JPS6368253A

JPS6368253A - 遠心鋳造用砂型の造型方法

Info

Publication number: JPS6368253A
Application number: JP21455186A
Authority: JP
Inventors: Sueyoshi Nomichi; 野路　末好
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1986-09-10
Filing date: 1986-09-10
Publication date: 1988-03-28
Also published as: JPH0339782B2

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、遠心力鋳造に使用される砂型およびその造型
方法に関する。

〔従来の技術〕

遠心力鋳造用鋳型として、円筒状金枠の内面に砂型また
は塗型を形成したものが使用される。その砂型や塗型は
、鋳込まれる金属溶湯と金枠との接触を遮断することに
より、金属溶湯の凝固速度を制御し、鋳造品の内部品質
を改善する役目を有し、また金枠を金属溶湯による損傷
がら保護すると共に、鋳造品の鋳肌を平滑・美麗なもの
とする役目を有している。従って、金枠内の砂型・塗型
は、遠心力鋳造工程において、剥離・破損が生じること
のない十分な強度・堅牢性をもち、かつ適切な一定の厚
さを有することが必要である。

従来の砂型または塗型の造型方法を、第５図〜第７図に
より説明すると、第５図は、金枠（１０）を垂直に立設
してその内部に芯金（５０）を挿入し、金枠（１０）と
芯金（５０）との間の空間に、粘結剤（代表的には水ガ
ラス）を含む砂（３）を充填し、ランマー　（６０）等
で突き固めた後、芯金（５０）を抜き取る砂型造型法を
示している。造型された砂型は、そのまま生型として、
または加熱炉で加熱乾燥され、乾燥型として鋳造に供さ
れる。生型として鋳造に使用される場合は、鋳込まれる
溶湯の熱で気化する砕中の水分を速やかに外部に逸散さ
せるために、金枠として、その全面に多数の小孔（ガス
抜き孔）が分散穿設された金枠（孔あき金枠）が用いら
れる。乾燥型として用いる場合は、そのような小孔を必
要としないので無孔金枠が用いられる。

第６図に示す方法は、予熱された金枠（１０）を水平に
保持して軸心を中心に回転させながら、その金枠内に、
樋状の砂受は治具（７０）を挿入し、反転させて該治具
（７０）内の砂（レジンコーテツドサンド）（４）を金
枠（１０）の内面に落下させ、金枠の保有熱でレジンの
熱硬化反応を生じさせて砂（４）を固化させるようにし
た砂型造型法である。この造型法は、砂の硬化剤が有機
系であるので、鋳造時に砂型から多量のガスが発生する
。従って、そのガスを速やかに外部に逸散させるために
、金枠（１０）として孔あき金枠が用いられる。

第７図に示す方法は、金型遠心力鋳造に使用される金型
（１０）の内面に塗型を形成する方法である。

金型（１０）は無孔金型であり、軸心を中心とする回転
下に、ジルコンフラワ等の微粉骨材と粘結剤を含むスラ
リ（５）をタンク（９０）から圧送し、噴霧器（８０）
にて金型（１０）内面に散布し、金型の保有熱で水分を
蒸発させることにより塗型が形成される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の砂型・塗型の形成法は次のような問題を有してい
る。すなわち、第５図の砂型造型法は、層厚が比較的厚
い砂型を形成することができる反面、ランマー（６０）
による砂の突き固め作業や芯金抜取り作業の都合上、金
枠（１０）と芯金（５０）との隙間をあまり狭くするこ
とができず、従って層厚の薄い砂型を造型することがで
きない。また、その造型に使用される芯金（５０）は、
目的とする鋳造品の外径（砂型の内径に対応）に応じて
取り替えなければならないので、外径の異なる多種類の
芯金を多数準備しておく必要があり、芯金コストが高く
つく。更に、造型された砂型を生型のまま鋳造に供する
場合の金枠は、孔あき金枠でなければならないので、孔
あけ加工に多大のコストを要するほか、孔あき構造であ
るがために強度が低く長期の使用に耐え得ず、またその
反復使用において、孔に詰まった砂を取り除くための極
めて煩わしい作業を余儀なくされる。乾燥型として使用
する場合の金枠は無孔金枠であってよいから、上記の不
利は回避されるものの、乾燥炉の設置を必要とし、乾燥
コストの負担のほか、乾燥に長時間を要する等の難点が
ある。

