JPH02220730A - Casting method for using organic self-hardening mold - Google Patents

Casting method for using organic self-hardening mold

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JPH02220730A
JPH02220730A JP1040948A JP4094889A JPH02220730A JP H02220730 A JPH02220730 A JP H02220730A JP 1040948 A JP1040948 A JP 1040948A JP 4094889 A JP4094889 A JP 4094889A JP H02220730 A JPH02220730 A JP H02220730A
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casting
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ceramic balls
hardening
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孝男 堀江
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C5/00Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
    • B22C5/06Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose by sieving or magnetic separating

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Abstract

PURPOSE:To improve the ratio of metal to sand and to facilitate the recovering of volume increasing material by packing ceramic balls imparting magnetism after forming facing sand layer with the organic self-hardening molding sand and executing casting into a mold. CONSTITUTION:A pattern (does not show in the figure) is set into a flask 6 and on this surface, the facing sand layer is formed with the organic self- hardening molding sand 8 at the prescribed thickness. Successively, as the volume increasing material, the ceramic balls 20 including magnetic material are charged and packed and further, as necessary, the above-mentioned molding sand 8 is charged as back sand. A cope 2 and drag 4 composed of the mold molded by such a manner, are matched and the prescribed molten metal is poured into a formed cavity 10 and as necessary by arranging a core 12, from sprue 14 to execute the casting. After that, the above-mentioned molds 2, 4 are separated out and the casting product is taken out and also casting flask, etc., in the molding sand 8 is separated with magnetism to recover the molding sand 8. Then, the above ceramic balls 20 imparting magnetism are easily recovered together with inclusion with the magnetism.

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、有機自硬性鋳型を用いた鋳造方法に係り、特
に有機自硬性鋳物砂のサンドメタル比を改善する造型プ
ロセスに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a casting method using an organic self-hardening mold, and particularly to a molding process for improving the sand-to-metal ratio of organic self-hardening molding sand.

(背景技術) 従来から、鋳造品のうち、工作機械部品等の製品重量が
50kg以上の、所謂中物、大物は有機自硬性鋳型を用
いた鋳造方法により製作されることが多い。そして、こ
の有機自硬性鋳型を用いる手法はノーベーク法等とも称
され、熱を加えることなく硬化せしめて、目的とする鋳
型を得ることが出来るものであり、そのために、有機質
粘結材として多くはフラン系樹脂などの樹脂を用いて鋳
型の造型が行なわれることが多いが、一般には分子量の
余り大きくない液状縮合物の樹脂を用い、これに酸性硬
化触媒を混合して縮合反応を開始せしめ、次第に活性を
増大させて、最終的には三次元架橋により結合力を最大
と為して、目的とする鋳型として完成している。そして
、このような有機自硬性鋳型を用いて鋳造するに際して
は、そのような鋳型の造型の後、その得られた有機自硬
性鋳型に対して所定の溶湯を注湯して鋳造を行ない、更
にその後、かかる鋳型の型ばらしにより、形成された鋳
物製品を取り出す一方、鋳物砂には、それに混入した鋳
物バリ、鉄片、鉄粉等の夾雑物(介在物)との磁気分離
操作が施され、回収されて、再使用されることとなる。
(Background Art) Conventionally, among cast products, so-called medium and large products weighing 50 kg or more, such as machine tool parts, are often manufactured by a casting method using an organic self-hardening mold. This method of using an organic self-hardening mold is also called the no-bake method, and it allows the desired mold to be obtained by curing without applying heat.For this reason, it is often used as an organic binder. Molds are often made using resins such as furan-based resins, but generally a liquid condensate resin with a not very high molecular weight is used, and an acidic curing catalyst is mixed with this to start the condensation reaction. By gradually increasing the activity and finally maximizing the binding strength through three-dimensional crosslinking, the desired template is completed. When casting using such an organic self-hardening mold, after forming such a mold, a predetermined amount of molten metal is poured into the obtained organic self-hardening mold, and then casting is performed. Thereafter, the formed cast product is taken out by demolding the mold, while the foundry sand is subjected to a magnetic separation operation to remove foreign matter (inclusions) such as casting burrs, iron pieces, and iron powder that have been mixed into the foundry sand. It will be collected and reused.

