JP2930165B2 - Sand core manufacturing method - Google Patents

Sand core manufacturing method

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JP2930165B2
JP2930165B2 JP4259948A JP25994892A JP2930165B2 JP 2930165 B2 JP2930165 B2 JP 2930165B2 JP 4259948 A JP4259948 A JP 4259948A JP 25994892 A JP25994892 A JP 25994892A JP 2930165 B2 JP2930165 B2 JP 2930165B2
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sand core
sand
core prototype
calcium
alginate
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秀正 岡本
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F2001/106Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling using a closed deck, i.e. the water jacket is not open at the block top face

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
および優れたコーティング性を有する砂中子の製造方法
に関するものである。さらに詳しくは,シェルモールド
法で造型した砂中子原型上にアルギン酸カルシウムから
なる半透膜を形成することにより,同一コーティング剤
を1回だけで厚くコーティングでき,しかも,高圧鋳造
用にも適した砂中子の製造方法に関するものである。こ
こで,優れたコーティング性とは,砂中子原型にコーテ
ィング剤をコーティングする際に,コーティング剤が,
薄い液状で砂中子原型の内部に広がった状態で深く浸み
込まずに,または,砂中子原型の表面からはじかれず
に,砂中子原型の表面層のみにかつ全面に,所定の厚さ
で均一に,かつ,確実容易に強固に形成され,それが剥
がれないようにコーティングされることであり,鋳造時
の高圧の鋳込圧力に充分に耐え得ることである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a sand core having excellent pressure resistance and excellent coating properties for use in high pressure die casting of a casting having an undercut portion, such as a closed deck type automobile engine. It is about. More specifically, the same coating agent can be thickly coated only once by forming a semi-permeable membrane made of calcium alginate on a sand core prototype formed by the shell mold method, and it is also suitable for high-pressure casting. The present invention relates to a method for manufacturing a sand core. Here, excellent coating property means that the coating agent is used to coat the sand core prototype with the coating agent.
The specified thickness is applied only to the entire surface layer of the sand core prototype without penetrating deeply in a thin liquid state and spreading inside the sand core prototype, or without being repelled from the surface of the sand core prototype. Thus, it is formed uniformly and firmly easily and firmly, and is coated so as not to peel off, and sufficiently withstands a high casting pressure at the time of casting.

【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
等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,崩壊性砂中子を得る場合,まず,砂を所望
の形に固め,次に,その固めた砂中子原型の表面にコー
ティング剤を塗布し,高圧下での溶湯鋳込時には砂中子
が破損したり,溶湯が砂中子内に侵入しないようにし,
鋳造後には,ほとんど力を加えずに砂中子を崩壊させて
容易に取出せるようにし,かつ,砂が隅々まで充分に取
出せるようにすることが試みられている。勿論,その場
合,砂中子原型の成分,砂の固め方,コーティング剤の
成分,コーティングの仕方等,従来よりいろいろ試みら
れているが,充分に満足し得るものは得られていないの
が現状である。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, when a closed deck type automobile engine block or other castings such as aluminum alloys and magnesium alloys having an undercut portion are manufactured by die casting, a collapsible sand core is used. Die-casting is performed using the same. In order to obtain a collapsible sand core, first, the sand is hardened to a desired shape, and then a coating agent is applied to the surface of the hardened sand core prototype. To prevent the breakage of the core or the molten metal from entering the sand core.
After casting, attempts have been made to disintegrate the sand core with little force so that it can be easily taken out and that the sand can be taken out to every corner. Of course, in this case, various attempts have been made on the components of the sand core prototype, the method of hardening the sand, the components of the coating agent, the coating method, etc., but no satisfactory one has been obtained. It is.

【0003】その中で,砂を固めて砂中子原型を得る方
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64−989
8号公報に記載されている技術が知られている。そし
て,この方法においては,砂中子原型は砂,酸硬化性樹
脂および酸化剤を主成分とする結合剤からなっており,
二酸化硫黄によって硬化される。
[0003] Among them, the hardening method, warm box method,
There are a shell mold method, a cold box method and the like.
As the Hardox method, for example, Japanese Patent Publication No. 64-989
The technique described in Japanese Patent Publication No. 8 is known. In this method, the sand core prototype is composed of a binder mainly composed of sand, an acid-curable resin and an oxidizing agent.
Cured by sulfur dioxide.

【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,所望の形状に造型した砂を硬化して砂中子原
型を得る場合,二酸化硫黄すなわち亜硫酸ガスを使用し
て硬化する。したがって,亜硫酸ガスを使用するため,
作業環境が悪く,日本の工場では,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,その為の付属設
備の設置が大変であり,また,その設置,運転のために
法規制も受ける。
In the above-mentioned Hardox method, when sand formed into a desired shape is hardened to obtain a sand core prototype, it is hardened using sulfur dioxide, that is, sulfurous acid gas. Therefore, because sulfur dioxide is used,
The working environment is poor, and Japanese factories do not like the use of gases that can harm the human body. Also, even if sulfurous acid gas is used, it is very difficult to install ancillary equipment to prevent adverse effects on the human body and the working environment from deteriorating. Are also subject to laws and regulations.

