JP2797935B2 - シェルモールド法による中子製造方法 - Google Patents
シェルモールド法による中子製造方法Info
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- Japan
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- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Casting Devices For Molds (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋳造用の中子をシェル
モールド法によって製造する際に適用される中子の製造
方法に関する。
モールド法によって製造する際に適用される中子の製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばエンジンのシリンダブロックやギ
ヤキャリアなどの中空状の金属鋳物製品を鋳造する場
合、この製品の中空部を成形するために、中子が使われ
ている。例えば図３に示すように、主型１０と中子１１
を組合わせた状態で、主型１０と中子１１との間のキャ
ビティ１２に溶融金属を注湯後、硬化させることによ
り、所望の鋳物製品が出来上がる。
ヤキャリアなどの中空状の金属鋳物製品を鋳造する場
合、この製品の中空部を成形するために、中子が使われ
ている。例えば図３に示すように、主型１０と中子１１
を組合わせた状態で、主型１０と中子１１との間のキャ
ビティ１２に溶融金属を注湯後、硬化させることによ
り、所望の鋳物製品が出来上がる。
【０００３】上述の中子１１をシェルモールド法によっ
て製造する場合、中子成形用の密閉された金型内にシェ
ルモールド用レジンサンドを充填したのち、この金型を
所定時間・所定温度で加熱することによりレジンサンド
を焼成し、金型形状に応じた中子１１を得るようにして
いる。レジンサンドは、例えば硅砂等の鋳型砂の表面
を、粘結剤としてのフェノール樹脂等の熱硬化性レジン
で被覆したレジンコーテッドサンドや、鋳型砂にレジン
粒を混ぜたものなどが知られている。
て製造する場合、中子成形用の密閉された金型内にシェ
ルモールド用レジンサンドを充填したのち、この金型を
所定時間・所定温度で加熱することによりレジンサンド
を焼成し、金型形状に応じた中子１１を得るようにして
いる。レジンサンドは、例えば硅砂等の鋳型砂の表面
を、粘結剤としてのフェノール樹脂等の熱硬化性レジン
で被覆したレジンコーテッドサンドや、鋳型砂にレジン
粒を混ぜたものなどが知られている。
【０００４】上記のようなレジンサンドを用いた中子１
１は、その焼成工程において金型に接する部分から焼成
が始まり、焼成時間が経過するにつれて、中子１１の内
部にまで焼成が進むようになる。従ってこの中子１１
は、図４に模式的に示すように中子１１の表面からある
程度の厚さｔにわたって焼成層１５が形成されている。
この焼成層１５は、レジンサンドのレジン成分が焼成時
の熱によって反応・硬化しているためかなりの強度があ
るが、焼成層１５以外の未焼成部分１６は、未反応のレ
ジンサンドが詰まったままであるから脆くて崩れやす
い。
１は、その焼成工程において金型に接する部分から焼成
が始まり、焼成時間が経過するにつれて、中子１１の内
部にまで焼成が進むようになる。従ってこの中子１１
は、図４に模式的に示すように中子１１の表面からある
程度の厚さｔにわたって焼成層１５が形成されている。
この焼成層１５は、レジンサンドのレジン成分が焼成時
の熱によって反応・硬化しているためかなりの強度があ
るが、焼成層１５以外の未焼成部分１６は、未反応のレ
ジンサンドが詰まったままであるから脆くて崩れやす
い。
【０００５】従って中子１１の強度は焼成層１５の厚み
ｔに左右される。つまり、焼成時間を長くして焼成層１
５を厚くするほど、中子１１の強度は高くなる。焼成層
１５の厚みが不足したり焼成不十分な場合には、注湯時
に中子１１が破損することがあるから、焼成時間が短か
すぎるのは問題である。しかしながら現実の鋳物製造ラ
