JP4204288B2

JP4204288B2 - Manufacturing method of resin coated sand

Info

Publication number: JP4204288B2
Application number: JP2002274344A
Authority: JP
Inventors: 志郎川島; 博己塚本; 睦男渡邉; 稔小野田
Original assignee: 旭テック株式会社; 東海サンド株式会社
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2022-09-20
Also published as: JP2004106038A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はシェルモールドにおけるレジンコーテッドサンドの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シェルモールドは珪砂（SiO₂：二酸化珪素）を主成分（従来は珪砂の純度は８５パーセント程度）とする鋳物砂にフェノール樹脂のような熱硬化性樹脂（粘結剤）を混合している。シェルモールドにおいては、注湯時における樹脂分の熱膨張によりクラックが発生しやすく、クラック対策として特公平４−６９０１７号公報はレジンコーテッドサンドを開示している。同公報に記載されるようにレジンコーテッドサンドは鋳物砂の表面に金属粉末を包含したフェノール樹脂層を被覆して構成される。金属粉末の低い熱膨張により注湯時の熱膨張が抑制され、クラック対策として有効である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特公平４−６９０１７号公報に開示されたレジンコーテッドサンドにより造形したシェル中子はクラック対策としては有効であったがモールド工程後の排砂性において問題があった。即ち、砂付が多いため、鋳物における鋳抜き孔の径が細い場合は除去のための手間を多く要した。砂付を少なくするため鋳造に先立って中子に大量の離型剤を塗型しておくことにより排砂性の改善を図ることは可能であるが、その分鋳造コストが嵩むことになる。また、砂付が多いため鋳造品の鋳肌も必ずしも綺麗とは言えず、冷却性不良のため中子に含まれる粘結剤（フェノール樹脂）のガス化によるピンホールなどのガス欠陥の発生も多くなる。
【０００４】
この発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、塗型量が少ない若しくは必要でないにも係わらず排砂性が良好でありかつ綺麗な鋳肌を得るようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、88.0 〜 99.9 重量パーセントの珪砂 (SiO ₂ ) を含む鋳物砂に軟化温度が９５〜１１５℃のノボラック型フェノール樹脂とアルミニューム粉末とを添加し、更に、ヘキサメチレンテトラミンの添加し、１６５〜１８０℃の加熱下において混練することにより、鋳物砂の表面にアルミニューム粉末含有フェノール樹脂被覆を形成したレジンコーテッドサンドとすることを特徴とするレジンコーテッドサンドの製造方法が提供される。
請求項２に記載の発明によれば、 88.0 〜 99.9 重量パーセントの珪砂 (SiO ₂ ) を含む鋳物砂に軟化温度が９５〜１１５℃のノボラック型フェノール樹脂とアルミニューム粉末とを添加し、更に、ヘキサメチレンテトラミンをフェノール樹脂１００重量部に対するヘキサメチレンテトラミンの混合割合が１８〜２５重量部となるように添加し、１６５〜１８０℃の加熱下において混練することにより、鋳物砂の表面にアルミニューム粉末含有フェノール樹脂被覆を形成したレジンコーテッドサンドとすることを特徴とするレジンコーテッドサンドの製造方法が提供される。
【０００６】
