながらも注湯時にガスが発生しにくい鋳型およびその製造方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a mold in which gas is hardly generated during pouring while maintaining strength and a method for manufacturing the mold.

本発明で用いる鋳型造型用型の一実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view showing one embodiment of a mold for mold making used by the present invention. 実施例および比較例で用いたテストピース作製用の鋳型造型用型を示す図であり、(a)は斜視図であり、(b)は平面図である。It is a figure which shows the casting mold for making the test piece used in the Example and the comparative example, (a) is a perspective view, (b) is a top view.

[鋳型]
<第一の態様>
本発明の第一の態様の鋳型は、耐火性粒状材料と、水溶性の硫酸化合物と、水溶性のリン酸化合物とを含む。
なお、本発明において水溶性とは、20℃の水への溶解度が2g/100mL以上であることを示す。
[template]
<First aspect>
The mold according to the first aspect of the present invention includes a refractory granular material, a water-soluble sulfuric acid compound, and a water-soluble phosphoric acid compound.
The term “water-soluble” as used in the present invention means that the solubility in water at 20° C. is 2 g/100 mL or more.

耐火性粒状材料としては、珪砂、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン砂、非晶質シリカ、アルミナ砂、ムライト砂等の天然砂;人工砂などの従来公知のものを使用できる。また、使用済みの耐火性粒状材料を回収したもの(回収砂)や再生処理したもの(再生砂)なども使用できる。これら耐火性粒状材料は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
製造コストの観点では天然砂が好ましく、その中でも珪砂がより好ましい。熱により膨張しにくい観点では人工砂が好ましい。製造コストと耐熱性とのバランスを考慮し、天然砂と人工砂とを混合して用いてもよい。
As the refractory granular material, natural sand such as silica sand, chromite sand, zircon sand, olivine sand, amorphous silica, alumina sand and mullite sand; conventionally known materials such as artificial sand can be used. Further, it is also possible to use a product obtained by collecting used refractory granular material (recovered sand) or a product subjected to a recycling treatment (reclaimed sand). These refractory granular materials may be used alone or in combination of two or more.
From the viewpoint of production cost, natural sand is preferable, and silica sand is more preferable. Artificial sand is preferable from the viewpoint of being less likely to expand due to heat. Natural sand and artificial sand may be mixed and used in consideration of the balance between production cost and heat resistance.

耐火性粒状材料の粒子径は50〜600μmが好ましく、60〜500μmがより好ましく、70〜300μmがさらに好ましく、75〜150μmが特に好ましい。耐火性粒状材料の粒子径が上記下限値以上であれば、取扱いに優れ、作業性を良好に維持できる。耐火性粒状材料の粒子径が上記上限値以下であれば、強度の高い鋳型が得られる。また、該鋳型を用いて鋳造される鋳物の表面性にも優れる。
耐火性粒状材料の粒子径は、動的光散乱法により測定した耐火性粒状材料の体積累計50%のメディアン径である。
The particle size of the refractory granular material is preferably 50 to 600 μm, more preferably 60 to 500 μm, further preferably 70 to 300 μm, and particularly preferably 75 to 150 μm. When the particle diameter of the refractory granular material is not less than the above lower limit value, handling is excellent and workability can be favorably maintained. When the particle size of the refractory granular material is not more than the above upper limit value, a mold having high strength can be obtained. In addition, the surface properties of a casting that is cast using the mold are also excellent.
The particle diameter of the refractory granular material is the median diameter of the cumulative volume of 50% of the refractory granular material measured by the dynamic light scattering method.

水溶性の硫酸化合物は、粘結剤の役割を果たす。
水溶性の硫酸化合物としては、例えば硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸亜鉛、硫酸銅、硫酸ナトリウム、硫酸ニッケル、硫酸マンガン、硫酸鉄などが挙げられる。これら硫酸化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The water-soluble sulfuric acid compound functions as a binder.
Examples of water-soluble sulfuric acid compounds include magnesium sulfate, aluminum sulfate, zinc sulfate, copper sulfate, sodium sulfate, nickel sulfate, manganese sulfate, iron sulfate and the like. These sulfuric acid compounds may be used alone or in combination of two or more.

硫酸化合物の含有量は、耐火性粒状材料100質量部に対して、0.5〜15質量部が好ましく、1〜13質量部がより好ましく、2〜12質量部がさらに好ましい。硫酸化合物の含有量が上記下限値以上であれば、鋳型の強度がより高まる。鋳型強度の向上効果は、硫酸化合物の含有量が増えるほど得られやすくなる傾向にあるが、増えすぎても効果は頭打ちになるだけである。 The content of the sulfuric acid compound is preferably 0.5 to 15 parts by mass, more preferably 1 to 13 parts by mass, and even more preferably 2 to 12 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory granular material. When the content of the sulfuric acid compound is at least the above lower limit value, the strength of the mold is further increased. The effect of improving the mold strength tends to be more easily obtained as the content of the sulfuric acid compound increases, but the effect only reaches the ceiling when the content is increased too much.

水溶性のリン酸化合物は、粘結剤の役割を果たす。
水溶性のリン酸化合物としては、例えばリン酸三ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸三カリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸一水素カリウム、リン酸マグネシウムなどが挙げられる。これらリン酸化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The water-soluble phosphate compound acts as a binder.
As the water-soluble phosphate compound, for example, trisodium phosphate, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, tripotassium phosphate, potassium dihydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, potassium monohydrogen phosphate, Examples thereof include magnesium phosphate. These phosphoric acid compounds may be used alone or in combination of two or more.

リン酸化合物の含有量は、耐火性粒状材料100質量部に対して、0.1〜5質量部が好ましく、0.2〜3質量部がより好ましく、0.3〜1質量部がさらに好ましい。リン酸化合物の含有量が上記下限値以上であれば、鋳型の強度がより高まる。鋳型強度の向上効果は、リン酸化合物の含有量が増えるほど得られやすくなる傾向にあるが、増えすぎても効果は頭打ちになるだけである。 The content of the phosphoric acid compound is preferably 0.1 to 5 parts by mass, more preferably 0.2 to 3 parts by mass, and still more preferably 0.3 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory granular material. . When the content of the phosphoric acid compound is at least the above lower limit value, the strength of the mold is further increased. The effect of improving the mold strength tends to be more easily obtained as the content of the phosphate compound increases, but if the amount is too large, the effect only reaches the ceiling.

第一の態様の鋳型は、上述した耐火性粒状材料、硫酸化合物およびリン酸化合物以外の成分(他の成分)を含んでいてもよい。
他の成分としては、硫酸化合物およびリン酸化合物以外の水溶性粘結剤(他の水溶性粘結剤)が挙げられる。
The mold of the first aspect may include components (other components) other than the refractory granular material, the sulfuric acid compound and the phosphoric acid compound described above.
Other components include water-soluble binders other than sulfuric acid compounds and phosphoric acid compounds (other water-soluble binders).

他の水溶性粘結剤としては、例えば塩化物、炭酸化合物、水ガラスなどが挙げられる。これら他の水溶性粘結剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
塩化物としては、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウムなどが挙げられる。これら塩化物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
炭酸化合物としては、例えば炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどが挙げられる。これら炭酸化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
水ガラスとしては、例えば珪酸ナトリウム(具体的にはJIS K 1408:1966に記載されている1号、2号、3号やメタ珪酸ナトリウム(1種、2種))、珪酸カリウムや、これらの混合物などが挙げられる。これら水ガラスは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of other water-soluble binders include chlorides, carbonate compounds, water glass and the like. These other water-soluble binders may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the chloride include sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride, magnesium chloride and the like. These chlorides may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the carbonic acid compound include sodium carbonate and potassium carbonate. These carbonate compounds may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the water glass include sodium silicate (specifically, Nos. 1, 2 and 3 described in JIS K 1408: 1966 and sodium metasilicate (1 type, 2 types)), potassium silicate, and these. A mixture etc. are mentioned. These water glasses may be used alone or in combination of two or more.

第一の態様の鋳型は、下記の測定方法により求められる加熱減量(α)が1.0%以下である。
(測定方法)
鋳型を秤量し、予め300℃に保持した電気炉内で2時間加熱した後、25℃まで放冷し、放冷後の鋳型の質量を測定し、下記式(1)より加熱減量(α)を求める。
加熱減量(α)={(加熱前の鋳型の質量−放冷後の鋳型の質量)/加熱前の鋳型の質量}×100 ・・・(1)
The mold of the first aspect has a heating loss (α) of 1.0% or less, which is determined by the following measuring method.
(Measuring method)
The mold is weighed and heated in an electric furnace preliminarily kept at 300°C for 2 hours, then allowed to cool to 25°C, the mass of the mold after cooling is measured, and the heating loss (α) is calculated from the following formula (1). Ask for.
Heating loss (α)={(mass of mold before heating-mass of mold after cooling)/mass of mold before heating}×100 (1)

加熱減量(α)を測定する際の鋳型の加熱温度は300℃である。鋳型の加熱温度を300℃に設定する理由は、水和物の水和水が概ね除去される温度であり、かつ無機塩の分解する温度以下であるためである。
加熱減量(α)(以下、「300℃での加熱減量(α)」ともいう。)が1.0%以下とは、鋳型に含まれる300℃で蒸発する成分の含有量が、鋳型の総質量に対して1.0質量%以下であることを意味する。すなわち、鋳型に含まれる粘結剤、具体的には硫酸化合物およびリン酸化合物等の結晶水が概ね除去されていることを意味する。
The heating temperature of the mold when measuring the heating loss (α) is 300°C. The reason for setting the heating temperature of the mold to 300° C. is that it is a temperature at which the water of hydration of the hydrate is almost removed and is below the temperature at which the inorganic salt decomposes.
A heating loss (α) (hereinafter, also referred to as “heating loss (α) at 300° C.”) of 1.0% or less means that the content of components contained in the mold that evaporate at 300° C. It means 1.0% by mass or less based on the mass. That is, it means that the binder contained in the template, specifically, the water of crystallization such as the sulfuric acid compound and the phosphoric acid compound has been substantially removed.

鋳型の加熱減量(α)が上記上限値以下であれば、硫酸化合物およびリン酸化合物等の粘結剤の結晶水が概ね除去されているので、注湯時に結晶水が蒸発して発生するガスの量(ガス発生量)を削減でき、ガス欠陥を抑制できる。
鋳型の加熱減量(α)は0.5%以下が好ましく、0.3%以下がより好ましく、0.2%以下がさらに好ましく、0.1%以下が特に好ましい。加熱減量(α)の値は小さいほど好ましく、0%であることが最も好ましい。すなわち、加熱減量(α)の下限値は0%が好ましい。
If the loss on heating (α) of the mold is less than or equal to the above upper limit value, the crystallization water of the binder such as a sulfuric acid compound and a phosphoric acid compound is almost removed, so the gas generated by the crystallization water evaporating during pouring. The amount of gas (gas generation amount) can be reduced, and gas defects can be suppressed.
The loss on heating (α) of the mold is preferably 0.5% or less, more preferably 0.3% or less, further preferably 0.2% or less, particularly preferably 0.1% or less. The smaller the value of the heating loss (α) is, the more preferable, and the most preferable value is 0%. That is, the lower limit of the heating loss (α) is preferably 0%.

