JPH06182482A - Production of sand core - Google Patents

Production of sand core

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JPH06182482A
JPH06182482A JP33893992A JP33893992A JPH06182482A JP H06182482 A JPH06182482 A JP H06182482A JP 33893992 A JP33893992 A JP 33893992A JP 33893992 A JP33893992 A JP 33893992A JP H06182482 A JPH06182482 A JP H06182482A
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JP
Japan
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sand core
sand
core prototype
prototype
coating agent
Prior art date
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Pending
Application number
JP33893992A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidemasa Okamoto
秀正 岡本
Shigeru Yao
滋 八尾
Masaru Kunimura
勝 国村
Kenji Kawanishi
賢治 川西
Hideyuki Iitani
英之 飯谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide the sand core having excellent coatability by treating a sand core prototype with a mineral acid even if the sand core prototype is solidified by using a worm box method. CONSTITUTION:The sand core prototype is obtd. by compounding phthalic acid esters, such as dibutyl phthalate, or fatty acid esters at the time of molding the sand core. This sand core prototype is treated with the mineral acid, such as dilute sulfuric acid soln., and is subjected to immersion into a coating agent, etc., by which the surface of the sand core prototype is uniformly coated and is dried. The sand core having the excellent coatability is thus obtd.

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
および優れたコーティング性を有する砂中子の製造方法
に関するものである。さらに詳しくは,ウォームボック
ス法で造型時にコーティング剤との界面張力が少なくと
も2.0mN/m以上の液状有機化合物を配合すること
により,砂中子原型の表面に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,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 method for producing a sand core having excellent pressure resistance and excellent coating property for use in high pressure die casting of a casting having an undercut portion, such as a closed deck type automobile engine. It is about. More specifically, by blending a liquid organic compound having an interfacial tension of at least 2.0 mN / m or more with the coating agent at the time of molding by the warm box method, the same coating agent can be thickened only once on the surface of the sand core mold. The present invention relates to a method for producing a sand core that can be coated and is also suitable for high pressure casting.

【0002】ここで,優れたコーティング性とは,砂中
子原型にコーティング剤をコーティングする際に,コー
ティング剤が,薄い液状で砂中子原型の内部に広がった
状態で深く浸み込まずに,または,砂中子原型の表面か
らはじかれずに,砂中子原型の表面層のみにかつ全面
に,所定の厚さで均一に,かつ,確実容易に強固に形成
され,それが剥がれないようにコーティングされること
であり,鋳造時の高圧の鋳込圧力に充分に耐え得ること
である。
Here, the excellent coating property means that when the sand core prototype is coated with the coating agent, the coating agent does not penetrate deeply into the sand core prototype as a thin liquid spreading inside the sand core prototype. , Or, without being repelled from the surface of the sand core prototype, only the surface layer of the sand core prototype is uniformly and firmly formed with a predetermined thickness, and easily and firmly so that it does not peel off. That is, it is to be sufficiently coated to withstand the high casting pressure during casting.

【0003】[0003]

【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, when a die-cast casting is used to produce a cast product such as a closed-deck type automobile engine block or other aluminum alloy or magnesium alloy having an undercut portion, 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 being damaged 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 the sand can be fully taken out to every corner. Of course, in that case, various attempts have been made in the past, such as the components of the sand core prototype, the method of hardening the sand, the components of the coating agent, the method of coating, etc., but the ones that are not sufficiently satisfactory have not yet been obtained. Is.

【0004】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,
Shell mold method, cold box method, etc. are available.
As the Hardox method, for example, Japanese Patent Publication No. Sho 64-989.
The technique described in Japanese Patent 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,
Hardened by sulfur dioxide.

【0005】[0005]

【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-mentioned Hardox method, when the sand core prototype is obtained by hardening the sand shaped into a desired shape, it is hardened by using sulfur dioxide, that is, sulfurous acid gas. 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. Moreover, 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 from being deteriorated. Also subject to legal restrictions.

