JPS5829542A - 鋳型成型用の樹脂被覆砂粒 - Google Patents

鋳型成型用の樹脂被覆砂粒

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JPS5829542A
JPS5829542A JP12581681A JP12581681A JPS5829542A JP S5829542 A JPS5829542 A JP S5829542A JP 12581681 A JP12581681 A JP 12581681A JP 12581681 A JP12581681 A JP 12581681A JP S5829542 A JPS5829542 A JP S5829542A
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sand
halogen
mold
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resin
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JP12581681A
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Isao Kai
勲 甲斐
Hirotami Hosokawa
細川 博民
Takayuki Oda
尾田 貴之
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Asahi Yukizai Corp
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Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd
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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

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  • Materials Engineering (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】 本発明はめ造に使用する鋳型材料用の樹脂被覆砂粒およ
びそれより製造せられた鋳型に関するものである。
従来より有機粘結剤を使用する鋳型材料及び鋳型【は、
シェルモールド法をはじめ、コールドボックス法、ホッ
トボックス法、常温硬化性法等があり、これらの粘結剤
としては、鋳造に際して耐熱強度が要求されるため、非
常に熱安定性の高いフェノール樹脂、フラン樹脂、尿素
樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性VIt脂が使用されて
いる。
壕だ、JJi造される鋳物は鋳鉄系をはじめ、鋳鋼鋳物
、非鉄金属まで巾広く同一の粘結剤が使用されている。
その結果、低温で曲端されるアルミ合金のごとく非鉄金
属においては、粘結剤が充分に分解するほどの熱履歴を
受けないために、鋳造後の鋳型の崩壊性が非常に悪く、
その砂落としのために多大のエネルギーと労力が費やさ
れている。
更に鋳鉄系鋳物においても、例えば自動車用鋳物に見ら
れるように低燃費のために鋳物を薄肉化し軽喰化したり
、構造的に複雑化する傾向にあって、めぐるみになるよ
うな形状ではその鋳物製品中の砂残りを防止するために
、ぼう犬な工数がかけられている。
一方、・υ、j込み温度の非常1/(m高い11j:?
岡1ジj′吻でにj、Ij侍後の凝固過程においてu、
j型の残留強1すが高渦ぎるために、tji j吻製品
に亀裂がはいる1ilJ t4↓が免牛するため有機1
−F、’1. J15 Qjjの使用分野が限定されて
い/ζ。
上記のごとく従」(4支術に、r7−いて)り了凄さ7
’L (!)なかった基本的tc問題1jまに1、ヅ、
j;告11J」に四求される耐熱強度を高くすればする
ほど1、Jj造後の崩喰性(砂落ち性)を悪くする結果
になる”+ilである。
本発明の目的は、従来より使用1されているuj潰用の
有機粘着剤のもっている清型件の優秀さと鋳造時に甥求
されろ耐熱性をぞの斗\保11シながら、鋳造後に於い
て非常に残留強度が低ドして崩吻性を大巾に改善するた
め鋳型AAイ′’l及び、tJ、j Jlll、!金線
11(することにある。
−I−m己の1]的を達成するだめVこ、本出願人υ1
1、昭和56年2月231]付で昭(115/)年′I
7 rF願第250216号をもって特許出願をなした
該発明の要旨とするところr]:、原旧砂の1、;−を
100市量部としたとき、硬rヒ性rf11脂03〜1
0重惜部と、加熱により該硬化性物質の炭化を促11(
−ろ− する含ハロゲン有機化合物o、 o o i〜1o 重
量部とから4【る組成物を−1−記原料砂上に被覆して
なる鋳型成形用の樹脂被覆砂粒およびそれより成形せら
れた以jrllIであった。
しかしながら、さらなる実験によると、−1−記の祐1
指被覆砂粒より製作された鋳型を使用して、たとえば、
改のライナを有するアルミニウムあるいはその合金のシ
リンダを鋳造するとか、あるいは中r−は−1−記の樹
脂被覆砂粒より造るが、外型(主型)回、金型を便1[
[シて、いわゆるダイキャスI−を行なった場合とか、