インにおいては、タクトサイクルなどの関係で、焼成時
間をあまり長くとることはできないから、必要最小限の
厚さの焼成層が得られるように焼成時間をきりつめるこ
とが望まれる。通常の焼成時間は３０秒から６０秒程度
である。
ｔに左右される。つまり、焼成時間を長くして焼成層１
５を厚くするほど、中子１１の強度は高くなる。焼成層
１５の厚みが不足したり焼成不十分な場合には、注湯時
に中子１１が破損することがあるから、焼成時間が短か
すぎるのは問題である。しかしながら現実の鋳物製造ラ
インにおいては、タクトサイクルなどの関係で、焼成時
間をあまり長くとることはできないから、必要最小限の
厚さの焼成層が得られるように焼成時間をきりつめるこ
とが望まれる。通常の焼成時間は３０秒から６０秒程度
である。
【０００６】上述の焼成時間や加熱温度などの焼成条件
が適切であるか否かを評価するためには、焼成後のシェ
ルモールド中子１１の内部を見て焼成層１５の厚さなど
を測定する必要がある。このため従来は、焼成後の中子
１１を切断し、作業員が竹べらや棒などを用いて中子１
１の切断面から未焼成のレジンサンドを掻き出すことに
より、焼成層１５のみを中子１１に残すといった作業を
行っている。そして焼成層１５の厚みｔをスケールによ
って測定したり、未焼成サンドを掻き出す前の総重量と
未焼成サンドを掻き出したのちの重量に基いて、シェル
サンド硬化率を求めていた。
が適切であるか否かを評価するためには、焼成後のシェ
ルモールド中子１１の内部を見て焼成層１５の厚さなど
を測定する必要がある。このため従来は、焼成後の中子
１１を切断し、作業員が竹べらや棒などを用いて中子１
１の切断面から未焼成のレジンサンドを掻き出すことに
より、焼成層１５のみを中子１１に残すといった作業を
行っている。そして焼成層１５の厚みｔをスケールによ
って測定したり、未焼成サンドを掻き出す前の総重量と
未焼成サンドを掻き出したのちの重量に基いて、シェル
サンド硬化率を求めていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のよ
うにへらや棒などによって未焼成サンドを削り取る方法
では、未焼成サンドが中子１１に残ってしまったり、焼
成層１５を無理に掻き出してしまうことがあり、焼成層
１５の測定を正確に行うことができなかったり、未焼成
サンドを掻き出す作業に熟練を要するため作業員によっ
てばらつきが生じるなどの問題があった。このため、焼
成条件を正確に評価する上で改善の余地があった。
うにへらや棒などによって未焼成サンドを削り取る方法
では、未焼成サンドが中子１１に残ってしまったり、焼
成層１５を無理に掻き出してしまうことがあり、焼成層
１５の測定を正確に行うことができなかったり、未焼成
サンドを掻き出す作業に熟練を要するため作業員によっ
てばらつきが生じるなどの問題があった。このため、焼
成条件を正確に評価する上で改善の余地があった。
【０００８】従って本発明の目的は、焼成されたシェル
モールド中子の焼成層の厚さやシェルサンド硬化率など
を正確に求めることができ、焼成条件が適切であるか否
かを正確に判断することができるようなシェルモールド
法による中子の製造方法を提供することにある。
モールド中子の焼成層の厚さやシェルサンド硬化率など
を正確に求めることができ、焼成条件が適切であるか否
かを正確に判断することができるようなシェルモールド
法による中子の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を果たすため
に開発された本発明は、中子成形用の金型内にシェルモ
ールド用レジンサンドを充填する工程と、上記金型を所
定時間・所定温度に加熱することにより金型に応じた形
状に上記レジンサンドを焼成する焼成工程とを経て鋳造
用の中子を製造する方法において、焼成されたシェルモ
ールド中子を上記金型から取出す工程と、上記金型から
取出された上記シェルモールド中子の所望箇所を切断す
る切断工程と、切断されたシェルモールド中子をレジン
サンドのレジン成分が溶ける溶剤に浸漬する浸漬工程
と、上記溶剤によってレジンが溶けた未焼成サンドを焼
