JPH07303935A

JPH07303935A - 鋳型成形方法

Info

Publication number: JPH07303935A
Application number: JP12297194A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Nimata; 勝美二俣
Original assignee: Asahi Tec Corp
Current assignee: Asahi Tec Corp
Priority date: 1994-05-12
Filing date: 1994-05-12
Publication date: 1995-11-21

Abstract

(57)【要約】【目的】鋳造時に十分に使用に耐える強度（硬さ）を
有し、かつ鋳造後の崩壊が容易な鋳型（中子）を得る。【構成】鋳物砂に水ガラスを１〜２％（重量％）添加
混合し、これを鋳型（中子）を製造するための金型に充
填したのち、８０〜２００℃に加熱処理し、次いでその
金型から取出してマイクロ波を照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は中子等の鋳型の成形方法
に係わり、特に、鋳造後に鋳物製品から鋳型砂を容易に
分離できる、良崩壊性の鋳型を効率良く成形することが
できるようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、中子を成形するときに用いられる
粘結剤としては、例えば、フェノ−ル樹脂や水ガラスが
用いられている。このうちフェノ−ル樹脂を粘結剤とす
る方法は、シェルモ−ルド法として知られ、これはフェ
ノ−ル樹脂を粘結剤としヘキサメチレンテトラミンを硬
化剤として鋳物砂に混練して鋳型砂を製造し、これを予
熱した金型に充填したのち焼成して、中子等の鋳型を成
形するようにしている。

【０００３】また、水ガラスを粘結剤とする場合は、鋳
物砂に４〜６％（重量％、以下同じ）の水ガラスを添加
混練し、これを金型に充填したのち、ＣＯ2 ガス処理し
て、中子等の鋳型を成形するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の前者のシェルモ−ルド法で得られた鋳型は、崩壊性
が劣るという問題点があった。それは、鋳造時に粘結剤
のコ−ティングされた砂、いわゆるレジン砂のうち、溶
湯と接する鋳型の表面側のフェノ−ル樹脂は熱分解する
が、内部はレジン砂が残存し、強度（硬さというときも
ある）がある程度保たれているからである。

【０００５】また、上記従来の後者の水ガラスを用いて
得られる鋳型は、ＣＯ2 ガス処理によって所望の鋳型強
度を得るが、その強度を得るためには処理時間が長くな
るという欠点があった。

【０００６】上記問題点を解決するために、当初から鋳
型強度を小さくして良崩壊性の鋳型を製造することも考
えられるが、このように当初から良崩壊性に優れたもの
は、鋳造時における鋳型の強度を保つこともできず、鋳
物製品が不良になる可能性が大きくなってしまい、当初
から鋳型強度を小さくすることができなかった。

【０００７】そこで、本発明は、上記欠点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、鋳造時に崩壊
しない所定の強度を保ち、かつ鋳造後に容易に崩壊可能
な鋳型成形方法に関する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る鋳型成形方
法は、上記目的を達成するために、鋳物砂に水ガラスを
１〜２％添加混練し、これを鋳型を成形するための金型
に充填した後、８０〜２００℃に加熱処理し、これによ
り成形された鋳型を上記金型から取出してマイクロ波を
照射することを特徴としている。また、前記鋳型は、Ａ
ｌ合金又はＭｇ合金の鋳物製品鋳造用であることを特徴
としている。

【０００９】

【作用】上記構成において、水ガラスは、粘結剤として
鋳物砂同士を接着する。そして、加熱処理されることに
より水ガラスから水分が除去され、接着力を高め、鋳型
の強度を増加させる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。本実施例
で用いられる鋳物砂は、周知の鋳物砂、例えば粒度分布
５〜８号（４８〜１５０メッシュ）で、Ｓｉｏ2 が約７
７％のものが用いられる。

【００１１】水ガラスの添加量は、鋳物砂に対し１％以
上である。１％未満の水ガラスの添加量の場合は、後述
の加熱処理後に、鋳型としての必要な強度が得られな
い。

【００１２】また、水ガラスの添加量は２％程度で鋳型
としての強度が十分に得られる。２％を越える量を添加
すると、鋳型としての強度は増加するが、鋳造後におけ
る鋳型砂の崩壊性が劣るので得策ではないばかりか、余
分な水ガラスを使用することになり不経済となる。

【００１３】水ガラスの添加混練された鋳型砂は、鋳型
の成形型、例えば中子製造用のＡｌ製又はＦＣ製の金型
にブロ−イング、ジョルトスクイ−ズあるいは手込等の
周知の手法で充填され、次の加熱処理へ移される。