請求項１及び２の発明の作用・効果を説明すると、鋳物砂における珪砂(SiO₂)の含有割合（純度）を高めることによりフェノール樹脂へのアルミニューム粉末の混入と相乗することにより熱伝導率が高くなり、その分放熱性（冷却性）が良好となり、鋳物表面の形成（黒皮：酸化膜の形成）が迅速に行われるようになる。そのため、砂付（鋳物砂が鋳造品に付着する現象）が少なくなり、塗型剤を塗布することなく又は最小量の塗型剤の使用であるにも係わらず良好な排砂性を得ることができる。また、黒皮の迅速形成は、鋳造下での高温度により中子表面の樹脂の気化によりガスが発生しこれが鋳物表面に侵入することにより鋳物に生ずるピンホールなどの欠陥（所謂ガス欠陥）に対してはこれを未然にブロックする機能を達成する。そのため、この発明のレジンコーテッドサンドによる鋳造品にあっては良好な鋳肌面を得ることができる。
【０００８】
88.0〜99.9重量パーセントの珪砂(SiO₂)を含む鋳物砂とフェノール樹脂とアルミニューム粉末との混練により珪砂の純度の高い鋳物砂の表面にアルミニューム粉末を混合したフェノール樹脂皮膜を形成したレジンコーテッドサンドとすることができる。
【００１０】
88.0 〜 99.9重量パーセントの珪砂(SiO₂)を含む鋳物砂とノボラック型フェノール樹脂とアルミニューム粉末とヘキサメチレンテトラミンとの加熱下での混練により、純度の高い添加下においてかつ加熱下において混練することにより、珪砂の純度が高い鋳物砂の表面にアルミニューム粉末を含有したフェノール樹脂被覆を形成したレジンコーテッドサンドとすることができる。
【００１２】
ヘキサメチレンテトラミンはノボラックフェノール樹脂の硬化剤として機能する。ヘキサメチレンテトラミンの混合割合をそれより多めにとることによりフェノール樹脂の硬化速度を速められ、鋳造時における熱によるフェノール樹脂の気化によるガス発生が抑えられ、延いては鋳物の表面欠陥の発生防止を図ることができる。
【００１４】
ノボラック型フェノール樹脂の軟化点を９５〜１１５℃と高くとると共に加熱温度もそれに見合って１６５〜１８０℃と高めることによりアルミニューム粉末の付着性を確保しつつ樹脂の一層の迅速硬化をに対するアルミニューム粉末の良好な付着に寄与させることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１若しくは２に記載の発明において、混練の際にステアリン酸カルシュームを鋳物砂１００重量部に対して０．１〜０．３重量部添加することを特徴とするレジンコーテッドサンドの製造方法が提供される。
【００１６】
請求項３の発明の作用・効果を説明すると、ステアリン酸カルシュームは滑剤として機能し、通常より混合割合を高めることにより、流動性を高めアルミニューム粉末の添加による離型性への悪影響を補償することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
この発明において鋳物砂は珪砂(SiO₂)を重量パーセントで88.0〜99.9パーセント含む高純度のものである。粘結剤としてのフェノール樹脂としてはフェノール類とアルデヒド類とを酸性触媒下で反応させるノボラック型樹脂でもフェノール類とアルデヒド類とを塩基性触媒下で硬化するレゾール型樹脂とがあるが、レゾール樹脂を排除するものではないが硬化速度が速いノボラック型樹脂が本発明においてはより好ましい。ノボラック型樹脂として軟化点としては100℃を超える高軟化点のものが好ましくノボラック樹脂の混合割合としては鋳物砂１００重量部に対して１.５〜４.０重量部である。鋳抜き孔径が小さい製品の鋳造においては中子を中実に構成するが、この場合は鋳造後の中子の崩壊性を高めるためフェノール樹脂の含有割合は少なくする。逆に、鋳抜き孔径が大きいときは中子は中空（シェル形状）に形成する必要があり、このときはフェノール樹脂の含有量は多くすることになる。
【００２２】
金属粉末としてはアルミニューム粉末、特に純アルミニューム粉末が使用される。アルミニューム粉末の粒度としては200〜325メッシュの中心粒度のものの割合が６０〜８０パーセントである。アルミニュームの混合割合は鋳物砂１００重量部に対して０．５〜５．０重量部である。
【００２３】