成層から分離させることによって焼成層をシェルモール
ド中子に残す未焼成サンド除去工程と、焼成層が残った
上記シェルモールド中子の焼成層を検査することにより
上記焼成工程における焼成条件の良否を判断する検査工
程とを具備したことを特徴とするシェルモールド法によ
る中子製造方法である。
に開発された本発明は、中子成形用の金型内にシェルモ
ールド用レジンサンドを充填する工程と、上記金型を所
定時間・所定温度に加熱することにより金型に応じた形
状に上記レジンサンドを焼成する焼成工程とを経て鋳造
用の中子を製造する方法において、焼成されたシェルモ
ールド中子を上記金型から取出す工程と、上記金型から
取出された上記シェルモールド中子の所望箇所を切断す
る切断工程と、切断されたシェルモールド中子をレジン
サンドのレジン成分が溶ける溶剤に浸漬する浸漬工程
と、上記溶剤によってレジンが溶けた未焼成サンドを焼
成層から分離させることによって焼成層をシェルモール
ド中子に残す未焼成サンド除去工程と、焼成層が残った
上記シェルモールド中子の焼成層を検査することにより
上記焼成工程における焼成条件の良否を判断する検査工
程とを具備したことを特徴とするシェルモールド法によ
る中子製造方法である。
【００１０】
【作用】本発明において、焼成後のシェルモールド中子
を切断したのち、この中子を溶剤に漬け込むことによ
り、未焼成（未反応）のレジンサンドのレジン成分が溶
けるため、焼成層と未焼成部分との境がきわめて明瞭な
ものとなり、未焼成サンドが焼成層から容易に分離でき
る状態となる。従ってこの中子の切断面において未焼成
サンドを溶剤で洗い流すなどして、未焼成サンドのみを
容易にかつ十分に取除くことができる。未焼成サンドを
除去したのち、溶剤を揮発させて中子を乾燥させる。そ
して焼成層の厚さをスケール等で測定するとか、焼成層
の重量を測定するなどして、シェルサンド硬化率や焼成
層の厚さなどを正確に求めることができる。
を切断したのち、この中子を溶剤に漬け込むことによ
り、未焼成（未反応）のレジンサンドのレジン成分が溶
けるため、焼成層と未焼成部分との境がきわめて明瞭な
ものとなり、未焼成サンドが焼成層から容易に分離でき
る状態となる。従ってこの中子の切断面において未焼成
サンドを溶剤で洗い流すなどして、未焼成サンドのみを
容易にかつ十分に取除くことができる。未焼成サンドを
除去したのち、溶剤を揮発させて中子を乾燥させる。そ
して焼成層の厚さをスケール等で測定するとか、焼成層
の重量を測定するなどして、シェルサンド硬化率や焼成
層の厚さなどを正確に求めることができる。
【００１１】上記検査結果に基いて、焼成工程における
焼成時間や加熱温度などの諸条件が適切であったか否か
が判断され、所望の焼成状況が得られているならその時
の焼成条件を中子量産時の焼成条件として採用する。焼
成不良であると判断された場合には、焼成条件を修正し
て前述の中子製造プロセスと焼成層の検査を繰返す。こ
うして、焼成時間や加熱温度などの諸条件が適切に管理
される。
焼成時間や加熱温度などの諸条件が適切であったか否か
が判断され、所望の焼成状況が得られているならその時
の焼成条件を中子量産時の焼成条件として採用する。焼
成不良であると判断された場合には、焼成条件を修正し
て前述の中子製造プロセスと焼成層の検査を繰返す。こ
うして、焼成時間や加熱温度などの諸条件が適切に管理
される。
【００１２】
【実施例】以下に本発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。例えばエンジンのシリンダブロックや
ギヤキャリアなどの中空状の金属製品を主型１０と中子
１１などを用いて鋳造する場合、例えば工場内の鋳物製
造設備などによって、図２に概略を示す鋳造プロセス２
０が行われる。この鋳造プロセス２０は、主型１０を造
型する工程２１と、中子１１を造型する工程２２と、主
型１０と中子１１を合体させる工程２３と、溶融金属を
注湯する工程２４と、型ばらし工程２５と、検査工程２
６などを含んでいる。
照して説明する。例えばエンジンのシリンダブロックや
