JPH10166106A - 二層シェル鋳型及びその製造方法 - Google Patents
二層シェル鋳型及びその製造方法Info
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- JPH10166106A JPH10166106A JP32694396A JP32694396A JPH10166106A JP H10166106 A JPH10166106 A JP H10166106A JP 32694396 A JP32694396 A JP 32694396A JP 32694396 A JP32694396 A JP 32694396A JP H10166106 A JPH10166106 A JP H10166106A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガス欠陥の発生や鋳型の崩壊性の悪化などの
不都合を伴わずに鋳造品の鋳肌を改善できる二層シェル
鋳型を提供する。 【解決手段】 粒度指数の異なる熱硬化性被覆砂で形成
された外層と内層との一体構成を少なくともシェル鋳型
の一部に有し、上記外層は内層より大きい粒度指数で形
成されている二層シェル鋳型。加熱された成形金型の模
型空間内に外層用熱硬化性樹脂被覆砂を充填した後、未
硬化のものを排出して模型面上に外層を形成し、次にこ
の形成された外層内に内層用熱硬化性樹脂砂を充填して
両層の一体化を施し、未硬化のものを排出する。
不都合を伴わずに鋳造品の鋳肌を改善できる二層シェル
鋳型を提供する。 【解決手段】 粒度指数の異なる熱硬化性被覆砂で形成
された外層と内層との一体構成を少なくともシェル鋳型
の一部に有し、上記外層は内層より大きい粒度指数で形
成されている二層シェル鋳型。加熱された成形金型の模
型空間内に外層用熱硬化性樹脂被覆砂を充填した後、未
硬化のものを排出して模型面上に外層を形成し、次にこ
の形成された外層内に内層用熱硬化性樹脂砂を充填して
両層の一体化を施し、未硬化のものを排出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シェルモールド鋳
造法で非鉄鋳物、鉄鋳物等の鋳造品を製造する際に用い
る二層シェル鋳型（中子又は主型）及びその製造方法に
関する。詳しくは、鋳物の鋳肌を改善する際に生じ易い
鋳造不良（ガス欠陥）の発生や鋳型の崩壊性の悪化を防
止できる二層シェル鋳型及び該二層シェル鋳型を労働環
境の悪化を伴わずに安価で効率よく製造する方法に関す
る。
造法で非鉄鋳物、鉄鋳物等の鋳造品を製造する際に用い
る二層シェル鋳型（中子又は主型）及びその製造方法に
関する。詳しくは、鋳物の鋳肌を改善する際に生じ易い
鋳造不良（ガス欠陥）の発生や鋳型の崩壊性の悪化を防
止できる二層シェル鋳型及び該二層シェル鋳型を労働環
境の悪化を伴わずに安価で効率よく製造する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来よりアルミニウム合金、マグネシウ
ム合金等の非鉄鋳物には、内燃機関の燃費及び出力向上
の観点から、また鋳鉄、鋳鋼等の鉄鋳物には、前記事柄
のほか面仕上げの容易化及び外観向上の観点から、それ
ぞれ鋳肌の改善が求められてきた。このような要求の対
応手段としては、例えば粒度指数の大きな熱硬化性樹脂
被覆砂による成形中子を用いる方法、又は粒度指数の小
さな熱硬化性樹脂被覆砂による成形中子の表面に塗型液
（例、アルコール性、水性）又は塗型粉末で塗型処理を
施した後乾燥して得られる塗型中子（特公昭４９−３７
８８７公報、特開昭５５−３０３４１公報）を用いる方
法が一般的であった。
ム合金等の非鉄鋳物には、内燃機関の燃費及び出力向上
の観点から、また鋳鉄、鋳鋼等の鉄鋳物には、前記事柄
のほか面仕上げの容易化及び外観向上の観点から、それ
ぞれ鋳肌の改善が求められてきた。このような要求の対
応手段としては、例えば粒度指数の大きな熱硬化性樹脂
被覆砂による成形中子を用いる方法、又は粒度指数の小
さな熱硬化性樹脂被覆砂による成形中子の表面に塗型液
（例、アルコール性、水性）又は塗型粉末で塗型処理を
施した後乾燥して得られる塗型中子（特公昭４９−３７
８８７公報、特開昭５５−３０３４１公報）を用いる方
法が一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記成
形中子を用いる方法は、鋳造不良（ガス欠陥）の発生を
伴い易く、また非鉄金属の鋳造においては、鋳造後の容
易な砂落とし性、特に中子の排出性（以下、鋳造の崩壊
性という）の悪化を生じ易いため未だ実用に至っていな
い。一方、塗型中子を用いる方法は、鋳肌の改善に効果
的でガス欠陥の発生も少ないため実用されているが、塗
型処理に伴う労働環境の悪化、繁雑な塗型処理に伴う製
造コストの上昇及び生産性の低下を免れない。このた
め、前記問題（ガス欠陥、鋳型の崩壊性）の解消と鋳肌
の改善を両立できるシェル鋳型の出現が強く望まれてい
た。
形中子を用いる方法は、鋳造不良（ガス欠陥）の発生を
伴い易く、また非鉄金属の鋳造においては、鋳造後の容
易な砂落とし性、特に中子の排出性（以下、鋳造の崩壊
性という）の悪化を生じ易いため未だ実用に至っていな
い。一方、塗型中子を用いる方法は、鋳肌の改善に効果
的でガス欠陥の発生も少ないため実用されているが、塗
型処理に伴う労働環境の悪化、繁雑な塗型処理に伴う製
造コストの上昇及び生産性の低下を免れない。このた
め、前記問題（ガス欠陥、鋳型の崩壊性）の解消と鋳肌
の改善を両立できるシェル鋳型の出現が強く望まれてい
た。
【０００４】そこで、本発明の目的は、ガス欠陥の発生
や鋳型の崩壊性の悪化などの不都合を伴わずに鋳造品の
鋳肌を改善できる二層シェル鋳型を提供することにあ
る。また、本発明の他の目的は、労働環境の悪化を伴う
ことなく前記二層シェル鋳型を安価で効率よく製造する
ことができる方法を提供することにある。
や鋳型の崩壊性の悪化などの不都合を伴わずに鋳造品の
鋳肌を改善できる二層シェル鋳型を提供することにあ
る。また、本発明の他の目的は、労働環境の悪化を伴う
ことなく前記二層シェル鋳型を安価で効率よく製造する
ことができる方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記従来
技術の問題を解決可能なシェル鋳型について鋭意研究を
行った結果、細粒度の外層と粗粒度の内層との一体構成
を少なくともシェル鋳型の一部に有する二層シェル鋳型
が極めて有効な手段であることを見出し、この知見をも
とに更に研究を行って本発明を完成するに至った。
技術の問題を解決可能なシェル鋳型について鋭意研究を
行った結果、細粒度の外層と粗粒度の内層との一体構成
を少なくともシェル鋳型の一部に有する二層シェル鋳型
が極めて有効な手段であることを見出し、この知見をも
とに更に研究を行って本発明を完成するに至った。
【０００６】即ち、本発明の第１は、粒度指数の異なる
熱硬化性樹脂被覆砂で形成された外層と内層との一体構
成を少なくともシェル鋳型の一部に有し、かつ外層は内
層より大きい粒度指数で形成されていることを特徴とす
る二層シェル鋳型である。また、本発明の第２は、下記
する〜のいずれかを含む工程から形成された外層と
内層との一体構成を少なくともシェル鋳型の一部に有
し、かつ外層は内層より大きい粒度指数で形成されてい
ることを特徴とする二層シェル鋳型の製造方法である。 （ａ）加熱された成形金型の模型空間内に外層用熱硬
化性樹脂被覆砂（以下、外層用ＲＣＳという）をアンダ
ーブロー方式で充填した後、未硬化のものを排出して模
型面上に外層を形成し、更に該成形金型を反転させる工
程、（ｂ）前記工程で形成された外層内に内層用熱硬化
性樹脂被覆砂（以下、内層用ＲＣＳという）をトップブ
ロー方式で充填して両層の一体化を施し、必要に応じて
前記成形金型を復帰させて未硬化のものを排出する工
程。 （ｃ）加熱された成形金型の模型空間内に外層用ＲＣ
Ｓをアンダーブロー方式で充填した後、未硬化のものを
排出して模型面上に外層を形成する工程、（ｄ）前記工
程で形成された外層内に内層用ＲＣＳをアンダーブロー
方式で充填して両層の一体化を施し、必要に応じて未硬
化のものを排出する工程、 （ｅ）加熱された成形金型の模型空間内に外層用ＲＣ
Ｓをトップブロー方式で充填した後、該成形金型を反転
させて未硬化のものを排出して模型面上に外層を形成す
る工程、（ｆ）前記工程で形成された外層内に内層用Ｒ