【0006】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
原型に塗布しても,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。
Therefore, the present inventor has decided to review the merit of the warm box method using a curing agent instead of the oxidizing agent and the sulfurous acid gas. In the warm box method, instead of using sulfurous acid gas to solidify a mixture of sand and a binder to obtain a sand core prototype, for example, in a mold for sand core prototype molding heated to 90 to 240 ° C. Then, a mixture of sand and a binder is blown with compressed air and heat-cured to mold the mixture. However,
In this case, even if the same coating agent as was used in the above Hardox method was applied to the sand core prototype, the coating agent would penetrate into the sand core prototype, resulting in a sufficient No thick coating layer was obtained.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明においては,砂,
フラン樹脂,同樹脂加熱硬化用硬化剤と粉末状の耐火物
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
ィング剤との界面張力が少なくとも2.0mN/m以上
であり互いに溶解せずしかも沸点が造型温度よりも高い
液状有機化合物を配合して砂中子原型を造型する工程
と,この砂中子原型を鉱酸で処理する工程と,この砂中
子原型を乾燥する工程と,この砂中子原型の表面に上記
のコーティング剤をコーティングする工程によって優れ
たコーティングを有する砂中子を得る。
In the present invention, sand,
The interfacial tension between the furan resin, the curing agent for heat curing of the resin, and the slurry-like coating agent composed of a powdery refractory-based neutral water dispersion is at least 2.0 mN / m or more, and they are dissolved in each other. In addition, a step of molding a sand core prototype with a liquid organic compound having a boiling point higher than the molding temperature, a step of treating the sand core prototype with a mineral acid, and a step of drying the sand core prototype. , By the process of coating the surface of this sand core prototype with the above coating agent, a sand core having an excellent coating is obtained.

【0008】なお,上記液状有機化合物は,フタル酸エ
ステル,トリメリット酸エステル,脂肪族一塩基酸エス
テル,脂肪族二塩基酸エステル,リン酸エステル,エポ
キシ脂肪酸エステル,ポリエステル,二価アルコールエ
ステル,オキシ酸エステルから選ばれ,例えば,フタル
酸ジブチル,フタル酸ジ2−エチルヘキシル,アジピン
酸ジ2−エチルヘキシル,セバシン酸ジ2−エチルヘキ
シル等が挙げられる。また,上記液状有機化合物を配合
した砂中子原型を造型する場合は,砂,フラン系樹脂,
同樹脂加熱硬化用硬化剤に,例えば,フタル酸ジブチル
あるいはその溶剤希釈液を配合した後,これを,例え
ば,90〜240℃に加熱した砂中子原型造型用の金型
内に圧縮空気で吹込んで乾燥,加熱硬化させる。
The liquid organic compounds are phthalic acid ester, trimellitic acid ester, aliphatic monobasic acid ester, aliphatic dibasic acid ester, phosphoric acid ester, epoxy fatty acid ester, polyester, dihydric alcohol ester, oxy ester. It is selected from acid esters, and examples thereof include dibutyl phthalate, di2-ethylhexyl phthalate, di2-ethylhexyl adipate, and di2-ethylhexyl sebacate. When a sand core prototype containing the liquid organic compound is formed, sand, furan-based resin,
For example, dibutyl phthalate or its solvent diluting solution is mixed with the curing agent for heat curing of the resin, and then this is heated in a mold for sand core prototype molding heated to 90 to 240 ° C. with compressed air. Blow in to dry and heat cure.

【0009】次に,上記のようにして造型された砂中子
原型を処理する鉱酸としては,例えば,硫酸,燐酸等を
用いる。また,砂中子原型を鉱酸で処理する場合は,例
えば,稀硫酸のような鉱酸溶液中に浸漬したり,鉱酸溶
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。
Next, for example, sulfuric acid, phosphoric acid or the like is used as the mineral acid for treating the sand core prototype molded as described above. When the sand core prototype is treated with a mineral acid, for example, it is immersed in a mineral acid solution such as dilute sulfuric acid, or the surface of the sand core prototype is brushed or sprayed with the mineral acid solution. To do.