ギヤキャリアなどの中空状の金属製品を主型１０と中子
１１などを用いて鋳造する場合、例えば工場内の鋳物製
造設備などによって、図２に概略を示す鋳造プロセス２
０が行われる。この鋳造プロセス２０は、主型１０を造
型する工程２１と、中子１１を造型する工程２２と、主
型１０と中子１１を合体させる工程２３と、溶融金属を
注湯する工程２４と、型ばらし工程２５と、検査工程２
６などを含んでいる。
【００１３】上述の中子造型工程２２にシェルモールド
法が適用される。シェルモールド法によって中子１１を
造型する場合、本実施例では図１に概略を示す中子製造
プロセス３０が行われる。この中子製造プロセス３０
は、中子成形用の密閉された金型内にシェルモールド用
レジンサンドを充填する工程３１と、上記金型を所定時
間、所定温度（例えば２７０℃〜３００℃前後）で加熱
することによりレジンサンドを焼成する焼成工程３２
と、焼成された中子１１を金型から取出す工程３３など
を含んでいる。レジンサンドの一例は、鋳型砂（硅砂
等）に粘結剤として２〜３wt％程度のフェノール樹脂を
被覆したコーテッドサンドであるが、鋳型砂に上記レジ
ンの粒を混合したものであってもよい。
法が適用される。シェルモールド法によって中子１１を
造型する場合、本実施例では図１に概略を示す中子製造
プロセス３０が行われる。この中子製造プロセス３０
は、中子成形用の密閉された金型内にシェルモールド用
レジンサンドを充填する工程３１と、上記金型を所定時
間、所定温度（例えば２７０℃〜３００℃前後）で加熱
することによりレジンサンドを焼成する焼成工程３２
と、焼成された中子１１を金型から取出す工程３３など
を含んでいる。レジンサンドの一例は、鋳型砂（硅砂
等）に粘結剤として２〜３wt％程度のフェノール樹脂を
被覆したコーテッドサンドであるが、鋳型砂に上記レジ
ンの粒を混合したものであってもよい。
【００１４】上述の焼成工程３２において、金型の加熱
温度を２８０℃に設定して中子を焼成したところ、部品
容積が５５０ｃｃのものでは焼成時間４８秒の場合に焼
成層の厚さが９．３ｍｍであった。また、６６０ｃｃの
ものでは焼成時間５５秒の場合に焼成層の厚さ９．７５
ｍｍ、８００ｃｃのものでは焼成時間６０秒で焼成層の
厚さが１１．７ｍｍ、１０００ｃｃのものでは焼成時間
６０秒で焼成層の厚さが１０．０ｍｍという結果が得ら
れた。エンジンのシリンダブロック鋳造用中子の場合、
焼成層の厚さの一例は少なくとも７ｍｍ必要である。
温度を２８０℃に設定して中子を焼成したところ、部品
容積が５５０ｃｃのものでは焼成時間４８秒の場合に焼
成層の厚さが９．３ｍｍであった。また、６６０ｃｃの
ものでは焼成時間５５秒の場合に焼成層の厚さ９．７５
ｍｍ、８００ｃｃのものでは焼成時間６０秒で焼成層の
厚さが１１．７ｍｍ、１０００ｃｃのものでは焼成時間
６０秒で焼成層の厚さが１０．０ｍｍという結果が得ら
れた。エンジンのシリンダブロック鋳造用中子の場合、
焼成層の厚さの一例は少なくとも７ｍｍ必要である。
【００１５】焼成工程３２における焼成条件が適当であ
ったか否かの判断は、中子検査プロセス４０によって行
われる。この中子検査プロセス４０は、焼成工程３２に
よって焼成されたシェルモールド中子１１を切断する工
程４１を含んでいる。この切断工程４１において、金型
から取出された中子１１が所望箇所で切断される。切断
する箇所は、検査を要する部位に応じて適宜に選定され
る。切断数は二分割に限ることはなく、例えば中子１１
の複数箇所を輪切りにするような切断であってもよい。
ったか否かの判断は、中子検査プロセス４０によって行
われる。この中子検査プロセス４０は、焼成工程３２に
よって焼成されたシェルモールド中子１１を切断する工
程４１を含んでいる。この切断工程４１において、金型
から取出された中子１１が所望箇所で切断される。切断
する箇所は、検査を要する部位に応じて適宜に選定され
る。切断数は二分割に限ることはなく、例えば中子１１
の複数箇所を輪切りにするような切断であってもよい。
【００１６】切断された中子１１は、浸漬工程４２にお
いて溶剤に漬け込まれる。この浸漬工程４２で使用され
る溶剤は、上記レジンサンドのレジン成分を溶かす有機
