JPS5982141A - 鋳造用砂型組成物 - Google Patents

鋳造用砂型組成物

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JPS5982141A
JPS5982141A JP19166882A JP19166882A JPS5982141A JP S5982141 A JPS5982141 A JP S5982141A JP 19166882 A JP19166882 A JP 19166882A JP 19166882 A JP19166882 A JP 19166882A JP S5982141 A JPS5982141 A JP S5982141A
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JP
Japan
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water
sand mold
sand
casting
weight
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JP19166882A
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Satoshi Bando
坂東 智
Hiroshi Noguchi
野口 紘
Hitoshi Hagiwara
萩原 等
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JFE Steel Corp
Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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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
    • B22C1/2206Compositions 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 by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • B22C1/222Polyacrylates
    • 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
    • B22C1/02Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (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】 本発明は鋳造用砂型(以下鋳型と称す)組成物に関し、
晶強度で、鋳造後回収した鋳型組成物が、答易に前便用
可能である鋳型組成物に関する。さらに詳しくは鋳物砂
100重量部に対して、カルボキシル基を含有する水溶
性重合体(a)0.2〜20口f量部、2価または3価
の金属化合部(b)0・01〜15取絹部および水(c
)0.5〜20屯針部を混合しでなる組成物であって、
さらに各成分の混合割合が[1]  [(b)の当量数
3 / [(a)のカルボキシル基の当量数]が0.1
5〜1.4 [2)  ((0)の含有量] / C(a、)の含有
量〕が重量比で0.5〜1.4なる条件をM:6を足す
ることを特徴とする鋳型イ11成物に関する。
従来より鋳型は無t)または有機の各捕粘結剤を鋳物砂
に混合しで成型することによって製造されでいる。しか
しながらこれらの粘結剤には夫々一長一短があり、かな
らずしも満足のいくものではなかった。例えば無機粘結
剤の代表的なものとして水力ラスが多用されているが、
水力ラスは再使用ができず、また鋳込後の鋳型の崩壊性
が悪いため、型(iらし、砂落としなどの作業を困難に
しでいる。さらに使用後陥棄された鋳物砂からアルカリ
性物跨が溶出して環境を汚染するという欠点を有しでい
る。有機粘結剤としての自硬性フラン樹脂やフェノール
樹脂は鋳込後の鋳型の崩壊性がよく、また廃妙のアルカ
リ公害も発生しないが、や(より粘結剤の再使用はでき
ず、鋳型の製造時や注湯時に悪臭を発生し、さらに砂の
性η、含水量、温度、湿度、硬化剤の種類、−扇などに
より、鋳型の0すl化速度、強度が冶しく異なり取扱い
が煩雑であろう このような欠陥のないものとしで、アクリル酸重合体な
どの水溶性重合体を粘結剤とする技術が特公昭2B−6
2591・、特公昭36−8708号などに開示されで
いる。しかしこれらの粘結剤は水にmけ易い性質を有し
でいるため、一旦乾燥して高強度を発現しでも空気中の
湿気を吸えば、干I」び強度が低下するという欠点を有
しでいる。この耐湿性を改良するため―こ硬化剤を併用
する方法が持分1召55−4021号、特開昭53−6
B619号。
特開ll/(54152427号などに開示されでいる
が、これらに開示された方法では再使用の際に高強度の
炙II型を得ることができない。
本発明汁等は、これら従来技術について詳細な検討を行
なった結果、カルホキシル基を含有する水溶性取合体の
カルボキシル基の当量数と2価または6価の金属化合物
の当量数の比、およびカルボキシル基を含有する水溶性
重合体に対する水の!F邦:比を特定の範囲におさめる
と、鋳型を崩しで回収した砂を再使用する場合に、短時
間で強度を完全回復さセることができ、しかも空気中に
放iYiしでもl!i[!気を吸収して強度が低下する
