JP3170870B2 - 砂中子の製造方法 - Google Patents
砂中子の製造方法Info
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- sand
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads having cooling means
- F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
- F02F2001/106—Cylinders; 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
【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
ス法で砂中子原型を造型する際に，無機塩を配合するこ
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。
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
ス法で砂中子原型を造型する際に，無機塩を配合するこ
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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イング層が得られ
なかった。
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イング層が得られ
なかった。
【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及び無機塩を用
いて砂中子原型を造型する工程と，この造型した砂中子
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，砂中子原型を造型する際に配合する無機塩
は，Ｌｉ＋，Ｎａ＋，Ｋ＋，Ｃｓ＋，Ｃｕ＋，Ｃ
ｕ＋２，Ｍｇ２＋，Ｃａ２＋，Ｂａ２＋，Ｚｎ２＋，Ａ
ｌ３＋，Ｍｎ２＋，Ｆｅ２＋，Ｆｅ３＋，Ｃｏ２＋，Ｎ
ｉ２＋，ＮＨ４ ＋などの陽イオンと，Ｆ−，Ｃｌ−，Ｂ
ｒ−，Ｉ−，ＮＯ３ −，ＣＯ３ ２−，ＳＯ４ ２−，ＰＯ
４ ３−などの陰イオンが電荷を中和する形で生成するも
のをいう。例えば，Ｎａ２ＳＯ４，Ｋ２ＣＯ３，ＭｇＣ
ｌ２，Ｂａ３（ＰＯ４）２，Ａｌ２（ＳＯ４）３，Ｍｎ
Ｃｌ２，ＦｅＳＯ４，ＮＨ４ＮＯ３等が挙げられる。ま
た，無機塩を配合した砂中子原型を造型する場合は，
砂，フラン系樹脂，同樹脂加熱硬化用硬化剤に例えば，
粉末状のＮａ２ＳＯ４あるいはその水溶液のような無機
塩あるいは無機塩溶液を配合した後，これを，例えば，
９０〜２４０℃に加熱した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る。
フラン系樹脂，同樹脂加熱硬化用硬化剤及び無機塩を用
いて砂中子原型を造型する工程と，この造型した砂中子
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，砂中子原型を造型する際に配合する無機塩
は，Ｌｉ＋，Ｎａ＋，Ｋ＋，Ｃｓ＋，Ｃｕ＋，Ｃ
ｕ＋２，Ｍｇ２＋，Ｃａ２＋，Ｂａ２＋，Ｚｎ２＋，Ａ
ｌ３＋，Ｍｎ２＋，Ｆｅ２＋，Ｆｅ３＋，Ｃｏ２＋，Ｎ
ｉ２＋，ＮＨ４ ＋などの陽イオンと，Ｆ−，Ｃｌ−，Ｂ
ｒ−，Ｉ−，ＮＯ３ −，ＣＯ３ ２−，ＳＯ４ ２−，ＰＯ
４ ３−などの陰イオンが電荷を中和する形で生成するも
のをいう。例えば，Ｎａ２ＳＯ４，Ｋ２ＣＯ３，ＭｇＣ
ｌ２，Ｂａ３（ＰＯ４）２，Ａｌ２（ＳＯ４）３，Ｍｎ
Ｃｌ２，ＦｅＳＯ４，ＮＨ４ＮＯ３等が挙げられる。ま
た，無機塩を配合した砂中子原型を造型する場合は，
砂，フラン系樹脂，同樹脂加熱硬化用硬化剤に例えば，
粉末状のＮａ２ＳＯ４あるいはその水溶液のような無機
塩あるいは無機塩溶液を配合した後，これを，例えば，
９０〜２４０℃に加熱した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る。
【０００７】
【作用】本発明においては，まず，砂，フラン系樹脂，
同樹脂加熱硬化用硬化剤に，例えば，粉末状のＮａ２Ｓ
Ｏ４あるいはその水溶液のような無機塩あるいは無機塩
溶液を配合した後，前記のようにして該組成物を加熱硬
化させて無機塩を含有する砂中子原型を造型する。次
に，このように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。
同樹脂加熱硬化用硬化剤に，例えば，粉末状のＮａ２Ｓ
Ｏ４あるいはその水溶液のような無機塩あるいは無機塩
溶液を配合した後，前記のようにして該組成物を加熱硬
化させて無機塩を含有する砂中子原型を造型する。次
に，このように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。
【０００８】このような無機塩を配合して得た砂中子原
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も存在する無機塩により，
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。
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も存在する無機塩により，
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。
【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。
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。
【００１０】
【実施例】無機塩を含有する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及び無機塩を混合する。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
ンスルホン酸，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。
