JP5086906B2 - Green sand mold apparatus and green sand mold making method - Google Patents

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Description

本発明は、無機粘結剤を含む生砂を基材とする生砂鋳型装置および生砂鋳型造型方法に関する。   The present invention relates to a green sand mold apparatus and a green sand mold making method based on green sand containing an inorganic binder.

従来、自硬性またはガス硬化性の高い硬化性鋳型(CO2鋳型またはフラン鋳型)で第1層を形成し、その裏打ちとしての第2層を生砂鋳型で形成する砂型造形方法が知られている(特許文献1)。第2層は、生砂をインペラで第1層の背向面側に投射させることにより形成されている。生砂はベントナイト(無機粘結剤)を含む。
特開平2−155534号公報
Conventionally, a sand mold forming method is known in which a first layer is formed with a curable mold (CO2 mold or furan mold) having high self-hardening property or gas curing property, and a second layer as a backing is formed with a fresh sand mold. (Patent Document 1). The second layer is formed by projecting green sand onto the back surface side of the first layer with an impeller. Fresh sand contains bentonite (inorganic binder).
Japanese Patent Laid-Open No. 2-155534

上記した硬化性鋳型はCO2鋳型またはフラン鋳型で形成されている。CO2削減が叫ばれている近年、CO2は避けることが好ましい。また環境対策上、フラン樹脂を用いるフラン鋳型も避けることが好ましい。   The curable mold described above is formed of a CO2 mold or a furan mold. In recent years, when CO2 reduction is sought, it is preferable to avoid CO2. For environmental measures, it is preferable to avoid furan molds using furan resin.

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、生砂鋳型を採用しつつも、生砂鋳型の体積が少なくて済み、生砂鋳型の使用する生砂の使用量も少なくて済み、よって生砂を混練させる混練コストが低減される生砂鋳型装置および生砂鋳型造型方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and while adopting the green sand mold, the volume of the green sand mold is small, and the amount of green sand used by the green sand mold is small, Accordingly, it is an object of the present invention to provide a green sand mold apparatus and a green sand mold making method in which the kneading cost for mixing green sand is reduced.

(1)様相1に係る生砂鋳型装置は、(i)無機粘結剤を含む生砂の集合体を加圧して形成され且つ表面に鋳造キャビティを有する生砂鋳型と、(ii)前記生砂鋳型を収容する鋳枠と、(iii)前記鋳枠内の空間のうち前記生砂鋳型の前記表面に背向する背向面側の空間部分に配置され前記鋳枠内の前記生砂鋳型の前記背向面側をバックアップすると共に、前記無機粘結剤を含まないかあるいは前記無機粘結剤が前記生砂における前記無機粘結剤の配合比の1/5以下とされたバックアップ材とを具備し、前記バックアップ材は粒子の集合体であり、水を粘結剤として含むことを特徴とする。 (1) A fresh sand mold apparatus according to aspect 1 includes: (i) a fresh sand mold formed by pressing an aggregate of fresh sand containing an inorganic binder, and having a casting cavity on a surface thereof; A casting frame that accommodates a sand mold, and (iii) the fresh sand mold in the casting frame that is disposed in a space portion on the back side facing the surface of the fresh sand mold in the space in the casting frame. And a back-up material that does not contain the inorganic binder or that the inorganic binder is 1/5 or less of the blending ratio of the inorganic binder in the raw sand. The backup material is an aggregate of particles and contains water as a binder .

生砂は無機粘結剤および水分を含む砂である。無機粘結剤はベントナイト(モンモリロナイト族の粘土)、木節粘土、耐火粘土(カオリナイト)が代表的なものである。本発明によれば、鋳枠内に配置される生砂鋳型のうち背向面側はバックアップ材でバックアップされて補強されている。このため生砂鋳型の肉厚が薄くでき、その体積が少なくて済むため、生砂鋳型の使用する生砂の使用量も少なくて済む。よって生砂を混練させる混練コストが低減される。更にバックアップ材は無機粘結剤を含有していないかあるいは無機粘結剤の含有量が少ないので、バックアップ材に相当する部分も生砂鋳型で形成されている場合に比較して、溶湯注湯時にバックアップ材におけるガス透過性が高まる。このため鋳鉄のガス欠陥の抑制に貢献できる。   Green sand is sand containing an inorganic binder and moisture. Typical examples of the inorganic binder are bentonite (montmorillonite clay), kibushi clay, and refractory clay (kaolinite). According to this invention, the back surface side is backed up and reinforced by the backup material among the fresh sand molds arranged in the casting frame. For this reason, the thickness of the green sand mold can be reduced and the volume thereof can be reduced, so that the amount of green sand used by the green sand mold can be reduced. Therefore, the kneading cost for kneading raw sand is reduced. Furthermore, since the backup material does not contain the inorganic binder or the content of the inorganic binder is small, compared with the case where the portion corresponding to the backup material is also formed by the green sand mold, Sometimes the gas permeability in the backup material is increased. For this reason, it can contribute to suppression of the gas defect of cast iron.

(2)様相2に係る生砂鋳型造型方法は、(i)無機粘結剤を含む生砂と、前記無機粘結剤を含まないかあるいは前記無機粘結剤が前記生砂における前記無機粘結剤の配合比の1/5以下とされたバックアップ材とを準備する工程と、(ii)鋳造キャビティを形成するための模型を前記鋳枠内に配置した状態で、前記生砂の集合体を前記鋳枠の空間内に装填する装填工程と、(iii)その後、前記模型と前記生砂の集合体とを対面させた状態で、前記模型に背向する側から前記鋳枠内の前記生砂の集合体を加圧体で加圧して圧縮させることにより、前記鋳枠内に前記生砂鋳型を造型する造型工程と、(iv)その後、前記鋳枠内において生砂鋳型のうち前記模型に背向する側に、前記バックアップ材を装入することにより、前記生砂鋳型のうち前記模型または前記鋳造キャビティと背向する側を補強する補強工程とを含み、前記バックアップ材は粒子の集合体であり、水を粘結剤として含むことを特徴とする。 (2) The green sand mold making method according to aspect 2 includes (i) green sand containing an inorganic binder, and the inorganic binder does not contain the inorganic binder or the inorganic binder in the green sand. A step of preparing a backup material having a blending ratio of 1/5 or less of the binder; and (ii) an aggregate of the raw sand in a state where a model for forming a casting cavity is disposed in the casting frame. (Iii) After that, in a state where the model and the aggregate of fresh sand face each other, (iii) the inside of the cast frame from the side facing away from the model Forming a green sand mold in the casting frame by pressing and compressing the aggregate of green sand with a pressure body; and (iv) after that, among the green sand molds in the casting frame, By inserting the backup material on the side facing away from the model, the fresh sand mold Out look including a reinforcing process for reinforcing the model or the side that said casting cavity and facing away, the backup material is an aggregate of particles, characterized in that it comprises water as binder.

生砂は無機粘結剤および水分を含む砂である。無機粘結剤はベントナイト(モンモリロナイト族の粘土)、木節粘土、耐火粘土(カオリナイト)が代表的なものである。本発明によれば、補強工程により、鋳枠内に配置される生砂鋳型のうち背向面側はバックアップ材でバックアップされて補強されている。このため生砂鋳型の肉厚が薄くでき、その体積が少なくて済むため、生砂鋳型の使用する生砂の使用量も少なくて済む。よって生砂を混練させる混練コストが低減される。更にバックアップ材は無機粘結剤を含有していないかあるいは無機粘結剤の含有量が少ないので、バックアップ材に相当する部分も生砂鋳型で形成されている場合に比較して、溶湯注湯時にバックアップ材におけるガス透過性が高まる。このため鋳鉄のガス欠陥の抑制に貢献できる。   Green sand is sand containing an inorganic binder and moisture. Typical examples of the inorganic binder are bentonite (montmorillonite clay), kibushi clay, and refractory clay (kaolinite). According to the present invention, the back surface side of the green sand mold disposed in the casting frame is backed up and reinforced by the backup material by the reinforcing step. For this reason, the thickness of the green sand mold can be reduced and the volume thereof can be reduced, so that the amount of green sand used by the green sand mold can be reduced. Therefore, the kneading cost for kneading raw sand is reduced. Furthermore, since the backup material does not contain the inorganic binder or the content of the inorganic binder is small, compared with the case where the portion corresponding to the backup material is also formed by the green sand mold, Sometimes the gas permeability in the backup material is increased. For this reason, it can contribute to suppression of the gas defect of cast iron.

本発明によれば、次の好適態様が挙げられる。   According to the present invention, the following preferred embodiments are mentioned.

・バックアップ材は粒子の集合体とすることができる。粒子としては、砂粒子、廃砂の粒子、セラミックス粒子、金属球等が挙げられる。   -The backup material can be an aggregate of particles. Examples of the particles include sand particles, waste sand particles, ceramic particles, and metal spheres.

・生砂は有機系粘結剤(フラン樹脂等)を含有しない方が好ましいが、場合によっては、含有していても良い。好ましくは、バックアップ材は、無機粘結剤を含まないか、あるいは、含むとしても生砂鋳型における無機粘結剤の配合比の1/5以下または1/10以下である。このバックアップ材は、生砂に比較して高い流動性をもつため、鋳枠内に装填するとき装填効率を高めることができる。   -Raw sand preferably contains no organic binder (furan resin or the like), but may contain it in some cases. Preferably, the backup material does not contain the inorganic binder, or even if it contains it, it is 1/5 or less or 1/10 or less of the blending ratio of the inorganic binder in the green sand mold. Since this backup material has higher fluidity than raw sand, it is possible to increase the loading efficiency when loaded into a casting frame.

・好ましくは、バックアップ材は粒子の集合体であり、水を粘結剤として含む。水は粘結剤として作用して、バックアップ材の粒子同士の結合性を高めることができる。このため生砂鋳型に対するバックアップ性を高めることができる。水分は、有害排出物を過剰に排出させないため、有機系粘結剤に比較して環境面において好ましい。   Preferably, the backup material is an aggregate of particles and contains water as a binder. Water acts as a binder and can enhance the bonding between the particles of the backup material. For this reason, the backup property with respect to a green sand mold can be improved. Moisture is preferable in terms of environment compared to organic binders because it does not cause excessive discharge of harmful emissions.

