JPH0323033A - 鋳物砂における肌砂 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、塗型材を不要として鋳型を成形できる鋳物
砂に関し、より詳しくは、この鋳物砂における肌砂に関
する． （従来の技術） 有機自硬性鋳型は、一般に砂粒子を繰り返し使用するた
め、比較的粗粒のものが使用されている．このため、こ
れによって成形された砂型の表面では、砂粒子相互の間
隙が大きくなる。よって、これを鋳型として鋳造を行う
と，鋳肌が平滑に仕上らないばかりか、さし込みなどの
鋳造欠陥を生じることになる． そこで，従来では、上記砂型の表面に塗型材を塗布して
これを平滑にすることにより鋳型を成形し、上記のよう
な諸問題を生じないようにしている． （発明が解決しようとする問題点） しかし，上記したような砂型表面に塗型材を塗布する作
業は極めて煩雑なものである。このため、鋳型の成形作
業には、未だ改善すべき点が残されている． また、上記従来構成において、鋳物砂にフラン樹脂を添
加することが行われているが、この場合には，砂型が硬
くなり易く、よって、特に鋼の鋳造では、鋳物に高温状
態での収縮割れ（いわゆるホットティアー）など鋳造欠
陥が生じている．｛発明の目的｝ この発明は、上記のような事情に注目してなされたもの
で、鋳型の成形作業を容易化し、かつ、このようにした
場合でも、！Ｊ造欠陥が生じない所望の鋳造ができるよ
うにすることを目的とする．（発明の構成） 上記目的を達成する第１の発明の特徴とするところは、
砂粒子に対し、ボリスチレン、炭酸カルシウム、および
酸化鉄を添加し、更に粘結剤としてウレタン硬化型フェ
ノール樹脂を配合した点にあり、 また、第２の発明の特徴とするところは、砂粒子をクロ
マイトサンドとし、これに対し、ボリスチレン、および
炭酸カルシウムを添加し、更に、粘結剤としてエステル
硬化型フェノール樹脂を配合した点にある． （作　用） 上記第１の発明による作用は次の如くである．即ち、鋳
型の成形は、その作業効率をよくするため、従来では一
種類の砂を用いている．しかし、この発明では、鋳物砂
を，！＃型の内部を構成する裏砂と、同上鋳型の外殻を
構成する肌砂とに分け、上記肌妙に塗型材としての機能
を持たせている． 即ち、上記鋳型に、例えば、鋳鉄の溶湯を鋳込んだ場合
、この溶湯の熱により、砂粒子に添加されているボリス
チレンや粘結剤たるウレタン硬化型フェノール樹脂が分
解されて、これらいずれによって６炭素粉が析出され、
これが砂粒子相互の間隙に充填されることになる。この
ため、鋳型表面が平滑になり、よって、美麗な鋳肌の鋳
造品が得られることとなる． 一方、上記裏砂を適正に硬化させたり、これを繰り返し
使用できるようにするため、この裏砂の硬化にはフラン
樹脂を添加することが行われている．しかし，このフラ
ン樹脂の硬化剤は硫酸系であって、溶湯を鋳込んだとき
にはガスを発生し、このガスは溶湯に悪影響を与えるこ
とがある。そして、この溶湯がダクタイル鋳鉄や鋼であ
る場合には特に有害となる．そこで、この第１の発明で
は、砂粒子に炭酸カルシウムを添加し、これによって、
脱硫をすることにより、上記ガスが溶渇に悪影響を与え
ようとすることを防止している．また、この第１の発明
では、上記したようにウレタン硬化型フェノール樹脂を
添加し、これに粘結剤としての機能を発揮させているが
、その反面、これは溶湯の熱によって窒素化合物を生じ
るため、このままでは、溶湯に悪影響を与えることにな
る。そして、このような窒素は、溶湯が鋳鉄の場合、特
に有害となる．そこで、この発明では、砂粒子に更に酸
化鉄を添加することにより，上記窒素による害を防止し
ている． また、上記の場合、ボリスチレンは溶湯の熱で消失する
．このため、ボリスチレンの消失した後の空間が肌砂内
に形成されることとなり、いわゆる「なりより」が与え
られる．このため、これが溶渇の高温状態における収縮
割れの発生を防止し、つまり、涛造欠陥が生じることを
防止する．次に、前記第２の発明による作用は次の如く
である． 即ち、砂粒子にボリスチレンや炭酸カルシウムを添加し
たことによる作用は、前記第１の発明の場合と同様であ
る． 一方、砂粒子をクロマイトサンドにすると、このクロマ
イトサンドは溶湯を鋳込んだときに約１２００℃以上の
温度になり、鋳型表面におけるクロマイトサンドが焼結
されて平滑化し、このため、鋳造品には滑らかな鋳肌が
得られることとなる．即ち、鋳型に塗型材を用いなくて
も所望の鋳造ができることとなる． また、粘結剤を、第１の発明のようにウレタン硬化型フ
ェノール樹脂にすると、前記したように窒素の害を生じ
るが、この第２の発明では、これをエステル硬化型フェ
ノール樹脂としてあり、このため、上記害の発生は未然