【0010】[0010]

【作用】本発明においては,まず,砂,フラン樹脂,同
樹脂加熱硬化用硬化剤に,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との
界面張力が少なくとも2.0mN/m以上の液状有機化
合物を配合し砂中子原型を造型した後,砂中子原型を前
記した鉱酸溶液中に浸漬するなどして処理し,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。
In the present invention, first, the interfacial tension between sand, furan resin, a curing agent for heat curing of the resin, and a slurry-like coating agent composed of a neutral water dispersion containing a powdery refractory as a main component. Is mixed with a liquid organic compound of at least 2.0 mN / m to form a sand core mold, and then the sand core mold is treated by immersing it in the above-mentioned mineral acid solution. Then, soak the mineral acid in, and dry the sand core prototype.

【0011】このような,酸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,
該砂中子原型表面に付着した鉱酸および特定の界面張力
をもった液状有機化合物によりコーティング剤が砂中子
原型内部に浸透することなく該砂中子原型表面に厚くコ
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。
By applying a slurry-like coating agent composed of a neutral water dispersion containing a powdery refractory as a main component to the sand core prototype obtained through such acid treatment and drying,
The mineral acid attached to the surface of the sand core mold and the liquid organic compound having a specific interfacial tension allow the coating agent to be thickly coated on the surface of the sand core mold without penetrating the inside of the sand core mold. Thereafter, this is dried to form a uniform coating layer having a desired thickness.

【0012】なお,前記液状有機化合物を配合すること
により,造型後処理する鉱酸溶液の濃度が低くても,上
記コーティング剤が砂中子原型内部に浸透することはな
い。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コ
ーティング砂中子を用いれば,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
入ったりすることなく溶湯が砂中子内に侵入することも
ない。
By blending the liquid organic compound, the coating agent does not penetrate into the sand core mold even if the concentration of the mineral acid solution to be treated after molding is low. 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 coated sand core obtained by the present invention is used, the molten metal is not broken or cracked in the molten sand core during the molten metal casting under high pressure like high pressure die casting. There is no intrusion.

【0013】[0013]

【実施例】請求項に記載の液状有機化合物含有の砂中子
原型を製造するときは,まず,中子砂等の砂中子骨材に
フラン系樹脂,同樹脂加熱硬化用硬化剤および上記液状
有機化合物を混合する。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,フラン系樹脂としては,フルフリルアルコール・ホ
ルムアルデヒド樹脂,フルフリルアルコール・尿素・ホ
ルムアルデヒド樹脂,フルフリルアルコール・フェノー
ル・ホルムアルデヒド樹脂,フルフリルアルコール・フ
ェノール・尿素・ホルムアルデヒド樹脂等のいわゆるウ
ォームボックス用のフラン系樹脂を用いる。
EXAMPLES When manufacturing a sand core prototype containing a liquid organic compound according to the claims, first, a sand core aggregate such as core sand, a furan-based resin, a curing agent for heat-curing the resin, and the above Mix the liquid organic compound. As sand core aggregate, silica sand, zircon sand, chromite sand, cera beads, etc. are used, and as furan resin, furfuryl alcohol / formaldehyde resin, furfuryl alcohol / urea / formaldehyde resin, furfuryl alcohol / phenol / formaldehyde. Resin, furfur-based resin for so-called warm box such as furfuryl alcohol, phenol, urea, formaldehyde resin is used.

【0014】また,同樹脂加熱硬化用硬化剤としては,
ベンゼルスルホン酸,フェノールスルホン酸,トルエン
スルホン酸,キシレンスルホン酸,低級アルキルスルホ
ン酸の少なくとも1種と,アルミニウム,銅,亜鉛,
鉄,アンモニウムの少なくとも1種との塩からなるもの
を用いる。また,硬化促進剤として塩化銅,塩化亜鉛,
塩化鉄等を少量併用しても良い。フタル酸エステル類,
脂肪族一塩基酸エステル類等の液状有機化合物として
は,フタル酸ジブチル,フタル酸ジ2−エチルヘキシ
ル,フタル酸イソノニル,オレイン酸ブチル,アジピン
酸ジブチル,セバシン酸ジブチル,リン酸トリクレシ
ル,エポキシ化大豆油,ジエチレングリコールジベンゾ
エート,ブチルフタリルブチルグリコレート等を用い
る。
Further, as the curing agent for heat curing the resin,
At least one of benzene sulfonic acid, phenol sulfonic acid, toluene sulfonic acid, xylene sulfonic acid, lower alkyl sulfonic acid, aluminum, copper, zinc,
Use is made of a salt with at least one of iron and ammonium. Also, as a curing accelerator, copper chloride, zinc chloride,
A small amount of iron chloride or the like may be used together. Phthalates,
Liquid organic compounds such as aliphatic monobasic acid esters include dibutyl phthalate, di2-ethylhexyl phthalate, isononyl phthalate, butyl oleate, dibutyl adipate, dibutyl sebacate, tricresyl phosphate, epoxidized soybean oil. , Diethylene glycol dibenzoate, butyl phthalyl butyl glycolate, etc. are used.

