JP4545192B2 - 鋳鋼用レジンコーテッドサンド、同サンドからなる鋳型および同鋳型により鋳造された鋼鋳物 - Google Patents
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Description
特に、本発明の鋼鋳物は、湯じわの発生がJIS G 0588に基づく等級分類で1〜2級となるように抑制された高品質の鋳物である。
2 中子
3 上型
4 下型
5 湯口
10 熱間たわみ量測定装置
11 大型鋳鋼品(ブラケット)
12 中型鋳鋼品(フレーム)
13 小型鋳鋼品(小型ブラケット)
H ヒーター
本発明の好適な実施形態におけるRCSは、鋳物砂と、同鋳物砂に対する2.5〜5.0重量%のフェノール系樹脂と、同フェノール系樹脂に対する2.0〜50重量%の硝酸カリウムと、同フェノール系樹脂に対する4.0重量%以上、20重量%以下のビンゾールとを含んでいる。
RCSを30mmφ×50mmの大きさに賦形した後、250℃で2分間焼成してテストピース1(TP1)を2つ作製した。一方のTP1は、常温まで放冷した後、その抗圧力を冷間強度として測定した。また、他方のTP1は、1000℃で1分間爆熱し、その直後の抗圧力を熱間強度として測定した。
熱膨張率は、JACT試験法M−2に準じて測定した。即ち、前記と同様に30mmφ×50mmのTP1を作製し、そのTP1の長さ(曝熱前のTP長)を測定した。次に、TP1を炉内温度1000℃に調節された高温鋳物砂試験機内に設置した。そして、同試験機で所定時間ごとにTPの長さ(曝熱後のTP長)を測定し、その測定結果に基づいて下記の計算式により各時間における熱膨張率を算出した。
熱膨張率(%)=(曝熱後のTP長−曝熱前のTP長)/曝熱前のTP長×100
RCSを50×120×5mmの大きさに賦形した後、250℃で40秒間焼成してTP2を作製した。得られたTP2を、図1に示すように熱間たわみ量測定装置10に片持はりの状態で固定した。続いて、予め加熱したヒーターHをTP2の下面に挿入して曝熱を行い、TP2の自由端が上方向に変位した変位量と、その変位量に対応する曝熱時間とを測定した。
図2に示すような主型1を、鋳物砂を用いて生型法により造型した。また、テストピース中子2を、RCSを用いてシェルモールド法により造型した。なお、主型1は、上型3と下型4とに上下に分割でき、また内部に円筒形状の空間が形成されるように構成されている。
熱間亀裂の評価指標:亀裂長さが0mm(熱間亀裂無し)の場合に「5」の評価を与え、以下、亀裂長さが100mm以下を「4」、100mmを超え200mm以下を「3」、200mmを超え300mm以下を「2」、300mmを超えるものを「1」として評価した。
前記熱間亀裂の評価のときと同様に鋼鋳物を鋳造し、得られた鋼鋳物を目視により観察した。そして、鋼鋳物に湯じわが殆ど見られなかったものを「○」、湯じわが観察されたものを「×」として評価した。
ワールミキサー(遠州鉄工株式会社製)内に、150℃に予熱した国内硅砂7kgと、旭有機材工業株式会社製のノボラック型フェノール樹脂(商品名「SP6905」;以下、ノボラック樹脂Aとする)210gと、硝酸カリウム21gと、Herxules社の(商品名:ビンゾールレジン」を40gとを投入し、これらを40秒間混練した。次に、水105gにヘキサメチレンテトラミン20gを溶かした水溶液を同ワールミキサー内に加えた。そして、ブロワーで送風しながら砂の塊状物が粒状に崩壊するまで混練した。続いて、同ワールミキサー内にステアリン酸カルシウム7gを加えた後、さらに5秒間混練することによりRCSを得た。
実施例2〜7及び比較例1〜3については、RCSの配合とその成分を以下の表1〜3に示す配合量に変更することを除いて、前記実施例1と同様にして各RCSを作製した。なお、表1〜3において、ノボラック樹脂Bとは、低膨張性を示す旭有機材工業株式会社製の商品名「SP5000HS」であるノボラック型フェノール樹脂であり、ノボラック樹脂Cとは、低膨張性を示すノボラック型フェノール樹脂である旭有機材工業株式会社製の商品名「BP150」である。
ここで、上記大型、中型、小型の鋳鋼品に対して行った評価の結果を以下の表4にまとめて示す。
Claims (9)
- 鋳物砂と、同鋳物砂に対する2.5〜5.0重量%のフェノール系樹脂と、硝酸カリウムと、ビンゾールとを含んでなることを特徴とする鋳鋼用レジンコーテッドサンド。
- 前記フェノール系樹脂のフェノール成分は、ビスフェノールA、同ビスフェノールAの精製時に生じる残渣、及び同残渣中の分離成分の誘導体よりなる群から選択される少なくとも1種を含んでなることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の鋳鋼用レジンコーテッドサンド。
- 前記硝酸カリウムの配合量が、前記フェノール系樹脂に対して2〜50重量%であることを特徴とする請求の範囲第1項又は第2項に記載の鋳鋼用レジンコーテッドサンド。
- 前記ビンゾールの配合量が、前記フェノール系樹脂に対して4重量%以上、20重量%以下であることを特徴とする請求の範囲第3項に記載の鋳鋼用レジンコーテッドサンド。
- 厚さ6〜15mmで、1000cm2 以上の表面積を有する鋳鋼品の鋳型であって、前記請求の範囲第1〜4項のいずれかに記載されたレジンコーテッドサンドを用いて造型されてなることを特徴とする鋳鋼用鋳型。
- 前記鋳型の熱間強度が120〜175N/cm2 であることを特徴とする請求の範囲第5項に記載の鋳鋼用鋳型。
- 請求の範囲第5項又は第6項に記載の鋳鋼用鋳型を使って鋳造される鋼鋳物であって、同鋼鋳物が厚さ6〜15mmで、1000cm2 以上の表面積を有し、前記鋳型と接する鋳物面に発生する熱間亀裂が70mm以下であることを特徴とする鋼鋳物。
- 前記鋼鋳物の湯じわは、JIS G 0588に基づく等級分類が1〜2級である請求の範囲第7項に記載の鋼鋳物。
- 前記鋼鋳物の重量が35kg以上であることを特徴とする請求の範囲第7項又は第8項に記載の鋼鋳物。
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