ＣＳをアンダーブロー方式で充填して両層の一体化を施
し、必要に応じて未硬化のものを排出する工程。 （ｇ）加熱された成形金型の模型空間内に外層用ＲＣ
Ｓをトップブロー方式で充填した後、該成形金型を反転
させて未硬化のものを排出して模型面上に外層を形成
し、更に該成形金型を復帰させる工程、（ｈ）前記工程
で形成された外層内に内層用ＲＣＳをトップブロー方式
で充填して両層の一体化を施し、必要に応じて前記成形
金型を反転させて未硬化のものを排出させる工程。 （ｉ）加熱された成形金型の模型面上に外層用ＲＣＳ
を落下方式で被覆した後、該成形金型を復帰させて未硬
化のものを排除して模型面上に外層を形成する工程、
（ｊ）前工程で形成された外層上に内層用ＲＣＳを落下
方式で被覆した後、前記成形金型を復帰させて未硬化の
ものを排除して両層の一体化を施す工程。
熱硬化性樹脂被覆砂で形成された外層と内層との一体構
成を少なくともシェル鋳型の一部に有し、かつ外層は内
層より大きい粒度指数で形成されていることを特徴とす
る二層シェル鋳型である。また、本発明の第２は、下記
する〜のいずれかを含む工程から形成された外層と
内層との一体構成を少なくともシェル鋳型の一部に有
し、かつ外層は内層より大きい粒度指数で形成されてい
ることを特徴とする二層シェル鋳型の製造方法である。 （ａ）加熱された成形金型の模型空間内に外層用熱硬
化性樹脂被覆砂（以下、外層用ＲＣＳという）をアンダ
ーブロー方式で充填した後、未硬化のものを排出して模
型面上に外層を形成し、更に該成形金型を反転させる工
程、（ｂ）前記工程で形成された外層内に内層用熱硬化
性樹脂被覆砂（以下、内層用ＲＣＳという）をトップブ
ロー方式で充填して両層の一体化を施し、必要に応じて
前記成形金型を復帰させて未硬化のものを排出する工
程。 （ｃ）加熱された成形金型の模型空間内に外層用ＲＣ
Ｓをアンダーブロー方式で充填した後、未硬化のものを
排出して模型面上に外層を形成する工程、（ｄ）前記工
程で形成された外層内に内層用ＲＣＳをアンダーブロー
方式で充填して両層の一体化を施し、必要に応じて未硬
化のものを排出する工程、 （ｅ）加熱された成形金型の模型空間内に外層用ＲＣ
Ｓをトップブロー方式で充填した後、該成形金型を反転
させて未硬化のものを排出して模型面上に外層を形成す
る工程、（ｆ）前記工程で形成された外層内に内層用Ｒ
ＣＳをアンダーブロー方式で充填して両層の一体化を施
し、必要に応じて未硬化のものを排出する工程。 （ｇ）加熱された成形金型の模型空間内に外層用ＲＣ
Ｓをトップブロー方式で充填した後、該成形金型を反転
させて未硬化のものを排出して模型面上に外層を形成
し、更に該成形金型を復帰させる工程、（ｈ）前記工程
で形成された外層内に内層用ＲＣＳをトップブロー方式
で充填して両層の一体化を施し、必要に応じて前記成形
金型を反転させて未硬化のものを排出させる工程。 （ｉ）加熱された成形金型の模型面上に外層用ＲＣＳ
を落下方式で被覆した後、該成形金型を復帰させて未硬
化のものを排除して模型面上に外層を形成する工程、
（ｊ）前工程で形成された外層上に内層用ＲＣＳを落下
方式で被覆した後、前記成形金型を復帰させて未硬化の
ものを排除して両層の一体化を施す工程。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明に係る二層シェル鋳型は、
主に鋳物の鋳肌改良を担う外層を形成するための外層用
ＲＣＳと主にガス欠陥の発生防止、鋳型の崩壊性の確保
及び外層の補強を担う内層を形成するための内層用ＲＣ
Ｓとを用いて製造される。この外層用ＲＣＳは、注湯に
耐え得る強度を必要とするため、内層用ＲＣＳより相対
的に高強度、具体的には曲げ強度（ＪＩＳ Ｋ６９１
０）３０Kgf ／cm2 以上に設計される。そして、熱硬化
性樹脂の使用量としては、前記所要強度及びその他の鋳
型特性（例、低熱膨張性）を考慮して選択された耐火性
粒子（種類及び粒度）及び熱硬化性樹脂（種類）に応じ
て決定されるが、一般的には耐火性粒子に対して１〜１
０重量％の範囲であり、更にＲＣＳの製造し易さ及び品
質の安定さを考慮すると好ましくは２〜６重量％の範囲
である。また、外層用ＲＣＳの粒度指数は、鋳肌の改善
要求度に応じて決定されるが、一般的には８０以上、さ
らにＲＣＳの製造容易さを考慮すると好ましくは９０〜
１６０の範囲である。ここでいう粒度指数は、表１に示
すＪＩＳ標準網ふるい（ＪＩＳ Ｚ８８０１（１９８
７）参照）を用いてＲＣＳ約１０ｇを粒度測定装置（商
品名ＲＯＢＯＴ ＳＩＦＴＥＲＲＰＳ−８５ＥＸ、
（株）セイシン企業製）で分粒した時に各網ふるい上に
残ったＲＣＳの重量％（分粒度Ｗi ）及び表１に示す該
網ふるいに応じたＡＦＳ粒度係数Ｃi （ＡＭＥＲＩＣＡ
Ｎ ＦＯＵＮＤＲＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＭＵＬＴＩＰ
ＬＩＥＲ）を用いて下記計算式（１）より求めた数値で
ある。なお、粒度指数が大きいことは細粒、又小さいこ
とは粗粒を意味する。
主に鋳物の鋳肌改良を担う外層を形成するための外層用
ＲＣＳと主にガス欠陥の発生防止、鋳型の崩壊性の確保
及び外層の補強を担う内層を形成するための内層用ＲＣ
Ｓとを用いて製造される。この外層用ＲＣＳは、注湯に
耐え得る強度を必要とするため、内層用ＲＣＳより相対
的に高強度、具体的には曲げ強度（ＪＩＳ Ｋ６９１
０）３０Kgf ／cm2 以上に設計される。そして、熱硬化
性樹脂の使用量としては、前記所要強度及びその他の鋳
型特性（例、低熱膨張性）を考慮して選択された耐火性
粒子（種類及び粒度）及び熱硬化性樹脂（種類）に応じ
て決定されるが、一般的には耐火性粒子に対して１〜１
０重量％の範囲であり、更にＲＣＳの製造し易さ及び品
質の安定さを考慮すると好ましくは２〜６重量％の範囲
である。また、外層用ＲＣＳの粒度指数は、鋳肌の改善
要求度に応じて決定されるが、一般的には８０以上、さ
らにＲＣＳの製造容易さを考慮すると好ましくは９０〜
１６０の範囲である。ここでいう粒度指数は、表１に示
すＪＩＳ標準網ふるい（ＪＩＳ Ｚ８８０１（１９８
７）参照）を用いてＲＣＳ約１０ｇを粒度測定装置（商
品名ＲＯＢＯＴ ＳＩＦＴＥＲＲＰＳ−８５ＥＸ、
（株）セイシン企業製）で分粒した時に各網ふるい上に
残ったＲＣＳの重量％（分粒度Ｗi ）及び表１に示す該
網ふるいに応じたＡＦＳ粒度係数Ｃi （ＡＭＥＲＩＣＡ
Ｎ ＦＯＵＮＤＲＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＭＵＬＴＩＰ
ＬＩＥＲ）を用いて下記計算式（１）より求めた数値で
ある。なお、粒度指数が大きいことは細粒、又小さいこ
とは粗粒を意味する。
【０００８】
【表１】
【０００９】また、外層用ＲＣＳとしては、外層の薄肉
化及び内層との緊密接合化の観点から、その硬化時間が
８０秒以上、特に９０秒以上である遅硬性ＲＣＳが好適
である。なお、硬化時間とは２５０℃の熱板上に置いた
環状金型（５０mmφ×５mm）内にＲＣＳを充満させた時
からその表面が針で刺さらなくなるまでの時間をいう。
化及び内層との緊密接合化の観点から、その硬化時間が
８０秒以上、特に９０秒以上である遅硬性ＲＣＳが好適
である。なお、硬化時間とは２５０℃の熱板上に置いた
環状金型（５０mmφ×５mm）内にＲＣＳを充満させた時
からその表面が針で刺さらなくなるまでの時間をいう。
【００１０】一方、内層用ＲＣＳは、鋳型に良好な崩壊
性を付与するため、外層用ＲＣＳより相対的に低強度、
具体的には曲げ強度３０Kgf ／cm2 未満、好ましくは２
０Kgf ／cm2 以下に設定される。そして、熱硬化性樹脂
の使用量は、鋳型の崩壊性やガス欠陥（発生量の抑制）
を考慮して選択された耐火性粒子（種類及び粒度）及び
熱硬化性樹脂（種類）に応じて決定されるが、一般的に
は耐火性粒子に対して２重量％未満であり、又その下限
量は外層の補強効果の観点から０．５重量％程度であ
る。また、内層用ＲＣＳの粒度指数は、ガス欠陥（高通
気度化）の観点から、一般に外層用ＲＣＳより小さい粒
度指数（８０未満）に設定されるが好ましくは２０〜５
０の範囲である。
性を付与するため、外層用ＲＣＳより相対的に低強度、
具体的には曲げ強度３０Kgf ／cm2 未満、好ましくは２
０Kgf ／cm2 以下に設定される。そして、熱硬化性樹脂
の使用量は、鋳型の崩壊性やガス欠陥（発生量の抑制）
を考慮して選択された耐火性粒子（種類及び粒度）及び