【0005】そのため,本発明者は,酸化剤と亜硫酸ガ
スの代りに結合剤を使用するシェルモールド法の良さを
見直すこととした。シェルモールド法では,砂と結合剤
の混合物を固めて砂中子原型を得るのに亜硫酸ガスを使
用するのではなく,予めフェノールレジン等の石炭酸系
合成樹脂をコーティングしたレジンコーテッドサンド
(RCS)を,砂中子原型造型用の金型内に圧縮空気で
吹込んで加熱硬化させて造型する。しかし,この場合,
前記ハードックス法ではかなり良好に行われていたコー
ティング剤と同一のコーティング剤を砂中子原型に塗布
しても,コーティング剤が濡れずにはじかれてうまくい
かなかった。
[0005] Therefore, the present inventor has reviewed the merits of the shell mold method using a binder instead of the oxidizing agent and the sulfurous acid gas. In the shell mold method, instead of using a sulfur dioxide gas to solidify a mixture of sand and a binder to obtain a sand core prototype, a resin coated sand (RCS) previously coated with a phenolic synthetic resin such as phenolic resin is used. Then, it is blown with compressed air into a mold for sand core prototype molding, and is heated and cured to form a mold. However, in this case,
Even if the same coating agent that had been performed fairly well in the above-mentioned Hardox method was applied to the sand core prototype, the coating agent was repelled without getting wet, which did not work.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明においては,RC
Sを用いて砂中子原型を造型する工程と,この砂中子原
型上にアルギン酸カルシウムからなる半透膜を形成する
工程と,このアルギン酸カルシウムからなる半透膜を形
成した砂中子原型を乾燥する工程と,この乾燥した砂中
子原型の表面に粉末状の耐火物を主成分とする中性水分
散体からなるスラリ状のコーティング剤をコーティング
する工程と,このコーティングして得た砂中子を乾燥さ
せる工程によって優れたコーティングを有する砂中子を
得る。なお,砂中子原型上にアルギン酸カルシウムから
なる半透膜を形成するには,砂中子原型をまず,塩化カ
ルシウム,硫酸カルシウム,炭酸カルシウム等の無機の
カルシウム塩水溶液,または,酢酸カルシウム,アクリ
ル酸カルシウム等の有機のカルシウム塩水溶液中に浸漬
する。次に,これらの無機または有機のカルシウム塩水
溶液中で処理した砂中子原型をアルギン酸ナトリウム,
アルギン酸アンモニウム,アルギン酸カリウム等のアル
ギン酸カルシウム以外のアルギン酸塩水溶液中に浸漬す
る。
According to the present invention, RC is used.
A step of forming a sand core prototype using S, a step of forming a semi-permeable membrane of calcium alginate on the sand core prototype, and a step of forming a semi-permeable membrane of calcium alginate on the sand core prototype. A step of drying, a step of coating the surface of the dried sand core prototype with a slurry-like coating agent comprising a neutral aqueous dispersion mainly composed of a powdered refractory, and a step of coating the sand obtained by the coating. The step of drying the core results in a sand core having an excellent coating. In order to form a semipermeable membrane made of calcium alginate on the sand core prototype, the sand core prototype must first be prepared by adding an inorganic calcium salt aqueous solution such as calcium chloride, calcium sulfate, calcium carbonate, or calcium acetate, acrylic It is immersed in an aqueous solution of an organic calcium salt such as calcium acid. Next, the sand core prototypes treated in these inorganic or organic calcium salt aqueous solutions were converted to sodium alginate,
It is immersed in an alginate solution other than calcium alginate such as ammonium alginate and potassium alginate.

【0007】また,砂中子原型上にアルギン酸カルシウ
ムからなる半透膜を形成する他の方法としては,砂中子
原型をまず,例えば,アルギン酸ナトリウム水溶液のよ
うなアルギン酸塩水溶液中に浸漬し,しかる後に,例え
ば,塩化カルシウムまたは酢酸カルシウム水溶液のよう
な無機または有機のカルシウム塩水溶液中に浸漬する方
法,砂中子原型を例えば,塩化カルシウムまたは酢酸カ
ルシウムのような無機または有機のカルシウム塩と例え
ば,アルギン酸ナトリウムのようなアルギン酸塩の混合
水溶液中に浸漬する方法等が挙げられる。
As another method of forming a semipermeable membrane made of calcium alginate on a sand core prototype, a sand core prototype is first immersed in an alginate aqueous solution such as a sodium alginate aqueous solution. Thereafter, for example, immersion in an inorganic or organic calcium salt aqueous solution such as an aqueous solution of calcium chloride or calcium acetate. The sand core prototype is mixed with an inorganic or organic calcium salt such as, for example, calcium chloride or calcium acetate. Immersion in a mixed aqueous solution of alginate such as sodium alginate.

