JPH069729B2 - 鋳造用砂型塗型剤 - Google Patents
鋳造用砂型塗型剤Info
- Publication number
- JPH069729B2 JPH069729B2 JP1281853A JP28185389A JPH069729B2 JP H069729 B2 JPH069729 B2 JP H069729B2 JP 1281853 A JP1281853 A JP 1281853A JP 28185389 A JP28185389 A JP 28185389A JP H069729 B2 JPH069729 B2 JP H069729B2
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- JP
- Japan
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- coating agent
- weight
- binder
- mold
- casting
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- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は樹脂と鋳物砂より作製した砂型に用いる表面塗
型剤であって、鋳造時における溶融金属と砂型の焼着欠
陥を少なくすることができる砂型用塗型剤に関する。
型剤であって、鋳造時における溶融金属と砂型の焼着欠
陥を少なくすることができる砂型用塗型剤に関する。
［従来の技術］ 塗型剤を使用する目的は、溶融金属の熱から鋳型を保護
することと、鋳型表面と溶融金属との化学反応や溶融金
属が鋳型内部に侵入することにより発生する焼着欠陥を
防止することにある。
することと、鋳型表面と溶融金属との化学反応や溶融金
属が鋳型内部に侵入することにより発生する焼着欠陥を
防止することにある。
従来の塗型剤としては、一般に耐火骨材、結合剤、溶
剤、添加剤等を配合したものが使用されていた。耐火骨
材としてはジルコン、シリカ、アルミナ、タルク、黒鉛
等の粉末が用いられ、結合剤としては粘土、樹脂、水ガ
ラス、コロイダルシリカ等がそれらと可溶なまたはスラ
リー化できる溶剤と共に用いられている。
剤、添加剤等を配合したものが使用されていた。耐火骨
材としてはジルコン、シリカ、アルミナ、タルク、黒鉛
等の粉末が用いられ、結合剤としては粘土、樹脂、水ガ
ラス、コロイダルシリカ等がそれらと可溶なまたはスラ
リー化できる溶剤と共に用いられている。
該溶剤としては、樹脂用にはアルコール、その他には水
が使用されている。また、添加剤は塗型剤の塗布作業性
と粘性を高め、被覆性を向上させるために用いられ、具
体的にはアルギン酸ソーダ、メチルセルロース、ポリビ
ニルアルコール等がある。
が使用されている。また、添加剤は塗型剤の塗布作業性
と粘性を高め、被覆性を向上させるために用いられ、具
体的にはアルギン酸ソーダ、メチルセルロース、ポリビ
ニルアルコール等がある。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の技術により製造、使用されている
塗型剤には、塗型剤本来の目的を充分に満足するものが
なく、溶融金属、特に比較的高融点である鋳鉄、鋳鋼を
鋳込んだ場合など、塗膜の耐熱性に問題があるため溶融
物の鋳型内部への侵入を許し、その結果焼着欠陥を生ず
る。また、従来より溶融金属との濡れ性の観点から耐火
骨材として鱗状黒鉛等カーボン系骨材が使用されている
が、作業環境に大きい悪影響を与えているのが実状であ
る。
塗型剤には、塗型剤本来の目的を充分に満足するものが
なく、溶融金属、特に比較的高融点である鋳鉄、鋳鋼を
鋳込んだ場合など、塗膜の耐熱性に問題があるため溶融
物の鋳型内部への侵入を許し、その結果焼着欠陥を生ず
る。また、従来より溶融金属との濡れ性の観点から耐火
骨材として鱗状黒鉛等カーボン系骨材が使用されている
が、作業環境に大きい悪影響を与えているのが実状であ
る。
そこで、本発明の目的は耐熱性に優れた、しかも鱗状黒
