JPS63278637A - 中子砂型の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋳鋼品や鋳造品製作のための鋳物砂型の製造
方法に関し、特にフラン樹脂粘結剤を用いた主型砂型と
組み合わせて使用する中子砂型の製造方法忙関する〇 〔従来の技術〕 第２図及び第３図化、従来のフラン樹脂造型プロセスで
の鋳型製造方法を示す。

第２図においては、フラン樹脂造型プロセスで製作され
た主型砂型１に、フラン樹脂造型プロセスで製作された
中子砂型５が納められて、製品４を作るだめの空間３が
形成される。この第２図（ａ）の鋳型に鋳込んで第２図
（１））に示す製品４を製作した場合、鋳物欠陥である
クラック６やブロホール７が発生し易い。

また、第う図においては、フラン樹脂造型プロセスで製
作された主型砂型１に、水ガラス系の無機自硬タイプの
ダイヤル造型プロセスで製作された中子砂型８が納めら
れて、與品４を作るための空間３が形成されている。こ
の第３図（ａ）の鋳型に鋳込んで第３図（ｂ）に示す製
品４を製作した場合、鋳物欠陥の発生は少ないが、中子
砂型８の崩壊性が悪い。

ところで、溶湯の凝固にともなう収縮時に鋳型が収縮す
る性質を「なりよシ性」というが、一般に無機粘結剤を
用いる造型プロセスでは。

なりより性が優れているが、中子砂型として用いる場合
には上記のように崩壊性が悪く、マた、一般に有機系粘
結剤を用いる造型プロセスでは崩壊性が良好であるがな
りより性が劣っている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上記問題点を解消し、クラックやブロホール
の発生を回避し、なりよシ性と崩壊性がいずれも良好な
造型プロセスを用いた中子砂型の製造方法を提供しよう
とするものである。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明は、粘結剤としてフラン樹脂を含有する主型砂型
と組み合わせて使用する中子砂型の製造方法において、
砂に対して０９〜ｔ９重量％のアルカリフェノール樹脂
を粘結剤として、かつ、該樹脂に対して１５〜５１重量
％のエステルを硬化剤として配合して造形した後２００
　’０以下で乾燥することを特徴とする中子砂型の製造
方法である。

〔作用〕

従来使用されているフラン樹脂造型プロセスでは尿素を
含むフルフリルアルコール系の樹脂を用い、キシレンス
ルホン酸系の硬化剤を使用するために樹脂中の窒素かめ
鋼ではブロホールとなり、硬化剤中の硫黄がクラックの
原因となるが、本発明の中子砂型は窒素や硫黄を含まな
いアルカリフェノール樹脂とエステル系の硬化剤を用い
るために、ブロホールやクラックを発生することはない
。また、一般的に相反する性状と考えられていたなシよ
り性と崩壊性を、アルカリフェノール樹脂の選択によシ
同時満すことが可能となった０ また、砂の再使用に関しては、フラン樹脂を用いた鋳型
では再生率が約９５チと高いのに対して、フェノール樹
脂では約８０チであることから、使用量の多い主型砂型
にフラン樹脂を使用し、中子砂型にフェノール樹脂を用
いることとした。

次に、アルカリフェノール樹脂と硬化剤の添加量につい
て説明する。鋳型は鋳造作業に適した強度を必要とする
。そこで、鋳物砂試験法として一般的に使用される「２
４Ｈ抗圧力」を強度の指標として用い、上記添加量との
関係を調べた。

なお、「２４Ｈ抗圧力」とは混練した砂を５０φ×８０
の型に入れて２４時間放置した後の強度をいい、「２４
Ｈ抗圧力」と最も関係の深い樹脂の添加量との関係で言
えば、添加量が少々ければ鋳型の強度が低下して運搬時
にクラックが発生する。また、添加量が多くなれば強度
は向上するものの、表面にザラツキ状態が発生する。そ
こで、上記条件を考慮して、本発明では気温３０℃にお
ける２４Ｈ抗圧力が２０〜４０　ｋｑ／　ｒｎ”となる
範囲をそれぞれの添加量とした。

