JPH05185180A - Manufacture of collapsible sand core - Google Patents

Manufacture of collapsible sand core

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JPH05185180A
JPH05185180A JP4005192A JP4005192A JPH05185180A JP H05185180 A JPH05185180 A JP H05185180A JP 4005192 A JP4005192 A JP 4005192A JP 4005192 A JP4005192 A JP 4005192A JP H05185180 A JPH05185180 A JP H05185180A
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JP
Japan
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sand core
sand
prototype
core prototype
coating
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Application number
JP4005192A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidemasa Okamoto
秀正 岡本
Masaru Kunimura
勝 国村
Hideyuki Iitani
英之 飯谷
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To sufficiently execute coating even in the case of a sand core original mold hardened by using a warm box method and obtain the sand core having excellent collapsibility. CONSTITUTION:The sand core original mold hardening the sand is dipped into dilute sulfuric acid solution, etc., to obtain the chemically treated sand core original mold. After heating and drying this sand core original mold, by dipping into the coating liquid, etc., the uniform coating application is executed on the surface of the sand core original mold and successively, drying is executed to obtain the collapsible sand core.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は,例えば,クローズドデ
ッキタイプの自動車用エンジン等,アンダーカット部分
を有する鋳造品の高圧ダイカスト鋳造時に用いる耐圧性
および良好なコーティング性と崩壊容易性を有する崩壊
性砂中子の製造方法に関するものである。さらに詳しく
は,造型した砂中子原型を薬品処理することにより,同
一コーティング剤を1回だけで厚くコーティングでき,
しかも,鋳造後の崩壊性に優れた高圧鋳造用にも適した
砂中子の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure-resistant material used for high-pressure die casting of a cast product having an undercut portion, such as a closed-deck type automobile engine, and a disintegrating property having good coating property and easy disintegration. The present invention relates to a method for manufacturing a sand core. More specifically, the same coating agent can be thickly coated only once by chemically treating the molded sand core prototype.
Moreover, the present invention relates to a method for producing a sand core which has excellent disintegration properties after casting and is suitable for high pressure casting.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より,例えば,クローズドデッキタ
イプの自動車用エンジンブロックやその他のアンダーカ
ット部分を有するアルミニウム合金やマグネシウム合金
等の鋳造品をダイカストで鋳造して製造する場合,崩壊
性砂中子を用いてダイカスト鋳造することが行われてい
る。そして,崩壊性砂中子を得る場合,まず,砂を所望
の形に固め,次に,その固めた砂中子原型の表面にコー
ティング剤を塗布し,高圧下での溶湯鋳込時には砂中子
が破損したり,溶湯が砂中子内に侵入しないようにし,
鋳造後には,ほとんど力を加えずに砂中子を崩壊させて
容易に取出せるようにし,かつ,砂が隅々まで充分に取
出せるようにすることが試みられている。勿論,その場
合,砂中子原型の成分,砂の固め方,コーティング剤の
成分,コーティングの仕方等,従来よりいろいろ試みら
れているが,充分に満足し得るものは得られていないの
が現状である。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, when a die-cast casting is used to produce a cast product such as a closed deck type automobile engine block or other undercut aluminum alloy or magnesium alloy, a collapsible sand core is used. Die casting is performed by using. When a collapsible sand core is to be obtained, the sand is first solidified into the desired shape, then the coating agent is applied to the surface of the solid sand core prototype, and when the molten metal is cast under high pressure Prevent the child from breaking and the molten metal from entering the sand core.
After casting, it has been attempted to disintegrate the sand core with little force so that the sand core can be easily taken out, and to allow the sand to be taken out to every corner. Of course, in that case, various attempts have been made in the past such as sand core prototype components, sand compaction, coating agent components, coating methods, etc., but the current situation is that no satisfactory results have been obtained. Is.

【0003】その中で,砂を固めて砂中子原型を得る方
法として,ハードックス法,ウォームボックス法,
シェルモールド法,コールドボックス法等がある。
ハードックス法としては,例えば,特公昭64−989
8号公報に記載されている技術が知られている。そし
て,この方法においては,砂中子原型は砂,酸硬化性樹
脂および酸化剤を主成分とする結合剤からなっており,
二酸化硫黄によって酸化される。
Among them, as a method for solidifying sand to obtain a sand core prototype, a hard-box method, a warm box method,
Shell mold method, cold box method, etc. are available.
As the Hardox method, for example, Japanese Patent Publication No.
The technique described in Japanese Patent Publication No. 8 is known. In this method, the sand core prototype is composed of sand, an acid-curable resin and a binder whose main component is an oxidant,
It is oxidized by sulfur dioxide.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前記ハードックス法に
おいては,所望の形状に造型した砂を硬化して砂中子原
型を得る場合,二酸化硫黄すなわち亜硫酸ガスを使用し
て硬化する。したがって,亜硫酸ガスを使用するため,
作業環境が悪く,日本の工場では,人体に悪影響を与え
るようなガスの使用は好まれない。また,仮に亜硫酸ガ
スを使用するとしても,人体に悪影響を与えず,作業環
境も悪化させないようにするためには,その為の付属設
備の設置が大変であり,また,その設置,運転のために
法規制も受ける。
In the above Hardox method, when a sand core prototype is obtained by hardening sand molded into a desired shape, sulfur dioxide, that is, sulfurous acid gas is used for hardening. Therefore, since sulfur dioxide is used,
Due to the poor working environment, the use of gas that adversely affects the human body is not preferred in Japanese factories. Further, even if sulfurous acid gas is used, it is difficult to install auxiliary equipment for that purpose in order to prevent the human body from being adversely affected and the working environment to be deteriorated. Also subject to legal restrictions.

