JP3207660B2 - Foundry sand and casting method - Google Patents

Foundry sand and casting method

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JP3207660B2 JP02638394A JP2638394A JP3207660B2 JP 3207660 B2 JP3207660 B2 JP 3207660B2 JP 02638394 A JP02638394 A JP 02638394A JP 2638394 A JP2638394 A JP 2638394A JP 3207660 B2 JP3207660 B2 JP 3207660B2
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  • Mold Materials And Core Materials (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、金属鋳造工業において
使用しうる鋳物砂及びこれを使用する鋳物の鋳造方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a molding sand which can be used in the metal casting industry and a method of casting a casting using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属鋳造工業は、古くから建築部材、工
業用品等に使用される鋳物を鋳造するものとして発達し
ている。近年は、OA機器等に使用される精密部品の製
造にも汎用されており、正確かつ精密な鋳物の製造技術
の確立が望まれている。
2. Description of the Related Art The metal casting industry has long been developed for casting castings used for building members, industrial articles and the like. In recent years, it has been widely used in the production of precision parts used for OA equipment and the like, and it is desired to establish an accurate and precise casting production technique.

【0003】上記鋳造工業に使用する鋳物砂は、鋳物の
原型となりまた鋳造時に直接鋳物に接触するため、充分
の成形性を有ししかも溶融金属接触時における熱安定性
を有する必要があり、また鋳巣、吹かれ、すくわれ等の
欠陥を防ぐために溶融金属が鋳入された時にガスを外部
に導き出せるほどの通気性が必要である。更に、精密機
器の鋳造にあたっては、鋳物全体が厳密に均一な品質を
有することが要求されており、このため溶融金属が冷却
する速度が鋳物各部において一定であることが必要とな
り、また熱伝導率が高い銅合金やビスマス合金等の鋳物
を鋳造する場合には収縮むらを生じさせないために素早
く熱を逃すことが必要となり、鋳物砂には、高い熱伝導
率が要請されている。
[0003] The foundry sand used in the above-mentioned foundry industry becomes a prototype of the foundry and is in direct contact with the casting at the time of casting. Therefore, it must have sufficient formability and thermal stability upon contact with the molten metal. In order to prevent defects such as cavities, blows and scoops, it is necessary to have air permeability enough to allow gas to be introduced to the outside when molten metal is cast. Furthermore, when casting precision equipment, it is required that the entire casting has strictly uniform quality, so that the cooling rate of the molten metal must be constant in each part of the casting, and the thermal conductivity When casting a casting such as a copper alloy or a bismuth alloy having a high content, it is necessary to quickly release heat in order not to cause uneven shrinkage, and high heat conductivity is required for casting sand.

【0004】鋳物砂の材料として、これまで、比較的安
価なけい砂粒子が広く用いられていた。また、更に高品
質の鋳物を鋳造するために、鋳物砂としてカンラン石を
粉砕した砂(カンラン砂)が用いられてきた。更に、球
状又は卵形状のカーボン粒子又はコークス粒子が、銅、
青銅、真ちゅう、鉄等の金属や合金を鋳造するのに適し
ているものとして用いられてきた。これらは、適当なバ
インダーを同時に用いることにより、適切な粘着性を付
与し、このことにより成形性を確保して実用に供されて
いた。
Until now, relatively inexpensive silica sand particles have been widely used as a material for molding sand. Further, in order to cast a higher quality casting, sand obtained by grinding olivine (olivine sand) has been used as casting sand. Further, spherical or egg-shaped carbon particles or coke particles, copper,
It has been used as a suitable material for casting metals and alloys such as bronze, brass and iron. These have been put to practical use by imparting appropriate tackiness by using an appropriate binder at the same time, thereby ensuring moldability.