なお、バインダとして使用される水ガラスは、砂型の強
度確保等の点から原液のまま砂と混合する必要があり、
しかもその混練時に生じるロス（大気中のＣＯ□ガスと
の反応による消耗）を補償するために余分の量を配合せ
ねばならない。また、その砂型を鋳造に使用すると、金
枠と砂との間に焼付きが生じるため、使用後の砂落とし
作業に難渋するのが一般である。

第６図の砂型造型法は、第５図の造型方法に比し、生産
性が高く、砂原の制御も比較的容易であるが、砂の固化
に有機系硬化剤が用いられる関係上、前述のように金枠
として孔あき金枠を使用せねばならない。また、砂原の
制御が比較的容易であるとは言うものの、薄い砂型を造
型する場合は、金枠の回転、砂受は治具の反転タンミン
グ、あるいは砂の流動性や金枠内面への落下状況等によ
り、砂原に部分的なｌ″７−薄不同が生じ易く、極端な
場合には、砂のない部分（金枠内面が露出したままの部
分）が生じ、造型の失敗となることもある。他方、砂原
の厚い砂型、例えば厚さ１０鶴以上の砂型を造型する場
合に、砂型の内部まで硬イヒ剤の硬化反応を生じさせる
べく金枠の予熱温度を高めると、砂型の外面（金枠との
接触面）側が焼は過ぎとなり砂型の強度が低下する。そ
の焼は過ぎを回避しようとして金枠の予熱温度を下げる
と、砂型の内面側の硬化反応が十分に進まないために、
鋳造品に鋳造欠陥が生じる原因となり、結局厚さ１０１
ｍをこえる砂型の造型は実際上極めて困難である。

また、第７図に示す塗型形成方法において、形成し得る
塗型厚さは、せいぜい３１程度であり、それを越える厚
い塗型を形成しようとしても、固　　、化した塗型表面
の骨材が、内部から蒸発する水分により破損し、塗型表
面が発泡状粗面となるほか、塗型と金枠との密着性が損
なわれ、剥離し易く、結局実用し得る塗型を形成するこ
とはできない。

本発明は、上記のごとき従来の問題点を解決し、任意の
砂原を有する砂型を能率良く造型することができ、かつ
孔あき金枠を必要としない砂型造型法を提供しようとす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の遠心力鋳造用砂型は、円筒状金枠内に、バインダを含有しない粉粒体からなる
非固化粉粒体層と、その非固化粉粒体層の内面を被覆す
る、水ガラスで固化された粉粒体からなる固化粉粒体層
との積層構造を有することを特徴としている。第２図は
その積層構造を示している。（１０）は金枠であり、（
Ａ）は非固化粉粒体層、（Ｂ）は固化粉粒体層である。

また、本発明の遠心力鋳造用砂型の造型方法は、予熱さ
れた円筒状金枠を水平に保持し、その軸心を回転中心と
する回転下に、金枠内面に対する粉粒体の投与位置を金枠の軸心方向に
一端側から他端側へ反復移動させながら、粉粒体を金枠
内面に投与し、金枠の回転による遠心力にて粉粒体を金
枠内面に付若させることにより、固化されていない粉粒
体からなる非固化粉粒体層を所定の砂原に形成する工程
と、該非固化粉粒体層の内面に粉粒体を投与すると共に、そ
の粉粒体に水ガラス水溶液を噴霧して水ガラス水溶液を
含む粉粒体層を所定の層厚に形成し、水ガラスの熱硬化
反応により固化した粉粒体からなる固化粉粒体層を形成
せしめる工程を経て、第２図に示すように、金枠（１０
）内に、非固化粉粒体層（Ａ）と、その内面の固化粉粒
体層（Ｂ）との積層構造を有する砂型を造型するもので
ある。

