JP2952870B2 - Sand core manufacturing method - Google Patents

Sand core manufacturing method

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JP2952870B2
JP2952870B2 JP4197379A JP19737992A JP2952870B2 JP 2952870 B2 JP2952870 B2 JP 2952870B2 JP 4197379 A JP4197379 A JP 4197379A JP 19737992 A JP19737992 A JP 19737992A JP 2952870 B2 JP2952870 B2 JP 2952870B2
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sand core
sand
core prototype
prototype
coating
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勝 国村
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    • 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

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  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

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,ウォームボック
ス法で造型した砂中子原型を有機酸塩で処理することに
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, by treating the sand core prototype formed by the warm box method with an organic acid salt, the same coating agent can be coated thickly only once, and the production of a sand core suitable for high-pressure casting is also possible. It is about the method. Here, the excellent coating property means that when the coating agent is coated on the sand core prototype, the coating agent does not penetrate deeply in a thin liquid state and spread inside the sand core prototype, or It is formed to a uniform thickness with a predetermined thickness, uniformly, reliably and easily without being repelled from the surface of the sand core prototype, and over the entire surface layer of the sand core prototype. That is, it can sufficiently withstand the high casting pressure during 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,2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。
Among them, the hardening method, the two-worm 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
を見直すこととした。ウォームボックス法では,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,例えば,90〜240℃に加熱
した砂中子原型造型用の金型内に砂と結合剤の混合物を
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
に塗布しても,コーティング剤が砂中子原型の内部に浸
み込んでしまい,充分な厚さのコーティング層が得られ
なかった。
[0005] Therefore, the present inventor has reviewed the merits of the warm box method in which a curing agent is used instead of the oxidizing agent and the sulfurous acid gas. In the warm box method, sulfur dioxide gas is not used to solidify a mixture of sand and a binder to obtain a sand core prototype, but, for example, in a mold for a sand core prototype heated to 90 to 240 ° C. Then, a mixture of sand and a binder is blown with compressed air to be heated and cured to form a mold. However,
In this case, even if the same coating agent as the coating agent, which has been performed fairly well in the above-mentioned Hardox method, is applied to the sand core, the coating agent penetrates into the sand core prototype and has a sufficient thickness. No coating layer was obtained.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明においては,砂,
フラン系樹脂,同樹脂加熱硬化用硬化剤を用いて砂中子
原型を造型する工程と,この砂中子原型を有機酸塩で処
理する工程と,この有機酸塩で処理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
型を処理する有機酸塩は,有機酸と無機イオンとの間で
生成する塩をいい,蟻酸,酢酸,プロピオン酸,アクリ
ル酸,メタアクリル酸,シュウ酸,フマル酸,マレイン
酸,コハク酸,酒石酸,クエン酸,ブタンテトラカルボ
ン酸,安息香酸,フタル酸,テレフタル酸,トリメリッ
ト酸,ベンゼンスルホン酸,トルエンスルホン酸等のカ
ルボン酸,スルホン酸などの有機酸の陰イオンとL
,Na,K,Cs,Cu,Cu2+,Mg
2+,Ca2+,Ba2+,Zn2+,Al3+,Mn
2+,Fe2+,Fe3+,Co2+,Ni2+,NH
などの無機陽イオンとが電荷を中和する形で生成す
るものをいう。例えば,酢酸カリウム,酢酸ナトリウ
ム,酢酸マグネシウム,酢酸カルシウム,酢酸亜鉛,酢
酸バリウム,アクリル酸マグネシウム,アクリル酸カル
シウム,アクリル酸亜鉛,アクリル酸アルミニウム,安
息香酸ナトリウム等が挙げられる。また,砂中子原型を
有機酸塩で処理する場合は,例えば,酢酸カルシウム水
溶液のような有機酸塩溶液中に浸漬したり,有機酸塩溶
液を砂中子原型の表面に刷毛塗りしたり,吹付けたり,
有機酸塩の微粉末を薄くまぶしたりする。
According to the present invention, sand,
A step of molding a sand core prototype using a furan-based resin and a curing agent for the resin heat curing, a step of treating the sand core prototype with an organic acid salt, and a step of processing the sand core prototype with the organic acid salt Drying, and coating the surface of the dried sand core prototype with a slurry-like coating agent composed of a neutral aqueous dispersion containing powdered refractory as a main component. The step of drying the sand core results in a sand core having an excellent coating. The organic acid salt used for treating the sand core prototype is a salt formed between an organic acid and an inorganic ion. Formic acid, acetic acid, propionic acid, acrylic acid, methacrylic acid, oxalic acid, fumaric acid, maleic acid Acid, succinic acid, tartaric acid, citric acid, butanetetracarboxylic acid, benzoic acid, phthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, carboxylic acid such as benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, etc. L
i + , Na + , K + , Cs + , Cu + , Cu 2+ , Mg
2+ , Ca 2+ , Ba 2+ , Zn 2+ , Al 3+ , Mn
2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Co 2+ , Ni 2+ , NH
4 + and inorganic cations such refers to generating a form for neutralizing the electric charge. Examples include potassium acetate, sodium acetate, magnesium acetate, calcium acetate, zinc acetate, barium acetate, magnesium acrylate, calcium acrylate, zinc acrylate, aluminum acrylate, sodium benzoate and the like. When treating the sand core prototype with an organic acid salt, for example, immersing it in an organic acid salt solution such as an aqueous solution of calcium acetate, brushing the organic salt solution on the surface of the sand core prototype, , Spraying,
Sprinkle fine powder of organic acid salt.