【0005】しかしながら、上記けい砂等は、熱安定性
が充分ではなく、溶融金属の温度が例えば1000℃を
超えるような高温になると、溶融金属の摩擦、収縮等に
より鋳型に割れ目が生じたり表面に縞や孔が生じて、高
品質の鋳物を鋳造することができなくなる欠点があっ
た。
However, the above-mentioned silica sand or the like does not have sufficient thermal stability, and when the temperature of the molten metal becomes high, for example, more than 1000 ° C., a crack is generated in the mold due to friction, shrinkage, etc. of the molten metal, and There was a drawback that stripes and holes were formed in the steel, making it impossible to cast a high quality casting.

【0006】上記欠点を解決するため、石油工業におい
て得られるカーボン又はコークスを2000〜2800
°F(1100〜1550℃程度)に熱して揮発性物質
を除去し、このことにより熱安定性を得て鋳物砂として
利用する技術が米国特許第2830342号、2830
013号に開示されている。また、上記のような高温処
理をしなくても、まず最初に上記カーボン又はコークス
を加熱して炭化水素蒸気と球状又は卵形状のコークス粒
子とに分離し、しかる後に分離したコークス粒子を更に
加熱すれば、その加熱温度を1000〜15000°F
(550〜830℃程度)にまで低めることができ、安
価に熱安定性を有する鋳物砂を得ることができるとの技
術が、特開平4−251629号公報に開示されてい
る。
[0006] In order to solve the above-mentioned drawbacks, carbon or coke obtained in the petroleum industry is used in 2000 to 2800.
U.S. Pat. Nos. 2,830,342 and 2830 discloses a technique for removing volatile substances by heating to about 1100.degree.
No. 013. In addition, even without performing the high-temperature treatment as described above, first, the carbon or coke is heated and separated into hydrocarbon vapor and spherical or egg-shaped coke particles, and then the separated coke particles are further heated. Then, the heating temperature will be 1000-15000 ° F
(About 550 to 830 ° C.) is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-251629, in which a molding sand having thermal stability can be obtained at low cost.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記技
術は、熱安定性を確保し鋳造時の溶融金属による高温下
にあっても放出ガス等により鋳物品質が低下するのを抑
制するためのものであって、上記したように近年その要
請が高まりつつある精密機器を鋳造するためには熱安定
性のほか高い熱伝導率を有することが必須であり、これ
ら要求を満たすものではなかった。また、上記技術によ
り得たコークスは、粒子中に多くの微細な孔を有してい
て物理的強度に劣り、そのため精密な型を形づくること
が困難で、精密機器の鋳造には向かない欠点を有してい
た。
However, the above-mentioned technique is intended to ensure thermal stability and to suppress the deterioration of casting quality due to released gas and the like even at high temperatures due to molten metal during casting. As described above, in order to cast a precision instrument whose demand has been increasing in recent years, it is essential to have high thermal conductivity in addition to thermal stability, and these requirements have not been satisfied. In addition, coke obtained by the above technology has many small holes in the particles and is inferior in physical strength, making it difficult to form a precise mold, and is not suitable for casting of precision equipment. Had.

