JPS597457A - 鋳造方法 - Google Patents

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】 この発明は、鉄含有の金属よりも融点が低い、アルミニ
ウム、マグネシウム、銅および、これらの合金などの非
鉄金属の鋳造方法に関するものである。

鉄およびスチールの鋳造にジルコン砂を粘土を粘結剤と
して使用することは、例えば、米国特許第３．２１２．
１４４号および同第１，８８６，２４９号に示されてい
る。これらに開示の技術は、゛グリーンサンド”に関す
るもので、きわめて大形で経費がかがる鋳造プラントが
必要となる。

また、米国特許第２，５３５，６６２号は、有機質粘結
剤として亜麻尼油を用いたジルコン砂鋳物砂により、鉄
系金属を鋳造することを開示しているが、粘結剤の硬化
にオーブンを使用するため、熱エネルギーが大量に必要
となり、また、焼成時に破損が生ずるなどの欠点がある
。

また、英国特許第８６４，２０７号にもン′ルコン砂が
主として高耐火性の特質により使用されることが開示し
てあり、けい砂に比較すると鉄金属の鋳造において熱安
定性にすぐれているため、鋳肌などの品質がよい鋳物が
得られるようになっている。

前記した鋳物は、通常クローニング（シェル）方法（熱
硬化のフェノールレノンを粘結剤に使用）により鋳造さ
れ、かなりの成果をあげているが、熱破壊および型こわ
れしやすい溶湯の鋳造にのみ限定されている。

シェル方法を用いる鉄および鉄系金属の鋳造においては
、高価なジルコン砂を回収するようになっているが、こ
の処理においては、古砂を８００〜１　Ｃ１Ｏ０℃に加
熱し、粘結剤を燃焼させて新砂と混ぜるようにしており
、古砂の回収には：多額の費用がかかるが、高価な鋳造
価格に吸収させてしする。

６１ｉ記の開示技術は、鉄金属の鋳造としで、この発明
とは異なる分野のものに関するものである。

この発明は、非鉄金属、例えば、アルミニウム、マグネ
シウム、銅、およびこれらの合金など、融点が鉄金属よ
りも低い金属の鋳造に関するものであり、これら非鉄金
属の鋳造は、シリカその池の安価な鋳物砂により行なっ
ている。

この発明によれば、鋳物砂としてのジルコン砂と、５０
°Ｃをこえない温度で硬化するレジン系粘結剤とにより
鋳型を造型し、この鋳型に非鉄金属の溶湯を注湯して鋳
造し、型ばらしを行なうことを特徴とする鉄含有の金属
よりも融点が低−％１１鉄金属の鋳造方法を提供するも
のである。

前記方法において、中子を含む鋳型は、触媒またはレジ
ン系粘結剤に対する硬化剤のほかに下記組成を有するも
のである。

５０〜１００％　ジルコン砂 ０．４〜１．０％　レジン系粘結剤（重量比）（）〜５
０％　ジルコン砂以外の砂（重量比）まｔこ、粘結剤は
、室温で硬化する常温自硬性のレジンが用いられる。

有機レジン系粘結剤は、７エ７−ル、７ラン、インシア
ネート系レジンで、固形、液相または気相触媒で硬化す
る。

鋳型造型の鋳物砂は、すべてジルコン砂であるようにす
ることもでき、ジルコン砂は、　　５０〜５００μ「ｎ
の粒径で、通常は平均校径が１００μＪ場今により７５
μ「０の粒子からなる。

さらに、鋳型は、ハンｌ’フィリング、つき固め、自動
中子または造型吹込装置により鋳わくを用い、または用
いずに造型される。

また、型ばらしにより回収した古砂を再使用して造型し
た鋳型により非鉄金属を鋳造することができる。

非鉄金属の鋳造における鋳型にジルコン砂を用いること
は、単なる選択の問題ではなく、ノルコンの価格と、そ
の回収コストがシルフンの採用を阻んでおり、この発明
は、これを解決し、ジルコン砂による鋳型の使用を非鉄
金属の鋳造において可能としたものである。

この発明は、多大の利点を有する。

まず、中子による中子孔と型壁厚の精度が２０倍にまし
、鋳物の外形がシリカの鋳物砂に較べ、５倍以上の精度
をもつ。また、熱的に安定し、シリカに較べ熱膨張係数
が低く、きわめて精度、強度などにすぐれた品質のよい
鋳物が得られるものであり、鋳物砂が熱膨張しやすいと
、鋳肌が荒れ、鋳ぼりなどがでやすいが、それらの発生
を防げる。

また、レジン系粘結剤の使用により、室温での硬化がｉ
ｊＪ能となり、鋳型の品質向上にきわめて顕著なものが
あり、シェルの厚さも自由に選定、製造でき、フーニン
グシェル方法の鋳型よりも強度がすぐれ、破損し難く、
スチール鋳わくを用いることができるため、鋳型精度が
高い。