熱硬化性樹脂（種類）に応じて決定されるが、一般的に
は耐火性粒子に対して２重量％未満であり、又その下限
量は外層の補強効果の観点から０．５重量％程度であ
る。また、内層用ＲＣＳの粒度指数は、ガス欠陥（高通
気度化）の観点から、一般に外層用ＲＣＳより小さい粒
度指数（８０未満）に設定されるが好ましくは２０〜５
０の範囲である。
【００１１】このような外層用及び内層用ＲＣＳは、従
来慣用の混練被覆法、例えばドライホットコート法、セ
ミホットコート法、コールドコート法及び粉末溶剤法に
よって耐火性粒子の表面に熱硬化性樹脂を溶融被覆及び
／又は付着被覆して製造することができる。中でも、ド
ライホットコート法によれば生産上及び品質上有利に製
造することができる。また、これらのＲＣＳには必要に
応じて各種の添加剤、例えば鋳型の崩壊剤、硬化促進
剤、固結防止剤、離型剤、消臭剤、ベンガラ、砂鉄、黒
鉛等を配合しても差し支えない。
来慣用の混練被覆法、例えばドライホットコート法、セ
ミホットコート法、コールドコート法及び粉末溶剤法に
よって耐火性粒子の表面に熱硬化性樹脂を溶融被覆及び
／又は付着被覆して製造することができる。中でも、ド
ライホットコート法によれば生産上及び品質上有利に製
造することができる。また、これらのＲＣＳには必要に
応じて各種の添加剤、例えば鋳型の崩壊剤、硬化促進
剤、固結防止剤、離型剤、消臭剤、ベンガラ、砂鉄、黒
鉛等を配合しても差し支えない。
【００１２】前記耐火性粒子は、鋳型の基体をなすもの
であって、鋳造に耐え得る耐火性と鋳型形成に適した粒
径を有する粒子であれば、その種類については特に限定
されない。このような耐火性粒子の例としては、ケイ
砂、オリビンサンド、ジルコンサンド、クロマイトサン
ド、アルミナサンド等の特殊砂、フェロクロム系スラ
グ、ＮＥサンド（商品名）のようなフェロニッケル系ス
ラグ、転炉スラグ等のスラグ系粒子、ナイガイセラビー
ズ＃１７００（商品名）のような多孔質粒子、砂鉄、カ
ーボン粒子、ガラス粒子、陶磁器粒子及びこれらの再生
粒子又はダストが挙げられる。これらは１種で用いても
よく、２種以上を組み合せて用いてもよい。
であって、鋳造に耐え得る耐火性と鋳型形成に適した粒
径を有する粒子であれば、その種類については特に限定
されない。このような耐火性粒子の例としては、ケイ
砂、オリビンサンド、ジルコンサンド、クロマイトサン
ド、アルミナサンド等の特殊砂、フェロクロム系スラ
グ、ＮＥサンド（商品名）のようなフェロニッケル系ス
ラグ、転炉スラグ等のスラグ系粒子、ナイガイセラビー
ズ＃１７００（商品名）のような多孔質粒子、砂鉄、カ
ーボン粒子、ガラス粒子、陶磁器粒子及びこれらの再生
粒子又はダストが挙げられる。これらは１種で用いても
よく、２種以上を組み合せて用いてもよい。
【００１３】また、前記熱硬化性樹脂は、架橋剤の存在
下又は非存在下で熱硬化して耐火性粒子を結合保持する
結合剤機能を有するものであれば、その種類については
特に限定されない。このような熱硬化性樹脂の例として
は、例えばフェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられ
る。これらは１種又は２種以上組み合せて用いてもよ
い。中でも、ＲＣＳの製造及び保管が容易で鋳型特性
（例、耐熱性、強度）面でも有利なフェノール樹脂が好
適である。
下又は非存在下で熱硬化して耐火性粒子を結合保持する
結合剤機能を有するものであれば、その種類については
特に限定されない。このような熱硬化性樹脂の例として
は、例えばフェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられ
る。これらは１種又は２種以上組み合せて用いてもよ
い。中でも、ＲＣＳの製造及び保管が容易で鋳型特性
（例、耐熱性、強度）面でも有利なフェノール樹脂が好
適である。
【００１４】ここでいうフェノール樹脂とは、フェノー
ル類とアルデヒド類及び／又はケトン類との反応生成物
（樹脂又はオリゴマー）及びその精製残渣又はそれらの
変性物で、かつ架橋剤（例、ヘキサミン）の存在下又は
非存在下で熱硬化を生じるものである。なお、使用され
るフェノール類としては、フェノール、クレゾールやキ
シレノール等のアルキルフェノール類、ビスフェノール
Ｆ、ビスフェノールＡ等のビスフェノール類及びビスフ
ェノールＡ精製残渣、又アルデヒド類としてはホルマリ
ン、パラホルアルデヒド等のホルムアルデヒド及びグリ
オキザール、又ケトン類としてはアセトンなどが例示さ
れる。
ル類とアルデヒド類及び／又はケトン類との反応生成物
（樹脂又はオリゴマー）及びその精製残渣又はそれらの
変性物で、かつ架橋剤（例、ヘキサミン）の存在下又は
非存在下で熱硬化を生じるものである。なお、使用され
るフェノール類としては、フェノール、クレゾールやキ
シレノール等のアルキルフェノール類、ビスフェノール
Ｆ、ビスフェノールＡ等のビスフェノール類及びビスフ
ェノールＡ精製残渣、又アルデヒド類としてはホルマリ
ン、パラホルアルデヒド等のホルムアルデヒド及びグリ
オキザール、又ケトン類としてはアセトンなどが例示さ
れる。
【００１５】なお、フェノール樹脂の例としては、ノボ
ラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、
含窒素レゾール型フェノール樹脂、ベンジルエーテル型
フェノール樹脂、これらの樹脂とエポキシ樹脂等のエポ
キシ系化合物、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹
脂等の含窒素系化合物、キシレン樹脂とを混合又は反応
させて得られる変性フェノール樹脂、ビスフェノール
Ｆ、ビスフェノールＡ等のビスフェノール等に代表され
るオリゴマー類及びビスフェノールＡ精製残渣などが挙
げられる。中でも、ビスフェノールＡ及び／又はその精
製残渣や、ビスフェノールＡ及び／又はその精製残渣又
はこれらとフェノール類との混合物とホルムアルデヒド
との反応生成物（ノボラック型及びレゾール型）である
低熱膨張性フェノール樹脂は、一般に硬化速度が遅いた
め、シェル層の薄肉化及び緊密接合化の観点から、特に
外層用ＲＣＳの結合剤として好適である。
ラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、
含窒素レゾール型フェノール樹脂、ベンジルエーテル型
フェノール樹脂、これらの樹脂とエポキシ樹脂等のエポ
キシ系化合物、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹
脂等の含窒素系化合物、キシレン樹脂とを混合又は反応
させて得られる変性フェノール樹脂、ビスフェノール
Ｆ、ビスフェノールＡ等のビスフェノール等に代表され
るオリゴマー類及びビスフェノールＡ精製残渣などが挙
げられる。中でも、ビスフェノールＡ及び／又はその精
製残渣や、ビスフェノールＡ及び／又はその精製残渣又
はこれらとフェノール類との混合物とホルムアルデヒド
との反応生成物（ノボラック型及びレゾール型）である
低熱膨張性フェノール樹脂は、一般に硬化速度が遅いた
め、シェル層の薄肉化及び緊密接合化の観点から、特に
外層用ＲＣＳの結合剤として好適である。
【００１６】次に、本発明に係る二層シェル鋳型、特に
中子の好適な一製造例を図面に基づいて説明する。図１
〜図７は、成形金型の上端側及び下端側に異種のＲＣＳ
供給ボックスを併設するという新規な成形思想に基づく
垂直割りブロー式中子造型装置による二層シェル中子の
製作手順を示したものである。先ず、図１において、１
は中子成形金型（以下、金型という）で、その上端側に
は模型空間２の開口部７、即ちＲＣＳの充填又は排出口
を有し、かつ造型装置（図示せず）のフレームに取り付
けられた軸受によって軸支され、かつ前後に少なくとも
１８０°に回転可能（以下、反転という）に配設されて
いる。また、金型１は、左右に移動可能な可動側金型と
中子押出ピン（図示せず）を備えた固定側金型から構成
されており、しかも該金型は電気、ガス等の加熱装置に
よる加熱及びバイブレーター等の加振装置（図示せず）
による振動を受けるように成っている。
中子の好適な一製造例を図面に基づいて説明する。図１
〜図７は、成形金型の上端側及び下端側に異種のＲＣＳ
供給ボックスを併設するという新規な成形思想に基づく
垂直割りブロー式中子造型装置による二層シェル中子の
製作手順を示したものである。先ず、図１において、１
