WO2006082949A1 - 球状鋳物砂 - Google Patents

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WO2006082949A1
WO2006082949A1 PCT/JP2006/301931 JP2006301931W WO2006082949A1 WO 2006082949 A1 WO2006082949 A1 WO 2006082949A1 JP 2006301931 W JP2006301931 W JP 2006301931W WO 2006082949 A1 WO2006082949 A1 WO 2006082949A1
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WO
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spherical
weight
less
urethane binder
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PCT/JP2006/301931
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Masayuki Kato
Yoshimitsu Ina
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Kao Corporation
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions 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
    • B22C1/20—Compositions 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
    • B22C1/22—Compositions 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
    • B22C1/2233—Compositions 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 otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
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    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]

Definitions

  • a granular aggregate such as silica sand is mainly composed of a polyol compound and a polysiloxane compound.
  • a binder composed of an organic solvent solution is mixed, and the resulting mixture is filled into a model and cured by a urethanization reaction catalyzed by tertiary amines to obtain a desired saddle shape.
  • the cold box method or the urea self-molding method is widely known and implemented.
  • the present invention relates to a spherical clay sand produced by a flame melting method having an average particle size of 0.03 to 1.5 mm and used with a urethane binder.
  • the present invention relates to a spherical sediment sand having an average particle size of 0.03 to 1.5 mm and a water absorption of 0.5% by weight or less, which is used together with a urethane binder. To do.
  • this invention relates to the manufacturing method of the cage
  • the strength of the saddle is increased by increasing the amount of binder in order to prevent breakage (for example, core breakage) after the penetration. Since increasing the amount of binder leads to gas defects, the problem of gas defects becomes even more pronounced.
  • the phenolic resin component and the polyisocyanate component are mixed, and then the vertical shape is cured by aeration of gaseous amine. However, before the amine is aerated, the urethanization reaction proceeds gradually. Then there is a risk of starting to cure. Therefore, the vertical composition stored in the sand hopper for a long time may not obtain the desired vertical strength, which may cause molding defects and requires cleaning in the sand hopper.
  • the present invention has less gas defects, higher strength, no deformation or breakage, and smooth surface when manufacturing a saddle mold using a urethane binder, such as the cold box method or urethane self-hardening molding method.
  • the present invention relates to a sand that can produce a bowl having good properties. Furthermore, in the cold box method, it relates to dredged sand with a longer pot life. According to the present invention, it is possible to greatly reduce the amount of gas generated, which is a problem of a forging method using an urethane binder, and it is possible to obtain a product with few gas defects.
  • the spherical sand used in the present invention is roughly composed of two embodiments and is particularly suitable for cores.
  • the first embodiment is spherical earth sand produced by a flame melting method having an average particle diameter of 0.03 to 1.5 mm.
  • the second embodiment is spherical sand having an average particle size of 0.03 to 1.5 mm and a water absorption of 0.5% by weight or less.
  • spherical sand which is the shape of the spherical sand of the present invention, means a sphericity of 0.88 or more, preferably 0.90 or more. From the viewpoint of manifesting the effects of the present invention, the sand with a sphericity of 0.95 or more is preferable.
  • the sand is made of an optical microscope, a digital scope (for example, V H-8 00 0 type manufactured by Keyence Corporation), etc. Can be observed and judged.
  • the main component of the spherical sand of the present invention is not particularly limited, and conventionally known refractories and refractory raw materials obtained by spheronization by the flame melting method are used.
  • the main component M g O and S i 0 2 are particularly preferable.
  • the “main component” means that the above components are contained in a total amount of 60% by weight or more in all the components of the sand.
  • the total amount of these components is preferably 8 5 to 1 among all the components of the spherical sand.
  • Fe 2 0 3 and Ti 0 2 When Fe 2 0 3 and Ti 0 2 are contained, their content is preferably 5% by weight or less. The content of F e 2 ⁇ 3 2. More preferably 5 wt% or less, 2 wt% or less is more preferred.
  • K 2 0 and Na 2 0 When contained, their total content is preferably 3% by weight or less, more preferably 1% by weight or less.