鉛等のカーボン系骨材を使用せずに焼着欠陥防止効果に
優れた塗型剤を提供するものである。
鉛等のカーボン系骨材を使用せずに焼着欠陥防止効果に
優れた塗型剤を提供するものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明者らは前記問題点を解決するために種々検討した
結果、結合剤として第一リン酸アルミニウム含有水溶液
を用い、各種耐火骨材と混合することにより、耐熱性及
び塗布作業性に優れた塗型剤を開発し、本発明を完成す
るに至った。
結果、結合剤として第一リン酸アルミニウム含有水溶液
を用い、各種耐火骨材と混合することにより、耐熱性及
び塗布作業性に優れた塗型剤を開発し、本発明を完成す
るに至った。
その要旨を説明すると、従来、塗型剤に使用されている
耐火骨材の中より黒鉛を除去することにより塗布作業の
向上、作業環境の改善を実現した塗型剤で、結合剤とし
て第一リン酸アルミニウムを固形分として耐火骨材１０
０重量部に対して２．５〜６０重量部加えることを特徴
とする鋳造用砂型用塗型剤である。
耐火骨材の中より黒鉛を除去することにより塗布作業の
向上、作業環境の改善を実現した塗型剤で、結合剤とし
て第一リン酸アルミニウムを固形分として耐火骨材１０
０重量部に対して２．５〜６０重量部加えることを特徴
とする鋳造用砂型用塗型剤である。
一般に、結合剤となりうるリン酸アルミニウム化合物は
５０種類を超え、その性質に関して不明な点が多いが、
高融点性と縮重合性から耐火性バインダーとして非常に
有効である。また、他の無機物と化学結合することによ
り強固な被膜を形成する。
５０種類を超え、その性質に関して不明な点が多いが、
高融点性と縮重合性から耐火性バインダーとして非常に
有効である。また、他の無機物と化学結合することによ
り強固な被膜を形成する。
リン酸アルミニウム化合物が多数存在する中で水溶性バ
インダーとして使用できるものとして第一リン酸アルミ
ニウム(モノリン酸アルミニウム)が特に好ましい。本発
明者らは各種濃度の第一リン酸アルミニウム含有水溶液
を調製し、それを結合剤として用い、各種配合骨材と各
種割合で混合することにより塗料化したものを塗型剤と
した。
インダーとして使用できるものとして第一リン酸アルミ
ニウム(モノリン酸アルミニウム)が特に好ましい。本発
明者らは各種濃度の第一リン酸アルミニウム含有水溶液
を調製し、それを結合剤として用い、各種配合骨材と各
種割合で混合することにより塗料化したものを塗型剤と
した。
第一リン酸アルミニウム含有水溶液の固形分濃度は溶液
の粘性等を考慮すると６０重量％以下が望ましく、ま
た、２．５重量％以下に希釈すると結合性が低下すると
共に第一リン酸アルミニウム自身の加水分解が起こり、
安定性が悪くなる。従って、結合剤として使用する第一
リン酸アルミニウム含有水溶液の含有固形分濃度は２．
５重量％〜６０重量％が望ましい。また、第一リン酸ア
ルミニウムの固形成分となるAl2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5の割合はＡ
l2Ｏ3／Ｐ2Ｏ５(モル比)で論理的には０．３３となる
が、水溶液の状態では多少のずれが生じている。好まし
くは０．２５〜０．４３の範囲である。次に、本発明の
塗型剤において、耐火骨材１００重量部に対して結合剤
である第一リン酸アルミニウムの添加量は固形分として
２．５〜６０重量部が望ましい。結合剤の添加量が耐火
骨材１００重量部に対して２．５重量部未満になると、
塗型剤粘度が上昇し、塗布作業性が著しく悪化する。ま
た、同様に結合剤の添加量が６０重量部を超えると塗型
剤に含まれる骨材の割合が減少し、被覆性、耐熱性が悪
くなる。
の粘性等を考慮すると６０重量％以下が望ましく、ま
た、２．５重量％以下に希釈すると結合性が低下すると
共に第一リン酸アルミニウム自身の加水分解が起こり、
安定性が悪くなる。従って、結合剤として使用する第一
リン酸アルミニウム含有水溶液の含有固形分濃度は２．
５重量％〜６０重量％が望ましい。また、第一リン酸ア