ところで、このような有機自硬性鋳型を用いた鋳造方法
は、(a)常温で完全に硬化するために、焼成に要する
労力、時間が不要で、造型工数が削減出来る、(b)鋳
型強度が高く、寸法精度の高い高品質な鋳物が出来る、
(c)けい砂の省資源、産業廃棄物、公害防止に貢献出
来る、(d)注湯後の砂の崩壊性が優れており、使用量
の回収が90〜95%可能で、繰り返し使用することが
出来、鋳物砂のクローズドシステムが可能となる等の特
徴を有しており、これらの理由から、一般産業機械、工
作機械部品の鋳造品において、今日多くの鋳造工場で採
用されているのである。
By the way, the casting method using such an organic self-hardening mold has the following advantages: (a) Since it is completely hardened at room temperature, there is no need for the labor and time required for firing, which reduces the number of molding steps; (b) The mold strength is increased. We can produce high-quality castings with high dimensional accuracy.
(c) It can contribute to the resource saving of silica sand, industrial waste, and pollution prevention. (d) The sand has excellent disintegration properties after pouring, and 90 to 95% of the amount used can be recovered, and can be used repeatedly. For these reasons, many foundries are now using it in casting products for general industrial machinery and machine tool parts. be.

而して、このように多くの利点を有する有機自硬性鋳型
を用いた鋳造方法において、有機粘結材として用いられ
る樹脂やその硬化剤が高価であること等から、鋳造コス
トが高くなる問題があり、そのためそのコストダウンを
図るべく、種々の工夫が為されてきた。時に、工作機械
の鋳物部品のように、非量産型の基金には、製品ごとに
専用の鋳枠を用いることば金枠費の増大と保管、管理が
難しいことから、サンドメタル(S/M)比(使用する
砂重量;Sと製品重量−Mとの比)が大きくなるために
、製品コストの増加に繋がっていたのである。
However, casting methods using organic self-hardening molds, which have many advantages, have the problem of high casting costs due to the high cost of the resin used as the organic binder and its hardening agent. Therefore, various efforts have been made to reduce the cost. Sometimes, sand metal (S/M) is used for non-mass-produced castings, such as cast parts for machine tools, because a dedicated casting flask is required for each product, which increases the cost of the metal frame and makes storage and management difficult. The ratio (ratio between the weight of sand used; S and the product weight - M) increases, leading to an increase in product cost.

因みに、鋳型は、鋳枠内に所定の模型を配置して、鋳物
砂を投入、充填せしめることにより、所望の製品キャビ
ティを形成せしめることによって完成され、例えば第1
図に示される如く、一般に上型2と下型4とから構成さ
れている。なお、それら上型2及び下型4において、6
は鋳枠、8は鋳物砂、そして10が、それら上型2と下
型4によって鋳造されるべき製品形状を与える製品キャ
ビティである。また、12は中子、14は湯口、16は
上がりである。
Incidentally, a mold is completed by placing a predetermined model in a casting flask and filling it with molding sand to form a desired product cavity.
As shown in the figure, it generally consists of an upper mold 2 and a lower mold 4. In addition, in these upper mold 2 and lower mold 4, 6
1 is a casting flask, 8 is molding sand, and 10 is a product cavity that provides the shape of the product to be cast by the upper mold 2 and lower mold 4. Further, 12 is a core, 14 is a sprue, and 16 is a top.

そして、このような鋳型構造において、そのサンドメタ
ル(S/M)比を向上させるために、第2図に示される
ように、鋳枠6内の鋳物砂8の充填部位において溶湯と
接するスキンサンド部(肌砂層)を除く中間部に、木片
、レンガ片、発泡スチロール片等のボリュウム増加材1
8を埋め込んで、鋳物砂8の使用量の減少を図ることが
考えられているが、鋳型の造型に際して、それらのボリ
ュウムを増加させる材料18をタイムリーに入手するこ
とが難しいこと、造型時の作業性を悪くすること、更に
はその増加材18が回収し難いこと等から、実作業にお
いては実施されていないのが実情である。
In order to improve the sand-to-metal (S/M) ratio in such a mold structure, as shown in FIG. Volume increasing material 1 such as wood pieces, brick pieces, styrofoam pieces, etc. in the middle part excluding the part (sand layer)
It has been considered to reduce the amount of foundry sand 8 used by embedding sand 8, but it is difficult to obtain the material 18 that increases the volume of molding sand 8 in a timely manner, and In reality, this method is not carried out in actual work because it impairs work efficiency and furthermore, it is difficult to collect the additional material 18.

(解決課B) ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為さ
れたものであって、有機自硬性鋳型を用いた鋳造方法に
おけるサンドメタル比を改善しようとすることにあり、
特にサンドメタル比の飛躍的向上と、注湯後の砂の回収
時に、容易にボリュウム増加材を回収することが可能な
手法を提供することにある。
(Solution Section B) The present invention was made against the background of the above, and its purpose is to improve the sand metal ratio in a casting method using an organic self-hardening mold.
In particular, the objective is to dramatically improve the sand-to-metal ratio and to provide a method that makes it possible to easily recover volume increasing material when recovering sand after pouring.