  • a 1 2 0 3 and S i 0 2 are the main components, the A 1 2 0 3 / S i 0 2 weight ratio is preferably 1 to 15. From the viewpoint of improving fire resistance and the efficiency of reclaiming sand, 1.2 to 12 is preferable, and 1.5 to 9 is more preferable.
  • C a O and Mg 0 may be included as components other than the main components.
  • the total content thereof is preferably 5% by weight or less.
  • the weight ratio of MgOZS i 0 2 is from 0.1 to 1 0 are preferred. In view of easiness of spheroidization, corrosion resistance, fire resistance, and improvement of recycle efficiency of dredged sand, 0.2 to 9 is preferable, and 0.3 to 5 is more preferable.
  • a 1 2 0 3 can be included as a component other than the main components. This originates from the raw material, but is it from the viewpoint of improving the corrosion resistance of spherical sand
  • the content is preferably 10% by weight or less.
  • the acid consumption (ml / 5 0 g) of the sand according to the present invention is preferably 10 (m 1 to 50 g) or less, more preferably 5 ( m 1 5 0 g) The acid consumption was measured by the method described in J ACT Test Method S-4.
  • the dredged sand of the present invention has an elution strength of 1 mo 1 Zg or less, and further 0.8 mo 1 Zg or less, per 1 g of the dredged sand. It is preferable that The amount of alkali eluted is the amount of strong alkali extracted from dredged sand and measured as follows.
  • Amount of elution Al (imo 1 / g) Titrate at neutralization point (ml) X 0. 1 X 5 0/2 5/50 X 1 0 0 0
  • the value includes the amount of acid reacting with the sand surface.
  • sand produced by the flame melting method is presumed to have many functional groups on the sand surface, and there were cases where the pot life was long even if the acid consumption was high.
  • the content of Na 20 K 2 0 in the dredged sand composition is preferably 0.8% by weight or less, more preferably 0.5%, respectively. % By weight or less, more preferably 0.3% by weight or less.
  • the Ca 0 content is preferably 1% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less.
  • the containing chromatic amount of MgO preferably 1 wt% or less, more preferably 0.5 wt% or less der The By using these contents, it is possible to reduce the amount of acid consumption and the amount of alkali eluted, and to prevent shortening of the usable time.
  • the thermal expansion coefficient of the spherical sand is preferably 0.2% or less. Urethane binders do not need to be heated at the time of curing, so it is possible to manufacture molds with higher dimensional accuracy, in particular cores. This is preferable because accuracy can be improved.
  • the thermal expansion coefficient of the spherical sand can be controlled by adjusting the composition of the sand, the crystal structure, the ratio of the amorphous component, and the like.
  • the thermal expansion coefficient of the sand is measured according to J ACT test method M-2.
  • the maximum value of rapid thermal expansion at is defined as the coefficient of thermal expansion.
  • the average particle diameter (mm) of the spherical sand is preferably in the range of 0.03 to 1.5 mm.
  • a thickness of 0.03 mm or more is preferable because it does not require a large amount of binder for the production of the mold and can be easily regenerated as clay sand. 1. If it is 5 mm or less, it is preferable because the porosity becomes small and leads to improvement in dredging strength.
  • spherical dredged sand When producing spherical dredged sand by the flame melting method, obtain dredged sand with high sphericity. It is preferable from the viewpoint.
  • the thickness is preferably 0.07 to l mm, more preferably 0.07 to 0.5 mm, and still more preferably 0.07 to 0.35 mm.
  • the average particle size of the spherical sand of the present invention is from 0.1 mm to 0.5 mm. Is preferred. From the viewpoint of enhancing both air permeability and saddle strength, the strength is preferably 0.1 mm to 0.5 mm, more preferably 0.1 mn! ⁇ 0.3 mm is preferred.
  • the dredged sand of the present invention has an effect of extending the pot life compared with conventionally known dredged sand.
  • the strength is reduced if the crushed sand, polyol component, and isocyanate component are kneaded and then left standing and then gashed.
  • the rate of strength decrease is small, and in some cases the strength increases.
  • the saddle type using the spherical sand of the present invention particularly the core, has a good filling property because the sand is spherical, and the surface of the saddle can be smoothed. Can be smooth.
