JP6054774B2 - 高温易崩壊性シェルモールド用レジンコーテッドサンド及びそれを用いて得られた鋳型並びに鋳物の製造方法 - Google Patents
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Description
JIS R9301−2−3「アルミナ粉末−第2部:物性測定法−3:軽装かさ比重及び重装かさ比重」に準拠して、採取された骨材100g を、一度に漏斗を通してメスシリンダーに落し込み、その後メスシリンダーに振動をかけて、密充填させた後、そのメスシリンダーにおける充填体積を測定して、密充填時のかさ比重を求めた。
砂表面積測定器(ジョージ・フィッシャー社製)を用いて、1gあたりの実際の砂粒(骨材)の表面積を測定し、その値を、砂粒が全て球形であると仮定した場合の表面積である理論的表面積で除した値を、粒形係数とした。
それぞれのRCSを用いて造型して得られたテストピースを、250℃×60秒間焼成した後、冷却して、常温下において、JIS K−6910に準拠して、曲げ強度を測定した。
それぞれのRCSを用いて造型した後、250℃×60秒の焼成を行なうことにより、長さ:200mm、幅:25.4mm、高さ:25.4mmのテストピース鋳型を作製し、それを、常温状態で、迅速熱伝導率計:Kemthem QTM-D3(京都電子工業株式会社製)を用いて、JIS R−2616(2001)に準拠した熱線法(プローブ法)により、熱伝導率を測定した。
先ず、図1に示されるように、予め各々のRCSで作製された、上部に溶湯注入口2と下部に中子の幅木固定部4(この部分は鋳物からの廃中子の排出口となる)を有する半割れ中空主型6(幅:110mm、長さ:140mm、厚さ:110mm)内に、同じRCSを用いて作製した幅木部8を有する円形無空中子10(試験片。直径:47mm、高さ:49mm)を幅木固定部4で接着固定した後、更に相方中空主型6を接着固定して、鋳造試験用砂型12を作製する。次に、この鋳造試験用砂型12の溶湯注入口2からアルミニウム合金溶湯(温度:710±5℃)を注湯し、凝固せしめた後、主型6を壊して、図2に示す円形の廃中子排出口14(直径:16mm)を有する鋳物16を取り出す。そして、所定の温度となったところで、かかる得られた鋳物16に対して、圧力:0.2MPaにて、エアーハンマーにより30秒間の衝撃を与え、排出口14から排出される中子砂の質量を測定する。その後、エアーハンマーや熱処理等で中子砂を全て排出させて排出中子砂の総質量を測定する。
それぞれのRCSを用いてシリンダーヘッド中子を造型し、その得られた中子の重量を測定した後、かかる中子を低圧鋳造機にセットせしめ、そしてアルミニウム合金溶湯を注湯して、それぞれ20個のアルミニウム合金鋳物からなるシリンダーヘッドを作製した。次いで、その得られたシリンダーヘッドの重量を測定した後、鋳物表面温度を測定し、所定の温度になったところで、エアーハンマー打撃処理(圧力:0.2MPa)を30秒間行ない、そしてシリンダーヘッドの重量を再び測定して、打撃処理前後の鋳物重量の差を求め、更にその差を中子重量で除した質量%より、中子の崩壊性(%)を算出した。
−樹脂製造例1−
温度計、撹拌装置及びコンデンサーを備えた反応容器に、フェノールの200部、ビスフェノールAの800部、47%ホルマリンの218部及びシュウ酸の3部を投入した。次いで、反応容器を徐々に昇温して、還流温度に到達せしめた後、120分間還流反応させ、更に常圧下にて脱水を行なった後、減圧下にて180℃になるまで加熱して、未反応フェノールを除去することにより、ビスフェノールA変性フェノール樹脂a(BPA配合率:80%)を得た。
フェノールの100部、ビスフェノールAの900部、47%ホルマリンの192部及びシュウ酸の3部を投入したこと以外は、上記製造例1と同様の手順に従って、ビスフェノールA変性フェノール樹脂b(BPA配合率:90%)を得た。
フェノールの20部、ビスフェノールAの980部、47%ホルマリンの173部及びシュウ酸の3部を投入したこと以外は、前記製造例1と同様の手順に従って、ビスフェノールA変性フェノール樹脂c(BPA配合率:98%)を得た。
フェノールの400部、ビスフェノールAの600部、47%ホルマリンの267部及びシュウ酸の3部を投入した以外は、前記製造例1と同様の手順に従って、ビスフェノールA変性フェノール樹脂d(BPA配合率:60%)を得た。
フェノールの1000部、47%ホルマリンの451部及びシュウ酸の3部を投入した以外は、前記製造例1と同様の手順に従って、フェノール樹脂e(BPA配合率:0%)を得た。
−実施例1−