この発明によれば、回収した古砂を２５０℃から６００
℃以下の温度に加熱し、良好な再生状態となるようにし
て回収再生処理を行なうよう、砂留置室に古砂を揺動せ
ずに前記温度に加熱し留置するものであり、処理温度は
２５０〜４００℃、好ましくは、２５０〜３５０℃また
は３００〜４００℃、好ましくは、　３００へ３５０℃
である。

また、処理時間は、４〜３０または４〜２４時間である
。

この発明１こよれば、回収すベト古砂の処理１こは、か
くはんなどの揺動処理を必要とせず、前記温度と時間の
条件下で古砂を留置すればよく、かくはんなどの装置を
必要としないため、きわめて経済的である。

回収処理される砂は、２０〜１００　）ンの範囲のもの
である。

つぎに、この発明を図示の実施例により詳細に説明する
。

第１図に示すように、鋳造装置における鋳型（砂型）の
造型ステーション１においては、７ラン系レジン（ｆｕ
ｒａｎｅ　ｒｅｓｉｎ）を粘結剤とするジルコン砂によ
り鋳型を作る。これらの鋳型は、ノ１ンドフイリングま
たは、つト固めにより作られることもできるが、この実
施例においては、自動吹込造型装置により作られたもの
が使用されている６鋳型は、通常の鋳わく（鋳型ボック
ス）に入れて用いられるが、二の実施例では、鋳わく（
鋳型ボ・ンクス）なしの製法が採用されている。さらに
必要に応じ、固形または液状触媒により硬化するか、ま
たは室温ないしは５０°Ｃの温度でガス硬化するフェノ
ール樹脂、イソシアネート樹脂その他、同様の樹脂をも
用いることがで外る。コア（中子）は、前記のような樹
脂で固めたジルコン砂で作られるが、その他、鋳型製造
に用いられるバインダを用いて作ることができる。一つ
、またはそれ以上のコアは、必要に応じ、鋳型アッセン
ブリ・ステーション２において、鋳型キャビティ内に位
置されるもので、該ステーションにおいて、鋳型は閉止
される。

この実施例における鋳型は、つぎのような組成を有して
いる。

ノルフニウム珪酸［？）９８％ ７ラン４ｊ１脂　０．５５％（砂重量比）メチル・エチ
ル・ケトン・パーオキサイド（ＭＥＫＰ）０．２０％（
砂重量比） 酸化物などの通常の不純物　２．０％ 前記樹脂は、砂重量比で約０．２５％の亜硫酸ガス（５
０２ｗス）により硬化され、砂の平均粒径（度）は、約
１４５μｍである。

前記のような鋳型は、コンベア３により鋳造ステーショ
ン４へ送られ、マグネシウム合金などの溶融金属（溶湯
）が鋳型キャビティ内およびコア（中子）があると外は
、そのまわりに湯口、湯道を会し注湯される。

注湯後、鋳型はコンベア３により型ばらしステーション
５へ送られ、そこでシェークアウトマシンに上り型ばら
しされる。型ばらしにより落されたジルコン砂の砂沈は
、型ばらしのシェークアウトマシンの振動により粒状に
もどされるが、ことような粒状にもどす操作は、別個に
設けたクラ・ンシャなどにより処理することもできる。

そして粒状にくだかれた砂は、コンベア６により古砂回
収装置７へ送られ、回収された古砂は、常法により砂処
理され、コンベア８により造型ステーション１へ送られ
、新砂、バインダが混合され、造型された鋳型は、鋳型
アッセンブリ・ステーシタ／２へ送られる。

古砂回収装置７においては、第２図に示すように、ホッ
パ１０（閉止型）へ砂（古砂）がコンベア６により送ら
れ、ついで砂は該ホッパの底部からスクリュウコンベア
１１、を介して加熱室１２へ送１）込まれる。この加熱
室には、電熱体１３と加熱空気管１４とか設けてあり、
加熱空気管１４には、ファン１６、ダクト１５を介して
加熱空気が供給される。

前記装置においては、砂は２５０〜４００℃の範囲の温
度まで加熱され、流動床となるが、この流動床において
は回収再生は、はとんどされない。

しかし、必要に応じ、例えば、約６００℃の温度に加熱
し、流動床である程度回収することもでべろが、これは
、流動床における砂の滞留時間による。

砂は、加熱室１２からダクト１６を経て砂留置室１７へ
送られ、ここで砂１９は、揺動されずにねかされる。実
施例の場合、砂留置室１７・＼入る砂の温度は、流動床
における温度をやや下まわる。