は中子成形金型（以下、金型という）で、その上端側に
は模型空間２の開口部７、即ちＲＣＳの充填又は排出口
を有し、かつ造型装置（図示せず）のフレームに取り付
けられた軸受によって軸支され、かつ前後に少なくとも
１８０°に回転可能（以下、反転という）に配設されて
いる。また、金型１は、左右に移動可能な可動側金型と
中子押出ピン（図示せず）を備えた固定側金型から構成
されており、しかも該金型は電気、ガス等の加熱装置に
よる加熱及びバイブレーター等の加振装置（図示せず）
による振動を受けるように成っている。
【００１７】更に、金型１の上端側（開口部側）には、
該金型の模型面上に外層（細粒層）を形成するための外
層用ＲＣＳ３を収納したアンダーブロー方式のＲＣＳ供
給ボックス４が該金型の開口部７と着脱可能に配設され
ている。一方、金型１の下端側（底部側）には、該金型
の模型面上に形成された外層（細粒層）内に内層（粗粒
層）を形成するための内層用ＲＣＳ５を収納したトップ
ブロー方式のＲＣＳ供給ボックス６が反転させた金型の
開口部７と脱着可能に配設されている。これらのＲＣＳ
供給ボックスは、いずれも該金型の模型空間２内に圧縮
空気でＲＣＳを供給する加圧供給機構を有している。以
下、二層シェル中子の造型を具体的に説明する。
該金型の模型面上に外層（細粒層）を形成するための外
層用ＲＣＳ３を収納したアンダーブロー方式のＲＣＳ供
給ボックス４が該金型の開口部７と着脱可能に配設され
ている。一方、金型１の下端側（底部側）には、該金型
の模型面上に形成された外層（細粒層）内に内層（粗粒
層）を形成するための内層用ＲＣＳ５を収納したトップ
ブロー方式のＲＣＳ供給ボックス６が反転させた金型の
開口部７と脱着可能に配設されている。これらのＲＣＳ
供給ボックスは、いずれも該金型の模型空間２内に圧縮
空気でＲＣＳを供給する加圧供給機構を有している。以
下、二層シェル中子の造型を具体的に説明する。
【００１８】先ず、図２に示すように、２５０〜３００
℃程度に加熱された金型１の開口部７とアンダーブロー
方式のＲＣＳ供給ボックス４とを密着させた後、模型空
間２内に外層用ＲＣＳ３を圧力２〜６kg／cm2 でブロー
充填し、該ＲＣＳ供給ボックスを金型から離して移動さ
せる。次に、図３に示すように、該金型の開口部７から
未硬化のＲＣＳを排出して模型面上に外層（８：細粒
層）を形成させると共に該金型を反転させる。なお、外
層の厚みは、鋳型の形態（例、大きさ、形状、無空、中
空）、溶湯の種類（例、アルミニウム合金、鋳鉄、鋳
鋼）や注湯法（例、重力、低圧、高圧）等の鋳造条件及
び用いるＲＣＳの特性（例、強度、粒度指数）などを考
慮して適宜決定されるが、特に鋳型の崩壊性やガス欠陥
が懸念される場合は一般に薄い厚みに設定される。この
場合、外層の厚みは、さらに注湯に耐え得る下限の厚み
を考慮して0.3 〜５mmの範囲、好ましくは0.3 〜３mmの
範囲、とりわけ0.5 〜2.5 mmの範囲で選ぶのが有利であ
る。また、該金型の模型空間の狭い所９は当然細粒層の
みで形成されるが、このような箇所が二層シェル中子の
一部に存在しても本発明の技術思想を阻害するものでは
ない。更に、外層用ＲＣＳの充填時又は排出時には、Ｒ
ＣＳの緊密充填、外層の薄肉化及び均一化のため、バイ
ブレーター等で金型に振動を付与することが望ましい。
℃程度に加熱された金型１の開口部７とアンダーブロー
方式のＲＣＳ供給ボックス４とを密着させた後、模型空
間２内に外層用ＲＣＳ３を圧力２〜６kg／cm2 でブロー
充填し、該ＲＣＳ供給ボックスを金型から離して移動さ
せる。次に、図３に示すように、該金型の開口部７から
未硬化のＲＣＳを排出して模型面上に外層（８：細粒
層）を形成させると共に該金型を反転させる。なお、外
層の厚みは、鋳型の形態（例、大きさ、形状、無空、中
空）、溶湯の種類（例、アルミニウム合金、鋳鉄、鋳
鋼）や注湯法（例、重力、低圧、高圧）等の鋳造条件及
び用いるＲＣＳの特性（例、強度、粒度指数）などを考
慮して適宜決定されるが、特に鋳型の崩壊性やガス欠陥
が懸念される場合は一般に薄い厚みに設定される。この
場合、外層の厚みは、さらに注湯に耐え得る下限の厚み
を考慮して0.3 〜５mmの範囲、好ましくは0.3 〜３mmの
範囲、とりわけ0.5 〜2.5 mmの範囲で選ぶのが有利であ
る。また、該金型の模型空間の狭い所９は当然細粒層の
みで形成されるが、このような箇所が二層シェル中子の
一部に存在しても本発明の技術思想を阻害するものでは
ない。更に、外層用ＲＣＳの充填時又は排出時には、Ｒ
ＣＳの緊密充填、外層の薄肉化及び均一化のため、バイ
ブレーター等で金型に振動を付与することが望ましい。
【００１９】次に、図４に示すように、反転金型の開口
部７とトップブロー方式のＲＣＳ供給ボックス６を密着
させた後、内層用ＲＣＳ５を圧力２〜６kg／cm2 でブロ
ー充填して外層（８：細粒層）と内層１０（粗粒層）と
の一体化を施すと共に熱硬化させて両層の一体構成を形
成する。この際、内層用ＲＣＳの充填時期としては、外
層と内層との緊密接合の観点から、外層が軟化ないし半
硬化の状態にあるときに行うのが望ましいが、内層用Ｒ
ＣＳの熱硬化により外層（硬化状態）と一体的に固着し
たものであっても鋳造上では何ら差し支えない。また、
さらなる鋳型の崩壊性やガス欠陥対応を必要とするなら
ば、図６に示すように金型を復帰させて未硬化の内層用
ＲＣＳを排出して中空状にしてもよい。最後に、図５及
び図７に示すように金型から離型して無空状又は中空状
の二層シェル中子１１，１２を得ることができる。
部７とトップブロー方式のＲＣＳ供給ボックス６を密着
させた後、内層用ＲＣＳ５を圧力２〜６kg／cm2 でブロ
ー充填して外層（８：細粒層）と内層１０（粗粒層）と
の一体化を施すと共に熱硬化させて両層の一体構成を形
成する。この際、内層用ＲＣＳの充填時期としては、外
層と内層との緊密接合の観点から、外層が軟化ないし半
硬化の状態にあるときに行うのが望ましいが、内層用Ｒ
ＣＳの熱硬化により外層（硬化状態）と一体的に固着し
たものであっても鋳造上では何ら差し支えない。また、
さらなる鋳型の崩壊性やガス欠陥対応を必要とするなら
ば、図６に示すように金型を復帰させて未硬化の内層用
ＲＣＳを排出して中空状にしてもよい。最後に、図５及
び図７に示すように金型から離型して無空状又は中空状
の二層シェル中子１１，１２を得ることができる。
【００２０】以上説明してきたアンダーブロー方式によ
る外層形成方法は、単純形状の中子に好適であるほか外
層の薄肉化及び造型サイクルの面でも有利である。この
種の他の製造方法としては、金型の上端側（開口部側）
に２個のＲＣＳ供給ボックスを併設した中子造型装置を
用いて製造する方法、具体的には、先ず金型内に外層用
ＲＣＳをアンダーブロー方式で充填した後、未硬化のも
のを排出し、次に内層用ＲＣＳをアンダーブロー方式で
充填し、必要に応じて未硬化のものを排出する方法があ
る。一方、複雑形状の中子の製造には、前記方式より充
填機能に優れるトップブロー方式による外層形成方法が
好ましい。この種の製造方法としては、金型の下端側
（底部側）及び上端側（開口部側）にそれぞれ１個のＲ
ＣＳ供給ボックスを併設した中子造型装置を用いて製造
する方法、具体的には、先ず金型内に外層用ＲＣＳをト
ップブロー方式で充填した後、反転して未硬化のものを
排出し、次に内層用ＲＣＳをアンダーブロー方式で充填
し、必要に応じて未硬化のものを排出する方法がある。
また、金型の下端側（底部側）に２個のＲＣＳ供給ボッ
クスを併設した中子造型装置を用いて製造する方法、具
体的には、先ず金型内に外層用ＲＣＳをトップブロー方
式で充填し、金型を反転して未硬化のものを排出し、更
に金型を復帰させて内層用ＲＣＳをトップブロー方式で
充填し、必要に応じて金型を反転して未硬化のものを排
出する方法がある。
る外層形成方法は、単純形状の中子に好適であるほか外
層の薄肉化及び造型サイクルの面でも有利である。この
種の他の製造方法としては、金型の上端側（開口部側）
に２個のＲＣＳ供給ボックスを併設した中子造型装置を
用いて製造する方法、具体的には、先ず金型内に外層用
ＲＣＳをアンダーブロー方式で充填した後、未硬化のも
のを排出し、次に内層用ＲＣＳをアンダーブロー方式で
充填し、必要に応じて未硬化のものを排出する方法があ
る。一方、複雑形状の中子の製造には、前記方式より充
填機能に優れるトップブロー方式による外層形成方法が