(製造方法)
第一の態様の鋳型は、上述した耐火性粒状材料と、硫酸化合物と、リン酸化合物と、必要に応じて他の成分とを含む砂組成物を造型した後に、加熱減量(α)が1.0%以下になるまで加熱することで得られる。
(Production method)
The mold of the first aspect has a heating loss (α) of 1 after molding a sand composition containing the above-mentioned refractory granular material, a sulfuric acid compound, a phosphoric acid compound, and optionally other components. It is obtained by heating until it becomes 0.0% or less.

<<造型工程>>
造型工程は、砂組成物を造型し、造型物を得る工程である。
砂組成物の造型方法としては特に制限されず、例えば耐火性粒状材料と、硫酸化合物と、リン酸化合物と、水と、必要に応じて他の成分とを混練して混練砂を調製し、得られた混練砂を鋳型造型用型に充填する方法が挙げられる。
水を併用することで硫酸化合物およびリン酸化合物等の粘結剤が溶解し、耐火性粒状材料に均一に含浸する。この溶解した粘結剤が後述の加熱工程により固化することで、耐火性粒状材料が鋳型造型用型の形状に固まり、抜型することで所望の形状の鋳型が得られる。
水の添加量は、耐火性粒状材料100質量部に対して、5〜35質量部が好ましく、10〜25質量部がより好ましい。
<< molding process >>
The molding step is a step of molding the sand composition to obtain a molded article.
The molding method of the sand composition is not particularly limited, for example, a refractory granular material, a sulfuric acid compound, a phosphoric acid compound, water, and kneading the other components as necessary to prepare kneaded sand, A method of filling the obtained kneading sand in a mold for molding is mentioned.
By using water together, the binder such as the sulfuric acid compound and the phosphoric acid compound is dissolved, and the refractory granular material is uniformly impregnated. The melted binder is solidified in the heating step described later, so that the refractory granular material is solidified into the shape of the mold for molding, and the mold is removed to obtain a mold having a desired shape.
The amount of water added is preferably 5 to 35 parts by mass, and more preferably 10 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory granular material.

硫酸化合物およびリン酸化合物等の粘結剤は、予め水に溶解させておき、水溶液の状態で用いてもよい。これら粘結剤は、別々に水に溶解してもよいし、混合した状態で水に溶解してもよい。以下、粘結剤を水に溶解した水溶液を「粘結剤水溶液」ともいう。
なお、鋳型の製造に用いる硫酸化合物およびリン酸化合物等の粘結剤は、それぞれ無水物であってもよいし、水和物であってもよい。
The binder such as the sulfuric acid compound and the phosphoric acid compound may be dissolved in water in advance and used as an aqueous solution. These binders may be separately dissolved in water, or may be dissolved in water in a mixed state. Hereinafter, an aqueous solution in which a binder is dissolved in water is also referred to as “binder aqueous solution”.
The binder such as the sulfuric acid compound and the phosphoric acid compound used for producing the template may be an anhydride or a hydrate.

また、鋳型が水ガラスを含む場合は、混練砂を調製するタイミングで水ガラスを耐火性粒状材料等に混ぜてもよいが、予め耐火性粒状材料を珪酸ナトリウム、珪酸カリウム等の珪酸塩で被覆しておいてもよい。
珪酸塩で被覆された耐火性粒状材料は、例えば100〜120℃に加熱した耐火性粒状材料に水ガラスを添加し、混合することで得られる。加熱した耐火性粒状材料に水ガラスを添加することで、水が蒸発して珪酸塩が耐火性粒状材料に残り、耐火性粒状材料の表面を被覆する。
When the mold contains water glass, the water glass may be mixed with the refractory granular material at the timing of preparing the kneading sand, but the refractory granular material is previously coated with a silicate such as sodium silicate or potassium silicate. You may keep it.
The silicate-coated refractory granular material is obtained, for example, by adding water glass to the refractory granular material heated to 100 to 120° C. and mixing. By adding water glass to the heated refractory particulate material, the water evaporates and the silicate remains on the refractory granular material, coating the surface of the refractory granular material.

鋳型造型用型は、鋳型を造型するための型である。
鋳型造型用型の材料としては特に制限されず、樹脂、金属、木などが挙げられる。
後述の加熱工程において、鋳型造型用型にマイクロ波を照射する場合は、鋳型造型用型はマイクロ波を透過する材料からなることが好ましい。
マイクロ波を透過するとは、造型物を加熱するのに必要な発熱が生じる程度に、マイクロ波の少なくとも一部が鋳型造型用型を通過することを意味し、具体的には材料の比誘電率(εr)が7以下であることを意味する。比誘電率は6以下が好ましく、5以下がより好ましい。比誘電率の下限値については特に制限されない。
比誘電率は、空洞共振摂動法により求められる。具体的には、例えば常温下で材料を幅50.0mm×長さ50.0mm×厚さ1.5mmの大きさに成形し、得られた成形物について空洞共振摂動法により比誘電率(εr)を測定する。
The mold for molding is a mold for molding a mold.
The material for the mold for molding is not particularly limited, and examples thereof include resin, metal, and wood.
When the mold for molding is irradiated with microwaves in the heating step described below, the mold for molding is preferably made of a material that transmits microwaves.
The transmission of microwaves means that at least a part of the microwaves passes through the mold for molding to the extent that the heat required to heat the molded product is generated, and specifically, the relative permittivity of the material. It means that (ε r ) is 7 or less. The relative permittivity is preferably 6 or less, more preferably 5 or less. The lower limit of the relative dielectric constant is not particularly limited.
The relative permittivity is obtained by the cavity resonance perturbation method. Specifically, for example, at room temperature, a material is molded into a size of width 50.0 mm×length 50.0 mm×thickness 1.5 mm, and the obtained molded product is subjected to a cavity resonance perturbation method to obtain a relative dielectric constant (ε r ) is measured.

マイクロ波を透過する材料としては、例えばガラス、好ましくはソーダ石灰ガラス(εr=6.0〜8.0)、ポリアミド(εr=3.5〜5.0)、エポキシ樹脂(εr=2.5〜6.0)、ポリスチレン(εr=2.4〜2.6)、シリコン樹脂(εr=3.5〜5.0)、ポリウレタン(εr=5.0〜5.3)、ポリ乳酸(εr=約3)、ポリフェニレンサルファイド(εr=3〜4)などが挙げられる。これらの材料は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of materials that transmit microwaves include glass, preferably soda-lime glass (ε r =6.0 to 8.0), polyamide (ε r =3.5 to 5.0), epoxy resin (ε r =). 2.5-6.0), polystyrene (ε r =2.4-2.6), silicone resin (ε r =3.5-5.0), polyurethane (ε r =5.0-5.3). ), polylactic acid (ε r =about 3), polyphenylene sulfide (ε r =3 to 4) and the like. These materials may be used alone or in combination of two or more.

鋳型造型用型の製造方法としては特に制限されないが、形状の自由度が高く、複雑な形状であっても容易に製造できる点で、3次元積層造形等の付加製造法(additive manufacturing)により鋳型造型用型を製造することが好ましい。3次元積層造形の中でも、選択的レーザー焼結法(SLS法:Selective Laser Sintering法)が好適である。
以下、選択的レーザー焼結法による鋳型造型用型の製造方法の一例を説明する。
The method for manufacturing the mold for molding is not particularly limited, but the mold has a high degree of freedom in shape and can be easily manufactured even in a complicated shape by an additional manufacturing method (additive manufacturing) such as three-dimensional additive manufacturing. It is preferable to manufacture a molding die. Among the three-dimensional additive manufacturing, the selective laser sintering method (SLS method: Selective Laser Sintering method) is preferable.
Hereinafter, an example of a method for manufacturing a mold for molding by the selective laser sintering method will be described.

まず、目的とする鋳型造型用型の一定間隔の断面形状の三次元データを予め作成し、この三次元データに基づいて、粉末状の材料の薄層を作業台に積層する。粉末状の材料としては、例えばガラス、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリルエーテルケトン、フッ素樹脂などを使用できる。これらの中でも、ガラス(好ましくはソーダ石灰ガラス)とポリアミドとの混合物は、マイクロ波を透過できるので好ましい。
次いで、得られた薄層にレーザーを走査照射して加熱することにより前記粉末状の材料を焼結する。次いで、焼結後の薄層上に、前記粉末状の材料からなる別の薄層を積層し、レーザーを走査照射するという操作を繰り返すことにより、溶融接着された前記粉末状の材料からなる鋳型造型用型が得られる。
First, three-dimensional data of the cross-sectional shape of a target mold for molding at regular intervals is created in advance, and based on this three-dimensional data, a thin layer of powdery material is laminated on a workbench. Examples of powdery materials that can be used include glass, polyamide, polyphenylene sulfide, polystyrene, polypropylene, polybutylene terephthalate, polyether ether ketone, polyallyl ether ketone, and fluororesin. Among these, a mixture of glass (preferably soda-lime glass) and polyamide is preferable because it can transmit microwaves.
Next, the powdery material is sintered by scanning and irradiating the obtained thin layer with laser. Then, another thin layer made of the powdery material is laminated on the sintered thin layer, and the operation of scanning and irradiating with a laser is repeated to form a mold made of the powdery material melt-bonded. A molding die is obtained.

なお、付加製造法以外の方法で鋳型造型用型を製造してもよい。例えば射出成形や切削加工により所望の形状の鋳型造型用型を製造してもよい。 The mold for molding may be manufactured by a method other than the additive manufacturing method. For example, a molding die having a desired shape may be manufactured by injection molding or cutting.

<<加熱工程>>
加熱工程は、造型工程で得られた造型物を加熱する工程である。
上述したように、耐火性粒状材料には溶解した硫酸化合物およびリン酸化合物等の粘結剤が含浸している。造型物を加熱することで、耐火性粒状材料に含浸していた水が蒸発し、溶解していた粘結剤が固化することで、耐火性粒状材料が鋳型造型用型の形状に固まり、抜型することで所望の形状の鋳型が得られる。
<< heating process >>
The heating step is a step of heating the molded article obtained in the molding step.
As described above, the refractory granular material is impregnated with the binder such as the dissolved sulfuric acid compound and phosphoric acid compound. By heating the molded object, the water impregnated in the refractory granular material evaporates and the dissolved binder solidifies, the refractory granular material solidifies into the shape of the mold for molding, and the mold is removed. By doing so, a mold having a desired shape can be obtained.

加熱工程では、得られる鋳型の加熱減量(α)が1.0%以下になるまで造型物を加熱し、鋳型を得る。加熱減量(α)が1.0%以下になるまで造型物を加熱することで、硫酸化合物およびリン酸化合物等の粘結剤の結晶水が概ね除去される。
加熱減量(α)を1.0%以下にするためには、常圧下、100〜700℃の加熱温度で造型物を加熱することが好ましい。常圧下での造型物の加熱温度は250〜700℃がより好ましい。このときの加熱時間は、加熱減量(α)が1.0%以下になれば特に制限されず、鋳型造型用型の大きさによって調整すればよい。
In the heating step, the molded product is heated until the loss on heating (α) of the obtained mold is 1.0% or less, and the mold is obtained. By heating the molded product until the heating loss (α) becomes 1.0% or less, the crystal water of the binder such as the sulfuric acid compound and the phosphoric acid compound is almost removed.
In order to reduce the heating loss (α) to 1.0% or less, it is preferable to heat the molded article at a heating temperature of 100 to 700° C. under normal pressure. The heating temperature of the molded product under normal pressure is more preferably 250 to 700°C. The heating time at this time is not particularly limited as long as the heating loss (α) is 1.0% or less, and may be adjusted according to the size of the mold for molding.