【0005】そのため,本発明者は,酸化剤と亜硫酸ガ
スの代りに硬化剤を使用するウォームボックス法の良さ
を見直すこととした。ウォームボックス法では,砂と結
合剤の混合物を固めて砂中子原型を得るのに亜硫酸ガス
を使用するのではなく,例えば,90〜240℃に加熱
した砂中子原型造型用の金型内に砂と結合剤の混合物を
圧縮空気で吹込んで加熱硬化させて造型する。しかし,
この場合,前記ハードックス法ではかなり良好に行われ
ていたコーティング剤と同一のコーティング剤を砂中子
に塗布しても,コーティング剤が砂中子原型の内部に浸
み込んでしまい,充分な厚さのコーティング層が得られ
なかった。また,砂に予めフェノールレジン等の石炭酸
系合成樹脂をコーティングしたレジンコーテッドサンド
(RCS),いわゆるシェルモールド法の中子を用い
て,同一のコーティング剤を塗布しても,コーティング
剤が濡れずにはじかれてうまくいかなかった。
Therefore, the present inventor has decided to reexamine the merit of the warm box method in which a curing agent is used instead of the oxidizing agent and the sulfurous acid gas. In the warm box method, instead of using sulfurous acid gas to solidify the mixture of sand and binder to obtain a sand core mold, for example, in a mold for sand core mold molding heated to 90 to 240 ° C. The mixture of sand and binder is blown with compressed air and heat-cured to mold. However,
In this case, even if the same coating agent as was used in the Hardox method was applied to the sand core, the coating agent would penetrate into the sand core prototype, resulting in a sufficient thickness. No coating layer was obtained. In addition, even if the same coating agent is applied using resin coated sand (RCS), which is a so-called shell mold method in which sand is coated with a phenolic resin or other synthetic resin in advance, the coating agent does not get wet. It was repelled and it didn't work.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明においては,有機
バインダを用いて砂中子原型を造型する工程と,この砂
中子原型を薬品で処理する工程と,この薬品で処理した
砂中子原型を乾燥する工程と,この乾燥した砂中子原型
の表面に粉末状の耐火物を主成分とする中性水分散体か
らなるスラリ状のコーティング剤をコーティングする工
程と,このコーティングして得た砂中子を乾燥させる工
程によって崩壊性砂中子を得る。なお,砂中子原型を処
理する薬品としては,例えば,硫酸,燐酸等の鉱酸を用
いる。また,砂中子原型を薬品で処理する場合は,例え
ば,稀硫酸のような酸性溶液中に浸漬したり,酸性溶液
を砂中子原型の表面に刷毛塗りしたり,吹付けたりす
る。
In the present invention, a step of molding a sand core prototype using an organic binder, a step of treating the sand core prototype with a chemical, and a sand core treated with the chemical The step of drying the prototype, the step of coating the surface of the dried sand core prototype with a slurry-like coating agent consisting of a neutral water dispersion containing powdery refractory as a main component, and the coating A disintegrating sand core is obtained by the process of drying the sand core. As the chemical agent for treating the sand core prototype, for example, a mineral acid such as sulfuric acid or phosphoric acid is used. When the sand core prototype is treated with a chemical, for example, the sand core prototype is immersed in an acidic solution such as dilute sulfuric acid, or the acidic solution is brushed or sprayed on the surface of the sand core prototype.

【0007】[0007]