更に、本発明方法においては、所望により、固化粉粒体
層（Ｂ）を形成したのち、その内面に塗型剤を塗布して
所定の層厚を有する塗型層を形成することにより、第３
図に示すように、非固化粉粒体層（Ａ）と、固化粉粒体
層（Ｂ）と、塗型層（Ｃ）とからなる同心円状多層構造
の砂型が造型される。

本発明方法を図面により説明すると、第１図（１）は非
固化粉粒体層を形成する工程、同図（ＩＩ）は固化粉粒
体層を形成する工程をそれぞれ示している。

図中、（２０）は粉粒体を金枠（１０）内面に投与する
ための粉粒体送給管（以下、「砂込給管」）、（３０）
は粉粒体に水ガラス水溶液を噴霧するための水ガラス水
溶液送給管（以下、「バインダ送給管」）である。

円筒状金枠（１０）は、回転ローラ（１００，１００）
上に水平に担持され、回転駆動装置（図示せず）による
回転ローラ（１００，１００）の回転により、金枠軸心
を中心に所定の速度で回転する。砂込給管（２０）およ
びバインダ送給管（３０）は、金枠（１０）の端部に嵌
着されたバンド（止め板）　（１１）の孔を介して、金
枠軸心に沿って金枠の内部に挿入されている。

砂込給管（２０）は、その先端部に吐出口（２１）が開
口し、後端側は粉粒体供給ホッパ（２２）に接続されて
いる。砂込給管（２０）の後端部には圧空ノズル（２３
）が挿設されており、ホッパ（２２）から供給される粉
粒体（１）は圧空ノズル（２３）からの圧空により砂込
給管（２０）内を圧送されて吐出口（２１）から吐き出
される。吐出口（２１）の前面には当て板（２４）が付
設され、吐き出された粉粒体は、当て板（２４）に衝突
して金枠（１０）の内面に向かって投与されるようにな
っている。

バインダ送給管（３０）の先端部にはノズル（３１）が
取着され、後端側は水ガラス水）容液タンク（３２）に
接続されている。タンク（３２）内の水ガラス水溶液は
、タンク（３２）内が加圧されることにより送給管（３
０）内を圧送され、ノズル（３１）から金枠内面の粉粒
体に向かって噴霧される。

また、バインダ送給管（３０）の後端側には、前記水ガ
ラス水溶液タンク（３２）と並列に、バインダ送給管（
３０）の管内を洗浄するための水タンク（３４）が接続
されている。水ガラス水溶液の噴霧を行った後、バイン
ダ送給管（３０）を、管内に水ガラス水溶液が残留した
まま放置すると、水ガラスが固化し、次の砂型造型時に
、水ガラス水溶液の送給が妨げられるので、管内に水を
流送し、残留する水ガラス水溶液を管外に流し出すので
ある。水タンク（３４）からの洗浄水の送給と、水ガラ
ス水溶液タンク（３２）からの水ガラス水溶液の送給は
、バルブ（３３）（３５）の開閉により、適時切り換え
られる。

更に、砂込給管（２０）とバインダ送給管（３０）は、
図示はしないが適宜の移動装置により、例えば走行台車
に載置され、走行台車の走行により、金枠（１０）の軸
心方向に所定の速度で往復移動するようになっている。

本発明方法によれば、予熱された金枠（１０）の回転ロ
ーラ（１００，１００）による回転下に、第１図ＣＩ）
に示すように、砂込給管（２０）の吐出口（２１）から
粉粒体（１）を金枠内面に投与し、金枠（１０）の回転
による遠心力にて粉粒体（１）を金枠内面に沿って層状
に付着させる。砂込給管（２０）を金枠軸心方向に一端
側から他端側まで移動させ、必要に応じ、金枠（１０）
の端部で折り返して反復移動させながら上記操作を行う
ことにより、所定の砂原を有する非固化粉粒体層（Ａ）
を形成する。

