JP2929586B2 - Method for producing collapsible sand core - Google Patents

Method for producing collapsible sand core

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JP2929586B2
JP2929586B2 JP2543294A JP2543294A JP2929586B2 JP 2929586 B2 JP2929586 B2 JP 2929586B2 JP 2543294 A JP2543294 A JP 2543294A JP 2543294 A JP2543294 A JP 2543294A JP 2929586 B2 JP2929586 B2 JP 2929586B2
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sand
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は,例えば,クローズドデ
ッキタイプの自動車用エンジン等,アンダーカット部分
を有する鋳造品の高圧ダイカスト鋳造時に用いる耐圧性
および良好なコーティング性と崩壊良好性を有する崩壊
性砂中子の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to disintegration having good pressure resistance and good coating properties and good disintegration used in high-pressure die casting of a casting having an undercut portion, such as a closed deck type automobile engine. The present invention relates to a method for manufacturing a sand core.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より,例えば,クローズドデッキタ
イプの自動車用エンジンブロックやその他のアンダーカ
ット部分を有するアルミニウム合金やマグネシウム合金
などの鋳造品をダイカストで鋳造して製造する場合,崩
壊性砂中子を用いてダイカスト鋳造することが行われて
いる。そして,崩壊性砂中子を造型する場合,まず,砂
中子造型用骨材に有機バインダを配合して所望の形の砂
中子を造型し,その造型した砂中子表面にコーティング
液をコーティングして,ダイカスト鋳造時に砂中子が破
損したり,溶湯が砂中子内に侵入しないようにし,そし
て,鋳造後には,ほとんど力を加えずに砂中子を崩壊さ
せて容易に取出させるようにし,かつ,砂が隅々まで充
分に取出させるようにすることが試みられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in the case of producing a closed deck type automobile engine block or other castings such as aluminum alloys and magnesium alloys having an undercut portion by die casting, a collapsible sand core is used. Die-casting is performed using the same. When molding a disintegratable sand core, first, an organic binder is mixed with the aggregate for sand core molding to form a sand core of a desired shape, and a coating liquid is applied to the surface of the molded sand core. Coating to prevent the sand core from being broken or the molten metal from entering the sand core during die casting. After casting, the sand core collapses with little force and is easily removed. Attempts have been made to ensure that the sand is fully removed to every corner.

【0003】勿論,その場合,砂中子の成分,砂中子の
造型方法,コーティング液の成分,コーティングの仕方
など,従来よりいろいろと試みられているが,充分に満
足し得るものは未だ得られていないのが現状である。そ
の中で,砂中子造型用骨材を硬化させて砂中子を造型す
る方法として,ハードックス法,ウォームボックス
法,シェルモールド法,コールドボックス法等があ
る。ハードックス法としては,例えば,特公昭64−9
898号公報に記載されている技術が知られている。こ
の方法においては,砂中子の組成は,砂中子造型用骨
材,フラン樹脂及び有機過酸化物などの配合砂からなっ
ており,亜硫酸ガスによって硬化する。
[0003] Of course, in this case, various attempts have been made on the components of the sand core, the molding method of the sand core, the components of the coating solution, the coating method, and the like, but those which are sufficiently satisfactory have not been obtained. It is not currently done. Among them, as a method of hardening an aggregate for sand core molding to form a sand core, there are a hardox method, a warm box method, a shell mold method, a cold box method and the like. As the Hardox method, for example, Japanese Patent Publication No. 64-9
The technique described in JP-A-898 is known. In this method, the composition of the sand core is composed of sand for molding a sand core, a mixed sand of a furan resin and an organic peroxide, and is hardened by sulfur dioxide gas.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前記ハードックス法に
おいては,砂中子造型用骨材に有機バインダであるフラ
ン樹脂とフラン樹脂の硬化触媒である有機過酸化物を配
合混練した配合砂を所望の形状の金型内に充填して,こ
れに亜硫酸ガスを流してフラン樹脂を硬化させ,砂中子
を造型する。したがって,ハードックス法は砂中子造型
時に亜硫酸ガスを使用するので,作業環境が悪く,国内
では,人体に悪影響を与えるようなガスの使用は好まれ
ない。また,仮に,亜硫酸ガスを使用するとしても,人
体に悪影響を与えず,作業環境も悪化させないようにす
るためには,そのための付属設備の設置が大変であり,
その設置,運転のための法規制も受ける。
In the above-mentioned Hardox method, a sand mixture is prepared by mixing and kneading an aggregate for sand core molding with a furan resin as an organic binder and an organic peroxide as a curing catalyst for the furan resin. The mold is filled into a mold, and sulfuric acid gas is flowed through the mold to cure the furan resin and form a sand core. Therefore, the hardox method uses sulfur dioxide gas during sand core molding, so the working environment is poor, and in Japan, the use of a gas that adversely affects the human body is not preferred. Also, even if sulfurous acid gas is used, it is difficult to install ancillary equipment to prevent adverse effects on the human body and the working environment from deteriorating.
It is also subject to laws and regulations for its installation and operation.

