JPS58145330A - マイクロ波硬化性鋳型用塗型剤 - Google Patents

マイクロ波硬化性鋳型用塗型剤

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JPS58145330A
JPS58145330A JP2598282A JP2598282A JPS58145330A JP S58145330 A JPS58145330 A JP S58145330A JP 2598282 A JP2598282 A JP 2598282A JP 2598282 A JP2598282 A JP 2598282A JP S58145330 A JPS58145330 A JP S58145330A
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mold
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coating agent
powder
thermosetting
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Akio Yamanishi
昭夫 山西
Kanichi Sato
寛一 佐藤
Takashi Tono
崇 東野
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Komatsu Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C3/00Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マイク−滅硬化性鋳臘用の塗型剤に@するも
のである。
本発明者らは、先に、マイクlI波を透過し易い素材よ
り成為模!IK1熱硬化性の粘結剤及び1イクロ波に対
する一電物質を含有する耐火物よp成る鋳iIi材料を
充填し、その!l轟該鋳臘材料にマイクロ波を照射する
ことによって、鋳舗材料中に含まれている誘電物質が発
熱し、この熱によって粘結剤が硬化し、このようKして
鋳型材料を硬化させ丸後、抜型して鋳鳳を調造する鋳型
造型法を提案している。本発明は、この鋳型造型法にお
いて使用する塗置剤に関する4のである。
本発明者らはまt1通常の粉体塗型剤では種々の不具合
を有するtめ、上記鋳型造型法に用いる塗型剤として、
耐火物粒子、フェノール樹脂及び水まtはアルコールよ
り成る液状塗型剤を提案している(I!#願昭53−1
02930号)。
しかしながら、本発明者らのさらに鋭意研究の結果、上
記造型法に使用されるlIl型は、次のような性質を持
つ必要がある。
(11ll1mと鋳型材料がマイクCI波照射により同
時に発熱・硬化するのだが、その際K1m臘は鋳型に密
着しなければならない。すなわち、塗型剤の―膜が鋳a
lK密着していないと、111j1の剥喝によるすくわ
れやベーニンダが凝晶面にでることがある。
ta  am剤の塗膜は、α1〜α5■根度の厚さの硬
質の層となって鋳11に密着するので、塗膜(−履)と
鋳型の熱膨!I軍がほぼ似友ような臘でなければならな
い0両者が著しく異なると、ヘーニングの原因となる。
(3)  上記造型法に使用される模型としては、マイ
クロ波エネルギー損失が小店く、かつ適度の耐熱性及び
弾性を有することが要求されるので、シリコーンゴムや
フッ素ゴム、あるいU乾燥木材、エポキシ樹脂、アクリ
ル樹脂、スチレン樹脂もしくはこれらの樹脂にガラス繊
維等の剛性を付与する物質を充填し友ものなどの基体の
鋳型側表面に上記シリコーンゴムやフッ素ゴムを被接し
たもので製作される。従って、模型の表面ノーの材質で
あるシリコーンゴム等に充分に−れなければならない(
液状塗型剤の耐熱ゴム層への簡れ性) このような点からみて、本発明者らが先に具体的に提案
(特III昭53−102930号)している耐火物粒
子(300メツシユのシリカ100部)、水溶性レゾー
ル量フェノール樹脂(10部)及び水(60部)から成
為論臘は、模m表面層のシリ;−ンゴム等に対しての―
れ性が悪く、マイクロ波加熱造臘法によ参造Wiされた
鋳型は、しばしば―置が壜だら状になって込ることがあ
った*17tz他の具体例の耐火物粒子(400メツシ
