JPH0679405A - Production of sand core - Google Patents

Production of sand core

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JPH0679405A
JPH0679405A JP23942692A JP23942692A JPH0679405A JP H0679405 A JPH0679405 A JP H0679405A JP 23942692 A JP23942692 A JP 23942692A JP 23942692 A JP23942692 A JP 23942692A JP H0679405 A JPH0679405 A JP H0679405A
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sand core
sand
core prototype
prototype
water
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Hidemasa Okamoto
秀正 岡本
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F2001/106Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling using a closed deck, i.e. the water jacket is not open at the block top face

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  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide the sand core having excellent coatability by using a sand core prototype solidified by using a worm box method. CONSTITUTION:The sand core prototype subjected to a water-soluble synthetic high polymer treatment is obtd. by immersing the sand core prototype formed by solidifying sand into an aq. polyacrylic acid soln., etc. Such sand core prototype is dried by heating and is then immersed into a coating liquid, by which the surface of the sand core prototype is uniformly coated. The sand core prototype is then dried and the sand core having the excellent coating is 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
ス法で造型した砂中子原型を水溶性合成高分子で処理す
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,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。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。
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 treating the sand core prototype molded by the warm box method with a water-soluble synthetic polymer, the same coating agent can be thickly coated only once, and is also suitable for high pressure casting. The present invention relates to a manufacturing method of. Here, the excellent coating property means that when the sand core prototype is coated with the coating agent, the coating agent is a thin liquid and does not penetrate deeply inside the sand core prototype, or
It is not repelled from the surface of the sand core prototype, but is formed only on the surface layer of the sand core prototype uniformly over the entire surface with a predetermined thickness uniformly and surely easily and firmly so that it does not come off. That is, it is possible to sufficiently withstand the high casting pressure during 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, 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.

【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.

【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-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.

【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。
Therefore, the present inventor has decided to reexamine 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 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.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】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,この砂中子原型を水溶性合成高
分子で処理する工程と,この水溶性合成高分子で処理し
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
工程によって優れたコーティングを有する砂中子を得
る。なお,砂中子を処理する水溶性合成高分子は,その
分子構造がアクリル酸,メタアクリル酸,ビニル酸,エ
ーテル酸,無水マレイン酸の1つまたは2つ以上の主鎖
から構成され,側鎖に水溶性置換基を持ったものが大多
数を占める。水溶性置換基としては,スルホン酸塩基,
カルボキシル基とその無水物,水酸基,アミド基,アミ
ノ基,エーテル基,ピロリドン基,エチレンイミン基,
水溶性グリシジルエーテル基等がある。水溶性高分子の
具体例としては,ポリアクリル酸,ポリビニルアルコー
ル,ポリエチレングリコール,ポリプロピレングリコー
ル,ポリアクリルアミド,ポリビニルピロリドン,水溶
性アルキッド,ポリビニルエーテル,マレイン酸共重合
体等が挙げられる。また,砂中子原型を水溶性合成高分
子で処理する場合は,例えば,ポリアクリル酸水溶液の
ような水溶性合成高分子溶液中に浸漬したり,水溶性合
成高分子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, sand,
A step of molding a sand core prototype using a furan-based resin and a curing agent for heat curing of the resin, a step of treating this sand core prototype with a water-soluble synthetic polymer, and a treatment with this water-soluble synthetic polymer A step of drying the sand core prototype, a step of coating the surface of the dry sand core prototype with a slurry-like coating agent composed of a neutral water dispersion containing powdery refractory as a main component, and the coating A sand core having an excellent coating is obtained by a step of drying the sand core obtained in the above. The water-soluble synthetic polymer that processes sand cores has a molecular structure composed of one or more main chains of acrylic acid, methacrylic acid, vinyl acid, ether acid, and maleic anhydride. The majority have water-soluble substituents in the chain. Water-soluble substituents include sulfonate groups,
Carboxyl group and its anhydride, hydroxyl group, amide group, amino group, ether group, pyrrolidone group, ethyleneimine group,
There are water-soluble glycidyl ether groups and the like. Specific examples of the water-soluble polymer include polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, water-soluble alkyd, polyvinyl ether, and maleic acid copolymer. When the sand core prototype is treated with a water-soluble synthetic polymer, for example, it is immersed in a water-soluble synthetic polymer solution such as an aqueous polyacrylic acid solution, or the water-soluble synthetic polymer solution is used as a sand core prototype. Brush or spray on the surface of.