【作用】本発明においては,まず,例えば,前記したよ
うに砂中子原型を造型した後,その砂中子原型を稀硫酸
等の鉱酸溶液中に浸漬するなどして砂中子原型の内部に
鉱酸を浸み込ませ,次いで,この砂中子原型を乾燥す
る。次に,鉱酸等の薬品で処理した後乾燥して得た砂中
子原型の表面に,粉末状の耐火物を主成分とする中性水
分散体からなるスラリ状のコーティング剤をコーティン
グする。この場合,造型した砂中子原型(黄土色,褐色
〜深緑色)を,コーティングする前に,例えば稀硫酸溶
液等の鉱酸溶液の中に浸漬すれば,砂中子原型の表層部
や中に鉱酸が付着したり浸み込んだりする。この砂中子
原型を浸漬槽から引き上げた後,80〜200℃で数分
〜2時間乾燥させると,砂中子原型は黒色に変化する。
これは,砂同志を結合していた硬化フラン樹脂が砂中子
原型に付着したり浸み込んだ鉱酸により脱水,炭化させ
られたためである。すなわち,砂を互いに繋げている硬
化したフラン樹脂は,この乾燥時の熱で炭化分解反応が
促進される。これにより,黒化するとともに,強度も低
下する。この強度の低下は,鋳造時の加圧力には充分耐
え得るものである。鋳造時に,溶湯の熱により,当然硬
化したフラン樹脂も熱劣化するが,上記のようにして予
め強度を低下させておくと,鋳造後,金型内から取出し
た鋳造品の中から砂中子を取出すときに,砂中子が極め
て簡単容易に取出せる。
In the present invention, first, for example, as described above, a sand core prototype is formed, and then the sand core prototype is dipped in a mineral acid solution such as dilute sulfuric acid. The mineral acid is impregnated inside, and then the sand core prototype is dried. Next, the surface of the sand core prototype obtained by treating with a chemical such as mineral acid and then drying is coated with a slurry-like coating agent composed of a neutral water dispersion containing powdery refractory as a main component. .. In this case, if the formed sand core prototype (ocher color, brown to dark green) is dipped in a mineral acid solution such as dilute sulfuric acid solution before coating, the sand core prototype surface layer or core Mineral acid adheres to or soaks into. When this sand core prototype is pulled out of the dipping tank and then dried at 80 to 200 ° C. for several minutes to 2 hours, the sand core prototype turns black.
This is because the hardened furan resin that bound the sands was dehydrated and carbonized by the mineral acid that adhered to the sand core prototype and soaked in it. That is, in the hardened furan resin that connects sands to each other, the carbonization reaction is accelerated by the heat during the drying. As a result, blackening occurs and the strength also decreases. This decrease in strength can sufficiently withstand the pressure applied during casting. During casting, the heat of the molten metal naturally deteriorates the hardened furan resin, but if the strength is lowered in advance as described above, the sand core will be removed from the cast product taken out from the mold after casting. When taking out the sand core, it is extremely easy and easy to take out.

【0008】一方,このような薬品処理および乾燥を経
て得た砂中子原型に,粉末状の耐火物を主成分とする中
性水分散体からなるスラリ状のコーティング剤を塗布す
れば,該砂中子原型の表面および表面近くに存在する鉱
酸により,コーティング剤が瞬時に凝集して該砂中子原
型の内部深くまで浸み込むことなく,該砂中子原型の表
面に厚くコーティングできる。その後これを乾燥すれ
ば,所望の厚さの均質なコーティング層が形成される。
On the other hand, if a sand core prototype obtained through such chemical treatment and drying is coated with a slurry coating agent composed of a neutral water dispersion containing powdery refractory as a main component, The surface of the sand core mold can be thickly coated without the coating agent instantaneously agglomerating due to the mineral acid existing on the surface of the sand core mold and penetrating deep inside the sand core mold. .. After that, it is dried to form a uniform coating layer having a desired thickness.

【0009】このようにすれば,ウォームボックス法で
も,砂中子原型を固めることができ,かつ,砂中子原型
の表面にコーティング剤を所望の状態で確実容易にコー
ティングすることができる。そして,この発明によって
得られた崩壊性の砂中子を用いれば,高圧ダイカストの
ように高圧下での溶湯鋳込時に砂中子が破損したりクラ
ックが入ったりすることもなく,溶湯が砂中子内に侵入
することもない。また,鋳造後に溶湯が固まって鋳込製
品を金型から取出した後,砂中子を崩壊させて取出すと
き,ほとんど力を加えずに砂中子を崩壊させて容易に取
出すことができるとともに,砂が鋳造面の隅に残ること
もなく,隅々まで砂を充分にかつ確実に取出すことがで
きる。
In this way, the sand core prototype can be hardened even by the warm box method, and the surface of the sand core prototype can be coated with the coating agent easily and surely in a desired state. When the collapsible sand core obtained by the present invention is used, the melt core is not damaged or cracked at the time of pouring the melt under high pressure like high pressure die casting, and the melt is sanded. It does not enter the core. In addition, after the molten metal is solidified after casting and the cast product is taken out from the mold, when the sand core is disintegrated and taken out, the sand core can be disintegrated and taken out easily with almost no force applied. The sand does not remain in the corners of the casting surface, and the sand can be fully and reliably taken out to every corner.