【0008】上記に鑑み、本発明は、充分な成形性、熱
安定性及び通気性のほか、高い熱伝導率を有ししかも充
分の強度を有する鋳物砂及びこれを使用する鋳造方法を
提供することを目的とするものである。
In view of the above, the present invention provides a molding sand having sufficient moldability, thermal stability and air permeability, high thermal conductivity and sufficient strength, and a casting method using the same. The purpose is to do so.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、鋳物砂
を構成するにあたって、コークスを加熱して得た黒鉛化
されたカーボン粒子であって粒子径が0.1〜1.0m
mであるものを使用するところにある。また、本発明の
他の要旨は、上記鋳物砂を使用して鋳物を鋳造するとこ
ろにある。以下に本発明を詳述する。
SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the present invention is to provide graphitized carbon particles obtained by heating coke in forming molding sand and having a particle diameter of 0.1 to 1.0 m.
m is used. Another aspect of the present invention resides in casting a casting using the above-mentioned foundry sand. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0010】通常、「コークス」とは、石炭を高温乾留
して得られる炭素質の多孔質固体であって燃料として用
いられるものをいうが、本明細書においていうコークス
とは、上記「コークス」のほか、石油精製工業において
副産物として得られる液体コークスをも含むものとす
る。本発明で使用されるコークスは、石炭精製工業、石
油精製工業において、燃料又は副産物として得られる比
較的安価な原料であって、カーボンを主成分とし5重量
%程度の有機物質からなる不純物を含むものである。
[0010] Usually, "coke" refers to a carbonaceous porous solid obtained by carbonizing coal at a high temperature and used as a fuel. In the present specification, coke refers to the above-mentioned "coke". In addition, liquid coke obtained as a by-product in the petroleum refining industry shall be included. The coke used in the present invention is a relatively inexpensive raw material obtained as a fuel or a by-product in the coal refining industry and the petroleum refining industry, and contains impurities containing about 5% by weight of an organic substance containing carbon as a main component. It is a thing.

【0011】上記コークスは、通常はその原料物質であ
る石炭又は石油を加熱することにより、ピッチ等が混合
された形で取得される。本発明におけるコークスとして
は、石炭から得られる石炭コークス、石炭コークスにピ
ッチが混合された石炭ピッチコークス、石油から得られ
る石油コークス等のいずれをも使用することができる。
The above coke is usually obtained by heating coal or petroleum as its raw material, thereby mixing the pitch and the like. As the coke in the present invention, any of coal coke obtained from coal, coal pitch coke obtained by mixing pitch with coal coke, and petroleum coke obtained from petroleum can be used.

【0012】上記コークスは、まず、必要に応じて粉砕
等をした後、粘着性を付与するためピッチ、タール等を
添加し、これを150〜250℃程度の高温中で混練
し、その後冷却して再度粉砕することが望ましい。前記
工程は、本発明のコークスを得るために必ずしも欠くべ
からざるものではないが、本発明のコークスを均一化し
たものとするためには好ましい工程である。
The above coke is first pulverized if necessary, and then pitch, tar, etc. are added to impart tackiness, and the resulting coke is kneaded at a high temperature of about 150 to 250 ° C., and then cooled. It is desirable to grind again. The above step is not necessarily essential for obtaining the coke of the present invention, but is a preferable step for making the coke of the present invention uniform.

【0013】上記工程により得られたコークスは、結晶
構造を緻密化するため、加圧することができる。上記加
圧は、通常のプレス機による機械的加圧により行うこと
もできるが、結晶の異方性を除去してより緻密なカーボ
ン粒子を得るためには、例えば冷間静水圧プレス等の三
次元プレスを行うのがよい。上記加圧は、通常は700
〜1300kg重/cm2 程度で行うことができる。
The coke obtained by the above process can be pressurized in order to densify the crystal structure. The above-mentioned pressurization can be performed by mechanical pressurization using a normal press machine.However, in order to remove crystal anisotropy and obtain denser carbon particles, for example, a tertiary press such as a cold isostatic press is used. It is better to do a former press. The above pressure is usually 700
It can be performed at about 1300 kgf / cm 2 .

【0014】上記加圧後のコークスは、1000℃程度
の一次焼成により、混合しているピッチその他の有機物
質を揮発させる。この過程で、カーボン粒子は固相での
重縮合が起こり、また残存有機物質は芳香族平面の成長
により炭素結晶構造を構成することとなり、全体として
炭素質とすることができる。
The pressurized coke volatilizes the mixed pitch and other organic substances by primary firing at about 1000 ° C. In this process, the carbon particles undergo polycondensation in the solid phase, and the remaining organic substance forms a carbon crystal structure due to the growth of the aromatic plane, and can be made carbonaceous as a whole.