溶剤などであり、例えばフェノール系のレジンサンドの
場合にはアセトンが使用される。この溶剤によって未焼
成（未反応）のレジンサンドのレジンが溶けるため、未
焼成部分１６のレジンサンドが焼成層１５から容易に分
離するようになり、焼成層１５と未焼成部分１６との境
界がきわめて明瞭なものとなる。浸漬時間の一例は１０
〜１５分位である。
いて溶剤に漬け込まれる。この浸漬工程４２で使用され
る溶剤は、上記レジンサンドのレジン成分を溶かす有機
溶剤などであり、例えばフェノール系のレジンサンドの
場合にはアセトンが使用される。この溶剤によって未焼
成（未反応）のレジンサンドのレジンが溶けるため、未
焼成部分１６のレジンサンドが焼成層１５から容易に分
離するようになり、焼成層１５と未焼成部分１６との境
界がきわめて明瞭なものとなる。浸漬時間の一例は１０
〜１５分位である。
【００１７】そののち、未焼成サンド除去工程４３にお
いて、中子１１を溶剤中から静かに取出し、清浄な溶剤
によって未焼成部分１６のサンドを中子１１の切断面か
ら洗い出すことなどにより、未焼成サンドが容易にかつ
十分に焼成層１５から除去させられる。こうして、焼成
層１５のみがシェルモールド中子１１に残る。
いて、中子１１を溶剤中から静かに取出し、清浄な溶剤
によって未焼成部分１６のサンドを中子１１の切断面か
ら洗い出すことなどにより、未焼成サンドが容易にかつ
十分に焼成層１５から除去させられる。こうして、焼成
層１５のみがシェルモールド中子１１に残る。
【００１８】そして乾燥工程４４では、上記溶剤を中子
１１から揮発させる。そののち、検査工程４５において
上記中子１１の焼成状況を検査するとともに、検査結果
を評価する工程４６において、焼成工程３２における焼
成条件が適当であったか否かが判断される。
１１から揮発させる。そののち、検査工程４５において
上記中子１１の焼成状況を検査するとともに、検査結果
を評価する工程４６において、焼成工程３２における焼
成条件が適当であったか否かが判断される。
【００１９】この検査工程４５では、例えばスケールを
用いて焼成層１５の厚さｔを測定したり、あるいは重量
測定値に基いてシェルサンド硬化率を求める。例えば浸
漬工程４２を行う前に中子１１の総重量Ｗ１を測定・記
録しておき、浸漬工程４２，分離工程４３，乾燥工程４
４を経た中子１１の重量Ｗ２を測定する。この場合、シ
ェルサンド硬化率（％）は、 １００−｛（Ｗ１−Ｗ
２）／Ｗ１｝×１００で求めることができる。
用いて焼成層１５の厚さｔを測定したり、あるいは重量
測定値に基いてシェルサンド硬化率を求める。例えば浸
漬工程４２を行う前に中子１１の総重量Ｗ１を測定・記
録しておき、浸漬工程４２，分離工程４３，乾燥工程４
４を経た中子１１の重量Ｗ２を測定する。この場合、シ
ェルサンド硬化率（％）は、 １００−｛（Ｗ１−Ｗ
２）／Ｗ１｝×１００で求めることができる。
【００２０】こうして中子１１の焼成状況の良否が判断
され、焼成が正しく行われたと判断された場合は、その
焼成条件を中子量産時の焼成条件として採用する。ま
た、焼成不良であると判断された場合には、焼成条件を
設定し直す工程４７において、焼成条件を修正して再度
上記の中子製造プロセス３０と中子検査プロセス４０を
繰返すことにより、満足すべき焼成状況が得られるまで
上記プロセス３０，４０が実行される。
され、焼成が正しく行われたと判断された場合は、その
焼成条件を中子量産時の焼成条件として採用する。ま
た、焼成不良であると判断された場合には、焼成条件を
設定し直す工程４７において、焼成条件を修正して再度
上記の中子製造プロセス３０と中子検査プロセス４０を
繰返すことにより、満足すべき焼成状況が得られるまで
上記プロセス３０，４０が実行される。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、焼成後のシェルモール
ド中子から未焼成サンドを確実に分離させることがで
き、焼成層の厚さやシェルサンド硬化率などを正確に求
めることができる。このため焼成条件が適切であるか否
かの判断を正確に行うことが可能となり、適切な焼成状