【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,その砂中子原型をポリア
クリル酸水溶液等の水溶性合成高分子水溶液中に浸漬す
るなどして砂中子原型の内部に水溶性合成高分子を浸み
込ませ,次いで,この砂中子原型を乾燥する。次に,水
溶性合成高分子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を,コーティングする前
に,例えばポリアクリル酸水溶液等の水溶性合成高分子
水溶液の中に浸漬すれば,砂中子原型の表層部や中に水
溶性合成高分子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の表層部に水溶性
合成高分子の皮膜が均一に形成し,砂中子原型表面の空
隙(毛管)が目詰めされる。
In the present invention, first, for example, as described above, a sand core prototype is formed, and then the sand core prototype is immersed in a water-soluble synthetic polymer aqueous solution such as a polyacrylic acid aqueous solution. The water-soluble synthetic polymer is impregnated into the sand core prototype, and then the sand core prototype is dried. Next, the surface of the sand core prototype obtained by treating with a water-soluble synthetic polymer 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 is immersed in an aqueous solution of a water-soluble synthetic polymer, such as an aqueous solution of polyacrylic acid, before coating, the water-soluble synthetic high-level material may be formed in the surface layer portion or inside of the sand core prototype. Molecules attach and soak. After pulling this sand core prototype out of the dipping tank and drying it at 80 to 200 ° C for several minutes to 2 hours, a film of water-soluble synthetic polymer is uniformly formed on the surface layer of the sand core prototype, and the sand core is formed. The voids (capillaries) on the prototype surface are filled.

【0008】一方,このような水溶性合成高分子処理お
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
に形成した水溶性合成高分子の皮膜により砂中子原型表
面の空隙が目詰めされ,コーティング剤が該砂中子原型
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, a slurry-like coating agent composed of a neutral water dispersion containing a powdery refractory as a main component is applied to a sand core prototype obtained through such treatment with a water-soluble synthetic polymer and drying. By doing so, the surface of the sand core prototype and the film of the water-soluble synthetic polymer formed near the surface of the sand core prototype fill the voids on the surface of the sand core prototype, and the coating agent penetrates deep inside the sand core prototype. The surface of the sand core prototype can be thickly coated without being embedded. Then if you dry it,
A homogeneous coating layer of desired thickness is formed.

【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もなく,溶湯が砂中子内に
侵入することもない。
In this way, the sand core prototype can be solidified 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 core is not damaged or cracked when the molten core is cast under high pressure like high pressure die casting, and the molten core is There is no intrusion.

【0010】[0010]

【実施例】砂中子原型を製造するときは,まず,中子砂
等の砂中子骨材にフラン系樹脂,同樹脂加熱硬化用硬化
剤を混合する。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。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。
EXAMPLE When manufacturing a sand core prototype, first, a furan-based resin and a curing agent for heat curing the same are mixed with a sand core aggregate such as core sand. 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, furfuryl alcohol / phenol
A so-called warm box furan resin such as urea / formaldehyde resin is used. Further, as a curing agent for the resin heat curing, benzene sulfonic acid, phenol sulfonic acid, toluene sulfonic acid, xylene sulfonic acid,
A salt of at least one lower alkyl sulfonic acid and at least one of aluminum, copper, zinc, 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.