【0015】液状有機化合物は,砂100重量部に対し
て0.05〜0.5重量部配合する。配合量が0.05
重量部未満では,コーティング剤が砂中子原型の内部深
くまで浸み込んでしまい,砂中子原型の表面に厚いコー
ティング層が形成しない。また,配合量が0.5重量部
より多い場合は,コーティング剤が砂中子原型の表面で
はじいてしまい,コーティング層が形成しない。また,
上記の液状有機化合物は,原液のままで配合してもよい
し,適当な低沸点溶剤に溶解させて配合してもよい。後
者の場合に用いられる溶剤は,前記砂中子骨材,フラン
系樹脂,同加熱硬化用硬化剤からなる組成物の貯蔵安定
性および加熱硬化性(造型性)を損なわないものが適宜
選ばれる。しかして,上記の液状有機化合物の溶液の濃
度および配合量は,液状有機化合物のみに換算して砂1
00重量部に対して0.05〜0.5重量部となるよう
に,適宜選定される。
The liquid organic compound is mixed in an amount of 0.05 to 0.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of sand. Compounding amount is 0.05
If it is less than the weight part, the coating agent penetrates deep into the sand core prototype, and a thick coating layer is not formed on the surface of the sand core prototype. On the other hand, if the blending amount is more than 0.5 parts by weight, the coating agent is repelled on the surface of the sand core prototype, and the coating layer is not formed. Also,
The above-mentioned liquid organic compound may be blended as it is as a stock solution, or may be blended by dissolving it in an appropriate low boiling point solvent. The solvent used in the latter case is appropriately selected as long as it does not impair the storage stability and heat curability (molding property) of the composition comprising the sand core aggregate, the furan resin, and the curing agent for heat curing. . Therefore, the concentration and blending amount of the above-mentioned liquid organic compound solution are converted to the liquid organic compound only and the sand 1
It is appropriately selected so as to be 0.05 to 0.5 parts by weight with respect to 00 parts by weight.

【0016】これらの構成部材を配合したものを,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形した。この場合,中子成形
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2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2
0〜50kgの砂中子原型を得た。次に,このようにし
て成形した砂中子原型を,鉱酸の水溶液で処理する。
A mixture of these components is blown together with pressurized air into a mold having a predetermined sand core-shaped cavity, and, for example, a sand core mold is prepared by a method called a warm box method. Was molded. In this case, the heating temperature of the core molding die is, for example, 90 to 240 ° C., preferably about 90 to 200 ° C., and the sand core mold is cured to a predetermined strength by heating for about 2 minutes. . For example, transverse strength 2
A sand core prototype of 0 to 50 kg was obtained. Next, the sand core prototype thus formed is treated with an aqueous solution of mineral acid.

【0017】この鉱酸としては,硫酸,燐酸等が挙げら
れる。これらの鉱酸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,上記液状有機化合物を配合しない系では,希釈
倍率(98%濃硫酸,89%リン酸の希釈倍率)が20
0倍以内である。しかし,上記液状有機化合物と鉱酸を
併用すると希釈倍率は500倍以内である。希釈倍率が
500倍を越えると鉱酸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。浸漬処理した砂中子原型の加熱乾燥は,温度が高
いほど時間が短くてすみ,目安として120℃で30分
程度である。
Examples of the mineral acid include sulfuric acid and phosphoric acid. Immerse the sand core prototype in an aqueous solution of these mineral acids,
After being absorbed into the sand core prototype, it is heated and dried. With respect to the concentration of the aqueous solution, the dilution ratio (dilution ratio of 98% concentrated sulfuric acid, 89% phosphoric acid) is 20 in the system containing no liquid organic compound.
It is within 0 times. However, when the liquid organic compound and mineral acid are used in combination, the dilution ratio is within 500 times. When the dilution ratio exceeds 500 times, the mineral acid treatment effect is lost. The immersion time is from a short time of 0.5 seconds to about 5 minutes, although it depends on the concentration of the processing solution and the affinity between the sand core prototype and the processing solution. The heat-drying of the sand core mold that has been subjected to the immersion treatment takes shorter time as the temperature becomes higher, and it is about 30 minutes at 120 ° C. as a guide.