  • the average particle size is preferably 0.03 to lmm, more preferably 0.03 to 0.35mm, still more preferably 0.03 to 0.15mm, and 0.03. ⁇ 0.1 mm is particularly preferred.
  • the average particle size of the spherical sand can be determined as follows.
  • the diameter (mm) is measured when the sphericity is 1 from the projected particle cross section of the spherical earth sand particle, while the major axis diameter (mm) of the spherical earth sand particle is measured when the sphericity is 1
  • the major axis diameter and minor axis diameter are defined as follows.
  • the width of the particle that minimizes the distance between the parallel lines is called the minor axis diameter.
  • the distance when a particle is sandwiched between two parallel lines perpendicular to the line is called the major axis diameter.
  • the major axis diameter and the minor axis diameter of the spherical sand particles are obtained by using an optical microscope or a digital scope (for example, VH-800 model, manufactured by Kiens Corporation). It can be obtained by image analysis of the obtained image.
  • the sphericity is obtained by analyzing the obtained image to obtain the area of the particle projection cross section of the particle and the perimeter of the cross section, and then [the area of the particle projection cross section (mm 2 ) Calculate the circumference of the perfect circle (mm)] / [perimeter of the particle projection cross section (mm)], and select any 50 spheres. Obtain the average value of the obtained values for each kind of sandstone particles.
  • the spherical sand of the present invention preferably has a sphericity of 0.95 or more and 0.98 or more from the viewpoint of improving fluidity and the smoothness of the bowl-shaped surface. More preferred are those having 0.99 or more.
  • the water absorption rate (% by weight) of the spherical earth sand according to the first aspect of the present invention is the suppression of the increase in the amount of resin used due to the absorption of the resin used during the manufacture of the sand mold inside the earth sand.
  • the content is preferably 1% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less, more preferably 0.3% by weight or less, still more preferably 0.2% by weight or less, and 0.1% by weight. % Or less is particularly preferred.
  • the water absorption rate can be measured according to the method of measuring the water absorption rate of JIS A1 109 fine aggregate.
  • the water absorption of the spherical sand of the second embodiment of the present invention is 0.5% by weight or less. From the viewpoints of suppressing the increase in the amount of resin used due to the absorption of the resin used in the manufacture of the saddle shape into the sand and improving the strength of the saddle shape, it is preferably 0.3% by weight or less. % By weight or less is more preferable, and 0.1% by weight or less is more preferable.
  • the water absorption rate of spherical sand is usually lower when the sand is prepared by the flame melting method and the same sphericity as compared with the sand prepared by a firing method other than the method. .
  • the sphericity is preferably 0.95 or more, 0.9 It is more preferably 7 or more, more preferably 0.98 or more, and particularly preferably 0.99 or more.
  • the water absorption is preferably 1% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less, more preferably 0.3% by weight or less, still more preferably 0.2% by weight or less, and particularly preferably 0.1% by weight or less.
  • the details of the reason for the effect of extending the pot life, which is a problem specific to urethane binders, by using the spherical sand of the present invention for urethane binders are currently unknown, but are presumed as follows.
  • the phenol resin component and the polyisocyanate component are mixed, and then the vertical shape is cured by aeration of gaseous amine.
  • the urethanization reaction gradually There is a risk that it will progress and begin to cure.
  • the polyisocyanate component has high reaction activity and reacts with moisture in the air in addition to the urethanization reaction.
  • the isocyanate reaction may be accelerated by impurities on the sand surface. Since the spherical sand of the present invention has a low water absorption rate or is produced by a flame melting method and has a high degree of sphericity, the surface area of the sand is small, so the binder and the surface of the sand, especially This is because there is relatively little contact with impurities, and in the case of the same addition amount, the film thickness of the binder is large and the proportion of contact with moisture in the air is relatively small. It is inferred that the isocyanate, which is a component unique to the urethane pine, suppresses the reaction before the amine aeration.
  • the binder film thickness can be increased with a low addition amount as compared with conventionally known sand, it is assumed that the above-described effect can be obtained without causing gas defects.
  • the spherical sand of the present invention can be used alone or in combination with conventional well-known sand such as silica sand, refractory aggregates, and other conventionally known additives. Use it. If the spherical sand of the present invention is gradually added to the known sand, the desired effect of the present invention is exhibited depending on the amount added.