(解決手段) そして、本発明は、かかる課題解決のために、有機自硬
性の鋳物砂を用いて、目的とする鋳型の造型を行なった
後、その得られた有機自硬性鋳型に所定の溶湯を注湯し
て鋳造を行ない、更にその後かかる鋳型の型ばらしによ
り、形成された鋳物製品を取り出す一方、鋳物砂とそれ
に混入した鋳物バリ等の介在物との分離を磁気により行
なって、鋳物砂を回収することからなる鋳造方法におい
て、前記鋳型の造型を、鋳枠内に配置した模型表面に前
記鋳物砂にて所定厚みの肌砂層を形成した後に、磁性材
料の内在によって磁性の付与されたセラミックスボール
を投入して充填し、更にその上に必要に応じて前記鋳物
砂を裏砂として投入することにより、実施する一方、か
かる鋳枠内に充填されたセラミックスボールを、前記磁
気分離操作によって前記介在物と共に鋳物砂から分離す
るようにしたことを特徴とするものである。
(Solution Means) In order to solve this problem, the present invention uses organic self-hardening molding sand to mold a target mold, and then pours a predetermined molten metal into the obtained organic self-hardening mold. Casting is carried out by pouring molten metal, and then the mold is broken down to take out the formed cast product. At the same time, the foundry sand and inclusions such as casting burrs are separated by magnetism. In the casting method, the mold is formed by forming a surface sand layer of a predetermined thickness with the foundry sand on the surface of the model placed in the casting flask, and then forming a sand layer of a predetermined thickness with the molding sand. Ceramic balls are placed in the flask to fill the flask, and if necessary, the molding sand is added as backing sand. The present invention is characterized in that the inclusions are separated from the foundry sand together with the inclusions.

(具体的構成) 要するに、本発明にあっては、従来のボリュウム増加材
とは異なり、熱に対して強いセラミックス製のポールを
自硬性鋳物砂に代わるボリュウム増加材として用いよう
とするものであり、しかもそのようなセラミックスボー
ルは、その中心部若しくは全体に磁性材料の粉末または
その塊状物を有しており、それによってマグネット等を
用いた磁気分離装置に磁着せしめられ得る、磁性の付与
された磁性体とされているところに、大きな特徴を有し
ている。
(Specific configuration) In short, the present invention attempts to use a ceramic pole that is resistant to heat as a volume increasing material in place of self-hardening foundry sand, unlike conventional volume increasing materials. Moreover, such ceramic balls have magnetic material powder or agglomerates thereof in the center or the entirety thereof, and are thus imparted with magnetism so that they can be magnetically attracted to a magnetic separation device using a magnet or the like. It has a major feature in that it is a magnetic material.

そして、このような本発明に従う磁性を有するセラミッ
クスボールば、第3図に示されるように、従来のボリュ
ウム増加材(18)と同様な鋳型部位に充填せしめられ
ることとなるのである。即ち、鋳型(2,4)に対して
注湯される鋳鉄溶湯、溶鋼等の溶湯に接する所定厚みの
肌砂層(スキンサンド部)の背後にセラミックスボール
20が充填せしめられて、鋳物砂の使用量の低減が図ら
れているのである。なお、このセラミックスボール20
の充填された部位の上には、更に鋳物砂が裏砂として充
填され、鋳型を補強するようになっている。
As shown in FIG. 3, the magnetic ceramic balls according to the present invention are filled into the same mold region as the conventional volume increasing material (18). That is, ceramic balls 20 are filled behind a skin sand layer (skin sand portion) of a predetermined thickness that is in contact with molten metal such as molten cast iron or molten steel poured into the molds (2, 4), and the use of foundry sand is The aim is to reduce the amount. In addition, this ceramic ball 20
On top of the filled area, molding sand is further filled as backing sand to reinforce the mold.