【0010】[0010]

【実施例】砂中子原型を製造するときは,まず,中子砂
等の砂中子骨材に有機バインダを混合する。砂中子骨材
としては,硅砂,ジルコンサンド,クロマイトサンド,
セラビーズ等を用い,有機バインダとしては,フラン樹
脂等のいわゆるウォームボックス法用のバインダを用
い,これらの構成部材を混合したものを,所定の砂中子
形状のキャビティを有する金型内に加圧空気とともに吹
込み,例えば,ウォームボックス法と呼ばれている方法
で砂中子原型を成型した。この場合,中子成型用の金型
の加熱温度は例えば90〜240℃,好ましくは,90
〜200℃程度とし,約1分程度加熱して,砂中子原型
を所定の強度に硬化させた。例えば,抗折力20〜50
kgの砂中子原型を得た。
[Example] When manufacturing a sand core prototype, first, an organic binder is mixed with a sand core aggregate such as core sand. Sand core aggregates include silica sand, zircon sand, chromite sand,
A so-called warm-box binder such as furan resin is used as the organic binder, and the mixture of these components is pressed into a mold having a predetermined sand core-shaped cavity. It was blown together with air and, for example, a sand core prototype was molded by a method called the warm box method. In this case, the heating temperature of the core molding die is, for example, 90 to 240 ° C., preferably 90.
The sand core prototype was cured to a predetermined strength by heating at about 200 ° C for about 1 minute. For example, transverse rupture strength of 20 to 50
A kg sand core prototype was obtained.

【0011】次に,このようにして成型した砂中子原型
を,各種薬品の水溶液で処理する。この薬品としては,
硫酸,燐酸等の鉱酸が挙げられる。これらの薬品の水溶
液中に砂中子原型を浸漬し,砂中子原型に吸収させた
後,加熱乾燥させる。水溶液の濃度は稀釈倍率(98%
濃硫酸,89%リン酸の稀釈倍率)200倍以内であ
る。稀釈倍率が200倍を越えるとコーティング厚みが
薄く,かつ,鋳造後の砂中子の崩壊性が低下し,処理効
果がなくなる。浸漬時間は,処理液の濃度および砂中子
原型と処理液との親和性によっても異なるが,0.5秒
の短時間から5分程度である。
Next, the sand core mold thus formed is treated with an aqueous solution of various chemicals. As for this medicine,
Mineral acids such as sulfuric acid and phosphoric acid may be mentioned. The sand core prototype is immersed in an aqueous solution of these chemicals, absorbed in the sand core prototype, and then heated and dried. The concentration of the aqueous solution is the dilution ratio (98%
Dilution ratio of concentrated sulfuric acid and 89% phosphoric acid is within 200 times. If the dilution ratio exceeds 200 times, the coating thickness will be thin, and the disintegration property of the sand core after casting will be reduced, and the treatment effect will be lost. The immersion time is from a short time of 0.5 seconds to about 5 minutes, depending on the concentration of the processing solution and the affinity between the sand core prototype and the processing solution.

【0012】もし,砂中子原型が処理液に濡れにくい場
合は,予め砂中子原型をメタノールやアセトン等有機溶
媒に短時間浸漬した後に処理液に浸漬するか,処理液に
上記有機溶媒を砂中子原型が処理液に濡れるようになる
まで混合してから処理する。浸漬処理した砂中子原型の
乾燥は,温度が高いほど時間が短くてすみ,目安として
120℃で20分程度である。なお,薬品を稀釈せずに
そのまま使用してもよく,薬品が濃硫酸(98%)や燐
酸(89%)のように液体の場合は,砂中子原型を浸漬
し,微粉末の酸のように微粉末の場合は,砂中子原型に
粉末をまぶし,余分な粉末を拭き取る。前記したよう
に,稀硫酸のように濃度の薄い溶液を用いたときは水を
蒸発させるために乾燥が必要であるが,濃硫酸のように
水で稀釈しない場合は,乾燥を行う必要はない。処理さ
れた砂中子原型は黒化し,その抗折力は処理濃度に比例
して低下するが,強度の低下は,硫酸や燐酸の場合は酸
による炭化劣化が進行したためと考えられる。
If the sand core prototype is difficult to wet with the treatment liquid, the sand core prototype is immersed in an organic solvent such as methanol or acetone for a short time in advance and then immersed in the treatment liquid, or the above-mentioned organic solvent is added to the treatment liquid. Mix until the sand core prototype becomes wet with the processing solution before processing. The higher the temperature, the shorter the time required to dry the sand core prototype that has been subjected to the immersion treatment, and the time is about 20 minutes at 120 ° C. as a guide. The chemical may be used as it is without being diluted. If the chemical is a liquid such as concentrated sulfuric acid (98%) or phosphoric acid (89%), the sand core prototype is dipped to remove the fine powder of acid. As in the case of fine powder, sprinkle the powder on the sand core prototype and wipe off the excess powder. As mentioned above, when a solution with a low concentration such as dilute sulfuric acid is used, it is necessary to dry it to evaporate water, but if it is not diluted with water like concentrated sulfuric acid, it is not necessary to dry it. .. The treated sand core prototype turned black and its transverse rupture strength decreased in proportion to the treatment concentration, but the decrease in strength is considered to be due to the progress of carbonization deterioration due to acid in the case of sulfuric acid or phosphoric acid.