ユのアルイナ黴費Ioo部)、フェノール樹111’(
5部)、メタ/−4(30部)から成る塗置は、シリコ
ーンゴムに対する塗れ性に関しては間l1lIFiない
が、鋳型の砂層と塗膜との接着が悪く、塗膜層が容Ji
K#離するという欠点があった。
し友がって、本発明の目的は、前記した塗型の成有すべ
き特性を満足するマイクロ波硬化性@型用に好適な塗型
剤を提供することKToる。
本発明者らの研究によると、上記目的は、基本的には、
耐火物粒子に熱硬化性樹脂、砂鉄、及び水またはアルコ
ールを配合してなる塗型剤によQ達成される。
この基本組成から成る塗型剤を使用するととにより、模
型の耐熱性ゴムtfl K対する塗れ性は著しく改善さ
れ、塗膜層のベーニングの発生は完全に防止され、また
すくわれも殆んど防止できる。
ただし、上記塗型剤によれば、塗膜層にほんの微少のす
くわれが生ずる場合がある。この問題は、本発明の第二
の塗型剤、すなわち耐火物粒子にII&硬化性樹脂、砂
鉄、酢酸ビニル、及び水t7tはアルコールを配合して
なる塗型剤により、完全に解消される。
本発明に係るIII!$11剤に使用される耐火物粒子
は、1IItJ&の基材となるものであり、例えばジル
コン粉、溶融シリカ粉、アルミナ粉、硅石粉などがある
熱硬化性樹脂は粘結剤として用いられ、例えばフェノー
ル樹脂、尿素樹脂等が使用できるが、時にレゾール型フ
ェノール樹脂が蛾も好適である。
本発明に係るmtIi剤においては、上記成分の他に砂
鉄(F−・α)を添加する。これにより−i11!ノー
のベーニングを顕著に防止できる。
本発明に係る第一の塗型剤は、適量の水iたはアルコー
ルを溶剤として使用し、これに上記各成分を添加し、所
定時間混線することにより得られる。各成分の配合比は
、前記し九塗擺に具備されるべき特性を勘案すれば、耐
火物粒子100重量sK対して、熱硬化性樹脂は20〜
40重量部、砂鉄は20〜30重量が最も好適な範囲で
ある。
本発明に係る第二の塗型剤では、上記各成分の他にさら
に酢酸ビニル、特に酢酸ビニルエマルジョンが添加され
る。この酢酸ビニルは、塗膜の熱膨張に対するクッショ
ン剤としての作用を有し、該酢酸ビニルを1臘に添加す
ることKよす、溶融金属が鋳込まれたIIIIK生ずる
鋳型の膨張に対して追従性を持たせろことができ、前記
第一の塗型剤で僅かな間−として残されてい友−膜層の
すくわれが完全に防止できる。
酢酸ビニルの配合比は、耐火物粒子100重量sに対し
てα5〜1,0重量部が蟻も好適な範囲である。
このようにして得られた塗型剤は、ついで注入、どぶ漬
け(浸漬)あるいはスプレィなどの#11型方法によっ
て模型表面に塗布される。
塗型剤を模型表面Km布するのに、模型キャビティ内K
11llffi剤を注入することによって行なう場合や
、いわゆるどぶ漬けにより行なう場合には、シリコーン
ゴム等の耐熱ゴム表面層への鯵れ性の点から、溶剤とし
て水を用い、また15B−以上、好ましくはl0B−以
上の濃度が必要である。これを添附図面で説明すれば、
図面はどぶ漬けによる液状塗型剤の耐熱ゴム層への濡れ
性(従って、塗れ性を意味する)を示すグラフである。
図面から明らかなように、暴00憾の濡れ面積(lFg
t Ar−α)を得るには約80B#以上が必要である
。同様に、スプレィ法を採用する場合には、溶剤として
水及びアルコールのいずれでもよ帆が、その一度は約7
0B−以上が好ましい。上記各a度は、溶剤の鎗を加減
することによって容易に11節可能である。
以下に1本発明に係る塗型剤の好適な具体例を示す。
塗型剤 1 ジルコン粉<JIS粒度指数500)  loo  重
量部フェノール樹[r        30  1砂鉄
     201 酢酸ビニル          α51水      
              IOI混練は攪拌下で約
3分間行なう、得られた塗型剤の#度は約82 Bg 
 でめった。
この塗型剤を模盛tI&面に塗布する方法としては、中
子410どぶ漬は法が適している。tた、この塗型剤に
は砂鉄が20重量部含まれており、このII型剤を用い
て製造された鋳mは、アルミニウム合金用及び鋳鉄用の
鋳型としてだけでなく、鋳鋼用の鋳型として用いても焼
着は生じない。
am剤 2 浴融石英微粉(JIS粒度指数490)   100重