ところで、このような有機自硬性の鋳型(2゜4)の造
型に際しては、その上型2の造型例を第4図に示すよう
に、先ず、底板22上に所定の鋳枠6を載置し、次いで
この鋳枠6内に目的とする製品キャビティ形状10(一
部)を与える模型24が配置され、更に上がり形成部材
26等をセットした状態において、有機自硬性の鋳物砂
8が投入されて、かかる模型24の表面に所定厚みの肌
砂層(スキンサンド)が形成される。なお、ここで用い
られる有機自硬性の鋳物砂8は、従来と同様のものであ
って、有機質粘結材としてフラン系樹脂、フェノール系
樹脂、アクリル系樹脂等の樹脂が配合され、またそのよ
うな樹脂を硬化せしめるための硬化剤が添加せしめられ
てなるものである。次いで、この肌砂層が形成された後
に、その上に(背後に)本発明に従うところの磁性を有
するセラミックスボール20が投入されて充填せしめら
れ、更にその上に、必要に応じて鋳物砂8が裏砂(バッ
クサンド)として投入されて、鋳型の補強が図られ、更
にその後模型24が取り除かれ、以て造型が完了される
。なお、当然のことながら、それらスキンサンド(8)
、セラミックスボール20、バックサンド(8)を投入
するときには、従来の砂充填作業と同様に、振動発生機
等で振動を与え、鋳物砂8、セラミックスボール20の
充填性の向上が図られることとなる。また、下型4につ
いても、上記と同様にして、所定の模型上に所定厚みで
形成される肌砂層の背後にセラミックスボール20を充
填することによって造型され、そしてこの得られた上型
2と下型4とが組み合わされて、第3図に示される如き
、目的とする鋳型構造が実現されるのである。
By the way, when molding such an organic self-hardening mold (2°4), first, a prescribed mold 6 is placed on the bottom plate 22, as shown in FIG. Next, a model 24 giving a desired product cavity shape 10 (partially) is placed in the flask 6, and with the raised forming member 26 and the like set, organic self-hardening molding sand 8 is poured. As a result, a skin sand layer (skin sand) having a predetermined thickness is formed on the surface of the model 24. The organic self-hardening foundry sand 8 used here is the same as the conventional one, and contains resins such as furan resin, phenol resin, and acrylic resin as an organic binder. A hardening agent is added to harden the resin. Next, after this skin sand layer is formed, the ceramic balls 20 having magnetism according to the present invention are placed on top (behind it) and filled, and if necessary, foundry sand 8 is added on top of it. It is thrown in as back sand to reinforce the mold, and then the model 24 is removed, thereby completing the molding. Of course, those skin sands (8)
When introducing the ceramic balls 20 and back sand (8), vibration is applied using a vibration generator or the like in the same manner as in conventional sand filling work, so that the filling properties of the casting sand 8 and ceramic balls 20 can be improved. Become. Further, the lower mold 4 is also molded in the same manner as described above by filling the ceramic balls 20 behind a skin sand layer formed with a predetermined thickness on a predetermined model, and the obtained upper mold 2 and When combined with the lower mold 4, the desired mold structure as shown in FIG. 3 is realized.

なお、このようにして鋳型(2,4)を造型するに際し
て、スキンサンド(8)、セラミックスボール(2OL
バツクサンド(8)の比率は、製品の形状、寸法、重量
、更には鋳枠6の構造等により一定ではないが、鋳枠6
内の30〜40%の容積をセラミックスボール20で置
き換えることは可能であり、それによって鋳型全体の強
度を低下させることはない。また、スキンサンドやバッ
クサンドとセラミックスボールとの接触面は、振動発生
機等により砂充填時に振動が与えられても、それによっ
て少々の砂がセラミックスボール間隙に侵入することが
あるが、砂そのものがウェットな状態であるために、空
隙全体への侵入はないのである。
In addition, when molding the molds (2, 4) in this way, skin sand (8), ceramic balls (2OL
Although the ratio of back sand (8) is not constant depending on the shape, size, weight of the product, and the structure of the flask 6,
It is possible to replace 30 to 40% of the volume with ceramic balls 20 without reducing the overall strength of the mold. In addition, even if the contact surface between the skin sand or back sand and the ceramic balls is vibrated by a vibration generator or the like during sand filling, a small amount of sand may enter the gap between the ceramic balls, but the sand itself Since it is in a wet state, it does not invade the entire void.

そして、そのような充填セラミックスボール間の間隙の
存在によって、溶湯の注湯時のガス発生に対し、従来方
法よりもガスの浸透を容易にすることが出来ることとな
り、鋳造欠陥の防止に効果を発揮すると共に、鋳型の硬
化、ひいては造型時間を短縮することも可能となるので
ある。即ち、自硬性鋳型の造型には、従来から冬場等に
おいて硬化時間の長期化現象が惹起されており、その対
策として硬化剤の添加量を増加する等の対策が採られて
いるが、これに代わって、本発明では予めセラミックス
ボール20を予熱(80〜100°C程度)しておくこ
とによって、その硬化時間を著しく短縮することが出来
るのである。
Furthermore, due to the existence of such gaps between the filled ceramic balls, gas can penetrate more easily than conventional methods, and is effective in preventing casting defects. At the same time, it is possible to harden the mold and shorten the molding time. In other words, in the production of self-hardening molds, the curing time has traditionally been prolonged in winter, etc., and countermeasures have been taken to counter this, such as increasing the amount of curing agent added. Instead, in the present invention, by preheating the ceramic ball 20 (about 80 to 100°C), the curing time can be significantly shortened.