【0015】上記一次焼成後のコークスは、2800℃
程度の二次焼成により黒鉛化する。この過程でカーボン
粒子は、三次元的規則性を獲得し、結晶構造が成長して
黒鉛質(グラファイト)とすることができる。本発明に
おいては、上記カーボン粒子は、その50%以上が、完
全に黒鉛化されたカーボンであるグラファイトである。
グラファイトの量が50%未満では、熱伝導率が充分で
はなく本発明の目的を達成することができない。グラフ
ァイトの量は多ければ多いほどよく、より好ましくはカ
ーボン粒子の100%がグラファイトであるのがよい。
The coke after the first firing is 2800 ° C.
It is graphitized by a degree of secondary firing. In this process, the carbon particles acquire three-dimensional regularity, and the crystal structure grows to be graphitic (graphite). In the present invention, 50% or more of the carbon particles are graphite which is completely graphitized carbon.
If the amount of graphite is less than 50%, the thermal conductivity is not sufficient and the object of the present invention cannot be achieved. The greater the amount of graphite, the better, and more preferably, 100% of the carbon particles are graphite.

【0016】本発明の上記グラファイトは、結晶構造を
有する結晶子(クリスタリット)が互いに架橋して多結
晶組織を構成している。結晶子内では、理論上、図1に
示すように、平面状の炭素六員環が連なって層状構造を
形成しており、平面状炭素六員環における炭素間距離
は、理論値で1.42オングストローム、三次元結晶と
しての六方晶系の単位格子の格子定数は、a=b=2.
46オングストローム、c=6.71オングストローム
である。各層状構造内では炭素原子がそれぞれ共有結合
でしっかり結合されており、それぞれの層状構造同士
は、上下に弱いファン・デル・ワールス(van de
r Waals)力で結合されている。
In the graphite of the present invention, crystallites (crystallites) having a crystal structure are crosslinked to each other to form a polycrystalline structure. In a crystallite, as shown in FIG. 1, theoretically, planar six-membered carbon rings are linked to form a layered structure, and the carbon-to-carbon distance in the planar six-membered carbon is theoretically 1. The lattice constant of a unit cell of 42 angstroms and a hexagonal system as a three-dimensional crystal is a = b = 2.
46 angstroms, c = 6.71 angstroms. In each layered structure, carbon atoms are firmly bonded by covalent bonds, and the respective layered structures are vertically weaker by van der Waals (van de Waals).
r Waals) force.

【0017】上記二次焼成前のカーボンは、3〜10k
cal/m・h・℃程度の熱伝導率しか有していない
が、上記二次焼成後のカーボンは、50〜140kca
l/m・h・℃程度の熱伝導率を有している。またカー
ボン粒子中の多孔(マイクロポア(micropore
s))は、一次焼成及び二次焼成により発達した結晶構
造により極微小となり、強度に優れた緻密な構造を獲得
している。
The carbon before the secondary firing is 3 to 10 k
Although it has only a thermal conductivity of about cal / m · h · ° C., the carbon after the secondary firing is 50 to 140 kca
It has a thermal conductivity of about 1 / m · h · ° C. Also, the porosity in the carbon particles (micropore)
s)) is extremely small due to the crystal structure developed by the primary firing and the secondary firing, and has acquired a dense structure excellent in strength.