に防止される．よって、この場合には、酸化鉄の添加は
必要ではない． （実施例） 以下、この発明の実施例を説明するが、この発明は、こ
れらの実施例に限定されるものではない． （第１の発明の実施例） 下記第１表に示すように、砂粒子である新しいフラタリ
ーサンドに対し、ボリスチレンのビーズ原粒、炭酸カル
シウム、および酸化鉄を添加し、更に、粘結剤としてフ
ェノール樹脂の第１液と、ウレタン硬化剤（イソシアネ
ート）の第２液とを配合する． 第１表 上記第１表におけるフラタリーサンドの粒度は、通常の
鋳物砂よりも細かいちのであり、つまり、ＡＦＳ　＆．
４８〜１００の範囲にすればよいが、弘６５〜１００の
範囲にすることがより好ましい．また，ボリスチレンの
一般的なものは発泡用に使用されるため、これには発泡
用ガスが含浸されている．しかし、本発明の用途には、
このようなガスは有害である．そこで、この実施例では
、発泡用ガスの含浸前の原粒を使用している．なお，ボ
リスチレンの添加量に上限を定めたのは、これを越える
と、溶渇の鋳込み時におけるガス発生量が多くなり、こ
の結果、ガス欠陥を生じ易くなるためである． また、上記炭酸カルシウムや酸化鉄の添加量にそれぞれ
上限を定めたのは、これを越えると、いずれにしても鋳
型における砂粒子の耐火度が低下するためである．なお
，上記酸化鉄は、酸化第二鉄を用いることが好ましい． また、第１、第２液の添加量に上限を定めたのは、これ
を越えると、ボリスチレンの場合と同じくガス欠陥を生
じるためである． 更に、各配合材料の添加量にそれぞれ下限を定めたのは
、これより少なくなると、それぞれの機能が十分に発揮
されないためである． ・次に、肌妙の配合手順や、これを用いて行う鋳〕 づ 型の成形手順につき説明する．まず、粒子の細かいフラ
タリーサンドにボリスチレン、および粉末状の炭酸カル
シウムや酸化鉄を配合して撹拌機により十分に混合させ
る。次に、連続ミキサーで、上記混合体に第１、第２液
を添加し、混練する．上記のようにして配合を完了した
肌砂を用い、鋳型を成形する場合には、まず、吹付造型
機などを用いることによって，上記肌砂を木型に吹き付
ける．そして，この吹き付け後、少し時間をおいて肌砂
の硬化を進め、これが所定の硬度に達すれば、砂粒子に
フラン樹脂を添加した裏砂を連続ミキサーによって型枠
内に投入する．以後は通常の鋳型成形作業を行うが、こ
の場合、塗型材の塗布作業は不要である． （第２の発明の実施例） 下記第２表に示すように，砂粒子をクロマイトサンドと
し，これに対し、ボリスチレンのビーズ原粒、および炭
酸カルシウムを添加し、更に、粘結剤としてフェノール
樹脂の第１液と、エステル硬化剤の第２液とを配合する
． 第２表 上記第２液はエステル硬化剤である．その他、各配合材
料の内容や、その添加量に上、下限を定めた理由、配合
手順、および鋳型の成形手順は前記第１の発明の実施例
と同様である． （第１の発明の実施例に対応する実験例）前記第１表で
示した配合の範囲内における肌砂と、砂粒子に粘結剤と
してフラン樹脂を添加した裏砂とを用いて鋳型を成形し
た．そして、この鋳型に球状黒鉛鋳鉄の溶湯を鋳込み、
これの凝固後にその鋳造品の表面部を調べた．すると、
黒鉛の形状が片状化したものはほとんど認められず、涛
造品に収縮割れなど鋳造欠陥も認められなかった． （第２の発明の実施例に対応する実験例）前記第２表で
示した配合の範囲内における肌砂と、砂粒子に粘結剤と
してフラン樹脂を添加した裏砂を用いて鋳型を成形した
． 一方、複雑な形状をした木型に上記肌砂を吹き付けて硬
化させた後、型枠内に上記裏砂を流し込んで、鋳型を成
形した．そして、この鋳型に特殊鋼の溶湯を涛込み、こ
れの冷却、凝固後にその鋳造品の表面部を調べた．する
と、鋳造品は美麗な梼肌であると判別された．また、こ
の鋳造品に収縮割れなど鋳造欠陥も認められなかった．
しか６、コーナ一部には高温状態で発生し易い収縮割れ
も認められなかった。

（発明の効果） この発明によれば、塗型材の塗布作業という煩雑な作業
が不要となるため、その分、鋳型の成形作業が容易とな
る。しかも、この発明の肌砂を用いれば、塗型材を使用
しなくても、鋳肌が美麗な、かつ、鋳造欠陥が生じない
所望の鋳造ができる．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、砂粒子に対し、ポリスチレン、炭酸カルシウム、お
   よび酸化鉄を添加し、更に粘結剤としてウレタン硬化型
   フェノール樹脂を配合した鋳物砂における肌砂。 ２、砂粒子をクロマイトサンドとし、これに対し、ポリ
   スチレン、および炭酸カルシウムを添加し、更に、粘結
   剤としてエステル硬化型フェノール樹脂を配合した鋳物
   砂における肌砂。