ような欠点がないことを見出し本発明をなすに致った。
本発明に使用される鋳物砂は、特に限定しないが鋳物業
界においで通常使用される珪砂、オリピノ→ノンド、ク
ロマイトサンド、ジルコンサンドなどをあげることがで
きる。
本発明で使用されるカルホキシル基を含有する水溶性取
合体は、アルカリの不存在下でも水にダ解または膨潤す
ることのできる重合体でカルボキシル基の含有量は1分
子に2個以上あればよい。
分子量は1000以上、好ましくは3000以上、さら
に好ましくは4000以上が好適である。分子量が10
00末綿であると鋳型の強度が小さくて不利である。分
子量が大きすぎると硬化を早めるために少(「1.の水
で鋳型を製造する場合に、砂が粘りついで造型作業が著
しく困難となり、また充填性も態化するため強度が低下
して好ましくない。従って分子量は80,0ロロ以下、
好ましくは6(1,000IJ。
干、より好ましくは40,000以下が好適である。
このようなカルボキシル基を含有する水溶性重合体の例
としでは、次のものをあげることができる。
(1)アクリル凸貨、メタクリル白々、クロトン酸、イ
クコン酸オヨびそのモノエステル、フマール酸およびそ
のモノエステル、マレイン白々およびそのモノエステル
、シトラコン酸およびそのモノエステル、メサコン酸お
よびそのモノエステルなどの1または2以上のカルボキ
シル基を含む単量体よりなる単−重合体およびこれらの
単量体と、これらの単量体と共重合しうる不飽和単jt
3: 体例えばスチレン、スチレン誘導体、アルケン類
、シクロヘキセン、ビニルハライ+−,飽和プj)レポ
ンINK、11のヒニルおよびアリルエステル、アクリ
ルアミド、アクリロニトリル、メタクリル酸+−+) 
ル*  ヒニルおよびアリルアルキルエーテル、アクリ
ル酸エステル、メタクリル酸エステル、クロトン酸エス
テル、マレイン酸ジエステル、フマール酸ジエステルな
どどの2元または多元共電合体。
宮 (2)反応性の場能基を側鎖にもつ商分子にエステル化
、エーテル化、アセタール化などの反応によりカルボキ
シル基を導入した重合体1例えば蓚酸エステル化ポリビ
ニルアルコール、マレイン1夛エステル化ポリビニルア
ルコール、グリコール酸エーテル化ポリビニルアルコー
ル、グリオキサル酸アセタール化ボリヒニルアルコール
など。
これらのカルボキシル基を含有する水溶性重合体のなか
で好ましく使用されるものは、(1)に列記したもので
あり、特に好ましいのはポリアクリル酸、ポリメタクリ
ル酸などの(メタ)アクリル酸系(共)重合体である。
これらのカルボキシル基を含有する水溶性重合体は、使
用に際して単独で用いてもよいし二捕以上混合して用い
てもよい。
また水溶液として用いても、粉末など固体状で用いても
よい。
本発明で使用される2価または6価の金属化合物は、前
記のカルボキシル基を含有する水溶性重合体に作用して
それをゲル化しうるものであって、マグネシウム、アル
皮ニウム、カルシウム、i鉛。
鉄などの酸化物および水酸化物、炭酸塩などをあげる仁
とができ、これらは単独あるいは2種以上混合し°(用
いることができる。これらのなかでも酸化マグネシウム
または水酸化マグネシウムを使用した場合に特に高強度
の鋳型が得られるので好ましい。さらlこは特開1眉5
6−26655号に開示されでいるX、線回折法によっ
て求められる結晶の[200]方向の大きさが220〜
320λの酸化マグネシウムを用いると、鋳型造型の際
の可使時間を長くすることができるので有利である。
本発明においで用いられるカルホキシル基を含有する水
溶性取合体の鋳物砂への添加量、は、鋳物砂100屯、
置部に対しで0.2重1r1一部以上が必要である。使
用する割合が少な過ぎると添加効果が発現されない。ま
た多過ぎると不経済であるので、鋳物砂100重量部に
対しで20重邦、部以下が好ましい。
2価または6価の金属化合物の鋳物砂への添加量は、鋳
物砂100屯量部に対しでo、oi〜15重量部が必要
である゛。これより少ないと添加効果が発現されず、こ
れより多いと不経済である。
本発明における重要点の−っは、2価または6価の金属
化合物(1」)のカルボキシル基を含有する水溶性重合
体(8)に対する添加量を、〔(b)の当7星数〕/ 
C(n)のカルボキシル基の当量数〕が0.15〜1.
4゜好ましくは0.65〜1,2になるように配合する
点にある。該当県数比が0.15より小さいと、1(最
度の縄い場合に空気中の湿気を吸って鋳型の強度が低下
するので好ましくない。該当量数比が1.4より大きい
と、カルボキシル基を含有する水浴性重合体が強固なゲ
ルを生成するため、再使用の場合少量の水の添加ではゲ
ルが充分に軟化しないため粘結力が小さく、従って鋳型
が低強度となって好ましくない。水を多量に加えるとゲ
ルが軟化して強度゛を回復することもあるが、多量の水
の乾燥に長時間を要したりあるいは多量のエネルギーを
費したりして実用上、経済上不利である。例えば特公昭
55−.4021号にはポリアクリル酸、無水マレイン
酸共重合体などとフルオロアルミノシリケートカラス、
酸化亜鉛を用いた例が、特開昭54−152427号に
はポリアクリル酸、イソブチン−無水マレイン酸共重合
体と酸化マグネシウムを用いた例が開示されているが、
いずれも該当長、数比が1.65以上でありこのような
ものは、前述の理由で前便用上好ましくない。
本発明における他の一つの屯装点である水(0)のカル
ボキシル基を含有する水浴性車台体(a)に対する添加
割合は、〔(C)の含有量) / [(a)の含有量〕
が■(量比で0.3〜1.4.好ましくは0.5〜1.