要するに注湯時に鋳物あるいは鋳Ql;の少くとも一部
て鉄もしくは鉄系金属(以下、rliに「鉄」という)
が存在すると、注湯時の熱によって、前記含ハロゲン化
合物より分裂したハロゲン含有ガスが鉄に接触して少く
ともザビ状の腐食を生ずることがある。
本発明は、この点にかんがみ、前記先願の発明をさらに
改良し、加熱環境rおいてハロゲンと容易に結合しつる
金属の粉末物の適量をさらに含ませた改良型の組成物を
もって砂粒を被覆すること4− によって、上記の4:うな不利点を実質−1−消除する
ことに成功して、本発明を完成するに至ったものである
このような知見にもとづく、本発明の要旨とするところ
は、願掛に記載の!1斤許請求の範囲に掲11あしたと
おりである。
以下、さらに本発明の全体について、1iY細な説明を
する。
さて、本発明において使用される、加熱に」:り硬化樹
脂の部分炭fヒを促1伍する含・・ロゲン有機化合物の
かなりのもの−1、いわゆる難燃剤として分類されるも
のではあるが、本発明の趣旨はそれのの崩−裏作をいち
じるしく向上させる(幾1’f/7については、一般的
には艷j造時には実質的に膚1燃削としての働きがある
ため、耐熱強IWを維持し、ツ、j造後に於いては、そ
の分解ガス成分が粘結剤の分解を促進する作用があるこ
とが認められる。
本発明に於いて、砂とはかならずしも100係が5I0
2である必要はなく、常識的に鋳造用に耐えられるもの
であって、オリビンサンド、ジルコンサンド、クロマイ
トサンド、アルミナサンド等を含むものでありうる。ま
た硬化性樹脂としては、熱硬化性、通気硬化性、常温硬
化性など、はいずれの範囲のものにも適用される。これ
らの中にはフェノール樹脂、フラン樹脂、眼素樹脂、フ
ェノールウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリ
コン樹脂、ブタジェン樹脂、アクリル樹脂、アルギソド
ウレタン樹脂等であって、硬化性を示す樹脂であれば特
に限定はない。
また、その樹脂添加計ば、03重量部以下では砂が充分
被覆されず機械的強度が得られず、10重計部以上では
鋳造時にガスの発生量が多くなり、沿113〜5重暇部
である。
斗た、本発明におして、加熱により前記硬化性物質の炭
化を促進する含・・ロゲン有機化合物として1d1、塩
素イビパラフィン類、臭素化パラフィン類、塩素化ポリ
エチレン、臭素化ポリエチレン、史1化ホリフェニル、
塩素化ポリフェニル、パークロロペンタ゛ンクロブ゛カ
ン(デク「1ラン)、デクロランプラス、テトラブロモ
エタン、テトラブロモブタン、ジブロモエタン、1,2
−ジブロモ−ろ−クロルプロパン、1,2.3−トリブ
ロモプロパン、ヘギザブロモンクロドデカン、テトラフ
“口上ベンセン、塩素化ジフェニル、テトラブロモビス
ノー1−ノ ルA1テトラブロモ無水フタル酸、ヘキー
リープロモヘンゼン、ヘキサン“ロモンク[2ドブ゛カ
ン、ビス(〕゛ロロモエチルエーテルトう火[コモビス
フ王)−ニルオキザイド、エチル化テトラブロモビスフ
エフ゛ ノールA1ペンタメロモモノクロロシクロヘギザン、ジ
ブロモネオペンチルグリコールポリエステル、ハイドロ
ギゾメチル・つ1/イドノチルホスフオニウムクロライ
ド、j・リスジクロロプロピルホ7一 本発明において配合する前記の炭化促進性物質の割合−
5、砂100重量部に対して0.001〜10重叶ン1
1である。
しかし配合割合が0001部以下では、樹脂粘結剤にχ
・1[7ての割合が少な過ぎるため有効な・・ロゲン基
濃度不足のため充分な部分炭化促進効果が出ない。
外ブこ、その割合が10部エタン上では、発生ガスが多
くなること、鋳型性能上造型時の硬化速度が遅くなる等
の弊害が生ずる。好ましい範囲は001〜5部である。
本発明に於いて、前記含ハロゲン有機化合物は、あらか
じめ硬化性樹脂の中に内添して加えても、あるいは樹脂
被覆砂粒を製造する際に添加しても、その効果の本質は
変らない。
さて、今迄に要約したところは、前記先願の昭和56年
特許願第25036号明細書にも記述されていZ)とこ
ろであるが、本発明に特有の、水素よりイオン化傾向の
強い金属としては、アルカリ土類金属に属する金属、な
かんずく特にBa、Sr、Ca、Mg8− が挙げられる。また、遷移金属とくにMn 、 Zll
 、 F+! 。
Cd 、 Co 、 N iなど、そのうちでもとくに
Znが適当である。
される金属f、HMで表わし、ハロゲンをXとすると、
M  +  X −= MX n (但し、n−2またば3とする) なる反応が行なわれることによる。
また、使用する樹脂の如何にJ:つでは、II Xが分
離することもあるが、この場合には、M −1−IT 
X  → M X + T−T2ヱ なる反応も\起する。
以下に本発明の実施例を示し本発明をさらに詳細に説明
する。
実施例1 硅砂(三栄6号)10kgを150℃に加熱し、遠州鉄
工製のスピードミキザ〜ハ計叶し、次いでノボラック型
フェノール樹月旨250gとテトラフ。
ロモビスフェノールA、 50 f/を混合して、ミギ
ザー内で50秒間混練した後、ヘキザメチレンテトラミ
ン3Z57と水1507を添加して40秒後にステアリ
ン酸カルシウムキ57と亜鉛粉末307とを加えてし′
;′平ンコーテツドザンサン以下RC8と略記する)を
得た。
実施例2〜5 量を変化させて同様にしてレジンコーテツドサンドを得
た。
比較例として実施例1の配合より]二記の炭化促進剤お
よび金属粉末を除外したものでT(、OSを作った。
