JPH11285777A - 鋳型および鋳型の製作方法 - Google Patents
鋳型および鋳型の製作方法Info
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Abstract
り有機材料であるバインダが燃焼分解し、その分解ガス
が鋳造品の欠陥や異臭の原因となっていた。 【解決手段】 鋳物砂に対して無機材料を成分とするバ
インダを用いたことにより、鋳造時の熱でバインダの燃
焼分解が発生しない鋳型とし、分解ガスによる鋳造品の
欠陥や異臭の発生を解消した。
Description
よび鋳型の製作方法に関するものである。
するには、鋳物砂(珪砂が多い)の表面にバインダであ
るフェノール樹脂をコーティングしたレジンコーテッド
サンドと呼ばれるものを用い、250〜300℃に加熱
した成形用金型に対して空気圧等によりレジンコーテッ
ドサンドを吹き付け、フェノール樹脂の熱硬化により鋳
物砂同士を固着させて鋳型を形成していた。
うな従来の鋳型にあっては、バインダであるフェノール
樹脂が有機材料であるため、鋳造時において溶湯の熱に
よりバインダが燃焼分解し、その分解ガスが溶湯中に入
り込んで鋳造品の欠陥になることがあると共に、分解ガ
スの異臭によって作業環境が悪くなるという問題があ
り、このような問題を解決することが課題であった。
されたもので、鋳造時における分解ガスの発生を解消す
ることができる鋳型およびその鋳型の製作方法を提供す
ることを目的としている。
請求項1として、鋳物砂製の鋳型であって、鋳物砂に対
して、無機材料を成分とするバインダを用いた構成と
し、請求項2として、バインダの無機材料が水溶性を有
する構成とし、請求項3として、バインダが硫酸カルシ
ウムと硫酸マグネシウムを成分とする構成とし、請求項
4として、バインダの硫酸カルシウムと硫酸マグネシウ
ムの混合比率は、硫酸カルシウムを35〜95%とし、
残部を硫酸マグネシウムとした構成としており、上記の
構成を課題を解決するための手段としている。
5として、鋳物砂製の鋳型を製作するに際し、鋳物砂と
水溶性の無機材料を成分とするバインダと所定量の水を
混合し、この混合物で鋳型形状を造型したのち、造型物
を乾燥させて鋳型とする構成としており、上記の構成を
課題を解決するための手段としている。
然含まれる。また、請求項4において、硫酸カルシウム
と硫酸マグネシウムの混合比率として、硫酸カルシウム
を35〜95%としたのは、混合比率を35%よりも小
さくあるいは95%よりも大きくすると、バインダとし
てフェノール樹脂を用いた従来の鋳型に対して強度が低
下するからであり、硫酸カルシウムの混合比率を35〜
95%とすることにより、従来の鋳型と同等あるいはそ
れ以上の強度が得られるからである。
物砂に対して無機材料を成分とするバインダを用いてい
るので、鋳造時の熱でバインダが燃焼分解することがな
く、鋳造品の欠陥や異臭の原因となる分解ガスの発生が
解消される。
ンダの成分である無機材料が水溶性を有するので、鋳型
を水に浸漬するとバインダによる鋳物砂同士の固着作用
が失われ、鋳型は容易に崩壊する。
カルシウムと硫酸マグネシウムを成分とするバインダを
用いることにより、請求項1および2と同様に、鋳造時
の熱によりバインダの燃焼分解が生じないと共に、水へ
の浸漬により鋳型が容易に崩壊する。
ンダの硫酸カルシウムと硫酸マグネシウムの混合比率と
して、硫酸カルシウムを35〜95%とし、残部を硫酸
マグネシウムとしたので、例えば、バインダとしてフェ
ノール樹脂を用いた従来の鋳型と同等あるいはそれ以上
の強度となる。
では、鋳物砂製の鋳型を製作するに際し、鋳物砂と水溶
性の無機材料を成分とするバインダと所定量の水を混合
し、この混合物で鋳型形状を造型したのち、造型物を乾
燥させて鋳型とするので、これにより得られた鋳型は、
鋳造時の熱によりバインダの燃焼分解が生じないと共
に、水への浸漬により容易に崩壊する。
ば、鋳物砂に対して無機材料を成分とするバインダを用
いたことから、鋳造時の熱でバインダが燃焼分解するこ
とがなく、鋳造品の欠陥や異臭の原因となる分解ガスの
発生を解消することができ、これにより鋳造品の品質を
高めることができると共に、作業環境を良好なものにす
ることができる。
請求項1と同様の効果を得ることができるうえに、水溶
性の無機材料の採用により、使用後の鋳型は水に浸漬す
ることによって容易に崩壊させることができ、鋳物砂の
回収および再利用にきわめて容易に対処することができ
る。
硫酸カルシウムと硫酸マグネシウムを成分とするバイン
ダを用いたことから、1100℃程度の熱に充分に耐え
得るものになると共に、請求項1と同様に、分解ガスの
発生を解消して、鋳造品の品質や作業環境を向上させる
