JP4315685B2 - 鋳物サンドコア及びそのための膨張制御方法 - Google Patents
鋳物サンドコア及びそのための膨張制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4315685B2 JP4315685B2 JP2002585139A JP2002585139A JP4315685B2 JP 4315685 B2 JP4315685 B2 JP 4315685B2 JP 2002585139 A JP2002585139 A JP 2002585139A JP 2002585139 A JP2002585139 A JP 2002585139A JP 4315685 B2 JP4315685 B2 JP 4315685B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sand
- core
- weight
- lithia
- containing material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/06—Permanent moulds for shaped castings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
- B22C1/02—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
本発明は、金属鋳物(metal casting)を製造する際に使用するためのサンドコア、及びより具体的には、熱膨張性が制御されたサンドコア、及び、金属鋳造操作間におけるサンドコアの熱膨張を制御する方法に関する。
サンドコアは、最終鋳物の内部キャビティ(internal cavity)を形成するために使用される。サンドコアが鋳型に置かれ、かつ、溶融金属が金型に導入された時に、サンドコアにおけるサンドの急速な熱膨張が起こる。サンドコアにおけるサンドの急速な熱膨張の結果として、サンドコアがクラックし、また、溶融金属がコアのクラックに流れ込み、溶融金属が固体化した時に、鋳物表面から突出する鋳ばり(fin)(鋳造用語では“ベイン(vein)”)が生じる。制御されていないコアサンドの熱膨張により生じるこれらのベイン化(veining)欠点は、最も頻繁には、サンド及びコアサンドバインダー自身のサンドコアの形成前にそれらと均質に混合される抗ベイン化又は膨張制御剤により制御される。抗ベイン化又は膨張制御剤により、サンドコアの熱膨張係数が変更されて、そのクラッキング及びベイン形成が制御される。
本発明は、約4質量%未満のリチア含有材料及び少なくとも約1質量%の酸化鉄(Fe2O3)を含む抗ベイン化材料を使用することにより、実質的に費用を低減しながら、金属鋳造操作の間のサンドコアの熱膨張及びベイン形成の欠点を低減又は削除する方法を提供し、該抗ベイン化剤は、好ましくは、約1〜約3.5質量%のリチア含有材料及び約1質量%の酸化鉄を含む。
本発明は、鋳造に使用されるサンドコアの熱膨潤により生じる、金属鋳物におけるベインの形成の問題を取り扱う。上記に示したとおり、鋳型内の溶融金属の高温暴露の際、サンドコアは、急速に膨張し、かつ、クラックし、結果として、溶融金属がサンドコアクラックに流れ込み、得られる鋳物において突出するベインが生じ得る。本発明により、そのような欠点が実質的に除かれるが、これは、鋳物のサンドコアを形成する、コアサンド及びバインダーと均質に混合される、ヘマタイトとしても知られる酸化鉄(Fe2O3)及びリチア含有材料を選択量で含む抗ベイン化材料を添加することによる。本発明は、従来の鋳造コアサンド、例えば、珪砂(例えば、バジャー(Badger)サンド及びマンレーサンド)、ジルコンサンド、かんらん石サンド、亜クロム酸塩サンド、レーキサンド、堆積砂、溶融石英及びそれらの混合物を含んでいてもよい。サンドコアの製造においては、そのようなサンド粒子は、一般には、有効量のコアサンドバインダーと組み合され、例えば、約0.5〜約10質量%のサンドと、多数のコアバインダー系、例えば、フェノール型ホットボックス(hotbox)、フェノール型ウレタンコールドボックス(coldbox)、フラン、エステル及び二酸化炭素を含むケイ酸ナトリウムの系、ポリエステルバインダー、アクリル型バインダー、アルカリ性バインダー、エポキシバインダー及びフランウォームボックスの系のいずれかが使用され得る。上記コアサンドバインダー及びその使用に有効な量は、当該技術分野においてよく知られており、かつ、本願明細書において、その有効量を列記すること、及び、サンドコアの製造に有用なバインダーの有効量を決定する方法を記載することは不要であろう。本願明細書において質量%と記載する場合、それは、コアサンドの質量%を意味する。
バジャー(55)、1.1質量%のフェノール型ウレタンコールドボックス樹脂、及び4質量%のベインシール(登録商標)14000(そのリチア含有材料はSiO2、Fe3O4、Al2O3及びTiO2を含み得る)を含む混合物を、直径が数インチで高さが数インチの円筒状ロッドに成形した。円筒状ロッドサンドコアを用いて鋳造を行い、得られた鋳物は円筒状キャビティを含み、その内部円筒状表面は、内壁から内部へ延びるベイン及び有意な多孔率により特徴付けられるものであった。形成されたベインは、それらの除去のためのその後の仕上げ操作が必要な欠点となるものであった。
多量のバジャー(55)サンドを、1.2質量%のフェノール型ウレタンコールドボックス樹脂バインダー、3質量%のベインシール(登録商標)14000製品(例1において使用したもの)、及び1質量%のFe2O3と組み合せた。例1と同一寸法の円筒状サンドコアを形成した。そのサンドコアを用いて製造した鋳物は、ベインのない壁を有する円筒状キャビティを有するものであった。
バジャー(55)コアサンド、1.2質量%のフェノール型ウレタンコールドボックス樹脂、2.5質量%のベインシール(登録商標)14000製品(例1及び2において使用したもの)、及び1質量%のFe2O3を含む混合物を形成した。得られた混合物を、例1及び2と同一寸法の円筒状ロッドに成形し、それを鋳造を行うために使用し、得られた鋳物は、ベインのない壁を有する円筒状キャビティを有するものであった。
マンレー(50)コアサンド、1.25質量%のフェノール型ウレタンコールドボックス樹脂、及び5質量%のベインシール(登録商標)14000製品(例1〜3において使用したもの)の混合物を、例1〜3と同一寸法の円筒状ロッドに成形した。鋳造は円筒状ロッドサンドコアを用いて行い、得られた鋳物は、円筒状キャビティを含み、その内部円筒状表面は、内壁から内部へ延びるベインにより特徴付けられるものであり、それは、それらの除去のためのその後の仕上げ操作が必要な欠点となるものであった。