  • the spherical sand of the present invention having the predetermined sphericity is preferably contained in an amount of 50% by weight or more, more preferably 80% by weight or more, the effect becomes remarkable.
  • the fine sand of the mixture may contain fine powder of 0.1 1 mm or less, but from the viewpoint of improving strength, the fine sand of 0.0 1 mm or less is fine sand of the mixture. Of these, 0.1% by weight or less is preferable, and 0.05% by weight or less is more preferable.
  • the spherical sand of the first aspect of the present invention is produced by the flame melting method.
  • the spherical sand of the second aspect of the present invention can be produced by a known method such as a method of granulating and sintering, an electromelting method, etc.
  • a known method such as a method of granulating and sintering, an electromelting method, etc.
  • An example of the method for producing the spherical sand of the present invention by the flame melting method is a flame melting method as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 20 00-2 0 25 5 7.
  • refractory powder particles having an average particle size of 0.05 to 2 mm are used as starting materials, and the powder particles are dispersed in a carrier gas such as oxygen and melted in the following flame to form a spheroid.
  • a carrier gas such as oxygen
  • the flame used is produced by burning propane, butane, methane, natural liquefied gas, LPG, heavy oil, kerosene, light oil, pulverized coal, etc. with oxygen, or by ionizing N 2 inert gas.
  • a plasma jet flame can be used. Further, from the viewpoint of improving the pot life, it is preferable to wash and dry before and / or after the treatment by the flame melting method.
  • the spherical sand of the present invention is used together with a urethane binder.
  • the urethane binder is a binder that uses a polyol compound (particularly phenol resin) and a polyisocyanate compound as a binder and hardens the mold by using their polyaddition reaction.
  • the polyol compound in the urethane binder include conventionally known phenol resins and aliphatic polyols, and are not particularly limited.
  • solvent-soluble benzyl ether type phenolic resin resol type phenolic resin, nopolac type phenolic resin obtained by adding and condensing phenols and aldehydes (preferably formaldehyde).
  • aldehydes preferably formaldehyde
  • Orthocresol-modified phenolic resins these modified phenolic resins, and mixtures thereof.
  • These phenolic resins are generally dissolved in a solvent from the viewpoints of lowering viscosity, compatibility with the polyisocyanate component described later, coating properties on dredged sand, and dredged physical properties.
  • the solution is preferably used in a state of about 30 to 80% by weight.
  • the polyisocyanate compound in the urethane binder has two or more isocyanate groups in the molecule that can form a chemical bond between the sediments by polyaddition reaction with the active hydrogen of the above polyol compound.
  • Specific examples of such compounds include aromatic, aliphatic or cycloaliphatic polyisocyanates such as diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenylene polyisocyanate (hereinafter referred to as polymeric MDI).
  • polymeric MDI polymethylene polyphenylene polyisocyanate
  • these polyisocyanate compounds can be obtained by reacting with polyols such as polyether polyols and polyester polyols.
  • Preborima, etc. with two or more isocyanate groups can be mentioned various known polyisobutyl Xia sulfonates, they may be used alone, or may be used in combination of two or more kinds.
  • a solvent is used as a solvent, and it is dissolved in this organic solvent so that the concentration is about 40 to 90% by weight. It is preferable to use it as a solution.
  • Solvents used for the above polyol compounds and polyisocyanate compounds are non-reactive with respect to polyisocyanate compounds and are used for solutes (phenolic resins or polyisocyanates) to be dissolved.
  • organic solvents generally, a polar solvent for dissolving the phenol resin and a nonpolar solvent for dissolving the polyisocyanate compound in an amount that does not cause separation of the phenol resin are used in combination. Is preferred.
  • Dipolar acid alkyl esters such as methyl ester mixture of dicarboxylic acid (DuPont; product name: DBE; mixture of dimethyl dartrate, dimethyl adipate and dimethyl succinate), rapeseed oil and the like as polar solvents for dissolving phenolic resin
  • Methyl esters of vegetable oils such as methyl esters, esters of fatty acid monoesters such as ethyl oleate, ethyl palmitate, and mixtures thereof, for example, ketones such as isophorone, ethers such as isopropyl ether, Examples include ril alcohol.