好ましい。この種の製造方法としては、金型の下端側
（底部側）及び上端側（開口部側）にそれぞれ１個のＲ
ＣＳ供給ボックスを併設した中子造型装置を用いて製造
する方法、具体的には、先ず金型内に外層用ＲＣＳをト
ップブロー方式で充填した後、反転して未硬化のものを
排出し、次に内層用ＲＣＳをアンダーブロー方式で充填
し、必要に応じて未硬化のものを排出する方法がある。
また、金型の下端側（底部側）に２個のＲＣＳ供給ボッ
クスを併設した中子造型装置を用いて製造する方法、具
体的には、先ず金型内に外層用ＲＣＳをトップブロー方
式で充填し、金型を反転して未硬化のものを排出し、更
に金型を復帰させて内層用ＲＣＳをトップブロー方式で
充填し、必要に応じて金型を反転して未硬化のものを排
出する方法がある。
【００２１】更に、本発明に係る二層シェル鋳型（主
型）は、前述同様の技術思想に基づく新規な主型造型装
置、例えば図示しない成形金型の横型面側に外層用ＲＣ
Ｓを収納したダンプボックスＡと内層用ＲＣＳを収納し
たダンプボックスＢとを併設したダンプ式主型造型装置
を用いて好適に製造することができる。具体的には、先
ず２５０〜３００°程度に加熱された成形金型とダンプ
ボックスＡとを密着後反転させて該成形金型の模型面上
に外層用ＲＣＳを落下方式で被覆させた後、該ダンプボ
ックスＡを復帰させて未硬化のものを排除して該模型面
上に外層を形成させると共に、該ダンプボックスＡを成
形金型から離して移動させる。次に、該成形金型とダン
プボックスＢとを密着後反転させて該外層上に内層用Ｒ
ＣＳを落下方式で被覆させた後、該ダンプボックスＢを
復帰させて未硬化のものを排除して該ダンプボックスＢ
を成形金型から離して移動させる。次に、該成形金型を
焼成炉に入れて該模型面上の外層と内層とを熱硬化させ
て一体的に固着した後離型して両層の一体構成を有する
二層シェル主型を得ることができる。
型）は、前述同様の技術思想に基づく新規な主型造型装
置、例えば図示しない成形金型の横型面側に外層用ＲＣ
Ｓを収納したダンプボックスＡと内層用ＲＣＳを収納し
たダンプボックスＢとを併設したダンプ式主型造型装置
を用いて好適に製造することができる。具体的には、先
ず２５０〜３００°程度に加熱された成形金型とダンプ
ボックスＡとを密着後反転させて該成形金型の模型面上
に外層用ＲＣＳを落下方式で被覆させた後、該ダンプボ
ックスＡを復帰させて未硬化のものを排除して該模型面
上に外層を形成させると共に、該ダンプボックスＡを成
形金型から離して移動させる。次に、該成形金型とダン
プボックスＢとを密着後反転させて該外層上に内層用Ｒ
ＣＳを落下方式で被覆させた後、該ダンプボックスＢを
復帰させて未硬化のものを排除して該ダンプボックスＢ
を成形金型から離して移動させる。次に、該成形金型を
焼成炉に入れて該模型面上の外層と内層とを熱硬化させ
て一体的に固着した後離型して両層の一体構成を有する
二層シェル主型を得ることができる。
【００２２】
【作用】本発明に係る二層シェル鋳型は、必ずしも明ら
かではないがおそらく下記理由で鋳肌の改善とガス欠陥
の防止とを両立させ得る一方、鋳型の崩壊性が良好であ
るものと推測される。即ち、本発明に係る二層シェル鋳
型は、鋳肌の改善に適した細粒度かつ高強度で薄肉な外
層と高通気性の粗粒度かつ低強度で肉厚な内層とから構
成されている。そのため、従来のシェル鋳型（細粒単
層）より総体的に通気性に富むことと内層の設計効果
（低樹脂量）との相乗によりガス欠陥の発生が抑制され
る。また、外層は薄肉であるため溶湯熱による強度劣化
が大きいことと内層の設計効果（低強度）との相乗によ
り注湯後の鋳型は、従来のシェル鋳型よりかなり崩壊し
易い状態にあるためチッピングのような衝撃処理により
容易に破壊され、鋳物からの中子の排出や鋳物と主型と
の分離が円滑となる。
かではないがおそらく下記理由で鋳肌の改善とガス欠陥
の防止とを両立させ得る一方、鋳型の崩壊性が良好であ
るものと推測される。即ち、本発明に係る二層シェル鋳
型は、鋳肌の改善に適した細粒度かつ高強度で薄肉な外
層と高通気性の粗粒度かつ低強度で肉厚な内層とから構
成されている。そのため、従来のシェル鋳型（細粒単
層）より総体的に通気性に富むことと内層の設計効果
（低樹脂量）との相乗によりガス欠陥の発生が抑制され
る。また、外層は薄肉であるため溶湯熱による強度劣化
が大きいことと内層の設計効果（低強度）との相乗によ
り注湯後の鋳型は、従来のシェル鋳型よりかなり崩壊し
易い状態にあるためチッピングのような衝撃処理により
容易に破壊され、鋳物からの中子の排出や鋳物と主型と
の分離が円滑となる。
【００２３】
【発明の効果】本発明に係る二層シェル鋳型によれば、
従来実施されてきた塗型を施さずに鋳造不良（ガス欠
陥）の発生防止と鋳肌の改善とを両立させることができ
る。加えて、非鉄鋳物の鋳造において要求される注湯後
の鋳型の崩壊性も良好である。また、本発明方法によれ
ば、従来技術のような塗型処理を行う必要がないため、
労働環境の悪化もなく、二層シェル鋳型を安価で効率よ
く製造することができる。
従来実施されてきた塗型を施さずに鋳造不良（ガス欠
陥）の発生防止と鋳肌の改善とを両立させることができ
る。加えて、非鉄鋳物の鋳造において要求される注湯後
の鋳型の崩壊性も良好である。また、本発明方法によれ
ば、従来技術のような塗型処理を行う必要がないため、
労働環境の悪化もなく、二層シェル鋳型を安価で効率よ
く製造することができる。
【００２４】
【実施例】次に、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はこれらの例によってなんら限定される
ものではない。なお、ここでの測定及び確認に用いた試
験法は下記の通りである。 二層シェル中子の外層の厚み（mm）は、設定された
外層成形条件で外層用ＲＣＳのみを充填、排出及び熱硬
化させて作製した鋳型を縦切断して測定した８ケ所の平
均値である。 鋳肌の粗さ（μｍ）は、ＪＩＳ Ｂ０６０１（１９
８２）に準じて測定した。Ｒａは鋳物表面を測定倍率
（縦方向：アルミニウム合金では５００倍、鋳鉄では２
００倍、横方向：いずれも２０倍）で測定した中心線平
均粗さであり、Ｒｍａｘはその最大高さである。 鋳造不良（ガス欠陥）の有無は目視により確認し
た。 鋳型の崩壊性は、アルミニウム合金鋳物をチッピン
グ処理した際の中子の排出状態により優劣を判定した。
するが、本発明はこれらの例によってなんら限定される
ものではない。なお、ここでの測定及び確認に用いた試
験法は下記の通りである。 二層シェル中子の外層の厚み（mm）は、設定された
外層成形条件で外層用ＲＣＳのみを充填、排出及び熱硬
化させて作製した鋳型を縦切断して測定した８ケ所の平
均値である。 鋳肌の粗さ（μｍ）は、ＪＩＳ Ｂ０６０１（１９
８２）に準じて測定した。Ｒａは鋳物表面を測定倍率
（縦方向：アルミニウム合金では５００倍、鋳鉄では２
００倍、横方向：いずれも２０倍）で測定した中心線平
均粗さであり、Ｒｍａｘはその最大高さである。 鋳造不良（ガス欠陥）の有無は目視により確認し
た。 鋳型の崩壊性は、アルミニウム合金鋳物をチッピン
グ処理した際の中子の排出状態により優劣を判定した。
【００２５】（実施例１）先ず、ワールミキサー内に約
１５０℃に加熱した再生ケイ砂７号１００kg及びノボラ
ック型低膨張性フェノール樹脂３kgを投入して６０秒間
混練した後、ヘキサミン水溶液（ヘキサミン０．４５kg
と水１．５kg）１．９５kgを添加し、更に送風冷却によ
り塊状内容物を崩壊させてから送風を停止し、ステアリ
ン酸カルシウム０．１kgを加えて１５秒後に排出して外
層用ＲＣＳを得た。この外層用ＲＣＳは粒度指数９４、
曲げ強度４３Kgf ／cm2 であった。また、前記再生ケイ
砂７号を再生ケイ砂４号及びノボラック型低膨張性フェ
ノール樹脂３kgをノボラック型フェノール樹脂０．８kg
にそれぞれ変更した以外は前記同様に混練して内層用Ｒ
ＣＳを得た。この外層用ＲＣＳは粒度指数３２、曲げ強
度１６Kgf ／cm2 であった。
１５０℃に加熱した再生ケイ砂７号１００kg及びノボラ
ック型低膨張性フェノール樹脂３kgを投入して６０秒間
混練した後、ヘキサミン水溶液（ヘキサミン０．４５kg
と水１．５kg）１．９５kgを添加し、更に送風冷却によ
り塊状内容物を崩壊させてから送風を停止し、ステアリ
ン酸カルシウム０．１kgを加えて１５秒後に排出して外
層用ＲＣＳを得た。この外層用ＲＣＳは粒度指数９４、