【0008】[0008]

【作用】本発明においては,まず,例えば,前記したよ
うにRCSを用いて砂中子原型を造型した後,その砂中
子原型を塩化カルシウム水溶液等の無機のカルシウム塩
水溶液中または酢酸カルシウム水溶液等の有機のカルシ
ウム塩水溶液中に浸漬し,その後,アルギン酸ナトリウ
ム水溶液等のアルギン酸カルシウム以外のアルギン酸塩
水溶液中に浸漬して砂中子原型上にアルギン酸カルシウ
ムからなる半透膜を形成させ,次いで,この砂中子原型
を乾燥する。次に,アルギン酸カルシウムからなる半透
膜を形成した後乾燥して得た砂中子原型の表面に,粉末
状の耐火物を主成分とする中性水分散体からなるスラリ
状のコーティング剤をコーティングする。
In the present invention, first, for example, a sand core prototype is formed using RCS as described above, and the sand core prototype is then placed in an aqueous solution of an inorganic calcium salt such as an aqueous solution of calcium chloride or an aqueous solution of calcium acetate. Etc., and then immersed in an alginate aqueous solution other than calcium alginate such as sodium alginate aqueous solution to form a semi-permeable membrane made of calcium alginate on the sand core prototype, The sand core prototype is dried. Next, a slurry coating consisting of a neutral aqueous dispersion mainly composed of powdered refractory is applied to the surface of the sand core prototype obtained by forming and drying a semi-permeable membrane made of calcium alginate. Coating.

【0009】この場合,造型した砂中子原型を,コーテ
ィングする前に,例えば塩化カルシウム水溶液等の無機
のカルシウム塩水溶液中または酢酸カルシウム水溶液等
の有機のカルシウム塩水溶液中に浸漬すれば,砂中子原
型の表層部や中に無機または有機のカルシウム塩が付着
したり浸み込んだりする。この砂中子原型を浸漬槽から
引上げた後,次いで,アルギン酸ナトリウム水溶液等の
アルギン酸カルシウム以外のアルギン酸塩水溶液の中に
浸漬すれば,砂中子原型の表層部や中に該アルギン酸塩
が付着したり浸み込んだりする。この結果,Ca2+が該
アルギン酸塩と反応して,水不溶性のアルギン酸カルシ
ウムからなる半透膜が形成する。この砂中子原型を浸漬
槽から引上げた後,80〜200℃で数分〜2時間乾燥
させると砂中子原型上にアルギン酸カルシウムからなる
半透膜が均一に形成する。
In this case, if the molded sand core prototype is immersed in an aqueous solution of an inorganic calcium salt such as an aqueous solution of calcium chloride or an aqueous solution of an organic calcium salt such as an aqueous solution of calcium acetate before coating, the sand core can be immersed in the sand. Inorganic or organic calcium salts adhere to or penetrate into the surface layer of the prototype. After this sand core prototype is pulled up from the immersion tank, it is then immersed in an alginate aqueous solution other than calcium alginate such as sodium alginate aqueous solution, and the alginate adheres to the surface layer and inside of the sand core prototype. Or soak. As a result, Ca 2+ reacts with the alginate to form a semi-permeable membrane made of water-insoluble calcium alginate. When this sand core prototype is pulled up from the immersion tank and dried at 80 to 200 ° C. for several minutes to 2 hours, a semi-permeable membrane made of calcium alginate is uniformly formed on the sand core prototype.

【0010】一方,このようにしてアルギン酸カルシウ
ムからなる半透膜を形成させた砂中子原型に,粉末状の
耐火物を主成分とする中性水分散体からなるスラリ状の
コーティング剤を塗布すれば,該砂中子原型上に形成し
たアルギン酸カルシウムからなる親水性の半透膜によ
り,コーティング剤が該砂中子原型の表面ではじかれる
ことなく,該砂中子原型の表面に厚くコーティングでき
る。すなわち,コーティング剤構成成分のうち,水のみ
が該半透膜を透過し,粉末状の耐火物は透過しないため
である。その後これを乾燥すれば,所望の厚さの均質な
コーティング層が形成される。
On the other hand, a slurry-like coating agent composed of a neutral aqueous dispersion mainly composed of powdered refractory is applied to the sand core prototype on which the semi-permeable membrane composed of calcium alginate is formed. Then, the coating agent is thickly coated on the surface of the sand core prototype by the hydrophilic semipermeable membrane made of calcium alginate formed on the sand core prototype without being repelled on the surface of the sand core prototype. it can. That is, among the constituents of the coating agent, only water permeates the semipermeable membrane, and does not transmit the powdered refractory. Thereafter, when this is dried, a homogeneous coating layer having a desired thickness is formed.