ことができ、また、請求項2と同様に、使用後の鋳型は
水に浸漬することで簡単に崩壊させることができ、鋳物
砂の回収および再利用にきわめて容易に対処することが
できる。
請求項3と同様の効果を得ることができるうえに、バイ
ンダの硫酸カルシウムと硫酸マグネシウムの混合比率に
おいて硫酸カルシウムを35〜95%としたことから、
例えば、バインダとしてフェノール樹脂を用いた従来の
鋳型と同等あるいはそれ以上の強度を得ることができ
る。
によれば、鋳物砂製の鋳型を製作するに際し、鋳物砂と
水溶性の無機材料を成分とするバインダと所定量の水を
混合した混合物で鋳型形状を造型し、造型物を乾燥させ
て鋳型とするので、これにより得られた鋳型は、請求項
1と同様に、鋳造時において鋳造品の欠陥や異臭の原因
となる分解ガスの発生を解消することができ、これによ
り鋳造品の品質や作業環境の向上を実現することができ
ると共に、使用後の鋳型は水に浸漬することによって崩
壊させることができるので、鋳物砂の回収および再利用
にきわめて容易に対処することができる。
作方法の一実施例を説明する図である。
すように、成形用金型1の表面に、鋳物砂とバインダと
水との混合物Aをブロー装置2で吹き付ける。成形用金
型1は、その周囲にフレーム3を備えている。鋳物砂と
しては、珪砂を用いている。また、バインダとしては、
水溶性の無機材料を成分とするものが用いられ、具体的
には、硫酸カルシウムと硫酸マグネシウムを用いてい
る。このとき、硫酸カルシウムと硫酸マグネシウムの混
合比率は、硫酸カルシウムを35〜95%とし、残部を
硫酸マグネシウムとしている。
吹き付けて鋳型形状を造型した後には、適宜加熱を行
い、図1(b)に示すように造型物Bを乾燥させる。こ
の乾燥過程において、水分の除去に伴って鋳物砂同士が
バインダにより固着する。そして、最終的には、図1
(c)に示すように、フレーム3の取り外し等を行い、
造型物Bを鋳物砂製の鋳型Cとして取り出す。
砂にフェノール樹脂をコーティングしたレジンコーテッ
ドサンドを用いた従来の鋳型と同等あるいはそれ以上の
強度を有すると共に、1100℃程度の熱に耐え得るも
のとなっており、例えばアルミニウムの鋳造などに用い
ることができる。
インダを用いているので、鋳造時の熱によってバインダ
が燃焼分解することがなく、鋳造品の欠陥や異臭の原因
である分解ガスが発生しないものとなっている。さら
に、鋳型Cは、バインダの成分である無機材料が水溶性
を有するので、水に浸漬するだけで簡単に崩壊する。し
たがって、鋳物砂の回収や再利用を行うこともきわめて
容易である。
合物Aを吹き付けて鋳型形状を造型する場合を示した
が、この他、成形用金型1に混合物Aを流し込むことに
より、鋳型形状を造型するようにしても良い。
製作方法に基づいて、バインダの成分である硫酸カルシ
ウムと硫酸マグネシウムの混合比率が異なるテストピー
スを製作し、各テストピースに対する強度試験を行っ
た。
成形用金型12を用いてテストピースを製作した。型ご
め装置11は、角筒体であって、上部内側に、複数の邪
魔板13を互いに平行に備えると共に、邪魔板13の下
位側に、角筒体の外部から挿脱して角筒体の内部を開閉
する引戸14を備えている。成形用金型12は、角棒状
のテストピースを5本形成する複数の分割型15と、各
分割型15を組合わせた状態に保持するホルダ16を備
えている。
物砂と、硫酸カルシウムおよび硫酸マグネシウムを成分
とするバインダと、水とから成る混合物を成形用金型1
2に充填したのち、350℃で4時間加熱して水分を完
全に除去し、図2(b)に示すように、幅w=10m
m、高さh=10mm、長さl=60mmのテストピー
スPを製作した。なお、バインダにおいて、硫酸カルシ
ウムの混合比率は0%、25%、50%、75%、90
%および100%の6種類とした。残部は硫酸マグネシ
ウムである。
ムと硫酸マグネシウムの混合比率が異なるテストピース
を各々5本ずつ製作したのち、高千穂式抗折力試験機の
スパン上にテストピースをセットし、荷重ハンドルを1
秒に1回転の割合で操作してテストピースの中央に負荷
を与え、テストピースが破断したときの荷重を測定し
た。このとき、テストピースの幅wは10mm、高さは
10mm、折力試験機のスパン間隔Lは50mmであ
り、テストピースが破断したときの荷重をP(kg)と
すると、曲げ強さ(kg/mm2)は、3PL/2wh
2で求められる。
テストピース毎の平均値を測定値とした。その結果を次
の表に示す。
お、図3では、硫酸カルシウムを0%および100%と
したものは、対象外として測定値を0にした。また、従
来例として、鋳物砂である珪砂5.5号にフェノール樹
脂を0.5%混合して同一寸法のテストピースを製作
し、このテストピースの曲げ強さを測定したところ、