【0005】そこで,本発明者等は,フラン系樹脂を有
機過酸化物と亜硫酸ガスで硬化させるハードックス法の
代わりに,有機酸塩を主成分とする硬化剤を使用するウ
ォームボックス法の良さを見直すことにした。ウォーム
ボックス法は,中子造型用骨材とフラン系樹脂の配合砂
を硬化させて砂中子を造型するのに亜硫酸ガスを使用す
るのでなく,例えば,90〜200℃に加熱した砂中子
造型用金型に砂中子造型用骨材とフラン系樹脂及び同樹
脂の硬化剤を配合,混練した混合砂を圧縮空気で吹込ん
で加熱硬化させて砂中子を造型するものである。しか
し,この場合,前記ハードックス法で造型した砂中子で
は,可成り良好に行われたコーティングと同一のコーテ
ィング液を,ウォームボックス法で造型した砂中子表面
にコーティングしても,コーティング液が砂中子の表面
から内部にしみ込むだけで,砂中子表面には,充分な厚
さのコーティング層が得られなかった。
Therefore, the present inventors have developed a warm box method using a curing agent containing an organic acid salt as a main component, instead of the Hardox method of curing a furan resin with an organic peroxide and sulfur dioxide gas. I decided to review it. In the warm box method, instead of using sulfurous acid gas to harden the mixed sand of the core molding aggregate and the furan resin to form a sand core, for example, a sand core heated to 90 to 200 ° C. A sand core is formed by mixing a sand core molding aggregate, a furan-based resin, and a curing agent of the resin into a molding die and blowing the kneaded mixed sand with compressed air to heat and cure. However, in this case, in the case of the sand core molded by the above-mentioned Hardox method, even if the same coating liquid as that of the coating that has been performed fairly well is applied to the surface of the sand core molded by the warm box method, the coating liquid is not The surface of the sand core only penetrated into the inside, and the sand core surface could not have a sufficiently thick coating layer.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】砂中子を造型するに当
り,まず,砂中子造型用骨材100重量部に対して硫酸
アルミニウムを0.1〜10%添加して砂中子造型用骨
材に硫酸アルミニウムを被覆する工程と,硫酸アルミニ
ウムを被覆したこの骨材にウォームボックス用の粘結剤
であるフラン樹脂とフラン樹脂用の硬化剤を添加し,ま
た,フタル酸エステルとチタネート系カップリング剤を
それぞれ0.01〜0.5%添加し,混練してウォーム
ボックス用の配合砂を得る工程と,このウォームボック
ス用の配合砂を用いて充填密度が60%以上を有する砂
中子を造型する工程と,この造型した砂中子表面に微粉
末状の耐火物を主成分とする中性の水分散体からなるス
ラリ状のコーティング液をコーティングする工程と,こ
のコーティングして得られた砂中子を乾燥する工程によ
って崩壊性砂中子を得る。
To mold a sand core, first, 0.1 to 10% of aluminum sulfate is added to 100 parts by weight of aggregate for sand core molding to form a sand core. A step of coating the aggregate with aluminum sulfate; adding a furan resin as a binder for a warm box and a curing agent for the furan resin to the aluminum sulfate-coated aggregate; A step of adding 0.01 to 0.5% of a coupling agent to each mixture and kneading to obtain a mixed sand for a warm box; A step of forming a core, a step of coating the surface of the formed sand core with a slurry-like coating solution composed of a neutral aqueous dispersion containing a refractory in the form of fine powder as a main component, Obtaining a disintegrating sand core by drying the sand core which is.