スピードミキサー内に、約140〜150℃に温度調整した骨材(アルミナ・ジルコニア・シリカ質溶融耐火物:AGCセラミックス株式会社製FINE−BzのAZ05−1)の5000部と、樹脂aの35部、硝酸カリウムの5.25部、トリブチルホスフェートの1.4部、及び酸化銅の5.25部を投入して、50秒間混錬した。次いで、ヘキサメチレンテトラミンの8.05部を水52.5部に溶解させて得られたヘキサ水溶液を全量添加して、形成される塊状物が砂粒状に崩壊するまで混練を続けつつ送風冷却し、更に、ステアリン酸カルシウムの5部を添加して、5秒間混合することにより、シェルモールド用RCS(RCS1)を得た。
実施例1において、アルミナ・ジルコニア・シリカ質溶融耐火物からなる骨材(FINE−BzのAZ05−2、AZ10、AZ05−3、AZ20、AZ30:AGCセラミックス株式会社製)を、それぞれ、表1及び表2に示される配合割合に変更したこと、及び実施例7においては樹脂bを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、それぞれ、シェルモールド用RCS(RCS2〜10)を得た。
実施例において、骨材(溶融砂:山川産業株式会社製エスパール)を、表2に示される配合割合とし、樹脂aを40部と変更したこと以外は、実施例1と同様にして、シェルモールド用RCS(RCS11)を得た。
実施例1において、骨材(火炎溶融砂:花王クエーカー株式会社製ルナモス)を、表2に示される配合割合とし、樹脂aを40部と変更したこと以外は、実施例1と同様にして、シェルモールド用RCS(RCS12)を得た。
実施例1において、骨材(輸入珪砂:エム・シー鉱産株式会社販売のフラタリー)を、下記表3に示される配合割合とし、樹脂aを62.5部と変更したこと以外は、実施例1と同様にして、シェルモールド用RCS(比較RCS1)を得た。
実施例1において、樹脂aから樹脂cに変更し、骨材(アルミナ・ジルコニア・シリカ質溶融耐火物:AGCセラミックス株式会社製AZ10)を、下記表3に示される配合割合に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、シェルモールド用RCS(比較RCS2)を得た。
実施例1において、樹脂aから樹脂d又は樹脂eに変更し、骨材(アルミナ・ジルコニア・シリカ質溶融耐火物:AGCセラミックス株式会社製AZ10)を、下記表3に示される配合割合に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、シェルモールド用RCS(比較RCS3、4)を得た。
6 主型 8 幅木部
10 中子 12 砂型
14 廃中子排出口 16 鋳物
Claims (8)
- 200℃以上の温度で易崩壊性を示す鋳型を与え得るシェルモールド用レジンコーテッドサンドにして、
フェノールとビスフェノールAを質量比で5〜30:95〜70の割合で用い、それらとアルデヒド成分とを反応させて得られるビスフェノールA変性フェノール樹脂にて、粒形係数が1.2以下である球状形状の骨材を被覆してなることを特徴とする高温易崩壊性シェルモールド用レジンコーテッドサンド。 - 前記骨材の密充填時のかさ密度が、2.1g/cm 3 〜2.5g/cm 3 である請求項1に記載の高温易崩壊性シェルモールド用レジンコーテッドサンド。
- アルカリ金属の酸素酸塩を含有している請求項1又は請求項2に記載の高温易崩壊性シェルモールド用レジンコーテッドサンド。
- カルボン酸、多価アルコール及びリン酸エステルからなる群より選ばれる化合物の少なくとも1種を含有している請求項1乃至請求項3のうちの何れか1項に記載の高温易崩壊性シェルモールド用レジンコーテッドサンド。
- 鉄、銅、ニッケル、コバルト及び亜鉛からなる群より選ばれる金属元素の酸化物の少なくとも1種を含有している請求項1乃至請求項4のうちの何れか1項に記載の高温易崩壊性シェルモールド用レジンコーテッドサンド。
- 請求項1乃至請求項5のうちの何れか1項に記載のシェルモールド用レジンコーテッドサンドを用いて、造型して得られる造型物を、加熱硬化せしめてなることを特徴とする高温易崩壊性鋳型の製造方法。
- 請求項6に記載の製造方法によって得られた鋳型を用いて金属溶湯の鋳造を行ない、その鋳造が終了した後、かかる鋳型内に形成された鋳物が200℃以上の温度である状態下において、該鋳物を該鋳型から取り出し、直ちに熱処理を実施することを特徴とする鋳物の製造方法。
- 前記金属溶湯がアルミニウム溶湯であり、前記熱処理が溶体化処理である請求項7に記載の鋳物の製造方法。
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