曲げ強度４３Kgf ／cm2 であった。また、前記再生ケイ
砂７号を再生ケイ砂４号及びノボラック型低膨張性フェ
ノール樹脂３kgをノボラック型フェノール樹脂０．８kg
にそれぞれ変更した以外は前記同様に混練して内層用Ｒ
ＣＳを得た。この外層用ＲＣＳは粒度指数３２、曲げ強
度１６Kgf ／cm2 であった。
【００２６】次に、約２５０〜３００℃に加熱した垂直
割りポート中子成形金型内に前記外層用ＲＣＳを圧力２
Kgf ／cm2 で６秒間アンダーブロー方式で充填し、約６
秒間バイブレーションを付加して未硬化のものを排出し
た後に該金型を反転した。次に、前記内層用ＲＣＳを圧
力２Kgf ／cm2 で１５秒間トップブロー方式で充填した
後３０秒間焼成して外層と内層との一体構成を有する約
１００ｇ程度の無空状二層ポート中子を得た。なお、外
層の厚みは０．９mmであった。次に、生型（主型）内に
該二層ポート中子を配置後アルミニウム合金溶湯を重力
注湯してポート鋳物を得た。この鋳物からの中子の排出
性は、約１０秒間のチッピングで全量が排出されるなど
良好であり、該二層ポート中子は優れた鋳型の崩壊性を
有することが確認された。また、得られた鋳物にはガス
欠陥は認められなかった。また、鋳肌の粗さはＲａ＝
２．８μｍ、Ｒｍａｘ＝１９．８μｍであった。それら
の結果を表２に示す。
割りポート中子成形金型内に前記外層用ＲＣＳを圧力２
Kgf ／cm2 で６秒間アンダーブロー方式で充填し、約６
秒間バイブレーションを付加して未硬化のものを排出し
た後に該金型を反転した。次に、前記内層用ＲＣＳを圧
力２Kgf ／cm2 で１５秒間トップブロー方式で充填した
後３０秒間焼成して外層と内層との一体構成を有する約
１００ｇ程度の無空状二層ポート中子を得た。なお、外
層の厚みは０．９mmであった。次に、生型（主型）内に
該二層ポート中子を配置後アルミニウム合金溶湯を重力
注湯してポート鋳物を得た。この鋳物からの中子の排出
性は、約１０秒間のチッピングで全量が排出されるなど
良好であり、該二層ポート中子は優れた鋳型の崩壊性を
有することが確認された。また、得られた鋳物にはガス
欠陥は認められなかった。また、鋳肌の粗さはＲａ＝
２．８μｍ、Ｒｍａｘ＝１９．８μｍであった。それら
の結果を表２に示す。
【００２７】（実施例２〜４）実施例１において、外層
用ＲＣＳの配合組成を表１に示すように変更した以外は
実施例１と同様に混練して３種類の外層用ＲＣＳを得
た。次に、この外層用ＲＣＳと実施例１で調製した内層
用ＲＣＳとを表１に示す組み合せで用いた以外は実施例
１と同様に成形して３種類の無空状二層ポート中子を得
た。次に、得られた二層ポート中子を用いて実施例１と
同様に鋳造を行って３種類のアルミニウム合金製ポート
鋳物を得た。そして、実施例１と同様にして、外層用Ｒ
ＣＳの粒度指数と曲げ強度、外層の厚み、鋳肌の粗さ、
ガス欠陥の有無及び鋳型の崩壊性の状況を測定又は確認
した。それらの結果を表２に示す。
用ＲＣＳの配合組成を表１に示すように変更した以外は
実施例１と同様に混練して３種類の外層用ＲＣＳを得
た。次に、この外層用ＲＣＳと実施例１で調製した内層
用ＲＣＳとを表１に示す組み合せで用いた以外は実施例
１と同様に成形して３種類の無空状二層ポート中子を得
た。次に、得られた二層ポート中子を用いて実施例１と
同様に鋳造を行って３種類のアルミニウム合金製ポート
鋳物を得た。そして、実施例１と同様にして、外層用Ｒ
ＣＳの粒度指数と曲げ強度、外層の厚み、鋳肌の粗さ、
ガス欠陥の有無及び鋳型の崩壊性の状況を測定又は確認
した。それらの結果を表２に示す。
【００２８】（比較例１）先ず、ワールミキサー内に約
１５０℃に加熱した再生ケイ砂７号１００kg及びノボラ
ック型フェノール樹脂３kgを投入して６０秒間混練した
後、ヘキサミン水溶液（ヘキサミン０．４５kgと水１．
５kg）１．９５kgを添加し、更に送風冷却により塊状内
容物を崩壊させてから送風を停止し、ステアリン酸カル
シウム０．１kgを加えて１５秒後に排出して単層シェル
鋳型用ＲＣＳを得た。このＲＣＳは粒度指数９３、曲げ
強度４４Kgf ／cm2 であった。
１５０℃に加熱した再生ケイ砂７号１００kg及びノボラ
ック型フェノール樹脂３kgを投入して６０秒間混練した
後、ヘキサミン水溶液（ヘキサミン０．４５kgと水１．
５kg）１．９５kgを添加し、更に送風冷却により塊状内
容物を崩壊させてから送風を停止し、ステアリン酸カル
シウム０．１kgを加えて１５秒後に排出して単層シェル
鋳型用ＲＣＳを得た。このＲＣＳは粒度指数９３、曲げ
強度４４Kgf ／cm2 であった。
【００２９】次に、約２５０〜３００℃に加熱した垂直
割りポート中子成形用金型内に前記ＲＣＳを圧力２Kgf
／cm2 で６秒間トップブロー方式で充填した後３０秒間
焼成して無空状の単層ポート中子を得た。次に、実施例
１と同様に鋳造してアルミニウム合金製ポート鋳物を得
た。この鋳物からの中子の排出性は、チッピングでは全
量を排出できなかったので熱風循環炉内で熱処理（４０
０℃×３０分間）して排出させるなど劣るものであっ
た。また、得られた鋳物にはガス欠陥が認められた。そ
して、鋳肌の粗さはＲａ＝３．１μｍ、Ｒｍａｘ＝２
０．８μｍであった。それらの結果を表３に示す。
割りポート中子成形用金型内に前記ＲＣＳを圧力２Kgf
／cm2 で６秒間トップブロー方式で充填した後３０秒間
焼成して無空状の単層ポート中子を得た。次に、実施例
１と同様に鋳造してアルミニウム合金製ポート鋳物を得
た。この鋳物からの中子の排出性は、チッピングでは全
量を排出できなかったので熱風循環炉内で熱処理（４０
０℃×３０分間）して排出させるなど劣るものであっ
た。また、得られた鋳物にはガス欠陥が認められた。そ
して、鋳肌の粗さはＲａ＝３．１μｍ、Ｒｍａｘ＝２
０．８μｍであった。それらの結果を表３に示す。
【００３０】（比較例２）比較例１において、再生ケイ
砂７号を再生ケイ砂６号、ノボラック型フェノール樹脂
の使用量３kgを２．５kgに及びヘキサミン０．４５kgを
０．３７５kgにそれぞれ変更した以外は比較例１と同様
に混練して単層シェル鋳型用ＲＣＳを得た。このＲＣＳ
は粒度指数５９、曲げ強度４０Kgf ／cm2 であった。次
に、比較例１と同様に鋳造してアルミニウム合金製ポー
ト鋳物を得た。この鋳物からのチッピングによる中子の
排出性は、比較例１より良好であったが全量を排出でき
なかったので比較例１と同様に熱処理を行った。また、
得られた鋳物にはガス欠陥は認められなかった。また、
鋳肌の粗さはＲａ＝６．０μｍ、Ｒｍａｘ＝４６．５μ
ｍであった。それらの結果を表３に示す。
砂７号を再生ケイ砂６号、ノボラック型フェノール樹脂
の使用量３kgを２．５kgに及びヘキサミン０．４５kgを
０．３７５kgにそれぞれ変更した以外は比較例１と同様
に混練して単層シェル鋳型用ＲＣＳを得た。このＲＣＳ
は粒度指数５９、曲げ強度４０Kgf ／cm2 であった。次
に、比較例１と同様に鋳造してアルミニウム合金製ポー
ト鋳物を得た。この鋳物からのチッピングによる中子の
排出性は、比較例１より良好であったが全量を排出でき
なかったので比較例１と同様に熱処理を行った。また、
得られた鋳物にはガス欠陥は認められなかった。また、
鋳肌の粗さはＲａ＝６．０μｍ、Ｒｍａｘ＝４６．５μ
ｍであった。それらの結果を表３に示す。
【００３１】（実施例５）まず、ワールミキサー内に約
１５０℃に加熱した再生ケイ砂７号１００kg及びノボラ
ック型フェノール樹脂４kgを投入して６０秒間混練した
後、ヘキサミン水溶液（ヘキサミン０．６kgと水１．５
kg）２．１kgを添加し、更に送風冷却により塊状内容物
を崩壊させてから送風を停止し、ステアリン酸カルシウ
ム０．１kgを加えて１５秒後に排出して外層用ＲＣＳを
得た。この外層用ＲＣＳは粒度指数９６、曲げ強度７５
Kgf ／cm2 であった。また、前記再生ケイ砂７号を再生
ケイ砂４号に、ノボラック型フェノール樹脂４kgを１．
５kgに、及びヘキサミン０．６kgを０．２２５kgにそれ
ぞれ変更した以外は前記同様に混練して内層用ＲＣＳを
得た。この内層用ＲＣＳは粒度指数３７、曲げ強度２５
Kgf ／cm2 であった。
１５０℃に加熱した再生ケイ砂７号１００kg及びノボラ
ック型フェノール樹脂４kgを投入して６０秒間混練した
後、ヘキサミン水溶液（ヘキサミン０．６kgと水１．５
kg）２．１kgを添加し、更に送風冷却により塊状内容物
を崩壊させてから送風を停止し、ステアリン酸カルシウ