【0018】次に,上記のように造型された砂中子原型
の表面にコーティング剤をコーティングする。この場
合,この砂中子原型をコーティング剤中に浸漬してもよ
いし,この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
pH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 formed as described above is coated with a coating agent. In this case, the sand core master may be dipped in the coating agent, or the surface of the sand core master may be brushed or sprayed with the coating agent. The coating agent was a slurry having a solid content of 50 to 90% by weight containing fine powder silica and fine powder alumina as main components and a small amount of colloidal silica. 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. If the pH of this coating agent is not maintained at 7.0 ± 1.0, precipitation and solidification may occur even under stirring.

【0019】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 an inorganic refractory material such as graphite, mica, fused silica, alumina, magnesia, carbon black and zircon powder, and about 1% of an 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.

【0020】同コーティング剤との界面張力が少なくと
も2.0mN/m以上である液状有機化合物が配合され
た砂中子原型を鉱酸処理し,加熱乾燥後,前記コーティ
ング剤中に数秒間浸漬し,その後,加熱乾燥を行う。乾
燥条件は120℃,10分程度である。
A sand core prototype containing a liquid organic compound having an interfacial tension with the coating agent of at least 2.0 mN / m is treated with a mineral acid, heated and dried, and then immersed in the coating agent for several seconds. After that, heat drying is performed. The drying conditions are 120 ° C. and about 10 minutes.

【0021】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1
0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。
The coating layer may be one layer, but two layers are more preferable in order to improve the releasability between the product and the coating layer. As a coating agent for forming the second coating layer, for example, 1 liter of a 3% aqueous phenol resin solution, 500 g of mica powder,
Sodium dodecylbenzene sulfonate as a wetting agent 1
It is possible to use, for example, a mixture of 0 g and 1 g of octyl alcohol as an antifoaming agent with good stirring and mixing. This coating is carried out by immersing the sand core prototype that has been subjected to 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 template. , Dry to form.

【0022】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)骨材としてフラタリ砂100重量部,フラ
ン樹脂1.5重量部,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重量部,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重量部,フタル酸ジブチル(DBP)0.17重量
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造型した。なお,DBPと
下記コーティング剤との界面張力は6.8mN/mであ
った。造型条件は金型温度120℃,吹込み圧4.5k
g/cm2 ,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31kgであった。この砂中子
原型を希釈倍率500倍(98%濃硫酸1部に水を49
9部混合)の稀硫酸に1〜2秒浸漬し,120℃,30
分循環式熱風加熱炉で乾燥した。
As a more detailed example, an experimental example will be shown below. (Experimental Example 1) 100 parts by weight of flat sand as an aggregate, 1.5 parts by weight of a furan resin, and a commercially available curing agent mainly containing paratoluenesulfonate as a curing agent for the furan resin (FC-100, Kao Quaker product, 0.6 parts by weight of main component paratoluenesulfonic acid copper salt, and a commercially available additive (K-20, Kao Quaker product, main component silane compound).
06 parts by weight and 0.17 parts by weight of dibutyl phthalate (DBP) were mixed, and a sand core prototype for an engine block having a weight of about 2 kg was formed by the warm box method. The interfacial tension between DBP and the following coating agent was 6.8 mN / m. 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 31 kg. This sand core prototype was diluted 500 times (1 part of 98% concentrated sulfuric acid with 49 parts water).
Immerse in dilute sulfuric acid (mixed with 9 parts) for 1 to 2 seconds at 120 ° C for 30
It was dried in a split circulation hot air heating furnace.