【0013】つぎに,上記のように処理された砂中子原
型の表面にコーティング剤をコーティングする。この場
合,該砂中子原型をコーティング剤中に浸漬してもよい
し,該砂中子原型の表面にコーティング剤を刷毛塗りし
たり吹付けたりしてもよい。コーティング剤は,微粉末
シリカと微粉末アルミナを主成分とし,少量のコロイド
シリカを加えた固形分50〜90重量%のスラリとし
た。固形分が50重量%以下ではコーティング層の厚み
が薄くなり,90重量%以上になるとスラリを撹拌する
のが極めて困難となる。なお,このコーティング剤のp
Hを7.0±1.0に維持していなければ,撹拌下でも
沈殿,凝固することがある。
Next, the surface of the sand core master treated as described above is coated with a coating agent. In this case, the sand core prototype may be immersed in the coating agent, or the surface of the sand core prototype may be brushed or sprayed with the coating agent. The coating agent was a slurry containing fine powder silica and fine powder alumina as main components, and a small amount of colloidal silica, and having a solid content of 50 to 90% by weight. When the solid content is 50% by weight or less, the thickness of the coating layer becomes thin, and when it is 90% by weight or more, it becomes extremely difficult to stir the slurry. In addition, p of this coating agent
If H is not maintained at 7.0 ± 1.0, precipitation and solidification may occur even under stirring.

【0014】なお,コーティング剤としては,他のコー
ティング剤を用いることもできる。例えば,グラファイ
ト,マイカ,ヒューズドシリカ,アルミナ,マグネシ
ア,カーボンブラックおよびジルコン粉末等の無機耐火
性材料約30〜80重量%と,コロイドシリカ,アルミ
ナゾル,粘土およびアミン処理ベントナイト等の無機結
合剤約1〜25重量%と,水からなるものを用いてもよ
い。この場合,より好ましいものは,ヒューズドシリカ
とコロイドシリカである。なお,これに約10容量%の
メタノールとカオリンを加えても良い。
Other coating agents may be used as the coating agent. For example, about 30 to 80% by weight of inorganic refractory material such as graphite, mica, fused silica, alumina, magnesia, carbon black and zircon powder, and about 1% of inorganic binder such as colloidal silica, alumina sol, clay and amine-treated bentonite. It is also possible to use water consisting of ˜25% by weight. In this case, more preferred are fused silica and colloidal silica. Incidentally, about 10% by volume of methanol and kaolin may be added thereto.

【0015】前記コーティング剤中に,薬品処理次いで
加熱乾燥された砂中子原型を数秒間浸漬し,その後,加
熱乾燥を行う。乾燥条件は,120℃,10分程度であ
る。コーティングの厚みは,薬品処理を行わない場合に
は砂中子原型にほとんど浸み込んでほぼ0mmであるの
に対して,充分に厚く,砂中子原型への浸透は少なく,
しかも,塗膜は堅固である。コーティング層は1層でも
よいが,製品とコーティング層との離型性を良くするた
め,2層の方がより好ましい。2層目のコーティング層
を形成するためのコーティング剤としては,例えば,3
%水溶性フェノール樹脂溶液1リットルに対し,雲母粉
500グラム,湿潤剤としてドデシルベンゼンスルホン
酸ナトリウム10グラム,消泡剤としてオクチルアルコ
ール1グラムをよく撹拌混合したもの等を用いることが
できる。このコーティングは前記第1層コーティングを
終えた砂中子原型を第2層コーティング剤中に浸漬した
り,該砂中子原型の表面に第2層コーティング剤を刷毛
塗りしたり吹付けたりした後,乾燥して形成する。
A sand core prototype that has been chemically treated and then heat-dried is dipped in the coating agent for several seconds, and then heat-dried. The drying conditions are 120 ° C. and about 10 minutes. The thickness of the coating is almost 0 mm when it is almost immersed in the sand core prototype without chemical treatment, whereas it is sufficiently thick and the penetration into the sand core prototype is small.
Moreover, the coating film is solid. The coating layer may be one layer, but two layers are more preferable in order to improve the releasing property between the product and the coating layer. As a coating agent for forming the second coating layer, for example, 3
% Liter of a water-soluble phenol resin solution, 500 g of mica powder, 10 g of sodium dodecylbenzenesulfonate as a wetting agent, and 1 g of octyl alcohol as a defoaming agent, which are well stirred and mixed, can be used. This coating is carried out by immersing the sand core prototype after the first layer coating in the second layer coating agent, or brushing or spraying the second layer coating agent on the surface of the sand core prototype. , Dry to form.