多量のマンレー(50)サンドを、1.1質量%のフェノール型ウレタンコールドボックス樹脂バインダー、3質量%のベインシール(登録商標)14000製品(例1〜4において使用したもの)、及び1質量%のFe2O3と組み合せた。例1〜4と同一寸法の円筒状サンドコアを形成した。そのサンドコアを用いて製造した鋳物は、ベインのない壁を有する円筒状キャビティを有するものであった。
マンレー(50)コアサンド、1.1質量%のフェノール型ウレタンコールドボックス樹脂、2.5質量%のベインシール(登録商標)14000製品(例1〜5において使用したもの)、及び1質量%のFe2O3を含む混合物を形成した。得られた混合物を、例1〜5と同一寸法の円筒状ロッドに成形し、それを鋳造を行うために使用し、得られた鋳物は、ベインのない壁を有する円筒状キャビティを有するものであった。
Claims (15)
- 金属鋳造用サンドコアであって、4質量%未満のリチア含有材料、少なくとも1質量%のFe2O3、及び残部のコアサンド及びコアサンドバインダーを含み、それらの全てでサンドコアを形成することを特徴とするサンドコア。
- Fe2O3の量が1質量%である請求項1に記載のサンドコア。
- リチア含有材料とFe2O3とを同量含み、コアサンドがレーキサンドを含む請求項2に記載のサンドコア。
- 2.5質量%のリチア含有材料を含み、コアサンドが珪砂を含む請求項2に記載のサンドコア。
- サンドコアを形成するための混合物であって、1.5〜3.5質量%のリチア含有材料、少なくとも1質量%のFe2O3、及び残部のコアサンド及びコアサンドバインダーを含むことを特徴とする混合物。
- Fe2O3の量が1質量%である請求項5に記載の混合物。
- リチア含有材料が1〜2.5質量%を構成する請求項5に記載の混合物。
- リチア含有材料が2.5質量%を構成し、コアサンドがシリカサンドを含む請求項7に記載の混合物。
- リチア含有材料が1質量%を構成し、コアサンドがレーキサンドを含む請求項6に記載の混合物。
- 鋳造用サンドコアを製造する方法であって、コアサンド、有効量のバインダー、1〜3.5質量%のリチア含有材料、及び1質量%のFe2O3を、コア形成材料として、一緒に、均質に混合すること、及び、コア形成材料をサンドコアに成形することを含む方法。
- コア形成材料が1質量%のリチア含有材料を含む請求項10に記載の方法。
- リチア含有材料が、2〜5%のLi2O、10〜25%のTiO2、15〜25%のAl2O3、10〜20%のFe3O4及び60〜70%のSiO2を含む、請求項10に記載の方法。
- コアサンドと、有効量のコアサンドバインダーと、4質量%未満のリチア含有材料及び少なくとも1質量%のFe2O3を含む抗ベイン化材料とを、コア形成混合物として、一緒に、均質に混合すること、及び、その後、コア形成混合物をサンドコアに成形することを含む方法。
- 抗ベイン化材料が、1〜3.5質量%のリチア含有材料及び少なくとも1質量%のFe2O3を含む請求項13に記載の方法。
- リチア含有材料が、α−リシア輝石、アンブリゴナイト、モンテブラサイト、葉長石、リシア雲母、チンワルダイト、ユークリプタイト及び炭酸リチウムからなる群より選ばれる請求項14に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/847,182 US20020165292A1 (en) | 2001-05-01 | 2001-05-01 | Casting sand cores and expansion control methods therefor |
PCT/US2002/013180 WO2002087807A1 (en) | 2001-05-01 | 2002-04-25 | Casting sand cores and expansion control methods therefor |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004524977A JP2004524977A (ja) | 2004-08-19 |
JP2004524977A5 JP2004524977A5 (ja) | 2006-01-05 |
JP4315685B2 true JP4315685B2 (ja) | 2009-08-19 |
Family
ID=25299997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002585139A Expired - Fee Related JP4315685B2 (ja) | 2001-05-01 | 2002-04-25 | 鋳物サンドコア及びそのための膨張制御方法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US20020165292A1 (ja) |
EP (1) | EP1385655A1 (ja) |
JP (1) | JP4315685B2 (ja) |
KR (1) | KR20040015217A (ja) |
BR (1) | BR0209326B1 (ja) |
CA (1) | CA2445929C (ja) |
MX (1) | MXPA03009876A (ja) |
WO (1) | WO2002087807A1 (ja) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020165292A1 (en) * | 2001-05-01 | 2002-11-07 | Baker Stephen G. | Casting sand cores and expansion control methods therefor |
US8011419B2 (en) * | 2007-10-03 | 2011-09-06 | Igc Technologies, Llc | Material used to combat thermal expansion related defects in the metal casting process |
US20090114365A1 (en) * | 2007-11-07 | 2009-05-07 | Igc Technologies, Llc | Material used to combat thermal expansion related defects in high temperature casting processes |
US8007580B2 (en) * | 2007-11-07 | 2011-08-30 | Igc Technologies, Llc | Material used to combat thermal expansion related defects in high temperature casting processes |