【0011】このようにすれば,シェルモールド法で
も,砂中子原型を固めることができ,かつ,砂中子原型
の表面にコーティング剤を所望の状態で確実容易にコー
ティングすることができる。そして,この発明によって
得られたコーティング砂中子を用いれば,高圧ダイカス
トのように高圧下での溶湯鋳込時に砂中子が破損したり
クラックが入ったりすることもなく,溶湯が砂中子内に
侵入することもない。
In this way, even in the shell mold method, the sand core prototype can be hardened, and the surface of the sand core prototype can be coated easily and reliably in a desired state with a coating agent. When the coated sand core obtained by the present invention is used, the sand core is not broken or cracked at the time of casting the molten metal under high pressure as in the case of high-pressure die casting, and the molten metal is used as the sand core. No intrusion.

【0012】[0012]

【実施例】砂中子原型を製造するときは,まず,フェノ
ールレジン等の石炭酸系合成樹脂を砂にコーティングし
たレジンコーテッドサンド(RCS)を用意する。RC
Sは混練温度,フェノール樹脂等の石炭酸系合成樹脂の
性状からコールド法,セミホット法,ドライホット法で
製造されるが,生産性,安定性,コストの面からドライ
ホット法が好ましい。すなわち,130〜160℃に加
熱された砂に固形樹脂をミキサーで溶融コーティングし
たのち,ノボラック樹脂の場合は硬化剤のヘキサミン水
溶液,レゾール樹脂の場合は水のみを投入して,水の蒸
発潜熱およびエアレーションによって急冷しながら砂粒
同志の固着が少なくなった時点でステアリン酸カルシウ
ム等のワックスを分散させて乾態易流動性のRCSを得
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS To manufacture a sand core prototype, first, a resin-coated sand (RCS) in which phenolic resin such as phenolic resin is coated on sand is prepared. RC
S is produced by a cold method, a semi-hot method, or a dry hot method based on the kneading temperature and properties of a phenolic resin such as a phenol resin, but the dry hot method is preferred in terms of productivity, stability, and cost. That is, after a solid resin is melt-coated on sand heated to 130 to 160 ° C. by a mixer, a hexamine aqueous solution as a curing agent for novolak resin, and only water for resol resin, are charged to evaporate latent heat of water and A wax such as calcium stearate is dispersed when the adhesion of the sand particles is reduced while rapidly cooling by aeration, thereby obtaining a dry, free-flowing RCS.

【0013】なお,砂は,硅砂,ジルコンサンド,クロ
マイトサンド,セラビーズ等あるいはそれらの再生砂を
用いる。このRCSを,所定の砂中子形状のキャビティ
を有する金型内に加圧空気とともに吹込み,いわゆる,
シェルモールド法と呼ばれている方法で砂中子原型を成
型した。この場合,中子成型用の金型の加熱温度は例え
ば200〜300℃,好ましくは,230〜270℃程
度とし,30秒〜2分程度加熱して,砂中子原型を所定
の強度に硬化させた。例えば,抗折力20〜50kgの
砂中子原型を得た。
As the sand, silica sand, zircon sand, chromite sand, cerabeads or the like or their regenerated sand is used. The RCS is blown together with pressurized air into a mold having a predetermined sand core-shaped cavity.
A sand core prototype was molded by a method called a shell mold method. In this case, the heating temperature of the mold for core molding is, for example, about 200 to 300 ° C., preferably about 230 to 270 ° C., and heating is performed for about 30 seconds to 2 minutes to harden the sand core prototype to a predetermined strength. I let it. For example, a sand core prototype having a bending strength of 20 to 50 kg was obtained.

【0014】次に,このようにして成型した砂中子原型
を,無機または有機のカルシウム塩の水溶液で処理す
る。この無機のカルシウム塩としては,塩化カルシウ
ム,硫酸カルシウム,炭酸カルシウム等が,また,有機
のカルシウム塩としては,酢酸カルシウム,アクリル酸
カルシウム等が挙げられる。これらの無機または有機の
カルシウム塩の水溶液中に砂中子原型を浸漬し,砂中子
原型に吸収させた後,加熱乾燥させる。この場合,加熱
乾燥は,してもしなくてもよいが加熱乾燥させるほうが
より好ましい。その後,次に,無機または有機のカルシ
ウム塩水溶液中で処理した砂中子原型をアルギン酸カル
シウム以外のアルギン酸塩の水溶液で処理する。
Next, the sand core prototype thus formed is treated with an aqueous solution of an inorganic or organic calcium salt. Examples of the inorganic calcium salt include calcium chloride, calcium sulfate, calcium carbonate, and the like, and examples of the organic calcium salt include calcium acetate, calcium acrylate, and the like. The sand core prototype is immersed in an aqueous solution of these inorganic or organic calcium salts, absorbed by the sand core prototype, and then dried by heating. In this case, heat drying may or may not be performed, but heat drying is more preferable. Thereafter, the sand core prototype treated in an aqueous solution of an inorganic or organic calcium salt is then treated with an aqueous solution of an alginate other than calcium alginate.