を部フェノール樹9       30  #砂鉄  
   30血蓄部 酢酸ビニル         α5g 水                   31.5 
 ・混線は攪拌下で約5分間行なう。得られた塗型剤の
a度F;180B−で、主として鋳鉄用#型のamとし
て適している。模型表面に1/11布する方法としては
、中子取pどぶ漬は法、スゲレイ法の両方が可能である
1IIIJi剤 3 アルミナ粉1lls粒度指数500)  100  重
量部フェノール樹11       40  #砂鉄 
    20I 酢酸ビニル          1.0#アルコール 
        28I 混練は攪拌下で約4分間行なう。
塗型剤 4 硅石粉(JIS粒度指数490)     100 1
1部フェノール樹脂       35 1砂鉄   
  201 酢域ビニル          α5Iアルコール  
        35重量部混綽は攪拌下で約5分間行
なう。
以上のようにして本発明に係る―層剤が表面Kll!布
された模型は、ついで前記したマイクロ波加熱による鋳
型装置に供される。すなわち、上記塗型剤が塗布され九
模fIiに鋳型材料(鋳物砂)を充填し、その後当該鋳
型材料にマイクロ波を照射するととくよって、鋳雛材料
中に含まれている誘電物質が発熱し、この熱によって鋳
型材料及び塗置剤中の粘結剤が硬化し、このようにして
鋳型材料及び置型を密着した状態で硬化させ、抜型して
―臘を具備した鋳型が得られる。
上記#li!緘1′Ii聾法において用いる鋳型材料は
、熱硬化性の粘結剤及びマイクロ波に対する誘電物質と
を含有する耐火物より成る4ので、マイクロ波の照射に
よって発熱・硬化するものであれば何を用いてもよいが
、以下により好ましい具体例を説明する。なお、ここで
いう熱硬化性の粘結剤とは、熱可塑性樹脂に硬化剤を配
合して熱硬化性とし友ものをも含む。
まず、第1の具体的な鋳型材料の例としては、粘土分α
5〜6−および炭質有機物α3〜5囁を含有する乾式再
生砂100重量部に対し、熱硬化性樹脂2〜5重量部を
含有してなる材料が挙げられる。
この鋳型材料は、鋳造工場で大量に発生する回収砂を鵡
斜回転容器内に収容し、atgl収砂に回転容器の回転
により複合循濃這IIBを与えると共に、回転容器内に
配設されかり該容器の回転方向と対向方向に回転するア
ジテータ−の回転により、上記傭櫃運動状繍の回収砂に
衝撃117111作用を与えることによって回収砂を所
定時間乾式洗浄し、分級および微粉除去をした後、この
ように再生処理された回収砂に熱硬化性樹脂を添加混練
するととによって製造することができる。上記のように
して製造された鼻生砂は、若干の粘土分と灼熱減量を含
んでいることが%長である。粘土分は鋳型が溶湯注入時
に受ける熱衝撃を適度に緩和する役目を果たし、一方、
灼熱減量は主に炭質有機物である几めマイクロ波加熱に
寄与すゐ誘電物質として有効な役割を果たすことがです
る。シタがって、上記のようにして得られる再生砂は、
その書壕マイクロ波硬化用鋳屋材料の原料として使用で
*i。
なお、この鋳型材料において用いる熱硬化樹脂としては
、レゾール量フェノール樹脂、レゾール型子ノボラック
m混合のフェノール樹脂、ノボラック型フェノール樹脂
(但し、この樹脂は熱可塑性であろため、ヘキサメチレ
ンテトラミン等の硬化剤を通常10〜IS慢1m度含有
畜せ、熱硬化性とすることが必畳である)があるが、こ
の他フツン樹脂等の熱硬化性樹脂も使用できる。これら
の熱硬化性樹脂は、一般に新砂に混合される場合には2
〜フ悌添加されるが、上記により得られる再生砂の場合
は、再生砂100重量部に対し2〜5重量部で充分であ
る。
例えば再生砂100重量部Kl)末フェノール樹脂(ヘ
キサメチレンテトラミンを樹11に対し15憾含肩、融
点70−1’F℃、ゲルタイム35−67秒/150℃
)3重量部および白灯油02部を配合し、混線機により
3分間混練処理することにより鋳型材料を製造する仁と
ができる。
まえ、鋳型材料の第2の好ましい具体例としては、水溶
性黒鉛分散体にフェノール樹脂(水溶液)を添加し、新
砂と混合し九4のを加熱乾燥して成るもので **表面
にカーボン質がコーティングされ良状態となった鋳型材
料が挙げられる。この鋳型材料は、新砂に水溶性黒鉛分
散体とフェノール樹脂(Jl鉛分散体の1鷺の数パーセ