【0007】[0007]

【作用】本発明においては,まず,例えば,前記した方
法により,ウォームボックス法の砂配合組成に,フタル
酸エステル,チタネート系カップリング剤,及び,硫酸
アルミニウムを添加して混練した配合砂を用いて充填密
度が60%以上の砂中子を造型した後,この砂中子表面
に微粉末状の耐火物を主成分とする中性の水分散体から
なるスラリ状のコーティング液をコーティングして,ダ
イカスト鋳造時の高圧下での溶湯が砂中子内に侵入しな
いように防止している。この場合,微粉末状の耐火物を
主成分とする中性の水分散体からなるコーティング液に
は,疎水性コロイダル粒子を含有し,この疎水性コロイ
ダル粒子は分散媒である水と接するので,そのコロイダ
ル粒子の表面には必ず水酸基イオンOH - を吸着して電
気的に負に荷電している。しかし,水に分散した疎水性
コロイド粒子の溶液は全体的には電気的に中性であるの
で,疎水性コロイド粒子に荷電している反対の符号を持
った荷電は分散媒である水の方に存在し,その様子を微
視的に見ると,並行コンデンサに似た電気二重層を形成
して安定化した状態にある。
In the present invention, first, for example,
Method, phthalate was added to the sand composition of the warm box method.
Acid ester, titanate coupling agent, and sulfuric acid
Filling is performed using compounded sand mixed with aluminum.
After molding a sand core with a degree of 60% or more, this sand core surface
From a neutral aqueous dispersion mainly composed of a refractory in the form of fine powder
With a slurry-like coating solution
Do not allow molten metal under high pressure during ingot casting to enter the sand core.
I prevent it. In this case, fine powder refractories
For coating liquids consisting of neutral aqueous dispersions as the main component
Contains hydrophobic colloidal particles.
Since the dull particles come into contact with the dispersion medium, water, their colloids
The surface of the particles must be hydroxyl ion OH - To absorb electricity
It is negatively charged. However, hydrophobicity dispersed in water
The solution of colloidal particles is totally electrically neutral
With the opposite sign charged to the hydrophobic colloidal particles
Charged charges are present in the water, which is the dispersion medium.
Visually, it forms an electric double layer similar to a parallel capacitor
It is in a stabilized state.

【0008】このようなコーティング液に,前記した方
法で造型した砂中子を浸漬すると,砂中子表面から疎水
性コロイダル粒子と反対の正に荷電したアルミニウムイ
オンAl+3が溶出して来るので,このアルミニウムイオ
ンがコーティング液の疎水性コロイド粒子の界面に存在
する電気二重層を中和して破壊し,その結果,疎水性コ
ロイド粒子は電荷を失って電気化学的に不安定となり,
そして,砂中子表面上でゲル化を起こしてコロイド粒子
が凝集して巨大分子になる。この際,フタル酸エステル
が砂中子に含有していると,疎水性コロイド粒子の凝集
が非常に微細で緻密になる。例えば,フタル酸エステル
を含有していない場合は,凝集した粒子径は約15μm
であるのに対して,フタル酸エステルを少量添加する
と,その粒子径が約1μmとなり,フタル酸エステルを
砂中子造型用配合砂に少量添加することで砂中子表面上
に形成されるコーティング膜層が非常に緻密になる。そ
の結果,砂中子表面には,例えば,非常に緻密なコーテ
ィング膜層が0.20〜0.30mmに均一に形成され
る。
When a sand core formed by the above-described method is immersed in such a coating solution, positively charged aluminum ions Al +3 opposite to the hydrophobic colloidal particles are eluted from the surface of the sand core. This aluminum ion neutralizes and destroys the electric double layer present at the interface of the hydrophobic colloid particles in the coating solution, and as a result, the hydrophobic colloid particles lose their charge and become electrochemically unstable,
Then, gelation occurs on the surface of the sand core, and the colloid particles aggregate to form macromolecules. At this time, if the phthalate ester is contained in the sand core, the aggregation of the hydrophobic colloid particles becomes extremely fine and dense. For example, when no phthalate is contained, the aggregated particle size is about 15 μm
On the other hand, when a small amount of phthalate is added, the particle size becomes about 1 μm. The coating formed on the surface of the sand core by adding a small amount of phthalate to the sand for molding sand cores The film layer becomes very dense. As a result, for example, a very dense coating film layer is uniformly formed on the surface of the sand core to a thickness of 0.20 to 0.30 mm.