そして、本発明にあっては、かくの如くして造型された
自硬性鋳型を用いて、常法に従い、それに所定の溶湯、
例えば鋳鉄溶湯や溶鋼等が注湯されて、目的とする鋳物
製品の鋳造が行なわれ、更にその後、鋳型の型ばらしに
より、かかる鋳型内に形成された鋳物製品を取り出す一
方、鋳物砂とそれに混入した鋳物バリ、鉄片、鉄粉等の
介在物の分離が従来と同様にして磁気を用いて実施され
、それによって鋳型を形成していた鋳物砂が回収され、
再使用されることとなるが、本発明で用いられ、鋳型を
構成していた鋳枠内に充填されたセラミックスボールも
、それへの磁性材料の含有によって磁性が付与されてい
るところから、上記の磁気分離操作時において、鋳物バ
リ等の介在物と共に、鋳物砂から効果的に分離せしめら
れ、以てそのようなセラミックスボールを再度使用する
ことが可能となるのである。
In the present invention, using the self-hardening mold thus formed, a predetermined molten metal,
For example, molten cast iron, molten steel, etc. are poured to cast the desired cast product, and then the mold is dismantled to take out the cast product formed in the mold. Inclusions such as cast burrs, iron pieces, and iron powder are separated using magnetism in the same manner as before, and the foundry sand that formed the mold is recovered.
Although they will be reused, the ceramic balls used in the present invention and filled in the flask that constituted the mold are also given magnetism by containing a magnetic material. During the magnetic separation operation, the ceramic balls can be effectively separated from the foundry sand together with inclusions such as casting burrs, making it possible to use such ceramic balls again.

このセラミックスボールの磁気による分離は、従来の鋳
造自動化ラインにおいて採用されているマグネット分離
装置をそのまま用いて実施することが可能であり、より
具体的には、解枠後の砂回収コンベヤの一部にマグネッ
トブーりのような磁気分離装置を用いることにより、鋳
枠内に充填されていたセラミックスボールは鉄系夾雑物
と共に鋳物砂から容易に分離、回収され得て、自動化ラ
インへの導入が可能となるのである。要するに、本発明
は、ボリュウム増加材としてのセラミックスボールの回
収を自動化ラインの中で容易に行ない得ることにその特
徴を有し、また強度、耐熱性、耐摩耗性を備え、更に磁
性体である等の特性を付与したものであるところに、大
きな特徴を有しているのである。
This magnetic separation of ceramic balls can be carried out using the magnetic separation device used in conventional casting automation lines as is. By using a magnetic separation device such as a magnetic boom, the ceramic balls filled in the flask can be easily separated and recovered from the foundry sand along with iron-based impurities, and can be introduced into an automated line. It becomes. In short, the present invention is characterized in that ceramic balls as a volume increasing material can be easily recovered in an automated line, and also have strength, heat resistance, abrasion resistance, and are magnetic. It has a major feature in that it has the following characteristics.

尤も、ボリュウム増加材が単に磁性体という特徴だけで
あれば、鉄に代表されるような金属材料でも良いのであ
るが、そのような金属材料では、充填時の作業性が良く
なく、また充填後の鋳型全体の重量が重くなり、作業性
が悪(なること、付帯設備の大幅な変更が必要となるこ
と等の種々なる問題を内在しているのである。また、磁
性を有しないセラミックスボールでは、その回収時に特
殊なブレーカ−スクリーンを必要とし、その回収のため
に新たな設備投資が必要となって、鋳造コストを上昇せ
しめることとなる。
Of course, if the volume increasing material is simply a magnetic material, a metal material such as iron could be used, but such metal materials do not have good workability during filling, and may be difficult to work with after filling. This has various problems, such as the overall weight of the mold becomes heavier, the workability becomes worse, and it is necessary to make major changes to the incidental equipment.In addition, ceramic balls that do not have magnetic properties , a special breaker screen is required at the time of its recovery, and new equipment investment is required for its recovery, resulting in an increase in casting costs.

ところで、本発明に用いられるセラミックスボールは、
磁性材料の含有によって磁石に磁着せしめられ得るよう
に磁性の与えられたものであり、適宜の大きさにおいて
用いられることとなるが、一般に10〜50mmφ程度
のボール径のものが用いられる。また、その形状も、球
状を呈しておれば、必ずしも真円形状でなくても差支え
ないものである。更に、充填密度の増大が要請される場
合において、かかるセラミックスボールの大きさの異な
るものを組み合わせて、用いることも可能である。
By the way, the ceramic balls used in the present invention are
It is given magnetism so that it can be magnetically attached to a magnet by containing a magnetic material, and is used in an appropriate size, but generally a ball diameter of about 10 to 50 mm is used. Furthermore, the shape does not necessarily have to be a perfect circle as long as it is spherical. Furthermore, when an increase in packing density is required, it is also possible to use a combination of ceramic balls of different sizes.

