JPS58212833A - 鋳型製造用の有機自硬性砂 - Google Patents

鋳型製造用の有機自硬性砂

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JPS58212833A
JPS58212833A JP9564282A JP9564282A JPS58212833A JP S58212833 A JPS58212833 A JP S58212833A JP 9564282 A JP9564282 A JP 9564282A JP 9564282 A JP9564282 A JP 9564282A JP S58212833 A JPS58212833 A JP S58212833A
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JP
Japan
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sand
weight
thickener
refractory
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Pending
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JP9564282A
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English (en)
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Yasuyoshi Hirauma
平馬 康良
Seiki Suzuki
清貴 鈴木
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Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58212833A publication Critical patent/JPS58212833A/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/20Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents
    • B22C1/22Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of resins or rosins
    • B22C1/2233Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of resins or rosins obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds

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  • 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、増粘剤を添加することで、廻し型又は引き型
などの特殊な造型法によって鋳型を製令するための有機
自硬性砂に関する。
〔発明の技術的背景〕
一般に、’[4自硬性砂は珪砂などの耐火物に、粘結剤
としてフラン樹脂、フェノール樹脂、或いは尿素樹脂な
どを添加するとともに、硬化触媒として無機酸又は有機
酸を添加し、これらを混練したものである。
そして斯る有機自硬性砂は非常に流動性に富み、作られ
るべき鋳造品の形状と等しい形状の木型。
つまり現型の周囲に砂を流し込んで造型する通常の造型
法に好適なものといえる。
しかしながら、有機自硬砂は砂のみを盛付けて所定の形
状に保っておくことができないため、木型の工数やコス
トの関係から、鋳造品の生産個数が少ない場合に好適な
造型法として、しばしば採用される廻し型法や引き型法
などの特殊造型法に用いることはできない。
そこで、従来にあっては現型による通常の造型法には有
機自硬性砂を、また前記の如き特殊造型法には流動性が
殆んどないセメント自硬性砂を用いているのが現状であ
る。
〔背景技術の問題点〕
上述のよ5VC,Wm自硬性砂は現型を用いる通常の造
型法に適用した場合には、造型作業が省略できると共に
、丈用後の再生率も高く、更に再生砂の方が粘結剤の添
加量も少なくてよい等、種々の利点を有している。
しかしながら、工場内などで、通常の造型法と廻し型法
或いは引き型法などの特殊な造型法を行っている場合に
おいて、百機自硬性砂はpH3程度の酸性域で硬化する
のに対し、セメント自硬性砂はpi(13〜14のアル
カリ性域で硬化するなど、両者は相反する性質をもって
いる。このためこれらの砂を一諸にして再生するこ本が
できず、使用した砂の全体の再生率を低下させるという
問題がある。
〔発明の目的〕
本発明は上記した背景技術の問題点を解決すべくなされ
たものであり、その目的とするところは、廻し型または
引き型などによって鋳型を製造する際に用いることがで
き、もって砂の再生率を高め、砂の管理を一本化して合
理化す1キり得るよ5[した鋳型製造用の百機自硬性砂
を提供するにある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成すべ(本発明は、珪砂などの耐火物に、
フラン樹脂、フェノール樹脂及び尿素樹脂のうち少(と
も一種からなる粘結剤と、無機酸又は有機酸からなる硬