【0009】また,チタネート系カップリング剤を配合
砂に少量添加すると,砂中子の強度が向上するので,充
填密度の高い砂中子を造型しても健全な砂中子が造型出
来る。一方,硫酸アルミニウムを被覆しない骨材で造型
したウォームボックス法砂中子では溶出する陽イオン濃
度が極微小なので,このウォームボックス砂中子をコー
ティング液に浸漬した場合,砂中子表面上でゲル化反応
が起こらないのでコーティング層が形成されず,そのた
め,コーティング液は毛細管現象によって砂中子内部に
浸透してしみ込みが生ずる。以上のように,砂中子造型
用骨材に硫酸アルミニウムを被覆してコーティングの際
に陽イオンが溶出するようにすれば,ウォームボックス
法で造型した砂中子でもハードックス法で造型した砂中
子と同一のコーティング液を用いても,砂中子はコーテ
ィング液がしみ込まず,表面に所望の厚さで確実容易に
コーティングすることができる。
Further, when a small amount of a titanate-based coupling agent is added to the compounded sand, the strength of the sand core is improved, so that a sound sand core can be formed even when a sand core having a high filling density is formed. On the other hand, the warm-box method sand core made of aggregates not coated with aluminum sulfate has a very low cation concentration eluted. Therefore, when this warm-box sand core is immersed in the coating solution, gel Since no chemical reaction occurs, a coating layer is not formed, and therefore, the coating liquid permeates into the sand core due to capillary action and soaks. As described above, if aluminum sulfate is coated on the sand core molding aggregate so that the cations are eluted during coating, the sand core molded by the warm box method can be used in the sand molded by the Hardox method. Even if the same coating liquid as that of the core is used, the sand core does not seep into the coating liquid, and the surface can be easily and reliably coated with a desired thickness.

【0010】そして,この発明によって得られた,充填
密度が60%以上を有する崩壊性砂中子を用いれば,高
圧ダイカスト法のような高圧下でも溶湯鋳込時に砂中子
の変形が小さいので,砂中子が破損したり,コーティン
グ層にクラックが入ったりすることもないので,溶湯が
砂中子内に侵入しない。また,鋳造後に溶湯が凝固して
鋳造製品を金型から取出した後,砂中子を崩壊させて取
出すとき,ほとんど力を加えずに砂中子を崩壊させて容
易に取出すことが出来ると共に,砂が鋳造製品の隅に残
ることなく,隅々まで砂を充分にかつ確実に取出すこと
が出来る。
[0010] If the collapsible sand core having a packing density of 60% or more obtained by the present invention is used, the deformation of the sand core during casting of the molten metal is small even under high pressure such as the high pressure die casting method. Since the sand core is not damaged or the coating layer is not cracked, the molten metal does not enter the sand core. In addition, when the molten metal solidifies after casting and the cast product is removed from the mold, the sand core is collapsed and removed, and the sand core is collapsed with little force and can be easily removed. Sand can be sufficiently and reliably taken out to every corner without leaving sand in the corners of the cast product.

【0011】[0011]

【実施例】砂中子造型用骨材としては,通常の鋳物砂と
して使用されているフラタリーサンドを用いた。そし
て,砂中子を造型するに当っては,まず,フラタリーサ
ンドに水でペースト状に溶いた10〜45%の硫酸アル
ミニウムを,砂100重量部に対して0.1〜3重量部
添加してよく混練し,砂表面に硫酸アルミニウムを被覆
した。ここで,硫酸アルミニウムの強度を10〜45%
としたのは,10%未満では,べちゃべちゃとなって乾
燥をより多くする必要があり,また,45%を越える
と,固形物となり水溶液の限界を越えるからである。
EXAMPLE As the aggregate for sand core molding, flattery sand used as ordinary foundry sand was used. Then, in forming the sand core, first, 0.1 to 3 parts by weight of 10 to 45% of aluminum sulfate dissolved in a paste with water in 100% by weight of sand is added to the flattery sand. The mixture was well kneaded, and the surface of the sand was coated with aluminum sulfate. Here, the strength of aluminum sulfate is 10 to 45%
The reason for this is that if it is less than 10%, it becomes messed up and it is necessary to dry more, and if it exceeds 45%, it becomes a solid and exceeds the limit of the aqueous solution.

【0012】上記した硫酸アルミニウムの添加には無水
硫酸アルミニウムの水溶液を用いたが,16〜18水塩
の硫酸アルミニウムを用いても,同様な効果が得られ
る。また,固体粉末のまま添加しても良いが,骨材に均
一に被覆させるには,水溶液で添加するのが良い。そし
て,硫酸アルミニウムの添加量は,骨材に対して0.1
%未満ではほとんど効果がなく,また,10%を越えて
も効果は上がらない。したがって,本発明では0.1〜
10%とした。しかし,特に,0.3〜2.5%の範囲
が良好である。
Although an aqueous solution of anhydrous aluminum sulfate was used for the addition of aluminum sulfate, similar effects can be obtained by using aluminum sulfate of 16 to 18 hydrates. In addition, the solid powder may be added as it is, but in order to uniformly coat the aggregate, it is preferable to add the aqueous solution. And the addition amount of aluminum sulfate is 0.1
%, There is almost no effect, and if it exceeds 10%, the effect does not increase. Therefore, in the present invention, 0.1 to
10%. However, the range of 0.3 to 2.5% is particularly good.