加熱工程は、1回でもよいし、複数回に分けて行ってもよい。ただし、加熱する前の造型物は固まっていないため、通常は、造型物を鋳型造型用型に充填したまま加熱する。鋳型造型用型が加熱工程時の加熱温度に耐えられる耐熱性を有していれば、抜型することなく加熱工程の最後まで造型物を鋳型造型用型に充填したまま加熱してもよい。
鋳型造型用型の耐熱温度が低い場合は、減圧下で造型物を鋳型造型用型に充填したまま、鋳型造型用型の耐熱温度以下で加熱してもよい。あるいは、常圧下で鋳型造型用型の耐熱温度以下で造型物を鋳型造型用型に充填したまま加熱し、造型物がある程度固まった時点で抜型し、造型物のみを100〜700℃でさらに加熱してもよい。
The heating step may be performed once or may be performed in plural times. However, since the molded product before heating is not solidified, normally, the molded product is heated while being filled in the mold for molding. If the mold for mold making has heat resistance that can withstand the heating temperature during the heating step, the molded object may be heated while being filled in the mold for mold making until the end of the heating step without removing the mold.
When the heat-resistant temperature of the mold for molding is low, the molded product may be heated under the heat-resistant temperature of the mold for molding while being filled in the mold for molding under reduced pressure. Alternatively, under normal pressure, the molded product is heated at a temperature not higher than the heat-resistant temperature of the mold for molding while it is still filled in the mold for molding, and when the molded product is hardened to some extent, it is demolded, and only the molded product is further heated at 100 to 700°C. You may.

造型物の加熱方法としては、造型物にマイクロ波を照射する方法、造型物を乾燥機または電気炉に入れて加熱する方法、造型物に直接熱風を当てて加熱する方法、造形物に直接バーナーをあてる方法などが挙げられる。これらの方法は、常圧下で行ってもよいし、減圧下で行ってもよい。また、これらの方法は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。特に、加熱時間を短縮しつつ、加熱減量(α)を所望の値に容易に制御できる観点から、マイクロ波の照射による加熱と、電気炉内での加熱を組み合わせて造型物を加熱することが好ましい。具体的には、常圧下または減圧下で鋳型造型用型にマイクロ波を照射して造型物を鋳型造型用型に充填したまま加熱(第一の加熱工程)した後に、電気炉にて造型物を鋳型造型用型に充填したまま、または鋳型造型用型から抜型して加熱(第二の加熱工程)することが好ましい。 As a heating method for the molded article, a method of irradiating the molded article with microwaves, a method of heating the molded article in a dryer or an electric furnace, a method of directly applying hot air to the molded article to heat, and a burner directly to the molded article There is a method of hitting. These methods may be carried out under normal pressure or under reduced pressure. These methods may be used alone or in combination of two or more. In particular, from the viewpoint that the heating loss (α) can be easily controlled to a desired value while shortening the heating time, it is possible to heat the molded article by combining heating by irradiation with microwaves and heating in an electric furnace. preferable. Specifically, the mold for molding is irradiated with microwaves under normal pressure or under reduced pressure to heat the mold while the mold is filled with the molded product (first heating step), and then the molded product in an electric furnace. It is preferable to heat (2nd heating process) while it is filled in the mold for molding, or it is removed from the mold for molding.

なお、鋳型造型用型にマイクロ波を照射して加熱する場合は、鋳型造型用型としてはマイクロ波を透過する材料からなるものを用いる。
マイクロ波の照射条件は、得られる鋳型の大きさ、粘結剤の種類や含有量に応じて、出力と照射時間を制御すればよい。
出力が高すぎると、鋳型造型用型が溶けるおそれがある。よって、出力は1000W以下が好ましく、900W以下がより好ましい。また、照射時間を短縮できる観点から、200W以上が好ましく、300W以上がより好ましい。
照射時間が長すぎると、鋳型造型用型が溶けるおそれがある。よって、出力に応じて照射時間を設定することが好ましい。
また、出力および照射時間の少なくとも一方を変更して、複数回に分けてマイクロ波を照射してもよい。
When the mold for molding is irradiated with microwaves and heated, the mold for molding is made of a material that transmits microwaves.
The microwave irradiation conditions may be controlled by the output and irradiation time according to the size of the obtained mold, the type and content of the binder.
If the output is too high, the mold for molding may melt. Therefore, the output is preferably 1000 W or less, more preferably 900 W or less. Further, from the viewpoint of being able to shorten the irradiation time, it is preferably 200 W or higher, more preferably 300 W or higher.
If the irradiation time is too long, the mold for molding may melt. Therefore, it is preferable to set the irradiation time according to the output.
Further, at least one of the output and the irradiation time may be changed and the microwave may be irradiated in plural times.

減圧する際の圧力(真空度)は、加熱時間を短縮できる観点から、50kPa以下が好ましく、20kPa以下がより好ましい。真空度の下限値は特に制限されないが、通常は5kPa以上である。 The pressure (vacuum degree) for depressurization is preferably 50 kPa or less, and more preferably 20 kPa or less, from the viewpoint of shortening the heating time. The lower limit of the degree of vacuum is not particularly limited, but is usually 5 kPa or more.

<<他の製造方法>>
ところで、上述した造型工程で用いる混練砂は水を含んでいるため湿った状態である。そのため、複雑な形状の鋳型を製造する場合は、鋳型造型用型の形状も複雑となり、混練砂が充填しにくくなることがある。そのような場合は、以下のようにして砂組成物を造型するのが好ましい。
<< Other manufacturing method >>
By the way, the kneading sand used in the above-mentioned molding step is in a wet state because it contains water. Therefore, when a mold having a complicated shape is manufactured, the shape of the mold for molding the mold may be complicated, and it may be difficult to fill the kneading sand. In such a case, it is preferable to mold the sand composition as follows.

まず、例えば図1に示すような、複数の穴14が形成された鋳型造型用型10を準備する。
図1は、鋳型造型用型の一実施形態として中子を造型するための鋳型造型用型を示す斜視図である。中子とは、中空部を有する鋳物を製造する際に、中空部にあたる部分として、主型となる鋳型の中にはめ込まれる鋳型である。
図1に示す鋳型造型用型10は上型11と下型12とからなる。
上型11および下型12は、鋳型の形状に対応した窪み13を有している。窪み13のうち、13aは中子本体に相当する部分の窪みであり、13bは幅木に相当する部分の窪みである。これらの窪み13が内側になるように上型11と下型12とを重ね合わせる、具体的には、第一凸部15aと第一凹部16a、第二凸部15bと第二凹部16b、第三凸部15cと第三凹部16c、第四凸部15dと第四凹部16dとをそれぞれ重ね合わせることで出来上がる鋳型造型用型10内の空間に、耐火性粒状材料を充填する。
First, for example, as shown in FIG. 1, a mold 10 is prepared in which a plurality of holes 14 are formed.
FIG. 1 is a perspective view showing a mold for molding for molding a core as an embodiment of the mold for molding. The core is a mold that is fitted into a mold that serves as a main mold as a part corresponding to the hollow part when manufacturing a casting having a hollow part.
The casting mold 10 shown in FIG. 1 includes an upper die 11 and a lower die 12.
The upper mold 11 and the lower mold 12 have a recess 13 corresponding to the shape of the mold. Among the depressions 13, 13a is a depression in a portion corresponding to the core body, and 13b is a depression in a portion corresponding to a skirting board. The upper mold 11 and the lower mold 12 are overlapped so that these recesses 13 are on the inside, and specifically, the first convex portion 15a and the first concave portion 16a, the second convex portion 15b and the second concave portion 16b, The refractory granular material is filled in the space inside the mold 10 for molding, which is formed by superposing the third convex portion 15c and the third concave portion 16c, and the fourth convex portion 15d and the fourth concave portion 16d, respectively.

鋳型造型用型10には、複数の穴14が形成されている。穴14は、耐火性粒状材料を鋳型造型用型10の内部に充填して水に浸漬させたときに、水が内部に浸透することを妨げず、かつ耐火性粒状材料が内部から流出することを阻害するように形成されている。
穴14の形状としては、例えば円形、楕円形、多角形(例えば三角形、四角形、五角形、六角形、菱形、台形等)、スリット状などが挙げられるが、これらに限定されない。
スリット状の穴は水が浸透しやすいが、鋳型にスリット状の穴に添った線状の凸部が生じてしまう傾向がある。円形、楕円形または多角形の穴に対応する部分の鋳型にも凸部が生じてしまう傾向があるが、スリット状の穴に添った線状の凸部よりは目立ちにくい。そのため、例えば図1に示すように、中子本体に相当する部分の窪み13aには、鋳型に転写されたときに模様が目立ちにくい円形の穴14aが形成されていることが好ましい。中子本体に相当する部分の窪み13aには、円形の穴14aに代えて、楕円形や多角形の穴が形成されていてもよい。一方、幅木に相当する部分の窪み13bには水が浸透しやすいようにスリット状の穴14bが形成されていることが好ましい。
A plurality of holes 14 are formed in the mold 10 for mold making. The holes 14 do not prevent water from penetrating into the inside of the mold 10 for molding the refractory granular material when immersed in water, and the refractory granular material flows out from the inside. Is formed so as to inhibit the.
Examples of the shape of the hole 14 include, but are not limited to, a circle, an ellipse, a polygon (for example, a triangle, a quadrangle, a pentagon, a hexagon, a rhombus, a trapezoid, etc.) and a slit shape.
Although water easily penetrates into the slit-shaped holes, there is a tendency that linear protrusions along the slit-shaped holes are formed in the mold. A convex portion tends to be formed in the mold corresponding to the circular, elliptical, or polygonal hole, but is less noticeable than the linear convex portion along the slit-shaped hole. Therefore, for example, as shown in FIG. 1, it is preferable that a circular hole 14a in which a pattern is less noticeable when transferred to the mold is formed in the recess 13a in the portion corresponding to the core body. Instead of the circular hole 14a, an oval or polygonal hole may be formed in the recess 13a in the portion corresponding to the core body. On the other hand, it is preferable that a slit-like hole 14b is formed in the recess 13b in the portion corresponding to the skirting board so that water easily permeates.

穴14の大きさは、鋳型造型用型10に充填される耐火性粒状材料の粒子径以下が好ましい。ただし、粒子径の大きい耐火性粒状材料同士の隙間に、粒子径の小さい耐火性粒状材料が充填されて緻密な充填状態となる、いわゆる石垣効果が得られる場合は、耐火性粒状材料の流出を阻害できるので、穴14の大きさが耐火性粒状材料の粒子径より大きくてもよい。
穴14の大きさは、具体的には0.05〜1mmが好ましく、0.1〜1mmがより好ましい。穴14の大きさが上記下限値以上であれば、穴14の形成が容易であるとともに、水が浸透しやすい。穴14の大きさが上記上限値以下であれば、耐火性粒状材料の流出を阻害しやすい。
本明細書において、穴14の大きさとは、形状が円形の場合は円の直径であり、楕円形の場合は楕円の短径であり、多角形の場合は内接する円の直径であり、スリット状の場合はスリット幅である。
The size of the holes 14 is preferably equal to or smaller than the particle diameter of the refractory granular material filled in the mold 10 for molding. However, if the so-called stone wall effect is obtained, in which a refractory granular material with a small particle size is filled into the gap between the refractory granular materials with a large particle size, and a dense packing state is obtained, the outflow of the refractory granular material is The size of the holes 14 may be larger than the particle size of the refractory granular material, as it can inhibit.
Specifically, the size of the hole 14 is preferably 0.05 to 1 mm, more preferably 0.1 to 1 mm. When the size of the hole 14 is equal to or larger than the above lower limit value, the hole 14 can be easily formed and water can easily permeate. If the size of the holes 14 is equal to or smaller than the above upper limit value, the outflow of the refractory granular material is likely to be hindered.
In the present specification, the size of the hole 14 means the diameter of a circle when the shape is circular, the minor diameter of the ellipse when the shape is elliptical, and the diameter of the inscribed circle when the shape is polygonal, and the slit. In case of the shape, it is the slit width.