なお、セラミックスボール内に含有せしめられる磁性材
料としては、軟磁性材料と硬磁性材料とがあり、そのど
ちらもがポールに磁性を付与する機能を有しており、適
宜に選択されるものであるが、特に本発明にあっては、
セラミックスボールの保守管理(取扱いの容易さ)から
して、軟磁性材料が有利に選択される。自動化ラインの
中にあるマグネット分離装置により、砂とボリュウム増
加材であるセラミックスボールとを分離するに際して、
マグネットから離れた後においても磁性を帯びているこ
とは、ラインの大半が軟磁性体のために、ラインにポー
ルが磁着してしまったり、セラミックスボール同士が磁
着して団子状になる等の理由により、ライントラブルの
原因となることが高磁性材料を用いた場合において惹起
される虞があるからである。しかも、軟磁性材料は酸化
物を主体としているために、原料が安価であり、希望形
状を容易に成形することが出来、更に材料が入手し易い
等の特徴を有しているからである。そして、そのような
特徴を備えた軟磁性材料としては、Ni−Zn系フェラ
イト、Cu−Zn−Mg系フェライト、Mn−Zn系フ
ェライト、NiCu系フェライト等があり、高周波磁芯
材料、磁気記録材料等に用いられている材料がそのまま
使用可能である。
The magnetic materials contained in the ceramic ball include soft magnetic materials and hard magnetic materials, both of which have the function of imparting magnetism to the pole, and should be selected appropriately. However, especially in the present invention,
Soft magnetic materials are advantageously selected due to the ease of maintenance of the ceramic balls. When separating sand and ceramic balls, which are volume increasing materials, using a magnetic separator in an automated line,
The fact that the line remains magnetic even after it is separated from the magnet is because most of the line is soft magnetic, so poles may become magnetically attached to the line, or ceramic balls may become magnetically attached to each other, forming a ball shape. For this reason, there is a possibility that line troubles may occur when a highly magnetic material is used. Moreover, since the soft magnetic material is mainly composed of oxides, its raw materials are inexpensive, it can be easily molded into a desired shape, and its materials are easily available. Soft magnetic materials with such characteristics include Ni-Zn ferrite, Cu-Zn-Mg ferrite, Mn-Zn ferrite, NiCu ferrite, etc., and are used as high-frequency magnetic core materials and magnetic recording materials. The materials used in the above can be used as they are.

そして、このような磁性材料は、アルミナ、コーディエ
ライト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア等のセラ
ミックス材料と共に、所定大きさのボールとされること
となるが、そのような磁性材料は、塊状形態において或
いは均一配合形態においてセラミックスボール中に存在
せしめられることとなる。例えば、第5図(a)に示さ
れる如く、中心の芯体28に磁性材料を包み込んだ状態
で、その外側にセラミックス層30を設けた構造のセラ
ミックスボール20や、第5図(b)に示される如く、
粉末状若しくは小さな塊状の磁性材料32を全体に分布
せしめた構造のセラミックスボール20として用いられ
るのである。
Such magnetic materials, along with ceramic materials such as alumina, cordierite, silicon carbide, silicon nitride, and zirconia, are made into balls of a predetermined size, but such magnetic materials are not available in bulk form. or in a uniformly blended form in a ceramic ball. For example, as shown in FIG. 5(a), there is a ceramic ball 20 having a structure in which a magnetic material is wrapped around a central core 28 and a ceramic layer 30 is provided on the outside, or as shown in FIG. 5(b). As shown,
It is used as a ceramic ball 20 having a structure in which magnetic material 32 in the form of powder or small lumps is distributed throughout.

また、本発明に用いられるセラミックスボールは、上側
の如き中実球状体の他に、第5図(c)及び(d)に示
される如き、内部に所定大きさの中空部34を設けてな
る中空球状体において用いることも可能である。このよ
うな中空球状体とすることにより、ボールの軽量化が図
られ、以て作業性や設備にとって有利となる。尤も、中
空球状体とする場合にあっては、第5図(c)に示され
る如く、中空部34内の雰囲気の注湯時における熱膨張
を避けるために、通気孔36を設けたり、第5図(d)
の如く、ポール壁部をポーラス構造とする等の対策を講
しることが望ましい。なお、このような中空球状体構造
とした場合にあっては、そのボール壁部は磁性材料を含
むセラミックス材料にて構成されることとなることは、
言うまでもないところである。
Moreover, the ceramic ball used in the present invention has a hollow part 34 of a predetermined size inside, as shown in FIGS. 5(c) and (d), in addition to the solid spherical body as shown in the upper part. It is also possible to use it in hollow spheres. By using such a hollow spherical body, the weight of the ball can be reduced, which is advantageous for workability and equipment. However, in the case of forming a hollow spherical body, as shown in FIG. 5(c), a ventilation hole 36 or Figure 5(d)
It is desirable to take measures such as making the pole wall part porous. In addition, in the case of such a hollow spherical body structure, the ball wall is made of a ceramic material containing a magnetic material.
It goes without saying.

