JPH05353A - 軽合金鋳造用鋳型の崩壊剤、コーテツドサンド組成物及び鋳型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋳型強度及び鋳造後の崩壊性に優れた軽合金
鋳造用の鋳型を与えうるコーテッドサンド組成物を提供
すること。 【構成】 ノボラック型フェノール樹脂２０ｇをコート
した硅砂１．０ｋｇに硫酸−黒鉛層間化合物の粉末５．
０ｇを混合した組成物よりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は軽合金鋳造に用いる鋳型
の崩壊剤、コーテッドサンド組成物及び鋳型に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に軽合金鋳造用の鋳型中子
（以下、中子という）の造型にはフェノール樹脂でコー
トされたコーテッドサンドが用いられている。この中子
は鋳造時には強度が必要とされる一方、鋳造後の製品取
り出し時には簡単に破壊できる崩壊性を有することが望
まれる。この様な条件を満たす中子を得る為、従来はコ
ーテッドサンドのフェノール樹脂を低減したり、コーテ
ッドサンドに種々の崩壊剤（例えば各種有機物、ハロゲ
ン化合物、金属酸化物等の微粉）を添加するなどしてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしフェノール樹脂
を低減すると成形強度が落ちるため実用上限界があっ
た。また従来の崩壊剤は崩壊性の良いものは鋳造時の鋳
型強度が低く、一方、鋳型強度が大きいものは崩壊性が
劣るという欠点があった。そこで、本発明の目的は鋳型
強度及び鋳造後の鋳型の崩壊性の両物性に優れた崩壊
剤、コーテッドサンド組成物及び鋳型を提供することに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明では熱膨張性黒鉛層間化合物から成
る軽合金鋳造用鋳型の崩壊剤を、請求項２の発明では請
求項１の崩壊剤を有する軽合金鋳造用コーテッドサンド
組成物を及び請求項３の発明では請求項２のコーテッド
サンド組成物を加熱成形して得られる軽合金鋳造用の鋳
型を各々創作した。

【０００５】前記熱膨張性黒鉛層間化合物とは黒鉛層間
に種々の化合物が存在して成る黒鉛層間化合物の内で、
急熱により急激に分解し、それと同時にホストであっ
た、黒鉛が大きく膨張し、この際の分解生成物としてい
わゆる膨張黒鉛を与えるものを意味する。この様な熱膨
張黒鉛層間化合物としては例えば硫酸−黒鉛層間化合
物、硝酸−黒鉛層間化合物、カリウム及びナトリウム−
テトラヒドロフラン−黒鉛三元系層間化合物などがあ
る。

【０００６】請求項２のコーテッドサンド組成物を得る
為には請求項１の崩壊剤を例えばフェノール樹脂等中に
混合し、このフェノール樹脂等を用いて鋳物砂粒を被覆
してもよく、又はフェノール樹脂等で被覆された鋳物砂
粒（コーテッドサンド）に請求項１の崩壊剤を単に混合
してもよい。ここで、フェノール樹脂等とは、ノボラッ
ク樹脂、レゾール樹脂、アンモニアレゾール樹脂、ベン
ジルエーテル樹脂あるいは、それらの混合物または各種
フェノール類等によって変性された樹脂あるいは液状樹
脂、固体樹脂であってもよい。

【０００７】請求項１の崩壊剤の添加量は鋳物砂１００
重量部に対し０．０１重量部以上１０重量部以下であ
り、より好ましくは０．１重量部以上５重量部以下であ
る。これは０．０１重量部より少ないと鋳造後の鋳型の
崩壊性が改善されず、一方、１０重量部より多いと鋳型
強度が低くなるためである。

【０００８】請求項３の鋳型は請求項２のコーテッドサ
ンド組成物を用いて従来の方法で創造し得る。なおここ
で鋳型とは外型及び中子を含む意である。

【０００９】

【作用】請求項１記載の熱膨張性黒鉛層間化合物は鋳型
作成時の加熱によってはほとんど膨張せず、酸、アルカ
リに対しても化学的に安定である。従って請求項３の鋳
型の強度は良好である。一方、軽合金鋳造時の加熱によ
っては前記熱膨張性黒鉛層間化合物は著しく膨張するの
で鋳造後の請求項３の鋳型は容易に崩壊する。