【0016】さらに詳しい実施例として,実験例をつぎ
に示す。 (実験例1〜5)骨材としてフラタリ砂100部,有機
バインダとしてフラン樹脂1.5部,フラン樹脂用硬化
剤としてパラトルエンスルホン酸塩を主成分とする市販
の硬化剤(花王クエーカー製品FC−100,主成分パ
ラトルエンスルホン酸銅塩)0.6部,および,市販の
添加剤(花王クエーカー製品J−20,主成分シラン化
合物)0.06部を混合し,重量約2kgのエンジンブ
ロック用砂中子原型をウォームボックス法で複数個造型
した。造型条件は金型温度120℃,吹込み圧4.5k
g/cm,加熱時間90秒であった。1日放置した後
の砂中子原型の抗折力は35kgであった。このうちの
1個は,後記する薬品処理を何ら行わずに,本実験例と
同一のコーティングを行ったので,比較例として後記す
る表1に示す。
As a more detailed example, an experimental example will be shown below. (Experimental Examples 1 to 5) 100 parts of flat sand as an aggregate, 1.5 parts of a furan resin as an organic binder, and a commercially available hardener mainly containing paratoluenesulfonate as a hardener for furan resin (Kao Quaker product FC -100, a main component paratoluene sulfonic acid copper salt) 0.6 part, and a commercially available additive (Kao Quaker product J-20, main component silane compound) 0.06 part are mixed, and an engine block weighing about 2 kg. A plurality of sand core molds were made by the warm box method. Molding conditions are mold temperature 120 ° C, blow pressure 4.5k
The heating time was g / cm 2 and the heating time was 90 seconds. The transverse rupture strength of the sand core prototype after standing for 1 day was 35 kg. One of them was subjected to the same coating as the present experimental example without performing any chemical treatment described later, and therefore it is shown in Table 1 below as a comparative example.

【0017】この砂中子原型を98%濃硫酸に1〜2秒
間浸漬した。(実験例1) 次に,98%濃硫酸1部に水を各々9部,49部,99
部,199部混合して,稀釈倍率10,50,100,
200倍の水溶液をそれぞれ調製した。この処理液に砂
中子原型を1〜2秒間浸漬した後,120℃の循環式熱
風加熱炉で30分間乾燥した。(実験例2〜5)
This sand core prototype was immersed in 98% concentrated sulfuric acid for 1 to 2 seconds. (Experimental Example 1) Next, 1 part of 98% concentrated sulfuric acid was mixed with 9 parts, 49 parts and 99 parts of water, respectively.
Parts, 199 parts mixed, dilution ratio 10, 50, 100,
A 200-fold aqueous solution was prepared. The sand core prototype was dipped in this treatment solution for 1 to 2 seconds, and then dried in a circulating hot air heating furnace at 120 ° C. for 30 minutes. (Experimental Examples 2-5)

【0018】これら薬品処理を行わなかったものとそれ
ぞれ濃度が異なった液によって硫酸処理された砂中子原
型を同一のコーティング剤に1〜2秒間浸漬した後,1
20℃の循環式熱風加熱炉で10分間乾燥した。コーテ
ィング剤の組成は,微粉末シリカ50部と微粉末アルミ
ナ30部にコロイドシリカ3部を水20部に懸濁させた
もので,pHは7.2に調整されたものであった。乾燥
後の砂中子の抗折力は表1に示すように,稀釈倍率に比
例して低下した。なお,比較例のものおよび実験例5の
ものは,コーティングが不良ないしやや良程度であり,
また,抗折力も大きかった。これにより,硫酸稀釈倍率
は200倍以下が良いことが推定された。
The sand core prototypes treated with sulfuric acid by the liquids having different concentrations from those not treated with the chemicals were immersed in the same coating agent for 1 to 2 seconds, and then 1
It was dried for 10 minutes in a circulating hot air heating oven at 20 ° C. The composition of the coating agent was such that 50 parts of fine powder silica and 30 parts of fine powder alumina and 3 parts of colloidal silica were suspended in 20 parts of water, and the pH was adjusted to 7.2. As shown in Table 1, the transverse rupture strength of the sand core after drying decreased in proportion to the dilution ratio. The coatings of Comparative Example and Experimental Example 5 had poor or rather good coating,
Moreover, the transverse rupture strength was also large. From this, it was estimated that the sulfuric acid dilution ratio should be 200 times or less.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】上記砂中子を金型にセットし,アルミニウ
ム合金ADC10を鋳造圧力600kg/cm,湯口
速度200mm/sec,注湯温度760℃の条件下で
高圧鋳造した。鋳造後に通常のコアノックアウトマシン
で砂落しを行ったところ,実験例1〜4の場合には中子
砂は完全に除去され,優れた鋳造品が得られた。実験例
5の場合には中子砂の除去はやや良かったが,比較例の
場合には中子砂の除去は不良であった。まとめて,結果
を表1に示す。
The sand core was set in a mold, and aluminum alloy ADC10 was high-pressure cast under the conditions of a casting pressure of 600 kg / cm 2 , a spout speed of 200 mm / sec, and a pouring temperature of 760 ° C. When sand was removed using a normal core knockout machine after casting, in the case of Experimental Examples 1 to 4, the core sand was completely removed, and an excellent cast product was obtained. In the case of Experimental Example 5, the removal of the core sand was slightly good, but in the case of the Comparative Example, the removal of the core sand was poor. Collectively, the results are shown in Table 1.

【0021】実験例1〜5の硫酸の代りに燐酸(89
%)を使用し,それ以外は全く同様に処理,操作したと
ころ,硫酸の場合と同様に優れた結果が得られた。その
結果を表2に示す。
Phosphoric acid (89
%) And other treatments and operations were performed in the same manner, and excellent results were obtained as in the case of sulfuric acid. The results are shown in Table 2.