ム０．１kgを加えて１５秒後に排出して外層用ＲＣＳを
得た。この外層用ＲＣＳは粒度指数９６、曲げ強度７５
Kgf ／cm2 であった。また、前記再生ケイ砂７号を再生
ケイ砂４号に、ノボラック型フェノール樹脂４kgを１．
５kgに、及びヘキサミン０．６kgを０．２２５kgにそれ
ぞれ変更した以外は前記同様に混練して内層用ＲＣＳを
得た。この内層用ＲＣＳは粒度指数３７、曲げ強度２５
Kgf ／cm2 であった。
【００３２】次に、約２５０〜３００℃に加熱したエキ
ゾーストマニホールド用中子成形金型内に前記外層用Ｒ
ＣＳを圧力２Kgf ／cm2 で３秒間アンダーブロー方式で
充填し、約１０秒間バイブレーションを付加して未硬化
のものを排出した後に該金型を反転した。次に、前記内
層用ＲＣＳを圧力２Kgf ／cm2 で１０秒間トップブロー
方式で充填した後３０秒間焼成して外層と内層との一体
構成を有する約１６００ｇ程度の無空状二層マニホール
ド中子を得た。なお、外層の厚みは２．２mmであった。
次に、生型（主型）内に該二層マニホールド中子を配置
後鋳鉄溶湯を重力注湯してマニホールド鋳物を得た。得
られた鋳物にはガス欠陥は認められなかった。また、鋳
肌の粗さはＲａ＝１３μｍ、Ｒｍａｘ＝７８μｍであっ
た。それらの結果を表２に示す。
ゾーストマニホールド用中子成形金型内に前記外層用Ｒ
ＣＳを圧力２Kgf ／cm2 で３秒間アンダーブロー方式で
充填し、約１０秒間バイブレーションを付加して未硬化
のものを排出した後に該金型を反転した。次に、前記内
層用ＲＣＳを圧力２Kgf ／cm2 で１０秒間トップブロー
方式で充填した後３０秒間焼成して外層と内層との一体
構成を有する約１６００ｇ程度の無空状二層マニホール
ド中子を得た。なお、外層の厚みは２．２mmであった。
次に、生型（主型）内に該二層マニホールド中子を配置
後鋳鉄溶湯を重力注湯してマニホールド鋳物を得た。得
られた鋳物にはガス欠陥は認められなかった。また、鋳
肌の粗さはＲａ＝１３μｍ、Ｒｍａｘ＝７８μｍであっ
た。それらの結果を表２に示す。
【００３３】（比較例３）先ず、ワールミキサー内に約
１５０℃に加熱した混合再生ケイ砂（再生ケイ砂６号と
再生ケイ砂７号）１００kg及びノボラック型フェノール
樹脂２．５kgを投入して６０秒間混練した後、ヘキサミ
ン水溶液（ヘキサミン０．３７５kgと水１．５kg）１．
８７５kgを添加し、更に送風冷却により塊状内容物を崩
壊させてから送風を停止し、ステアリン酸カルシウム
０．１kgを加えて１５秒後に排出して単層シェル鋳型用
ＲＣＳを得た。このＲＣＳは粒度指数６９、曲げ強度５
７Kgf／cm2 であった。
１５０℃に加熱した混合再生ケイ砂（再生ケイ砂６号と
再生ケイ砂７号）１００kg及びノボラック型フェノール
樹脂２．５kgを投入して６０秒間混練した後、ヘキサミ
ン水溶液（ヘキサミン０．３７５kgと水１．５kg）１．
８７５kgを添加し、更に送風冷却により塊状内容物を崩
壊させてから送風を停止し、ステアリン酸カルシウム
０．１kgを加えて１５秒後に排出して単層シェル鋳型用
ＲＣＳを得た。このＲＣＳは粒度指数６９、曲げ強度５
７Kgf／cm2 であった。
【００３４】次に、約２５０〜３００℃に加熱したエキ
ゾーストマニホールド用中子成形金型内に前記単層シェ
ル鋳型用ＲＣＳを圧力２Kgf ／cm2 で１０秒間トップブ
ロー方式で充填した後３０秒間焼成して単層シェル鋳型
を得た。次に、実施例５と同様に鋳造して鋳鉄製マニホ
ールド鋳物を得た。得られた鋳物にはガス欠陥が認めら
れた。また、鋳肌の粗さはＲａ＝２７μｍ、Ｒｍａｘ＝
１４３μｍであった。それらの結果を表２に示す。
ゾーストマニホールド用中子成形金型内に前記単層シェ
ル鋳型用ＲＣＳを圧力２Kgf ／cm2 で１０秒間トップブ
ロー方式で充填した後３０秒間焼成して単層シェル鋳型
を得た。次に、実施例５と同様に鋳造して鋳鉄製マニホ
ールド鋳物を得た。得られた鋳物にはガス欠陥が認めら
れた。また、鋳肌の粗さはＲａ＝２７μｍ、Ｒｍａｘ＝
１４３μｍであった。それらの結果を表２に示す。
【００３５】（比較例４）比較例３において、再生ケイ
砂７号を再生ケイ砂５号に変更した以外は比較例３と同
様に混練して単層シェル鋳型用ＲＣＳを得た。このＲＣ
Ｓは粒度指数５３、曲げ強度６０Kgf ／cm2 であった。
次に、比較例３と同様に成形及び鋳造して鋳鉄製マニホ
ールド鋳物を得た。得られた鋳物にはガス欠陥は認めら
れなかった。また、鋳肌の粗さはＲａ＝３２μｍ、Ｒｍ
ａｘ＝１７３μｍであった。それらの結果を表１に示
す。
砂７号を再生ケイ砂５号に変更した以外は比較例３と同
様に混練して単層シェル鋳型用ＲＣＳを得た。このＲＣ
Ｓは粒度指数５３、曲げ強度６０Kgf ／cm2 であった。
次に、比較例３と同様に成形及び鋳造して鋳鉄製マニホ
ールド鋳物を得た。得られた鋳物にはガス欠陥は認めら
れなかった。また、鋳肌の粗さはＲａ＝３２μｍ、Ｒｍ
ａｘ＝１７３μｍであった。それらの結果を表１に示
す。
【００３６】
【表２】
【００３７】
【表３】
【図１】本発明で用いる垂直割り二層シェル中子造型装
置での成形金型と外層用ＲＣＳ供給ボックス及び内層用
ＲＣＳ供給ボックスとの配設状態を示す模式図である。
置での成形金型と外層用ＲＣＳ供給ボックス及び内層用
ＲＣＳ供給ボックスとの配設状態を示す模式図である。
【図２】成形金型の模型空間内に外層用ＲＣＳをアンダ
ーブロー方式で充填した状態を示す模式図である。
ーブロー方式で充填した状態を示す模式図である。
【図３】図２の操作終了後、未硬化の外層用ＲＣＳを排
出して成形金型の模型面上に外層（細粒層）を形成した
状態を示す模式図である。
出して成形金型の模型面上に外層（細粒層）を形成した
状態を示す模式図である。
【図４】図３の操作終了後、反転成形金型内に内層用Ｒ
ＣＳをトップブロー方式で充填した状態を示す模式図で
ある。
ＣＳをトップブロー方式で充填した状態を示す模式図で
ある。
【図５】図４の操作終了後、成形金型から無空状の二層
シェル中子を離型している状態を示す模式図である。
シェル中子を離型している状態を示す模式図である。
【図６】図４の操作終了後、成形金型を復帰させて未硬
化の内層用ＲＣＳを排出している状態を示す模式図であ
る。
化の内層用ＲＣＳを排出している状態を示す模式図であ
る。
【図７】図６の操作終了後、成形金型から中空状の二層
シェル中子を離型している状態を示す模式図である。
シェル中子を離型している状態を示す模式図である。
１…垂直割り中子成形金型 ２…模型空間 ３…外層用ＲＣＳ ４…外層用ＲＣＳ供給ボックス ５…内層用ＲＣＳ ６…内層用ＲＣＳ供給ボックス ７…模型空間の開口部 ８…外層 ９…狭い模型空間 １０…内層 １１…無空状の二層シェル中子 １２…中空状の二層シェル中子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千住 敬輔 岡山県倉敷市松江２丁目７番23号 株式会 社ツラジマ内 (72)発明者 数野 静人 岡山県倉敷市松江２丁目７番23号 株式会 社ツラジマ内
Claims (10)
- 【請求項１】 粒度指数の異なる熱硬化性樹脂被覆砂で
形成された外層と内層との一体構成を少なくともシェル
鋳型の一部に有し、かつ外層は内層より大きい粒度指数
で形成されていることを特徴とする二層シェル鋳型。 - 【請求項２】 外層用熱硬化性樹脂被覆砂の粒度指数が
８０以上である請求項１記載の二層シェル鋳型。 - 【請求項３】 外層厚みが0.3 〜５mmである請求項１記
載の二層シェル鋳型。 - 【請求項４】 下記（ａ）及び（ｂ）を含む工程から形
成された外層と内層との一体構成を少なくともシェル鋳
型の一部に有し、かつ外層は内層より大きい粒度指数で
形成されていることを特徴とする二層シェル鋳型の製造
方法。 （ａ）加熱された成形金型の模型空間内に外層用熱硬化
性樹脂被覆砂をアンダーブロー方式で充填した後、未硬
化のものを排出して模型面上に外層を形成し、更に該成
形金型を反転させる工程、 （ｂ）前記工程で形成された外層内に内層用熱硬化性樹
脂被覆砂をトップブロー方式で充填して両層の一体化を
施し、必要に応じて前記成形金型を復帰させて未硬化の
ものを排出する工程。 - 【請求項５】 下記（ｃ）及び（ｄ）を含む工程から形
成された外層と内層との一体構成を少なくともシェル鋳
型の一部に有し、かつ外層は内層より大きい粒度指数で
形成されていることを特徴とする二層シェル鋳型の製造