・好ましくは、バックアップ材の粒子の粒径は、生砂鋳型を構成する砂粒子の粒径よりも大きい。この場合、溶湯注湯時にバックアップ材におけるガス透過性が高まる。このため鋳鉄のガス欠陥の抑制に貢献できる。場合によっては、バックアップ材の粒子の粒径は、生砂鋳型を構成する砂粒子の粒径よりも小さくできる。この場合、バックアップ材の装填密度が高まり、生砂鋳型に対するバックアップ性が高まる。粒径は平均粒径としても良い。平均粒径はメディアン径でも単純平均径でも良い、なお、粒径は、光学顕微鏡または拡大鏡で測定できる。   -Preferably, the particle size of the particle | grains of a backup material is larger than the particle size of the sand particle which comprises a fresh sand mold. In this case, the gas permeability in the backup material is increased when the molten metal is poured. For this reason, it can contribute to suppression of the gas defect of cast iron. In some cases, the particle size of the backup material particles can be smaller than the particle size of the sand particles constituting the green sand mold. In this case, the loading density of the backup material is increased and the backup performance for the green sand mold is improved. The particle size may be an average particle size. The average particle diameter may be a median diameter or a simple average diameter. The particle diameter can be measured with an optical microscope or a magnifier.

・好ましくは、生砂鋳型の肉厚は、注湯時に溶湯の熱で無機粘結剤が損傷(焼死)する分とすることができる。この場合、生砂鋳型の肉厚は薄くされる。   -Preferably, the thickness of the green sand mold may be such that the inorganic binder is damaged (burned) by the heat of the molten metal during pouring. In this case, the thickness of the green sand mold is reduced.

・注湯時に溶湯圧等により生砂鋳型では亀裂が発生し、進展することが多い。この場合、鋳鉄の寸法精度が低下するおそれがある。そこで、好ましくは、生砂鋳型は、注湯時に発生する水蒸気が凝縮して形成される凝縮水層を生砂鋳型の内部に形成する肉厚に設定されている。凝縮水層は水分が豊富であるため、生砂鋳型において発生した亀裂のそれ以上の進展を抑えるという作用を有する。このため生砂鋳型の内部に凝縮水層が形成されるように、生砂鋳型の肉厚を設定しておけば、生砂鋳型において亀裂が仮に発生したとしても、亀裂の進展を抑制させる効果を期待できる。   -Cracks occur in the green sand mold due to the molten metal pressure during pouring and often develop. In this case, the dimensional accuracy of cast iron may be reduced. Therefore, the green sand mold is preferably set to a thickness that forms a condensed water layer formed by condensation of water vapor generated during pouring in the green sand mold. Since the condensed water layer is rich in moisture, it has the effect of suppressing further development of cracks generated in the green sand mold. For this reason, if the thickness of the green sand mold is set so that a condensed water layer is formed inside the green sand mold, even if cracks occur in the green sand mold, the effect of suppressing the progress of cracks Can be expected.

場合によっては、注湯時に発生する水蒸気が凝縮して形成される凝縮水層を生砂鋳型の内部に形成しないでバックアップ材の内部に形成するように、生砂鋳型の肉厚を設定しておくこともできる。   In some cases, the thickness of the green sand mold is set so that a condensed water layer formed by condensation of water vapor generated during pouring is not formed inside the green sand mold but inside the backup material. It can also be left.

・好ましくは、加圧体は、互いに独立して駆動可能な複数個の分割加圧体に分割されている。この場合、生砂鋳型の領域に応じて、加圧体の位置および/またはストロークを可変にでき、加圧代を調整でき、ひいては鋳型強度を調整できる。   -Preferably, the pressurization body is divided | segmented into the some division | segmentation pressurization body which can be driven mutually independently. In this case, the position and / or stroke of the pressurizing body can be made variable according to the area of the green sand mold, the pressurization allowance can be adjusted, and the mold strength can be adjusted accordingly.

・好ましくは、バックアップ材の水分量は、鋳鉄の組織および/または黒鉛に応じて調整されている。バックアップ材の水分量の調整により、溶湯および鋳鉄の冷却速度を調整でき、鋳鉄組織および/または黒鉛を調整することができる。バックアップ材の水分量を調整しても、生砂鋳型の強度それ自体にはあまり影響を与えないため、生砂鋳型の強度が維持される。水を含まないバックアップ材を100質量部とするとき、水は例えば、0〜20質量部の範囲、0〜10質量部の範囲で調整できる。但しこれに限定されるものではない。   -Preferably, the moisture content of the backup material is adjusted according to the structure of cast iron and / or graphite. By adjusting the water content of the backup material, the cooling rate of the molten metal and cast iron can be adjusted, and the cast iron structure and / or graphite can be adjusted. Even if the moisture content of the backup material is adjusted, the strength of the green sand mold itself is not significantly affected, so that the strength of the green sand mold is maintained. When the backup material not containing water is 100 parts by mass, the water can be adjusted, for example, in the range of 0 to 20 parts by mass and in the range of 0 to 10 parts by mass. However, it is not limited to this.

・好ましくは、補強工程では、生砂鋳型および模型が対面している状態で、バックアップ材に加圧力および/または振動を加えてバックアップ材の装填率を高めることができる。この場合、生砂鋳型に対するバックアップ性を高めることができる。   Preferably, in the reinforcing step, the loading rate of the backup material can be increased by applying pressure and / or vibration to the backup material in a state where the green sand mold and the model are facing each other. In this case, the back-up property for the green sand mold can be improved.

・場合によっては、生砂は例えば熱硬化性樹脂を含有することができる。この場合、好ましくは、造形工程は、鋳枠内の生砂の集合体を加圧して圧縮させる加圧操作と、マイクロ波を生砂の集合体に照射させて熱硬化性樹脂を熱硬化させる照射操作により実施される。   -Depending on the case, green sand can contain a thermosetting resin, for example. In this case, preferably, in the modeling step, the thermosetting resin is thermally cured by pressurizing and compressing the aggregate of fresh sand in the casting frame and irradiating the aggregate of fresh sand with microwaves. Performed by irradiation operation.

本発明によれば、鋳枠内の生砂鋳型の背向面側をバックアップ材でバックアップすることにしている。このため生砂鋳型の肉厚を薄くでき、その体積が少なくて済み、生砂鋳型の使用する生砂の使用量も少なくて済み、よって生砂を混練させる混練コストが低減される。更にバックアップ材は無機粘結剤を含有していないかあるいは無機粘結剤の含有量が少ないので、バックアップ材の粒子間の結合性が低く、バックアップ材のガス透過性が良好である。このため、バックアップ材に相当する部分も生砂鋳型で形成されている場合に比較して、溶湯注湯時にバックアップ材におけるガス透過性を高めることができ、鋳鉄のガス欠陥を抑制できる。   According to the present invention, the back surface side of the green sand mold in the casting frame is backed up by the backup material. For this reason, the thickness of the green sand mold can be reduced, the volume thereof can be reduced, and the amount of green sand used by the green sand mold can be reduced, thereby reducing the kneading cost for kneading the green sand. Further, since the backup material does not contain an inorganic binder or the content of the inorganic binder is small, the connectivity between particles of the backup material is low, and the gas permeability of the backup material is good. For this reason, compared with the case where the part corresponded to a backup material is also formed with the fresh sand mold, the gas permeability in a backup material can be improved at the time of molten metal pouring, and the gas defect of cast iron can be suppressed.

(実施形態1)
本発明を具体化した実施形態1について図1〜図7を参照しつつ説明する。先ず、下側生砂鋳型装置1dの造型について説明する。まず、下側鋳造キャビティを形成し得る下側模型5dを用意する。下側模型5dは、金属または硬質樹脂で形成された四角枠形状をなす下側鋳枠3dの第1開口301を覆う下側定盤50dと、下側定盤50dに保持された下側模型部51dとを有する。下側模型部51dの型面53dは、下側鋳造キャビティ20dとなる形状を有する。
(Embodiment 1)
A first embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. First, the molding of the lower raw sand mold apparatus 1d will be described. First, a lower model 5d capable of forming a lower casting cavity is prepared. The lower model 5d includes a lower surface plate 50d that covers the first opening 301 of the lower casting frame 3d having a square frame shape formed of metal or hard resin, and a lower model held by the lower surface plate 50d. Part 51d. The mold surface 53d of the lower model portion 51d has a shape that becomes the lower casting cavity 20d.

図1に示すように、下側模型5dの下側定盤50dで下側鋳枠3dの第1開口301を覆いつつ、無機粘結剤を含む生砂7の集合体70を下側鋳枠3dの空間内に装入する。これにより所要量の生砂7の集合体70を下側鋳枠3dの空間内に配置する。この結果、下側鋳枠3d内において、下側模型5dの型面53dと生砂7の集合体70とを対面させる。この状態で、下側加圧体モード操作部を生砂7の集合体70の上側に配置する。   As shown in FIG. 1, an aggregate 70 of fresh sand 7 containing an inorganic binder is covered with the lower casting frame while covering the first opening 301 of the lower casting frame 3 d with the lower surface plate 50 d of the lower model 5 d. Insert into the 3d space. Thereby, the aggregate 70 of the required amount of fresh sand 7 is disposed in the space of the lower casting frame 3d. As a result, the mold surface 53d of the lower model 5d and the aggregate 70 of the fresh sand 7 face each other in the lower casting frame 3d. In this state, the lower pressurizing body mode operation unit is disposed above the aggregate 70 of the fresh sand 7.

生砂7は、水分および無機粘結剤(ベントナイト)を含むと共に、調整剤を含む。調整剤としては炭素質(石炭粉砂)および澱粉が挙げられる。生砂7の砂粒子を100質量部とするとき、水分は2〜5質量部、無機粘結剤(ベントナイト)は6〜10質量部の配合比とすることができる。但し、これに限定されるものではない。   The raw sand 7 contains moisture and an inorganic binder (bentonite) and also contains a regulator. Examples of the regulator include carbonaceous material (coal dust sand) and starch. When the sand particles of green sand 7 are 100 parts by mass, the water content can be 2 to 5 parts by mass, and the inorganic binder (bentonite) can be 6 to 10 parts by mass. However, it is not limited to this.