【0007】[0007]

【作用】本発明においては,まず,例えば,前記したよ
うに砂中子原型を造型した後,その砂中子原型を酢酸カ
ルシウム水溶液等の有機酸塩水溶液中に浸漬するなどし
て砂中子原型の内部に有機酸塩を浸み込ませ,次いで,
この砂中子原型を乾燥する。次に,有機酸塩で処理した
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。この場合,造型した砂中子
原型を,コーティングする前に,例えば酢酸カルシウム
水溶液等の有機酸塩水溶液の中に浸漬すれば,砂中子原
型の表層部や中に有機酸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き上げた後,80〜
200℃で数分〜2時間乾燥させると砂中子原型の表層
部に有機酸塩の粉末が均一に付着する。
In the present invention, for example, a sand core prototype is first formed as described above, and then the sand core prototype is immersed in an organic acid salt aqueous solution such as a calcium acetate aqueous solution. The organic acid salt is impregnated inside the prototype,
The sand core prototype is dried. Next, the surface of the sand core prototype obtained by treating with an organic acid salt and then drying is coated with a slurry-like coating agent comprising a neutral aqueous dispersion mainly composed of a powdered refractory. In this case, if the molded sand core prototype is immersed in an aqueous solution of an organic acid salt such as an aqueous solution of calcium acetate before coating, the organic acid salt may adhere to the surface layer of or inside the sand core prototype. And soak. After lifting this sand core prototype from the immersion tank,
When dried at 200 ° C. for several minutes to 2 hours, the organic acid salt powder uniformly adheres to the surface layer of the sand core prototype.

【0008】一方,このような有機酸塩処理および乾燥
を経て得た砂中子原型に,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,該砂中子原型の表面および表面近くに存在す
る有機酸塩により,コーティング剤が瞬時に凝集して該
砂中子原型の内部深くまで浸み込むことなく,該砂中子
原型の表面に厚くコーティングできる。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 containing a powdered refractory as a main component is applied to a sand core prototype obtained through such an organic acid salt treatment and drying. The coating agent is instantaneously agglomerated by the organic acid salt present on and near the surface of the sand core prototype, and does not penetrate deep into the sand core prototype, but is applied to the surface of the sand core prototype. Can be coated thickly. Thereafter, when this is dried, a homogeneous coating layer having a desired thickness is formed.