鋳物砂にはフェノール樹脂及びアルミニューム粉末を混練して鋳物砂の表面にフェノール樹脂のコーティングがされるが、そのコーティング手法としてはドライホットコート法や、ロールドコート法や、セミホットコート法や、粉末コート法などの周知の適切な手法を採用しうる。ドライホットコート法を採用した場合、鋳物砂に対して熱硬化型のノボラック樹脂及びアルミニューム粉末とが１６５〜１８０℃の温度下で混合される。混練温度は１４０℃程度が一般的であったが、この発明の実施形態ではフェノール樹脂の軟化点を上記のように９５〜１１５℃と高めているため、それに準じて混練時の温度（混練用のミキサの加熱温度）も高めている。この発明においては鋳物砂１００重量部に対してノボラック型樹脂の含有量は１．５〜４．０重量部であり、アルミニューム粉末の含有量は０．５〜５．０重量部である。その後ノボラック樹脂の硬化剤であるアルデヒド類としてのヘキサメチレンテトラミンの水溶液が樹脂１００重量部に対して１８〜２５重量部添加混合される。ヘキサメチレンテトラミンは一般的には１５％程度であるが、混練温度を高めていることと相俟ってフェノール樹脂に対する硬化（重合反応）の即効性を高めることができ、鋳造時の高熱によるガス発生を封じ込め、欠陥のない鋳物を得ることに寄与させることができる。更に、さらに鋳物砂とフェノール樹脂及びアルミニューム粉末との滑剤としてのステアリン酸カルシュームが鋳物砂１００重量部に対し０．１〜０．３重量部混合される。一般的にはステアリン酸カルシュームの混合割合は0.05％程度であったが、アルミニューム粉末添加による流動性低下に係わらず流動性を高め、離型性を良好とするため、ステアリン酸カルシュームの混合割合を多くしている。これにより、88.0〜99.9重量パーセントの珪砂(SiO₂)を含む鋳物砂の表面にアルミニューム粉末を含有するフェノール樹脂皮膜を形成したこの発明のレジンコーテッドサンドが得られる。
【００２４】
従来技術との比較ではこの発明では鋳物砂における珪砂の純度が高められている。即ち、従来においては鋳物砂における珪砂の純度は８５％程度であったが、この発明では88.0〜99.9％である。珪砂の純度を高めることにより、フェノール樹脂に対するアルミニューム粉末との混合と相俟って熱伝導率を高め、鋳造時の冷却性を高めることができる。
【００２５】
このようにして得られたレジンコーテッドサンドはシェルモールドにおける中子として使用した場合の排砂性が良好であり、鋳造品に細径の鋳抜き孔を形成する場合においても砂の除去を簡単に行うことができ、また鋳肌が綺麗となり鋳巣が少なくなる利点がある。図１及び２によってこの発明のレジンコーテッドサンドを中子として使用した鋳型の構造を模式的に説明すると、この鋳型は図３に示すように中央に細径の細長い開口を有した２段の筒状体（この例ではアルミニューム合金製）を造形することを意図したものである。図１及び２において１０は上型、１２は下型であり、上型１０と下型１２との間にこの発明のレジンコーテッドサンドにて造形された中子１４が配置され、上型１０と下型１２と中子１４との間に図３の筒状製品に応じたキャビティ１６が形成される。中子１４は所謂シェル中子と称される中子ではあるが、この場合は中子１４により形成される鋳抜き孔（図３の筒状製品１００の中心孔１０２）の径が小さいことから中実に構成されている。１８は押し湯であり、上型１０に形成された空洞18-1と、下型１２に形成された空洞18-1とからなる。押し湯１８は上型１０と下型１２との型割り面に沿って水平に形成された水平湯道２０及び上型１０に形成された垂直湯道２２を介して湯受け口２４に連通される。
【００２６】
筒状製品の鋳造時湯受け口２４よりアルミニューム合金の湯が湯道22, 20を介して押し湯１８に導入され、湯道２６を介して押し湯２０に充満され、押し湯２０から堰２６を介してキャビティ１６に充填される。キャビティ１６での湯の凝固による収縮はキャビティ１６に空洞を生じせしめようとするが、その際の負圧吸引効果によって押し湯２０から補充分の湯の供給が自然に行われる。凝固後に型外しされ、主型10, 12を構成する生砂及び中子１４を構成するレジンコーテッドサンドを除去し、キャビティ１６の形状に相当した鋳造品が取り出される。中子１４を従来の特公平４−６９０１７号公報に開示されたレジンコーテッドサンドにより造形した場合、鋳造品の鋳抜き孔の内面に対する鋳物砂の付着が多く、そのため、中子に大量の塗型が必要であり、さもないと鋳抜き孔の径が細くかつ長いため砂の除去に相当の手前がかかり鋳造コスト増の原因となっており、また鋳肌が良くない問題点があった。これに対し、本発明の実施形態のレジンコーテッドサンドを使用した場合、高純度(88.0〜99.9%)の珪砂の利用により、これらの問題点を解消し、塗型を行うことなく又は最小量の塗型で良好な排砂性を確保することができ、コスト的に有利となる効果がある。また、珪砂の高純度とフェノール樹脂皮膜へのアルミニューム粉末の混入との相乗作用により冷却性が良好であり、ガス欠陥（冷却性が不良の場合に長時間高温を維持することにより樹脂がガス化しピンホールなどの欠陥を生じせしめる現象）が押さえられ、良好な鋳肌を得ることができる効果もある。