鋳型造型用型10の開口率は、0.1〜10%が好ましく、1〜5%がより好ましい。開口率が上記下限値以上であれば、水が浸透しやすい。開口率が上記上限値以下であれば、鋳型の表面が平滑になる。
本明細書において、開口率とは、鋳型造型用型10の窪み13部分の表面における穴14の占める面積割合のことである。
0.1-10% is preferable and, as for the opening rate of the mold 10 for mold making, 1-5% is more preferable. If the opening ratio is equal to or more than the above lower limit value, water easily penetrates. If the opening ratio is not more than the above upper limit, the surface of the mold will be smooth.
In the present specification, the opening ratio refers to the area ratio of the holes 14 on the surface of the recess 13 portion of the mold 10 for molding.

鋳型造型用型10は、付加製造法を用いれば容易に製造できるが、例えば射出成形や切削加工により所望の形状の成形体を製造し、得られた成形体の所望の位置に所望の大きさの穴を形成して鋳型造型用型10を製造してもよい。 The mold 10 for mold making can be easily manufactured by using an additional manufacturing method. For example, a molded product having a desired shape is manufactured by injection molding or cutting, and a desired size is obtained at a desired position of the resulting molded product. The holes 10 may be formed to manufacture the mold 10 for molding.

次いで、上述した特定の穴が形成された鋳型造型用型に、耐火性粒状材料を充填する(充填工程)。
耐火性粒状材料は上述した混練砂に比べて乾燥しているため流動性に優れる。よって、鋳型造型用型の形状が複雑であっても均一に素早く充填できる。
耐火性粒状材料は珪酸塩で被覆されていてもよい。
Next, the refractory granular material is filled in the mold for molding in which the above-described specific holes are formed (filling step).
Since the refractory granular material is dry as compared with the above-mentioned kneading sand, it has excellent fluidity. Therefore, even if the shape of the mold for molding is complicated, the mold can be uniformly and quickly filled.
The refractory particulate material may be silicate coated.

次いで、耐火性粒状材料が充填された鋳型造型用型を、硫酸化合物およびリン酸化合物と、必要に応じて他の水溶性粘結剤とを含む粘結剤水溶液に浸漬する(浸漬工程)。
鋳型造型用型を粘結剤水溶液に浸漬することで、鋳型造型用型に形成された穴から粘結剤水溶液が浸透し、鋳型造型用型に充填された耐火性粒状材料の全体に、溶解した粘結剤が含浸し、造型物が得られる。
こうして得られた造型物を、上述した加熱工程により加熱して、鋳型を得る。
Next, the mold for molding, which is filled with the refractory granular material, is immersed in an aqueous binder solution containing a sulfuric acid compound and a phosphoric acid compound, and optionally another water-soluble binder (immersing step).
By immersing the casting mold in the binder aqueous solution, the binder aqueous solution permeates through the holes formed in the casting mold and dissolves in the entire refractory granular material filled in the casting mold. The binder is impregnated to obtain a molded article.
The molded article thus obtained is heated in the above-mentioned heating step to obtain a mold.

鋳型造型用型に充填されている耐火性粒状材料100質量部に対する硫酸化合物の割合は、0.5〜15質量部が好ましく、1〜13質量部がより好ましく、2〜12質量部がさらに好ましい。また、鋳型造型用型に充填されている耐火性粒状材料100質量部に対するリン酸化合物の割合は、0.1〜5質量部が好ましく、0.2〜3質量部がより好ましく、0.3〜1質量部がさらに好ましい。 0.5-15 mass parts is preferable, as for the ratio of the sulfuric acid compound with respect to 100 mass parts of refractory granular materials with which the mold for mold making is filled, 1-13 mass parts is more preferable, 2-12 mass parts is further more preferable. .. Moreover, 0.1-5 mass parts is preferable, as for the ratio of the phosphoric acid compound with respect to 100 mass parts of refractory granular materials with which the mold for mold making is filled, 0.2-3 mass parts is more preferable, and 0.3. Is more preferably 1 part by mass.

耐火性粒状材料100質量部に対する硫酸化合物およびリン酸化合物の割合をそれぞれ上記範囲内とするには、粘結剤水溶液中の硫酸化合物およびリン酸化合物の含有量や、鋳型造型用型への粘結剤水溶液の浸透量を調節すればよい。
粘結剤水溶液の総質量に対する硫酸化合物の含有量は、5〜35質量%が好ましく、10〜25質量%がより好ましい。
粘結剤水溶液の総質量に対するリン酸化合物の含有量は、1〜15質量%が好ましく、2〜10質量%がより好ましい。
鋳型造型用型への粘結剤水溶液の浸透量は、鋳型造型用型に充填されている耐火性粒状材料100質量部に対して10〜40質量部が好ましく、15〜30質量部がより好ましい。
なお、鋳型造型用型への粘結剤水溶液の浸透量は、浸漬時間、鋳型造型用型の開口率によって調整できる。
In order to set the ratio of the sulfuric acid compound and the phosphoric acid compound to 100 parts by mass of the refractory granular material within the above ranges, respectively, the content of the sulfuric acid compound and the phosphoric acid compound in the binder aqueous solution and the viscosity of the mold for molding. The permeation amount of the binder aqueous solution may be adjusted.
The content of the sulfuric acid compound with respect to the total mass of the binder aqueous solution is preferably 5 to 35% by mass, more preferably 10 to 25% by mass.
1-15 mass% is preferable and, as for content of the phosphoric acid compound with respect to the total mass of the binder aqueous solution, 2-10 mass% is more preferable.
The permeation amount of the binder aqueous solution into the mold for molding is preferably 10 to 40 parts by mass, and more preferably 15 to 30 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the refractory granular material filled in the mold for molding. ..
The permeation amount of the binder aqueous solution into the mold for molding can be adjusted by the immersion time and the opening ratio of the mold for molding.

鋳型造型用型の粘結剤水溶液への浸漬時間は特に制限されず、鋳型造型用型の大きさによって浸漬時間を調整すればよい。 The time for immersing the mold for molding in the binder aqueous solution is not particularly limited, and may be adjusted depending on the size of the mold for molding.

なお、充填工程で用いる耐火性粒状材料に、硫酸化合物およびリン酸化合物と、必要に応じて他の水溶性粘結剤とが混合されていてもよい。この場合、浸漬工程では耐火性粒状材料が充填された鋳型造型用型を水または粘結剤水溶液に浸漬する。鋳型造型用型を水または粘結剤水溶液に浸漬することで、鋳型造型用型に形成された穴から水または粘結剤水溶液が浸透し、耐火性粒状材料に混合されていた粘結剤が溶解して耐火性粒状材料の全体に含浸する。 The refractory granular material used in the filling step may be mixed with a sulfuric acid compound and a phosphoric acid compound and, if necessary, other water-soluble binder. In this case, in the dipping step, the casting mold filled with the refractory granular material is dipped in water or an aqueous binder solution. By immersing the casting mold in water or the binder aqueous solution, the water or the binder aqueous solution permeates through the holes formed in the casting mold, and the binder mixed in the refractory granular material is removed. Dissolve and impregnate the entire refractory particulate material.

(作用効果)
以上説明した本発明の第一の態様の鋳型は加熱減量(α)が1.0%以下であり、鋳型に含まれる粘結剤、具体的には硫酸化合物およびリン酸化合物等の結晶水が概ね除去されている。よって、本発明の第一の態様の鋳型によれば、注湯時に結晶水が蒸発して発生するガスの量(ガス発生量)を削減でき、ガス欠陥を抑制できる。
(Effect)
The mold of the first aspect of the present invention described above has a heating loss (α) of 1.0% or less, and the binder contained in the mold, specifically, water of crystallization such as a sulfuric acid compound and a phosphoric acid compound. Almost removed. Therefore, according to the mold of the first aspect of the present invention, it is possible to reduce the amount of gas (gas generation amount) generated by evaporation of crystal water during pouring, and suppress gas defects.

ところで、上述したように、粘結剤の結晶水を除去すると鋳型の強度が低下してしまう。
しかし、本発明の第一の態様の鋳型は、硫酸化合物に加えてリン酸化合物を含んでいる。リン酸化合物は高温処理すると充分な粘結作用を示すと共に、硫酸化合物とで塩を形成するため、結晶水を除去しても鋳型強度の低下を抑制できる。
By the way, as described above, if the water of crystallization of the binder is removed, the strength of the mold is reduced.
However, the template of the first aspect of the present invention contains a phosphate compound in addition to the sulfate compound. The phosphoric acid compound exhibits a sufficient caking action when treated at a high temperature, and forms a salt with a sulfuric acid compound, so that even if the water of crystallization is removed, the decrease in template strength can be suppressed.

このように、本発明の第一の態様の鋳型であれば、強度を維持しながらも注湯時にガスが発生しにくい。
また、本発明の第一の態様の鋳型は、粘結剤として無機粘結剤である硫酸化合物およびリン酸化合物を含んでいるため、注湯時に硫酸化合物やリン酸化合物の熱分解ガスが発生しにくい。また、鋳型は硫酸化合物およびリン酸化合物によってその形状を維持し、強度が維持されているが、硫酸化合物およびリン酸化合物は水に溶解しやすいため、鋳造後の鋳型に水をかけることで容易に鋳型が崩壊する。さらに、硫酸化合物およびリン酸化合物は水に溶解するので、固液分離することで解体した鋳型から耐火性粒状材料を容易に再生できる。また、固液分離した液体から水を除去すれば、硫酸化合物およびリン酸化合物も再利用できる。
Thus, with the mold according to the first aspect of the present invention, gas is less likely to be generated during pouring while maintaining strength.
Further, since the template of the first aspect of the present invention contains a sulfuric acid compound and a phosphoric acid compound which are inorganic binders as a binder, a thermal decomposition gas of the sulfuric acid compound or the phosphoric acid compound is generated during pouring. Hard to do. In addition, the mold maintains its shape and its strength is maintained by the sulfuric acid compound and phosphoric acid compound, but since the sulfuric acid compound and phosphoric acid compound are easily dissolved in water, it is easy to apply water to the mold after casting. The mold collapses. Further, since the sulfuric acid compound and the phosphoric acid compound are dissolved in water, the refractory granular material can be easily regenerated from the disassembled mold by solid-liquid separation. Further, the sulfuric acid compound and the phosphoric acid compound can be reused by removing water from the liquid obtained by solid-liquid separation.

<第二の態様>
本発明の第二の態様の鋳型は、耐火性粒状材料と、水溶性の硫酸化合物と、沸点が105℃以上のアルコールとを含む。
耐火性粒状材料および硫酸化合物としては、それぞれ第一の態様の鋳型の説明において先に例示した耐火性粒状材料および硫酸化合物が挙げられる。
<Second mode>
The mold of the second aspect of the present invention contains a refractory granular material, a water-soluble sulfuric acid compound, and an alcohol having a boiling point of 105°C or higher.
Examples of the refractory granular material and the sulfuric acid compound include the refractory granular material and the sulfuric acid compound exemplified above in the description of the mold of the first embodiment.