US7938169B2 (en) * | 2008-06-20 | 2011-05-10 | Prince Minerals, Inc. | Anti-veining agent for metal casting |
US8623959B2 (en) * | 2009-10-06 | 2014-01-07 | Joseph M. Fuqua | Non-veining urethane resins for foundry sand casting |
US8853299B2 (en) * | 2009-10-06 | 2014-10-07 | Amcol International Corp. | Lignite-based urethane resins with enhanced suspension properties and foundry sand binder performance |
US8309620B2 (en) * | 2009-10-06 | 2012-11-13 | Amcol International Corp. | Lignite-based urethane resins with enhanced suspension properties and foundry sand binder performance |
US8436073B2 (en) | 2009-10-06 | 2013-05-07 | Amcol International | Lignite-based foundry resins |
US8426494B2 (en) * | 2009-10-06 | 2013-04-23 | Amcol International Corp. | Lignite urethane based resins for enhanced foundry sand performance |
US20110139309A1 (en) * | 2009-12-16 | 2011-06-16 | Showman Ralph E | Foundry mixes contaiing carbonate salts and their uses |
WO2012089856A1 (es) | 2010-12-30 | 2012-07-05 | Ask Chemicals España, S.A.U. | Aditivo antiveining para la preparación de moldes y machos de fundición |
CN105195670B (zh) * | 2015-10-09 | 2017-09-22 | 宁夏共享化工有限公司 | 一种防止脉纹缺陷的水基流涂涂料的生产方法 |
CN112512724B (zh) * | 2018-03-30 | 2023-11-07 | 英默里斯美国公司 | 包含用于砂型铸造的氧化材料的组合物及其制备和使用方法 |
CN110666107B (zh) * | 2019-09-30 | 2021-10-08 | 北京航空材料研究院有限公司 | 一种砂芯及其制备方法和铸模 |
CN112756559A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-05-07 | 合肥江淮铸造有限责任公司 | 一种采用特种覆膜砂制作的砂芯 |
CN114367628B (zh) * | 2021-12-29 | 2023-08-29 | 天阳新材料科技有限公司 | 一种涡轮壳用抗脉纹覆膜砂及其制备方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2504133A (en) * | 1947-03-22 | 1950-04-18 | Mechanite Metal Corp | Method of preparing foundry sands |
US2883723A (en) * | 1956-11-20 | 1959-04-28 | Meehanite Metal Corp | Process for improved silicate bonded foundry molds and cores |
US4735973A (en) * | 1985-11-15 | 1988-04-05 | Brander John J | Additive for sand based molding aggregates |
US5911269A (en) * | 1992-11-16 | 1999-06-15 | Industrial Gypsum Co., Inc. | Method of making silica sand molds and cores for metal founding |
FR2775208B1 (fr) * | 1998-02-23 | 2000-12-29 | Iko France | Materiau d'addition pour la conception de noyaux en sable silicieux |
US20020165292A1 (en) * | 2001-05-01 | 2002-11-07 | Baker Stephen G. | Casting sand cores and expansion control methods therefor |
US20090114365A1 (en) * | 2007-11-07 | 2009-05-07 | Igc Technologies, Llc | Material used to combat thermal expansion related defects in high temperature casting processes |
-
2001
- 2001-05-01 US US09/847,182 patent/US20020165292A1/en not_active Abandoned
-
2002
- 2002-04-25 WO PCT/US2002/013180 patent/WO2002087807A1/en active Application Filing
- 2002-04-25 JP JP2002585139A patent/JP4315685B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2002-04-25 KR KR10-2003-7014193A patent/KR20040015217A/ko not_active Application Discontinuation