下側加圧体6dは、下側鋳枠3dの第2開口302に嵌合可能な下側ピストン60dと、下側ピストン60dを前進後退させるロッド61dをもつ油圧または空圧式の下側シリンダ部62d(下側駆動源)とで形成されている。下側シリンダ部62dを駆動させてロッド61dを伸張させ、下側ピストン60dを前進方向(矢印Y1方向,下方)に前進させ、生砂7の集合体70を加圧して肉厚方向に圧縮させる。これにより下側生砂鋳型2d(図2参照)を形成する。   The lower pressure member 6d is a hydraulic or pneumatic lower cylinder portion having a lower piston 60d that can be fitted into the second opening 302 of the lower casting frame 3d and a rod 61d that moves the lower piston 60d forward and backward. 62d (lower drive source). The lower cylinder portion 62d is driven to extend the rod 61d, the lower piston 60d is advanced in the forward direction (arrow Y1 direction, downward), and the aggregate 70 of fresh sand 7 is pressurized and compressed in the thickness direction. . Thus, the lower raw sand mold 2d (see FIG. 2) is formed.

その後、下側シリンダ部62dを逆方向に駆動させてロッド61dを収縮させ、下側ピストン60dを後退方向(矢印Y2方向,上方)に後退させ、下側ピストン60dを下側鋳枠3dから離脱させる。   Thereafter, the lower cylinder portion 62d is driven in the opposite direction to contract the rod 61d, the lower piston 60d is retracted in the backward direction (arrow Y2 direction, upward), and the lower piston 60d is detached from the lower casting frame 3d. Let

その後、下側鋳枠3d内において下側生砂鋳型2dのうち下側模型5d(下側鋳造キャビティ20d)に背向する側に、下側バックアップ砂4d(バックアップ材)の集合体を装入する。この場合、重力により下側バックアップ砂4dを落下させて装入しても良いし、あるいは、インペラーによる遠心力で、下側バックアップ砂4dを投射させて装入しても良い。あるいは、下側鋳枠3dに適宜振動を加えても良い。   Thereafter, an assembly of the lower backup sand 4d (backup material) is loaded on the side of the lower raw sand mold 2d facing away from the lower model 5d (lower casting cavity 20d) in the lower casting frame 3d. To do. In this case, the lower backup sand 4d may be dropped and loaded by gravity, or the lower backup sand 4d may be projected and loaded by the centrifugal force of the impeller. Or you may apply a vibration to the lower side casting form 3d suitably.

これにより下側生砂鋳型2dのうち下側模型5d(下側鋳造キャビティ20d)と背向する側を、下側バックアップ砂4dで補強する(図2参照)。下側バックアップ砂4dは、無機粘結剤が含有されていないか、或いは、無機粘結剤の配合比が生砂7よりも少ない砂粒子であるため、高い流動性および高い装填性をもつ。ここで、下側バックアップ砂4dの砂粒子を100質量部とするとき、水分は1〜3質量部、無機粘結剤(ベントナイト)は0〜1質量部の配合比とすることができる。但しこれに限定されるものではない。更に、下側鋳枠3dには支持定盤25dが載せられる。支持定盤25dは、下側バックアップ砂4dに対して錘として機能することができ、バックアップ性を更に高めることができる。   As a result, the side of the lower raw sand mold 2d that faces away from the lower model 5d (lower casting cavity 20d) is reinforced with the lower backup sand 4d (see FIG. 2). The lower backup sand 4d does not contain an inorganic binder, or is a sand particle with a blending ratio of the inorganic binder smaller than that of raw sand 7, and thus has high fluidity and high loadability. Here, when the sand particles of the lower backup sand 4d are 100 parts by mass, the water content can be 1 to 3 parts by mass, and the inorganic binder (bentonite) can be 0 to 1 part by mass. However, it is not limited to this. Further, a support surface plate 25d is placed on the lower casting frame 3d. The support surface plate 25d can function as a weight with respect to the lower backup sand 4d, and can further enhance the backup performance.

図2は、製造された下側生砂鋳型装置1dを示す。図2に示すように、下側生砂鋳型装置1dは、無機粘結剤を含む生砂7の集合体70を加圧して形成された下側生砂鋳型2dと、下側生砂鋳型2dを収容する下側鋳枠3dと、下側鋳枠3d内に装填された下側バックアップ砂4dとを有する。下側生砂鋳型2dの表面201には下側模型部51dが配置されている。下側生砂鋳型2dの背向面202は、下側模型部51d(下側鋳造キャビティ20d)に背向している。   FIG. 2 shows the manufactured lower raw sand mold apparatus 1d. As shown in FIG. 2, the lower fresh sand mold apparatus 1d includes a lower fresh sand mold 2d formed by pressurizing an aggregate 70 of fresh sand 7 containing an inorganic binder, and a lower fresh sand mold 2d. 3d, and lower back-up sand 4d loaded in the lower cast frame 3d. A lower model portion 51d is disposed on the surface 201 of the lower raw sand mold 2d. The back surface 202 of the lower raw sand mold 2d faces away from the lower model portion 51d (lower casting cavity 20d).

下側バックアップ砂4dは、下側鋳枠3d内の空間において、下側生砂鋳型2dの背向面202側の空間部分に配置されており、下側鋳枠3d内の下側生砂鋳型2dの背向面202側をバックアップして補強している。更に、錘としても機能できる支持定盤25dが下側バックアップ砂4dに着脱可能に載せられおり、補強性を高めている。なお、適当な時期に、下側模型部51dは下側生砂鋳型2dから離型されるため、下側模型部51dが占めていた空間が下側鋳造キャビティ20d(図4参照)として下側生砂鋳型装置1dに形成される。ここで、下側生砂鋳型2dの背向面202は、下側バックアップ砂4dでバックアップされて補強されている。このため下側生砂鋳型2dの肉厚および体積が少なくて済むため、下側生砂鋳型2dが使用する生砂7の使用量も少なくて済む。よって生砂7を混練させる混練コストが低減される。なお、下側バックアップ砂4dの層の最小肉厚はpdで示される。   The lower backup sand 4d is disposed in a space portion on the back surface 202 side of the lower raw sand mold 2d in the space in the lower casting frame 3d, and the lower raw sand mold in the lower casting mold 3d. The back surface 202 side of 2d is backed up and reinforced. Further, a support surface plate 25d that can also function as a weight is detachably mounted on the lower backup sand 4d to enhance the reinforcement. Since the lower model portion 51d is released from the lower raw sand mold 2d at an appropriate time, the space occupied by the lower model portion 51d is the lower casting cavity 20d (see FIG. 4). It is formed in the green sand mold apparatus 1d. Here, the back surface 202 of the lower raw sand mold 2d is backed up and reinforced by the lower backup sand 4d. For this reason, since the thickness and volume of the lower green sand mold 2d can be reduced, the amount of green sand 7 used by the lower green sand mold 2d can be reduced. Therefore, the kneading cost for kneading raw sand 7 is reduced. The minimum thickness of the lower backup sand 4d layer is indicated by pd.

次に、図3を参照しつつ上側生砂鋳型装置1uについて説明する。上側生砂鋳型装置1uは基本的には下側生砂鋳型装置1dと同様な手順で製造される。製造された上側生砂鋳型装置1uは、下側生砂鋳型装置1dと基本的には同じ構造であり、無機粘結剤を含む生砂7の集合体70を加圧して形成された上側生砂鋳型2uと、上側生砂鋳型2uを収容する四角枠形状をなす上側鋳枠3uと、上側鋳枠3u内に装填された上側バックアップ砂4u(バックアップ材)とを有する。図3に示すように、上側模型5uは、上側定盤50uと上側模型部51uとを有する。   Next, the upper fresh sand mold apparatus 1u will be described with reference to FIG. The upper fresh sand mold apparatus 1u is basically manufactured in the same procedure as the lower fresh sand mold apparatus 1d. The produced upper fresh sand mold apparatus 1u has basically the same structure as the lower fresh sand mold apparatus 1d, and is formed by pressing an aggregate 70 of fresh sand 7 containing an inorganic binder. It has a sand mold 2u, an upper casting frame 3u having a square frame shape for accommodating the upper raw sand casting mold 2u, and upper backup sand 4u (backup material) loaded in the upper casting mold 3u. As shown in FIG. 3, the upper model 5u has an upper surface plate 50u and an upper model part 51u.

上側生砂鋳型2uの表面201には上側模型部51uが配置されている。上側生砂鋳型2uの背向面202は、上側模型部51uに背向している。   An upper model portion 51u is disposed on the surface 201 of the upper fresh sand mold 2u. The back surface 202 of the upper fresh sand mold 2u faces away from the upper model portion 51u.

上側バックアップ砂4uは、上側鋳枠3uにおいて、上側生砂鋳型2uの背向面202側の空間部分に配置されており、上側生砂鋳型2uの背向面202側をバックアップして補強している。このように上側生砂鋳型2uの背向面202側は、上側バックアップ砂4uでバックアップされて補強されている。このため上側生砂鋳型2uの肉厚および体積が少なくて済むため、上側生砂鋳型2uが使用する生砂7の使用量も少なくて済む。よって生砂7を混練させる混練コストが低減される。上側バックアップ砂4uに錘としても機能できる支持定盤25uが載せられ、バックアップ性を更に高めている。ここで、上側バックアップ砂4uの砂粒子を100質量部とするとき、水分は1〜3質量部、無機粘結剤(ベントナイト)は0〜1質量部の配合比とすることができる。但し、これに限定されるものではない。   The upper backup sand 4u is disposed in a space portion on the back surface 202 side of the upper green sand mold 2u in the upper casting frame 3u, and backs up and reinforces the back surface 202 side of the upper green sand mold 2u. Yes. Thus, the back surface 202 side of the upper fresh sand mold 2u is backed up and reinforced by the upper backup sand 4u. For this reason, since the thickness and volume of the upper fresh sand mold 2u can be reduced, the amount of fresh sand 7 used by the upper fresh sand mold 2u can be reduced. Therefore, the kneading cost for kneading raw sand 7 is reduced. A support surface plate 25u that can also function as a weight is placed on the upper backup sand 4u to further enhance the backup performance. Here, when the sand particles of the upper backup sand 4u are 100 parts by mass, the water content can be 1 to 3 parts by mass, and the inorganic binder (bentonite) can be 0 to 1 part by mass. However, it is not limited to this.