硫酸化合物の含有量は、耐火性粒状材料100質量部に対して、0.5〜15質量部が好ましく、1〜13質量部がより好ましく、2〜12質量部がさらに好ましい。硫酸化合物の含有量が上記下限値以上であれば、鋳型の強度がより高まる。鋳型強度の向上効果は、硫酸化合物の含有量が増えるほど得られやすくなる傾向にあるが、増えすぎても効果は頭打ちになるだけである。 The content of the sulfuric acid compound is preferably 0.5 to 15 parts by mass, more preferably 1 to 13 parts by mass, and even more preferably 2 to 12 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory granular material. When the content of the sulfuric acid compound is at least the above lower limit value, the strength of the mold is further increased. The effect of improving the mold strength tends to be more easily obtained as the content of the sulfuric acid compound increases, but the effect only reaches the ceiling when the content is increased too much.

アルコールの沸点は105℃以上であり、150℃以上が好ましく、200℃以上がより好ましく、250℃以上がさらに好ましい。アルコールの沸点が上記下限値以上であれば、後述の加熱工程において造型物を加熱すると粘結剤の結晶水が先に蒸発するので、結晶水をある程度除去しても、アルコールは鋳型に残りやすい。このアルコールが結晶水の代わりとなり、鋳型の強度を維持できる。 The boiling point of alcohol is 105° C. or higher, preferably 150° C. or higher, more preferably 200° C. or higher, still more preferably 250° C. or higher. If the boiling point of the alcohol is equal to or higher than the above lower limit, the water of crystallization of the binder will evaporate first when the molded product is heated in the heating step described below, so that even if the water of crystallization is removed to some extent, the alcohol tends to remain in the mold. .. This alcohol substitutes for the water of crystallization and can maintain the strength of the mold.

沸点が105℃以上のアルコールとしては、1価アルコールでもよいし、多価アルコールでもよい。
1価アルコールとしては、例えばペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノールなどが挙げられる。これら1価アルコールは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールとしては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール等の2価アルコール;グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジグリセリン、エリスリトール、ペンタエリスリトール、キシリトール、ソルビトール、ジペンタエリスリトール、マンニトール等の3価以上のアルコールなどが挙げられる。これら多価アルコールは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、鋳造後の鋳型に水をかけることで容易に鋳型を解体できる観点から、水溶性のアルコールが好ましく、その中でも特に鋳型強度と添加量の観点から、グリセリン、ソルビトールが好ましい。
The alcohol having a boiling point of 105° C. or higher may be a monohydric alcohol or a polyhydric alcohol.
Examples of monohydric alcohols include pentanol, hexanol, heptanol, octanol, nonanol and decanol. These monohydric alcohols may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,2-butanediol, 1,2-pentanediol, 1,2-hexanediol. And dihydric alcohols such as glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, diglycerin, erythritol, pentaerythritol, xylitol, sorbitol, dipentaerythritol and mannitol. These polyhydric alcohols may be used alone or in combination of two or more.
Among these, water-soluble alcohols are preferable from the viewpoint that the mold can be easily disassembled by applying water to the mold after casting, and among them, glycerin and sorbitol are particularly preferable from the viewpoint of mold strength and addition amount.

アルコールの含有量は、耐火性粒状材料100質量部に対して、0.1〜5質量部が好ましく、0.2〜3質量部がより好ましく、0.5〜1.5質量部がさらに好ましい。アルコールの含有量が上記下限値以上であれば、鋳型の強度がより高まる。アルコールの含有量が上記上限値以下であれば、アルコール由来のガス発生量を極力少なくすることができる。 The content of alcohol is preferably 0.1 to 5 parts by mass, more preferably 0.2 to 3 parts by mass, and still more preferably 0.5 to 1.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory granular material. .. When the alcohol content is at least the above lower limit, the strength of the mold will be further increased. When the content of alcohol is not more than the above upper limit, the amount of gas generated from alcohol can be minimized.

第二の態様の鋳型は、上述した耐火性粒状材料、硫酸化合物およびアルコール以外の成分(他の成分)を含んでいてもよい。
他の成分としては、硫酸化合物以外の水溶性粘結剤(他の水溶性粘結剤)が挙げられる。
他の水溶性粘結剤としては、第一の態様の鋳型の説明において先に例示した他の水溶性粘結剤が挙げられる。
The mold of the second aspect may contain components (other components) other than the above-mentioned refractory granular material, sulfuric acid compound and alcohol.
Other components include water-soluble binders other than sulfuric acid compounds (other water-soluble binders).
Other water-soluble binders include the other water-soluble binders exemplified above in the description of the template of the first embodiment.

第二の態様の鋳型は、下記の測定方法により求められる加熱減量(β)が0.5〜3.5%である。
(測定方法)
鋳型を秤量し、予め700℃に保持した電気炉内で2時間加熱した後、25℃まで放冷し、放冷後の鋳型の質量を測定し、下記式(2)より加熱減量(β)を求める。
加熱減量(β)={(加熱前の鋳型の質量−放冷後の鋳型の質量)/加熱前の鋳型の質量}×100 ・・・(2)
The mold of the second aspect has a loss on heating (β) of 0.5 to 3.5%, which is determined by the following measurement method.
(Measuring method)
The mold is weighed and heated in an electric furnace previously held at 700° C. for 2 hours, then allowed to cool to 25° C., the mass of the mold after cooling is measured, and the heating loss (β) is calculated from the following formula (2). Ask for.
Heating loss (β)={(mass of mold before heating-mass of mold after cooling)/mass of mold before heating}×100 (2)

加熱減量(β)を測定する際の鋳型の加熱温度は700℃である。鋳型の加熱温度を700℃に設定する理由は、高沸点アルコールの沸点以上の温度であり、かつ無機塩の分解温度以下であるためである。
加熱減量(β)(以下、「700℃での加熱減量(β)」ともいう。)が0.5〜3.5%とは、鋳型に含まれる700℃で蒸発する成分の含有量が、鋳型の総質量に対して0.5〜3.5質量%以下であることを意味する。すなわち、鋳型に含まれる粘結剤、具体的には硫酸化合物等の結晶水、およびアルコールが適度に除去されていることを意味する。
The heating temperature of the mold when measuring the heating loss (β) is 700°C. The reason why the heating temperature of the mold is set to 700° C. is that the temperature is higher than the boiling point of the high boiling point alcohol and lower than the decomposition temperature of the inorganic salt.
The heating loss (β) (hereinafter, also referred to as “heating loss at 700° C. (β)”) of 0.5 to 3.5% means that the content of the component which is contained in the mold and evaporates at 700° C. It means 0.5 to 3.5 mass% or less based on the total mass of the mold. That is, it means that the binder contained in the template, specifically, water of crystallization such as a sulfuric acid compound, and alcohol are appropriately removed.

鋳型の加熱減量(β)が上記下限値以上であれば、鋳型の強度を良好に維持できる。鋳型の加熱減量(β)が上記上限値以下であれば、硫酸化合物等の粘結剤の結晶水、およびアルコールが適度に除去されているので、注湯時に結晶水が蒸発して発生するガスの量(ガス発生量)を削減でき、ガス欠陥を抑制できる。
鋳型の加熱減量(β)は1.0〜3.0%が好ましい。
When the loss on heating (β) of the mold is at least the above lower limit value, the strength of the mold can be maintained well. If the loss on heating (β) of the mold is less than or equal to the above upper limit value, the crystallization water of the binder such as a sulfuric acid compound and the alcohol have been appropriately removed. The amount of gas (gas generation amount) can be reduced, and gas defects can be suppressed.
The loss on heating (β) of the mold is preferably 1.0 to 3.0%.

(製造方法)
第二の態様の鋳型は、上述した耐火性粒状材料と、硫酸化合物と、アルコールと、必要に応じて他の成分とを含む砂組成物を造型した後に、加熱減量(β)が0.5〜3.5%になるまで加熱することで得られる。
(Production method)
The mold of the second aspect has a heating loss (β) of 0.5 after molding a sand composition containing the above-mentioned refractory granular material, a sulfuric acid compound, alcohol, and optionally other components. Obtained by heating to ~3.5%.

<<造型工程>>
造型工程は、砂組成物を造型し、造型物を得る工程である。
第二の態様における造型工程は、リン酸化合物をアルコールに代えた以外は第一の態様における造型工程と同様である。
<< molding process >>
The molding step is a step of molding the sand composition to obtain a molded article.
The molding step in the second aspect is the same as the molding step in the first aspect, except that the phosphate compound is replaced with alcohol.

<<加熱工程>>
加熱工程は、造型工程で得られた造型物を加熱する工程である。
耐火性粒状材料には溶解した硫酸化合物等の粘結剤が含浸している。造型物を加熱することで、耐火性粒状材料に含浸していた水が蒸発し、溶解していた粘結剤が固化することで、耐火性粒状材料が鋳型造型用型の形状に固まり、抜型することで所望の形状の鋳型が得られる。
<< heating process >>
The heating step is a step of heating the molded article obtained in the molding step.
The refractory granular material is impregnated with a binder such as a dissolved sulfuric acid compound. By heating the molded object, the water impregnated in the refractory granular material evaporates and the dissolved binder solidifies, the refractory granular material solidifies into the shape of the mold for molding, and the mold is removed. By doing so, a mold having a desired shape can be obtained.

加熱工程では、得られる鋳型の加熱減量(β)が0.5〜3.5%になるまで造型物を加熱し、鋳型を得る。加熱減量(β)が0.5〜3.5%になるまで造型物を加熱することで、硫酸化合物等の粘結剤の結晶水、およびアルコールが適度に除去される。
加熱減量(β)を0.5〜3.5%にするためには、常圧下、105℃以上、造型物に含まれるアルコールの沸点未満で造型物を加熱することが好ましい。このときの加熱時間は、加熱減量(β)が0.5〜3.5%になれば特に制限されず、鋳型造型用型の大きさによって調整すればよい。
In the heating step, the molded object is heated until the loss on heating (β) of the obtained mold is 0.5 to 3.5% to obtain the mold. By heating the molded product until the heating loss (β) becomes 0.5 to 3.5%, the water of crystallization of the binder such as a sulfuric acid compound and the alcohol are appropriately removed.
In order to reduce the heating loss (β) to 0.5 to 3.5%, it is preferable to heat the molded article under atmospheric pressure at 105° C. or higher and below the boiling point of the alcohol contained in the molded article. The heating time at this time is not particularly limited as long as the heating loss (β) is 0.5 to 3.5%, and may be adjusted according to the size of the mold for molding.

加熱工程は、1回でもよいし、複数回に分けて行ってもよい。ただし、加熱する前の造型物は固まっていないため、通常は、造型物を鋳型造型用型に充填したまま加熱する。鋳型造型用型が加熱工程時の加熱温度に耐えられる耐熱性を有していれば、抜型することなく加熱工程の最後まで造型物を鋳型造型用型に充填したまま加熱してもよい。
鋳型造型用型の耐熱温度が低い場合は、減圧下で造型物を鋳型造型用型に充填したまま、鋳型造型用型の耐熱温度以下で加熱してもよい。あるいは、常圧下で鋳型造型用型の耐熱温度以下の温度で造型物を鋳型造型用型に充填したまま加熱し、造型物がある程度固まった時点で抜型し、造型物のみを105℃以上、アルコールの沸点未満でさらに加熱してもよい。
The heating step may be performed once or may be performed in plural times. However, since the molded product before heating is not solidified, normally, the molded product is heated while being filled in the mold for molding. If the mold for mold making has heat resistance that can withstand the heating temperature during the heating step, the molded object may be heated while being filled in the mold for mold making until the end of the heating step without removing the mold.
When the heat-resistant temperature of the mold for molding is low, the molded product may be heated under the heat-resistant temperature of the mold for molding while being filled in the mold for molding under reduced pressure. Alternatively, under normal pressure, the molded product is heated at a temperature not higher than the heat-resistant temperature of the mold for molding while being filled in the mold for molding, and when the molded product is hardened to some extent, the molded product is demolded, and the molded product alone is 105° C. or higher, alcohol. You may heat further below the boiling point of.