ついで、第１図（ＩＩ）に示すように吐出口（２１）か
ら粉粒体（１）を前記非固化粉粒体層（Ａ）の内面に投
与すると共にバインダ送給管（３０）のノズル（３１）
から水ガラス水溶液（Ｓ）を噴霧する。図示の例では、
バインダ送給管（３０）のノズル（３１）と、砂込給管
（２０）の吐出口（２１）の金枠軸心方向の位置を略一
致させ、非固化粉粒体層（Ａ）の内面に対する粉粒体の
投与と、その粉粒体に対する水ガラス水溶液の噴霧とを
併行して行っているが、その粉粒体に対する水ガラス水
溶液の噴霧のタイミングは任意であり、砂込給管（２０
）をバインダ送給管（３０）に先行させて、非固化粉粒
体層（Ａ）の内面に粉粒体を堆積させたのち、その粉粒
体層の上面に水ガラス水溶液を噴霧する場合もある。噴
霧された水ガラス水溶液は、非固化粉粒体層（Ａ）の内
面に投与された粉粒体層内に含浸され、金枠（１０）の
保有熱により水分が気化逸散し、熱硬化反応が生じて粉
粒体を固化させる。砂込給管（２０）およびバインダ送
給管（３０）を金枠軸心方向に一端側から他端側へ移動
させ、必要に応じ金枠の端部で折り返し反復移動させな
がら上記操作を行うことにより、固化粉粒体層（Ｂ）を
所定の砂原に形成する。かくして、第２図に示すごとき
非固化粉粒体層（Ａ）と固化粉粒体層（Ｂ）とからなる
砂型を得る。

造型終了後、水ガラス水溶液タンク（３２）のバルブ（
３３）を閉じたうえ、水タンク（３４）のバルブ（３５
）を開いて、バインダ送給管（３０）内に残留する水ガ
ラス水溶液を洗い流す。洗浄されたバインダ送給管（３
０）内には洗浄水が残留する。その残液（水）は、次回
の砂型造型において、第１図（Ｉ）に示すように非固化
粉粒体層（Ａ）を形成する工程で投与される粉粒体に噴
霧（Ｗ）すればよい。所望により、非固化粉粒体１　（
Ａ）を形成する工程の始めから終わりまで、連続的に水
を噴ｎ　（Ｗ）　し、噴霧された粉粒体層内の水を金枠
（１０）の保有熱で気化させて粉粒体層から除去するこ
とにより非固化粉粒体層（Ａ）を形成することもできる
。非固化粉粒体層（Ａ）を形成したのち、固化粉粒体層
（Ｂ）を形成するために水を水ガラス水溶液に切り換え
る時期は、管内の水の量、および非固化粉粒体層（Ａ）
に噴霧される水量等に応じて適宜調整すればよい。

金枠（１０）の予熱温度は、水ガラス水溶液の水分の蒸
発と水ガラスの熱硬化反応の点から、少なくとも１００
℃以上が適当であり、より好ましくは１３０℃以上であ
る。しかし、予熱温度を余り高くすると、鋳造後、溶湯
の熱で金枠が加熱され、金枠強度の低下が問題となるこ
とがあるので、約４００℃を上限とするのが好ましい。

また、砂原の比較的厚い砂型を造型する場合において、
所望により、金枠（１０）内に熱風送給管（図示せず）
を挿入し、熱風による給熱と金枠の保有熱とで粉粒体層
の外面と内面から水分の気化および水ガラスの熱硬化反
応を速やかに行わせるようにすることもできる。

金枠（１０）の内面に接して形成される非固化粉粒体Ｊ
ｉｇ　（Ａ）の砂原は、約１真１以上であることが好ま
しい。それより薄いと、その内面に形成される固化粉粒
体層（Ｂ）に噴霧された水ガラス水溶液が金枠内面まで
浸透することがあるからである。

非固化粉粒体層（Ａ）の内面に形成される固化粉粒体層
（Ｂ）の層厚は、造型しようとする砂型の全砂原に応じ
て所要の砂型強度が得られるように適宜法められる。例
えば、全砂原が１０〜１２ｍ菖である砂型を造型する場
合、固化粉粒体層（Ｂ）の砂原を７〜９鶴とし、残余を
非固化粉粒体層（Ａ）の砂原とすることができる。非固
化粉粒体層（Ａ）および固化粉粒体Ｎ（Ｂ）の砂原は、
抄速給管（２０）による粉粒体の送給速度、抄速給管（
２０）の移動速度およびその移動反復回数等により制御
される。なお、粉粒体の投与は、抄速給管に代え、例え
ばベルトコンベア、スクリューコンベア等を用いて行う
こともできる。