(実施例) 以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発
明の代表的な実施例を示すが、本発明が、そのような実
施例の記載によって何等制限的に解釈されるものでない
ことは、言うまでもないところである。
(Examples) In order to clarify the present invention more specifically, typical examples of the present invention will be shown below, but the present invention should not be construed in any way limited by the description of such examples. It goes without saying that it is nothing.

目的とする鋳物製品として、外径が1200mmφ、厚
みが50mm 〜120mm、重量が550kg、材質
がFe20からなるギヤー素材を鋳造すべく、金枠寸法
が1600mmX1800mmX300mm(上型)若
しくは250mm(下型)−の鋳枠を用いると共に、鋳
物砂としては、AFS40妙にフラン樹脂0.8重量%
、硬化剤30重量%±8重量%(対樹脂添加量)を均一
に配合したものを用い、第1図に示される如き従来の鋳
型と第3図に示される如き本発明に従う鋳型の造型を行
なった。
In order to cast a gear material with an outer diameter of 1200 mmφ, a thickness of 50 mm to 120 mm, a weight of 550 kg, and a material made of Fe20 as the target casting product, the metal frame dimensions are 1600 mm x 1800 mm x 300 mm (upper mold) or 250 mm (lower mold). In addition to using a casting flask, the molding sand was 0.8% by weight of AFS40 strangely furan resin.
A conventional mold as shown in FIG. 1 and a mold according to the present invention as shown in FIG. I did it.

なお、本発明に従う鋳型の造型に際しては、セラミック
スボールとして、そのサイズが(外径)30謳φの第5
図(a)に示される如き構造のものを用いた。また、セ
ラミックスの材質としては、コーディエライト(2Mg
O・2 A 1 t O3・5SiO□)を用い、更に
芯部を磁性材料であるNi−Zn系フェライトにて15
mmφの大きさにて形成した。
In addition, when molding the mold according to the present invention, a fifth ceramic ball having a size (outer diameter) of 30 mm is used as the ceramic ball.
A structure as shown in Figure (a) was used. In addition, as a material of ceramics, cordierite (2Mg
O・2 A 1 t O3・5SiO
It was formed with a size of mmφ.

このようにして得られた鋳型のサンドメタル比は、第1
図の従来鋳型にあっては、S/M=4.1であり、第3
図の本発明鋳型にあっては、37M−1,63であり、
従来比:1/2.5と著しく改善されたものであった。
The sand metal ratio of the mold thus obtained is the first
In the conventional mold shown in the figure, S/M = 4.1, and the third
In the mold of the present invention shown in the figure, it is 37M-1,63,
This was a remarkable improvement of 1/2.5 compared to the conventional one.

また、鋳型の硬化時間にあっても、第1図の従来鋳型に
あっては、10〜15分(夏場)要するのに対して、第
3図の本発明鋳型の場合にあっては8〜11分で済み、
従来に比べて20%もの短縮を図り得ることが明らかと
なった。
Furthermore, regarding the curing time of the mold, the conventional mold shown in Fig. 1 takes 10 to 15 minutes (in summer), whereas the mold of the present invention shown in Fig. 3 takes 8 to 15 minutes. It only takes 11 minutes,
It has become clear that the time can be reduced by as much as 20% compared to the conventional method.

また、このようにして得られた本発明鋳型を用い、それ
に対して、常法に従ってFS30溶湯を注湯して、目的
とするギヤー素材の鋳造を行ない、更にその後、鋳型の
型ばらしにより、かかる鋳型内に形成されたギヤー素材
(鋳物製品)を取り出す一方、自動化ラインにおいて、
鋳物砂とそれに混入した鋳物バリ等の夾雑物との分離を
マグネット分離装置にて行なった結果、そのような夾雑
物と共にセラミックスボールをも同時に鋳物砂から分離
することが出来た。
Further, using the mold of the present invention thus obtained, FS30 molten metal is poured into it according to a conventional method to cast the desired gear material, and then the mold is disassembled to cast the desired gear material. While taking out the gear material (casting product) formed in the mold, in the automated line,
As a result of using a magnetic separation device to separate the foundry sand from contaminants such as foundry burrs, it was possible to separate the ceramic balls from the foundry sand at the same time as the contaminants.