【0009】このようにすれば,ウォームボックス法で
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 with the warm box method, the sand core prototype can be hardened, and the surface of the sand core prototype can be coated easily and 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.

【0010】[0010]

【実施例】砂中子原型を製造するときは,まず,中子砂
等の砂中子骨材にフラン系樹脂,同樹脂加熱硬化用硬化
剤を混合する。砂中子骨材としては,硅砂,ジルコンサ
ンド,クロマイトサンド,セラビーズ等を用い,フラン
系樹脂としては,フルフリルアルコール・ホルムアルデ
ヒド樹脂,フルフリルアルコール・尿素・ホルムアルデ
ヒド樹脂,フルフリルアルコール・フェノール・ホルム
アルデヒド樹脂,フルフリルアルコール・フェノール・
尿素・ホルムアルデヒド樹脂等のいわゆるウォームボッ
クス用のフラン系樹脂を用いる。また,同樹脂加熱硬化
用硬化剤としては,ベンゼルスルホン酸,フェノールス
ルホン酸,トルエンスルホン酸,キシレンスルホン酸,
低級アルキルスルホン酸の少なくとも1種と,アルミニ
ウム,銅,亜鉛,鉄,アンモニウムの少なくとも1種と
の塩からなるものを用いる。また,硬化促進剤として塩
化銅,塩化亜鉛,塩化鉄等を少量併用しても良い。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS When a sand core prototype is manufactured, first, a furan resin and a curing agent for heat curing the resin are mixed with sand core aggregate such as core sand. Sand core aggregate is silica sand, zircon sand, chromite sand, cerabeads, etc. Furfuryl-based resin is furfuryl alcohol / formaldehyde resin, furfuryl alcohol / urea / formaldehyde resin, furfuryl alcohol / phenol / formaldehyde Resin, furfuryl alcohol / phenol /
A so-called warm box furan resin such as urea / formaldehyde resin is used. In addition, as a curing agent for heat curing of the resin, benzene sulfonic acid, phenol sulfonic acid, toluene sulfonic acid, xylene sulfonic acid,
Use is made of a salt of at least one of lower alkyl sulfonic acids and at least one of aluminum, copper, zinc, iron and ammonium. Further, a small amount of copper chloride, zinc chloride, iron chloride or the like may be used in combination as a curing accelerator.

【0011】これらの構成部材を混合したものを,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,例えば,ウォームボックス法と呼ばれて
いる方法で砂中子原型を成型した。この場合,中子成型
用の金型の加熱温席は例えば90〜240℃,好ましく
は,90〜200℃程度とし,約1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2
0〜50kgの砂中子原型を得た。
A mixture of these components is blown together with pressurized air into a mold having a predetermined sand core-shaped cavity, for example, by a method called a warm box method. Was molded. In this case, the heating hot seat of the mold for core molding is, for example, 90 to 240 ° C., preferably about 90 to 200 ° C., and is heated for about 1 minute to harden the sand core prototype to a predetermined strength. Was. For example, bending force 2
A sand core prototype of 0 to 50 kg was obtained.

【0012】次に,このようにして成型した砂中子原型
を,有機酸塩の水溶液で処理する。この有機酸塩として
は,酢酸カルシウム,酢酸亜鉛,アクリル酸アルミニウ
ム等が挙げられる。これらの有機酸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。水溶液の濃度は稀釈倍率200倍以内である。
希釈倍率が200倍を越えると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。
Next, the sand core prototype thus formed is treated with an aqueous solution of an organic acid salt. Examples of the organic acid salt include calcium acetate, zinc acetate, and aluminum acrylate. The sand core prototype is immersed in an aqueous solution of these organic acid salts, absorbed by the sand core prototype, and then dried by heating. The concentration of the aqueous solution is within 200 times the dilution ratio.
When the dilution ratio exceeds 200 times, the coating thickness becomes thin, and the treatment effect is 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.