況を得るための諸条件の設定の容易化と正確化が図れる
とともに、中子を使って鋳造される鋳物製品の品質安定
化などに寄与できる。
ド中子から未焼成サンドを確実に分離させることがで
き、焼成層の厚さやシェルサンド硬化率などを正確に求
めることができる。このため焼成条件が適切であるか否
かの判断を正確に行うことが可能となり、適切な焼成状
況を得るための諸条件の設定の容易化と正確化が図れる
とともに、中子を使って鋳造される鋳物製品の品質安定
化などに寄与できる。
【図１】本発明の一実施例を示すシェルモールド中子の
製造プロセスの工程説明図。
製造プロセスの工程説明図。
【図２】鋳物製品の鋳造プロセスを示す工程説明図。
【図３】中子と主型との関係の一例を示す断面図。
【図４】中子の一例を示す断面図。
１１…シェルモールド中子 １５…焼成層 １６…未焼成部分
Claims (1)
- 【請求項１】中子成形用の金型内にシェルモールド用レ
ジンサンドを充填する工程と、上記金型を所定時間・所
定温度に加熱することにより金型に応じた形状に上記レ
ジンサンドを焼成する焼成工程とを経て鋳造用の中子を
製造する方法において、 焼成されたシェルモールド中子を上記金型から取出す工
程と、 上記金型から取出された上記シェルモールド中子の所望
箇所を切断する切断工程と、 切断されたシェルモールド中子をレジンサンドのレジン
成分が溶ける溶剤に浸漬する浸漬工程と、 上記溶剤によってレジンが溶けた未焼成サンドを焼成層
から分離させることによって焼成層をシェルモールド中
子に残す未焼成サンド除去工程と、 焼成層が残った上記シェルモールド中子の焼成層を検査
することにより上記焼成工程における焼成条件の良否を
判断する検査工程と、 を具備したことを特徴とするシェルモールド法による中
子製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30404293A JP2797935B2 (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | シェルモールド法による中子製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30404293A JP2797935B2 (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | シェルモールド法による中子製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07155894A JPH07155894A (ja) | 1995-06-20 |
| JP2797935B2 true JP2797935B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=17928356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30404293A Expired - Fee Related JP2797935B2 (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | シェルモールド法による中子製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2797935B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5673511B2 (ja) * | 2011-12-01 | 2015-02-18 | トヨタ自動車株式会社 | 塗型剤評価方法及びこれを用いた鋳造品生産方法 |
-
1993
- 1993-12-03 JP JP30404293A patent/JP2797935B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07155894A (ja) | 1995-06-20 |
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