方法。 （ｃ）加熱された成形金型の模型空間内に外層用熱硬化
性樹脂被覆砂をアンダーブロー方式で充填した後、未硬
化のものを排出して模型面上に外層を形成する工程、 （ｄ）前記工程で形成された外層内に内層用熱硬化性樹
脂被覆砂をアンダーブロー方式で充填して両層の一体化
を施し、必要に応じて未硬化のものを排出する工程。 - 【請求項６】 下記（ｅ）及び（ｆ）を含む工程から形
成された外層と内層との一体構成を少なくともシェル鋳
型の一部に有し、かつ外層は内層より大きい粒度指数で
形成されていることを特徴とする二層シェル鋳型の製造
方法。 （ｅ）加熱された成形金型の模型空間内に外層用熱硬化
性樹脂被覆砂をトップブロー方式で充填した後、該成形
金型を反転させて未硬化のものを排出して模型面上に外
層を形成する工程、 （ｆ）前記工程で形成された外層内に内層用熱硬化性樹
脂被覆砂をアンダーブロー方式で充填して両層の一体化
を施し、必要に応じて未硬化のものを排出する工程。 - 【請求項７】 下記（ｇ）及び（ｈ）を含む工程から形
成された外層と内層との一体構成を少なくともシェル鋳
型の一部に有し、かつ外層は内層より大きい粒度指数で
形成されていることを特徴とする二層シェル鋳型の製造
方法。 （ｇ）加熱された成形金型の模型空間内に外層用熱硬化
性樹脂被覆砂をトップブロー方式で充填した後、該成形
金型を反転させて未硬化のものを排出して模型面上に外
層を形成し、更に該成形金型を復帰させる工程、 （ｈ）前記工程で形成された外層内に内層用熱硬化性樹
脂被覆砂をトップブロー方式で充填して両層の一体化を
施し、必要に応じて前記成形金型を反転させて未硬化の
ものを排出させる工程。 - 【請求項８】 下記（ｉ）及び（ｊ）を含む工程から形
成された外層と内層との一体構成を少なくともシェル鋳
型の一部に有し、かつ外層は内層より大きい粒度指数で
形成されていることを特徴とする二層シェル鋳型の製造
方法。 （ｉ）加熱された成形金型の模型面上に外層用熱硬化性
樹脂被覆砂を落下方式で被覆した後、該成形金型を復帰
させて未硬化のものを排除して模型面上に外層を形成す
る工程、 （ｊ）前工程で形成された外層上に内層用熱硬化性樹脂
被覆砂を落下方式で被覆した後、前記成形金型を復帰さ
せて未硬化のものを排除して両層の一体化を施す工程。 - 【請求項９】 外層用熱硬化性樹脂被覆砂の粒度指数が
８０以上である請求項４〜８のいずれか１項記載の二層
シェル鋳型の製造方法。 - 【請求項１０】 外層厚みが0.3 〜５mmである請求項４
〜９のいずれか１項記載の二層シェル鋳型の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32694396A JP3556060B2 (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 二層シェル鋳型及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32694396A JP3556060B2 (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 二層シェル鋳型及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10166106A true JPH10166106A (ja) | 1998-06-23 |
| JP3556060B2 JP3556060B2 (ja) | 2004-08-18 |
Family
ID=18193513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32694396A Expired - Fee Related JP3556060B2 (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 二層シェル鋳型及びその製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3556060B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1757382A1 (en) * | 2004-05-21 | 2007-02-28 | Kao Corporation | Resin coated sand |
| JP2009178758A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Asahi Organic Chem Ind Co Ltd | 中子製造装置 |
| FR2955791A1 (fr) * | 2010-02-02 | 2011-08-05 | Sicta Sas | Procede de coulee par gravite de pieces creuses en alliages legers |
| JP2011194423A (ja) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Morikawa Sangyo Kk | シェル鋳型の造型方法およびシェル鋳型の造型装置 |
| WO2012165181A1 (ja) * | 2011-06-03 | 2012-12-06 | 新東工業株式会社 | 中子造型機における中子砂充填装置及び中子砂充填方法 |
| JP2013188767A (ja) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Ryobi Ltd | 中子製造装置 |
| JP2014515313A (ja) * | 2011-06-03 | 2014-06-30 | 新東工業株式会社 | 中子造型機における中子砂充填装置及び中子砂充填方法 |
| CN105414488A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-03-23 | 常州南车汽车零部件有限公司 | 一种涡轮壳流道芯的制芯方法 |
| US9339866B2 (en) | 2012-05-25 | 2016-05-17 | Sintokogio, Ltd. | Core sand filling method |
| US9533345B2 (en) | 2012-05-23 | 2017-01-03 | Sintokogio, Ltd. | Core-molding device, and core-molding method |
| CN109500358A (zh) * | 2019-01-03 | 2019-03-22 | 山西中条山机电设备有限公司 | 一种树脂砂铸造设备及铸造工艺 |
| WO2023157659A1 (ja) * | 2022-02-17 | 2023-08-24 | ウィンズテック株式会社 | 中子製造方法 |
-
1996
- 1996-12-06 JP JP32694396A patent/JP3556060B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| EP1757382A4 (en) * | 2004-05-21 | 2008-04-02 | Kao Corp | SAND COVERED WITH RESIN |
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| US8997835B2 (en) | 2011-06-03 | 2015-04-07 | Sintokogio, Ltd. | Core sand filling device and core sand filling method in core making machine |
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| CN105414488A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-03-23 | 常州南车汽车零部件有限公司 | 一种涡轮壳流道芯的制芯方法 |
| CN109500358A (zh) * | 2019-01-03 | 2019-03-22 | 山西中条山机电设备有限公司 | 一种树脂砂铸造设备及铸造工艺 |
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