なお、適当な時期に、上側模型5uは上側生砂鋳型2uから離型され、上側鋳造キャビティ20u(図4参照)が得られる。なお、上側模型5uは上側定盤50uと上側模型部51uとで形成されている。上側バックアップ砂4uの層の最小肉厚はpuで示される。   At an appropriate time, the upper model 5u is released from the upper raw sand mold 2u, and an upper casting cavity 20u (see FIG. 4) is obtained. The upper model 5u is formed by an upper surface plate 50u and an upper model part 51u. The minimum wall thickness of the upper backup sand 4u layer is denoted by pu.

図4に示すように、上側生砂鋳型装置1uが上側に、且つ、下側生砂鋳型装置1dが下側に組み付けられ、生砂鋳型装置1が形成される。この場合、下側生砂鋳型装置1dが上下反転される。上下反転時において、重力による下側バックアップ砂4dの落下は、支持定盤25dにより抑えられる。   As shown in FIG. 4, the upper fresh sand mold apparatus 1u is assembled on the upper side, and the lower fresh sand mold apparatus 1d is assembled on the lower side, whereby the fresh sand mold apparatus 1 is formed. In this case, the lower fresh sand mold apparatus 1d is turned upside down. At the time of upside down, the fall of the lower backup sand 4d due to gravity is suppressed by the support surface plate 25d.

上側鋳造キャビティ20uおよび下側鋳造キャビティ20dが一体化されて鋳造キャビティ20が形成されている。図5に示すように、鋳鉄の溶湯Mが鋳造キャビティ20に注湯され、溶湯Mが凝固すれば、鋳鉄M1が形成される。ここで、下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uが粘結剤を基本的には含まないか、含んだとしても少ない。更に水分も生砂7よりも少ない。このため下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uのガス透過性は高められている。故に、注湯時において、鋳造キャビティ20のガスを放出させるガス抜け性が高められており、鋳鉄M1のガス欠陥の低減に貢献できる。更に、下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uの砂粒子のサイズが生砂7の砂粒子のサイズよりも大きいときには、ガス透過性は一層高められる。   The upper casting cavity 20u and the lower casting cavity 20d are integrated to form the casting cavity 20. As shown in FIG. 5, when the molten M of cast iron is poured into the casting cavity 20, and the molten M is solidified, the cast iron M1 is formed. Here, the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u basically do not contain or contain a binder. Furthermore, there is less moisture than fresh sand 7. For this reason, the gas permeability of the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u is enhanced. Therefore, at the time of pouring, the gas releasing property for releasing the gas in the casting cavity 20 is enhanced, which can contribute to the reduction of gas defects in the cast iron M1. Furthermore, when the size of the sand particles of the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u is larger than the size of the sand particles of the raw sand 7, the gas permeability is further enhanced.

また、型ばらし工程において、鋳鉄M1を取り出すにあたり、図6に示すように、上側生砂鋳型装置1uを上下反転させることが好ましい。この場合、上側バックアップ砂4uは、焼き付いていない限り、重力により矢印D1方向に下降して除去される。更に図7に示すように、下側生砂鋳型装置1dの支持定盤25dを取り外せば、下側バックアップ砂4dは、焼き付いていない限り、重力により矢印D2方向に下降して除去される。ここで、下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uが粘結剤を基本的には含まないか、含んだとしても少ない。このため、下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uは、離型時において高い崩壊性および流動性をもち、型ばらし工程が容易となる。殊に、下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uは水分量が少なく、乾燥状態である場合には、高い崩壊性および流動性が得られ、型ばらし工程が一層容易となる。   Moreover, in taking out the cast iron M1 in the mold releasing step, it is preferable to turn the upper fresh sand mold apparatus 1u upside down as shown in FIG. In this case, the upper backup sand 4u is lowered and removed in the direction of the arrow D1 by gravity unless it is burned. Furthermore, as shown in FIG. 7, if the supporting surface plate 25d of the lower raw sand mold apparatus 1d is removed, the lower backup sand 4d is lowered and removed by gravity in the direction of arrow D2 unless it is seized. Here, the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u basically do not contain or contain a binder. For this reason, the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u have high disintegration and fluidity at the time of mold release, and the mold releasing process is facilitated. In particular, the lower back-up sand 4d and the upper back-up sand 4u have a low moisture content, and when they are in a dry state, high disintegration and fluidity can be obtained, and the mold release process becomes easier.

また、型ばらし工程において、下側生砂鋳型2dを下側バックアップ砂4dと共に崩壊させるときであっても、下側生砂鋳型2dは塊状化しているものの、下側バックアップ砂4dは高い流動性をもつため、振動を作用させれば、両者の分離は容易となる。上側生砂鋳型2uについても同様である。   Further, even when the lower raw sand mold 2d is collapsed together with the lower backup sand 4d in the mold releasing step, the lower raw sand mold 2d is agglomerated, but the lower backup sand 4d has high fluidity. Therefore, if vibration is applied, separation of both becomes easy. The same applies to the upper fresh sand mold 2u.

以上説明したように本実施形態によれば、下側鋳枠3d内に配置される下側生砂鋳型2dの肉厚は薄いものの、下側生砂鋳型2dは下側鋳枠3d内において下側バックアップ砂4dでバックアップされて補強されている。このため下側生砂鋳型2dの体積が少なくて済むため、下側生砂鋳型2dが使用する生砂7の使用量も少なくて済む。よって生砂7を混練させる混練コストが低減される。同様に、上側鋳枠3u内に配置される上側生砂鋳型2uの肉厚は薄いものの、上側生砂鋳型2uは上側鋳枠3u内において上側バックアップ砂4uでバックアップされて補強されている。このため上側生砂鋳型2uの体積が少なくて済むため、上側生砂鋳型2uが使用する生砂7の使用量も少なくて済む。よって生砂7を混練させる混練コストが低減される。高温の溶湯Mの熱影響を受けた生砂7を再生化させる再生処理も低減させる。   As described above, according to this embodiment, although the thickness of the lower raw sand mold 2d disposed in the lower casting frame 3d is thin, the lower raw sand mold 2d is lower in the lower casting mold 3d. Backed up by side backup sand 4d and reinforced. For this reason, since the volume of the lower green sand mold 2d can be reduced, the amount of green sand 7 used by the lower green sand mold 2d can be reduced. Therefore, the kneading cost for kneading raw sand 7 is reduced. Similarly, although the thickness of the upper fresh sand mold 2u arranged in the upper casting frame 3u is thin, the upper fresh sand mold 2u is backed up and reinforced by the upper backup sand 4u in the upper casting mold 3u. For this reason, since the volume of the upper fresh sand mold 2u can be reduced, the amount of fresh sand 7 used by the upper fresh sand mold 2u can be reduced. Therefore, the kneading cost for kneading raw sand 7 is reduced. The regeneration process for regenerating the fresh sand 7 affected by the hot molten metal M is also reduced.

本実施形態によれば、下側生砂鋳型2dを造型するとき、生砂7を加圧させるのは、肉厚が薄くされた下側生砂鋳型2dに相当する部分である。よって従来技術よりも加圧効率を高くできる。同様に、上側生砂鋳型2uを造型するとき、生砂7を加圧させるのは、肉厚が薄くされた上側生砂鋳型2uに相当する部分である。よって従来技術よりも加圧効率を高くできる。このため、下側生砂鋳型2dおよび上側生砂鋳型2uの加圧強度を高めることができ、下側生砂鋳型2dおよび上側生砂鋳型2uの密度を高めることができ、更には、下側生砂鋳型2dおよび上側生砂鋳型2uの寸法精度、鋳肌を改善させることができる。   According to this embodiment, when molding the lower raw sand mold 2d, the raw sand 7 is pressurized at a portion corresponding to the lower raw sand mold 2d having a reduced thickness. Therefore, the pressurization efficiency can be made higher than that of the prior art. Similarly, when molding the upper fresh sand mold 2u, the fresh sand 7 is pressurized at a portion corresponding to the upper fresh sand mold 2u having a reduced thickness. Therefore, the pressurization efficiency can be made higher than that of the prior art. For this reason, the pressure strength of the lower fresh sand mold 2d and the upper fresh sand mold 2u can be increased, the density of the lower fresh sand mold 2d and the upper fresh sand mold 2u can be increased, and the lower side The dimensional accuracy and casting surface of the green sand mold 2d and the upper green sand mold 2u can be improved.

鋳造キャビティ20に溶湯を注湯したとき、溶湯圧で下側生砂鋳型2dおよび上側生砂鋳型2uが互いに離間する方向に変位しようする。この場合、下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uが変位に対して抵抗体として働くため、上記した変位は抑制され、鋳鉄の寸法精度が良好に維持される。   When molten metal is poured into the casting cavity 20, the lower fresh sand mold 2d and the upper fresh sand mold 2u are likely to be displaced away from each other by the molten metal pressure. In this case, since the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u act as resistors against the displacement, the displacement described above is suppressed, and the dimensional accuracy of the cast iron is maintained well.

本実施形態によれば、上側バックアップ砂4uの最小肉厚pu(図3参照),下側バックアップ砂4dの最小肉厚pd(図2参照)を大きくすれば、上側バックアップ砂4u、下側バックアップ砂4dの使用量が増加し、鋳造キャビティ20内の溶湯および鋳鉄の冷却速度(冷却時におけるA1変態点通過温度)を遅くすることを期待できる。また、最小肉厚pu,pdを薄くすれば、上側バックアップ砂4u、下側バックアップ砂4dの使用量が減少し、鋳造キャビティ20内の溶湯および鋳鉄の冷却速度を促進できる。なお、上側バックアップ砂4u、下側バックアップ砂4dは乾燥状態とすることができる。   According to this embodiment, if the minimum wall thickness pu (see FIG. 3) of the upper backup sand 4u and the minimum wall thickness pd (see FIG. 2) of the lower backup sand 4d are increased, the upper backup sand 4u and the lower backup sand 4u. It can be expected that the amount of sand 4d used will increase and the cooling rate of the molten metal and cast iron in the casting cavity 20 (the temperature passing through the A1 transformation point during cooling) will slow down. Further, if the minimum wall thicknesses pu and pd are reduced, the amount of use of the upper backup sand 4u and the lower backup sand 4d is reduced, and the cooling rate of the molten metal and cast iron in the casting cavity 20 can be promoted. The upper backup sand 4u and the lower backup sand 4d can be in a dry state.