造型物の加熱方法としては、第一の態様における加熱工程において先に例示した加熱方法が挙げられる。特に、加熱時間を短縮しつつ、加熱減量(β)を所望の値に容易に制御できる観点から、マイクロ波の照射による加熱と、電気炉内での加熱を組み合わせて造型物を加熱することが好ましい。具体的には、常圧下または減圧下で鋳型造型用型にマイクロ波を照射して造型物を鋳型造型用型に充填したまま加熱(第一の加熱工程)した後に、電気炉にて造型物を鋳型造型用型に充填したまま、または鋳型造型用型から抜型して加熱(第二の加熱工程)することが好ましい。 Examples of the heating method for the molded article include the heating methods exemplified above in the heating step in the first aspect. In particular, from the viewpoint of easily controlling the heating loss (β) to a desired value while shortening the heating time, it is possible to heat the molded article by combining heating by microwave irradiation and heating in an electric furnace. preferable. Specifically, the mold for molding is irradiated with microwaves under normal pressure or under reduced pressure to heat the mold while the mold is filled with the molded product (first heating step), and then the molded product in an electric furnace. It is preferable to heat (2nd heating process) while it is filled in the mold for molding, or it is removed from the mold for molding.

(作用効果)
以上説明した本発明の第二の態様の鋳型は加熱減量(β)が0.5〜3.5%であり、鋳型に含まれる粘結剤、具体的には硫酸化合物等の結晶水、およびアルコールが適度に除去されている。よって、本発明の第二の態様の鋳型によれば、注湯時に結晶水が蒸発して発生するガスの量(ガス発生量)を削減でき、ガス欠陥を抑制できる。なお、第二の態様の鋳型に含まれるアルコールは水に比べて沸点が高いため、注湯時における発生ガスの体積が小さく、ガスの発生タイミングが遅い。よって、第二の態様の鋳型がアルコールを含んでいても、ガス欠陥を抑制できる。
しかも、本発明の第二の態様の鋳型は、硫酸化合物に加えて沸点が105℃以上のアルコールを含んでいる。このアルコールが結晶水の代わりとなるため、結晶水をある程度除去しても鋳型強度の低下を抑制できると考えられる。
(Effect)
The mold of the second aspect of the present invention described above has a loss on heating (β) of 0.5 to 3.5%, a binder contained in the mold, specifically, water of crystallization such as a sulfuric acid compound, and Alcohol is moderately removed. Therefore, according to the mold of the second aspect of the present invention, it is possible to reduce the amount of gas generated by the evaporation of crystallization water during pouring (gas generation amount) and suppress gas defects. Since the alcohol contained in the mold of the second aspect has a higher boiling point than water, the volume of gas generated during pouring is small and the gas generation timing is late. Therefore, even if the template of the second aspect contains alcohol, gas defects can be suppressed.
Moreover, the template of the second aspect of the present invention contains an alcohol having a boiling point of 105° C. or higher in addition to the sulfuric acid compound. Since this alcohol substitutes for the water of crystallization, it is considered that the decrease in the mold strength can be suppressed even if the water of crystallization is removed to some extent.

このように、本発明の第二の態様の鋳型であれば、強度を維持しながらも注湯時にガスが発生しにくい。
また、本発明の第二の態様の鋳型は、粘結剤として無機粘結剤である硫酸化合物を含んでいるため、注湯時に硫酸化合物の熱分解ガスが発生しにくい。また、鋳型は粘結剤である硫酸化合物によってその形状を維持し、強度が維持されているが、硫酸化合物は水に溶解しやすいため、鋳造後の鋳型に水をかけることで容易に鋳型が崩壊する。さらに、硫酸化合物は水に溶解するので、固液分離することで解体した鋳型から耐火性粒状材料を容易に再生できる。また、固液分離した液体から水、アルコールを除去すれば、硫酸化合物を再利用できる。
Thus, with the mold of the second aspect of the present invention, gas is unlikely to be generated during pouring while maintaining strength.
Moreover, since the template of the second aspect of the present invention contains a sulfuric acid compound which is an inorganic binder as a binder, a thermal decomposition gas of the sulfuric acid compound is unlikely to be generated during pouring. In addition, the mold maintains its shape by a sulfuric acid compound that is a binder, and the strength is maintained, but since the sulfuric acid compound is easily dissolved in water, the mold can be easily formed by sprinkling water on the mold after casting. Collapse. Further, since the sulfuric acid compound dissolves in water, the refractory granular material can be easily regenerated from the disassembled mold by solid-liquid separation. Further, the sulfuric acid compound can be reused by removing water and alcohol from the liquid obtained by solid-liquid separation.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。各例で用いた耐火性粒状材料、硫酸化合物、リン酸化合物およびアルコールを以下に示す。また、各種測定方法および評価方法と、鋳型造型用型の製造方法は以下の通りである。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. The refractory granular materials, sulfuric acid compounds, phosphoric acid compounds and alcohols used in each example are shown below. Further, various measuring methods and evaluation methods, and a method for manufacturing a mold for molding are as follows.

<耐火性粒状材料>
耐火性粒状材料として、焼結法により得られた人工砂(Al−SiOを95質量%含むもの、伊藤忠セラテック株式会社製の商品名「CB−X#1450」)、粒子径53〜150μm)を用いた。
<Fireproof granular material>
As the refractory granular material, (containing 95 wt% of Al 2 O 3 -SiO 2, Itochu Ceratec K.K. "CB-X # 1450") artificial sand obtained by sintering method, the particle size 53 ˜150 μm) was used.

<硫酸化合物>
硫酸化合物として、以下に示すものを用いた。
・MgSO:硫酸マグネシウム無水物
・Al(SO:硫酸アルミニウム16水和物
・ZnSO:硫酸亜鉛7水和物
・CuSO:硫酸銅5水和物
<Sulfate compound>
The following were used as the sulfuric acid compound.
· MgSO 4: magnesium sulfate anhydride · Al 2 (SO 4) 3 : Aluminum sulfate 16-hydrate · ZnSO 4: zinc sulfate heptahydrate · CuSO 4: copper sulfate pentahydrate

<リン酸化合物>
リン酸化合物として、以下に示すものを用いた。
・NaPO:リン酸三ナトリウム12水和物
・KPO:リン酸三カリウム無水物
・KHPO:リン酸二水素カリウム無水物
・NaHPO:リン酸二水素ナトリウム無水物
・KHPO:リン酸水素二カリウム無水物
・NaHPO:リン酸水素二ナトリウム無水物
<Phosphate compound>
The following compounds were used as phosphoric acid compounds.
· Na 3 PO 4: trisodium phosphate 12-hydrate · K 3 PO 4: tripotassium phosphate anhydride · KH 2 PO 4: Potassium dihydrogen phosphate anhydride · NaH 2 PO 4: Sodium dihydrogen phosphate Anhydrous/K 2 HPO 4 : Dipotassium hydrogen phosphate anhydrous/Na 2 HPO 4 : Disodium hydrogen phosphate anhydrous

<アルコール>
アルコールとして、以下に示すものを用いた。
・グリセリン:沸点290℃、水溶性
・ソルビトール:沸点296℃、水溶性
・メタノール:沸点64.7℃、水溶性
<Alcohol>
As the alcohol, the following ones were used.
-Glycerin: Boiling point 290°C, water-soluble-Sorbitol: Boiling point 296°C, water-soluble-Methanol: Boiling point 64.7°C, water-soluble

<測定・評価>
(加熱減量(α)の測定)
るつぼに鋳型(テストピース)20gを秤量し、予め300℃に保持した電気炉内で2時間加熱した後、るつぼを電気炉から取り出し、デシケータ内で25℃まで放冷し、放冷後の鋳型の質量を測定し、下記式(1)より加熱減量(α)を求めた。
加熱減量(α)={(加熱前の鋳型の質量−放冷後の鋳型の質量)/加熱前の鋳型の質量}×100 ・・・(1)
<Measurement and evaluation>
(Measurement of heating loss (α))
20 g of mold (test piece) was weighed in a crucible, heated for 2 hours in an electric furnace kept at 300° C. in advance, taken out of the crucible, allowed to cool to 25° C. in a desiccator, and allowed to cool. Was measured, and the heating loss (α) was determined from the following formula (1).
Heating loss (α)={(mass of mold before heating-mass of mold after cooling)/mass of mold before heating}×100 (1)

(加熱減量(β)の測定)
るつぼに鋳型(テストピース)20gを秤量し、予め700℃に保持した電気炉内で2時間加熱した後、るつぼを電気炉から取り出し、デシケータ内で25℃まで放冷し、放冷後の鋳型の質量を測定し、下記式(2)より加熱減量(β)を求めた。
加熱減量(β)={(加熱前の鋳型の質量−放冷後の鋳型の質量)/加熱前の鋳型の質量}×100 ・・・(2)
(Measurement of heating loss (β))
20 g of mold (test piece) was weighed in a crucible and heated for 2 hours in an electric furnace kept at 700° C. in advance, then the crucible was taken out of the electric furnace, allowed to cool to 25° C. in a desiccator, and allowed to cool. Was measured, and the heating loss (β) was calculated from the following formula (2).
Heating loss (β)={(mass of mold before heating-mass of mold after cooling)/mass of mold before heating}×100 (2)

(曲げ強さの測定)
各実施例および比較例で得られたテストピースの曲げ強さをJACT試験法SM−1に記載の測定方法を用いて測定した。
(Measurement of bending strength)
The bending strength of the test pieces obtained in each of the examples and comparative examples was measured using the measuring method described in JACT test method SM-1.

<鋳型造型用型の製造(1)>
ソーダ石灰ガラス(ポッターズ・バロティーニ株式会社製の商品名「ガラスビーズ」、平均粒子径50μm、εr=6.0)7.5kgと、ポリアミド11(アルケマ株式会社製の商品名「RILSAN INVENT NATURAL」、平均粒子径50μm、εr=4.3)7.5kgとをスクリュー型ミキサーで5分間混合し、付加製造法用材料を得た。
SLS法に基づき、レーザー焼結機(EOS社製、「EOSINT P380」)にて付加製造用材料を選択的にレーザー焼結することにより、図1に示す鋳型造型用型10を作製した。中子本体に相当する部分の窪み13aには、直径0.8mmの円形の穴14aが形成され、幅木に相当する部分の窪み13bには、長さ75〜81mmのスリット状の穴14bが形成されており、開口率は3.1%である。
<Manufacture of mold for mold making (1)>
Soda lime glass (product name "Glass beads" manufactured by Potters Ballotini Co., Ltd., average particle size 50 μm, ε r =6.0) 7.5 kg, and polyamide 11 (product name "RILSAN INVENT NATURAL manufactured by Arkema Co., Ltd." , Average particle diameter 50 μm, and ε r =4.3) 7.5 kg were mixed for 5 minutes with a screw type mixer to obtain a material for an additional production method.
Based on the SLS method, the additive manufacturing material was selectively laser-sintered with a laser sintering machine ("EOSINT P380" manufactured by EOS Co., Ltd.) to fabricate a mold 10 for molding as shown in FIG. A circular hole 14a having a diameter of 0.8 mm is formed in the recess 13a in the portion corresponding to the core body, and a slit-like hole 14b having a length of 75 to 81 mm is formed in the recess 13b in the portion corresponding to the skirting board. It is formed and the aperture ratio is 3.1%.