【００２７】
【実施例１】
オーストラリア産の純度99.3％のフラッタリー珪砂50Kgと、軟化点97.5℃のノボラック型フェノール樹脂750g（珪砂に対する重量比で1.5％）と、中心粒度200〜325メッシュのものの度数分布が７５％の純アルミニューム粉末3.8Kg（珪砂に対する重量比で6.5％）を、外周をガス炎によって165.4℃に加熱したミキサに投入し６０秒間混練し、ついでヘキサメチレンテトラミン156g（フェノール樹脂に対する重量で21.0％）を適量の水で溶解して添加し、均一な状態が得られるまで混合した。ついで、ステアリン酸カルシューム５０ｇ（珪砂に対する重量比で0.1％）を投入し、３０分間更に混練を継続し、その後ミキサより取り出し、５５℃まで自然冷却することによりレジンコーテッドサンド（サンプル１）を得た。
【００２８】
【比較例１】
オーストラリア産の純度85.0％のフラッタリー珪砂50Kgと、軟化点90.0℃のノボラック型フェノール樹脂750g（珪砂に対する重量比で1.5％）と、中心粒度200〜325メッシュのものの度数分布が７５％の純アルミニューム粉末3.8Kg（珪砂に対する重量比で6.5％）を、外周をガス炎によって１４０℃に加熱したミキサに投入し６０秒間混練し、ついでヘキサメチレンテトラミン112g（フェノール樹脂に対する重量で15.0％）を適量の水で溶解して添加し、均一な状態が得られるまで混合した。ついで、ステアリン酸カルシューム２５ｇ（珪砂に対する重量比で0.05％）を投入し、３０分間更に混練を継続し、その後ミキサより取り出し、５５℃まで自然冷却することによりレジンコーテッドサンド（サンプル２）を得た。
【００２９】
テストピースとしての図３に示す２段の筒状品１００をアルミニューム合金で鋳造するため図１及び図２の生砂よりなる上型１０及び下型１２主型を造形すると共に、実施例１及び比較例２でそれぞれ得られたサンプル１及びサンプル２のレジンコーテッドサンドを使用して図１及び図２に示す中実の中子１４（外径＝６mm及び長さ＝250mm）を割型内の空間にレジンコーテッドサンドを吹き込むことにより形成した。得られた中子１４を上型１０及び下型１２間に設置し、アルミニューム合金の湯を注入し、湯が固化した後主型10, 12及び中子１４を除去することにより図３に示す２段の筒状製品（小径部の直径＝120mm, 大径部の直径＝150mm, 軸長さ＝310mm ）を得た。この発明によるサンプル１のレジンコーテッドサンドによる鋳造においては中子１４に事前の塗型をすることなく筒状製品の６ミリメートルに満たない細径の鋳抜き孔からの排砂をスムーズに行うことができ、かつ鋳抜き孔の内周はピンホールもなく良好な鋳肌が得られ、かつ鋳巣の発生も見なかった。これに対し、サンプル２のレジンコーテッドサンドによる鋳造の場合は筒状製品の鋳抜き孔の内周面への砂付が多く、その除去に大変な手間を要しかつピンホールの存在があり、鋳肌も不良であったし、冷却性の不良に伴う鋳巣の発生も見られた。
【００３０】
【発明の効果】
この発明によれば、鋳物砂における珪砂(SiO₂)の含有割合（純度）を高めることにより、排砂性が良好化されると共に、クラックや焼付きがなく、ガス欠陥も少ないため綺麗な鋳肌を得ることができる効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明のレジンコーテッドサンドを中子として使用して、テストピースを鋳造するための鋳型の縦断面図である。
【図２】図２は図１のII−II線に沿って表されるこの発明の鋳型の横断面図である。
【図３】図３は図１及び２の鋳型により得られるテストピースの斜視図である。
【符号の説明】
１０…上型
１２…下型
１４…中子
１８…押し湯
２０…水平湯道
２２…垂直湯道
２４…湯受け口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a resin-coated sand in a shell mold.