上記したように肉厚pu,肉厚pdを調整すれば、鋳鉄M1の金属組織(フェライト率,パーライト率)および黒鉛形態(黒鉛粒数,黒鉛サイズ)を調整することができる。なお、鋳造キャビティ20内の溶湯Mおよび鋳鉄M1の冷却速度(冷却時におけるA1変態点通過温度)が速いときには、フェライト率を減少させ,パーライト率を増加させる。更に、黒鉛粒数を増加させ、黒鉛サイズを小さくできる。これに対して溶湯Mおよび鋳鉄M1の冷却速度が遅いときには、フェライト率を増加させ,パーライト率を減少させる。更に、黒鉛粒数を減少させ、黒鉛サイズを大きくできる。   By adjusting the wall thickness pu and wall thickness pd as described above, the metal structure (ferrite ratio, pearlite ratio) and graphite morphology (graphite grain number, graphite size) of the cast iron M1 can be adjusted. When the cooling rate of the molten metal M and the cast iron M1 in the casting cavity 20 is high (the A1 transformation point passage temperature during cooling), the ferrite rate is decreased and the pearlite rate is increased. Furthermore, the number of graphite grains can be increased and the graphite size can be reduced. On the other hand, when the cooling rate of the molten metal M and the cast iron M1 is slow, the ferrite rate is increased and the pearlite rate is decreased. Furthermore, the number of graphite grains can be reduced and the graphite size can be increased.

(実施形態2)
図8は、生砂温度と有効粘結剤残存率との関係を表す試験結果を示す。有効粘結剤残存率とは、注湯後において有効な無機粘結剤が残存している割合を意味する。図8から理解できるように、有効粘結剤残存率を高めるためには、生砂温度を500℃以下、殊に400℃以下に維持することが好ましい。図9は、注湯開始時からの経過時間と鋳型砂温度との関係を表す試験結果を示す。溶湯接触面からの距離が5ミリメートル、10ミリメートル、20ミリメートル、40ミリメートルの場合について、鋳型砂温度を測定した。図9に示すように、経過時間に伴い鋳型砂温度は次第に上昇する。溶湯接触面からの距離が短い程、鋳型砂温度の昇温速度は速い。溶湯接触面からの距離が40ミリメートルであれば、当該距離の鋳型砂温度の昇温は100℃程度に抑えられる。
(Embodiment 2)
FIG. 8 shows the test results representing the relationship between the green sand temperature and the effective binder residual rate. The effective binder remaining ratio means the ratio of the effective inorganic binder remaining after pouring. As can be understood from FIG. 8, in order to increase the effective binder residual ratio, it is preferable to maintain the green sand temperature at 500 ° C. or lower, particularly 400 ° C. or lower. FIG. 9 shows test results representing the relationship between the elapsed time from the start of pouring and the mold sand temperature. The mold sand temperature was measured when the distance from the molten metal contact surface was 5 mm, 10 mm, 20 mm, or 40 mm. As shown in FIG. 9, the mold sand temperature gradually increases with the elapsed time. The shorter the distance from the molten metal contact surface, the faster the mold sand temperature rise rate. If the distance from the molten metal contact surface is 40 millimeters, the temperature rise of the mold sand temperature at the distance is suppressed to about 100 ° C.

ところで、注湯前において上側生砂鋳型2uおよび下側生砂鋳型2dは、水分を有する。このため鋳造キャビティ20に溶湯が注湯されると、上側生砂鋳型2uおよび下側生砂鋳型2dに含まれている水分は、鋳造キャビティ20内の溶湯および鋳鉄の熱により水蒸気化し、水蒸気は鋳造キャビティ20内の鋳鉄と反対側に蒸散しようとする。ここで、鋳型砂温度が100℃を超えると、水分は水蒸気化すると考えられる。鋳型砂温度が100℃付近であれば、気化した水蒸気が凝縮して水を形成し、凝縮水層200を上側生砂鋳型2uおよび下側生砂鋳型2dの内部に形成させる。ここで、上側生砂鋳型2uおよび下側生砂鋳型2dでは溶湯圧等により注湯時に亀裂が発生し、進展することがある。亀裂が大きく進展すると、鋳鉄の寸法精度が低下するおそれがある。   By the way, before pouring, the upper fresh sand mold 2u and the lower fresh sand mold 2d have moisture. For this reason, when molten metal is poured into the casting cavity 20, the moisture contained in the upper fresh sand mold 2u and the lower fresh sand mold 2d is vaporized by the heat of the molten metal and cast iron in the casting cavity 20, and the water vapor is An attempt is made to evaporate to the opposite side of the cast iron in the casting cavity 20. Here, when the mold sand temperature exceeds 100 ° C., it is considered that the moisture is vaporized. If the mold sand temperature is around 100 ° C., the vaporized water vapor is condensed to form water, and the condensed water layer 200 is formed inside the upper fresh sand mold 2u and the lower fresh sand mold 2d. Here, in the upper fresh sand mold 2u and the lower fresh sand mold 2d, cracks may occur during the pouring due to the molten metal pressure or the like, and may develop. If the crack progresses greatly, there is a risk that the dimensional accuracy of the cast iron will decrease.

そこで本実施形態によれば、図10に模式的に示すように、上側生砂鋳型2uの肉厚tuは、注湯時に発生する凝縮水層200を上側生砂鋳型2uの内部に形成できる肉厚に設定されている。同様に下側生砂鋳型2dの肉厚tdは、注湯時に発生する凝縮水層200を下側生砂鋳型2dの内部に形成できる肉厚に設定されている。   Therefore, according to the present embodiment, as schematically shown in FIG. 10, the wall thickness tu of the upper fresh sand mold 2u is a meat that can form a condensed water layer 200 generated during pouring in the upper fresh sand mold 2u. The thickness is set. Similarly, the wall thickness td of the lower raw sand mold 2d is set to a thickness capable of forming the condensed water layer 200 generated during pouring in the lower raw sand mold 2d.

従って、下側生砂鋳型2dおよび上側生砂鋳型2uに亀裂が発生したとしても、上記した凝縮水層200は、豊富な水分をもち鋳型剛性が低いため、亀裂のそれ以上の進展を抑えるという作用を有する。このため下側生砂鋳型2dおよび上側生砂鋳型2uが凝縮水層200を含み得る肉厚に設定されていれば、亀裂が発生したとしても、亀裂の進展を抑制させる効果が得られる。ここで凝縮水層200が形成されるのは、鋳型砂温度が90〜100℃の範囲と推定される。従って、上側生砂鋳型2uの肉厚tu、下側生砂鋳型2dの肉厚tdは、10〜40ミリメートル程度が好ましい。但しこれに限定されるものではない。この程度の肉厚であれば、亀裂進展を抑制できる効果を有する凝縮水層200を下側生砂鋳型2dの内部および上側生砂鋳型2uの内部に形成できる。なお下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uを構成する砂粒子の粒径は、ガス放出性を高めるため、生砂7を構成する砂粒子の粒径よりも大きいことが好ましい。   Therefore, even if a crack occurs in the lower fresh sand mold 2d and the upper fresh sand mold 2u, the condensed water layer 200 described above has abundant moisture and has a low mold rigidity, and therefore suppresses further progress of the crack. Has an effect. For this reason, if the lower fresh sand mold 2d and the upper fresh sand mold 2u are set to a thickness that can include the condensed water layer 200, an effect of suppressing the progress of the crack can be obtained even if a crack occurs. Here, it is estimated that the condensed water layer 200 is formed when the mold sand temperature is in the range of 90 to 100 ° C. Accordingly, the wall thickness tu of the upper fresh sand mold 2u and the wall thickness td of the lower fresh sand mold 2d are preferably about 10 to 40 millimeters. However, it is not limited to this. With this thickness, the condensed water layer 200 having an effect of suppressing crack propagation can be formed inside the lower fresh sand mold 2d and the upper fresh sand mold 2u. In addition, it is preferable that the particle size of the sand particles constituting the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u is larger than the particle size of the sand particles constituting the raw sand 7 in order to improve the gas releasing property.

(実施形態3)
本実施形態は実施形態1,2と基本的には同様の構成および作用効果を有する。但し、実施形態2とは異なり、上側生砂鋳型2uの肉厚tuは、注湯時に発生する凝縮水層200を上側生砂鋳型2uの内部に形成しないようなサイズに設定されている。同様に、下側生砂鋳型2dの肉厚tdは、注湯時に発生する凝縮水層200を下側生砂鋳型2dの内部に形成しないようなサイズに設定されている。前記した凝縮水層は上側バックアップ砂4u,下側バックアップ砂4dの内部に形成されることになる。注湯時において、上側バックアップ砂4uの水分含有量は少なく、上側バックアップ砂4uを100質量部とすると、水は2質量部以下、好ましくは1質量部以下とされている。このように上側バックアップ砂4uは乾燥している。下側バックアップ砂4dも同様である。このように乾燥度が高い上側バックアップ砂4uおよび下側バックアップ砂4dは、高いガス放出性を確保するばかりか、亀裂の進展を抑制させる作用を有する。
(Embodiment 3)
The present embodiment has basically the same configuration and operational effects as the first and second embodiments. However, unlike Embodiment 2, the wall thickness tu of the upper fresh sand mold 2u is set to a size that does not form the condensed water layer 200 generated during pouring in the upper fresh sand mold 2u. Similarly, the wall thickness td of the lower raw sand mold 2d is set to a size such that the condensed water layer 200 generated during pouring is not formed inside the lower raw sand mold 2d. The aforementioned condensed water layer is formed inside the upper backup sand 4u and the lower backup sand 4d. At the time of pouring, the water content of the upper backup sand 4u is small, and when the upper backup sand 4u is 100 parts by mass, the water is 2 parts by mass or less, preferably 1 part by mass or less. Thus, the upper backup sand 4u is dry. The same applies to the lower backup sand 4d. Thus, the upper backup sand 4u and the lower backup sand 4d having a high degree of dryness not only ensure high gas release properties but also have an action of suppressing the progress of cracks.