【0018】本発明においては、ついで、上記二次焼成
後のカーボンを、通常の方法により、粉砕した後、0.
1〜1.0mm程度の一定粒子径になるように分級す
る。粒子径が0.1mm未満では粒子が細かすぎて鋳物
砂としての充分な成形性及び通気性を得ることができ
ず、また1.0mmを超えると成形性が劣るとともに鋳
造される鋳物の鋳込肌が悪くなって正確かつ精密な鋳物
を得ることができなくなる。上記粉砕は、通常のジョー
クラッシャーを用いて粗粉砕をし、その後ローラミル等
により微粉砕してすることができるし、また場合によっ
てはジョークラッシャーのみにより上記範囲の粒子径を
有する粒子とすることができる。上記粉砕後のカーボン
粒子は、球状又は卵形状である必要はなく、角丸型であ
っても多角型であっても本発明の効果を減殺することは
ない。上記分級は、例えば、振動ふるい又は回転ふるい
等を使用する通常の方法によりすることができる。
In the present invention, the carbon after the above-mentioned secondary firing is pulverized by an ordinary method, and then the carbon is pulverized.
The particles are classified so as to have a constant particle size of about 1 to 1.0 mm. If the particle diameter is less than 0.1 mm, the particles are too fine to obtain sufficient moldability and air permeability as foundry sand, and if it exceeds 1.0 mm, the moldability is poor and the casting is cast. The skin becomes so bad that an accurate and precise casting cannot be obtained. The above-mentioned pulverization can be performed by coarse pulverization using a normal jaw crusher and then finely pulverized by a roller mill or the like, and in some cases, particles having a particle diameter in the above range can be obtained only by the jaw crusher. it can. The carbon particles after the pulverization need not be spherical or egg-shaped, and the effects of the present invention are not reduced even if they are rounded or polygonal. The classification can be performed, for example, by an ordinary method using a vibration sieve or a rotary sieve.

【0019】上記のようにして得られる本発明のカーボ
ン粒子を鋳物砂として用いるにあたっては、上記カーボ
ンが充分の強度を有しているのでバインダーを多量に含
有させる必要はないが、適切な成形性を付与させるた
め、10〜40重量%程度のバインダーを含有させて鋳
物砂とすることができる。バインダーの量が10重量%
未満では成形性が劣り本発明の目的を達成することがで
きず、40重量%を超えると強度及び熱伝導率が低下し
て本発明の目的を達成することができない。より好まし
くは、30重量%がよい。
When the carbon particles of the present invention obtained as described above are used as molding sand, it is not necessary to include a large amount of a binder because the carbon has sufficient strength. In order to impart a casting sand, about 10 to 40% by weight of a binder can be added to form molding sand. 10% by weight of binder
If it is less than 40%, the object of the present invention cannot be achieved due to poor moldability, and if it exceeds 40% by weight, the strength and thermal conductivity are reduced, and the object of the present invention cannot be achieved. More preferably, it is 30% by weight.

【0020】上記バインダーとしては、通常鋳物砂にバ
インダーとして使用されるものを用いることができ、例
えば、ベントナイト、白土、でんぷん、糖、骨粉、けい
酸ナトリウム、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、油中子、
セメント等を挙げることができる。これらのバインダー
は、鋳造される鋳物の材料(鋳金)の種類により、適宜
決定することができる。例えば、亜鉛合金等を鋳造する
にあたっては、バインダーとしてはけい酸ナトリウムが
適当である。
As the above-mentioned binder, those usually used as a binder in molding sand can be used. For example, bentonite, clay, starch, sugar, bone powder, sodium silicate, thermoplastic resin, thermosetting resin, oil Core,
Cement and the like can be mentioned. These binders can be appropriately determined depending on the type of casting material (cast metal) to be cast. For example, when casting a zinc alloy or the like, sodium silicate is suitable as a binder.

【0021】本発明の鋳物砂は、通常鋳造工業で用いら
れる方法により、鋳造に使用することができる。すなわ
ち、上記鋳物砂を成形して所望の形態を有する表面を備
えた形状にすることにより鋳型を造形し、前記鋳型表面
に接するように溶融金属を鋳入し、冷却して金属を固化
せしめることにより鋳物を製造し、その後前記鋳型を取
ることにより鋳物を得ることができる。
The foundry sand of the present invention can be used for casting by a method usually used in the casting industry. That is, molding the molding sand into a shape having a surface having a desired form to form a mold, casting a molten metal so as to be in contact with the mold surface, cooling and solidifying the metal. To produce a casting, and then removing the mold to obtain a casting.