ここで、気温３０゛Ｃにおける２４Ｈ抗圧力の下限を２
０　ｋｇ／　ｃｄとした理由は、冬期にはこの半分の強
度となることが考えられ、その１ｏ　ｋｐｍ”という強
度が砂型から模型を抜き取るための不可欠な条件となる
ためである。また、上限については、これ以上の強度で
は鋳込前の鋳型乾燥により、未反応の樹脂の硬化反応が
促進されて、過硬化（１５０ｋｇ　／　ｒｎ”以上）と
なるだけである０特に、夏期に気温が３０　’０以上に
上がる場合には混練後の砂の可使時間が短かくなるため
に（約５〜１０公租度）造型作業の途中で硬化し始め、
鋳型のボロつきや強度不足たなるためである０ ところで、２４Ｅ［抗圧力と添加量の関係を調べる実験
は、まず、新砂に粘結剤としてアルカリフェノール樹脂
を、また、硬化剤としてギ酸エステルを添加して３０℃
で混練し２４時間後の強度を調べた。第４図及び第５図
に実験結果を示す。なお、第４図は硬化剤を１５〜３１
ｗｔ％の範囲の中で一定として樹脂の添加量を変えて得
たものであわ、第５図は樹脂の添加量を対砂比１．５　
ｗｔ％で一定にして硬化剤を変化させて求めたデータで
ある０両図より明らかなように、気温３０°０における
２４Ｈ抗圧力が２０−４０ユ／ハとなる範囲はアルカリ
フェノール樹脂の対砂比については１９〜１．９　ｗｔ
％であり、エステル硬化剤の対樹脂比については１５〜
３１　ｗｔ％であった。

また、造型プロセスに卦ける鋳型の乾燥、予熱温度を２
００℃以下とした理由はこの温度以上となるとなυより
性が小さくなり適当でなくなるためである。

以下、本発明の方法に基づき、半円筒状製品を製作する
例を第１図により説明する。第１図（ａ）は鋳込前、同
（１））は鋳込後の状態を示す。上記のように、フラン
樹脂造型プロセスにより製造した主型砂型１忙アルカリ
フエノール樹脂造型プロセスによる中子砂型２を納めて
空間３を形成する。この際、中子砂型２を製作するには
、次の事項に注意を要する。

（１］　　硬化後の砂強度が不足気味（従来法に比べ、
約２０〜３０チダウン）の場合には、砂かみ対策を採る
。（例えば、堰先にジルコン砂やクロマイト砂を使用し
、アルコール塗型の多用をさける。） （２）　　アルコールによって硬化後の砂が軟化するた
め、アルコール塗型を使用した後は、ある程度の保持時
間を設け、すぐに運搬しない。

（３）　　製品４のような、半円筒状の製品（例えば、
タービ車室等）のｓ％なには、長さくＬ）や高さく１１
）方向に比べ、幅（Ｗ）の方向が凝固収縮しにぐいため
、予め模型で調整するか、鋳造方案で補正式をつける等
の対策が必要である◎但し、円筒状の製品（例えば、弁
室等）については、３方向はすべて同じ収縮量を有する
ので調整の必要はない。

〔実施例〕

３０鴫の薄肉の弁室を本発明の方法により作成した。主
型砂型は再生砂にフラン樹脂を加えて水性系塗型で作っ
た。また、中子砂型は新砂（肌砂−クロマイ））ｌＣ対
砂比１．５　ｗｔ％でアルカリフェノール樹脂を、また
対樹脂比３０ｗｔ％で硬化剤を添加し、アルコール系塗
型で作成し、１５０°０で１０時間鋳型を乾燥した。

鋳込みは、８０４２　（０：ｎ１８チ、８１：ｎ４％、
ｕｎ：α７チ）の材料を１５９０　’０の鋳込温度で行
なった。得られた弁室は上記の条件で従来の７ラン樹脂
中子砂型を用いた場合に比較してブローホールが３０チ
、クラックが３°０チ減少した。

〔発明の効果〕

本発明は上記構成を採用することにより、適度の２４Ｈ
抗圧力を有し、かつ、なりより性が大きく、鋳込後の崩
壊性に優れた中子砂型を得ることができ、該砂型を用い
た鋳物製品は従来品に比してクラックやブローホールを
大巾忙低下させることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による鋳型製造プロセスを、第２図及
び第３図は、従来の鋳型製造プロセスの説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 粘結剤としてフラン樹脂を含有する主型砂型と組み合わ
   せて使用する中子砂型の製造方法において、砂に対して
   ０．９〜１．９重量％のアルカリフェノール樹脂を粘結
   剤として、かつ、該樹脂に対して１５〜３１重量％のエ
   ステルを硬化剤として配合して造形した後２００℃以下
   で乾燥することを特徴とする中子砂型の製造方法。