ルミニウムの固形成分となるAl2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5の割合はＡ
l2Ｏ3／Ｐ2Ｏ５(モル比)で論理的には０．３３となる
が、水溶液の状態では多少のずれが生じている。好まし
くは０．２５〜０．４３の範囲である。次に、本発明の
塗型剤において、耐火骨材１００重量部に対して結合剤
である第一リン酸アルミニウムの添加量は固形分として
２．５〜６０重量部が望ましい。結合剤の添加量が耐火
骨材１００重量部に対して２．５重量部未満になると、
塗型剤粘度が上昇し、塗布作業性が著しく悪化する。ま
た、同様に結合剤の添加量が６０重量部を超えると塗型
剤に含まれる骨材の割合が減少し、被覆性、耐熱性が悪
くなる。
本発明の塗型剤に使用する耐火骨材としては中酸性酸化
物であり、白色原料であるジルコン、シリカ、アルミナ
またはそれらの複合鉱物等を挙げることができるが、こ
れらに限定されるものではない。耐火骨材は最大粒径４
４μｍ以下の微粉形態のものを使用することが望まし
い。なお、粒径４４μｍを超える耐火骨材を多く使用す
ると、ケーキングを起こし易くなるために好ましくな
い。
物であり、白色原料であるジルコン、シリカ、アルミナ
またはそれらの複合鉱物等を挙げることができるが、こ
れらに限定されるものではない。耐火骨材は最大粒径４
４μｍ以下の微粉形態のものを使用することが望まし
い。なお、粒径４４μｍを超える耐火骨材を多く使用す
ると、ケーキングを起こし易くなるために好ましくな
い。
また、本発明の塗型剤には粘性調整材としてタルク、雲
母、粘土鉱物等を添加することもできる。これらの添加
量は耐火骨材１００重量部に対して通常２〜２０重量部
の範囲内である。
母、粘土鉱物等を添加することもできる。これらの添加
量は耐火骨材１００重量部に対して通常２〜２０重量部
の範囲内である。
本発明の塗型剤は上述の成分を単に混合することにより
製造することができる。
製造することができる。
［作 用］ 本発明において、鋳造用砂型塗型剤の結合剤として第一
リン酸アルミニウム含有水溶液を用いると、鋳造時に発
生する焼着欠陥が著しく減少する。この理由としては次
ぎのようなことが考えられる。第一リン酸アルミニウム
は耐熱性に優れ、約５００〜１５００℃の温度域におい
て非常に安定であり、また、結合剤に不可欠な接着性に
優れ、造膜後の風乾性、反応によるゲル化により塗膜強
度が向上する。特に、シェルモールド法により鋳物を鋳
造する場合、塗型剤の施工を熱間で行う場合があり、そ
の場合、砂型表面温度は１００〜２００℃に達してい
る。この温度域において、第一リン酸アルミニウムは脱
水することにより重縮合反応を起こし、骨材自身と結合
し、より強固な塗膜を形成するものと考えられる。
リン酸アルミニウム含有水溶液を用いると、鋳造時に発
生する焼着欠陥が著しく減少する。この理由としては次
ぎのようなことが考えられる。第一リン酸アルミニウム
は耐熱性に優れ、約５００〜１５００℃の温度域におい
て非常に安定であり、また、結合剤に不可欠な接着性に
優れ、造膜後の風乾性、反応によるゲル化により塗膜強
度が向上する。特に、シェルモールド法により鋳物を鋳
造する場合、塗型剤の施工を熱間で行う場合があり、そ
の場合、砂型表面温度は１００〜２００℃に達してい
る。この温度域において、第一リン酸アルミニウムは脱
水することにより重縮合反応を起こし、骨材自身と結合
し、より強固な塗膜を形成するものと考えられる。
このような理由で、従来結合剤として有機樹脂、水ガラ
ス、コロイダルシリカ等を使用していた塗型剤と比較し
て熱的に安定で被覆性に優れた塗型剤を得ることができ
る。
ス、コロイダルシリカ等を使用していた塗型剤と比較し
て熱的に安定で被覆性に優れた塗型剤を得ることができ
る。
また、水ガラス、コロイダルシリカ等のアルカリ性溶液
に対して第一リン酸アルミニウム含有水溶液は酸性を示
すので、Ａl2Ｏ3、ＳiＯ2、ＺrO２、ＺrＯ2・ＳiＯ2、
カーボン等の中・酸性骨材と混合し、塗料化した場合
に、液安定性が得られるが、鱗状黒鉛のようなカーボン
系骨材は塗布作業性または作業環境等の問題から除外す