【0023】この砂中子原型を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
に1〜2秒浸漬した後,120℃の循環式熱風加熱炉で
10分乾燥した。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7.0に調製さ
れたものであった。
The sand core prototype was dipped in a slurry-like coating agent composed of a neutral water dispersion containing a powdery refractory as a main component for 1 to 2 seconds, and then 10 times in a circulating hot air heating furnace at 120 ° C. Min dried. The composition of the coating agent was such that 50 parts of fine powder silica and 30 parts of fine powder alumina, 3 parts of colloidal silica were suspended in 20 parts of water, and the pH was adjusted to 7.0.

【0024】前記の第1層コーティングを終えた後,次
に第2層目のコーティングを行った。第2層のコーティ
ング剤としては,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
のを用いた。すなわち,前記第1層コーティングを済ま
せた砂中子原型をこの第2層コーティング剤中に1〜2
秒間浸漬した後,120℃の循環式熱風加熱炉で10分
間乾燥した。
After finishing the above-mentioned first layer coating, a second layer coating was then carried out. As the coating agent for the second layer, 500 g of mica powder, 10 g of sodium dodecylbenzenesulfonate as a wetting agent, and 1 g of octyl alcohol as a defoaming agent were mixed well with 1 liter of a 3% aqueous phenol resin solution. I used one. That is, the sand core prototype that has been subjected to the first layer coating is added to the second layer coating agent in an amount of 1 to 2
After soaking for 2 seconds, it was dried for 10 minutes in a circulating hot air heating oven at 120 ° C.

【0025】以上のようにして得た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600k
g/cm2 ,湯口速度200mm/sec,注湯温度7
60℃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としを行ったところ,中子砂は
完全に除去され,優れた鋳造品が得られた。結果を表1
に示す。
The sand core obtained as described above is set in a mold and the aluminum alloy ADC10 is cast at a pressure of 600 k.
g / cm 2 , spout speed 200 mm / sec, pouring temperature 7
High pressure casting was performed under the condition of 60 ° C. When sand was removed using a normal core knockout machine after casting, the core sand was completely removed, and an excellent cast product was obtained. The results are shown in Table 1.
Shown in.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】(比較例1)骨材としてフラタリ砂100
部,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造型した。造型条
件は金型温度120℃,吹込み圧4.5kg/cm2
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30kgであった。この砂中子原型を使用
し,実験例1と同様な処理,操作をした。鋳造後に通常
のコアノックアウトマシンで砂落としを行ったところ,
溶湯が砂中子原型に差込んでおり中子砂の除去は不良で
あった。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1) 100 flat sand as an aggregate
Part, 1.5 parts of furan resin, 0.6 part of commercially available hardener containing para-toluene sulfonate as a hardener for furan resin (Kao Quaker FC-100, main component para-toluene sulfonic acid copper salt) , And commercially available additives (Kao Quaker product J-20, main component silane compound)
0.06 parts were mixed, and a sand core prototype for an engine block having a weight of about 2 kg was formed by the warm box method. Molding conditions are a mold temperature of 120 ° C., a blowing pressure of 4.5 kg / cm 2 ,
The heating time was 90 seconds. The transverse rupture strength of the sand core prototype after standing for 1 day was 30 kg. Using this sand core prototype, the same treatment and operation as in Experimental Example 1 were performed. After removing the sand with a normal core knockout machine after casting,
The molten metal was inserted into the sand core mold and removal of the core sand was poor. The results are shown in Table 1.

【0028】(比較例2)比較例1の組成物で,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
クス法で造型した。造型条件は金型温度120℃,吹込
み圧4.5kg/cm2 ,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30kgであっ
た。この砂中子原型を,希釈倍率500倍の稀硫酸で処
理し,120℃,30分乾燥した。この砂中子原型を使
用し,実験例1と同様な処理,操作をした。鋳造後に通
常のコアノックアウトマシンで砂落としを行ったとこ
ろ,溶湯が砂中子原型に差込んでおり中子砂の除去は不
良であった。結果を表1に示す。
Comparative Example 2 Using the composition of Comparative Example 1, a sand core prototype for engine blocks having a weight of about 2 kg was molded by the warm box method. The molding conditions were a mold temperature of 120 ° C., a blowing pressure of 4.5 kg / cm 2 , and a heating time of 90 seconds. 1
The transverse rupture strength of the sand core prototype after standing for 30 days was 30 kg. This sand core prototype was treated with diluted sulfuric acid having a dilution ratio of 500 times and dried at 120 ° C. for 30 minutes. Using this sand core prototype, the same treatment and operation as in Experimental Example 1 were performed. When sand was removed using a normal core knockout machine after casting, the molten metal was inserted into the sand core prototype and removal of core sand was poor. The results are shown in Table 1.