上記レジンコーテツドサンドを評価するための試験法は
下記の要領で行った。
抗折力・・・・・JIS+(−6910ベンド・・・・
・J A、 CT試験法5M−3融着点・・・・・・ 
  〃C−1 崩壊性・・・・・・11340m+n、長さ75m、厚
さ25陥である抗張力試験片を作成して崩壊試験用中 子とした。
する外型を別途成型し、その中に−1−記中子試験片を
セットして700℃で溶 解したアルミ合金を働込み、冷却後1 、σj′吻の1ケ所に17Il(j 10r?のIF力
のエアハンマーで振動を15えて鋳物の径10陥の出口
より出て来る砂の重@を時間ごごとに測定して崩壊性の
程度を係で表 示した。併せて崩喰されて出て来た砂 のかた1り計を10メツシユのふるい にかけて川沿を測定して崩壊率とした。
残留強度・・・径が22.5mで高さ50mmのテスト
ピースを作り、そのテストピースヲ500℃の炉の中で
経過時間ごとに加熱して、冷却後、抗王力を測定して残
留抗工力 とした。
実施例1〜5及び比較例による評価結果は表1のII 
I)であって非常に優れた崩壊性を示した。
表  1 (難燃剤は砂100部に対する部) 11一 実施例6 流動焙焼炉による再生砂400 #と固形レゾール型フ
ェノール樹脂8A11で常法によりドライホット法で樹
脂被覆砂粒全製造する時にジブロモネオ造した。
該R,OSにて、アルミ合金自動車部品として、インテ
ィクマニホールド用中子を製1告し、従来使尺C8 用していたレゾール樹脂添加用が2部である一J(ニー
・、−ソツ4−と比較した結果、従来−、Jj造後砂落
としのために400℃で4時間焼鈍17ていたものが、
本実施例では」−記の焼鈍過程を全く省略して、機械=
13− 12− 的振動のみでioo係の砂落ち性を示した。
実施例7 ノボラック型フェノール樹脂中にあらかじめシフ” Mロモエタンを90:10の割合で混合して変性樹脂を
得た。該樹脂を流動焙焼炉再生砂ioo部1・    
 ×こS 前記R=−司キ計を利用して自動車用エンジンブロック
のジャケット部分の中子を製造し、鋳造した結果ジャケ
ット部の砂残り量は表2の通りであシ従来品よりもはる
かに砂落ち性が良好であり、後工程での作業が大巾に軽
減された。
実施例8 温泉珪砂100部に対17、フラン樹脂(一般市販品旭
有機材製ITP−4021)及び70係水溶性パラトル
エンスルホン酸をそれぞれ1.0部と0.61τμを加
えて常温自硬化性、脩型用樹脂被覆砂を製造すフ1゜ る時に、テトう¥ロモブタン’、(0,24部添加して
、径50脳、高さ5ONnの円柱テストピースを造型し
た。
=7パ 比較例として、テト)窩°ロモブタンを添加してない型
との特性を比較した結果d、表乙の通りであった。
表  3 但し残留抗王力+tiooo℃C爆熱した時である。
実施例? 珪砂(三栄6号)100部に対し、あらかじめ7” テトフ入口モビスフェノールAを15係含有するベンジ
ルエーテル型フェノール樹脂4.5 部と、ポリイラン
アネート1.2部を混合して、いわゆるコールドボック
ス法用の樹脂被覆砂を作った。
該被覆砂粒をドグボーン型抗張力測定試験型に吹き込ん
で、トリエチルアミンガスを通過させてσ3型を成型し
た。
プ゛ 比較例として同様にテトラブロモビスフェノールAを除
外した鋳型を成型して比較した結果は表4の通りであっ
た。
崩嗜叶については実施例1〜5にωじた。
上記のいずれの実施例においても、ノ・ロゲン捕脹 2性の金属粉末を加えない場合に−−1注湯時に・・ロ
ゲンガスが発生して、たとえば鉄のシリンダライナとか
、外型がグイキャスト用の鉄・博のものであるときには
、赤ザビの発生を見るが、金属粉末添加の場合には、1
つだ(、それが認められたかった。また、Znの代りに
、n a + S r −Ca −Mg + Mn +
 F c + CdCo、Niなどの〜等歌を使用して
も、上記のような赤ザビの発生を防用することができた
。ただし、目下の試験では、Znがコスト的にも、作用
的にも、その成果が最高であった。
実施例10 流動焙焼炉による再生砂200 l(gと、ノボラック
型フェノール樹脂6.2kgで常法によりドライホ当 シト法でn、 s cを製造するに/す、テトラブロモ
ビスフェノール−A−0,8M、 llTi−鉛粉末0
4館を添加配合した。
このRC8を用いて、空冷用アルミ合令裂」−−トバイ
用の単筒シリンダ(ジャケットお」:び鉄うイナ付)め
浩用の中子(約1 H) (c造型し、外型を金型(鉄
製)とする金型鋳造法で、溶融アルミニウムを720℃
で注湯した。
得られたアルミニウム鋳物は210mmX 130y+
+mX 110mのサイズで、重さ6.7#であった。
シリンダのボアは50祁、長さは100m+nであった
唾鉛粉末を加えないときでも砂焼きを必要とすることな
く、機械振動だけで100係の砂落としが達成されたが
、鉄ライナと金型に赤サビが生じた。
しかるに亜鉛粉末を加えると、Brがそれと結合粉末の
添加量は外型を鉄とするし1.中子をRO8製とする小
型のテストピース鋳造用の鋳造具を造り、アルミ合金を
注湯した際に、金型(外型)に赤ザビが出るかどうかを
視察することによって決めることが出来る。
実験によれば、その量は、原料砂100重量部につき、
0.0001〜10.0重量部であった。なお、亜鉛粉
末が最適であるが、 前述のアルカリ土類金属訃よび遷
移金属の応当間をもって、そ71に代えることが出来る
特許出願人  旭有機(」工業株氏会r118−