[0002]
[Prior art]
In the shell mold, thermosetting resin (binding agent) such as phenol resin is mixed with foundry sand containing silica sand (SiO ₂ : silicon dioxide) as a main component (conventional silica sand has a purity of about 85%). In the shell mold, cracks are likely to occur due to thermal expansion of the resin during pouring, and Japanese Patent Publication No. 4-69017 discloses resin-coated sand as a countermeasure against cracks. As described in the publication, resin-coated sand is formed by coating a phenolic resin layer containing metal powder on the surface of foundry sand. The low thermal expansion of the metal powder suppresses the thermal expansion during pouring and is effective as a countermeasure against cracks.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Although the shell core formed by the resin-coated sand disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 4-69017 was effective as a countermeasure against cracks, there was a problem in sand discharge after the molding process. That is, since there is much sanding, when the diameter of the casting hole in a casting is thin, much effort for removal was required. In order to reduce sanding, it is possible to improve sand discharge by coating a large amount of a release agent on the core prior to casting, but the casting cost increases accordingly. In addition, the cast surface of the cast product is not always clean because it has a lot of sand, and due to poor cooling performance, gas defects such as pinholes due to gasification of the binder (phenol resin) contained in the core may occur. Become more.
[0004]
The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to obtain a clean casting surface that has good sand removal performance even though the coating amount is small or unnecessary.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a novolac type phenol resin having a softening temperature of 95 to 115 ° C. and aluminum powder is added to casting sand containing 88.0 to 99.9 weight percent of silica sand (SiO ₂ ) , and Production of resin-coated sand, characterized in that hexamethylenetetramine is added and kneaded under heating at 165 to 180 ° C. to form a resin-coated sand in which the aluminum powder-containing phenol resin coating is formed on the surface of the casting sand. A method is provided.
According to the invention described in claim 2, softening temperature molding sand containing silica sand (SiO ₂₎ 88.0 to 99.9 percent by adding a novolac phenolic resin and aluminum powder 95 to 115 ° C., further, Hexamethylenetetramine is added so that the mixing ratio of hexamethylenetetramine to 100 parts by weight of phenol resin is 18 to 25 parts by weight and kneaded under heating at 165 to 180 ° C., so that aluminum powder is formed on the surface of the foundry sand. There is provided a method for producing a resin-coated sand, characterized in that the resin-coated sand has a phenol resin coating formed thereon.
[0006]
The actions and effects of the inventions of claims 1 and 2 will be explained. By increasing the content (purity) of silica sand (SiO ₂ ) in the foundry sand, the thermal conductivity is increased by synergizing with the mixing of the aluminum powder into the phenol resin. As a result, the heat dissipation (cooling) is improved accordingly, and the casting surface is formed (black skin: formation of an oxide film) quickly. Therefore, there is less sanding (a phenomenon in which foundry sand adheres to the cast product), and good sand removal is obtained without applying a coating agent or using a minimum amount of coating agent. Can do. In addition, the rapid formation of the black skin is caused by defects such as pinholes (so-called gas defects) generated in the casting by generating gas due to the vaporization of the resin on the core surface due to high temperature under casting and entering the casting surface. On the other hand, the function of blocking this is achieved. For this reason, a good cast surface can be obtained in the cast product of the resin-coated sand of the present invention.
[0008]
88.0 to 99.9 weight percent of silica sand resin to form a foundry sand and phenolic resin and a phenol resin film of a mixture of aluminum powder on the surface of the high-purity molding sand silica sand by kneading with aluminum powder comprising (SiO ₂₎ coated Can be sand.
[0010]
By kneading under heating of foundry sand and phenolic novolak resin and aluminum powder and hexamethylenetetramine containing 88.0 to 99.9 percent of silica sand (SiO _2), kneading in and heated under under addition of high purity Thus, it is possible to obtain a resin-coated sand in which a phenol resin coating containing aluminum powder is formed on the surface of casting sand having a high purity of silica sand.