  • Non-polar solvents for dissolving the polyisocyanate compound in an amount that does not cause separation of the phenol resin include, for example, petroleum hydrocarbons such as paraffins, naphthenes, and alkyl benzenes. And Ivzol 150 (made by Idemitsu Oil Co., Ltd .; petroleum-based solvent), hyzol (made by Showa Shell Sekiyu Co., Ltd .; petroleum-based solvent), and the like.
  • Examples of the inorganic solvent include alkyl gayates and hydrolysates thereof, and examples thereof include hydrolysis products of citrate esters such as methyl silicate, ethyl silicate, propyl silicate, and butyl silicate.
  • the main components of a urethane binder are a polyol compound and a polyisocyanate compound, and may contain a solvent.
  • the amount of urethane binder used (when solvent is included, the amount including the solvent) is 0% by weight with respect to 100 parts by weight of the sand containing the spherical sand of the present invention from the viewpoint of saddle strength. It is preferably 3 to 3 parts by weight, more preferably 0.3 to 2.2 parts by weight, and still more preferably 0.3 to 1.7 parts by weight.
  • the urethane binder curing catalyst that can be used in the present invention is preferably a tertiary amine compound. For example, in the cold box molding method, triethylamine, dimethylethylamine, dimethyl n-propylamine, dimethylisopropylamine.
  • a readily vaporizable compound such as ruamine is used in the form of gas or aerosol.
  • 4-phenylpropylpyridine, ethylmorpholine, N-methylimidazole, etc. are used as is or in organic solvents. Those appropriately diluted with can be suitably used.
  • the curing catalyst for urethane self-hardening molding method can be added and mixed in advance with the polyol compound component of the urethane binder.
  • the amount of the curing catalyst used is 0.1 to 20 parts by weight relative to 100 parts by weight of the polyol compound in both the cold box molding method and the urethane self-hardening molding method. preferable.
  • an organic solvent solution containing a polyol compound as a main component, and a polyisocyanate compound, or poly Add a binder composed of an organic solvent solution containing an isocyanate compound as a main component, stir and mix, fill the resulting mixture into a model, and then add the mixture to a gaseous or aerosol-like mixture.
  • a binder composed of an organic solvent solution containing an isocyanate compound as a main component stir and mix, fill the resulting mixture into a model, and then add the mixture to a gaseous or aerosol-like mixture.
  • an organic solvent solution mainly composed of a polyol compound, a polyisocyanate compound mainly composed of a polyol compound, a polyisocyanate compound, Alternatively, a binder composed of an organic solvent solution containing a polyisocyanate compound as a main component and a liquid tertiary amine as a curing catalyst are added, stirred and mixed, and the resulting mixture is filled into a model. And a method for producing a forging mold to be solidified.
  • a conventionally known additive that is, a silane coupling agent, a disintegration improver, an odor reducing agent, a pot life extender, a stain, is appropriately used.
  • Anti-sticking agents, strength improvers, etc. can be used.
  • the amount of the silane coupling agent is preferably 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the urethane binder from the viewpoint of disintegration.
  • disintegration improvers include silicic acid esters, silica sols, organohalophosphates, phosphites, alkali metal oxyacid salts, and one metal selected from the group consisting of iron, copper, nickel, cobalt and zinc. And at least one metal oxide having an element.
  • odor reducing agents include carboxylic acids such as fumaric acid, alkali metal salts, alkaline earth metal salts, and inorganic oxides.
  • pot life extenders and methods include acid chlorides such as isophthalic acid chloride, phosphite esters, 2,2'-dipyridyl, 1,10-phenanthral A substituted alkyl derivative thereof, an aromatic compound such as catechol or pyrogallol, a boron compound such as boric acid, a binder composition having a divalent metal salt content of 5 O ppm or less, an epoxy resin and an acrylated organic polyisocyanate And a method of combining an oxidizing agent composed of a reactive unsaturated acrylic monomer, a polymer, and a mixture thereof, and hydroperoxide.