【0022】本発明の上記鋳造方法に適用することがで
きる鋳金としては、特に限定されないが、精密機器用に
使用される亜鉛合金、簡易金型用亜鉛アルミニウム合金
(ZAS)、ビスマス合金、銅合金、真ちゅう、鉄等
は、本発明の鋳造方法を適用することにより極めて好適
に鋳造することができる。銅合金は、本発明の鋳造方法
を適用しうる鋳金として、より好適である。
The casting metal applicable to the casting method of the present invention is not particularly limited, but is a zinc alloy used for precision equipment, a zinc aluminum alloy (ZAS) for a simple mold, a bismuth alloy, a copper alloy. , Brass, iron and the like can be cast very suitably by applying the casting method of the present invention. Copper alloy is more suitable as a casting metal to which the casting method of the present invention can be applied.

【0023】近年の先端工業技術の発展により必要性が
注目されている放電加工用炭素電極、電子部品製造用治
具、半導体製造用部品、耐熱用構造部品等の特殊炭素製
品の製造にあたっては、高密度黒鉛材料が使用されてい
る。これらは、まずコークスにピッチ、タールを添加し
高温で混練し、加圧成形した後、約1000℃前後で一
次焼成して炭素質となし、しかる後約3000℃前後で
二次焼成して黒鉛質とした円筒型、直方体等の黒鉛材料
を、適宜切断、切削等機械加工して製品化するが、この
過程で多量の切屑粒子が発生する。この切屑粒子は、材
質は高密度黒鉛質であるが粒子化されており、上記特殊
炭素製品としては使用されず廃棄されるべきものとされ
ていた。
In the production of special carbon products such as carbon electrodes for electric discharge machining, jigs for electronic component production, parts for semiconductor production, structural parts for heat resistance, etc., which are attracting attention due to the recent development of advanced industrial technology, High density graphite materials are used. These are prepared by first adding pitch and tar to coke, kneading them at a high temperature, forming them under pressure, and then performing primary firing at about 1000 ° C. to make carbonaceous materials, and then secondary firing at about 3000 ° C. to obtain graphite. A cylindrical material, a rectangular parallelepiped, or the like graphite material is cut and machined as appropriate to produce a product. In this process, a large amount of chip particles are generated. These chip particles are made of high-density graphite, but are made into particles, and should be discarded without being used as the special carbon product.

【0024】本発明の鋳物砂に使用するカーボン粒子と
して、上記切屑粒子は充分に適用することができる特性
を有しているので、上記切屑粒子を粉砕、分級して粒度
を揃えた後、適宜バインダーを含有させることにより、
本発明の鋳物砂として使用することができる。本発明の
鋳物砂として、上記特殊炭素製品の製造に使用する高密
度黒鉛材料の切屑粒子を使用する場合には、廃材を効率
的に再利用することとなるので、低コストで良質の鋳物
砂を得ることができ、かつ産業廃棄物による環境汚染を
も抑制することができる。
As the carbon particles used in the foundry sand of the present invention, the above-mentioned swarf particles have characteristics that can be sufficiently applied. By containing a binder,
It can be used as the foundry sand of the present invention. When using the swarf particles of the high-density graphite material used in the production of the specialty carbon product as the foundry sand of the present invention, waste materials are efficiently reused, so that low-cost, high-quality foundry sand is used. And environmental pollution caused by industrial waste can also be suppressed.