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及び無機塩を混合する。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
ンスルホン酸，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。
【００１１】無機塩としては，Ｎａ２ＳＯ４，ＭｇＣｌ
２等の無機塩が挙げられる。これらの無機塩は，砂１０
０重量部に対して少なくとも０．１重量部以上配合す
る。配合量が０．１重量部未満では，コーティング剤が
砂中子原型の内部深くまで浸み込んでしまい，砂中子原
型の表面に厚いコーティング層が形成しない。なお，こ
れらの無機塩は，砂中子原型の造型に支障をきたさない
限り，砂１００重量部に対し前記０．１重量部以上を越
えてさらに大量配合することができる。
２等の無機塩が挙げられる。これらの無機塩は，砂１０
０重量部に対して少なくとも０．１重量部以上配合す
る。配合量が０．１重量部未満では，コーティング剤が
砂中子原型の内部深くまで浸み込んでしまい，砂中子原
型の表面に厚いコーティング層が形成しない。なお，こ
れらの無機塩は，砂中子原型の造型に支障をきたさない
限り，砂１００重量部に対し前記０．１重量部以上を越
えてさらに大量配合することができる。
【００１２】また，上記した無機塩は，粉末等の固体の
ままで配合してもよいし，水溶液等の溶液あるいは適当
な分散剤への分散体の形で配合してもよい。後者の場合
に用いられる溶剤あるいは分散剤は，前記砂中子骨材，
フラン系樹脂，同樹脂加熱硬化用硬化剤からなる組成物
の貯蔵安定性および加熱硬化性（造型性）を損わないも
のが適宜選ばれる。しかして，上記した無機塩の溶液あ
るいは分散体の濃度および配合量は，無機塩のみに換算
して砂１００重量部に対して少な＜とも０．１重量部以
上となるように，適宜選定される。
ままで配合してもよいし，水溶液等の溶液あるいは適当
な分散剤への分散体の形で配合してもよい。後者の場合
に用いられる溶剤あるいは分散剤は，前記砂中子骨材，
フラン系樹脂，同樹脂加熱硬化用硬化剤からなる組成物
の貯蔵安定性および加熱硬化性（造型性）を損わないも
のが適宜選ばれる。しかして，上記した無機塩の溶液あ
るいは分散体の濃度および配合量は，無機塩のみに換算
して砂１００重量部に対して少な＜とも０．１重量部以
上となるように，適宜選定される。
【００１３】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，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
の加熱温度は例えば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２０〜５０
ｋｇの砂中子原型を得た。
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，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
の加熱温度は例えば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２０〜５０
ｋｇの砂中子原型を得た。
【００１４】つぎに，上記のようにして造型された砂中
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。
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。
【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。
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。
【００１６】前記コーティング剤中に，無機塩を配合し
て造型された砂中子原型を数秒間浸潰し，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，無機塩を配合していない場
合には砂中子原型にほとんど浸み込んでほぼ０ｍｍ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。
て造型された砂中子原型を数秒間浸潰し，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，無機塩を配合していない場
合には砂中子原型にほとんど浸み込んでほぼ０ｍｍ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。
【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１〜３，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−１００，主成分パラトルエンスルホン酸銅
塩）０．６部，市販の添加剤（花王クエーカ−製品Ｊ−
２０，主成分シラン化合物）０．０６部，および，無機
塩としてＮａ２ＳＯ４粉末０．１部，０．２部あるいは
０．５部をそれぞれ混合し，重量約２ｋｇ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造型した。
造型条件は金型温度１２０℃，吹込み圧４．５ｋｇ／ｃ
ｍ２，加熱時間９０秒であった。なお，無機塩を配合し
ない砂中子原型も同様にして造型し，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。
に示す。（実験例１〜３，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−１００，主成分パラトルエンスルホン酸銅
塩）０．６部，市販の添加剤（花王クエーカ−製品Ｊ−
２０，主成分シラン化合物）０．０６部，および，無機
塩としてＮａ２ＳＯ４粉末０．１部，０．２部あるいは
０．５部をそれぞれ混合し，重量約２ｋｇ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造型した。
造型条件は金型温度１２０℃，吹込み圧４．５ｋｇ／ｃ
ｍ２，加熱時間９０秒であった。なお，無機塩を配合し
ない砂中子原型も同様にして造型し，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。