  • acid chlorides such as isophthalic acid chloride, phosphite esters, 2,2'-dipyridyl, 1,10-phenanthral A substituted alkyl derivative thereof, an aromatic compound such as catechol or pyrogallol, a boron compound such as boric acid, a binder composition having a divalent metal salt content of 5 O pp
  • anti-smudge agents include aliphatic monoisocyanates, urethane prepolymers obtained by reacting polyisocyanates and polyether polyols, polybutadienes, and modified polybutadienes having functional polybutadienes or phenolic hydroxyl groups. Etc.
  • strength improvers include acid amides and urea derivatives.
  • the saddle type having a thin wall portion of 5 mm or less, preferably 4 mm or less, especially the core has high fluidity and poor filling by using the spherical sand of the present invention. Can be prevented.
  • the saddle mold having a thin portion of 5 mm or less represents a saddle mold in which the thickness of the narrowest portion of the mold after molding is 5 mm or less.
  • the spherical cocoon sand of the present invention has a high sphericity and a high filling property, the cocoon-shaped surface becomes smooth, and the surface of the obtained cocoon, that is, the cocoon with a smooth skin is obtained.
  • the saddle shape containing the spherical sand and urethane binder of the present invention preferably has a surface roughness R a of 20 m or less, more preferably 1 to 15 ⁇ . Ra can be measured by a surface assembly measuring instrument as in the examples described later.
  • the bowl using the spherical sand of the present invention is spherical, it collapses easily after pouring, and the sand can be easily removed even with a bowl having a complicated shape.
  • sand in an uncured part and an unnecessary part can be easily removed, so that it can be suitably used.
  • the spherical sand of the present invention can be reused after the molding or after pouring.
  • the regeneration treatment can be performed by a conventionally known method, mechanical treatment such as roasting treatment or interparticle friction type, water washing, pickling, alkali washing, solvent washing and the like.
  • so-called reclaimed sand can be used again for the vertical molding of the present invention.
  • the method for measuring the sphericity and water absorption rate of spherical sand is measured after removing the binder component as appropriate according to the binder type. For example, in the case of an organic binder, the organic content is removed at 100 ° C. for 1 hour, and then the sphericity and water absorption are measured.
  • methods such as washing with water, pickling and washing with alkali are used.
  • the core obtained by using the spherical sand of the present invention uses sand with high sphericity, so it has good air permeability, disappearance model forging method, full mold method, V process, suction forging.
  • the core can be suitably used for a manufacturing method in a field where air permeability is required.
  • the core can reduce the amount of gas generated, gas defects and crab defects occur in particular. It can also be suitably used for easy mold fabrication methods such as low pressure fabrication, high pressure fabrication, and die casting cores.
  • the core of the present invention has the most complicated structure as a bowl, and can be used for those that require a beautiful skin surface and dimensional accuracy.
  • FIG. 1 is a schematic view of the core used in the examples and comparative examples.
  • FIG. 2 is a schematic view of the porcelain produced in the examples and comparative examples. Examples The following examples describe the practice of the present invention. The examples are illustrative of the invention and are not intended to limit the invention. The following shows the sand used in the examples and comparative examples. Table 1 shows the composition and physical properties of each.
  • the composition obtained by the flame melting method is A 1 2 0 3 : 63.8 wt%, S i 0 2 : 3 0.2 wt%, Fe 2 0 3 : 1. 3 wt%, T i ⁇ 2 : 2.9% by weight, C a ⁇ : 0.3% by weight, MgO: 0.1% by weight, Na 2 0: 0.1% by weight, K 2 ⁇ : 0.1% by weight (pair
  • the average particle size is 0.15 mm, the sphericity is 0.98, the water absorption is 0.02% by weight, and the acid consumption is 1.3 m 1/5 0 g. Spherical glaze sand.
  • Spherical sediment sand obtained by the flame melting method which is different in composition and physical properties from the spherical sediment sand (1).
  • Spherical powder particles with a diameter of 0.2 mm (total of 8 1 2 0 3 and ⁇ i 0 2 9 6% by weight) was obtained by firing in an electric furnace at 1,500 ° C. for 1 hour.
  • the total content of A 1 2 0 3 and S i 0 2 is 97% by weight, A 1 2 0 3 / S i 0 2
  • the weight ratio is 2, 7, the average particle size is 0.18 mm, and the sphericity is 0 8 9.