【0013】この場合,硫酸アルミニウムを固体粉末の
まま添加する場合には乾燥は必要がないが,硫酸アルミ
ニウムを水溶液で添加すると,砂中子の造型用の骨材に
は余分な水分が多くあるので,砂中子の造型の際に砂の
流動性が悪く充填密度60%の砂中子ができない。した
がって,骨材であるフラタリーサンドに硫酸アルミニウ
ム溶液を添加後混練して水分の除去のために100℃×
30分間乾燥した。次に,このようにして硫酸アルミニ
ウムを被覆したフラタリーサンドに有機バインダを混合
する。有機バインダとしては,フラン樹脂等の所謂ウォ
ームボックス法用のバインダを用いた。
In this case, when aluminum sulfate is added as a solid powder, drying is not necessary. However, when aluminum sulfate is added as an aqueous solution, the aggregate for sand core molding has a lot of excess moisture. Therefore, when the sand core is formed, the flowability of the sand is poor and the sand core having a packing density of 60% cannot be formed. Therefore, after adding an aluminum sulfate solution to the flattery sand, which is an aggregate, kneading and mixing at 100 ° C. ×
Dry for 30 minutes. Next, an organic binder is mixed with the flattery sand thus coated with aluminum sulfate. As the organic binder, a binder for a so-called warm box method such as a furan resin was used.

【0014】すなわち,硫酸アルミニウムで表面被覆し
たフラタリーサンド100部に,有機バインダとしてフ
ラン樹脂(花王クエーカー製701)1.5部,フラン
樹脂用硬化剤としてパラトルエンスルホン酸塩を主成分
とする市販の硬化剤(花王クエーカー製品FC−31
0,主成分パラトルエンスルホン酸銅塩,塩化第二銅)
0.6部,及び,市販の添加剤(花王クエーカー製品J
−20,主成分シラン化合物)0.06部を配合,混練
し,これにフタル酸エステルであるフタル酸ジメチル,
フタル酸ジエチル,フタル酸ジブチル,フタル酸ジ2−
エチルヘキシル,フタル酸ジイソデシルの中からいずれ
か少なくとも1種類のフタル酸エステルと,(RO)a
Ti(OCOOR)b ,ただし,a+b=4,の化学構
造を有するチタネート系カップリング剤,例えば,日本
曹達製C−151,をそれぞれ0.01〜0.5%添加
して砂中子造型用の配合砂を混練した。
That is, 1.5 parts of a furan resin (701 manufactured by Kao Quaker) as an organic binder and paratoluenesulfonate as a curing agent for the furan resin are added to 100 parts of the flattery sand surface-coated with aluminum sulfate. Commercially available curing agent (Kao Quaker product FC-31
0, copper paratoluenesulfonate, cupric chloride)
0.6 parts and a commercially available additive (Kao Quaker Product J
-20, a main component silane compound) was mixed and kneaded, and dimethyl phthalate, a phthalate ester,
Diethyl phthalate, dibutyl phthalate, di-2-phthalate
At least one phthalate ester selected from ethylhexyl and diisodecyl phthalate, and (RO) a
Ti (OCOOR) b , provided that 0.01 to 0.5% of a titanate-based coupling agent having a chemical structure of a + b = 4, for example, C-151 manufactured by Nippon Soda is added for sand core molding. Was kneaded.

【0015】フタル酸エステルとチタネート系カップリ
ング剤の添加量は0.01%未満と0.5%より多い場
合には,それ程期待した効果が得られなかった。すなわ
ち,0.5%より多いと,砂が湿って型に充填できず,
中子ができないし,0.01%より少ないと,中子が割
れて造型できないが,0.01〜0.5%では,中子が
良く造型でき,また,中子を造ったとき,型から良く抜
ける。なお,0.05〜0.3%の添加でより良好な結
果が得られた。
When the added amount of the phthalic acid ester and the titanate coupling agent is less than 0.01% and more than 0.5%, the expected effect cannot be obtained so much. That is, if it is more than 0.5%, the sand is wet and cannot be filled in the mold.
The core cannot be formed, and if it is less than 0.01%, the core is cracked and molding cannot be performed, but if it is 0.01 to 0.5%, the core can be molded well. Get out of well. A better result was obtained with the addition of 0.05 to 0.3%.