2が適当である。なお鋳物砂に対する水の添加量は、鋳
物砂100車量部に対して0.5〜20重量6部、好ま
しくは0.8〜10重量部が適当である。すなわち水の
使用割合が少な過ぎると、カルボキシル基を含有する水
浴性取合体を鋳物砂に充分に分散、イ」着させることが
できないので強度が小さいものしかiQられないう別の
見方をすれば、カルホキシル基を含有する水溶性重合体
を水溶液としで用いれば、水溶液粘度が高過ぎで鋳物砂
に均一に混合することができず、またカルボキシル基を
含有する水溶性取合体を粉末状にして鋳物砂に添加した
場合は、水に完全にm解しないため鋳物砂にまく付着さ
せることができず、そのために嶋強度が発現しないので
ある。逆に水が多過ぎると、乾燥に長い時間を要したり
ちるいは多量のエネルキーを必装として不経済であるの
で好ましくない。例えば特1用11召53−68619
号にはポリアクリル酸と酸化マクネシウム、酸化カルシ
ウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムを用いた
例が開示されでいるが、いずれもカルボキシル基を含有
する水溶性重合体の車量cこ対する水の重量比が大きい
ので、このようなものは成型後短時間の放置では低強度
しか発現しでいない。
鋳型の造型方法は鋳物砂にカルボキシル基を含有する水
浴性重合体、2価または6価の金属化合物および水を加
えて充分に混合し、常法により成型することができる。
カルボキシル基を含有する水M件屯合体、2価または5
価の金属化合物および水の添加方法は、夫々単独にある
いは2者または6者を予め混合してから鋳物砂に加えで
もよく、任ノ訂の方法をとることができる。しかし場合
によっては6各を予め混合すると、水浴液の粘度が著し
く上昇することがあり、このような時は夫々単独あるい
は2昔を予め混合してから加えるようにする。カルボキ
シル基を含有する水溶性重合体を水と分けで添加する場
合は、水への溶解を容易ならしむるためtこ微粉末状で
用いた方がよく、50メツシユ以下の微粉末が好ましい
。なおこの場合は水の添加に先だって鋳物砂に加える方
がより均一な混合が可能となり好ましい。
このようにしで造型された鋳型は、水分量が少ないうえ
カルボキシル基の2価または5価の金1414塩が含水
状態で硬化するため、放iK シでおいでも短時間で硬
化するが、例えば加熱炉、?((子加熱シ)((などに
よる加熱乾燥方法あるいは鋳型の外壁から砂の中心部へ
通ずるように設けられた通気孔を〕…して、加圧または
減圧によつ−(窄気を強制的に通気して乾燥する方法な
どによって硬化時間を短縮することもできる。
本発明によっでイ畳られる鋳型は、充填性が良好である
ので通゛消のつき固め程度で充分であるが、特に高強度
を必装とする場合には造型する際に通気性をそこなわな
い程度で適宜加圧してもよい。
また本発明による使用済の砂は、2価または3価の金属
化合物を配合初期とほぼ同量含有しでいるので、カルボ
キシル基を含有する水浴性重合体が注湯時の熱で損失し
た分を補充し水を加えるtごけで、何度も再使用ができ
る。本発明はこのような再生使用の場合の鋳型組成物を
も包含するものであろう 以下実施例で具体的に本発明を説明するが、本発明はこ
れらfこよってなんら制限されるものではない。なお本
実施例では珪砂は6見5号珪砂(■ひさごや製)を用い
た。
実施例1〜5.比較例1〜2 珪砂100重搦1部に種々量を変えた重質酸化マグネシ
ウム粉末および分子量約20,000のポリアクリル師
1.5重垢、部、水1.8重量部を添加しく水/ポリア
クリルn)ンの重量比は1.2)、モルタルミキサーを
用いて各成分添加ごとに6o秒間ずつ混練した。混練後
手早く成型用型へ充填し、JI8Z2604の試験片の
作製方法に準拠して試験片を作製した。なおポリアクリ
ル酸と水は予め水浴液としで添加した。これらを室内に
族1a乾燥して圧縮強度がa 5 kg/i以上(こな
ったものを、25℃相対瀧度75%の算囲気下に移し、
1週間後に圧縮強度を測定した。次にこれら試験片を7
メツシユ以下に粉砕し、珪砂100重昂:部に対し水分
1.8車量部で同様に試験片を再成型して、室内に族1
d乾燥した時の圧縮強度を測定した。結果を表1に示す
酸化マグネシウム/カルボキシル基の当量数比が0.1
5より小さい比較例1では、湿潤雰囲気では望気中の水
分を吸って強度が低下するが該当爪数比が0.15以上
では高強度を保持しでいる。また、これらの再使用の場