【００１４】加熱処理は、鋳物砂の充填された金型を、
８０〜２００℃に加熱処理することにより行われる。加
熱手段としては、ヒ−タ又はガスバ−ナを用いることが
できる。加熱手段としてのヒ−タ又はガスバ−ナは、加
熱コストが安価であり、また加熱管理が容易に行える特
長がある。

【００１５】加熱処理された鋳型は、その表面側は水ガ
ラスの水分が除去されて鋳物砂同士が接着されて強度が
増加する。しかし、鋳型が肉厚の場合は、その内部まで
ヒ−タ又はガスバ−ナで加熱，脱水するのには長時間を
要する。

【００１６】そこで、本実施例方法では、金型から取出
した鋳型にマイクロ波を照射する加熱処理が施される。
マイクロ波による電磁エネルギ−による加熱は、上述の
ヒ−タ又はガスバ−ナが鋳型の表面側からの加熱である
のに対して、鋳型の内部に存在する水ガラスを脱水する
ように作用する。照射されるマイクロ波の強さと照射時
間の値は、鋳型の形状及び大きさによって一様でないの
で、予め実験によって決められる。

【００１７】図１の実線のグラフは、鋳物砂が接着する
力の状態、つまり鋳型の硬さ（強度）の状態を示してい
る。すなわち、鋳型の硬さは、水ガラスの水分が脱水さ
れることにより高まりその硬さは２００℃前後で最高に
達する。

【００１８】なお、図１に鎖線で示されるように、加熱
温度が２００℃を越えると、鋳型の硬さが徐々に低下
し、４００℃前後になるとその硬さが極端に低下する。
これは、水ガラスの結晶水が飛散するからである。

【００１９】また、さらに加熱温度を高めると、８００
℃前後で、再び上記の硬さとなり、その硬さはそのまま
維持される。これは、水ガラスがガラス化するためであ
る。

【００２０】図２は、本実施例に係る加熱処理（実線参
照）と従来のＣＯ2 ガス（鎖線参照）を用いたときの必
要な硬さを得るまでの所要時間の関係を示している。こ
の図から明らかなように、本実施例に係る加熱処理は、
上述のように、２００℃程度まで加熱すればよいので短
時間で済むが、従来のガス処理の場合は、長時間要する
ことが分かる。

【００２１】このマイクロ波照射処理により、鋳型全体
が所定の強度、つまり、鋳造時に破損しない強度を有す
る鋳型が得られる。すなわち、鋳型全体が略均一の硬さ
となる。しかし、この鋳型の水ガラスはガラス化されて
いない。

【００２２】上述のようにして得られた鋳型は鋳造に供
されるが、この場合、注湯される溶湯がＡｌ合金又はＭ
ｇ合金の場合は、その溶湯温度が７２０℃前後であり、
冷えた鋳型表面は溶湯と接触することによって約４００
℃前後に降下するため、水ガラスがガラス化することは
なく、鋳型砂の崩壊性は良好に保たれる。

【００２３】したがって、鋳造後に鋳型を除去する際
は、容易に崩壊し、鋳物製品から鋳型砂を容易に分離す
ることができる。

【００２４】なお、上述の加熱処理又はマイクロ波照射
処理された鋳型は、鋳型成形後、すぐに鋳造用に使用さ
れないときは、再度、空気中の水分を吸収しないよう
に、乾燥された屋内に保管して、必要な強度が保たれる
ようにすることが望ましい。

【００２５】

【発明の効果】本発明に係る鋳型成形方法は、鋳物砂に
水ガラスを１〜２％添加混練し、これを成形するための
金型に充填した後、８０〜２００℃に加熱処理し、これ
により成形された鋳型を上記金型から取り出して、マイ
クロ波を照射するので、短時間に、且つ効率良く、鋳型
全体が所定の強度を有すとともに、崩壊性の優れた鋳型
を得ることができる。また、鋳型をＡｌ合金又はＭｇ合
金の鋳物製品鋳造用としたときは、水ガラスはガラス化
されないので崩壊性を良好に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】加熱温度と鋳型の硬さの関係を示すグラフであ
る。

【図２】加熱処理時間及びガス処理時間と、鋳型の硬さ
との関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋳物砂に水ガラスを１〜２％（重量％）添
加混練し、これを鋳型を成形するための金型に充填した
後、８０〜２００℃に加熱処理し、これにより成形され
た鋳型を上記金型から取出してマイクロ波を照射するこ
とを特徴とする鋳型成形方法。
【請求項２】鋳型は、Ａｌ合金又はＭｇ合金の鋳物製品
鋳造用であることを特徴とする請求項１記載の鋳型成形
方法。