【0022】[0022]

【表2】 [Table 2]

【0023】[0023]

【発明の効果】このように,本発明においては,有機バ
インダを用いて砂中子原型を造型する工程と,この砂中
子原型を薬品で処理する工程と,この薬品で処理した砂
中子原型を乾燥する工程と,この乾燥した砂中子原型の
表面に粉末状の耐火物を主成分とする中性水分散体から
なるスラリ状のコーティング剤をコーティングする工程
と,このコーティングして得た砂中子を乾燥させる工程
によって崩壊性砂中子を製造するようにしたので,砂中
子原型は予め所望の強度にまで低下し,また,コーティ
ング剤でコーティングするとき,コーティング剤は砂中
子原型内に浸み込むことなく,均一で適当な厚さのコー
ティング層を形成する。したがって,砂中子は,鋳造時
には高圧の鋳込圧力に耐え,鋳造後の崩壊性は良い。
As described above, according to the present invention, a step of molding a sand core prototype using an organic binder, a step of treating the sand core prototype with a chemical, and a sand core treated with the chemical. The step of drying the prototype, the step of coating the surface of the dried sand core prototype with a slurry-like coating agent consisting of a neutral water dispersion containing powdery refractory as a main component, and the coating Since the disintegrating sand core is manufactured by the process of drying the sand core, the sand core prototype is reduced to a desired strength in advance, and when the sand core is coated with the coating agent, the coating agent is A uniform and appropriate thickness coating layer is formed without penetrating into the child prototype. Therefore, the sand core withstands high pouring pressure during casting and has good disintegration after casting.

【0024】すなわち,本発明で得られた崩壊性砂中子
を用いてダイカストのような高圧鋳造を行った場合,砂
中子中に溶湯が差込むことがなく,また,鋳造後,製品
から砂を排出する際も,砂中子の崩壊性が良いために,
簡単確実にかつ完全に砂の排出を行うことができる。勿
論,砂を排出した後の製品の鋳肌面には砂は全く残留せ
ず,非常に平滑である。したがって,このような砂中子
を,例えば,クローズドデッキ型のエンジンブロックの
冷却ジャケット部分のように,非常に複雑な形状を有す
る製品を鋳造する際に用いても,充分に満足のいく作業
状態と製品を確実容易に得ることができる。
That is, when high-pressure casting such as die casting is performed using the collapsible sand core obtained in the present invention, the molten metal does not enter the sand core, and after casting, When the sand is discharged, the sand core has a good collapsibility, so
The sand can be discharged easily, reliably and completely. Of course, no sand remains at all on the casting surface of the product after the sand is discharged, and it is very smooth. Therefore, even if such a sand core is used for casting a product having a very complicated shape such as a cooling jacket portion of a closed deck type engine block, the working condition is sufficiently satisfactory. And you can get the product surely and easily.

─────────────────────────────────────────────────────
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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年10月27日[Submission date] October 27, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0003[Name of item to be corrected] 0003

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0003】その中で、砂を固めて砂中子原型を得る方
法として、ハ−ドックス法、ウオ−ムボックス法、
シェルモ−ルド法、コ−ルドボックス法等がある。
ハ−ドックス法としては、例えば、特公昭64−989
8号公報に記載されている技術が知られている。そし
て、この方法においては、砂中子原型は砂、酸硬化性樹
脂及び酸化剤を主成分とする結合剤からなっており、二
酸化硫黄によって硬化される。
Among them, as a method of solidifying sand to obtain a sand core prototype, a hard-box method, a warm box method,
There are a shell mold method, a cold box method and the like.
As the hard-dox method, for example, Japanese Examined Patent Publication No. Sho 64-989.
The technique described in Japanese Patent Publication No. 8 is known. In this method, the sand core prototype is composed of sand, an acid-curable resin and a binder containing an oxidizing agent as a main component, and is hardened by sulfur dioxide.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0005[Correction target item name] 0005

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0005】そのために、本発明者は、酸化剤と亜硫酸
ガスの代りに硬化剤を使用するウオ−ムボックス法の良
さを見直すこととした。ウオ−ムボックス法では、砂と
結合剤の混合物を固めて砂中子原型を得るのに亜硫酸ガ
スを使用するのではなく、例えば、90〜240℃に加
熱した砂中子原型造型用の金型内に砂と結合剤の混合物
を圧縮空気で吹込んで加熱硬化させて造型する。しか
し、この場合、前記ハ−ドックス法ではかなり良好に行
われていたコ−テイング剤と同一のコ−テイング剤を砂
中子原型に塗布しても、コ−テイング剤が砂中子原型の
内部に浸み込んでしまい、充分な厚さのコ−テイング層
が得られなかった。また、砂に予めフェノ−ルレジン等
の石炭酸系合成樹脂をコ−テイングしたレジンコ−テッ
ドサンド(RCS)をいわゆるシェルモ−ルド法で固め
た中子を用いて、同一のコ−テイング剤を塗布しても、
コ−テイング剤が濡れずに、弾かれてうまくいかなかっ
た。
Therefore, the present inventor has decided to reconsider the goodness of the warm box method using a curing agent instead of an oxidizing agent and sulfurous acid gas. In the warm box method, sulfurous acid gas is not used to obtain a sand core prototype by solidifying a mixture of sand and a binder. For example, a metal for sand core prototype molding heated to 90 to 240 ° C. is used. A mixture of sand and a binder is blown into the mold with compressed air and heat-cured to mold the mold. However, in this case, even if the same coating agent as the coating agent that has been used quite well in the above-mentioned hard-dox method is applied to the sand core prototype, the coating agent is not the sand core prototype. It penetrated into the inside, and a coating layer having a sufficient thickness could not be obtained. Further, the same coating agent is applied to the sand by using a core obtained by solidifying resin coated sand (RCS) obtained by coating a synthetic resin such as phenolic resin with a phenolic resin by a so-called shell mold method. Even
The coating agent didn't get wet and was repelled and didn't work.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0012[Correction target item name] 0012