【0016】以上のようにして混練した配合砂を,所定
の砂中子形状のキャビティを有する金型内に圧縮空気と
共に吹込み,例えば,ウォームボックス法と呼ばれてい
る方法で砂中子を造型した。この場合,砂中子造型用の
金型の加熱温度は,例えば,90〜200℃,好ましく
は,120〜180℃程度とし,約1分間金型内で加熱
して砂中子を所定の強度に硬化させて,充填密度が60
%以上の砂中子を造型した。次に,上記のように造型さ
れたウォームボックス砂中子表面にコーティング剤をコ
ーティングする。
The mixed sand kneaded as described above is blown together with compressed air into a mold having a predetermined sand core-shaped cavity, and the sand core is removed by, for example, a method called a warm box method. Molded. In this case, the heating temperature of the mold for sand core molding is, for example, about 90 to 200 ° C., preferably about 120 to 180 ° C., and the sand core is heated to a predetermined strength by heating in the mold for about 1 minute. Cured to a packing density of 60
% Of sand cores were molded. Next, a coating agent is coated on the surface of the warm box sand core formed as described above.

【0017】コーティング液としては,例えば,微粉末
のヒューズシリカを3部と微粉末のアルミナ1部を混合
して,その100部に対して30%コロイダルシリカ5
部と水15部を加えて,ボールミルで50時間混練粉砕
して,固形分が80〜85%のスラリを調合して用い
た。なお,このコーティング剤のPHを6.5〜7.5
に維持しなければ,撹拌下でも沈殿,凝固することがあ
る。
As the coating solution, for example, 3 parts of fine powder fuse silica and 1 part of fine powder alumina are mixed, and 100 parts thereof are mixed with 30% colloidal silica 5%.
And 15 parts of water, kneaded and crushed with a ball mill for 50 hours, and used a slurry having a solid content of 80 to 85%. The pH of the coating agent was 6.5 to 7.5.
Otherwise, precipitation and solidification may occur even with stirring.

【0018】そして,砂中子表面に形成するコーティン
グ層は1層または2層コーティングしても良いが,鋳造
品の表面とコーティング層との離型性を良くするため
に,2層コーティングの方が好ましい。2層コーティン
グするためのコーティング液は,例えば,3%水性フェ
ノール樹脂溶液1Lに対して,天然雲母500g,湿潤
剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム10
g,消泡剤としてオクチルアルコール1gをそれぞれ添
加して良く撹拌混合したものを用いた。
One or two coating layers may be formed on the surface of the sand core. However, in order to improve the releasability between the surface of the casting and the coating layer, the two-layer coating is preferred. Is preferred. The coating solution for two-layer coating is, for example, 1 g of a 3% aqueous phenol resin solution, 500 g of natural mica, and 10 g of sodium dodecylbenzenesulfonate as a wetting agent.
g, 1 g of octyl alcohol was added as a defoaming agent, and the mixture was well stirred and used.

【0019】以上のようにして造型された砂中子を,第
1層コーティング液に浸漬して砂中子表面にコーティン
グを施して,90〜100℃×10分乾燥する。そし
て,引続き,第2層コーティング液を第1層コーティン
グ層の上に施した後,中子を乾燥する。その結果,砂中
子表面にコーティングされたコーティング層は,第1層
が0.10〜0.30mm,第2層が0.01〜0.0
5mmのコーティング膜が形成された。
The sand core formed as described above is immersed in the first layer coating solution to coat the surface of the sand core and dried at 90-100 ° C. for 10 minutes. Then, after the second layer coating solution is applied on the first layer coating layer, the core is dried. As a result, the coating layer coated on the surface of the sand core has a first layer of 0.10 to 0.30 mm and a second layer of 0.01 to 0.00 mm.
A 5 mm coating film was formed.

【0020】一方,硫酸アルミニウムで処理しなかった
フラタリーサンドで造型しただけの砂中子では,コーテ
ィング液が砂中子の内部にしみ込んでコーティング層が
砂中子表面にほとんど形成されず,また,砂中子表面全
体が斑な状態になった。以上のような方法で造型してコ
ーティングされたウォームボックス法砂中子を金型のキ
ャビティ内に設置して,鋳造圧力700kg/cm2
プランジャ速度0.2m/秒,鋳込温度700℃の条件
下でアルミニウム合金(ADC−12)を鋳造した。表
1,表2に実験結果の一例を示す。表2は硫酸アルミニ
ウムの水溶液を用い,乾燥の有無を変えて実験した結果
を示す。
On the other hand, in the case of a sand core simply formed with a flat sand that has not been treated with aluminum sulfate, the coating liquid penetrates into the sand core, and a coating layer is hardly formed on the surface of the sand core. , The entire surface of the sand core became uneven. A warm box method sand core molded and coated by the above method is placed in a cavity of a mold, and a casting pressure of 700 kg / cm 2 ,
An aluminum alloy (ADC-12) was cast under the conditions of a plunger speed of 0.2 m / sec and a casting temperature of 700 ° C. Tables 1 and 2 show examples of the experimental results. Table 2 shows the results of experiments using an aqueous solution of aluminum sulfate with and without drying.