合該当量数比が1.4を越える比較例2では再生弛度が
小さいが、1.4以下では高強度を発現している。
表   1 ◎非常に良好 ○良 好 ×不 再 実施例6〜16 珪砂100重量部に金属化合物の粉末およびカルボキシ
ル基を含有する水溶性歌合体の水溶液(水/重合体の車
量比は1,871.5= 1.2 ) 3.3重量部を
加え(金属化合物とカルボキシル基の当量数比は1)、
実施例1〜5と同様lこ試験片を作製した。
これを室内に放置乾燥して圧縮強度を測定したり結果を
表2に示す。いずれも高強度が発現しでいる。
表   2 実施例17〜26 珪砂100爪昂部に@質酸化マクネシウム粉末0.42
2重量部およびポリアクリル酸の水iff itシ(水
/ポリアクリル酸の重量比は1.6/1.5寸1.07
 ) 3.1爪ti4部を添加しく酸化マクネシウムと
カルボキシル基の当h1.数比は1)、実施例1〜5と
同様に試験片を作製し、試験片作製時の砂の流動性およ
び室内で放置乾燥した時の圧縮強度を測定した。分天量
の異なるポリアクリル酸についでの測定結果を表6に示
す。ポリアクリル酸の分子量が小さい場合は強度が小さ
く、分子量4の増加と共に強度は増加する。しかし分子
量、が大きくなりすぎると砂の流動性が悪化し、型への
充填が困難になって強度が低下することがわかる。
◎非常に良好 ○良 へやや良 実施例24〜2B、比較例3〜4 珪砂100屯量部に重質酸化マグネンウム粉末0.42
屯111、部9分子螢約8.υOOのポリアクリル酸”
 5@量部(酸化マクネノウムとカルボキシル基の当j
i、i’、 g比は1)および量を要えて水を加え、実
〃1u例1〜5と同様に試験片を作製した。これらを室
内に静1t−t′Lで強1則の発現挙動を、i’r’、
]べた9結嚇を表4に示す。なおポリアクリル酸と水は
予め水M液としで添加した・ 水の使用量が少ないと強tVが小さく、またポリアクリ
ル酸水溶液が粘稠となって取扱い難い。水のJ〒1が増
えるとポリアクリル11夕水溶液の粘度が下がって取扱
い易くなるとともに強度も向上するが、強度発現が遅く
なり、比較例4では硬化までに2週間を砦しているう

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)#物砂100重量部に対してカルボキシル基を含
    有する水浴性重合体(a)0.2〜20重量部、2価ま
    たば6価の金属化合物(1)) 0.01〜15重量部
    および水(c)0.5〜20重量部を混合しでなる組成
    物であって、さらに各成分の混合割合が〔1〕シ(b)
    の当量数] / [(alのカルボキシル基の当量数〕
    が0.15〜1.4 [2]  [(e)の含有量]/[(a)の含有量〕が
    重量比で0.5〜1.4 なる条件を満足する゛ことを特徴とする鋳造用砂型組成
    物。
  2. (2)カルボキシル基を含有する水溶性重合体がアクリ
    ル酸またはメタクリル酸系重合体である特許へt′1求
    の範囲第1項記載の鋳造用砂型組成物。
  3. (3)2価または6価の金属化合物が酸化マグネシウム
    である特許Nfr求の範囲第1項記載の鋳造用砂型組成
    物っ
  4. (4)酸化マクネンウムが、X・嬢回折法によって求め
    られる結晶の[200]方向の大きさが220〜620
    Aの酸化マグネシウムである特許請求の範囲第6項記載
    の鋳造用砂型組成物。
  5. (5)2価または6価の金属化合物が水酸化マクネシウ
    ムである特許請求の範囲第1項記載の鋳造用砂型組成物
JP19166882A 1982-10-29 1982-10-29 鋳造用砂型組成物 Pending JPS5982141A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104826983A (zh) * 2015-04-08 2015-08-12 北京仁创科技集团有限公司 一种碱性酚醛树脂旧砂及其再生方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104826983A (zh) * 2015-04-08 2015-08-12 北京仁创科技集团有限公司 一种碱性酚醛树脂旧砂及其再生方法

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