(実施形態4)
図11および図12は実施形態4を示す。本実施形態は実施形態1と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、実施形態1と異なる部分を中心として説明する。図11は、生砂7の集合体70に対面する下側加圧体6dを示す。下側加圧体6dは、互いに独立駆動できる複数の下側分割加圧体600dで形成されている。図11に示すように、下側分割加圧体600dのそれぞれは、下側ピストン60dと、下側ピストン60dをロッド61dを介して前進後退させる油圧または空圧式の下側シリンダ部62d(駆動源)とで形成されている。各下側分割加圧体600dは、互いに独立して駆動できるため、生砂7の集合体70を領域毎に圧縮させることができる。従って、下側生砂鋳型2dのうち、強度が特に要請される領域については、下側分割駆動体600dの下側ピストン60dの移動ストロークを大きくすれば良い。
(Embodiment 4)
11 and 12 show a fourth embodiment. The present embodiment has basically the same configuration and operational effects as the first embodiment. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first embodiment. FIG. 11 shows the lower pressurizing body 6d facing the aggregate 70 of fresh sand 7. The lower pressure body 6d is formed of a plurality of lower divided pressure bodies 600d that can be driven independently of each other. As shown in FIG. 11, each of the lower divided pressurizing bodies 600d includes a lower piston 60d and a hydraulic or pneumatic lower cylinder portion 62d (drive source) that moves the lower piston 60d forward and backward via a rod 61d. ) And are formed. Since the lower divided pressurizing bodies 600d can be driven independently of each other, the aggregate 70 of fresh sand 7 can be compressed for each region. Therefore, the movement stroke of the lower piston 60d of the lower divided drive body 600d may be increased in a region where the strength is particularly required in the lower raw sand mold 2d.

これに対して、強度があまり要請されない領域については、下側分割駆動体600dの下側ピストン60dの移動ストロークを小さくすれば良い。ここで、各下側シリンダ部62dは、共通基部620dに保持されているため、共通基部620dが下側鋳枠3dに対して接近すれば、各下側シリンダ部62dは各下側ピストン60dと共に下側鋳枠3dに対して接近できる。   On the other hand, in the region where the strength is not so required, the movement stroke of the lower piston 60d of the lower divided drive body 600d may be reduced. Here, since each lower cylinder part 62d is held by the common base part 620d, when the common base part 620d comes close to the lower casting frame 3d, each lower cylinder part 62d together with each lower piston 60d. It is possible to approach the lower casting frame 3d.

図12は、生砂7の集合体70に対面する上側加圧体6uを示す。上側加圧体6uは、互いに独立駆動できる複数の上側分割加圧体600uで形成されている。上側分割加圧体600uのそれぞれは、上側ピストン60uと、上側ピストン60uをロッド61uを介して前進後退させる油圧または空圧式の上側シリンダ部62u(駆動源)とで形成されている。各上側分割加圧体600uは、互いに独立して駆動できるため、生砂7の集合体70を個別に圧縮させることができる。従って、上側生砂鋳型2uのうち、強度が特に要請される領域については、上側ピストン60uの移動ストロークを大きくすれば良い。   FIG. 12 shows the upper pressurizing body 6 u facing the aggregate 70 of fresh sand 7. The upper pressure body 6u is formed of a plurality of upper divided pressure bodies 600u that can be driven independently of each other. Each of the upper divided pressurizing bodies 600u is formed by an upper piston 60u and a hydraulic or pneumatic upper cylinder portion 62u (drive source) that moves the upper piston 60u forward and backward through a rod 61u. Since the upper divided pressure bodies 600u can be driven independently from each other, the aggregate 70 of the fresh sand 7 can be individually compressed. Therefore, in the upper fresh sand mold 2u, in the region where the strength is particularly required, the moving stroke of the upper piston 60u may be increased.

これに対して、強度があまり要請されない領域については、上側ピストン60uの移動ストロークを小さくすれば良い。ここで、各上側シリンダ部62uは、共通基部620uに保持されているため、共通基部620uが上側鋳枠3uに対して接近すれば、各上側シリンダ部62uは各上側ピストン60uと共に上側鋳枠3uに対して接近できる。   On the other hand, the movement stroke of the upper piston 60u may be reduced in the region where the strength is not so required. Here, since each upper cylinder part 62u is hold | maintained at the common base part 620u, if the common base part 620u approaches with respect to the upper casting frame 3u, each upper cylinder part 62u will be set to upper casting frame 3u with each upper piston 60u. Can approach.

(実施形態5)
本実施形態は実施形態1〜4と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有するため、図1〜図12を準用する。以下、実施形態1〜4と異なる部分を中心として説明する。図13は、鋳造キャビティ20に溶湯を注湯して凝固させ更に冷却させる過程の温度変化を示す。図13に示すように、注湯後の鋳鉄の温度は次第に低下していく。ここで、下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uにおける水分量を調整すれば、鋳造キャビティ20内の溶湯および鋳鉄の冷却速度(A1変態点通過温度)を調整することができる。水が水蒸気化するときの潜熱は大きいためである。
(Embodiment 5)
Since this embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as those of Embodiments 1 to 4, FIGS. 1 to 12 are applied mutatis mutandis. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first to fourth embodiments. FIG. 13 shows the temperature change in the process of pouring the molten metal into the casting cavity 20 to solidify and further cool it. As shown in FIG. 13, the temperature of the cast iron after pouring gradually decreases. Here, if the moisture content in the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u is adjusted, the cooling rate (A1 transformation point passing temperature) of the molten metal and cast iron in the casting cavity 20 can be adjusted. This is because the latent heat when water is steamed is large.

鋳鉄組織におけるフェライト率を高めるためには、鋳鉄の冷却速度を緩和させることが好ましい。そこで下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uにおける水分量を相対的に減少させることが好ましい。例えば、生砂7の水分量よりも減少させて乾燥状態とし、保温性を高めることができる。これに対して、鋳鉄組織におけるパーライト率を高めるためには、鋳鉄の冷却速度を速めることが好ましい。そこで下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uにおける水分量を相対的に増加させることが好ましい。例えば生砂7の水分量よりも増加させ、水の気化熱で溶湯および鋳鉄の冷却速度を速めることもできる。   In order to increase the ferrite rate in the cast iron structure, it is preferable to reduce the cooling rate of the cast iron. Therefore, it is preferable to relatively reduce the amount of water in the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u. For example, the moisture content of the raw sand 7 can be reduced to a dry state to increase the heat retention. On the other hand, in order to increase the pearlite rate in the cast iron structure, it is preferable to increase the cooling rate of the cast iron. Therefore, it is preferable to relatively increase the amount of water in the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u. For example, it is possible to increase the water content of the raw sand 7 and increase the cooling rate of the molten metal and cast iron with the heat of vaporization of water.

このため本実施形態によれば、下側生砂鋳型2dおよび上側生砂鋳型2uの造型性を確保しつつ、下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uにおける水分量を調整することにより、鋳鉄組織のフェライト率および/またはパーライト率を調整することができる。単位面積あたりの黒鉛の粒数および/またはサイズを調整することができる。一般的には、フェライト率が増加すると、鋳鉄の延性は向上し、パーライト率が増加すると、鋳鉄の強度は増加する。一般的には、黒鉛のサイズが小さくなると、鋳鉄の強度は増加し、黒鉛のサイズが大きくなると、鋳鉄の振動減衰能は増加する。   For this reason, according to the present embodiment, the cast iron structure is obtained by adjusting the water content in the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u while ensuring the moldability of the lower fresh sand mold 2d and the upper fresh sand mold 2u. It is possible to adjust the ferrite ratio and / or the pearlite ratio. The number and / or size of graphite particles per unit area can be adjusted. In general, as the ferrite rate increases, the ductility of the cast iron improves, and as the pearlite rate increases, the strength of the cast iron increases. In general, the strength of cast iron increases as the size of graphite decreases, and the vibration damping capacity of cast iron increases as the size of graphite increases.

本実施形態によれば、下側バックアップ砂4dの水分量を調整したとしても、基本的には、下側生砂鋳型3dそれ自体の強度には影響を与えない。更に下側バックアップ砂4dによるバックアップ能力にも、基本的には影響を与えない。同様に、上側バックアップ砂4uについても同様である。このため下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uにおける水分調整を乾燥状態から湿潤状態へと広くでき、鋳鉄の組織調整、黒鉛調整の幅を広くできる。   According to this embodiment, even if the moisture content of the lower backup sand 4d is adjusted, basically, the strength of the lower raw sand mold 3d itself is not affected. Furthermore, the backup capability by the lower backup sand 4d is basically not affected. Similarly, the same applies to the upper backup sand 4u. For this reason, the moisture adjustment in the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u can be widened from the dry state to the wet state, and the width of the cast iron structure adjustment and the graphite adjustment can be widened.

本実施形態によれば、下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uにおける水分が鋳鉄の冷却速度に影響を与える敏感性を高めることが好ましい。従って下側生砂鋳型2dの肉厚td、上側生砂鋳型2uの肉厚tuとしては、50ミリメートル以下、40ミリメートル以下、30ミリメートル以下、20ミリメートル以下と薄肉化することができる。但しこれに限定されるものではない。   According to this embodiment, it is preferable to increase the sensitivity that moisture in the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u affects the cooling rate of cast iron. Accordingly, the wall thickness td of the lower raw sand mold 2d and the wall thickness tu of the upper raw sand mold 2u can be reduced to 50 mm or less, 40 mm or less, 30 mm or less, or 20 mm or less. However, it is not limited to this.

(実施形態6)
本実施形態は実施形態1〜4と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有するため、図1〜図12を準用する。以下、実施形態1および2と異なる部分を中心として説明する。前述したように注湯後の鋳鉄の温度は次第に低下していく。下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uにおける水分量を調整すれば、鋳鉄の冷却速度を調整することができる。水が水蒸気化するときの潜熱は大きいためである。
(Embodiment 6)
Since this embodiment basically has the same configuration and the same operation and effect as those of the first to fourth embodiments, FIGS. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first and second embodiments. As described above, the temperature of the cast iron after pouring gradually decreases. If the moisture content in the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u is adjusted, the cooling rate of the cast iron can be adjusted. This is because the latent heat when water is steamed is large.

