JP5024733B2 - 鋳包まれた砂中子の砂落し方法 - Google Patents
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Description
また、残留バインダ燃焼除去のための砂焼炉などの付帯設備が不要となるため、別途設置していた砂落し装置の省略、生産性の向上が実現できるという利点がある。
これにより通常の解枠装置が不要になると共に作動エネルギが低減できるという利点がある。しかも、容易に中子砂が分離できるので、砂焼工程が省かれる事でエネルギが低減できるという利点がある。
本発明は、易分解性バインダを用いた砂中子を鋳包んだ鋳物から砂中子を砂落しする方法であって、鋳造後に型内に保持された鋳物内部の砂中子に助燃ガスを給気する工程と、砂中子のバインダと助燃ガスとを反応させる工程と、生成した反応生成ガスを鋳物外に排気する工程と、単粒化させた砂を鋳物内部から排出する工程とを含む鋳包まれた砂中子の砂落し方法である。
なお、このバインダに発泡成分を用いた砂中子用混合物は発泡混合流動体状態として多量の気泡を包含したまま加熱した金型に圧入して造型するので、造形時に砂中子は金型に接する表面部分から順次乾燥・固化・硬化し、その過程での泡の減少によってバインダ及び砂が最終子固化部である中心が多孔となる構造を呈するため、砂中子内部では固体の量が少なく空間が大きいため通気しやすく、バインダの分解が容易となる。
なお、助燃ガスの給気・排気は鋳包まれた砂中子の、鋳包まれない部分、例えば、巾木などに鋳型外部と連絡する通気孔を設けて実施すると効率的である。但し、一ヶ所で給気・排気する場合には、専用のアダプターを必要とする。
[比較例1]
けい砂(フラタリーサンド)100wt.%、ポリビニルアルコール(JP−05、日本酢ビ・ポバール製)0.2wt.%、澱粉(デキストリンNSD−L、ニツシ製)0.8wt.%、クエン酸(扶桑化学製)0.4wt.%と水5wt.%を混合機(愛工舎卓上ミキサ)で約200rpmにおいて約3分間攪拝混合し発泡させ、前記骨材混合物をシリンダ内に投入し、シリンダ面圧0.5MPaのエアシリンダで、電気カートリッジヒータにより250℃に保持された、水道蛇口バルブ形状鋳物用中子造型用金型のキャビティ内に加圧充填し、15分間綱保持し、骨材混合物中の水分を蒸発させ、固化、架橋反応させた後、中子造型用金型のキャビティ内から造型砂中子2を取り出した。
ここで、イグロスとは、鋳物業界で灼熱減量あるいは強熱減量といわれているで、鋳物砂を1000℃1時間加熱し、その際の重量変化から夾雑物(有機系バインダ量)を測定する指標(JIS Z2601付属書5)である。
けい砂(フラタリーサンド)100wt.%、ポリビニルアルコール(JP−05、日木酢ピ・ポバール製)0.2wt.%、澱粉(デキストリンNSD−L、ニッシ製)0.8wt.%、クエン酸(扶桑化学製)0.4wt.%と水5wt.%を混合機(愛工舎卓上ミキサ)で約200rpmにおいて約3分間攪枠混合し発泡させ、シリンダ内に投入し、シリンダ面圧0.5MPaのエアシリンダで、電気カートリッジヒータにより250℃に保持された、水道蛇口バルブ形状鋳物用の砂中子造型用金型のキャビティ内に加圧充填し、1.5分間保持し、骨材混合物中の水分を蒸発させ、固化、架橋反応させた後、砂中子造型用金型のキャビティ内から造型中子を取り出した。
けい砂(フラタリーサンド)100wt.%、ポリビニルアルコール(JP−05、日木酢ピ・ポバール製)0.2wt.%、澱粉(デキストリンNSD−L、ニッシ製)0.8wt.%、クエン酸(扶桑化学製)0.4wt.%と水5wt.%を混合機(愛工舎卓上ミキサ)で約200rpmにおいて約3分間攪枠混合し発泡させ、シリンダ内に投入し、シリンダ面圧0.5MPaのエアシリンダで、電気カートリッジヒータにより250℃に保持された、水道蛇口バルブ形状鋳物用の砂中子造型用金型のキャビティ内に加圧充填し、1.5分間保持し、骨材混合物中の水分を蒸発させ、同化、架橋反応させた後、砂中子造型用金型のキャビティ内から造型中子を取り出した。
[比較例2]
1.4wt.%フェノール樹脂をバインダとして作製したシェル中子を実施例1と同様に300℃に保持された金型に装着し、鋳込み温度750でアルミアルミ合金鋳物4種C合金AC4C溶湯を鋳造し、鋳物の表面が凝固した15秒後に巾木に連結された、金型通気孔より常温の酸素を元圧力0.1MPa、流量30L/minで45秒給気すると、通気穴に近い巾木のバインダは分解するが、前述の鋳型とは異なり、吹き込み口に近い部分の半分の中子が反応ガス化して残留した砂粒が流動化するのみであって、全量のバインダを分解することは出来なかった。
けい砂(フラタリーサンド)100wt.%、ポリビニルアルコール(JP−05、日本酢ビ・ポバール製)0.2wt.%、澱粉(デキストリン、ニツシ製)0.8wt.%、クエン酸(扶桑化学製)0.4wt.%と水5wt.%を混合機(愛工舎製卓上ミキサ)で約200rpmにおいて約3分間攪絆混合し発泡させ、シリンダ内に投入し、シリンダ面圧0.5MPaのエアシリンダで、電気カートリッジヒータにより250℃に保持された、シリンダーヘッド用ウオータジャケットに使用する砂中子造型用金型のキャビティ内に加圧充填し、1.5分間保持し、骨材混合物中の水分を蒸発させ、固化、架橋反応させた後、砂中子造型用金型のキャビティ内から造型中子を取り出した。
実施例1から4によれば、易分解性バインダを用いた給気による砂落しにおいては、主型は金型、砂型いずれでも有効であることが示されている。
2 砂中子
3 給気
4 排気(吸引)
5 バインダが反応除去された後の残留中子砂
6 砂粒が除去された空洞
A 水溶性易分解性バインダ
Claims (5)
- 易分解性バインダを用いた砂中子を鋳包んだ鋳物から砂中子を除去する、砂落し方法であって、
注湯凝固後に金型内に保持されたままの鋳物内部の砂中子に助燃ガスを給気する工程と、
砂中子のバインダと助燃ガスとを反応させる工程と、
生成した反応生成ガスを鋳物外に排気する工程と、
単粒化させた砂を鋳物内部から排出する工程とを
含むことを特徴とする鋳包まれた砂中子の砂落し方法。
- 前記助燃ガスが、酸素もしくはオゾンの酸化性成分を含むガス体、または空気である請求項1に記載の鋳包まれた砂中子の砂落し方法。
- 鋳型内を吸引、減圧後に前記助燃ガスを給気することを繰り返す請求項2に記載の鋳包まれた砂中子の砂落し方法。
- 前記助燃ガスが常圧以上である請求項3に記載の鋳包まれた砂中子の砂落し方法。
- 前記易分解性バインダが低温分解性の水溶性である請求項1から4に記載の鋳包まれた砂中子の砂落し方法。
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