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)原料砂の@ f:10 (3重量)7(iとした
    時、硬化性向1旨0.3〜10重敬部と加熱により、該
    硬化性物質の炭化を促1@する含/・ロゲン有機化合物
    0001〜10重惜部とからなる組成物及び加熱下にお
    いて発生するハロゲン原子と結合し−C塩をつくる性質
    を有し、水素よりイオン化傾向の強い金(く粉末物0.
    0001〜10重量部とからなる組成物を、−1−記原
    料砂」二に被覆してなるfl、5 ”+’J成準用の樹
    脂被覆砂粒。
  2. (2)上記の樹脂被覆砂粒より成型せられた0、1型。
JP12581681A 1981-02-23 1981-08-11 鋳型成型用の樹脂被覆砂粒 Expired JPS6039450B2 (ja)

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DE19813135708 DE3135708A1 (de) 1981-02-23 1981-09-05 Harzueberzogener formsand und daraus hergestellte giessereiformen und -kerne

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015188910A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 旭有機材工業株式会社 鋳型用ウレタン硬化型有機粘結剤及びこれを用いて得られる鋳物砂組成物並びに鋳型
CN106825455A (zh) * 2017-03-06 2017-06-13 宁国市东渡铸业有限公司 金属型覆砂铸造衬板、锤头装置

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