球状黒鉛鋳鉄の場合には、鋳鉄組織における単位面積あたりの黒鉛数を減少させるためには、鋳鉄の冷却速度を緩和させることが好ましい。そこで下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uにおける水分量を相対的に減少させることが好ましい。鋳鉄組織における単位面積あたりの黒鉛数を増加させるためには、鋳鉄の冷却速度を速めることが好ましい。そこで下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uにおける水分量を相対的に増加させることができる。このため、下側生砂鋳型2dおよび上側生砂鋳型2uの造型性を確保しつつ、下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uにおける水分量を調整することにより、鋳鉄組織の単位面積あたりの黒鉛数を調整することができる。一般的には、黒鉛数が増加すると、黒鉛サイズは小さくなる。黒鉛数が減少すると、黒鉛サイズは大きくなる。下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uにおける水分が鋳鉄の冷却速度に影響を与える敏感性を高めることができる。従って下側生砂鋳型2dの肉厚td、上側生砂鋳型2uの肉厚tuとしては50ミリメートル以下、40ミリメートル以下、30ミリメートル以下と薄肉化することができる。但しこれに限定されるものではない。   In the case of spheroidal graphite cast iron, it is preferable to reduce the cooling rate of cast iron in order to reduce the number of graphite per unit area in the cast iron structure. Therefore, it is preferable to relatively reduce the amount of water in the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u. In order to increase the number of graphite per unit area in the cast iron structure, it is preferable to increase the cooling rate of the cast iron. Therefore, the amount of water in the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u can be relatively increased. For this reason, the graphite per unit area of the cast iron structure is adjusted by adjusting the water content in the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u while ensuring the moldability of the lower fresh sand mold 2d and the upper fresh sand mold 2u. The number can be adjusted. In general, as the number of graphite increases, the graphite size decreases. As the number of graphite decreases, the graphite size increases. It is possible to increase the sensitivity that moisture in the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u affects the cooling rate of the cast iron. Therefore, the wall thickness td of the lower raw sand mold 2d and the wall thickness tu of the upper raw sand mold 2u can be reduced to 50 mm or less, 40 mm or less, or 30 mm or less. However, it is not limited to this.

本実施形態によれば、前述同様に、下側バックアップ砂4dの水分量を調整したとしても、基本的には、下側生砂鋳型3dそれ自体の強度には影響を与えない。同様に、上側バックアップ砂4uの水分量を調整したとしても、基本的には、上側生砂鋳型3uそれ自体の強度には影響を与えない。このため下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uにおける水分調整の幅を広くでき、組織調整、黒鉛調整の幅を広くできる。   According to the present embodiment, as described above, even if the moisture content of the lower backup sand 4d is adjusted, basically, the strength of the lower raw sand mold 3d itself is not affected. Similarly, even if the moisture content of the upper backup sand 4u is adjusted, basically, the strength of the upper fresh sand mold 3u itself is not affected. For this reason, the width of moisture adjustment in the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u can be widened, and the width of structure adjustment and graphite adjustment can be widened.

(実施形態7)
図14は実施形態7を示す。本実施形態は実施形態1と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。実施形態1と異なる部分を中心として説明する。先ず、前記した各実施形態と同様に、下側生砂鋳型2dを下側鋳枠3d内で形成する。その後、重力または遠心インペラーにより下側バックアップ砂4dを装入させる。その後、下側鋳枠3dの開口302に下側定盤25dが嵌められ、支持定盤25dが下側バックアップ砂4dの上に載せられる。この状態で、下側加圧体6d(他の加圧体でも良い)により、下側バックアップ砂4dを下側生砂鋳型2dの肉厚方向において加圧させる。加圧の前に、あるいは、加圧と共に、下側鋳枠3dを振動させて下側バックアップ砂4dを振動させ、ひいては下側バックアップ砂4dの装填率を高めることが好ましい。
(Embodiment 7)
FIG. 14 shows a seventh embodiment. This embodiment has basically the same configuration and the same operation and effect as the first embodiment. A description will be given centering on differences from the first embodiment. First, similarly to the above-described embodiments, the lower raw sand mold 2d is formed in the lower casting frame 3d. Thereafter, the lower back-up sand 4d is charged by gravity or a centrifugal impeller. Thereafter, the lower surface plate 25d is fitted into the opening 302 of the lower casting frame 3d, and the support surface plate 25d is placed on the lower backup sand 4d. In this state, the lower back-up sand 4d is pressed in the thickness direction of the lower raw sand mold 2d by the lower pressure body 6d (other pressure bodies may be used). It is preferable to vibrate the lower back-up sand 4d by vibrating the lower casting frame 3d before pressurization or simultaneously with pressurization, thereby increasing the loading rate of the lower back-up sand 4d.

加圧時において、図14に示すように、下側生砂鋳型2dに対面するように下側模型部51dが存在している。このため、下側生砂鋳型2dのプロフィール形状が崩壊せずに良好に維持される。このような本実施形態によれば、下側バックアップ砂4dの装填密度を高めることができ、補強効果を一層高めることができる。従って、下側生砂鋳型2dの肉厚の薄型化、下側バックアップ砂4dの使用量を低減させるのに貢献できる。更には、下側バックアップ砂4dを加圧させる加圧力の調整により、下側バックアップ砂4dの装填密度を調整でき、ひいては下側バックアップ砂4dのガス抜け性を調整することもできる。なお、上側生砂鋳型2uも同様な手順で形成される。   At the time of pressurization, as shown in FIG. 14, the lower model part 51d exists so as to face the lower raw sand mold 2d. For this reason, the profile shape of the lower raw sand mold 2d is favorably maintained without collapsing. According to this embodiment, the loading density of the lower backup sand 4d can be increased, and the reinforcing effect can be further enhanced. Therefore, it is possible to contribute to reducing the thickness of the lower raw sand mold 2d and reducing the amount of the lower backup sand 4d used. Furthermore, by adjusting the pressure applied to pressurize the lower backup sand 4d, the loading density of the lower backup sand 4d can be adjusted, and as a result, the gas release property of the lower backup sand 4d can be adjusted. The upper fresh sand mold 2u is formed in the same procedure.

(実施形態8)
図15および図16は実施形態8を示す。本実施形態は実施形態1と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。実施形態1と異なる部分を中心として説明する。生砂7Wは、熱硬化可能な熱硬化性樹脂、無機粘結剤(ベントナイト)および水を含む。例えば、生砂7Wを100質量部とするとき、熱硬化性樹脂は0.01〜20質量部、無機粘結剤は5〜10質量部、水は3〜30質量部配合されている。熱硬化性樹脂はフェノール樹脂またはエポキシ樹脂が例示される。フェノール樹脂はレゾール型でも良いし、ノボラック型でも良い。
(Embodiment 8)
15 and 16 show the eighth embodiment. This embodiment has basically the same configuration and the same operation and effect as the first embodiment. A description will be given centering on differences from the first embodiment. The raw sand 7W includes a thermosetting resin that can be thermoset, an inorganic binder (bentonite), and water. For example, when the raw sand 7W is 100 parts by mass, 0.01-20 parts by mass of the thermosetting resin, 5-10 parts by mass of the inorganic binder, and 3-30 parts by mass of water are blended. The thermosetting resin is exemplified by a phenol resin or an epoxy resin. The phenol resin may be a resol type or a novolac type.

マイクロ波照射装置200内において、マイクロ波215を照射する前に、生砂7Wを下側加圧体6dで加圧成形して下側生砂鋳型2dを下側鋳枠3d内で成形する。その後、この下側生砂鋳型2dにマイクロ波照射装置200のマイクロ波照射器210からマイクロ波215を所定時間(例えば5秒〜600秒)照射する。この結果、下側生砂鋳型2dの表面層に含まれている水分がマイクロ波215の照射により加熱されて高温となる。このため、下側生砂鋳型2dの表面層に含まれている熱硬化性樹脂が熱硬化する。これにより表面硬化層20mをもつ下側生砂鋳型2dを形成する。   In the microwave irradiation apparatus 200, before irradiating the microwave 215, the green sand 7W is pressure-formed by the lower pressurizing body 6d, and the lower green sand mold 2d is formed in the lower casting frame 3d. Thereafter, the lower raw sand mold 2d is irradiated with the microwave 215 from the microwave irradiator 210 of the microwave irradiation apparatus 200 for a predetermined time (for example, 5 seconds to 600 seconds). As a result, the water contained in the surface layer of the lower raw sand mold 2d is heated by the irradiation of the microwave 215 and becomes high temperature. For this reason, the thermosetting resin contained in the surface layer of the lower raw sand mold 2d is thermoset. As a result, a lower green sand mold 2d having a hardened surface layer 20m is formed.

ここで、マイクロ波は、通常、波長で100cm〜0.3mm、30cm〜0.3mm、周波数で0.3GHz〜1THz、1GHz〜1THz(1000GHz)の範囲の電波が好ましい。マイクロ波の波長としては、水を誘電加熱できる波長であれば良い。その後、図16に示すように、下側生砂鋳型2dの背向面202側に下側バックアップ砂4dを装填し、下側生砂鋳型装置1dを製造できる。図示はしないものの、上側生砂鋳型装置1uも同様に形成できる。   Here, the microwave is preferably a radio wave having a wavelength of 100 cm to 0.3 mm, 30 cm to 0.3 mm, and a frequency of 0.3 GHz to 1 THz, 1 GHz to 1 THz (1000 GHz). The wavelength of the microwave may be any wavelength that allows dielectric heating of water. Thereafter, as shown in FIG. 16, the lower back sand 4d can be loaded on the back surface 202 side of the lower fresh sand mold 2d to manufacture the lower fresh sand mold apparatus 1d. Although not shown, the upper fresh sand mold apparatus 1u can be formed in the same manner.

なお、マイクロ波照射装置200の外部において下側生砂鋳型2dを成形した後、下側生砂鋳型2dをマイクロ波照射装置200の内部に収容し、マイクロ波215を照射することにしても良い。   Note that after forming the lower fresh sand mold 2d outside the microwave irradiation apparatus 200, the lower fresh sand mold 2d may be accommodated in the microwave irradiation apparatus 200 and irradiated with the microwave 215. .

上記した下側鋳枠3dおよび下側模型5dは、マイクロ波を透過できる材料、例えば、木材、ガラス材、セラミックス材、樹脂材で形成できる。殊に木材が好ましい。マイクロ波が照射された下側生砂鋳型2dは表面硬化層20mをもつため、強化されている。従って下側生砂鋳型2dを薄肉化でき、生砂7Wの使用量を節約できる。上側生砂鋳型も同様な手順で形成できる。   The lower casting frame 3d and the lower model 5d described above can be formed of a material that can transmit microwaves, such as wood, glass material, ceramic material, and resin material. Wood is particularly preferable. Since the lower raw sand mold 2d irradiated with the microwave has the hardened surface layer 20m, it is reinforced. Therefore, the lower green sand mold 2d can be thinned, and the amount of green sand 7W used can be saved. The upper fresh sand mold can be formed by the same procedure.