0.1kg/mm2であった。
(CaSO4)と硫酸マグネシウム(MgSO4)の混
合比率として、硫酸カルシウムを35〜95%とし、残
部を硫酸マグネシウムとすることにより、従来のものと
同等あるいはそれ以上の曲げ強さが得られることが判明
した。
を行った。バインダとして硫酸カルシウムを75%と
し、残部を硫酸マグネシウムとし、これに2倍の重量比
で水を加え、さらに、鋳物砂である珪砂6号と混合し
て、先の試験と同様にテストピースを製作し、ガス発生
試験装置において、テストピースを700℃で180秒
(アルミニウム鋳物の凝固固相率が約70%程度に成る
時間)加熱した。その結果、ガスの発生は無かった。こ
れにより、当該鋳型によれば、鋳造品の欠陥や異臭の原
因となる分解ガスの発生が解消されることを確認した。
ンダの結合強度試験を行った。硫酸カルシウムと硫酸マ
グネシウムの混合比率として、硫酸カルシウムを0%、
25%、50%、75%、90%および100%とした
各バインダ5gを各々10mlの水に混合し、その混合
液Dを注射器で図4に示す金属片21上に1滴落し、そ
の上にシート22を載置して、温度27℃、湿度70%
の環境で48時間放置した。
よびシート22に各々糸23,24を連結すると共に、
各糸23,24を上下のチャック25,26で把持し、
5mm/1minで上下方向に引っ張り、金属片21と
シート22が分離した際の引っ張り荷重を測定した。
カルシウムと硫酸マグネシウムの混合比率として、硫酸
カルシウムを35〜95%とし且つ残部を硫酸マグネシ
ウムとした範囲に含まれるもの、すなわち硫酸カルシウ
ムが50%、75%および90%のバインダにおいて
0.2kg以上の値が測定され、充分な結合強度が得ら
れることが判明した。
実施例を説明する図であって、混合物の吹き付け
(a)、造型物の乾燥(b)および鋳型の取り出し
(c)を示す各々断面図である。
示す斜視図(a)およびテストピースの斜視図(b)で
ある。
グネシウムの混合比率の相違に対する曲げ強さを示すグ
ラフである。
ある。
Claims (5)
- 【請求項1】 鋳物砂製の鋳型であって、鋳物砂に対し
て、無機材料を成分とするバインダを用いたことを特徴
とする鋳型。 - 【請求項2】 バインダの無機材料が水溶性を有するこ
とを特徴とする請求項1に記載の鋳型。 - 【請求項3】 バインダが硫酸カルシウムと硫酸マグネ
シウムを成分とすることを特徴とする請求項1または2
に記載の鋳型。 - 【請求項4】 バインダの硫酸カルシウムと硫酸マグネ
シウムの混合比率は、硫酸カルシウムを35〜95%と
し、残部を硫酸マグネシウムとしたことを特徴とする請
求項3に記載の鋳型。 - 【請求項5】 鋳物砂製の鋳型を製作するに際し、鋳物
砂と水溶性の無機材料を成分とするバインダと所定量の
水を混合し、この混合物で鋳型形状を造型したのち、造
型物を乾燥させて鋳型とすることを特徴とする鋳型の製
作方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09030998A JP4117514B2 (ja) | 1998-04-02 | 1998-04-02 | 鋳型 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09030998A JP4117514B2 (ja) | 1998-04-02 | 1998-04-02 | 鋳型 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11285777A true JPH11285777A (ja) | 1999-10-19 |
JP4117514B2 JP4117514B2 (ja) | 2008-07-16 |
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ID=13994947
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09030998A Expired - Fee Related JP4117514B2 (ja) | 1998-04-02 | 1998-04-02 | 鋳型 |
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---|---|
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-04-02 JP JP09030998A patent/JP4117514B2/ja not_active Expired - Fee Related
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