ることが望ましい。
に対して第一リン酸アルミニウム含有水溶液は酸性を示
すので、Ａl2Ｏ3、ＳiＯ2、ＺrO２、ＺrＯ2・ＳiＯ2、
カーボン等の中・酸性骨材と混合し、塗料化した場合
に、液安定性が得られるが、鱗状黒鉛のようなカーボン
系骨材は塗布作業性または作業環境等の問題から除外す
ることが望ましい。
［実 施 例］ 以下に実施例を挙げて本発明を更に説明する。
実施例１ ２０重量％濃度の第一リン酸アルミニウム含有水溶液を
結合剤として用い、各種配合耐火骨剤と結合剤／耐火骨
材(重量比)が０．７５(耐火骨材１００重量部に対する
第一リン酸アルミニウム固形分は１５重量部)となるよ
うに混合する。耐火骨材の各種配合例とそれから得られ
た塗型剤試作品の粘度、ケーキングの有無、焼着欠陥防
止効果についての結果を第１表に示す。
結合剤として用い、各種配合耐火骨剤と結合剤／耐火骨
材(重量比)が０．７５(耐火骨材１００重量部に対する
第一リン酸アルミニウム固形分は１５重量部)となるよ
うに混合する。耐火骨材の各種配合例とそれから得られ
た塗型剤試作品の粘度、ケーキングの有無、焼着欠陥防
止効果についての結果を第１表に示す。
ここで粘度測定はＢ型粘度計を用い、使用ロータをNo.
２ローター、回転数を６０rpmとした。液温は全て２０
℃に保温した。また、ケーキングの有無の判定は塗型剤
をガラス瓶(沈澱管)に７日間放置後、沈澱物をガラス棒
で攪拌することにより直ちに分散するものを判定Ａ、短
時間の攪拌により沈澱骨材が分散するものを判定Ｂ、分
散が非常に困難なものを判定Ｃとした。
２ローター、回転数を６０rpmとした。液温は全て２０
℃に保温した。また、ケーキングの有無の判定は塗型剤
をガラス瓶(沈澱管)に７日間放置後、沈澱物をガラス棒
で攪拌することにより直ちに分散するものを判定Ａ、短
時間の攪拌により沈澱骨材が分散するものを判定Ｂ、分
散が非常に困難なものを判定Ｃとした。
焼着欠陥防止効果の判定については平板砂型(1)を作成
し、２００℃／３０分保温したものに、塗型剤試作品を
スプレー塗布する。その時に発泡塗膜欠陥を起こさいも
のを○、発泡塗膜欠陥を起こしたものを×と判定した。
次に、平板砂型の塗型剤塗布面(2)上にレンガ枠(3)を設
置し、約１６００℃で溶解した鋳鉄を流し込み、１０分
間自然放置した後に鋳鉄塊の砂型との接触面を観察し、
焼着欠陥の全く発生していないものをＡ、鋳鉄塊表面に
砂型の影響による欠陥が発生し、砂粒が付着しているも
のをＢ、鋳鉄塊接触面に焼着欠陥が発生し、砂型が付着
しているものをＣと判定した。概略図を第１図に示す。
し、２００℃／３０分保温したものに、塗型剤試作品を
スプレー塗布する。その時に発泡塗膜欠陥を起こさいも
のを○、発泡塗膜欠陥を起こしたものを×と判定した。
次に、平板砂型の塗型剤塗布面(2)上にレンガ枠(3)を設
置し、約１６００℃で溶解した鋳鉄を流し込み、１０分
間自然放置した後に鋳鉄塊の砂型との接触面を観察し、
焼着欠陥の全く発生していないものをＡ、鋳鉄塊表面に
砂型の影響による欠陥が発生し、砂粒が付着しているも
のをＢ、鋳鉄塊接触面に焼着欠陥が発生し、砂型が付着
しているものをＣと判定した。概略図を第１図に示す。
実施例２ 第２表に示した配合比により配合した耐火骨材を第３表
に示した結合剤と重量比で結合剤／耐火骨材が０．７５
となるように混合する。また、結合剤に２０重量％濃度
の第一リン酸アルミニウム含有水溶液を用い、重量比で
結合剤／耐火骨材が０．４、１．７となるように混合し
たものを比較品として実施例１と同様に粘度、ケーキン
グの有無、焼着欠陥防止効果について調べた。結果を第
４表に示す。
に示した結合剤と重量比で結合剤／耐火骨材が０．７５
となるように混合する。また、結合剤に２０重量％濃度
の第一リン酸アルミニウム含有水溶液を用い、重量比で
結合剤／耐火骨材が０．４、１．７となるように混合し
たものを比較品として実施例１と同様に粘度、ケーキン
グの有無、焼着欠陥防止効果について調べた。結果を第
４表に示す。