【0011】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2
0〜50kgの砂中子原型を得た。
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 formed 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 prototype is cured to a predetermined strength by heating for about 1 minute. . For example, transverse strength 2
A sand core prototype of 0 to 50 kg was obtained.

【0012】次に,このようにして成型した砂中子原型
を,水溶性合成高分子の水溶液で処理する。この水溶性
合成高分子としては,ポリアクリル酸,ポリビニルアル
コール,ポリアクリルアミド等が挙げられる。これらの
水溶性合成高分子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200倍以内である。希釈倍率が200倍
を越えるとコーティング厚みが薄く,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 prototype thus molded is treated with an aqueous solution of a water-soluble synthetic polymer. Examples of the water-soluble synthetic polymer include polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyacrylamide and the like. The sand core prototype is immersed in an aqueous solution of these water-soluble synthetic polymers, absorbed in the sand core prototype, and then dried by heating. The concentration of the aqueous solution is within 200 times the dilution ratio. If the dilution ratio exceeds 200 times, the coating thickness will be thin and the treatment effect will be 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.

【0013】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120℃で30分程度である。
If the sand core prototype is difficult to be 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, or the above-mentioned hydrophilicity is added to the treatment liquid. The 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 to dry the sand core prototype that has been subjected to the immersion treatment, and as a guide, it takes about 30 minutes at 120 ° C.

【0014】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,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 prototype treated 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.

【0015】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.

【0016】前記コーティング剤中に,水溶性合成高分
子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,水溶性合成
高分子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。
The sand core prototype, which has been treated with a water-soluble synthetic polymer and then heated and dried, is dipped in the coating agent for several seconds, and then heated and dried. The drying conditions are 120 ℃,
It takes about 10 minutes. When the water-soluble synthetic polymer treatment is not applied, the thickness of the coating is almost 0 mm when it is almost immersed in the sand core prototype, 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. Examples of the coating agent for forming the second coating layer include, for example, 1 liter of a 3% aqueous phenol resin solution, 500 g of mica powder, 10 g of sodium dodecylbenzenesulfonate as a wetting agent, and a defoaming agent. It is possible to use a material in which 1 gram of octyl alcohol is well stirred and mixed. 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.

【0017】さらに詳しい実施例として,実験例をつぎ
に示す。 (実験例1〜4,および比較例)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−1
00,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2k
g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4.5kg/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35kgであっ
た。このうちの1個は,後記する水溶性合成高分子処理
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 4, and Comparative Example) 100 parts of flat sand as an aggregate, 1.5 parts of a furan resin as an organic binder, and a commercially available curing agent containing paratoluenesulfonate as a curing agent for a furan resin ( Kao Quaker product FC-1
00, main component paratoluenesulfonic acid copper salt) 0.6 part,
And commercially available additives (Kao Quaker product J-20,
Main component silane compound) 0.06 parts mixed, weight approx. 2k
A plurality of sand core prototypes for engine block of g were 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.
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 that of the present experimental example without any treatment of the water-soluble synthetic polymer described below, and therefore is shown in Table 1 below as a comparative example.

【0018】ポリアクリル酸(重合度:3000)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。この水溶液に砂中子原型を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1〜4)
Water was mixed with 1 part of polyacrylic acid (degree of polymerization: 3000), 9 parts, 49 parts, 99 parts and 199 parts, respectively,
Aqueous solutions having dilution ratios of 10, 50, 100 and 200 were prepared, respectively. The sand core prototype was immersed in this aqueous solution for 1 to 2 seconds, and then dried in a circulating hot air heating furnace at 120 ° C for 30 minutes. (Experimental Examples 1 to 4)

【0019】これらポリアクリル酸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ポリアクリル
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,120℃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に調製され
たものであった。比較例のものおよび実験例4のもの
は,コーティングが不良ないしやや良程度であった。こ
れにより,ポリアクリル酸稀釈倍率は150〜200倍
以下が良いことが推定された。
The sand core prototypes treated with polyacrylic acid by liquids having different concentrations from those not treated with polyacrylic acid were added to the same coating agent as 1 to
After dipping for 2 seconds, circulate in a hot air oven at 120 ° C for 10
Dry for minutes. 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. In the comparative example and the experimental example 4, the coating was poor or good. From this, it was estimated that the polyacrylic acid dilution ratio should be 150 to 200 times or less.