【0029】(実験例2)実験例1のフタル酸ジブチル
(DBP)の代りにフタル酸ジ2−エチルヘキシル(D
OP)を使用し,それ以外は全く同様に処理,操作した
ところ,フタル酸ジブチルの場合と同様に優れた結果が
得られた。なお,DOPと前記コーティング剤との界面
張力は10.0mN/mであった。その結果を表1に示
す。
(Experimental Example 2) Instead of dibutyl phthalate (DBP) in Experimental Example 1, di2-ethylhexyl phthalate (D) was used.
OP) was used and treated and operated in the same manner except for the above, and excellent results were obtained as in the case of dibutyl phthalate. The interfacial tension between DOP and the coating agent was 10.0 mN / m. The results are shown in Table 1.

【0030】(実験例3)実験例1の硫酸の代りに燐酸
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1に示す。
(Experimental Example 3) When phosphoric acid was used in place of the sulfuric acid of Experimental Example 1 and the other treatments and operations were carried out in the same manner, the same excellent results as in the case of sulfuric acid were obtained. The results are shown in Table 1.

【0031】(実験例4)実験例3のフタル酸ジブチル
(DBP)の代りにフタル酸ジ2−エチルヘキシル(D
OP)を使用し,それ以外は全く同様に処理,操作した
ところ,フタル酸ジブチルの場合と同様に優れた結果が
得られた。その結果を表1に示す。
Experimental Example 4 Instead of dibutyl phthalate (DBP) in Experimental Example 3, di2-ethylhexyl phthalate (D) was used.
OP) was used and treated and operated in the same manner except for the above, and excellent results were obtained as in the case of dibutyl phthalate. The results are shown in Table 1.

【0032】[0032]

【発明の効果】このように,本発明においては,砂,フ
ラン系樹脂,同樹脂加熱硬化用硬化剤及び粉末状の耐火
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
ティング剤との界面張力が少なくとも2.0mN/m以
上であり互いに溶解せずしかも沸点が造型温度よりも高
い液状有機化合物を用いて砂中子原型を造型する工程
と,この砂中子原型を鉱酸で処理する工程と,この鉱酸
で処理した砂中子原型を乾燥する工程と,この砂中子原
型の表面に上記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原型を乾燥させ
る工程によってコーティングされた砂中子を製造するよ
うにしたので,コーティング剤をコーティングすると
き,コーティング剤は砂中子原型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充分耐え
ることができる。
As described above, according to the present invention, a slurry-like coating agent comprising sand, a furan resin, a curing agent for heat curing of the resin, and a neutral water dispersion containing a powdery refractory as a main component. A step of molding a sand core prototype using a liquid organic compound having an interfacial tension of at least 2.0 mN / m or more, which does not dissolve with each other and has a boiling point higher than the molding temperature; , A step of drying the sand core prototype treated with the mineral acid, a step of coating the surface of the sand core prototype with the coating agent, and a sand core prototype obtained by the coating. Since the coated sand core is manufactured by the process of drying the, when coating the coating agent, the coating agent does not penetrate into the sand core prototype,
A coating layer having a uniform and appropriate thickness is formed. Therefore, the sand core can sufficiently withstand a high casting pressure during casting.