<鋳型造型用型の製造(2)>
鋳型造型用型の製造(1)と同様にして、付加製造法用材料を得た。
SLS法に基づき、レーザー焼結機(EOS社製、「EOSINT P380」)にて付加製造用材料を選択的にレーザー焼結することにより複数のパーツを製造した。得られた複数のパーツを組み合わせて、図2に示すような、縦60mm、横10mm、深さ10mmの直方体状の窪み13が5つ形成されたテストピース作製用の鋳型造型用型20を作製した。窪み13の側面と底面には、幅0.3mm、長さ8〜30mmのスリット状の穴14bが形成されており、開口率は7.9%である。
<Manufacture of mold for mold making (2)>
A material for an additional production method was obtained in the same manner as in the production (1) of the mold for molding.
Based on the SLS method, a plurality of parts were manufactured by selectively laser-sintering the additive manufacturing material with a laser sintering machine ("EOSINT P380" manufactured by EOS Co., Ltd.). As shown in FIG. 2, a plurality of parts thus obtained are combined to form a mold 20 for forming a test piece, in which five parallelepiped-shaped depressions 13 each having a length of 60 mm, a width of 10 mm, and a depth of 10 mm are formed. did. A slit-shaped hole 14b having a width of 0.3 mm and a length of 8 to 30 mm is formed on the side surface and the bottom surface of the depression 13, and the aperture ratio is 7.9%.

[実施例1]
水82質量部に、硫酸化合物として硫酸マグネシウム無水物16質量部と、リン酸化合物としてリン酸二水素カリウム無水物2質量部を溶解し、粘結剤水溶液を調製した。
耐火性粒状材料を図1に示す鋳型造型用型10の窪み13に充填した。次いで、耐火性粒状材料を充填した鋳型造型用型10を粘結剤水溶液に30秒間浸漬した。次いで、粘結剤水溶液から鋳型造型用型10を引き上げ、マイクロ波減圧乾燥器(西光エンジニアリング株式会社製)に入れ、マイクロ波出力1000W、真空度10kPaの条件で5分間乾燥を行った後、鋳型造型用型10から重量250gの鋳型を取り出した。
[Example 1]
16 parts by mass of magnesium sulfate anhydrous as a sulfuric acid compound and 2 parts by mass of anhydrous potassium dihydrogen phosphate as a phosphoric acid compound were dissolved in 82 parts by mass of water to prepare a binder aqueous solution.
The refractory granular material was filled in the depression 13 of the mold 10 for molding shown in FIG. Next, the casting mold 10 filled with the refractory granular material was dipped in the binder aqueous solution for 30 seconds. Then, the mold 10 for mold making is pulled up from the binder aqueous solution, put in a microwave vacuum dryer (manufactured by Saikou Engineering Co., Ltd.), and dried for 5 minutes under the conditions of a microwave output of 1000 W and a vacuum degree of 10 kPa, and then a mold. A mold weighing 250 g was taken out of the molding die 10.

実施例1によれば、耐火性粒状材料を図1に示す鋳型造型用型10に充填したところ、充分に充填できた。さらに、粘結剤水溶液を浸透させた後に乾燥することで、鋳型を製造することができた。
よって、鋳型造型用型の形状が複雑であっても耐火性粒状材料を均一に素早く充填でき、充填不良や鋳型強度の低下を抑制できることが示された。
According to Example 1, when the refractory granular material was filled in the casting mold 10 shown in FIG. 1, it was possible to sufficiently fill it. Furthermore, a mold could be produced by allowing the binder aqueous solution to permeate and then drying.
Therefore, it has been shown that even if the shape of the mold for molding is complicated, the refractory granular material can be uniformly and quickly filled, and defective filling and reduction in mold strength can be suppressed.

[実施例2]
耐火性粒状材料100質量部に、硫酸化合物として硫酸マグネシウム無水物4質量部と、リン酸化合物としてリン酸三ナトリウム12水和物0.5質量部と、水18質量部とを添加し、1分間混練して混練砂を得た。
得られた混練砂を図2に示す鋳型造型用型20の窪み13に充填した(造型工程)。次いで、混練砂を充填した鋳型造型用型20をマイクロ波減圧乾燥器(西光エンジニアリング株式会社製)に入れ、マイクロ波出力800W、真空度10kPaの条件で1.5分間加熱を行った後(第一の加熱工程)、鋳型造型用型20から5個のテストピースを取り出した。同様の操作を行い、合計20個のテストピースを製造した。
得られた20個のテストピースのうち、5個のテストピースの加熱減量(α)を測定し、その平均値を求めた。結果を表1に示す。
また、残りの15個のテストピースのうち、5個のテストピースの曲げ強さを測定し、それらの平均値を求めた。結果を表1に示す。
[Example 2]
To 100 parts by mass of the refractory granular material, 4 parts by mass of magnesium sulfate anhydride as a sulfuric acid compound, 0.5 parts by mass of trisodium phosphate dodecahydrate as a phosphoric acid compound, and 18 parts by mass of water were added, and 1 It kneaded for a minute to obtain kneaded sand.
The obtained kneading sand was filled in the depression 13 of the mold 20 for molding shown in FIG. 2 (molding step). Then, the mold for molding 20 filled with the kneading sand was put into a microwave vacuum dryer (manufactured by Saikou Engineering Co., Ltd.) and heated for 1.5 minutes under the conditions of a microwave output of 800 W and a vacuum degree of 10 kPa (the first). One heating step), five test pieces were taken out from the mold 20 for molding. By performing the same operation, a total of 20 test pieces were manufactured.
Of the 20 test pieces obtained, the heat loss (α) of 5 test pieces was measured, and the average value thereof was obtained. The results are shown in Table 1.
Further, of the remaining 15 test pieces, the bending strength of 5 test pieces was measured and the average value thereof was calculated. The results are shown in Table 1.

さらに、残りの10個のテストピースを、予め300℃に保持した電気炉内で1時間加熱した後(第二の加熱工程)、テストピースを電気炉から取り出し、デシケータ内で25℃まで放冷した。
放冷後の10個のテストピースのうち、5個のテストピースの加熱減量(α)を測定し、その平均値を求めた。結果を表1に示す。
また、残りの5個のテストピースの曲げ強さを測定し、それらの平均値を求めた。結果を表1に示す。
Furthermore, after heating the remaining 10 test pieces for 1 hour in an electric furnace previously held at 300°C (second heating step), the test pieces were taken out of the electric furnace and allowed to cool to 25°C in a desiccator. did.
The heating loss (α) of 5 test pieces out of the 10 test pieces after being left to cool was measured, and the average value thereof was obtained. The results are shown in Table 1.
Further, the bending strength of the remaining five test pieces was measured, and the average value thereof was calculated. The results are shown in Table 1.

[実施例3〜7]
リン酸化合物の種類を表1に示すものに変更した以外は、実施例2と同様にしてテストピースを製造し、加熱減量(α)および曲げ強さを測定した。結果を表1に示す。
[Examples 3 to 7]
A test piece was manufactured in the same manner as in Example 2 except that the type of the phosphoric acid compound was changed to that shown in Table 1, and the heating loss (α) and the bending strength were measured. The results are shown in Table 1.

[比較例1]
リン酸化合物を用いなかった以外は、実施例2と同様にしてテストピースを製造し、加熱減量(α)および曲げ強さを測定した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
A test piece was produced in the same manner as in Example 2 except that the phosphoric acid compound was not used, and the heating loss (α) and the bending strength were measured. The results are shown in Table 1.

Figure 2020093299
Figure 2020093299

表1の結果より、各実施例の場合、第一の加熱工程後のテストピースの強度は高いものの、加熱減量(α)が1.0%超であり、注湯時にガスが発生しやすかった。しかし、第二の加熱工程を行うことで、すなわち加熱減量(α)が1.0%以下になるまで加熱処理を行うことで、注湯時のガスの発生量を削減できた。しかも、第二の加熱工程後のテストピースの強度の低下を抑制できた。
一方、リン酸化合物を用いなかった比較例1の場合、第一の加熱工程後のテストピースの強度は高いものの、加熱減量(α)が1.0%超であり、注湯時にガスが発生しやすかった。また、第二の加熱工程を行うことで、ガスの発生量は削減できたものの、テストピースの強度が極端に低下した。
From the results in Table 1, in each of the examples, the strength of the test piece after the first heating step was high, but the heating loss (α) was more than 1.0%, and gas was likely to be generated during pouring. .. However, the amount of gas generated during pouring could be reduced by performing the second heating step, that is, by performing the heat treatment until the loss on heating (α) was 1.0% or less. Moreover, it was possible to suppress the decrease in strength of the test piece after the second heating step.
On the other hand, in the case of Comparative Example 1 in which no phosphoric acid compound was used, the test piece after the first heating step had high strength, but the loss on heating (α) was more than 1.0%, and gas was generated during pouring. It was easy. By performing the second heating step, the amount of gas generated could be reduced, but the strength of the test piece was extremely reduced.

[実施例8〜10]
硫酸化合物およびリン酸化合物の種類を表2に示すものに変更した以外は、実施例2と同様にしてテストピースを製造し、加熱減量(α)および曲げ強さを測定した。結果を表2に示す。また、実施例4の結果も表2に示す。
[Examples 8 to 10]
A test piece was manufactured in the same manner as in Example 2 except that the types of the sulfuric acid compound and the phosphoric acid compound were changed to those shown in Table 2, and the heating loss (α) and the bending strength were measured. The results are shown in Table 2. The results of Example 4 are also shown in Table 2.

Figure 2020093299
Figure 2020093299

表2の結果より、各実施例の場合、第一の加熱工程後のテストピースの強度は高いものの、加熱減量(α)が1.0%超であり、注湯時にガスが発生しやすかった。しかし、第二の加熱工程を行うことで、すなわち加熱減量(α)が1.0%以下になるまで加熱処理を行うことで、注湯時のガスの発生量を削減できた。しかも、第二の加熱工程後のテストピースの強度の低下を抑制できた。 From the results in Table 2, in each of the examples, the strength of the test piece after the first heating step was high, but the heating loss (α) was more than 1.0%, and gas was likely to be generated during pouring. . However, the amount of gas generated during pouring could be reduced by performing the second heating step, that is, by performing the heat treatment until the loss on heating (α) was 1.0% or less. Moreover, it was possible to suppress the decrease in strength of the test piece after the second heating step.