【0020】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.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】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しを行ったところ,実験例1〜
3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4の場合には中子砂の除去はやや良で
あったが,比較例の場合には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。まとめて,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, Experimental Examples 1 to
In the case of 3, core sand was completely removed, and an excellent cast product was obtained. In the case of Experimental Example 4, the removal of the core sand was slightly good, but in the case of the Comparative Example, the molten metal was inserted into the sand core prototype and the removal of the core sand was poor. Collectively, the results are shown in Table 1.

【0023】(実験例5〜8)実験例1〜4のポリアク
リル酸の代りにポリビニルアルコール(重合度:200
0)を使用し,それ以外は全く同様に処理,操作したと
ころ,ポリアクリル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。
(Experimental Examples 5 to 8) Instead of the polyacrylic acid of Experimental Examples 1 to 4, polyvinyl alcohol (degree of polymerization: 200) was used.
When 0) was used and the other treatments and operations were performed in the same manner, excellent results were obtained as in the case of polyacrylic acid. The results are shown in Table 2.

【0024】[0024]

【表2】 [Table 2]

【0025】[0025]

【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,この砂中子原型を水溶性合成高分
子で処理する工程と,この水溶性合成高分子で処理した
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充分
耐えることができる。
As described above, according to the present invention, a step of molding a sand core prototype using sand, a furan-based resin, and a curing agent for heat curing of the resin, and the sand core prototype are treated with a water-soluble synthetic resin. A step of treating with a molecule, a step of drying a sand core prototype treated with this water-soluble synthetic polymer, and a neutral water dispersion containing powdery refractory as a main component on the surface of this dry sand core prototype. Since the coated sand core is manufactured by the step of coating the slurry-like coating agent consisting of the body and the step of drying the sand core prototype obtained by this coating, when coating with the coating agent, The coating agent does not penetrate into the sand core mold and forms a coating layer of uniform and appropriate thickness. Therefore, the sand core can sufficiently withstand a high casting pressure during casting.

【0026】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,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。
また,鋳造後の砂中子の崩壊性も良く,砂出しも容易で
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 the product after the sand is discharged No sand remains on the surface of the cast surface and the surface is extremely smooth.
In addition, the sand core after casting has good disintegration properties, and sand removal is easy. 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】0006[Correction target item name] 0006