【００１８】これらＮａ２ＳＯ４粉末を配合しなかった
ものとそれぞれ所定量のＮａ２ＳＯ４粉末を配合して造
型し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に調整されたもの
であった。比較例のものではコーティング剤が砂中子原
型の内部に浸み込んでしまってコーティングが不良であ
るのに対し，実験例１〜３のものではコーティングは良
好であった。
ものとそれぞれ所定量のＮａ２ＳＯ４粉末を配合して造
型し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に調整されたもの
であった。比較例のものではコーティング剤が砂中子原
型の内部に浸み込んでしまってコーティングが不良であ
るのに対し，実験例１〜３のものではコーティングは良
好であった。
【００１９】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。
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。
【００２０】
【表１】
【００２１】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。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。
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。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。
【００２２】（実験例４〜６，および，比較例）実験例
１〜３のＮａ２ＳＯ４粉末の代りに２０％ＭｇＣｌ２水
溶液１部，２部あるいは５部をそれぞれ使用し，それ以
外は全く同様に処理，操作したところ，Ｎａ２ＳＯ４粉
末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。
１〜３のＮａ２ＳＯ４粉末の代りに２０％ＭｇＣｌ２水
溶液１部，２部あるいは５部をそれぞれ使用し，それ以
外は全く同様に処理，操作したところ，Ｎａ２ＳＯ４粉
末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。
【００２３】
【表２】
【００２４】
【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及び無機塩を用い
て砂中子原型を造型する工程と，この造型した砂中子原
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。
ラン系樹脂，同樹脂加熱硬化用硬化剤及び無機塩を用い
て砂中子原型を造型する工程と，この造型した砂中子原
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。
【００２５】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つた場合，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。
てダイカストのような高圧鋳造を行つた場合，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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−180643（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−104443（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22C 9/10,1/22,3/00
Claims (1)
- 【請求項１】 砂，フラン系樹脂，同樹脂加熱硬化用硬
化剤及び無機塩を用いて砂中子原型を造型する工程と，
この造型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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13745992A JP3170870B2 (ja) | 1992-04-14 | 1992-04-14 | 砂中子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13745992A JP3170870B2 (ja) | 1992-04-14 | 1992-04-14 | 砂中子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05285588A JPH05285588A (ja) | 1993-11-02 |
| JP3170870B2 true JP3170870B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=15199103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13745992A Expired - Fee Related JP3170870B2 (ja) | 1992-04-14 | 1992-04-14 | 砂中子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3170870B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113996749A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-02-01 | 福建华威钜全精工科技有限公司 | 一种阀体轴承孔防止产生气孔的铸造方法 |
-
1992
- 1992-04-14 JP JP13745992A patent/JP3170870B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05285588A (ja) | 1993-11-02 |
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|---|---|---|---|
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