第 ２ 表 塗型剤の耐火骨材組成 耐火骨材(粒径) 重量部 シリカ(−２０μｍ) ４０ アルミナ(−２０μｍ) ５０ タルク(−２０μｍ) １０ 合計 １００ 第 ３ 表 結合剤No.結合剤 １ ７重量％第一リン酸アルミニウム水溶液 ２ ２０重量％第一リン酸アルミニウム水溶液 ３ ３５重量％第一リン酸アルミニウム水溶液 ４ ４５重量％第一リン酸アルミニウム水溶液 ５ ２０重量％シリカゾル水溶液(比較品) ６ ２０重量％１号ケイ酸ナトリウム水溶液（比
較品） ［発明の効果］ 本発明の鋳造用砂型塗型剤は結合剤として第一リン酸ア
ルミニウム含有水溶液を用いており、この塗型剤を用い
ることにより鋳造時に発生する焼着欠陥が著しく減少す
ることができる。
較品） ［発明の効果］ 本発明の鋳造用砂型塗型剤は結合剤として第一リン酸ア
ルミニウム含有水溶液を用いており、この塗型剤を用い
ることにより鋳造時に発生する焼着欠陥が著しく減少す
ることができる。
第１図は実施例において焼着欠陥防止効果の比較試験を
行った平板砂型の概略図である。図中、 １…平板砂型、２…塗型剤塗布面、３…レンガ枠、４…
溶融金属。
行った平板砂型の概略図である。図中、 １…平板砂型、２…塗型剤塗布面、３…レンガ枠、４…
溶融金属。
Claims (1)
- 【請求項１】白色の中・酸性骨材から選択された最大粒
径４４μｍ以下の耐火骨材１００重量部と第一リン酸ア
ルミニウム含有水溶液を第一リン酸アルミニウム固形分
として２．５〜６０重量部含有してなる鋳造用砂型表面
を被覆するための塗型剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1281853A JPH069729B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 鋳造用砂型塗型剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1281853A JPH069729B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 鋳造用砂型塗型剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03146238A JPH03146238A (ja) | 1991-06-21 |
| JPH069729B2 true JPH069729B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=17644908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1281853A Expired - Lifetime JPH069729B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 鋳造用砂型塗型剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069729B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114558982B (zh) * | 2022-01-20 | 2023-10-27 | 上海中洲特种合金材料股份有限公司 | 涂料及原料组合物、熔模铸造模壳及其制备方法、应用 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4825293A (ja) * | 1971-08-04 | 1973-04-02 | ||
| JPS5322774B2 (ja) * | 1973-06-14 | 1978-07-11 |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP1281853A patent/JPH069729B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03146238A (ja) | 1991-06-21 |
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