化触媒と、ヒドロキシプロピルセルロース或いはメチル
セルロース等の有機増粘剤とを所定の割合で添加し混練
したことをその要旨としている。
〔発明の実悔例〕
以下に本発明に係る有機自硬性砂の製造法の一例と具体
的実施例を添付図面を参照しつつ゛詳述する。
第1図は製造例を示すものであり、先ず耐火材Aと有機
増粘剤りとを混練工程1で5秒間混練する。ここにおい
て、増粘剤りは以下の如き条件を満足するものを選定す
る。
a)鋳造品の形状、大きさによって造型工数を考慮した
可変時間を有すること◎ b) 造型後、盛付は部、尖端及び角部が崩れ落ちない
仁と。
C)鋳型に必要な強度を確保すること。
d) 増粘剤の添加による鋳造欠陥がないこと。
e) 通常の■機自硬性砂に混入しても砂の性状に支障
がないこと。
そして、耐火材Aと有機増粘剤りとを混練した後、混線
工程2において硬化触媒Cを添加し刃秒間混練する。そ
して混線工程3において更に粘結剤Bを添加し加秒間混
練し、目的物であるM機自硬性砂4を得る。
尚、各添加物の添加順序は上記に限らず任意であり、ま
た同時に耐火物A、粘結剤B、硬化触媒C及び増粘剤り
を添加混練してもよい。
次に、本発明を具体的実施例と参考例とを比較しつつ説
明する。
用いた供試材は以下の通りである。
(A)  耐火材:再生砂95重量部十最上珪砂5重騎
部=再生混合砂(5号相当) (B)  粘結剤二≠340B (化工りエーカー社製
の尿素フラン樹脂) (C)  硬化触媒: C−14(化工りエーカー社製
のパラドルエンスルホル酸) (D)  増粘剤: 上記各供試材A〜Dを第1表中の実施例1〜4と、第2
表中の実施例5〜17に示す混合割合(重量比)で、品
用式攪拌機?用いて混練し、有機自硬性砂を調整した。
またこれら実施例と比較するため、第3表の参考例1&
C示す従来の封礪自硬性砂と第4表の参考例2に示すセ
メント自硬性砂を調整した。そして以下に述べる各種試
験を行なった。
第   2   表 第   3   表 wJ4表 +11  スランプコンによる成型性試、験上記第1表
〜第4表に示したそえぞれの混線調製砂を、第2図(a
)に示す鉄板10上にセットした高さ150118.上
部の径50m、i部の径100IDIのスランプコ/1
1に入れ、上下面を平行にした後、スランプコン11を
静かに上方へ引抜いて成型性試験を行なった。
砂に流動性がある場合は、第2図(b)に示すように砂
12カスランプ(落ち込み)する。このようにして行な
った各砂のスランプ値tを第5表に示す。
第   5   表 第5表から明らかな如く、従来の胃機自硬性砂(参考例
1)は、スランプ値が690と大きく、またセメント自
硬性砂(参考例2)は、スランプ値が0である。
そして、特殊造型法に用いる砂のスランプ値は。
成型性の面から、前記セメント自硬性砂のスランプ値と
等しくOであることが理想である。°ただし、鋳型の形
状(高さと深さに関係する)によっては。
スランプ値が比較的大きくても便用し得ることを考慮す
れば、一般的には0〜1013の範囲であればよい。
而るに、本発明の実施例1によれば、スランプ値を36
鮎と参考例1の約半分に押えることができ。
更に実施例2〜4の如く増粘4jの添加tを厖加するこ
と九よりスランプ値を小さく押え、更には0とすること
ができる。
尚、実施例1〜4は参考例11C比して粘結剤の添加鷲
が2倍になっているが、これは前記増粘剤を添加すると
後述する砂の経時強度が劣下するため、これを防止する
必要から増加したものである。
また実施例5〜17に示す如(、増粘剤としてメチルセ
ルロースを用いる場合に、この増粘剤を耐火物100重
量部に対して0.3〜0.5重量部添加することにより
、スランプ値をOにすることができる。
(2)経時強度及び表面安定度試験 前記第1表〜第3表に示した混線調製砂を、木製多数個
取り試験片(直径501m 、高さ50m131 ) 
K込め付け、1時間経過した試料を木型から取り外し、
経時時間毎に強度測輩した結果と、上記試料をh時間自
然放置した後、そのJl竜を測定し、ロータツブ試験器
に設置したjOメツシュのふるい上に試料を載せ、2分
間振動させた後、試料の重iY側短し、七〇減黛から表
面安定度(S、S、I)を求めた結果とを第6表に示づ
−。
第   6   表 この第6表から明らかな如く、増粘剤の添加によって経
時強度及び表面安定度は低下し、これらは添加量が増加
するに従って更に低下する傾向を示す。しかし、経時強
度及び表面安定度は、実施例5〜17に示すように、粘
結剤と硬化触媒の添加量を増加すれば上昇する。尚、実
施例1〜4は先(述べたように、経時強度を高めるため
に、粘結剤と硬化触媒の添加量を多くしたもののみ示し
たものである。
ここで、冴時間経過後の強度は鋳型が小さい場合には8
KP/cWL2以上、大きい場合で20KP/C111
2であれば足りるので、実施例1〜17はいずれも使用
可能である。また表面安定度は、約90%以上あれば。
溶湯の流速及び溶湯圧に十分耐え、且つ表面が平滑な鋳
造品が得られるため、いずれの実施例も実用上問題はな
い。
(3)可使時間試験 廻し型や引き型による特殊造型法は、現型による通常の
造型法に比較して造型開始から完了までに時間がかかる
ため、砂の可使時間が要求される。
この可使時間試験は、混練調製した砂を、混練直後、1
0分、15分、20分並びに5分の各時間自然放置した
後に、木製多数個取り試験片に込め付け、冴時間後にそ
れらの強度を測定することにより行なった。その結果を
第7表に示す。