(実施形態9)
本実施形態は上記した実施形態1〜8と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。但し、下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uの砂粒子の粒径(平均粒径)は、生砂7,7Wを構成する砂粒子の粒径(平均粒径)よりも小さくされている。このため下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uのガス放出性は低下するものの、装填密度が高まり、バックアップ性能を高めて補強効果を高めることができる。
(Embodiment 9)
The present embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the above-described first to eighth embodiments. However, the particle size (average particle size) of the sand particles of the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u is smaller than the particle size (average particle size) of the sand particles constituting the raw sand 7 and 7W. For this reason, although the gas release properties of the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u are lowered, the loading density is increased, and the backup performance can be enhanced to enhance the reinforcing effect.

(実施形態10)
本実施形態は上記した実施形態1〜8と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。但し、下側バックアップ砂4dおよび上側バックアップ砂4uの砂粒子の粒径(平均粒径)は、生砂7,7Wを構成する砂粒子の粒径(平均粒径)と同程度とされている。
(Embodiment 10)
The present embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the above-described first to eighth embodiments. However, the particle size (average particle size) of the sand particles of the lower backup sand 4d and the upper backup sand 4u is approximately the same as the particle size (average particle size) of the sand particles constituting the raw sand 7 and 7W. .

(その他)
本発明は上記した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。各実施形態はあくまでも例示であるため、ある実施形態に特有の構成を他の実施形態に併有させても良い。
(Other)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with appropriate modifications within a range not departing from the gist. Since each embodiment is merely an example, a configuration peculiar to a certain embodiment may be combined with another embodiment.

本発明は例えば片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、芋虫状黒鉛鋳鉄、共晶黒鉛鋳鉄、合金鋳鉄等の鋳鉄を製造する場合に利用できる。   The present invention can be used for producing cast iron such as flake graphite cast iron, spheroidal graphite cast iron, worm-like graphite cast iron, eutectic graphite cast iron, alloy cast iron and the like.

下側生砂鋳型装置を製造する過程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process in which a lower raw sand mold apparatus is manufactured. 下側生砂鋳型装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a lower raw sand mold apparatus. 上側生砂鋳型装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an upper fresh sand mold apparatus. 上側生砂鋳型装置と下側生砂鋳型装置とを組み付けた生砂鋳型装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the fresh sand mold apparatus which assembled | attached the upper fresh sand mold apparatus and the lower fresh sand mold apparatus. 生砂鋳型装置の鋳造キャビティで鋳鉄を成型している状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which shape | molds cast iron by the casting cavity of a fresh sand mold apparatus. 上側生砂鋳型装置を上下反転させて上側バックアップ砂を排出させている状態を示す断面図である。It is a sectional view showing the state where the upper back sand is discharged by turning the upper fresh sand mold device upside down. 下側生砂鋳型装置から下側バックアップ砂を排出させている状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which is discharging | emitting lower backup sand from a lower raw sand mold apparatus. 生砂温度と有効粘結剤残存率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between green sand temperature and an effective binder residual rate. 経過時間と鋳型砂温との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between elapsed time and mold sand temperature. 凝縮水層を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a condensed water layer. 実施形態4に係り、下側生砂鋳型装置を製造する過程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process in connection with Embodiment 4 and manufacturing a lower side raw sand mold apparatus. 実施形態4に係り、上側生砂鋳型装置を製造する過程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process in connection with Embodiment 4 and manufacturing an upper fresh sand mold apparatus. 実施形態5に係り、鋳造キャビティ内の鋳鉄の冷却温度を示すグラフである。It is a graph which concerns on Embodiment 5 and shows the cooling temperature of the cast iron in a casting cavity. 実施形態7に係り、下側生砂鋳型装置を製造する過程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process in connection with Embodiment 7 and manufacturing a lower raw sand mold apparatus. 実施形態8に係り、下側生砂鋳型装置を製造する過程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process in connection with Embodiment 8 and manufacturing a lower raw sand mold apparatus. 実施形態8に係り、下側生砂鋳型装置を示す断面図である。It is sectional drawing which concerns on Embodiment 8 and shows a lower side fresh sand mold apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1dは下側生砂鋳型装置、1uは上側生砂鋳型装置、2dは下側生砂鋳型、2uは上側生砂鋳型、3dは下側鋳枠、3uは上側鋳枠、4dは下側バックアップ砂(バックアップ材)、4uは上側バックアップ砂(バックアップ材)、5dは下側模型、5uは上側模型を示す。   1d is lower green sand mold device, 1u is upper green sand mold device, 2d is lower green sand mold, 2u is upper green sand mold, 3d is lower casting frame, 3u is upper casting frame, 4d is lower backup Sand (backup material), 4u is upper backup sand (backup material), 5d is a lower model, and 5u is an upper model.

Claims (8)

(i)無機粘結剤を含む生砂の集合体を加圧して形成され且つ表面に鋳造キャビティを
有する生砂鋳型と、
(ii)前記生砂鋳型を収容する鋳枠と、
(iii)前記鋳枠内の空間のうち前記生砂鋳型の前記表面に背向する背向面側の空間部分に配置され、前記鋳枠内の前記生砂鋳型の前記背向面側をバックアップすると共に、前記無機粘結剤を含まないかあるいは前記無機粘結剤が前記生砂における前記無機粘結剤の配合比の1/5以下とされたバックアップ材とを具備し、前記バックアップ材は粒子の集合体であり、水を粘結剤として含むことを特徴とする生砂鋳型装置。
(I) a green sand mold formed by pressing an aggregate of green sand containing an inorganic binder and having a casting cavity on the surface;
(Ii) a casting frame that accommodates the green sand mold;
(Iii) It is disposed in a space portion on the back surface side facing away from the surface of the green sand mold in the space in the cast frame, and the back surface side of the green sand mold in the cast frame is backed up. And a backup material that does not contain the inorganic binder or the inorganic binder is 1/5 or less of the blending ratio of the inorganic binder in the raw sand , A fresh sand mold apparatus which is an aggregate of particles and contains water as a binder .
請求項1において、前記バックアップ材を構成する粒子の粒径は、前記生砂鋳型を構成する砂粒子の粒径よりも大きいことを特徴とする生砂鋳型装置。 2. The raw sand mold apparatus according to claim 1 , wherein the particle size of the particles constituting the backup material is larger than the particle size of the sand particles constituting the green sand mold. 請求項1または2において、前記生砂鋳型は、注湯時に発生する水蒸気が凝縮して形成される凝縮水層を前記生砂鋳型の内部に形成する肉厚に設定されていることを特徴とする生砂鋳型装置。 3. The fresh sand mold according to claim 1 , wherein the fresh sand mold is set to a thickness that forms a condensed water layer formed by condensation of water vapor generated during pouring in the fresh sand mold. Green sand mold equipment to do. 請求項1または2において、前記生砂鋳型は、注湯時に発生する水蒸気が凝縮して形成される凝縮水層を前記生砂鋳型の内部に形成しないで前記バックアップ材の内部に形成する肉厚に設定されていることを特徴とする生砂鋳型装置。 3. The thickness of the green sand mold according to claim 1 or 2 , wherein the green sand mold is formed inside the backup material without forming a condensed water layer formed by condensation of water vapor generated during pouring in the green sand mold. A fresh sand mold device characterized by being set to. (i)無機粘結剤を含む生砂と、前記無機粘結剤を含まないかあるいは前記無機粘結剤が前記生砂における前記無機粘結剤の配合比の1/5以下とされたバックアップ材とを準備する工程と、
(ii)鋳造キャビティを形成するための模型を鋳枠内に配置した状態で、前記生砂の集合体を前記鋳枠の空間内に装填する装填工程と、
(iii)その後、前記模型と前記生砂の集合体とを対面させた状態で、前記模型に背向する側から前記鋳枠内の前記生砂の集合体を加圧体で加圧して圧縮させることにより、前記鋳枠内に前記生砂鋳型を造型する造型工程と、
(iv)その後、前記鋳枠内において前記生砂鋳型のうち前記模型に背向する側に、前記バックアップ材を装入することにより、前記生砂鋳型のうち前記模型または前記鋳造キャビティと背向する側を補強する補強工程とを含み、前記バックアップ材は粒子の集合体であり、水を粘結剤として含むことを特徴とする生砂鋳型造型方法。
(I) Raw sand containing an inorganic binder and a backup in which the inorganic binder is not contained or the inorganic binder is 1/5 or less of the blending ratio of the inorganic binder in the raw sand. Preparing the material,
(Ii) a loading step of loading the green sand aggregate into the space of the casting frame in a state where a model for forming the casting cavity is disposed in the casting frame;
(Iii) After that, in a state where the model and the aggregate of fresh sand face each other, the aggregate of fresh sand in the casting frame is compressed with a pressure body from the side facing away from the model. A molding process for molding the green sand mold in the casting frame,
(Iv) After that, by inserting the backup material on the side of the green sand mold facing away from the model in the casting frame, the model or the casting cavity and the back of the green sand mold look contains a reinforcing step of reinforcing the side of the backup material is an aggregate of particles, green sand mold formation method which comprises water as binder.
請求項5において、前記加圧体は、互いに独立して駆動可能な複数個の分割加圧体に分割されていることを特徴とする生砂鋳型造型方法。 6. The green sand mold making method according to claim 5 , wherein the pressure body is divided into a plurality of divided pressure bodies that can be driven independently of each other. 請求項5または6において、前記バックアップ材の水分量は、前記生砂鋳型で形成される鋳鉄の組織および/または黒鉛に応じて調整されていることを特徴とする生砂鋳型造型方法。 7. The green sand mold making method according to claim 5 , wherein the water content of the backup material is adjusted according to the structure of cast iron and / or graphite formed by the green sand mold. 請求項5〜7のうちの一項において、前記補強工程では、前記生砂鋳型および前記模型が対面している状態で、前記バックアップ材に加圧力および/または振動を加えて前記バックアップ材の装填率を高めることを特徴とする生砂鋳型造型方法。 In one of Claims 5-7 , in the said reinforcement | strengthening process, in the state which the said fresh sand mold and the said model are facing, loading of the said backup material is performed by applying a pressurizing force and / or a vibration to the said backup material. A green sand mold making method characterized by increasing the rate.
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