[実施例11]
耐火性粒状材料100質量部に、硫酸化合物として硫酸マグネシウム無和物5質量部と、アルコールとしてグリセリン1質量部と、水18質量部とを添加し、1分間混練して混練砂を得た。
得られた混練砂を図2に示す鋳型造型用型20の窪み13に充填した(造型工程)。次いで、混練砂を充填した鋳型造型用型20をマイクロ波減圧乾燥器(西光エンジニアリング株式会社製)に入れ、マイクロ波出力800W、真空度10kPaの条件で1.5分間加熱を行った後(第一の加熱工程)、鋳型造型用型20から5個のテストピースを取り出した。同様の操作を行い、合計30個のテストピースを製造した。
得られた30個のテストピースのうち、5個のテストピースの加熱減量(β)を測定し、その平均値を求めた。結果を表3に示す。
また、残りの25個のテストピースのうち、5個のテストピースの曲げ強さを測定し、それらの平均値を求めた。結果を表3に示す。
[Example 11]
To 100 parts by mass of the refractory granular material, 5 parts by mass of magnesium sulfate insoluble as a sulfuric acid compound, 1 part by mass of glycerin as an alcohol, and 18 parts by mass of water were added and kneaded for 1 minute to obtain kneaded sand.
The obtained kneading sand was filled in the depression 13 of the mold 20 for molding shown in FIG. 2 (molding step). Then, the mold for molding 20 filled with the kneading sand was put into a microwave vacuum dryer (manufactured by Saikou Engineering Co., Ltd.) and heated for 1.5 minutes under the conditions of a microwave output of 800 W and a vacuum degree of 10 kPa (the first). One heating step), five test pieces were taken out from the mold 20 for molding. The same operation was performed to manufacture a total of 30 test pieces.
Of the 30 test pieces obtained, the heat loss (β) of 5 test pieces was measured, and the average value thereof was obtained. The results are shown in Table 3.
In addition, of the remaining 25 test pieces, the bending strength of 5 test pieces was measured, and the average value thereof was obtained. The results are shown in Table 3.

さらに、残りの20個のテストピースを、10個ずつに分け、予め105℃または200℃に保持した電気炉内で1時間加熱した後(第二の加熱工程)、テストピースを電気炉から取り出し、デシケータ内で25℃まで放冷した。
放冷後の10個のテストピースのうち、5個のテストピースの加熱減量(β)を測定し、その平均値を求めた。結果を表3に示す。
また、残りの5個のテストピースの曲げ強さを測定し、それらの平均値を求めた。結果を表3に示す。
Further, the remaining 20 test pieces were divided into 10 pieces, respectively, and after heating for 1 hour in an electric furnace previously held at 105°C or 200°C (second heating step), the test pieces were taken out from the electric furnace. , And allowed to cool to 25°C in a desiccator.
Of 10 test pieces after being left to cool, 5 test pieces were subjected to heating loss (β) measurement, and an average value thereof was obtained. The results are shown in Table 3.
Further, the bending strength of the remaining five test pieces was measured, and the average value thereof was calculated. The results are shown in Table 3.

[実施例12]
グリセリンをソルビトールに変更した以外は、実施例11と同様にしてテストピースを製造し、加熱減量(β)および曲げ強さを測定した。結果を表3に示す。
[Example 12]
A test piece was produced in the same manner as in Example 11 except that glycerin was changed to sorbitol, and the heating loss (β) and bending strength were measured. The results are shown in Table 3.

[比較例2]
アルコールを用いなかった以外は、実施例11と同様にしてテストピースを製造し、加熱減量(β)および曲げ強さを測定した。結果を表3に示す。
[Comparative example 2]
A test piece was produced in the same manner as in Example 11 except that alcohol was not used, and the heating loss (β) and the bending strength were measured. The results are shown in Table 3.

[比較例3]
グリセリンをメタノールに変更した以外は、実施例11と同様にしてテストピースを製造し、加熱減量(β)および曲げ強さを測定した。結果を表3に示す。
[Comparative Example 3]
A test piece was produced in the same manner as in Example 11 except that glycerin was changed to methanol, and the heating loss (β) and the bending strength were measured. The results are shown in Table 3.

Figure 2020093299
Figure 2020093299

表3の結果より、各実施例の場合、第一の加熱工程後のテストピースの強度は高いものの、加熱減量(β)が3.5%超であり、注湯時にガスが発生しやすかった。しかし、第二の加熱工程を行うことで、すなわち加熱減量(β)が0.5〜3.5%になるまで加熱処理を行うことで、注湯時のガスの発生量を削減できた。しかも、第二の加熱工程後のテストピースの強度の低下を抑制できた。
一方、アルコールを用いなかった比較例2およびアルコールとしてメタノールを用いた比較例3の場合、第一の加熱工程後のテストピースの強度は高いものの、加熱減量(β)が3.5%超であり、注湯時にガスが発生しやすかった。また、第二の加熱工程を行うことで、ガスの発生量は削減できたものの、テストピースの強度が極端に低下した。
From the results in Table 3, in each of the examples, the strength of the test piece after the first heating step was high, but the heating loss (β) was more than 3.5%, and gas was likely to be generated during pouring. .. However, the amount of gas generated during pouring could be reduced by performing the second heating step, that is, by performing the heat treatment until the loss on heating (β) was 0.5 to 3.5%. Moreover, it was possible to suppress the decrease in strength of the test piece after the second heating step.
On the other hand, in Comparative Example 2 in which alcohol was not used and Comparative Example 3 in which methanol was used as alcohol, the strength of the test piece after the first heating step was high, but the heating loss (β) was more than 3.5%. Yes, gas was likely to be generated when pouring. By performing the second heating step, the amount of gas generated could be reduced, but the strength of the test piece was extremely reduced.

10 鋳型造型用型
11 上型
12 下型
13 窪み
13a 中子本体に相当する部分の窪み
13b 幅木に相当する部分の窪み
14 穴
14a 円形の穴
14b スリット状の穴
15a 第一凸部
15b 第二凸部
15c 第三凸部
15d 第四凸部
16a 第一凹部
16b 第二凹部
16c 第三凹部
16d 第四凹部
20 鋳型造型用型
10 Mold for mold making 11 Upper mold 12 Lower mold 13 Cavity 13a Cavity in the part corresponding to the core body 13b Cavity in the part corresponding to a skirting board 14 Hole 14a Circular hole 14b Slit-like hole 15a First convex part 15b No. Two convex portions 15c Third convex portion 15d Fourth convex portion 16a First concave portion 16b Second concave portion 16c Third concave portion 16d Fourth concave portion 20 Mold for molding

Claims (8)

耐火性粒状材料と、水溶性の硫酸化合物と、水溶性のリン酸化合物とを含み、
下記の測定方法により求められる加熱減量(α)が1.0%以下である、鋳型。
(測定方法)
鋳型を秤量し、予め300℃に保持した電気炉内で2時間加熱した後、25℃まで放冷し、放冷後の鋳型の質量を測定し、下記式(1)より加熱減量(α)を求める。
加熱減量(α)={(加熱前の鋳型の質量−放冷後の鋳型の質量)/加熱前の鋳型の質量}×100 ・・・(1)
Containing a refractory granular material, a water-soluble sulfuric acid compound, and a water-soluble phosphoric acid compound,
A mold whose loss on heating (α) determined by the following measuring method is 1.0% or less.
(Measuring method)
The mold is weighed and heated in an electric furnace preliminarily kept at 300°C for 2 hours, then allowed to cool to 25°C, the mass of the mold after cooling is measured, and the heating loss (α) is calculated from the following formula (1). Ask for.
Heating loss (α)={(mass of mold before heating-mass of mold after cooling)/mass of mold before heating}×100 (1)
前記耐火性粒状材料100質量部に対する前記硫酸化合物の含有量が0.5〜15質量部である、請求項1に記載の鋳型。 The mold according to claim 1, wherein the content of the sulfuric acid compound is 0.5 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory granular material. 前記耐火性粒状材料100質量部に対する前記リン酸化合物の含有量が0.1〜5質量部である、請求項1または2に記載の鋳型。 The mold according to claim 1 or 2, wherein the content of the phosphoric acid compound is 0.1 to 5 parts by mass based on 100 parts by mass of the refractory granular material. 耐火性粒状材料と、水溶性の硫酸化合物と、水溶性のリン酸化合物とを含む砂組成物を造型した後に、下記の測定方法により求められる加熱減量(α)が1.0%以下になるまで加熱する、鋳型の製造方法。
(測定方法)
鋳型を秤量し、予め300℃に保持した電気炉内で2時間加熱した後、25℃まで放冷し、放冷後の鋳型の質量を測定し、下記式(1)より加熱減量(α)を求める。
加熱減量(α)={(加熱前の鋳型の質量−放冷後の鋳型の質量)/加熱前の鋳型の質量}×100 ・・・(1)
After molding a sand composition containing a refractory granular material, a water-soluble sulfuric acid compound, and a water-soluble phosphoric acid compound, the heating loss (α) obtained by the following measuring method becomes 1.0% or less. A method of manufacturing a mold, which is heated to.
(Measuring method)
The mold is weighed and heated in an electric furnace preliminarily kept at 300°C for 2 hours, then allowed to cool to 25°C, the mass of the mold after cooling is measured, and the heating loss (α) is calculated from the following formula (1). Ask for.
Heating loss (α)={(mass of mold before heating-mass of mold after cooling)/mass of mold before heating}×100 (1)
耐火性粒状材料と、水溶性の硫酸化合物と、沸点が105℃以上のアルコールとを含み、
下記の測定方法により求められる加熱減量(β)が0.5〜3.5%である、鋳型。
(測定方法)
鋳型を秤量し、予め700℃に保持した電気炉内で2時間加熱した後、25℃まで放冷し、放冷後の鋳型の質量を測定し、下記式(2)より加熱減量(β)を求める。
加熱減量(β)={(加熱前の鋳型の質量−放冷後の鋳型の質量)/加熱前の鋳型の質量}×100 ・・・(2)
Contains a refractory granular material, a water-soluble sulfuric acid compound, and an alcohol having a boiling point of 105° C. or higher,
A mold whose loss on heating (β) determined by the following measuring method is 0.5 to 3.5%.
(Measuring method)
The mold is weighed and heated in an electric furnace previously held at 700° C. for 2 hours, then allowed to cool to 25° C., the mass of the mold after cooling is measured, and the heating loss (β) is calculated from the following formula (2). Ask for.
Heating loss (β)={(mass of mold before heating-mass of mold after cooling)/mass of mold before heating}×100 (2)
前記耐火性粒状材料100質量部に対する前記硫酸化合物の含有量が0.5〜15質量部である、請求項5に記載の鋳型。 The mold according to claim 5, wherein the content of the sulfuric acid compound is 0.5 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory granular material. 前記耐火性粒状材料100質量部に対する前記アルコールの含有量が0.1〜5質量部である、請求項5または6に記載の鋳型。 The mold according to claim 5 or 6, wherein the content of the alcohol is 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory granular material. 耐火性粒状材料と、水溶性の硫酸化合物と、沸点が105℃以上のアルコールとを含む砂組成物を造型した後に、下記の測定方法により求められる加熱減量(β)が0.5〜3.5%になるまで加熱する、鋳型の製造方法。
(測定方法)
鋳型を秤量し、予め700℃に保持した電気炉内で2時間加熱した後、25℃まで放冷し、放冷後の鋳型の質量を測定し、下記式(2)より加熱減量(β)を求める。
加熱減量(β)={(加熱前の鋳型の質量−放冷後の鋳型の質量)/加熱前の鋳型の質量}×100 ・・・(2)
After molding a sand composition containing a refractory granular material, a water-soluble sulfuric acid compound, and an alcohol having a boiling point of 105° C. or more, the heating loss (β) obtained by the following measuring method is 0.5 to 3. A method for producing a mold, which comprises heating to 5%.
(Measuring method)
The mold is weighed and heated in an electric furnace previously held at 700° C. for 2 hours, then allowed to cool to 25° C., the mass of the mold after cooling is measured, and the heating loss (β) is calculated from the following formula (2). Ask for.
Heating loss (β)={(mass of mold before heating-mass of mold after cooling)/mass of mold before heating}×100 (2)
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