【0025】[0025]

【作用】本発明の鋳物砂は、大部分が黒鉛化されたカー
ボン粒子を使用しているので、充分な成形性と熱安定性
及び通気性を有するばかりか、熱伝導率の高い鋳物砂と
なるため、精密機器等の鋳造にあたって収縮むらや鋳込
巣が生じることがなく高品質の鋳物を鋳造することがで
きる。また粒子中の多孔が発達した結晶構造により極微
小となっていて強度に優れた緻密な構造を獲得している
ため、これまで困難であったニアネットシェイプの、鋳
物の最終製品としての精密な型に極めて近い鋳物を得る
ことができ、鋳造後の鋳物を構造部品、金型等の最終製
品とするための切削等の工程を節減することができる。
Since the molding sand of the present invention is mostly made of graphitized carbon particles, it has not only sufficient moldability, thermal stability and air permeability but also molding sand having high thermal conductivity. Therefore, it is possible to cast a high-quality casting without causing uneven shrinkage or a casting cavity when casting precision equipment. In addition, the porosity in the particles is extremely small due to the developed crystal structure, and it has acquired a dense structure with excellent strength. A casting very close to a mold can be obtained, and steps such as cutting for making the casting after casting into a final product such as a structural part or a mold can be reduced.

【0026】また、上記熱伝導率の高いことは、鋳造過
程において溶融金属の冷却がそれだけ速くなるので、生
産性向上にも役立つこととなる。更に黒鉛質の鋳型表面
を有しているので、鋳造時に鋳金の表面が平滑となり、
鋳込肌が良好となる。
Further, the high thermal conductivity allows the molten metal to be cooled more quickly in the casting process, which also contributes to an improvement in productivity. Furthermore, because it has a graphite mold surface, the surface of the casting metal becomes smooth during casting,
Good casting surface.

【0027】[0027]

【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるもの
ではない。 実施例1 平均粒子径15μmの石炭系仮焼コークス50重量部、
平均粒子径15μmの石炭系生コークス50重量部及び
石炭系ピッチ30重量部を、130℃にて均一に混練
し、原料組成物を得た。冷却後、この原料組成物を粗粒
状に粉砕し、この粉砕粒をラバーバッグに充填し冷間静
水圧プレスにより面圧1300kg重/cm2 にて加圧
成形し、外径900mm、全長1800mmの円柱状成
形体を得た。ついでこの成形体を1200℃まで一次焼
成した後、得られた一次焼成品を2800℃まで直接加
熱して二次焼成し、放冷して等方性黒鉛材料を得た。上
記で得た黒鉛材料をジョークラッシャーにより粉砕した
後、更にローラミルに掛けて微粉砕し、その後下限70
メッシュ、上限35メッシュの振動ふるいにより分級し
てカーボン粒子を得た。このカーボン粒子70重量部に
対してけい酸ナトリウム30重量部を加え、常法に従っ
て鋳物砂を得た。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to only the following examples. Example 1 50 parts by weight of a coal-based calcined coke having an average particle diameter of 15 μm,
50 parts by weight of coal-based raw coke having an average particle diameter of 15 μm and 30 parts by weight of coal-based pitch were uniformly kneaded at 130 ° C. to obtain a raw material composition. After cooling, the raw material composition is pulverized into coarse particles, and the pulverized particles are filled in a rubber bag, and pressure-molded by a cold isostatic press at a surface pressure of 1300 kgf / cm 2 to obtain an outer diameter of 900 mm and an overall length of 1800 mm. A cylindrical molded body was obtained. Next, after this molded body was primarily fired to 1200 ° C., the obtained primary fired product was directly heated to 2800 ° C. for secondary firing, and then allowed to cool to obtain an isotropic graphite material. After the graphite material obtained above is pulverized by a jaw crusher, it is further pulverized by a roller mill and then pulverized.
The particles were classified by a vibrating sieve having a mesh size of 35 mesh at the upper limit to obtain carbon particles. 30 parts by weight of sodium silicate was added to 70 parts by weight of the carbon particles, and a molding sand was obtained according to a conventional method.