【0015】このアルギン酸塩としては,アルギン酸ナ
トリウム,アルギン酸アンモニウム,アルギン酸カリウ
ム等が挙げられる。これらのアルギン酸カルシウム以外
のアルギン酸塩の水溶液中に無機または有機のカルシウ
ム塩水溶液中で処理した砂中子原型を浸漬し,砂中子原
型に吸収させた後,加熱乾燥させる。無機または有機の
カルシウム塩水溶液およびアルギン酸カルシウム以外の
アルギン酸塩水溶液のそれぞれの濃度は,稀釈倍率50
0倍以内である。それぞれの稀釈倍率が500倍を越え
ると,アルギン酸カルシウムからなる半透膜が形成しな
いか,しても半透膜が薄いためコーティング厚みが薄
く,処理効果がなくなる。浸漬時間は,処理液の濃度お
よび砂中子原型と処理液との親和性によっても異なる
が,0.5秒の短時間から5分程度である。
Examples of the alginate include sodium alginate, ammonium alginate, potassium alginate and the like. The sand core prototype treated in an aqueous solution of an inorganic or organic calcium salt is immersed in an aqueous solution of an alginate other than these calcium alginate, absorbed by the sand core prototype, and then dried by heating. The respective concentrations of the inorganic or organic calcium salt aqueous solution and the alginate aqueous solution other than calcium alginate are determined by the dilution factor of 50.
It is within 0 times. If each dilution ratio exceeds 500 times, a semipermeable membrane made of calcium alginate will not be formed, or even if the semipermeable membrane is thin, the coating thickness will be thin and the treatment effect will be lost. The immersion time varies depending on the concentration of the treatment liquid and the affinity between the sand core prototype and the treatment liquid, but is as short as 0.5 seconds to about 5 minutes.

【0016】もし,砂中子原型が処理液に濡れにくい場
合は,予め砂中子原型をメタノール等の親水性有機溶媒
に短時間浸漬した後に処理液に浸漬するか,処理液に上
記親水性有機溶媒を砂中子原型が処理液に濡れるように
なるまで混合してから処理する。浸漬処理した砂中子原
型の加熱乾燥は,温度が高いほど時間が短くてすみ,目
安として120℃で30分程度である。
If the sand core prototype is difficult to get wet with the processing solution, the sand core prototype is immersed in a hydrophilic organic solvent such as methanol for a short time and then immersed in the processing solution, or The organic solvent is mixed until the sand core prototype becomes wet with the processing solution before processing. Heat drying of the immersion-treated sand core prototype requires a shorter time as the temperature is higher, and is approximately 30 minutes at 120 ° C. as a guide.

【0017】つぎに,上記のように処理された砂中子原
型の表面にコーティング剤をコーティングする。この場
合,この砂中子原型をコーティング剤中に浸漬してもよ
いし,この砂中子原型の表面にコーティング剤を刷毛塗
りしたり吹付けたりしてもよい。コーティング剤は,微
粉末シリカと微粉末アルミナを主成分とし,少量のコロ
イドシリカを加えた固形分50〜90重量%のスラリと
した。固形分が50重量%以下ではコーティング層の厚
みが薄くなり,90重量%以上になるとスラリを撹拌す
るのが極めて困難となる。なお,このコーティング剤の
pHを7.0±1.0に維持していなければ,撹拌下で
も沈殿,凝固することがある。
Next, the surface of the sand core prototype treated as described above is coated with a coating agent. In this case, the sand core prototype may be dipped in the coating agent, or the surface of the sand core prototype may be brushed or sprayed with the coating agent. The coating agent was a slurry having a solid content of 50 to 90% by weight containing fine powder silica and fine powder alumina as main components and a small amount of colloidal silica. If the solid content is less than 50% by weight, the thickness of the coating layer becomes thin, and if it exceeds 90% by weight, it becomes extremely difficult to stir the slurry. If the pH of the coating agent is not maintained at 7.0 ± 1.0, precipitation and solidification may occur even under stirring.

【0018】なお,コーティング剤としては,他のコー
ティング剤を用いることもできる。例えば,グラファイ
ト,マイカ,ヒューズドシリカ,アルミナ,マグネシ
ア,カーボンブラックおよびジルコン粉末等の無機耐火
性材料約30〜80重量%と,コロイドシリカ,アルミ
ナゾル,粘土およびアミン処理ベントナイト等の無機結
合剤約1〜25重量%と,水からなるものを用いてもよ
い。この場合,より好ましいものは,ヒューズドシリカ
とコロイドシリカである。なお,これに約10容量%の
メタノールとカオリンを加えても良い。
It should be noted that other coating agents can be used as the coating agent. For example, about 30 to 80% by weight of an inorganic refractory material such as graphite, mica, fused silica, alumina, magnesia, carbon black and zircon powder, and about 1 inorganic binder such as colloidal silica, alumina sol, clay and amine-treated bentonite. It is also possible to use water consisting of up to 25% by weight and water. In this case, more preferred are fused silica and colloidal silica. In addition, about 10% by volume of methanol and kaolin may be added.