[0012]
F hexamethylene tetramine acts as a curing agent for novolac phenolic resin. By increasing the mixing ratio of hexamethylenetetramine, the curing rate of the phenolic resin can be increased, and gas generation due to the vaporization of the phenolic resin due to heat during casting can be suppressed, thereby preventing the occurrence of casting surface defects. Can be planned.
[0014]
Aluminum for a more rapid curing of the resin while ensuring the adhesion of the aluminum powder by increasing the 165 to 180 ° C. commensurate therewith also the heating temperature with a softening point of novolac type phenol resin takes high as 95 to 115 ° C. This can contribute to good adhesion of the pneum powder.
[0015]
According to the invention of claim 3 , in the invention of claim 1 or 2 , 0.1 to 0.3 part by weight of calcium stearate is added to 100 parts by weight of foundry sand during kneading. A method for producing a resin-coated sand is provided.
[0016]
The action and effect of the invention of claim 3 will be explained. The calcium stearate functions as a lubricant, and by increasing the mixing ratio than usual, the fluidity is increased and the adverse effect on the release properties due to the addition of aluminum powder is compensated. be able to.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the foundry sand is of high purity containing 88.0 to 99.9 percent by weight of silica sand (SiO ₂ ). Phenol resins as binders include novolak type resins that react phenols and aldehydes in the presence of an acidic catalyst, but resole resins that cure phenols and aldehydes in the presence of a basic catalyst. However, a novolak resin having a high curing rate is more preferable in the present invention. The novolac resin preferably has a high softening point exceeding 100 ° C. as the softening point, and the mixing ratio of the novolac resin is 1.5 to 4.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the foundry sand. In casting a product with a small diameter of the punched hole, the core is solid. In this case, the content ratio of the phenol resin is reduced in order to improve the collapsibility of the core after casting. Conversely, when the diameter of the punched hole is large, the core needs to be formed hollow (shell shape), and in this case, the content of the phenol resin is increased.
[0022]
As the metal powder, aluminum powder, particularly pure aluminum powder is used . As the particle size of the aluminum powder, the ratio of the center particle size of 200 to 325 mesh is 60 to 80 percent. The mixing ratio of aluminum is 0.5 to 5.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of foundry sand.
[0023]
The molding sand is kneaded with phenolic resin and aluminum powder, and the surface of the molding sand is coated with phenolic resin, but as the coating method, dry hot coating method, rolled coating method, semi-hot coating method, A well-known appropriate method such as a powder coating method can be adopted. When the dry hot coating method is employed, a thermosetting novolac resin and aluminum powder are mixed with casting sand at a temperature of 165 to 180 ° C. The kneading temperature is generally about 140 ° C. However, in the embodiment of the present invention, the softening point of the phenol resin is increased to 95 to 115 ° C. as described above. The heating temperature of the mixer is also increased. In the present invention, the content of the novolak resin is 1.5 to 4.0 parts by weight and the content of the aluminum powder is 0.5 to 5.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the foundry sand. Thereafter, an aqueous solution of hexamethylenetetramine as an aldehyde as a novolak resin curing agent is added and mixed with 18 to 25 parts by weight per 100 parts by weight of the resin. Hexamethylenetetramine is generally about 15%, but combined with the increase in the kneading temperature, it can improve the immediate effect of curing (polymerization reaction) on the phenolic resin, and it is a gas caused by high heat during casting. Generation | occurrence | production can be contained and it can be made to contribute to obtaining a casting without a defect. Furthermore, 0.1 to 0.3 parts by weight of calcium stearate as a lubricant for the foundry sand, phenol resin and aluminum powder is mixed with 100 parts by weight of the foundry sand. In general, the mixing ratio of calcium stearate was about 0.05%. However, the mixing ratio of calcium stearate was improved in order to improve fluidity and improve releasability regardless of the decrease in fluidity due to the addition of aluminum powder. Have a lot. As a result, the resin-coated sand of the present invention is obtained in which a phenol resin film containing aluminum powder is formed on the surface of casting sand containing 88.0 to 99.9 weight percent of silica sand (SiO ₂ ).