なお、本発明は、以上の具体的説明並びに好ましい実施
形態のみに限定されるものでは決してなく、本発明の趣
旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて
種々なる変更、修正、改良等を加えた形態において実施
されるものであり、本発明が、またそのような実施形態
のものをも含むものであることが、理解されるべきであ
る。
It should be noted that the present invention is by no means limited to the above specific explanations and preferred embodiments, and various changes, modifications, improvements, etc. can be made based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. It should be understood that the present invention also includes such embodiments.

(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明にあっては、ボ
リュウム増加材としてセラミックスボールを用いること
により、サンドメタル比の飛躍的向上を図り得たのであ
り、またそのようなセラミックスボールに磁性を付与し
たことにより、注湯後の砂の回収時に、容易に、ボリュ
ウム増加材としてのセラミックスボールの回収を図るこ
とが可能となったものであり、そこに本発明の大きな工
業的意義が存するのである。
(Effects of the Invention) As is clear from the above explanation, in the present invention, by using ceramic balls as the volume increasing material, it was possible to dramatically improve the sand metal ratio, and such By imparting magnetism to the ceramic balls, it has become possible to easily recover the ceramic balls as a volume increasing material when collecting sand after pouring, and this is where the present invention will be applied to large industries. There is a certain significance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は、それぞれ、従来の鋳型構造を説明
するための鋳型縦断面図であり、第3図は、本発明にて
用いられる鋳型構造の一例を示す縦断面図であり、第4
図は、そのような本発明に係る鋳型の造型工程を示す断
面説明図であり、第5図(a)〜(d)は、それぞれ、
本発明にて用いられるセラミックスボールの異なる例を
示す断面説明図である。 2:上型      4:下型 6:鋳枠      8:鋳物砂 10:製品キャビティ 12:中子 18:従来のボリュウム増加材 20:セラミックスボール 22:底板      24:模型 28;芯体  、    30:セラミックス層32:
磁性材料    34:中空部 36:通気孔
1 and 2 are vertical cross-sectional views of a mold for explaining a conventional mold structure, and FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing an example of a mold structure used in the present invention, Fourth
The figure is a cross-sectional explanatory view showing the molding process of the mold according to the present invention, and FIGS. 5(a) to 5(d) are, respectively,
FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view showing different examples of ceramic balls used in the present invention. 2: Upper mold 4: Lower mold 6: Casting flask 8: Molding sand 10: Product cavity 12: Core 18: Conventional volume increasing material 20: Ceramic ball 22: Bottom plate 24: Model 28; Core body, 30: Ceramic layer 32:
Magnetic material 34: Hollow part 36: Ventilation hole

Claims (1)

【特許請求の範囲】 有機自硬性の鋳物砂を用いて、目的とする鋳型の造型を
行なった後、その得られた有機自硬性鋳型に所定の溶湯
を注湯して鋳造を行ない、更にその後かかる鋳型の型ば
らしにより、形成された鋳物製品を取り出す一方、鋳物
砂とそれに混入した鋳物バリ等の介在物との分離を磁気
により行なって、鋳物砂を回収することからなる鋳造方
法において、 前記鋳型の造型を、鋳枠内に配置した模型表面に前記鋳
物砂にて所定厚みの肌砂層を形成した後に、磁性材料の
内在によって磁性の付与されたセラミックスボールを投
入して充填し、更にその上に必要に応じて前記鋳物砂を
裏砂として投入することにより、実施する一方、かかる
鋳枠内に充填されたセラミックスボールを、前記磁気分
離操作、によって前記介在物と共に鋳物砂から分離する
ようにしたことを特徴とする有機自硬性鋳型を用いた鋳
造方法。
[Claims] After molding a target mold using organic self-hardening foundry sand, pouring a prescribed molten metal into the obtained organic self-hardening mold to perform casting, and then In the casting method, the casting method comprises taking out the formed casting product by demolding the mold, and recovering the casting sand by magnetically separating the casting sand from inclusions such as casting burrs mixed therein. After forming a sand layer of a predetermined thickness with the molding sand on the surface of the model placed in a casting flask, the mold is filled with ceramic balls that have been given magnetism due to the presence of a magnetic material, and then The above-mentioned foundry sand is added as backing sand to the top of the casting flask as needed, and the ceramic balls filled in the flask are separated from the foundry sand along with the inclusions by the magnetic separation operation. A casting method using an organic self-hardening mold characterized by:
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