【0019】前記コーティング剤中に,アルギン酸カル
シウムからなる半透膜を形成するための処理次いで加熱
乾燥された砂中子原型を数秒間浸漬し,その後,加熱乾
燥を行う。乾燥条件は,120℃,10分程度である。
コーティングの厚みは,アルギン酸カルシウムからなる
半透膜を形成するための処理を何ら行わない場合には砂
中子原型からはじかれてほとんど塗れないのに対して,
充分に厚く,砂中子原型への浸透も少なく,しかも,塗
膜は堅固である。コーティング層は1層でもよいが,製
品とコーティング層との離型性を良くするため,2層の
方がより好ましい。2層目のコーティング層を形成する
ためのコーティング剤としては,例えば,3%水溶性フ
ェノール樹脂溶液1リットルに対し,雲母粉500グラ
ム,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グラム,消泡剤としてオクチルアルコール1グラ
ムをよく撹拌混合したもの等を用いることができる。こ
のコーティングは前記第1層コーティングを終えた砂中
子原型を第2層コーティング剤中に浸漬したり,該砂中
子原型の表面に第2層コーティング剤を刷毛塗りしたり
吹付けたりした後,乾燥して形成する。
A treatment for forming a semi-permeable membrane made of calcium alginate is then immersed in the coating agent for several seconds, followed by immersing the heat-dried sand core prototype for several seconds, followed by heat drying. Drying conditions are about 120 ° C. and about 10 minutes.
The thickness of the coating is almost unpainted because it is repelled from the sand core prototype if no treatment is performed to form a semipermeable membrane composed of calcium alginate.
It is sufficiently thick, has little penetration into the sand core prototype, and has a solid coating. One coating layer may be used, but two layers are more preferable in order to improve the releasability between the product and the coating layer. As a coating agent for forming the second coating layer, for example, 1 g of a 3% aqueous phenol resin solution, 500 g of mica powder, 10 g of sodium dodecylbenzenesulfonate as a wetting agent, and a defoaming agent One obtained by well stirring and mixing 1 gram of octyl alcohol can be used. This coating is performed by dipping the sand core prototype after the first layer coating in the second layer coating agent, or brushing or spraying the second layer coating agent on the surface of the sand core prototype. , Formed by drying.

【0020】さらに詳しい実施例として,実験例をつぎ
に示す。 (実験例1〜9,および比較例)フラタリ砂100部に
対して2部のフェノール樹脂(硬化剤ヘキサミンを含
む)をコーティングしたRCSを用いて,重量約2kg
のエンジンブロック用砂中子原型をシェルモールド法で
複数個造型した。造型条件は金型温度250℃,吹込み
圧0.8kg/cm2 ,加熱時間90秒であった。1日
放置した後の砂中子原型の抗折力は38kgであった。
このうちの1個は,後記するアルギン酸カルシウムから
なる半透膜を形成するための処理を何ら行わずに,本実
験例と同一のコーティングを行ったので,比較例として
後記する表1に示す。
An experimental example will be described below as a more detailed example. (Experimental Examples 1 to 9 and Comparative Example) Using RCS coated with 2 parts of phenolic resin (including the curing agent hexamine) for 100 parts of flat sand, weight of about 2 kg
A plurality of sand core prototypes for the engine block were molded by the shell mold method. Molding conditions were a mold temperature of 250 ° C., a blowing pressure of 0.8 kg / cm 2 , and a heating time of 90 seconds. The bending strength of the sand core prototype after being left for one day was 38 kg.
One of them was subjected to the same coating as that of the present experimental example without any treatment for forming a semi-permeable membrane made of calcium alginate described later, and is shown in Table 1 described later as a comparative example.

【0021】塩化カルシウム1部に水を各々299部,
399部,499部混合して,稀釈倍率300,40
0,500倍の水溶液をそれぞれ調製した。この水溶液
に砂中子原型を1〜2秒間浸漬した後,120℃の熱風
循環式加熱炉で30分間乾燥した。次に,アルギン酸ナ
トリウム1部に水を各々299部,399部,499倍
混合して,稀釈倍率300,400,500倍の水溶液
をそれぞれ調製した。この水溶液に,上記の塩化カルシ
ウム水溶液で処理した砂中子原型を1〜2秒間浸漬した
後,120℃の熱風循環式加熱炉で30分間乾燥した。
(実験例1〜9)
299 parts of water are added to 1 part of calcium chloride,
399 parts, 499 parts mixed, dilution ratio 300, 40
A 0,500-fold aqueous solution was prepared. After the sand core prototype was immersed in this aqueous solution for 1 to 2 seconds, it was dried in a hot air circulating heating furnace at 120 ° C. for 30 minutes. Next, 1 part of sodium alginate was mixed with 299 parts, 399 parts, and 499 times of water, respectively, to prepare aqueous solutions having dilution ratios of 300, 400, and 500 times, respectively. The sand core prototype treated with the aqueous calcium chloride solution was immersed in the aqueous solution for 1 to 2 seconds, and then dried in a hot air circulating heating furnace at 120 ° C. for 30 minutes.
(Experimental Examples 1 to 9)