【００１０】

【実施例】次に本発明の具体例についてその製造方法及
び性能について説明する。 実施例１ １５０℃に加熱した硅砂１０ｋｇをスピードミキサーに
投入した後、ノボラック型フェノール樹脂粉末２００ｇ
と硫酸−黒鉛層間化合物５０ｇを添加し５０秒混合し
た。次にヘキサミン１５％水溶液１８０ｇを加え混練
し、砂粒がほぐれた時点でステアリン酸カルシウム１０
ｇを添加し３０秒混合を続け本例１のコーテッドサンド
組成物を得た。 実施例２ ノボラック型フェノール樹脂を硅砂（１．０ｋｇ）に対
して２重量％コートしたコーテッドサンドに、硫酸−黒
鉛層間化合物の粉末５．０ｇを混合し、本例２のコーテ
ッドサンド組成物を得た。 比較例 実施例１において、硫酸−黒鉛層間化合物５０ｇに替え
て従来の崩壊剤である市販のハロゲン系崩壊剤５０ｇを
用いた以外は実施例１と同様の方法により、比較例１の
コーテッドサンド組成物を得た。さらに実施例１におい
て、硫酸−黒鉛層間化合物を添加しない以外は実施例１
と同様の方法により、比較例２のコーテッドサンドを得
た。前記の様に得られた本例１，２及び比較例１，２の
コーテッドサンド組成物又はコーテッドサンド（以下、
コーテッドサンド等という）及びそれらより製造された
鋳型の特性を調べる為に以下の試験を行った。 試験例１ 本例１，２及び比較例１，２のコーテッドサンド等の曲
げ強さをＪＩＳ Ｋ−６９１０に基づき、全て同条件に
て測定することにより、これらの鋳型強度を比較した。 試験例２ 本例１，２及び比較例１，２のコーテッドサンド等より
外径３０ｍｍ、内径２０ｍｍ、高さ２０ｍｍである中子
を通常の方法で作製した。この中子を内径４５ｍｍ、高
さ２０ｍｍの外型の中にセットし、７００℃で溶融した
アルミニウムを注湯し、その後１５分放冷した後、中子
の状態を観察することにより、鋳造後の鋳型の崩壊性に
ついて調べた。試験例１及び２の結果を表１に示す。

【００１１】

【表１】

【００１２】表１中崩壊剤添加量はコーテッドサンド組
成物に含まれる硅砂に対する重量％で表わされている。
曲げ強さの数値単位はｋｇ／ｃｍ² である。表１の曲げ
強さの欄に示される様に本例１及び２のコーテッドサン
ド組成物は、崩壊剤を添加していない比較例２のコーテ
ッドサンドと同等の鋳型強さを有し、従来の崩壊剤を添
加した比較例１のコーテッドサンド組成物よりも優れた
鋳型強さを有していた。そして表１中、崩壊性の欄に示
される様に、軽合金鋳造後の鋳型の残留強度について
は、本例１又は２のコーテッドサンド組成物を用いて作
成した中子は、鋳造後に徐々に崩壊し、容易に取り除く
ことができた。一方、比較例１又は２のコーテッドサン
ド等を用いて作成した中子は鋳造後にも崩壊せず、中子
を取り除くためには再加熱や外力を加える等の処理を行
い破壊する必要があった。なお試験例２において本例
１，２及び比較例１，２の全ての場合において設計寸法
通りのアルミ鋳物が得られた。

【００１３】

【発明の効果】請求項１の崩壊剤又は請求項２のコーテ
ッドサンド組成物又は請求項３の鋳型によると、軽合金
鋳造時には鋳型強度が確保され、かつ製品の取り出し時
には容易に破壊される鋳型を得ることができるので、軽
合金鋳造が簡便化される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 克広 名古屋市熱田区桜田町19番18号 東邦理化 工業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱膨張性黒鉛層間化合物から成る軽合金
   鋳造用鋳型の崩壊剤
2. 【請求項２】 請求項１の崩壊剤を有する軽合金鋳造用
   コーテッドサンド組成物
3. 【請求項３】 請求項２のコーテッドサンド組成物を加
   熱成形して得られる軽合金鋳造用の鋳型