固化粉粒体層（Ｂ）の固化剤として使用される水ガラス
は、代表的にはＪＩＳ　　Ｋ　　１４０８に規定される
工業用水ガラスである。水ガラスを固化剤とする鋳物砂
はガス砂と称されて広く使用されているが、その場合の
水ガラスは原液Ｃ？Ｍ厚水溶水溶液まま使用されている
。これと異なり、本発明は水ガラス水溶液（原液に水を
加えて希釈）として使用することとしたのは、水ガラス
の粘度を下げ、粉粒体に対する均一な噴霧を確保し、か
つ粉粒体層の粒子間隙内への浸潤を促すことにより、固
化粉粒体層（Ｂ）の粉粒体をムラなく固化させるためで
ある。その水ガラス水溶液の濃度（水ガラス容積／水容
積Ｘ１００（％））は、薄いと粉粒体に対する水分量が
過多となり、水分の気化に伴って砂型に膨れが生じる等
の不都合を招来し、逆にその濃度が高過ぎると、流動性
の不足により噴霧の困難性や粉粒体層の内部への浸潤不
足が生じる。

かかる観点から求められろ水ガラス水溶液の濃度の実用
範囲は、５〜７０％であり、より好ましくは、１０〜７
０％である。

固化粉粒体層（Ｂ）を形成する粉粒体に対する水ガラス
（原液）の混合率（水ガラス原液の重量／固化粉粒体層
の粉粒体重ｆｆ１ｘｌｏＯ）　（％）は、１％と低い混
合率であっても十分に粉粒体を固化することができる。

その混合率を高めても、別設の不都合はないが、経済的
でないので、約５％までとするのが適当である。

固化粉粒体層（Ｂ）を形成する粉粒体に対する水ガラス
水溶液の噴’１５５ｍは、その水溶液の濃度と、粉粒体
に対する水ガラス（原液）の所望の混合率によって定め
られるが、その量が少ないと、扮粒体層内への浸潤が不
十分となり、逆に多過ぎると、水ガラス水溶液の濃度に
よっては、水分の気化に伴う不都合（砂型の剥がれの発
生等）が生じる。

これらの点から、固化粉粒体ｊＷ　（Ｂ）の粉粒体１ｋ
ｇに対する水ガラス水溶液の噴霧Ｎは、１０〜４５０ｃ
ｃの範囲が適当であり、より好ましくは、１０〜３０９
　ｃｃである。

上記の水ガラス水溶液の噴７１ｆｆｉおよび噴霧状況は
、その吐出圧力、ノズルの種類・口径、および水溶液の
濃度等により容易にかつ正確に制御することができる。

ところで、粉粒体として、粒径の大きい砂を使用する場
合、その砂型は多孔となり、砂粒子間隙が比較的大きい
ので、造型中の気化水分の逸散が促される点で好ましい
が、その反面造型された砂型の内面（鋳造時、溶湯に接
する面）が粗面となり、凹凸が大きいために、砂粒子間
に溶湯が侵入し易く、得られる鋳造品は鋳肌が粗く、そ
の表面に砂の喰い込みが生じていることがある。

この対策として、比較的粗粒の粉粒体（例えば、４．５
号珪砂）を用いて、非固化粉粒体層（Ａ）と固化粉粒体
層（Ｂ）からなる砂型を造型したのち、その砂型の内面
に、塗型剤（例えばジルコンフラワ）を、砂型内面の砂
粒の凹凸が消える程度の厚さく例えば、０．５ｍｍ）に
塗布することにより、第３図に示すように、非固化粉粒
体層（Ａ＞と固化粉粒体層ＣＢ）と塗型層＜Ｃ＞とから
なる砂型に仕上げるとよい。