【0022】これら塩化カルシウム処理,次いでアルギ
ン酸ナトリウム処理を行わなかったものとそれぞれ濃度
が異なった液によって塩化カルシウム処理,次いでアル
ギン酸ナトリウム処理された砂中子原型を同一のコーテ
ィング剤に1〜2秒間浸漬した後,120℃の循環式熱
風加熱炉で10分間乾燥した。コーティング剤の組成
は,微粉末シリカ50部と微粉末アルミナ30部にコロ
イドシリカ3部を水20部に懸濁させたもので,pHは
7.2に調製されたものであった。比較例のものおよび
実験例5〜9のものは,コーティングが不良ないしやや
良程度であった。これにより,塩化カルシウムおよびア
ルギン酸ナトリウムの稀釈倍率は,それぞれ450〜5
00倍以下が良いことが推定された。
The sand core prototypes treated with calcium chloride and then sodium alginate with liquids having different concentrations from those not subjected to the calcium chloride treatment and then the sodium alginate treatment are immersed in the same coating agent for 1 to 2 seconds. After that, it was dried in a circulating hot air heating furnace at 120 ° C. for 10 minutes. The composition of the coating agent was prepared by suspending 3 parts of colloidal silica in 20 parts of water in 50 parts of fine powder silica and 30 parts of fine powder alumina, and the pH was adjusted to 7.2. The coatings of the comparative examples and those of Experimental Examples 5 to 9 had poor or slightly good coating. As a result, the dilution ratio of calcium chloride and sodium alginate was 450 to 5 respectively.
It was estimated that 00 times or less was good.

【0023】前記の第1層コーティングを終えた後,次
に第2層目のコーティングを行った。第2層のコーティ
ング剤としては,3%水溶性フェノール樹脂溶液1リッ
トルに対し,雲母粉500グラム,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グラム,消泡剤と
してオクチルアルコール1グラムをよく撹拌混合したも
のを用いた。すなわち,前記第1層コーティングを済ま
せた砂中子原型をこの第2層コーティング剤中に1〜2
秒間浸漬した後,120℃の循環式熱風加熱炉で10分
間乾燥した。 (以下,余白)
After the completion of the first layer coating, a second layer coating was next performed. As a coating agent for the second layer, 500 g of mica powder, 10 g of sodium dodecylbenzenesulfonate as a wetting agent, and 1 g of octyl alcohol as a defoaming agent were thoroughly mixed with 1 liter of a 3% aqueous phenol resin solution. Was used. That is, the sand core prototype having been coated with the first layer is added to the second layer coating agent by 1 to 2 times.
After immersion for 2 seconds, it was dried in a circulating hot air heating furnace at 120 ° C. for 10 minutes. (Hereinafter, margin)

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】以上のようにして得た砂中子を金型にセッ
トし,アルミニウム合金ADC10を鋳造圧力600k
g/cm2 ,湯口速度200mm/sec,注湯温度7
60℃の条件下で高圧鋳造した。鋳造後に350℃で3
0分加熱処理したのち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,実験例1〜4の場合には中子砂
は完全に除去され,優れた鋳造品が得られた。実験例5
〜9の場合には中子砂の除去はやや良であったが,比較
例の場合には溶湯が砂中子原型に差込んでおり中子砂の
除去は不良であった。まとめて,結果を表1に示す。
The sand core obtained as described above is set in a mold, and the aluminum alloy ADC10 is cast at a casting pressure of 600 k.
g / cm 2 , Gate speed 200 mm / sec, Pouring temperature 7
High pressure casting was performed at 60 ° C. 3 at 350 ° C after casting
After the heat treatment for 0 minutes, sand removal was performed with a normal core knockout machine. In the case of Experimental Examples 1 to 4, the core sand was completely removed, and an excellent cast product was obtained. Experimental example 5
In the case of ~ 9, the removal of the core sand was somewhat good, but in the case of the comparative example, the molten metal was inserted into the sand core prototype, and the removal of the core sand was poor. The results are summarized in Table 1.