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】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、この砂中子原型を水溶性合成高
分子で処理する工程と、この水溶性合成高分子で処理し
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−ティング剤をコ−ティングする
工程と、このコ−ティングして得た砂中子を乾燥させる
工程によって優れたコ−ティングを有する砂中子を得
る。なお、砂中子を処理する水溶性合成高分子は、その
分子構造がアクリル基、メタアクリル基、ビニル基、エ
−テル基、無水マレイン酸の1つまたは2つ以上の主鎖
から構成され、側鎖に水溶性置換基を持ったものが大多
数を占める。水溶性置換基としては、スルホン酸塩基、
カルボキシル基とその無水物、水酸基、アミド基、アミ
ノ基、エ−テル基、ピロリドン基、エチレンイミン基、
水溶性グリシジルエ−テル基等がある。水溶性合成高分
子の具体例としては、ポリアクリル酸、ポリビニルアル
コ−ル、ポリエチレングリコ−ル、ポリプロピレングリ
コ−ル、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、
水溶性アルキッド、ポリビニルエ−テル、マレイン酸共
重合体等が挙げられる。また、砂中子原型を水溶性合成
高分子で処理する場合は、例えば、ポリアクリル酸水溶
液のような水溶性合成高分子溶液中に浸漬したり、水溶
性合成高分子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, sand,
A step of molding a sand core prototype using a furan-based resin and a curing agent for heat curing of the resin, a step of treating the sand core prototype with a water-soluble synthetic polymer, and a treatment with this water-soluble synthetic polymer A step of drying the sand core prototype, and a step of coating a slurry-like coating agent composed of a neutral water dispersion containing powdery refractory as a main component on the surface of the dried sand core prototype Then, a sand core having excellent coating is obtained by the step of drying the sand core obtained by this coating. The water-soluble synthetic polymer for treating the sand core has a molecular structure composed of one or more main chains of an acrylic group, a methacrylic group, a vinyl group, an ether group and maleic anhydride. The majority have water-soluble substituents on their side chains. As the water-soluble substituent, a sulfonate group,
Carboxyl group and its anhydride, hydroxyl group, amide group, amino group, ether group, pyrrolidone group, ethyleneimine group,
There are water-soluble glycidyl ether groups and the like. Specific examples of the water-soluble synthetic polymer include polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone,
Examples thereof include water-soluble alkyd, polyvinyl ether, and maleic acid copolymer. When the sand core prototype is treated with a water-soluble synthetic polymer, for example, it is immersed in a water-soluble synthetic polymer solution such as an aqueous solution of polyacrylic acid, or the water-soluble synthetic polymer solution is used as a sand core prototype. Brush or spray on the surface of.

【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】0010[Correction target item name] 0010

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0010】[0010]

【実施例】砂中子原型を製造するときは、まず、中子砂
等の砂中子骨材にフラン系樹脂、同樹脂加熱硬化用硬化
剤を混合する。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−ズ等を用い、フラン
系樹脂としては、フルフリルアルコ−ル・ホルムアルデ
ヒド樹脂、フルフリルアルコ−ル・尿素・ホルムアルデ
ヒド樹脂、フルフリルアルコ−ル・フェノ−ル・ホルム
アルデヒド樹脂、フルフリルアルコ−ル・フェノ−ル・
尿素・ホルムアルデヒド樹脂等のいわゆるウオ−ムモッ
クス用のフラン系樹脂を用いる。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。
EXAMPLES When manufacturing a sand core prototype, first, a furan resin and a curing agent for heat curing the same are mixed with a sand core aggregate such as core sand. As the sand core aggregate, silica sand, zircon sand, chromite sand, ceravise, etc. are used, and as the furan resin, furfuryl alcohol formaldehyde resin, furfuryl alcohol urea urea formaldehyde resin, full Furyl alcohol phenol formaldehyde resin, full frill alcohol phenol phenol
A furan resin for so-called warm mox such as urea / formaldehyde resin is used. Further, as the curing agent for heating and curing the resin, benzenesulfonic acid, phenolsulfonic acid, toluenesulfonic acid, xylenesulfonic acid,
A salt of at least one of lower alkyl sulfonic acid and at least one of aluminum, copper, zinc, iron and ammonium is used. Also, as a curing accelerator,
A small amount of copper chloride, zinc chloride, iron chloride or the like may be used together.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 砂,フラン系樹脂,同樹脂加熱硬化用硬
化剤を用いて砂中子原型を造型する工程と,この砂中子
原型を水溶性合成高分子で処理する工程と,この水溶性
合成高分子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砂中子の製造方法。
1. A step of molding a sand core prototype using sand, a furan-based resin, and a curing agent for heat curing of the resin, a step of treating the sand core prototype with a water-soluble synthetic polymer, and Of a sand core prototype treated with a water-soluble synthetic polymer, and a slurry-like coating agent consisting of a neutral water dispersion containing powdery refractory as the main component on the surface of the dry sand core prototype. A method for producing a sand core, comprising a coating step and a step of drying the sand core obtained by the coating.
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