【0028】上記鋳物砂を型枠に入れ、ここに製品形状
を有する木型を用いて鋳造用砂型を造形した。木型を取
り除いた後、三井金属社製射出成形型用亜鉛合金を約4
50℃で鋳入し、放冷により固化させて鋳物を製造し、
その後鋳型を取り除いて鋳物を取得した。上記鋳造方法
において使用した鋳造砂型は、これまで造形が困難であ
った5mm以下の深いリブ形状をも高強度で造形するこ
とができたため、鋳造した鋳物は精密な形状を有するこ
とができ、鋳造後の精密部の再成形等の製品化工程を極
めて短縮することができた。また鋳造金属の冷却が極め
て短時間で済み、これにより鋳造工程の時間的短縮を実
現することができた。取得した鋳物は、精密な形状を有
しているにもかかわらず、各部において収縮むらや鋳込
巣がなく高品質のものであった。
The above-mentioned foundry sand was put into a mold, and a casting sand mold was formed using a wooden mold having a product shape. After removing the wooden mold, add about 4 parts of Mitsui Kinzoku's zinc alloy for injection molding.
Cast at 50 ° C and solidify by cooling to produce a casting,
Thereafter, the mold was removed to obtain a casting. The casting sand mold used in the above casting method was able to form a deep rib shape of 5 mm or less, which had been difficult to form so far, with high strength, so that the cast casting could have a precise shape. The subsequent production process such as reshaping of the precision part could be significantly shortened. In addition, the cooling of the cast metal was completed in a very short time, thereby shortening the time required for the casting process. The obtained casting was of high quality with no shrinkage unevenness or casting cavities in each part, despite having a precise shape.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によれば、充分の成形性、熱安定
性及び通気性のほか、高い熱伝導率を有ししかも充分の
強度を有する鋳物砂及びこれを使用する鋳造方法を提供
することができる。本発明の鋳物砂として高密度黒鉛材
料の切屑粒子を使用する場合には、これまで廃棄してい
た材料の再利用により低コストで良質の鋳物砂を得るこ
とができ、かつ産業廃棄物による環境汚染をも抑制する
ことができる。
According to the present invention, there is provided a molding sand having sufficient formability, thermal stability and air permeability, high thermal conductivity and sufficient strength, and a casting method using the same. be able to. When using the swarf particles of the high-density graphite material as the foundry sand of the present invention, a high-quality foundry sand can be obtained at a low cost by reusing the material that has been discarded so far, and the environment due to industrial waste can be obtained. Contamination can also be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るグラファイトの結晶格子を示す模
式図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a crystal lattice of graphite according to the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22C 1/00 - 1/26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B22C 1/00-1/26

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 コークスを加圧処理した後加熱して得た
カーボン粒子であって、 前記加圧処理の圧力は、70
0〜1300kg重/cm であり、 得られたカーボン粒子は、その粒子径が0.1〜1.0
mmで、その50重量%以上が黒鉛化されたグラファイ
トである ことを特徴とする鋳物砂。
1. A carbon particles obtained by heating after the coke processed under pressure, the pressure of the pressure treatment, 70
0 to 1300 kgf / cm 2 , and the obtained carbon particles have a particle diameter of 0.1 to 1.0.
mm, graphite of which 50% by weight or more is graphitized
Molding sand, which is a preparative.
【請求項2】 10〜40重量%のバインダーを含有し
てなる請求項記載の鋳物砂。
Wherein 10 to 40 wt% of the binder comprising claim 1, wherein the foundry sand.
【請求項3】 請求項1又は2記載の鋳物砂を成形して
所望の形態を有する表面を備えた形状にすることにより
鋳型を造形し、前記鋳型表面に接するように溶融金属を
鋳入し、冷却して金属を固化せしめることにより鋳物を
製造し、その後前記鋳型を取ることにより鋳物を得るこ
とを特徴とする鋳物の製造方法。
3. A mold is formed by molding the molding sand according to claim 1 into a shape having a surface having a desired shape, and a molten metal is cast into contact with the mold surface. A method for producing a casting by cooling and solidifying a metal to produce a casting, and then obtaining the casting by removing the mold.
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