【0026】(実験例10〜18,および比較例)実験
例1〜9の塩化カルシウムの代りに酢酸カルシウムを使
用し,それ以外は全く同様に処理,操作したところ,塩
化カルシウムの場合と同様に優れた結果が得られた。そ
の結果を表2に示す。 (以下,余白)
(Experimental Examples 10 to 18 and Comparative Example) Calcium acetate was used in place of calcium chloride in Experimental Examples 1 to 9, and the other treatment and operation were performed in exactly the same manner. Excellent results were obtained. Table 2 shows the results. (Hereinafter, margin)

【0027】[0027]

【表2】 [Table 2]

【0028】(実験例19〜27)実験例1〜9のアル
ギン酸ナトリウムの代りにアルギン酸アンモニウムを使
用し,それ以外は全く同様に処理,操作したところ,ア
ルギン酸ナトリウムの場合と同様に優れた結果が得られ
た。その結果を表3に示す。 (以下,余白)
(Experimental Examples 19 to 27) When ammonium alginate was used in place of sodium alginate in Experimental Examples 1 to 9 and the other treatment and operation were carried out in exactly the same manner, excellent results were obtained as in the case of sodium alginate. Obtained. Table 3 shows the results. (Hereinafter, margin)

【0029】[0029]

【表3】 [Table 3]

【0030】(実験例28〜36)実験例1〜9の塩化
カルシウムの代りに酢酸カルシウムを,アルギン酸ナト
リウムの代りにアルギン酸アンモニウムをそれぞれ使用
し,それ以外は全く同様に処理,操作したところ,塩化
カルシウムとアルギン酸ナトリウムの場合と同様に優れ
た結果が得られた。その結果を表4に示す。 (以下,余白)
(Experimental Examples 28 to 36) When calcium acetate was used instead of calcium chloride and ammonium alginate was used instead of sodium alginate in Experimental Examples 1 to 9, except that the treatment and operation were performed in exactly the same manner. Excellent results were obtained as with calcium and sodium alginate. Table 4 shows the results. (Hereinafter, margin)

【0031】[0031]

【表4】 [Table 4]

【0032】[0032]

【発明の効果】このように,本発明においては,石炭酸
系合成樹脂をコーティングしたレジンコーテッドサンド
を用いて砂中子原型を造型する工程と,この砂中子原型
上にアルギン酸カルシウムからなる半透膜を形成する工
程と,このアルギン酸カルシウムからなる半透膜を形成
した砂中子原型を乾燥する工程と,この乾燥した砂中子
原型の表面に粉末状の耐火物を主成分とする中性水分散
体からなるスラリ状のコーティング剤をコーティングす
る工程と,このコーティングして得た砂中子を乾燥させ
る工程によってコーティングされた砂中子を製造するよ
うにしたので,コーティング剤でコーティングすると
き,コーティング剤は砂中子原型の表面ではじかれた
り,砂中子原型内に浸み込んだりすることなく,均一で
適当な厚さのコーティング層を形成する。したがって,
砂中子は,鋳造時には高圧の鋳込圧力に充分耐えること
ができる。
As described above, in the present invention, a step of molding a sand core prototype using a resin-coated sand coated with a carboxylate synthetic resin, and a semi-permeable process comprising calcium alginate on the sand core prototype. A step of forming a film, a step of drying the sand core prototype having a semipermeable membrane made of calcium alginate, and a step of forming a powder-based refractory as a main component on the surface of the dried sand core prototype. The process of coating a slurry-like coating agent composed of an aqueous dispersion and the process of drying the obtained sand core produce a coated sand core. , The coating agent does not repel on the surface of the sand core prototype and does not penetrate into the sand core prototype. To form a grayed layer. Therefore,
The sand core can withstand high casting pressure during casting.

【0033】すなわち,本発明で得られた砂中子を用い
てダイカストのような高圧鋳造を行った場合,砂中子中
に溶湯が差込むことがなく,砂を排出した後の製品の鋳
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
型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,充分に満足のいく作業状態と製品を確実容易に得る
ことができる。
That is, when high pressure casting such as die casting is performed using the sand core obtained in the present invention, the molten metal is not inserted into the sand core, and the product after the sand is discharged is cast. There is no sand left on the skin and it is very smooth. Therefore, such a sand core is used, for example, in the cooling jacket portion of a closed deck type engine block.
Even when used for casting a product having a very complicated shape, a sufficiently satisfactory working state and the product can be obtained easily and reliably.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 石炭酸系合成樹脂をコーティングしたレ
ジンコーテッドサンドを用いて砂中子原型を造型する工
程と,この砂中子原型上にアルギン酸カルシウムからな
る半透膜を形成する工程と,このアルギン酸カルシウム
からなる半透膜を形成した砂中子原型を乾燥する工程
と,この乾燥した砂中子原型の表面に粉末状の耐火物を
主成分とする中性水分散体からなるスラリ状のコーティ
ング剤をコーティングする工程と,このコーティングし
て得た砂中子を乾燥させる工程からなる砂中子の製造方
法。
1. A step of forming a sand core prototype using a resin-coated sand coated with a phenolic synthetic resin, a step of forming a semi-permeable membrane made of calcium alginate on the sand core prototype, and A step of drying the sand core prototype having a semipermeable membrane made of calcium, and a slurry-like coating made of a powdered refractory-based neutral water dispersion on the surface of the dried sand core prototype A method for producing a sand core, comprising a step of coating an agent and a step of drying the sand core obtained by coating.
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