【0021】[0021]

【表1】 フタル酸エステル: DBP フタル酸ジブチル DIDP フタル酸ジイソデシル 造型性 : ×不良 △やや良 ○良好 耐砂焼付性 : ×不良 ○良好[Table 1] Phthalate ester: DBP Dibutyl phthalate DIDP Diisodecyl phthalate Moldability: × Poor △ Slightly good ○ Good Sand baking resistance: × Poor ○ Good

【0022】[0022]

【表2】 フタル酸エステル: DBP フタル酸ジブチル DIDP フタル酸ジイソデシル 造型性 : ×不良 ○良好 耐砂焼付性 : ×不良 ○良好[Table 2] Phthalate ester: DBP Dibutyl phthalate DIDP Diisodecyl phthalate Moldability: × Poor ○ Good Sanding resistance: × Poor ○ Good

【0023】鋳造後に通常のコアノックアウトマシンで
砂落しを行ったところ,表1におけるNO.6〜9,お
よび,表2におけるNO.15〜17の製品中の砂中子
は完全に崩壊しており,簡単にかつ完全に砂を排出する
ことができた。また,得られた鋳造製品の鋳肌は平滑で
アルミニウム溶湯の差込みはなく,健全な製品を得るこ
とができた。しかし,硫酸アルミニウムを添加しなかっ
たもの,フタル酸エステルを添加しなかったもの,チタ
ネート系カップリング剤を添加しなかったもの,およ
び,砂中子の充填密度が60%以下のウォームボックス
法砂中子では,鋳造の際,砂中子内にアルミニウム溶湯
の差込みが多数発生しているために,製品に砂の焼付
き,砂の崩壊性が悪い。また,砂中子内に溶湯が差込ま
ない部分でも鋳肌が平滑でなく,砂中子本体の表面形状
を転写したような凸凹が見られた。
After casting, sand removal was performed using a conventional core knockout machine. Nos. 6 to 9 and NO. The sand cores in the products Nos. 15 to 17 were completely disintegrated, and the sand could be easily and completely discharged. In addition, the casting surface of the obtained cast product was smooth and there was no insertion of molten aluminum, and a sound product was obtained. However, no aluminum sulfate was added, no phthalic acid ester was added, no titanate coupling agent was added, and the sand density was 60% or less. In the core, during casting, a large amount of molten aluminum is inserted into the sand core, so that the product has poor seizure of sand and poor disintegration of sand. In addition, the casting surface was not smooth even in a portion where the molten metal was not inserted into the sand core, and irregularities were seen as if the surface shape of the sand core body was transferred.

【0024】[0024]

【発明の効果】このように,本発明においては,砂中子
を造型するに当って,まず,砂中子造型用骨材100重
量部に対して硫酸アルミニウムを0.1〜10%添加し
て砂中子造型用骨材に硫酸アルミニウムを被覆する工程
と,硫酸アルミニウムを被覆したこの骨材にウォームボ
ックス用の粘結剤であるフラン樹脂,硬化剤を添加し,
フタル酸エステルとチタネート系カップリング剤をそれ
ぞれ0.01〜0.5%添加し,混練してウォームボッ
クス用の配合砂を得る工程と,この配合砂を用いて充填
密度が60%以上を有する砂中子を造型する工程と,こ
の造型した砂中子表面に微粉末状の耐火物を主成分とす
る中性の水分散体からなるスラリ状のコーティング液を
コーティングする工程と,このコーティングして得られ
た砂中子を乾燥する工程によって,崩壊性砂中子を製造
するようにしたので,この砂中子はコロイダルシリカを
含むコーティング液に浸漬したとき,砂中子表面に溶出
して来るアルミニウムイオンによってコーティング液中
のコロイダルシリカが砂中子表面に接触する部分で瞬間
的にゲル化反応を起こしてコーティング液が増粘するの
で,砂中子内部へのコーティング液の浸透は抑制され,
均一な厚さを持った非常に緻密なコーティング層が砂中
子表面に形成される。
As described above, according to the present invention, in forming a sand core, first, 0.1 to 10% of aluminum sulfate is added to 100 parts by weight of the sand core forming aggregate. A process for coating the aggregate for sand core molding with aluminum sulfate, and adding a furan resin and a hardening agent as a binder for a warm box to the aggregate coated with aluminum sulfate,
A step of adding 0.01 to 0.5% of each of the phthalic acid ester and the titanate-based coupling agent and kneading to obtain a compound sand for a warm box; and using the compound sand, a packing density of 60% or more. A step of forming a sand core, a step of coating the surface of the formed sand core with a slurry-like coating liquid composed of a neutral aqueous dispersion mainly composed of a refractory in the form of fine powder, and In the process of drying the obtained sand core, a collapsible sand core is produced. When the sand core is immersed in a coating liquid containing colloidal silica, it elutes on the surface of the sand core. Incoming aluminum ion causes the colloidal silica in the coating solution to instantaneously cause a gelling reaction at the part where it contacts the surface of the sand core, causing the coating solution to thicken. Penetration of the coating solution is suppressed,
A very dense coating layer with a uniform thickness is formed on the sand core surface.