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年5月12日[Submission date] May 12, 1993

【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】0001[Correction target item name] 0001

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、クロ−ズドデ
ッキタイプの自動車用エンジン等、アンダ−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
および優れたコ−ティング性を有する砂中子の製造方法
に関するものである。さらに詳しくは、ウオ−ムボック
ス法で造型時にコ−ティング剤との界面張力が少なくと
も2.0mN/m以上の液状有機化合物を配合した砂中
子原型を鉱酸で処理することにより、砂中子原型の表面
に同一コ−ティング剤を1回だけ厚くコ−ティングで
き、しかも、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 sand having excellent pressure resistance and excellent coating property for use in high pressure die casting of a casting having an undercut portion, such as a closed deck type automobile engine. The present invention relates to a core manufacturing method. More specifically, the sand core prototype containing a liquid organic compound having an interfacial tension with a coating agent of at least 2.0 mN / m during molding by the warm box method is treated with a mineral acid to produce a sand core. The present invention relates to a method for producing a sand core, which is capable of thickly coating the same coating agent once on the surface of a child mold and is also suitable for high pressure casting.

【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】0014[Correction target item name] 0014

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0014】また、同樹脂加熱硬化用硬化剤としては、
ベンゼンスルホン酸、フェノ−ルスルホン酸、トルエン
スルホン酸、キシレンスルホン酸、低級アルキルスルホ
ン酸の少なくとも1種と、アルミニウム、銅、亜鉛、
鉄、アンモニウムの少なくとも1種との塩からなるもの
を用いる。また、硬化促進剤として、塩化銅、塩化亜
鉛、塩化鉄等を少量併用しても良い。フタル酸エステル
類、脂肪族一塩基酸エステル類等の液状有機化合物とし
ては、フタル酸ジブチル、フタル酸ジ2−エチルヘキシ
ル、フタル酸イソノニル、オレイン酸ブチル、アジピン
酸ジブチル、セバシン酸ジブチル、リン酸トリクレシ
ル、エポキシ化大豆油、ジエチレングリコ−ルジベンゾ
エ−ト、ブチルフタリルブチルグリコレ−ト等を用い
る。
Further, as a curing agent for heat curing the same resin,
At least one of benzene sulfonic acid, phenol sulfonic acid, toluene sulfonic acid, xylene sulfonic acid, lower alkyl sulfonic acid, and aluminum, copper, zinc,
A salt consisting of at least one of iron and ammonium is used. Further, a small amount of copper chloride, zinc chloride, iron chloride or the like may be used together as a curing accelerator. Liquid organic compounds such as phthalic acid esters and aliphatic monobasic acid esters include dibutyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate, isononyl phthalate, butyl oleate, dibutyl adipate, dibutyl sebacate, tricresyl phosphate. , Epoxidized soybean oil, diethylene glycol dibenzoate, butylphthalyl butyl glycolate and the like are used.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川西 賢治 大阪府枚方市中宮北町3番10号 宇部興産 株式会社枚方研究所内 (72)発明者 飯谷 英之 大阪府枚方市中宮北町3番10号 宇部興産 株式会社枚方研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kenji Kawanishi Kenji Kawanishi 3-10 Nakamiyakitamachi, Hirakata-shi, Osaka Ube Industries Ltd. Hirakata Research Laboratory (72) Inventor Hideyuki Iitani 3-10 Nakamiyakitamachi, Hirakata-shi, Osaka Ube Industries Hirakata Research Institute Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 砂,フラン樹脂,同樹脂加熱硬化用硬化
剤とこれ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との界面張力が少な
くとも2.0mN/m以上であり互いに溶解せずしかも
沸点が造型温度よりも高い液状有機化合物を用いて砂中
子原型を造型する工程と,この砂中子原型を鉱酸で処理
する工程と,この鉱酸で処理した砂中子原型を乾燥する
工程と,この砂中子原型の表面に上記コーティング剤を
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砂中子の製造方法。
1. The interfacial tension between sand, a furan resin, a curing agent for heat curing of the resin, and a slurry-like coating agent composed of a neutral water dispersion containing a powdery refractory as a main component is at least 2. A step of molding a sand core prototype using a liquid organic compound having a melting point of 0 mN / m or more and having a boiling point higher than the molding temperature; a step of treating the sand core prototype with a mineral acid; The sand core mold is composed of a step of drying the sand core prototype treated with an acid, a step of coating the surface of the sand core prototype with the coating agent, and a step of drying the sand core obtained by the coating. Production method.
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