【0013】もし,砂中子原型が処理液に濡れにくい場
台は,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。なお,有機酸塩を稀
釈せずにそのまま使用してもよく,砂中子原型に有機酸
塩微粉末をまぶし,余分な有機酸塩微粉末を拭き取る。
前記したように,酢酸カルシウム水溶液のように濃度の
薄い溶液を用いたときは水を蒸発させるために乾燥が必
要であるが,このように水で稀釈しない場合は,乾燥を
行う必要はない。
If the sand core prototype is difficult to get wet with the processing liquid, the sand core prototype may be immersed in the processing liquid after being immersed in a hydrophilic organic solvent such as methanol in advance for a short time, or the sand core prototype may be dipped in the processing liquid. The organic solvent is mixed until the sand core prototype becomes wet with the processing solution, and then the processing is performed. 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. The organic acid salt may be used as it is without diluting, and the fine powder of the organic acid salt is applied to the sand core prototype, and excess organic acid salt fine powder is wiped off.
As described above, when a solution having a low concentration such as an aqueous solution of calcium acetate is used, drying is required to evaporate water. However, when the solution is not diluted with water, drying is not necessary.

【0014】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中成分とし,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 powdered silica and fine powdered alumina as a medium component 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.

【0015】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。
As the coating agent, other coating agents can be used. 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.

【0016】前記コーティング剤中に,有機酸塩処理次
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,有機酸塩処理を行わ
ない場合には砂中子原型にほとんど浸み込んでほぼ0m
mであるのに対して,充分に厚く,砂中子原型への浸透
は少なく,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。
The sand core prototype, which has been treated with an organic acid salt and then dried by heating, is immersed in the coating agent for several seconds, and then heated and dried. Drying conditions are about 120 ° C. and about 10 minutes. If the organic acid salt treatment is not performed, the coating thickness is almost 0 m soaked in the sand core prototype.
m, it is sufficiently thick and has little penetration into the sand core prototype, and the coating film is firm. 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, a mixture of 500 g of mica powder, 10 g of sodium dodecylbenzenesulfonate as a wetting agent, and 1 g of octyl alcohol as a defoaming agent per 1 liter of a 3% aqueous phenol resin solution 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.

【0017】さらに詳しい実施例として,実験例をつぎ
に示す。 (実験例1〜4,および比較例)骨材としてフラタリ砂
100部,有機バインダとしてフラン樹脂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−1
00,主成分パラトルエンスルホン酸銅塩)0.6部,
および,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部を混合し,重量約2k
gのエンジンブロック用砂中子原型をウォームボックス
法で複数個造型した。造型条件は金型温度120℃,吹
込み圧4.5kg/cm,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35kgであっ
た。このうちの1個は,後記する有機酸塩処理を何ら行
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 1-4, and Comparative Example) 100 parts of flat sand as an aggregate, 1.5 parts of a furan resin as an organic binder, and a commercially available curing agent mainly containing paratoluenesulfonic acid salt as a curing agent for the furan resin ( Kao Quaker Product FC-1
00, the main component is paratoluenesulfonic acid copper salt) 0.6 part,
And commercially available additives (Kao Quaker Products J-20,
0.06 parts of main component silane compound)
A plurality of g prototype sand cores for engine blocks were formed by a warm box method. Molding conditions were a mold temperature of 120 ° C., a blowing pressure of 4.5 kg / cm 2 , and a heating time of 90 seconds.
After standing for one day, the sand core prototype had a transverse rupture strength of 35 kg. One of these was coated with the same coating as in this experimental example without performing any of the later-described organic acid salt treatments.
The results are shown in Table 1 below as comparative examples.

