JPH0763800B2 - 鋳物用発熱材の成形法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は鋳物用発熱材の成形法に関するものである。

（従来の技術） 従来のアルミニウム粉末を主原料とした発熱スリーブま
たは発熱パット用材料の成形に当たっては、結合材とし
て水ガラスを加え、混練し、成形してから、COガスを通
気して硬化成形し、さらに乾燥炉中で200℃×４時間程
度の乾燥工程を行う方法が採用されている。

また、他の方法としては、シェルモールドに使用してい
る鋳物用レゾール型フェノールレンジを発熱材に加えて
混練して生型強度を上げて成形し、得られた成形体を、
さらに乾燥炉中で約200℃×４時間の乾燥を行って製品
を得ている。

前者の方法では、混練の間に発熱材中に使用するアルミ
ニウム粉末やマグネシウム粉末と反応して、成形前に粉
末が硬化しないように、かつ発熱粉末が化学反応をしな
いように、表面処理を行うなどの必要がある。

また、前記両方法とも、成形体を200℃×４時間程度の
乾燥工程にかけなければ、製品強度を上げることができ
ないので、必ず乾燥工程を必要とする。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は従来の発熱材の成形法におけるように乾燥工程
を必要としない省エネルギー的な発熱材の成形法を提供
することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明の要旨とするところは、アルミニウム粉末、酸化
鉄及び骨材としてジルコンサンドまたは珪砂からなる発
熱スリーブまたは発熱パット用材料に、アルカリレゾー
ル型フェノール樹脂の水溶液を加えて混練し、成形し、
前記アルミニウム粉末と前記アルカリレゾール型フェノ
ール樹脂水溶液との発熱反応により水分を蒸発させて硬
化させることを特徴とする鋳物用発熱材の成形法にあ
る。

即ち、本発明では鋳物用発熱剤の原料素材の組成として
以下の如き配慮をした。

(1)アルミニウム粉末を発熱剤として使用する。

(2)発熱性スリーブまたは発熱性パットから発生するガ
ス量を少なくするためにガス発生の著しい硝酸カリや硝
酸ソーダなどの酸化剤を使用せず、ガス発生の少ない酸
化鉄を使用する。

(3)結合剤として、アルカリレゾール型フェノール樹脂
水溶液を使用する。

(4)骨材として耐火物粉末の代表であるジルコンサンド
または珪砂を使用する。但しその他の耐火物粉末を使用
しても本発明の効果を損なうものでない。

前記の如き原料素材の組成とすることにより、発熱性ス
リーブ等に成形後に、直ちにアルミニウム粉末とアルカ
リレゾール型フェノール樹脂水溶液との発熱反応（約80
〜100℃の発熱）が起こり、この発熱により前記樹脂水
溶液の水分（約40％）が除去されて成形体を硬化させる
ことができるので、特に乾燥炉による成形体からの水分
除去を必要とせず、また硬化剤として一般に使用されて
いる有機酸エステルを特に添加する必要がない。

本発明は前記の如き構成であるから、原材料にアルカリ
レゾール型フェノール樹脂の水溶液を加えて混練し成形
すると、前記樹脂がアルミニウム粉末と反応し約80〜10
0℃に発熱し、該樹脂の水溶液に含まれている水分（約4
0％）は蒸発して硬化する。従って成形後に乾燥炉で加
熱乾燥する必要がない。

アルカリレゾール型フェノール樹脂を鋳物砂に加えて硬
化成形する場合は、有機酸エステルを硬化剤として使用
するのが一般に行われている方法である。

しかし、本発明では原材料中のアルミニウム粉末と前記
樹脂が発熱反対し、この発熱反応により樹脂の水分が蒸
発し硬化するので、有機酸エステルを特に加える必要が
ない。

従来のシェルモールドに使用しているレゾール型フェノ
ール樹脂を発熱体の成形に使用するには、発熱用成形材
に８〜10％のレゾール型フェノール樹脂およびこれと同
等の水を加えなければ成形できなかった。

しかし、アルカリレゾール型フェノール樹脂の水溶液を
用いると、すでにこの樹脂が液状であるため発熱材の骨
材の粒子表面によく被覆され、６〜８％の水溶液で間に
合う。しかもこの樹脂の水溶液には約40〜50％の水分が
含まれているので、実質の樹脂の量は約3.6〜４％、水
の量は約2.4〜４％である。従って、特に成形体の水分
を除去するため200℃の乾燥炉中で長時間乾燥する必要
がない。

アルカリレゾール型フェノール樹脂の場合、樹脂の添加
量が少なくても強度が出るので鋳造時に樹脂によるガス
発生を少なくすることができる。

またアルミニウム粉末が一部酸化するため、鋳造時に発
熱材の発熱反応は激しくなく穏やかな反応となるので、
ガス発生による欠陥がなくなる。

さらに有利には、樹脂中に炭素分が少ないため樹脂から
の炭素の混入がなく、低炭素鋼の鋳造に使用できる。

実施例 アルミニウム粉末 20％ 酸化鉄 10％ ジルコンサンド 70％ からなる発熱材混合物にアルカリレゾール型フェノール
樹脂の水溶液を６％加えて混練し、押湯スリーブおよび
パットに成形したところ発熱反応が生じて樹脂は硬化し
強度のある成形品を得た。

これを鋳鋼鋳物の鋳造に使用したところ、ガス欠陥、ひ
け欠陥のない鋳物が得られた。

前記実施例において、ジルコンサンドの代わりに珪砂を
用いても同様な結果が得られた。

（発明の効果） 本発明によれば、成形品の加熱乾燥工程を省略すること
ができると共に、鋳造品にガス欠陥、ひけ欠陥を生じな
い鋳物用発熱材成形品を得ることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルミニウム粉末、酸化鉄及び骨材として
   ジルコンサンドまたは珪砂からなる発熱スリーブまたは
   発熱パット用材料に、アルカリレゾール型フェノール樹
   脂の水溶液を加えて混練し、成形し、前記アルミニウム
   粉末と前記アルカリレゾール型フェノール樹脂水溶液と
   の発熱反応により水分を蒸発させて硬化させることを特
   徴とする鋳物用発熱材の成形法。