また、別法として、第２図に示すように鋳造時に溶湯と
接する面である固化粉粒体層（Ｂ）の少なくとも内側の
表層部（Ｂ２）を細粒の粉粒体（例えば、７号珪砂）で
形成し、それより外側の部分（Ｂ１）を粗粒の粉粒体（
例えば、４．５号珪砂）で形成するようにしてもよい。

〔作用〕

本発明方法によれば、造型される砂型の砂原は、金枠内
への粉粒体の送給速度、金枠内への投与位置の移動速度
、および投与位置の往復移動回数等により容易に、かつ
正確に調節される。また、金枠の全長に恒って均一な砂
原を有する砂型の造型はもちるんのこと、所望により、
例えば第４図（１）〜（ＩＩＩ）に示すように金枠の軸
心方向にそって砂原が漸増もしくは漸減するテーパをも
った砂型、あるいは段差をなして砂原が変化した砂型な
どの造型も可能である。

また、固化粉粒体層（Ｂ）を形成するための固化剤とし
て用いる水ガラスは無機質であるから、有機系の固化剤
を用いた場合のような鋳造時のガス発生がなく、また砂
型内の水分は造型中に気化し、遊離水分のない状態とな
っているので、無孔金枠を使用して何ら支障えない。

更に、本発明では、水ガラスを水溶液として使用するこ
ととしているので、前記のように粉粒体をムラなく固化
させることができるだけでなく、粉粒体の層を重ねて砂
原の厚い砂型を造型する場合にも、層同士の密着一体化
が促され、層間剥離が生じろことはない。

なお、従来のガス砂にあっては、実用的な可使時間およ
び砂型強度の確保の観点から、粉粒体に対する水ガラス
の混合率は５〜６％に調節されているが、本発明の場合
は、前記のように１％程度で十分な固化強度が得られる
。従来のガス砂が多量の水ガラスの混合を必要とするの
は、砂と水ガラスの混練機による混練過程で、空気中の
炭酸ガスとの接触により水ガラスの硬化（水ガラスの消
耗）が生じ、また混練後の使用開始までにも同様の消耗
が生じる結果、造型時に固化剤として有効に働く水ガラ
スの量が減少するため、その消耗量を補償するに必要な
量を加算しておかねばならないからである。一方、本発
明の場合にはわずか１％程度の水ガラスの混合で十分な
固化強度が得られるのは、ガス砂と異なって粉粒体と水
ガラスとの混練工程を省略し、水ガラスを水溶液として
金枠内の粉粒体に直接噴霧して粉粒体を濡らすと共に熱
硬化させるようにしたので、空気との接触による水ガラ
スの消耗は殆どなく、噴霧された水ガラスの略全世が有
効に固化剤として働くからであり、これに加えて、本発
明では、炭酸ガスとの接触により水ガラスを硬化させる
従来のガス砂と異なって、水ガラスの熱硬化反応により
粉粒体を固化させており、その熱硬化反応に伴って、水
ガラスが発泡するごとくに体積を増して砂粒間隙を満た
す状態となるからである。

〔実施例〕

第１図の砂型造型装置により砂型を造型して遠心力鋳造
に供し、中空管状鋳物を鋳造した。

金枠：無孔金枠、予熱温度２００°Ｃ内径２２０φ、長さ４００β　（１ｍ）鋳物サイズ：外
径約１９７φ、肉厚約２５ｔ、長さ約３９２　ｇ　　（
ｎ）水ガラス：　Ｊ　Ｉｓ　　Ｋ１４０８　（比重１．４４
）造型条件、造型′された砂型の性状および遠心鋳造さ
れた鋳物の性状を第１表に示す。賦香（Ｎｌ）１の砂型
は、非固化粉粒体層（Ａ層）および固化粉粒体層（Ｂ層
）のいずれも粗粒の砂（４，５号天然珪砂）で造型、１
ｌｈ２の砂型は、Ａ層およびＢ層を粗粒の砂で造型した
のち、その内面に塗型剤（ジルコンフラワとベントナイ
トの水溶液）を塗布し、砂粒の凹凸が消える程度の厚さ
く約０．５ｍｍ）の塗型層を形成、隘３の砂型はＡ層を
粗粒の砂で造型し、Ｂ層は細粒の砂（７号天然珪砂）で
造型、更に寛４の砂型は、Ａ層の全部とＢ層の外側層（
Ｂ１層）を粗粒の砂で造型し、Ｂ層の内側表層部（Ｂ２
層）のみ細粒の砂で造型した例である。また、いずれの
例も、Ａ層の造型工程では砂の投与と共に水を噴霧した
。　　　　　ヶ各賦香（隘）１〜４の砂型のいずれも良
好な砂型強度を有している。患２〜４の砂型の内面は平
滑であり、また嵩１の砂型の内面は、隘２〜４の砂型の
内面に比し、やや粗いが、むろん実用上の支障はない。

各賦香（患）の砂型により鋳造された鋳物のうち、患２
〜４の鋳物の鋳肌は平滑で、砂の喰い込み・付着は殆ど
認められず、鋳肌のまま使用し得る表面性状を有してい
る。隘１の鋳物の鋳肌には若干の凹凸と砂の付着が認め
られるが、実用上問題となる程のものではない。なお、
いずれの鋳物についても、鋳造欠陥はなく、良好な内部
品質を有していることも確認された。

また、いずれの賦香（隘）の砂型も、鋳物抜取後、エア
ー吹き付けにより金枠内面を清掃することができた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、（ｉ）厚薄任意の砂原を有する砂型を能率よく造型する
ことができる。造型に必要な作業量は、例えば第５図の
ように芯金とランマーを用いて行う造型法に対して、約
１／ｌＯ〜１１５０と少なく、極めて生産性が高い。

（ｉｉ　）砂型の外側の層は固化されていない粉粒体か
らなるので、鋳造品抜堰後の金枠内面の？ｆｆ掃が極め
て容易であり、金枠を傾けるか、またはエアー吹き付は
等の筒車な作業を行うだけで、次の砂型造型に使用する
ことができる。

（ｉｉｉ　）砂原を厚薄任意に、かつ正確に調節できる
ので、鋳造条件（鋼種、鋳造サイズ・形状等）に応じた
砂原に造型することにより、鋳造金属の凝固速度の適切
な制御と鋳造欠陥の防止・鋳造組織の改善が可能となる
０例えば、急冷凝固による割れ感受性の高い鋳造品を鋳
造する場合には、砂原を十分に厚く造型することにより
、凝固急冷を望むとおりに緩慢化させることができる。

（ｉｖ　）造型上の困難を伴わずに、砂型の内面を細粒
の粉粒体からなる平滑面に仕上げることができるので、
鋳造品の鋳肌を平滑美麗にして、その表面品質を高める
ことができ、従ってグラインダ等の表面手入れ工程を省
略して、鋳造品を鋳肌のまま使用することもできる。

（ｖ）金枠の全長に恒って均一な砂原に造型できるだけ
でなく、目的とする鋳造品の形状に応じて、例えば金枠
の軸心方向に傾斜したテーバ、または段差をなして砂原
の変化する砂型を造型することができるので、テーパ管
、中細管、中大管あるいは段差付き管などの異形鋳物の
鋳造が可能である。

（ｖｉ）第６図のように樋状の砂受は治具を用いて行う
造型法では、砂受は治具に砂を入れると重量が大きくな
り、これを片持ちするための装置が大型化し、かつ治具
にたわみ・曲がりが生じるので、小径・長尺の砂型造型
が困難であるが、本発明では、そのような問題はなく、
小径・長尺サイズの砂型の造型も可能である。

（ｖｉｉ　）金枠は無孔金枠であってよいので、金枠の
孔あけ加工が不要であり、かつ孔あき金枠の場合のよう
な金枠強度の低下がなく、長期に恒る反復使用が可能で
あり、金枠コストが大幅に節減される。

（ｖｉｉ）金枠温度は、水分の蒸発と水ガラスの硬化反
応を生じる温度であればよく、また高温においても砂の
固化強度の低下がないので、金枠の温度管理が容易であ
り、しかも金枠の予熱は最初の１回だけでよく、２回目
以降の反復使用においては、前回の鋳造時に熱せられて
いるので、あらためて予熱を行う必要はなく、連続的に
造型および鋳造を行うことができる。

（ｉに）砂の固化剤である水ガラスの使用量は少量でよ
く、かつガス砂の場合のような可使時間の制限もないの
で、砂の使用に無駄がなく、むろん第５図の造型法によ
うな芯金の必要もなく、これらの面からの造型コスト低
減効果も大である。

【図面の簡単な説明】

第１図（１）、（Ｉｆ）は本発明方法の実施例を示す軸
方向断面図、第２図、第３図は本発明方法により造型さ
れた砂型の例を示す径方向半裁断面図、第４図（１）〜
（ＩＩＩ）は本発明方法により造型される砂型の例を示
す軸方向要部断面図、第５図〜第７図は従来の砂型造型
法または塗型法を示す軸方向断面図である。１：粉粒体、１０：金枠、２０：粉粒体況給管、２２：
粉粒体供給ホッパ、３０：水ガラス水溶液送給管、３１
：ノズル、３２：水ガラス水溶液タンク、３４：水タン
ク、３３，３５：パルプ、１００：回転ローラ、Ａ：非
固化粉粒体層、Ｂ：固化粉粒体層、Ｍ：砂型、Ｓ：水ガ
ラス水溶液、Ｗ：水。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）円筒状金枠内に、バインダを含有しない粉粒体か
らなる非固化粉粒体層と、該非固化粉粒体層の内面を被
覆する、水ガラスで固化された粉粒体からなる固化粉粒
体層とが積層形成されていることを特徴とする遠心力鋳
造用砂型。
（２）固化粉粒体層の少なくとも内側表層部の粉粒体が
細粒であることを特徴とする上記第１項に記載の遠心力
鋳造用砂型。
（３）固化粉粒体層の内面に塗型層が積層形成されてい
ることを特徴とする上記第１項または第２項に記載の遠
心力鋳造用砂型。
（４）金枠が無孔金枠であることを特徴とする上記第１
項ないしは第３項のいずれか１つに記載の遠心力鋳造用
砂型。
（５）予熱された円筒状金枠を水平に保持し、その軸心
を回転中心とする回転下に、金枠内面に対する粉粒体の投与位置を金枠の軸心方向に
一端側から他端側へ反復移動させながら、粉粒体を金枠
内面に投与し、金枠の回転による遠心力にて粉粒体を金
枠内面に付着させることにより、固化されていない粉粒
体からなる非固化粉粒体層を所定の層厚に形成する工程
と、該非固化粉粒体層の内面に粉粒体を投与すると共に、そ
の粉粒体に水ガラス水溶液を噴霧して水ガラス水溶液を
含む粉粒体層を所定の層厚に形成し、水ガラスの熱硬化
反応により固化した粉粒体からなる固化粉粒体層を前記
非固化粉粒体層の内面に形成せしめる工程とからなる遠
心力鋳造用砂型の造型方法。
（６）非固化粉粒体層を形成する工程において、金枠内
に投与される粉粒体に水を噴霧することを特徴とする上
記第５項に記載の造型方法。
（７）固化粉粒体層の少なくとも内側表層部を形成する
粉粒体が細粒であることを特徴とする上記第５項または
第６項に記載の造型方法。
（８）固化粉粒体層の内面に塗型剤を塗布して所定の層
厚を有する塗型層を形成することを特徴とする上記第５
項ないしは第７項のいずれか１つに記載の造型方法。
（９）固化粉粒体層を形成する工程において粉粒体に噴
霧される水ガラス水溶液の濃度が５〜７０％、固化粉粒
体層の粉粒体１ｋｇに対する水ガラス水溶液の噴霧量が
１０〜４５０ｃｃ、および固化粉粒体層の粉粒体に対す
る水ガラスの混合率が１％以上であることを特徴とする
上記第５項ないしは第８項のいずれか１つに記載の造型
方法。
（１０）金枠が無孔金枠であることを特徴とする上記第
５項ないしは第９項のいずれか１つに記載の造型方法。