【0018】酢酸カルシウム1部に水を各々9部,49
部,99部,199部混合して,稀釈倍率10,50,
100,200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
循環式熱風加熱炉で30分間乾燥した。(実験例1〜
4)
9 parts of water and 49 parts of 1 part of calcium acetate
Parts, 99 parts, and 199 parts, and the dilution ratio was 10,50,
100 and 200 times aqueous solutions were prepared, respectively. The sand core prototype was immersed in this aqueous solution for 1 to 2 seconds, and then dried in a circulating hot air heating furnace at 120 ° C. for 30 minutes. (Experimental Examples 1 to
4)

【0019】これら酢酸カルシ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酢酸カルシウ
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4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,酢酸カルシウム稀釈倍率は150〜200倍
以下が良いことが推定された。
The non-calcium acetate-treated sand core prototypes treated with calcium acetate by liquids having different concentrations from each other were applied to the same coating agent in the same coating agent.
After immersion for 2 seconds, 10 minutes in a circulating hot air heating furnace at 120 ° C.
Dried for 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. In the case of the comparative example and the case of the experimental example 4, the coating was defective or slightly good. Thus, it was estimated that the dilution ratio of calcium acetate was preferably 150 to 200 times or less.

【0020】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。
After finishing 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.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】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/cm,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〜
3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4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 an 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. After casting, sand removal was performed with a normal core knockout machine.
In the case of No. 3, the core sand was completely removed, and an excellent cast product was obtained. In the case of Experimental Example 4, 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.

【0023】(実験例5〜8)実験例1〜4の酢酸カル
シウムの代りにアクリル酸アルミニウムを使用し,それ
以外は全く同様に処理,操作したところ,酢酸カルシウ
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。
(Experimental Examples 5 to 8) When aluminum acrylate was used in place of calcium acetate in Experimental Examples 1 to 4 and the other treatment and operation were performed in exactly the same manner, excellent results were obtained as in the case of calcium acetate. was gotten. Table 2 shows the results.

【0024】[0024]

【表2】 [Table 2]

【0025】[0025]

【発明の効果】このように,本発明においては,砂,フ
ラン系樹脂,同樹脂加熱硬化用硬化剤を用いて砂中子原
型を造型する工程と,この砂中子原型を有機酸塩で処理
する工程と,この有機酸塩で処理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原型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
は砂中子原型内に浸み込むことなく,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, according to the present invention, a step of molding a sand core prototype using sand, a furan-based resin, and a curing agent for heat curing the resin, and the step of molding the sand core prototype with an organic acid salt. Treating, drying the sand core prototype treated with this organic acid salt, and forming a slurry comprising a powdered refractory-based neutral water dispersion on the surface of the dried sand core prototype. The coated core is manufactured by the step of coating the coated core and the step of drying the sand core prototype obtained from the coating. A uniform and appropriate thickness coating layer is formed without penetrating into the core prototype. Therefore, sand core
During casting, it can withstand high casting pressure.

【0026】すなわち,本発明で得られた崩壊性砂中子
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。
また,鋳造後の砂中子の崩壊性も良く,砂出しも容易で
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 collapsible sand core obtained in the present invention, the molten metal is not inserted into the sand core, and the product after sand is discharged. No sand remains on the casting surface of the steel, and it is very smooth.
In addition, the sand core after casting has good disintegration properties, and sand can be easily discharged. Therefore, even if 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. And the product can be obtained easily and reliably.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−309350(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B22C 9/10,3/00,1/22 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-309350 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B22C 9/10, 3 / 00,1 / twenty two

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 砂、フラン系樹脂、同樹脂加熱硬化用硬
化剤を用いて砂中子原型を造型する工程と、この砂中子
原型を有機酸塩で処理する工程と、この有機酸塩で処理
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−ティング剤をコ−ティングす
る工程と、このコ−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 molding a sand core prototype using sand, a furan-based resin, and a curing agent for heat curing the resin, a step of treating the sand core prototype with an organic acid salt, Drying the sand core prototype treated with the above, and 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 drying the sand core obtained by the coating.
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