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0012】もし、砂中子原型が処理液に濡れにくい場
合は、予め砂中子原型をメタノ−ル等の親水性有機溶媒
に短時間浸漬した後に処理液に浸漬するか、処理液に上
記親水性有機溶媒を砂中子原型が処理液に濡れるように
なるまで混合してから処理する。浸漬処理した砂中子原
型の乾燥は、温度が高いほど時間が短くてすみ、目安と
しては、120℃で30分程度である。なお、薬品を稀
釈せずにそのまま使用しても良く、薬品が濃硫酸(98
%)や燐酸(89%)のように液体の場合は、砂中子原
型を浸漬し、微粉末の酸のように微粉末の場合は、砂中
子原型に粉末をまぶし、余分な粉末を拭き取る。前記し
たように、稀硫酸のように濃度の薄い溶液を用いたとき
は水を蒸発させるために乾燥が必要であるが、濃硫酸の
ように水で稀釈しない場合は、乾燥を行う必要はない。
処理された砂中子原型は黒化し、その抗折力は処理濃度
に比例して低下するが、強度の低下は、硫酸や燐酸の場
合は酸による炭化劣化が進行したためと考えられる。
If the sand core prototype is difficult to wet with the treatment liquid, the sand core prototype is immersed in a hydrophilic organic solvent such as methanol for a short time in advance and then immersed in the treatment liquid. The hydrophilic organic solvent is mixed until the sand core prototype becomes wet with the treatment liquid, and then treated. The higher the temperature, the shorter the time required for drying the sand core prototype that has been subjected to the immersion treatment, and as a guide, it is about 30 minutes at 120 ° C. The chemical may be used as it is without being diluted, and the chemical may be concentrated sulfuric acid (98
%) Or phosphoric acid (89%), in the case of a liquid, dip the sand core prototype, and in the case of fine powder such as a fine powder of acid, sprinkle the powder on the sand core prototype to remove excess powder. Wipe off. As mentioned above, when a solution with a low concentration such as dilute sulfuric acid is used, it is necessary to dry it to evaporate water, but when it is not diluted with water like concentrated sulfuric acid, it is not necessary to dry it. ..
The treated sand core prototype turned black and its transverse rupture strength decreased in proportion to the treatment concentration, but the decrease in strength is considered to be due to the progress of carbonization deterioration due to acid in the case of sulfuric acid or phosphoric acid.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0021[Correction target item name] 0021

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0021】(実験例6〜10)実験例1〜5の硫酸の
代りに燐酸(89%)を使用し、それ以外は全く同様に
処理、操作したところ、硫酸の場合と同様に優れた効果
が得られた。その結果を表2に示す。
(Experimental Examples 6 to 10) Phosphoric acid (89%) was used in place of the sulfuric acid of Experimental Examples 1 to 5, and the same treatment and operation were performed except for the above, and the same excellent effect as in the case of sulfuric acid was obtained. was gotten. The results are shown in Table 2.

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0022[Name of item to be corrected] 0022

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0022】[0022]

【表2】 [Table 2]

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有機バインダを用いて砂中子原型を造型
する工程と,この砂中子原型を薬品で処理する工程と,
この薬品で処理した砂中子原型を乾燥する工程と,この
乾燥した砂中子原型の表面に粉末状の耐火物を主成分と
する中性水分散体からなるスラリ状のコーティング剤を
コーティングする工程と,このコーティングして得た砂
中子を乾燥させる工程からなる崩壊性砂中子の製造方
法。
1. A step of molding a sand core prototype using an organic binder, and a step of treating the sand core prototype with a chemical,
Drying the sand core prototype treated with this chemical, and coating the surface of the dry sand core prototype with a slurry-like coating agent consisting of a powdery refractory-based neutral water dispersion A method for producing a collapsible sand core, which comprises a step and a step of drying the sand core obtained by coating.
JP4005192A 1992-01-14 1992-01-14 Manufacture of collapsible sand core Pending JPH05185180A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108296421A (en) * 2017-10-27 2018-07-20 柳州市柳晶科技股份有限公司 Precoated sand for 3D printing

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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