[0024]
In comparison with the prior art, in the present invention, the purity of the silica sand in the foundry sand is increased. That is, in the past, the purity of the silica sand in the foundry sand was about 85%, but in the present invention it is 88.0-99.9%. By increasing the purity of the silica sand, the thermal conductivity can be increased in combination with the mixing of the phenol resin with the aluminum powder, and the cooling property during casting can be increased.
[0025]
The resin-coated sand thus obtained has good sand removal properties when used as a core in a shell mold, and it is easy to remove sand even when forming a small-diameter cored hole in a cast product. This is advantageous in that it can be performed and the casting surface is clean and the number of casting holes is reduced. 1 and 2, the structure of a mold using the resin-coated sand of the present invention as a core will be schematically described. This mold is a two-stage cylinder having a narrow and narrow opening at the center as shown in FIG. It is intended to form a solid body (in this example, an aluminum alloy). 1 and 2, reference numeral 10 denotes an upper mold, and 12 denotes a lower mold. A core 14 formed by the resin-coated sand of the present invention is disposed between the upper mold 10 and the lower mold 12. A cavity 16 corresponding to the cylindrical product of FIG. 3 is formed between the lower mold 12 and the core 14. The core 14 is a core called a so-called shell core. In this case, the diameter of the cast hole formed by the core 14 (the central hole 102 of the cylindrical product 100 in FIG. 3) is small. Solidly structured. Reference numeral 18 denotes a feeder, which includes a cavity 18-1 formed in the upper mold 10 and a cavity 18-1 formed in the lower mold 12. The hot water 18 communicates with the hot water receiving port 24 through a horizontal runner 20 formed horizontally along the dividing surface of the upper mold 10 and the lower mold 12 and a vertical runner 22 formed in the upper mold 10. .
[0026]
Aluminum alloy hot water is introduced into the hot water 18 through the runners 22, 20 from the hot water receiving port 24 during casting of the cylindrical product, and is filled into the hot water 20 through the runner 26. The cavity 16 is filled via The shrinkage due to the solidification of the hot water in the cavity 16 tends to cause a cavity in the cavity 16, but the replenishing hot water is naturally supplied from the hot water 20 by the negative pressure suction effect at that time. After the solidification, the mold is removed, and the green sand constituting the main molds 10 and 12 and the resin-coated sand constituting the core 14 are removed, and a casting corresponding to the shape of the cavity 16 is taken out. When the core 14 is formed by the resin-coated sand disclosed in the conventional Japanese Patent Publication No. 4-69017, there is much adhesion of foundry sand to the inner surface of the casting hole of the cast product. Otherwise, since the diameter of the cast hole is thin and long, it takes a considerable amount of time to remove the sand, resulting in an increase in casting cost and a problem that the casting surface is not good. On the other hand, when the resin-coated sand of the embodiment of the present invention is used, the use of high-purity (88.0 to 99.9%) silica sand eliminates these problems and performs a minimum amount without performing coating. The coating mold can ensure a good sand removal property and has an advantageous effect in terms of cost. Also, the synergistic effect of the high purity of silica sand and the mixing of aluminum powder into the phenolic resin film provides good cooling performance, and gas defects (if the cooling performance is poor, the resin is gasified by maintaining a high temperature for a long time. And the phenomenon of causing defects such as pinholes) is suppressed, and there is an effect that a good casting surface can be obtained.
[0027]
[Example 1]
Pure aluminum with 50% of flattering quartz sand with a purity of 99.3% from Australia, 750g of novolac type phenolic resin with a softening point of 97.5 ° C (1.5% by weight with respect to silica sand), and a central particle size of 200-325 mesh with a frequency distribution of 75% 3.8 kg of powder (6.5% by weight with respect to silica sand) was put into a mixer whose outer periphery was heated to 165.4 ° C. with a gas flame, kneaded for 60 seconds, and then 156 g of hexamethylenetetramine (21.0% by weight with respect to phenolic resin) in an appropriate amount. It was dissolved in water and added and mixed until a uniform state was obtained. Next, 50 g of calcium stearate (0.1% by weight with respect to silica sand) was added, and further kneading was continued for 30 minutes. Thereafter, the mixture was taken out from the mixer and naturally cooled to 55 ° C. to obtain a resin-coated sand (sample 1). .