□ ・”11 第7表 この第7表から明らかな如く、いずれの実施例も混練後
から型込めまでの時間の増加(伴なう強度低下の割合は
、参考例1に比較して小さく、nJ使時間が改善されて
いることを示している。そして、実桟例1,11.12
を除く他の実施例は加分後に型込めしてもlQ KP/
crrt2以上の強度が得られ、特に実施例13、/ 
14.15は部分後に型込めしても加々/傭2に近いか
それ以上の強度が得られた・(4)鋳込試験 実施例3.7.10.14の砂を用いて引き型造型法に
より、第3図に示す如き長さt o o o xm、中
30011、高さ50朋の鋳込部14を■する下型13
を製作し、この下型13の上に二点鎖線で示す上型16
をセットし、湯道15を介して鋳物材質GC(FC−3
0相当)の溶湯を鋳込温度1300℃(0,P、M) 
で鋳込み、鋳込部14内に鋳込重量110KFの試験片
を鋳造する鋳込試験を行なった。その結果を第8表に示
す。
第   8   表 以上の各試験結果tt総合して判断すると、増粘剤とし
てヒドロキシゾロビルセルロースを用いた場合は、粘結
剤及びこれに対応する硬化触媒を通常の有機自硬性砂に
比し【添加量を増加させ、耐火物100重量部に対し粘
結剤を1.5〜3.0重量部とし、増粘剤を1.0〜1
.2重量部とするのが最も好ましい。
また、増粘剤としてメチルセルロースを用いた場合には
、粘結剤及び硬化触媒の添加量を、通常のW4fi自硬
性砂に比して必ずしも増加させる必要はなく、耐火物1
00重量部に対し粘結剤は1.0重i部以上あればよく
、前記増粘剤は0.3〜0.5重量部添加するのが最も
好ましい。ただし実施例14゜15から明らかなように
耐火物100tt部に対する粘結剤の添加量を増加すれ
ば、より好ましい結果が得られるが、粘結剤の増加は砂
のコストア・ソッとなるため、耐火物100重量部に対
して3.0重量部程度に止めて藷(のが好ましい。
更(、増粘剤は鋳型へ溶湯な鋳込むことにより、相当量
が燃焼し、また再生処理によって耐火物表面から脱落す
るため、再生後の回収砂中にはあまり残らず、且つ本発
明の対象である特殊造型法は通常の造型法に比較して量
が少ないなどの理由から、この増粘剤を添加した砂を通
常の有機自硬性砂と一諸に再生した回収砂で通常のM機
自硬性砂を調整して造型しても何ら悪影響は認められな
かった。
尚、以上の実施例においては増粘剤としてヒドロキシゾ
ロビルセルロース及びメチルセルロースを用いたものを
示したが、本発明はこれに限るものではな(、上記と同
等の性状lπする■機モノマーを増粘剤として添加し得
ろものである。
〔発明の効果〕
以上の説明で明らかな如(、本発明によれば、珪砂など
の耐火物に、フラン樹脂、フェノール樹脂及び尿素樹脂
などからなる粘結剤と、無機酸又は有機酸からなる硬化
触媒と、ヒドロキシプロピルセルロース或いはメチルセ
ルロースなどの有機増粘剤とを所定割合で添加し混練す
るようにした結果、廻し型や引き型などKよる特殊造型
法に有機自硬性砂を用いることができ、増粘剤を添加し
ても回収・砂の性状が通常の造型法に全く悪影響を及ぼ
さず、砂の調製、再生処理などの砂の管理が簡素化され
、砂の回収率も極めて同上する等多くのや果を奏する◎
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る有機自硬性砂の製造過程を示すブ
ロック図、第2図(a)はスランプ値を求めるための試
験@置の縦断側面図、第21図(b)は砂がスランプし
た状1課の一例乞示す側面図、第3図は鋳込み試験に用
いた引き型の斜睨図である。 4.12・・・五機自硬性砂、A・・・耐火物、B・・
・粘結剤、C・・・硬化触媒、D・・・増粘剤。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、耐火物に、フラン樹脂、フェノール樹脂及び尿素樹
    脂のうち少くとも一種からなる粘結剤と、無機酸又は有
    機酸からなる硬化触媒と、有機増粘剤とを添加混練して
    なることを特徴とする鋳型製造用の頁機自硬性砂。 2、前記有機増粘剤をヒドロキシプロピルセルロースと
    し、且つその添加割合を耐火物100重量部に対して0
    .9〜1.4重量部としたことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の鋳型製造用の゛■機自硬性砂。 3、前記粘結剤の添加割合を耐火物100重量部に対し
    て1.5〜3.0重量部とし、且つ増粘剤としてのヒド
    ロキシプロピルセルロースの添加割合を耐火物100重
    量部に対して1.0〜1.2重量部としたことを特徴と
    する特fI−請求の範囲第1項記載の鋳型製造用の有機
    自硬性砂。 4、前記有機増粘剤をメチルセル四−スとし、且つその
    添加割合を耐火物100重量部に対して0.2〜1.0
    重−置部としたことを特徴とする特許請求の範囲741
    項記載の鋳型製造用の胃機自硬性砂。 5、前記粘結剤′の添加割合を耐火物100 を置部に
    対して1.0〜3.0重量部とし、且つ増粘剤としての
    メチルセルロースの添加割合を耐火物100重量部に対
    して0.3〜0.5重量部としたことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の鋳型製造用の五機自硬性砂。
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