ント)を加え、電キサ−で数分間混抄し、次いでこれを
加熱乾燥させ、加熱時にフェノール樹脂が硬化すること
によって粒塊状になろ九砂を、マツ−等で粉砕すること
によって砂粒状にすることができる。
(以下余白) 以上に好オしい鋳型材料の具体例を示し九が、さらにこ
の他に、新砂、熱硬化性樹脂(熱可塑性樹脂に硬化剤を
配合して熱硬化性とし丸ものを含む)および黒鉛等の一
重物質を混練して成る鋳型材料や、熱硬化性樹脂と新砂
に、マイクロ波に対する一重物質としての作用を有する
炭化砂を混合して成る鋳型材料を用いることもできる。
なお、上記の#II鳳材料を模型内に充填するのは、流
し込みやダンピングあるいは吹込み等任意の方法によっ
て行なうことができる。
以上にマイク1波硬化性鋳ttio膳遣方法に用いるl
l1M、塗型剤および鋳型材料について詳細に説明した
が、上記の材料等を用いれば、周波a 2 A 5 Q
Mfh 、出力6ffのマイク1波を2〜3分間照射す
ることによ抄金!面と同等な精度を有し、鋳型肌面の秀
れ喪鋳型を製造することができる。を九この鋳型を用い
ることによ抄、きわめて高品質の鋳造製品を製造するこ
とができる。
下記表−1に、本発明に係る各種am剤を用いて111
1型を製造し九場合の効果を、従来公知の各植塗型剤を
用い九場合と比較して示す。なお、換型としてはシリコ
ーンゴム被優模盤を用い、マイクロ波照射Fi 245
0 MHz x 6 KW でlT/L1当91分の割
合で行なつ九。
(以下余白) / 以上述べ丸ように、本発明に係る塗型剤を使用すること
により、 (1)  塗膜はそれ自体が硬質の膜なので、鋳物砂の
骨材の影響が比較的少なく、低級な再生砂で4使用可能
である、 +21  iil型用の模型の中で鋳物砂と共に硬化さ
せるので、#膜の表面自体が模型表面を転写できる、 (31従来の塗IjjlK比べて粘結剤(レジン)の瀘
を多くし九ことによ抄、硬化後の―をが模型にしみつく
ことなくamできる、 4) 熱可塑性の酢酸ビニルを塗arc添加し九ことに
より、溶融金属が鋳込まれ九−に生ずる鋳型のSl張に
対し追従性を持九せることができ2、償膜層のすくわれ
が防止できる。
(5)  砂鉄(F−−04)が−11に添加され九こ
とにより、III![4のベーエングが防止できる、な
どの種々の利点が得られる。従って、本発明に係るWl
IW4型をマイクロ波加熱による造型性に用いるととK
より、鋳型肌面の優れ九#h臘を製造できる。
【図面の簡単な説明】
図面は、どぶ漬けによる液状―湿剤の耐熱ゴム層への−
れ性を示すグラフである。 出−人  株式会社  小松製作所 代理人 弁理士 米原正章 弁理士 添木  廊

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 I 耐大物粒子に熱硬化性樹脂、伊−1及び水またはア
    ルコールを配合して1に為マイタ曽液硬化性鋳鑞用總臘
    剤。 2 耐大物粒子がジル2711%アル々す翰、硅石初、
    溶融シリカ肴で6為特許−意O範test項に記載のi
    mm剤。 3 熱硬化性樹脂がレゾール臘フェノール樹脂である特
    許請求の纏−m11項に記IK01111剤。 4 ボーメ度が7Q Be 以上でIt、スプレィ用に
    好適1kIf#許−求の@−嬉嘗項KWi載の塗型剤。 5 ボーメ度がMOB−以上て番1、どぶ潰は用に好適
    な脣許鰭求amisst項に記載O勤臘剤。 6 耐大物粒子に熱碩化性樹■、砂銑、酢鍛ビニル、及
    び水を光はアルコールを配合してなゐマイクロ波硬化性
    鋳鑞用11!!I剤。 7 耐大物粒子がジルコン粉、アルイナ粉、硅石粉、1
    1融シリカ粉である411IV請求の範囲第6項に記載
    の−m i!4@ 8 熱硬化性**がレゾール鑞フェノール樹脂でるる特
    許請求の範■嬉6項Klk!棋の塗型剤。 9 ボーメ度が7OB−以上で61%スゲレイ用の好適
    ′&41杵1求の範−厘6項に記−の鎗蓋剤。 10  ボーメ度が9 Q Be 以上であり、どぶ漬
    は用に好適な*lftm求の範1llIiII6項に記
    載の塗型剤。
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