- 2002-04-25 CA CA002445929A patent/CA2445929C/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-04-25 BR BRPI0209326-0A patent/BR0209326B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2002-04-25 EP EP02736612A patent/EP1385655A1/en not_active Withdrawn
- 2002-04-25 MX MXPA03009876A patent/MXPA03009876A/es active IP Right Grant
-
2003
- 2003-09-02 US US10/653,363 patent/US6972302B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2005
- 2005-03-10 US US11/077,348 patent/US20050155741A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20050155741A1 (en) | 2005-07-21 |
JP2004524977A (ja) | 2004-08-19 |
CA2445929A1 (en) | 2002-11-07 |
EP1385655A1 (en) | 2004-02-04 |
CA2445929C (en) | 2008-04-08 |
WO2002087807A1 (en) | 2002-11-07 |
MXPA03009876A (es) | 2004-02-17 |
US20040044097A1 (en) | 2004-03-04 |
US6972302B2 (en) | 2005-12-06 |
BR0209326B1 (pt) | 2010-12-14 |
KR20040015217A (ko) | 2004-02-18 |
US20020165292A1 (en) | 2002-11-07 |
BR0209326A (pt) | 2004-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20050155741A1 (en) | Casting sand cores and expansion control methods therefor | |
JP6266584B2 (ja) | 鋳造混合物における添加剤としての有機酸金属塩の使用 | |
US5911269A (en) | Method of making silica sand molds and cores for metal founding | |
EP0993889B1 (en) | Foundry exothermic assembly | |
US5310420A (en) | Refractory containing investment material and method of making | |
US4106945A (en) | Investment material | |
US8007580B2 (en) | Material used to combat thermal expansion related defects in high temperature casting processes | |
US20030150592A1 (en) | Method for producing foundry shapes | |
US8011419B2 (en) | Material used to combat thermal expansion related defects in the metal casting process | |
EP3290130A1 (en) | Anti-veining additive for silica sand mold | |
JPH0663683A (ja) | 鋳型の製造方法 | |
JPS62244546A (ja) | 鋳鋼鋳物のチル用塗型剤 | |
JPS6340635A (ja) | 低膨張性樹脂被覆砂 | |
JP2001293537A (ja) | 鋳物砂の製造方法 | |
US3705863A (en) | Molding core grit | |
JP2001286977A (ja) | 鋳型および鋳型の製造方法 | |
JPS63299841A (ja) | 高温焼成鋳型材 | |
Maksimov et al. | Development of Mixtures for Ceramic Cores With Improved Technological Properties | |
JPH01500095A (ja) | 鋳型及び中子用の自硬性砂 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050425 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050425 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050511 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080428 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20080728 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20080804 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081028 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090427 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090519 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120529 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120529 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130529 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130529 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |