KR840000602B1 - Production of metal casting sand moulds - Google Patents

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KR840000602B1 KR1019800002292A KR800002292A KR840000602B1 KR 840000602 B1 KR840000602 B1 KR 840000602B1 KR 1019800002292 A KR1019800002292 A KR 1019800002292A KR 800002292 A KR800002292 A KR 800002292A KR 840000602 B1 KR840000602 B1 KR 840000602B1
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죤 가프 마이클
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호세코 인터내쇼날 리미팃드
로오렌스 쇼오
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Abstract

Lining pads which support the surface of a sand metalcasting mold produce a mold(2) cavity of a desired shape and dimension. They are formed of compsn. comprising; particulate refractory material, fibrous refractory material, finely divided Al, oxidizer for the Al, and a binder. The compsn. is free of fluoride and has a density of 0.3-1.1 g/cc. The pads (a) are provided at those parts of the mold where is desired a progressive directional solidification in the casting (1). The pads are used in casting shapes having heavy sections isolated from the metal feed, e.g. gear wheel blanks, valve bodies and bonnets.

Description

금속주조용 사형의 제조방법Manufacturing method of sand casting for metal casting

제1도는 강주물을 제조하는 공지의 방법에 의한 주형의 단면도.1 is a cross-sectional view of a mold by a known method for producing a steel casting.

제2도는 종래의 강주조공장에서 사용하고 있는 금속패딩(padding)을 예시한 주형의 단면도.2 is a cross-sectional view of a mold illustrating the metal padding used in a conventional steel casting factory.

제3도는 금속패딩을 사용하는 또 다른 종래의 방법을 예시한 주형의 단면도.3 is a cross-sectional view of a mold illustrating another conventional method using metal padding.

제4도는 본발명에 의한 예비성형 및 건조된 패드를 사용한 예를 나타낸 도면.4 is a view showing an example using preformed and dried pad according to the present invention.

제5도는 본발명에 의한 성형가능한 혼합물로 만든 패드의 사용예를 예시한 도면.5 illustrates an example of the use of a pad made of a moldable mixture according to the present invention.

본 발명은 금속주조용 사형의 제조방법에 관한 것으로서 특히 강주조용 사형을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a metal casting sand mold, and more particularly to a method for manufacturing a steel casting sand mold.

금속 또는 합금으로된 건전한 (sound) 주물을 제조하자면 급탕구중에 있는 금속이 최소한 동시에 응고하던지 주물중마지 막부분 응고후에 응고토록 해야하며 급탕구로부터 주물의 모든 부분에까지 액체금속이 유동할 수 있는 통로를 만들어주어 금속용액이나 합금용액이 응고될 때 일어나는 수축에 대비할 수 있도록 해야하는 것이다. 따라서 급탕구를 응고되는 주물의 마지막 부분으로 구성하므로서 급탕구에서 가장 원거리에 있는 지점에서부터 급탕구 쪽으로 점차로 방향성응고가 되도록 건전한 주물을 제조할 필요가 있는 것이다. 불행하게도 허다한 주물에서 필요로하는 형상은 디자인을 변경하지 않으면 방향성 응고가 일어나지 않는 것이다. 결과적으로 허다한 강주물에서 필요로 하는 형상을 변경시켜주어 압탕(押湯)에서 먼거리에 있는 주물의 각 부분에 금속을 공급할 수밖에 없는 것이다. 일반적으로 이러한 변경을 하게되면 주물의 각 부분에 있는 금속이 농축되므로 해서 조기응고가 일어나서 고온부분에서 수축공이 생기는 결과가 일어난다. 여분의 금속을 추가하여 주물형상을 바꾸어주는 것을 금속패딩이라고 한다.To produce sound castings made of metal or alloy, the metal in the hot water spout must solidify at least simultaneously or after the last part of the casting solidify, and the passage of liquid metal from the hot water spout to all parts of the casting. It should be made to prepare for the shrinkage that occurs when the metal or alloy solution solidifies. Therefore, it is necessary to manufacture a sound casting so as to form a directional solidification gradually from the point farthest from the hot water supply hole toward the hot water supply hole by configuring the hot water inlet as the last part of the solidification casting. Unfortunately, the shape required by many castings is that directional solidification does not occur unless the design is changed. As a result, it is necessary to change the shape required for many steel castings and supply metal to each part of the casting which is far from the hot water. In general, this change causes the metal in each part of the casting to concentrate, resulting in premature solidification and shrinkage in the hot part. Changing the casting shape by adding extra metal is called metal padding.

내부수축을 피하기 위하여 금속을 패딩시켜서 되는 주물의 종류로는 톱니바퀴블랭크(blank), 밸브몸체 및 밸브보닛(bonnet), H형 아암휘일(H-arm Wheel), 아이들러휠(idler Wheel), 피스톤, 로울 및 터어빈 주물등이 있다. 이러한 주물에 대한 기본형상에 있어서 금속 공급원과는 떨어져 있는 중량이 무거운부분이 있다. 따라서 주물 전체를 통해 방향성 응고가 촉진되도록 금속패드를 배치한다.Types of castings that are padded with metal to avoid internal shrinkage include cogwheel blanks, valve bodies and valve bonnets, H-arm wheels, idler wheels and pistons. , Rolls and turbine castings. There is a heavier weight apart from the metal source in the basic shape for these castings. Therefore, metal pads are placed to promote directional solidification throughout the casting.

원래 필요로하는 주물형상을 다시 얻고자 할때는 주물과 급탕구가 응고된 후 추가된 금속패딩을 제거해야만 한다. 금속패드를 제거하는 데는 다음과 같은 한가지 이상의 작업을 거치게 된다. 즉 불꽃 절단, 톱질, 연마 및 기계가공의 작업이 개재되는 것이다. 이러한 작업을 하자면 시간이 소요되고 경비가 많이 소요되며 주물제조에 있어서 여러가지 애로점이 제기되는 것이다. 따라서 패딩을 제거한다는 것 그 자체가 비경제적이며 금속패딩에는 금속주물 그 자체에 소요되는 것보다 많은 양의 금속을 추가용융시켜 줘야하는 점이 수반된다.In order to regain the original casting shape, the metal padding must be removed after the casting and the hot water spout has solidified. Removing the metal pad involves one or more of the following tasks: In other words, the work of spark cutting, sawing, polishing and machining is interposed. This work is time consuming, costly, and causes many difficulties in casting production. Therefore, removing the padding itself is uneconomical and the metal padding involves the additional melting of a larger amount of metal than is required for the metal casting itself.

적정위치의 주형공간내에 배치되어 용융금속과 접하게 되면 발화가되어 주물의 각부분이 조기응고되지 않을 정도로 충분한 열을 공급하므로서 필요로 하는 방향성 응고가 촉진되게 하는 발열 조성물로된 패드를 금속패드 대신에 사용하여 어느정도의 점진적인 방향성 응고를 시키고 있다. 이러한 목적으로 사용되어 오고있는 알루미늄계의 발열조성물은 공지로되어 있으며 그 예를 보자면 영국특허 제971,749 및 제808,400호에도 상술되어 있다. 이들은 일반적으로 알루미늄미분말, 알칼리금속 또는 알칼리토류금속의 질산염 또는 과염소산염같은 알루미늄용 산화제 한가지 이상, 산화철 또는 산화망간, 발열반응을 개하시고 제어할 수 있는 불화칼슘 또는 불화알루미늄 나트륨같은 불화물, 모래, 알루미나, 그로그(grong), 샤무트(chamotte) 또는 기타 내화성 규산염같은 내화성 충전제분말 한가지이상 및 전분, 덱스티린, 아황산 알칼리액, 아라비아고무수지(예:페놀포름알데히드수지), 규산나트륨, 점토같은 점결제 한가지 이상으로 구성된 것이다. 산화제의 량은 보통 존재하고 있는 모든 알루미늄을 산화시키기에 불충분한 화학량론적인 량으로 한다.Instead of metal pads, pads made of exothermic composition, which are placed in the mold space of the proper position and come into contact with molten metal to supply enough heat to ignite to prevent premature solidification of each part of the casting, thereby promoting the required directional solidification. To some degree of directional solidification. Aluminum-based exothermic compositions that have been used for this purpose are known and are described in British Patents 971,749 and 808,400, for example. These are generally one or more oxidizing agents for aluminum, such as nitrates or perchlorates of fine aluminum powders, alkali metals or alkaline earth metals, iron or manganese oxides, fluorides such as calcium fluoride or aluminum fluoride sodium, which can initiate and control exothermic reactions, sand, alumina One or more refractory filler powders such as grongs, chamottes or other refractory silicates and points such as starch, dextrins, alkali sulfites, gum arabic resins (e.g. phenol formaldehyde resins), sodium silicates, clays It consists of more than one payment. The amount of oxidant is usually such that the stoichiometric amount is insufficient to oxidize all the aluminum present.

이러한 발열성 조성물로된 패드를 정확히 사용할 경우 점진적인 방향성 응고가촉진된다고 하더라도 사용상에 있어서 여러가지 문제가 새로이 제기되고 있다. 발열반응으로 인하여 발열성 조성물로부터 가스가 방출되므로 이 가스를 대기중으로 배기시켜 주물에 기포나 핀홀(pinhole)같은 다공성으로 인한 결함이 생기지 않도록 해야 한다. 어떤 경우에 있어서는 주형중에 발열성 패드의 위치관계로 인하여 발열반응도중 생성되는 가스가 방출될 수 있는 패드와 대기가 통하는 통로를 찾기가 어렵거나 불가능할 때가 있다.If the pad made of such a pyrogenic composition is used correctly, even if gradual directional solidification is promoted, various problems are newly raised in use. Since the exothermic reaction releases the gas from the exothermic composition, the gas must be exhausted into the atmosphere to avoid defects due to porosity such as bubbles or pinholes in the casting. In some cases, it is difficult or impossible to find a path between the pad and the atmosphere through which the gas generated during the exothermic reaction can be released due to the positional relationship of the exothermic pad in the mold.

발열성 패드물질을 사용할 경우 관찰되는 것으로는 발열성 패드와 접하는 금속주물의 표면이 발열성 패드 그 자체에서 기인하는 알루미늄이나 실리콘같은 불필요한 불순물로 인하여 거칠게 되거나 오염되는 점이있다. 이러한 표면 불균일현상과 오염현상은 바람직스럽지 못한 것으로서 비활성 코오팅을 주형에 추가로 실시하여 주어 감소시킬 수는 있다고 하더라도 반드시 이러한 현상을 제거할 수 있는 것은 아니다. 결과적으로 발열성 패드물질이 공지로 되어 있다하더라도 위와같은 문제가 제기되기 때문에 상업적인 응용에 있어서는 제한을 받고 있는 것이다.What is observed when using the exothermic pad material is that the surface of the metal casting in contact with the exothermic pad becomes rough or contaminated by unnecessary impurities such as aluminum or silicon resulting from the exothermic pad itself. Such surface unevenness and contamination are undesirable and may not necessarily be eliminated, although they can be reduced by adding additional inert coatings to the mold. As a result, even if the exothermic pad material is known, the above problems are raised, and thus are restricted in commercial applications.

내화성 섬유물질로 된 단열패드를 사용하여 알루미늄계 발열성 또는 기타 발열성 패딩조성물과 관련된 문제를 해결하기 위한 방안이 제안되고 있는데 영국특허 제1,240,301호에 의하면 금속주물 제조시에 이러한 패딩물질을 사용하고 있다.In order to solve the problems associated with aluminum-based or other pyrogenic padding composition using an insulating pad made of a refractory fiber material, British Patent No. 1,240,301 uses such padding material in the manufacture of metal castings. have.

일반적으로 이러한 물질은 내화성 무기섬유, 즉 규산알루미늄이나 규산칼슘 같은 것으로 된 무기섬유와 전술한 바와 같은 입상(粒狀)의 내화충전제 및 콜로이드상의 산화하이드로졸이나 전분 또는 페놀포름 알데히드 수지같은 점결제로 되어 있다.In general, these materials include refractory inorganic fibers, i.e. inorganic fibers such as aluminum silicate or calcium silicate, granular refractory fillers as described above, and binders such as colloidal oxidized hydrosols, starches or phenolformaldehyde resins. It is.

그러나, 이들 패딩물질은 금속주물을 불필요한 불순물로 오염시키지는 않고 기포나 핀홀다공성 같은 가스에 의한 결함을 유발하지는 않더라도 방향성 응고를 점진적으로 촉진함에 있어서 발열성 패딩물질로서 열적효능이 없을 뿐만 아니라 단열용 패드와 접촉하게 되는 주물의 각 부분에 대한 표면처리가 주형의 나머지 부분과 접하게 되는 주물의 다른 부분보다는 훨씬 불량하게 된다. 따라서 단열용 패드를 상업적인 주물생산에 사용하기에는 제한을 받는다.However, these padding materials do not contaminate metal castings with unnecessary impurities and do not cause defects caused by gas such as bubbles or pinhole porosity, but they are not thermally effective as exothermic padding materials in progressively promoting directional solidification. The surface treatment of each part of the casting that comes in contact with the surface is much worse than the other parts of the casting that come into contact with the rest of the mold. Therefore, the insulating pad is limited to use in commercial casting production.

본 발명에서는 놀랍게도 이러한 두 가지 형식의 패딩물질을 단일 패딩조성으로 결합시켜 순수한 단열용 패딩조성물의 열적 비능률적인 면을 충분히 극복할 수 있는 발열성의 것으로 만들뿐만 아니라 금속주물이 알루미늄같은 불필요한 불순물로 오염되지 않도록 하는 것이, 패딩조성물중에 여하한 불화염을 함유하지도 않고 어떤 적정한 범위내의 밀도를 가진것으로 하는 경우 가능함을 확인한 것이다.Surprisingly, the present invention combines these two types of padding materials into a single padding composition to make it pyrogenic enough to overcome the thermal inefficiency of the pure insulation padding composition, as well as to prevent metal castings from being contaminated with unnecessary impurities such as aluminum. It was confirmed that it is possible not to contain any fluorine salt in the padding composition and to have a density within an appropriate range.

본발명에 의한 사형을 제조하는 방법은 금속주조시 점진적인 방향성 응고가 촉진되는 것이 필요한 주형의 한군데 이상의 위치에 내장용 패드를 배치하여 사형의 금속접촉면을 구성하거나 지지토록 하고 사형의 나머지 부분에는 소요의 형상과 치수를 가진 공간을 마련하며 입상의 내화물질과 알루미늄 미분말과 알루미늄용 산화제 및 점결제로된 조성물로 패드를 구성하되, 조성물중에는 불화염이 실질적으로 없고 섬유질 내화물을 함유하며 패드의 밀도가 0.3-1.1g/c3되게 함을 특징으로 한다.The method for manufacturing the death penalty according to the present invention is to arrange or support the metal contact surface of the death penalty by arranging the internal pads at one or more positions of the mold where the gradual solidification needs to be promoted during metal casting. Provide a space with shape and dimensions and make up the pad with a composition of granular refractory material, fine aluminum powder, oxidizing agent and caking agent for aluminum. -1.1g / c 3 .

본 발명은 모형의 형상을 주조한 주물중에서 점진적인 방향성 응고가 필요한 모형의 각부분에 적용시키고 주물사를 모형과 조성물의 주위에 가하여 조성물을 경화시켜 패드를 만들고 제조된 주형과 패드를 모형으로부터 분리시키는데 적용될 수 있다.The present invention is applied to each part of the model that requires the gradual solidification of the casting of the shape of the model and apply the foundry sand around the model and the composition to cure the composition to make a pad and to separate the mold and the pad manufactured from the model Can be.

본 발명의 패딩물질은 금속주물에 있어서 점진적인 방향성 응고를 촉진시키기 위하여 입상의 내화물질과 알루미늄 미분말과 알루미늄의 산화제 및 점결제로 구성하되, 불화염이 실질적으로 없고 섬유질 내화물을 함유하며 밀도가 0.3-1.1/cm3인 것이 특징인 바 이패드를 미리 형성하여 건조시킨 후 주형속이나 모형주위에 위치시킬 수도 있고, 또는 조성물을 사용하여 가요성 매트(mat)형으로 만들어 주형속이나 모형주위에 위치시킬 수도 있고, 또는 주형의 공간속이나 모형주위에 타입(打入)시킬 수 있는 성형이 가능한 혼합물의 형태로 만들 수도 있다. 가용성 매트 또는 성형이 가능한 혼합물은 가열을 하여 건조시키거나 화학적인 수단을 사용하여 경화시킬 수 있다. 화학적으로 경화될 수 있는 성형이 가능한 혼합물 또는 가요성 매트로만드는 것이좋다.The padding material of the present invention is composed of granular refractory material, fine aluminum powder, oxidizing agent and caking agent of aluminum in order to promote gradual solidification in metal castings. By or after forming a dry pad characterized by 1.1 / cm 3 It can be placed around the mold or the model, or the composition using the composition to form a flexible mat (mat) or located around the model It can be made in the form of a mixture which can be formed or can be typed in the space of the mold or around the model. Soluble mats or moldable mixtures may be heated to dryness or cured using chemical means. It is desirable to make a moldable mixture or flexible mat that can be chemically cured.

적합한 섬유질 내화물에 속하는 것으로는 알루미나섬유, 규산알루미늄섬유 및 강재면, 암면 또는 무기질면 같은 규산칼슘 섬유가 있다.Among the suitable fibrous refractories are alumina fibers, aluminum silicate fibers and calcium silicate fibers such as steel wool, rock wool or mineral wool.

적합한 입상내화물에 속하는 것으로는 알루미나, 뮬라이트, 실리마나이트, 샤모트, 그로그, 배소내화점토배소플린트점토, 실리커, 팽창벌미큐라이트, 팽창퍼얼라이트, 배소왕겨 및 코오크스 분쇄물등이 있다. 입상 내화물 중에는 불화염이 미량이상 존재해서는 안되는데, 그렇지 못하면 패드를 사용하여 제조한 금속주물은 알루미늄으로 오염되기 쉽다.Examples of suitable granular refractory materials include alumina, mullite, silymanite, chamotte, glog, roasted refractory clay roasted flint clay, silica, expanded bee cumulite, expanded pearlite, roasted rice hull and coke ground. There should be no traces of fluorine in the granular refractory; otherwise, metal castings made using pads are susceptible to contamination with aluminum.

적합한 산화제에 속하는 것으로는 알칼리금속 질산염, 알칼리금속 질산염, 알칼리금속과 염소산염, 산화철 및 산화망간이 있다.Among the suitable oxidants are alkali metal nitrates, alkali metal nitrates, alkali metals and chlorates, iron oxides and manganese oxides.

적합한 점결제에 속하는 것으로는 수지, 덱스트린, 전분, 아황산알칼리액, 아라비아고무와 같은 유기질 점결제와 알칼리금속 규산염, 콜로이드상태의 산화하이드로졸 및 점토류(예:고령토 또는 보올클레이)와 같은 무기질 점결제가 있다.Examples of suitable binders include organic binders such as resins, dextrins, starches, alkali sulfites, gum arabic and inorganic binders such as alkali metal silicates, colloidal oxidized hydrosols and clays (e.g., kaolin or borclays). There is a payment.

조성물 중에는 소량의 유기질 섬유(예:레이온 섬유)를 함유시킬 수도 있는데 특히 조성물을 가요성 매트형태로 사용할 경우에 함유시킨다. 적합한 패드조성은 다음과 같다.The composition may contain small amounts of organic fibers (e.g. rayon fibers), especially when the composition is used in the form of a flexible mat. Suitable pad compositions are as follows.

Figure kpo00001
Figure kpo00001

단열성을 양호하게 하려면 패드의 비중을 가능한한 작게해야 하는데 실제로는 밀도가 0.3-1.0g/cm3인 패드를 사용하는 것이 만족스럽다. 이러한 최적밀도 범위내에서 특수한 재료에 대한 적정밀도는 재료의 조성에 따라 좌우되는데 그 이유는 대부분의 조성의 경우에 있어서 밀도가 저하됨에 따라 내화도도 저하되기 때문이다.To ensure good thermal insulation, the specific gravity of the pads should be as small as possible. In practice, it is satisfactory to use pads with a density of 0.3-1.0 g / cm 3 . Within this optimum density range, the optimum density for a particular material depends on the composition of the material because, in most compositions, the fire resistance also decreases as the density decreases.

앞서 나온바와 같이 본발명에 의한 패드는 제조하여 여러가지 방법중 한가지 방법을 택하여 사용할 수 있다. 그 예를 들자면 적절한 혼합기중에서 각 첨가성분을 혼합하고 물을 가하여 타입이 가능할 정도의 점조도를 가지도록 하는 것이다. 이 혼합물을 사형의 공간속으로 타입하던지 주조모형에 대해 위치시키던지 코어상자(core box)중에 충전시킨후 화학적으로 경화시키던지 오븐(oven)같은 장치중에서 가열하여 건조시키던지 가스불꽃을 사용하여 서서히 건조시킨다.As described above, the pad according to the present invention may be manufactured and used by using one of several methods. For example, in a suitable mixer, each additive component is mixed and water is added to have a consistency of the type possible. The mixture may be typed into a dead space, placed against a casting model, filled into a core box and then chemically cured or heated and dried in an oven-like device, or slowly with a gas flame. To dry.

또 다른 방법으로서는 첨가성분과 물을 혼합하여 슬러리로 만든 후 이슬러리중에 적당한 형상을 한 메쉬(mesh) 형성기를 침지하여 진공을 가하여 탈수시키므로서 소요의 형상으로 만드는 것이데, 이 방법은 영국특허 제1,204,742호에 상술되어 있는 것과 같다. 황산알루미늄같은 분산제를 첨가하여 첨가성분이 슬러리중에 분산이 잘 되도록 할 수 있다. 생형산(green shape)을 오븐중에서 건조시키던지 화학적으로 경화시키는데, 주형과 같이 일체로 건조 내지 경화시켜도되고 분리해서 건조 내지 경화시켜도 된다. 이와같은 방법으로 만든 패드를 건조시키면 밀도는 0.3-1.1g/cm3이 되는데 보통 0.45-0.95g/cm3의 범위가 된다.Another method is to mix the additives and water to make a slurry, and then immerse a mesh forming machine of appropriate shape in the dew slurry to dehydrate it by applying a vacuum to make it into a desired shape. As detailed in 1,204,742. Dispersants such as aluminum sulphate may be added to ensure that the additives are well dispersed in the slurry. The green shape may be dried in an oven or chemically cured. The green shape may be dried or cured integrally like a mold or separately dried or cured. Drying the pads made in this way gives a density of 0.3-1.1 g / cm 3 , usually in the range of 0.45-0.95 g / cm 3 .

가요성 매트나 성형이 가능한 혼합물을 사용하여 화학적인 경화법에 의해 패드를 제조할 때 적합한 방법은 매트나 성형이된 혼합물 표면상의 수개소에 대해 알칼리성 물질을 적용하는 것인데 이 방법은 영국특허 제77.5,380호와 제808,400호에 상술된 바와같다. 적합한 알칼리성 물질에 속하는 것으로는 나트륨과 같은 알칼리금속의 수산화물, 탄산염 및 알루미늄산염이 있는데 이들 물질을 수용액상태로 하여 패드에 적용하는 것이 좋다. 화학적인 경화과정이 일어나도록 하자면 알칼리금속 질산염과 같은 수용성질산염의 존재가 필수적이다. 알칼리금속 질산염은 알칼리성물질의 수용액중에 용해시키던지 가요성매트 또는 성형이 가능한 혼합물로 된 조성물중에 최소한 산화제의 일부로서 포함시킬 수 있다.A suitable method for producing pads by chemical curing using a flexible mat or moldable mixture is to apply an alkaline substance to several points on the surface of the mat or molded mixture. As described in 380 and 808,400. Examples of suitable alkaline substances include hydroxides, carbonates and aluminates of alkali metals such as sodium, which are preferably applied to the pads in aqueous solution. The presence of water soluble nitrates, such as alkali metal nitrates, is essential for the chemical curing process to take place. Alkali metal nitrate may be dissolved in an aqueous solution of alkaline material or included at least as part of an oxidant in a composition of a flexible mat or moldable mixture.

화학적인 경화반응의 시작을 지연시키자면 가요성 매트나 성형이 가능한 물질을 형성하는 조성물중에 알루미늄을 부동태로 만드는 붕산같은 화합물을 소량첨가할 필요가 있는데 이것은 영국특허 제775,380호에 상술된 바와 같다.To delay the onset of the chemical curing reaction, it is necessary to add small amounts of compounds such as boric acid, which passivates aluminum into the flexible mat or the composition forming the formable material, as described in British Patent No. 775,380.

본 발명을 첨부된 도면에 따라 상술하기로 한다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 사형(2)에서 110mm×11mm×11mm의 칫수를 가진 강주물을 제조하는 것을 예시한 도면으로서 높이가 4,220mm이고 폭이 110mm이며 두께가 55mm인 판(4)을 사용하여 원통형 급탕구(3) (직경 3,100mm-높이 150mm)로부터 주물(1)을 분리시킨다. 원통형급탕구에는 내화성 단열 슬리이브(sleeve) (5)가 내장되어 있다. 종래부터 사용되고 있는 금속패딩이나 기타 형식의 패딩재료를 사용하지 않으면 주물 (1)은 (6)의 위치에서 불건전하게 된다.FIG. 1 is a view illustrating the manufacture of a steel casting having a dimension of 110 mm × 11 mm × 11 mm in the sand mold 2, using a plate 4 having a height of 4,220 mm, a width of 110 mm, and a thickness of 55 mm. (3) Separate the casting (1) from (diameter 3100mm-height 150mm). The cylindrical hot water inlet is equipped with a fire resistant heat insulating sleeve 5. If the metal padding or other type of padding material conventionally used is not used, the casting 1 will be unhealthy at the position of (6).

제2도는 종래의 강주조공장에서 사용하고 있는 금속패딩의 예를 나타낸 것으로서 판(4)의 부분은 주물을 건전하게 하는데 필요한 최소한의 추가금속부분이다. 점선은 소요의 주물형상을 제조하는데 필요로 하는 절삭가공량 및 기계가공량을 예시한 것이다. 금속패딩을 사용한다고 하더라도 마찬가지로 급탕구(7)의 직경을 100mm에서부터 125mm로 증가시켜 주어야 한다.2 shows an example of metal padding used in a conventional steel casting plant, where the part of the plate 4 is the minimum additional metal part necessary for the soundness of the casting. The dotted line illustrates the amount of cutting and machining required to produce the required casting shape. Even if metal padding is used, the diameter of the hot water supply opening 7 should be increased from 100 mm to 125 mm.

제3도는 금속패딩을 사용하는 또 다른 종래의 방법을 예시한 것으로서 판(4)의(8)부분은 주물(1)을 건전하게 하는데 필요한 최소한의 금속부분이다. 여기서도 급량구의 직경을 100mm에서부터 125mm로 증가시키고 소요의 형상을 가진 주물을 제조하기 위해 상당량의 금속을 제거해야 할 필요가 있다.Figure 3 illustrates another conventional method of using metal padding, where part 8 of plate 4 is the minimum metal part needed to make the casting 1 sound. Here too, it is necessary to increase the diameter of the feed port from 100 mm to 125 mm and to remove a significant amount of metal in order to produce castings with the required shape.

제4도는 본발명에 의한 예비성형하여 건조시킨 패드를 사용하는 예를 나타낸 것으로서 주형(2)을 제조함에 있어서 예시된 위치에서 모형에 대하여, 예비성형하여 건조시킨 패드(9)를 설치한다. 패드의 조성은 다음과 같다.4 shows an example of using the preformed and dried pad according to the present invention, and the pad 9 preformed and dried is provided for the model at the position illustrated in manufacturing the mold 2. The composition of the pad is as follows.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

이렇게하여 만든 패드의 밀도는 0.47g/cm3이었다. 패드(9)를 사용하여 제조한 주물(1)은 건전성이 있으며 알루미늄에 의한 오염이 되지 않은 것이었다.The pad made in this way had a density of 0.47 g / cm 3 . The casting 1 produced using the pad 9 was sound and not contaminated with aluminum.

제5도는 본발명에 의한 성형이 가능한 혼합물로 만든 패드의 사용예를 예시한 도면이다.5 is a view illustrating an example of the use of a pad made of a mixture capable of molding according to the present invention.

조성물은 다음과 같이 만든다.The composition is made as follows.

Figure kpo00003
Figure kpo00003

조성물 100 중량부에 물 90 중량부를 첨가하여 성형이 가능한 혼합물을 만든후 (10)의 위치에서 주형 (2)의 공간속으로 타입한다. 모형을 제거한 후 성형이 된 혼합물의 노출면에 대해 다음과 같은 조성의 알칼리성용액 몇방울을 가한다.90 parts by weight of water is added to 100 parts by weight of the composition to make a moldable mixture, and then into the space of the mold (2) at the position of (10). After the model is removed, a few drops of alkaline solution of the following composition are added to the exposed surface of the molded mixture.

Figure kpo00004
Figure kpo00004

화학반응을 일으켜서 성형이 된 혼합물을 경화시켜 패드를 형성시킨다. 동일한 조성물을 사용하여 시험을 해본 결과패드의 비중은 0.90g/cm3이었다. 알칼리성 용액을 가한지 2시간후 용강을 주형(2)속에 부어넣고 만든 강주물(1)은 알루미늄으로 오염이 되지 않은 건전한 것이었다.Chemical reactions occur to cure the molded mixture to form pads. Tests using the same composition showed that the specific gravity of the pad was 0.90 g / cm 3 . Two hours after the addition of the alkaline solution, the steel casting (1) made by pouring molten steel into the mold (2) was sound and not contaminated with aluminum.

본 발명을 예시하기 위해 제4도에 도시된 바와같은 예비성형한 패드와 사형(4)을 사용하여 다음에 나오는 조성물들을 비교해 보았다.To illustrate the present invention, the following compositions were compared using a preformed pad and sand mold 4 as shown in FIG.

(1) 내화성 충전제로서 실리마나이트를 첨가하고 칼륨 빙정석 1 wt.%와 불화나트륨 1 wt.%를 가한 발열성 조성물(영국특허 제971749호).(1) A pyrogenic composition in which silimite was added as a refractory filler and 1 wt.% Of potassium cryolite and 1 wt.% Of sodium fluoride were added (British Patent No. 991749).

(2) 앞에서 나온 조성물 97.0 wt.%와 불화칼슘 3.0 wt.%로 된 발열성 및 단열성 조성물.(2) An exothermic and heat insulating composition comprising 97.0 wt.% Of the preceding composition and 3.0 wt.% Of calcium fluoride.

(3) 불화염을 함유하지 않은 앞서나온 조성물.(3) The preceding composition which does not contain a fluorine salt.

각 패드의 비중을 기록하고 패드와 접하고 있는 주물에 있는 알루미늄불 순물과 주물의 건전성을 측정하였는데 그 결과는 다음과 같다.The specific gravity of each pad was recorded and the integrity of the aluminum impurity and casting in the casting in contact with the pad was measured. The results are as follows.

Figure kpo00005
Figure kpo00005

표에서 알 수 있는것은 조성물 3에서 만든 본발명에 의한 패드는 불화물이 없더라도 발열성이 충분하며 단열성이 충분히 양호하므로 건전한 주물을 만들 수 있고 주물에 알루미늄 혼입이 거의되지 않도록 한다는 점이다. 이에 비하여 발열성 조성물 1과 발열성 및 단열성 조성물 2는 모두가 불화물을 함유한 것으로서 주물에 알루미늄이 혼입되어 있음을 알 수 있다.It can be seen from the table that the pad according to the present invention made in the composition 3 is sufficient to generate heat even if there is no fluoride and heat insulation is good enough to make a healthy casting and hardly incorporation of aluminum into the casting. In contrast, it can be seen that the exothermic composition 1 and the exothermic and heat insulating composition 2 both contain fluoride and aluminum is incorporated into the casting.

Claims (1)

점진적인 방향성응고가 촉진되도록 주형의 한군데 이상의 위치에 내장용 패드를 배치하여 사형의 금속접촉면을 구성하고 사형의 나머지 부분에는 소요의 형상과 치수를 가진 공간을 마련하며, 입상의 내화물질과 알루미늄용 산화제 및 점결제로된 조성물로 패드를 구성하므로서 사형을 제조하는 방법에 있어서 조성물 중에는 불화염이 실질적으로 없고 섬유질 내화물을 함유하며 패드의 밀도가 0.3-1.1g/cm3인 것을 특징으로하는 금속주조용 사형의 제조방법.In order to promote gradual solidification, the internal pads are arranged at one or more positions of the mold to form a metal contact surface of the sand mold, and a space having the required shape and dimensions is provided in the rest of the sand mold. And a method of producing a sand mold by constituting a pad with a composition made of a caking agent, wherein the composition is substantially free of fluoride salts, contains fibrous refractory, and has a density of 0.3-1.1 g / cm 3 for the metal casting. Production method of the death penalty.
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