加熱室１２が離れている場合には、砂の温度低下を防ぐ
ため、補助加熱手段または断熱手段を設ける。

砂留置室１７における砂は、２５０〜４（）０°Ｃ１最
高６００℃の温度１こ保たれ、所要時間留置されて回収
される。砂留置室１゛７における低燃焼処理のため、出
口１９から取入れられた空気により酸素の補給がなされ
、酸素は砂留置室１７内に堆積した砂１８内に侵透する
。留置時間は、４〜２４時間の範囲になっている。空気
は、砂山を流速が少すくとも４００／　Ｌ／ｍｉｎ　ｍ
２で流れるようにすることができる。

取入れた空気は、砂留置室１７から排気管２０を介して
サイクロン２１へ排気し、排出されるダストは出口２２
から取出し、排気空気は、排気管２３から大気中へ排出
される。

下記する表１は、非鉄金属の鋳造に用いたジルコン砂に
ついて行なわれた二つの回収再生処理における処理条件
を示すもので、表１のような条件による処理後、砂は再
使用され、その結果、非鉄金属の鋳型として、すぐれた
品質のものが得られた。

去−↓ 流動床内の　　砂留置室の　　　砂留置室の温度（’Ｃ
）　　　　平均温度（℃）　　　留置時間３３４　　　
　３２７　　　　　１９ ３０５　　　　２９９　　　　　２５

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の方法を実施する鋳造装置の配置説
明図、 第２図は、古砂（ジルコン砂）の回収装置の説明図であ
る。 １・・・造型ステーション ２・・・鋳型アッセンブリ・ステーション３．６．８・
・・コンベア ４・・・鋳造ステーション ５・・・型ばらしステーション ７・・・古砂回収装置 １０・・・ホッパ １１・・・スクリュ１ンコンベア １２・・・加熱室 １７・・・砂留置室 １８．１９・・・砂 ほか１名 手続補正書（方式） 昭和５８年７月１８日 特許庁長官殿 昭和５８年特許願第１０９１２２号 ２、発明の名称 鋳造方法 ３　補正をする者 事件との関係　出願人 ４、代理人 住所　東京都港区南青山−丁目１番１号５、　補正命令
の１１伺（自発）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）鋳物砂としてのジルコン砂と、５０°Ｃをこえな
   い温度で硬化するレジン系粘結剤とにより鋳型を造型し
   、この鋳型に非鉄金属の溶湯を注湯して鋳造し、型ばら
   しを行なうことを特徴とする鉄含有の金属よりも融点が
   低い非鉄金属の鋳造方法。 （２）中子を含む鋳型が触媒またはレジン系粘結剤に対
   する硬化剤のほかに下記組成を有する特許請求の範囲第
   １項記載の方法； ５０〜１００％　ジルコン砂 ００，１〜１．０％　レジン系粘結剤（重量比）０〜５
   ０％　ジルコン砂以外の砂（重量比）（３）粘結剤は、
   室温で硬化する常温自硬性のレノンが用いられる特許請
   求の範囲第１項および第２項いずれかに記載の方法。 （４）　レジン系粘結剤は、フェノール、フラン、イソ
   シアネート系レジンである前記特許ｓｌＮ求の範囲いず
   れかに記載の方法。 （５）　レジ゛ンは、固形または液状触媒で硬化する前
   記特許請求の範囲いずれかに記載の方法。 （６）　レジンは、気相触媒により硬化する前記特許請
   求の範囲いずれかに記載の方法。 （７）鋳型造型の鋳物砂がすべてジルコン砂である前記
   特許請求の範囲いずれかに記載の方法。 （８）　ジルコン砂は、５１’、ｌ　−５（ｌ　Ｏｕ　
   ｍの粒径をもった粒子からなる前記特許請求の範囲いず
   れかに記載の方法。 （９）ハンドフィリング、つき固め、自動中子または造
   型吹込装置により鋳わくを用い、または用いずに造型す
   る前記特許請求の範囲いずれかに記載の方法。 （１０）　　非鉄金属は、アルミニウム、マグネシウム
   、銅、または、これらの合金からなる前記特許請求の範
   囲いずれかに記載の方法。 （１１）型ばらしにより回収した古砂を再使用して造型
   した鋳型により非鉄金属を鋳造する前記特許請求の範囲
   いずれかに記載の方法。 （１２）回収した古砂を２５０’Ｃから６００°Ｃ以下
   の温度に加熱し、良好な再生状態となるようにして回収
   再生処理を行なうよう、砂留置室に古砂を揺動せずに前
   記温度に加熱し留置することを特徴とする特許請求の範
   囲第１１項に記載の方法。 （１３）処理温度が２５０〜４００℃である特許請求の
   範囲第１２項【こ記載の方法。 （１４）前記特許請求の範囲いずれかに記載の方法によ
   り鋳造された非鉄金属の鋳物。