【0025】したがって,本発明で得られた高充填密度
の崩壊性中子を用いてダイカストのような高圧鋳造を行
った場合,砂中子の変形が小さいので,砂中子内に溶湯
が差込むことがなく,鋳造後,鋳造製品から砂を排出す
る際も,砂中子の崩壊性が良好なために,簡単確実かつ
完全に砂の排出を行うことができる。勿論,砂を排出し
た後の鋳造製品の鋳肌面には砂は全く残留せず,非常に
平滑である。したがって,このような砂中子を,例え
ば,クローズドデッキタイプのエンジンブロックの冷却
ジャケット部分のように,非常に複雑な形状を有する製
品を鋳造する際に用いても,充分に満足ゆく作業状態と
鋳造製品を確実容易に得ることができる。
Therefore, when high-pressure casting such as die-casting is performed using the high-filling-density collapsible core obtained in the present invention, the deformation of the sand core is small, so that the molten metal is different in the sand core. When the sand is discharged from the cast product after casting, the sand core can be easily and reliably and completely discharged due to the good disintegration of the sand core. Of course, no sand remains on the casting surface of the cast product after the sand is discharged, and it is very smooth. Therefore, even when such a sand core is used for casting a product having a very complicated shape, for example, a cooling jacket portion of a closed deck type engine block, a sufficiently satisfactory working condition is obtained. Cast products can be obtained easily and reliably.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−91014(JP,A) 特開 昭50−9524(JP,A) 特公 昭64−9898(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B22C 9/10,1/22,3/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-53-91014 (JP, A) JP-A-50-9524 (JP, A) JP-B 64-9898 (JP, B2) (58) Field (Int.Cl. 6 , DB name) B22C 9 / 10,1 / 22,3 / 00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 砂中子を造型するに当り,まず,砂中子
造型用骨材100重量部に対して硫酸アルミニウムを
0.1〜10%添加して砂中子造型用骨材に硫酸アルミ
ニウムを被覆する工程と,硫酸アルミニウムを被覆した
この骨材にウォームボックス用の粘結剤であるフラン樹
脂とフラン樹脂用の硬化剤を添加し,また,フタル酸エ
ステルとチタネート系カップリング剤をそれぞれ0.0
1〜0.5%添加し,混練してウォームボックス用の配
合砂を得る工程と,この配合砂を用いて充填密度が60
%以上を有する砂中子を造型する工程と,この造型した
砂中子表面に微粉末状の耐火物を主成分とする中性の水
分散体からなるスラリ状のコーティング液をコーティン
グする工程と,このコーティングして得られた砂中子を
乾燥する工程からなる崩壊性砂中子の製造方法。
1. In molding a sand core, first, 0.1 to 10% of aluminum sulfate is added to 100 parts by weight of the sand core molding aggregate to add sulfuric acid to the sand core molding aggregate. A process of coating aluminum, adding a furan resin as a binder for a warm box and a curing agent for a furan resin to the aggregate coated with aluminum sulfate, and adding a phthalate ester and a titanate coupling agent. 0.0 each
A step of adding 1 to 0.5% and kneading to obtain a compound sand for a warm box;
%, And a step of coating the surface of the molded sand core with a slurry-like coating liquid composed of a neutral aqueous dispersion mainly composed of a fine powdered refractory. And a method for producing a disintegratable sand core comprising a step of drying the sand core obtained by coating.
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