[0028]
[Comparative Example 1]
Pure aluminum with 50% of flattery silica sand of 85.0% purity from Australia, 750 g of novolac type phenolic resin with a softening point of 90.0 ° C (1.5% by weight with respect to silica sand) and 75% frequency distribution with a central particle size of 200-325 mesh 3.8 kg of powder (6.5% by weight with respect to silica sand) was put into a mixer whose outer periphery was heated to 140 ° C. with a gas flame and kneaded for 60 seconds, and then 112 g of hexamethylenetetramine (15.0% by weight with respect to phenolic resin) was added in an appropriate amount. It was dissolved in water and added and mixed until a uniform state was obtained. Next, 25 g of calcium stearate (0.05% by weight with respect to silica sand) was added, kneading was continued for 30 minutes, and then the mixture was taken out from the mixer and naturally cooled to 55 ° C. to obtain a resin-coated sand (sample 2). .
[0029]
In order to cast the two-stage cylindrical article 100 shown in FIG. 3 as a test piece with an aluminum alloy, the upper mold 10 and the lower mold 12 main mold made of green sand of FIGS. Using the resin-coated sand of Sample 1 and Sample 2 obtained in Comparative Example 2 respectively, the solid core 14 (outer diameter = 6 mm and length = 250 mm) shown in FIGS. It was formed by blowing resin-coated sand into the space. The obtained core 14 is placed between the upper mold 10 and the lower mold 12, aluminum alloy hot water is injected, and after the hot water has solidified, the main molds 10, 12 and the core 14 are removed to obtain FIG. 3. The obtained two-stage cylindrical product (small diameter part diameter = 120 mm, large diameter part diameter = 150 mm, shaft length = 310 mm) was obtained. In the casting of the sample 1 by the resin-coated sand according to the present invention, it is possible to smoothly remove sand from a cast hole having a small diameter of less than 6 millimeters of the cylindrical product without previously coating the core 14. The inner periphery of the punched hole was free from pinholes, and a good casting surface was obtained. On the other hand, in the case of casting of the resin coated sand of sample 2, there is a lot of sand on the inner peripheral surface of the punched hole of the cylindrical product, and it takes a lot of trouble to remove the pinhole. The casting surface was also poor, and the formation of cast holes due to poor cooling performance was observed.
[0030]
【The invention's effect】
According to this invention, by increasing the content (purity) of silica sand (SiO ₂ ) in the foundry sand, sand removal properties are improved, cracks and seizures are eliminated, and there are few gas defects. The effect which can obtain skin is show | played.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a mold for casting a test piece using the resin-coated sand of the present invention as a core.
2 is a cross-sectional view of the mold of the present invention, taken along the line II-II in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a perspective view of a test piece obtained by the mold of FIGS. 1 and 2. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Upper type | mold 12 ... Lower type | mold 14 ... Core 18 ... Push water 20 ... Horizontal runway 22 ... Vertical runway 24 ... Hot water receptacle

Claims

A novolac type phenolic resin having a softening temperature of 95 to 115 ° C. and aluminum powder is added to casting sand containing 88.0 to 99.9 weight percent of silica sand (SiO ₂ ), hexamethylenetetramine is further added, and 165 to 180 ° C. A method for producing a resin-coated sand, characterized in that a resin-coated sand in which an aluminum powder-containing phenol resin coating is formed on the surface of the foundry sand is kneaded under heating.

A novolac-type phenol resin and aluminum powder having a softening temperature of 95 to 115 ° C. are added to foundry sand containing 88.0 to 99.9 weight percent of silica sand (SiO ₂ ), and hexamethylenetetramine is further added to hexagonal resin with respect to 100 parts by weight of phenol resin. Resin coated sand in which a mixing ratio of methylenetetramine is 18 to 25 parts by weight and kneaded under heating at 165 to 180 ° C. to form a phenol resin coating containing aluminum powder on the surface of foundry sand; A method for producing a resin-coated sand, characterized in that:

3. A method for producing a resin-coated sand according to claim 1 or 2 , wherein 0.1 to 0.3 parts by weight of calcium stearate is added to 100 parts by weight of foundry sand during kneading.