  • Water absorption was 1.2% by weight, acid consumption was 1.6 m 1/50 g, particle density was 2.7 g / cm 3 .
  • Table 1 Composition of dredged sand (% by weight) Average particle size Water absorption rate Acid consumption Elution alkali amount Sphericality
  • the main mold was made of a self-curing mold using the same type of sand kneading sand as the core and using the same amount of phenol urethane binder as the urethane binder.
  • This phenol urethane binder consists of an organic solvent solution of a polyol compound (trade name rPEPSET Part R, manufactured by Hodogaya Ashland Co., Ltd.), an organic solvent solution of a polyisocyanate compound (trade name “PEPSET Part M”, Made by Tsuchiya Ashland Co., Ltd.) and a curing catalyst [trade name “PEPSET Part 1”, made by Hodogaya Ashland Co., Ltd.]
  • ⁇ means no gas defects
  • ⁇ means 1 to 4 gas defects
  • X means 5 or more gas defects.
  • the amount of the urethane binder added is the amount relative to 100 parts by weight of the sand.
  • the surface roughness measuring instrument (1) shows the smoothness of the surface of the cage made using the sand obtained in Example 2 and Comparative Example 1 and the surface of the cage made using the cage.
  • Surface roughness [centerline average roughness: Ra (m)] was measured using a surf coder SE-30H) manufactured by Kosaka Laboratory. The smaller the Ra, the better the surface smoothness.
  • the results are shown in Table 3 below. As shown in Table 3, when the sand of Example 2 was used, a sand mold with excellent surface smoothness was obtained compared with the case of using the sand of Comparative Example 1. It can be seen that the surface of the prepared porcelain is also excellent in smoothness.
  • each was filled into a mold of 22 mm thickness x 22 mm width x 180 mm length, and 0.14 wt% of triethylamine was injected into the sand and vaporized. Then, it was aerated for 30 seconds to be cured and removed. Ten minutes after punching, the bending strength (bending strength) was measured with a GF bending tester (distance between fulcrums 150 mm). In addition, the strength reduction rate (%) was determined by [(Folding strength after 2 hours of kneading) / (Folding strength immediately after kneading)] X100.

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Abstract

　本発明は、平均粒径が０．０３～１．５ｍｍである火炎溶融法にて製造された球状鋳物砂であって、ウレタンバインダーと共に用いられる球状鋳物砂である。　

Description

球状鎳物砂 技術分野 本発明は、 球状鐯物砂、 これを用いた錶型やその製造方法及びこの錡型により 得られた铸物に関する。 従来の技術 鎳造用錡型 （鐯型アセンブリーの各種粒状骨材製部材を含む） を製造する方法 の一つとして、 珪砂などの粒状骨材に、 ポリオール化合物とポリィソシァネ一卜 化合物を各々主成分とする有機溶剤溶液から成る粘結剤を混合し、 得られた混合 物を模型に充填し、 第三級ァミン類の触媒作用によるウレタン化反応により硬化 させることによって所望の鎳型を得る、 いわゆるコールドボックス法、 あるいは ウレ夕ン自硬性造型法が広く知られ実施されている。 これらの錡型造型法は、 い ずれも室温での硬化が可能で、 速硬性があ"り、 しかも鐯造後、 錶型の崩壊に優れ ているので、.鐯物からの分離が極めて容易であるなどの利点を備えていることか ら、 省エネルギー、 高生産性铸型造型法として使用が拡大している。 コールドボックス法やウレタン自硬性造型法におけるガス欠陥を防止するため に、 強度を上げるバインダーを用いて添加量を減らす方法や、 種々添加剤を用い て、 ガス欠陥を防止する方法が開示されている （特開 2 0 0 4 - 2 5 5 4 5 1号） 。 また、 コールドボックス法においては、 可使時間を延長する方法が開示されてい る （特開 2004- 3 5 8 5 3 1号） 。 一方、 流動性に優れ、 高強度かつ表面が平滑な铸型を製造できる鐯物砂として、 特開 20 04-2 025 7 7号には、 特定の球状铸物砂が開示されている。 発明の開示 本発明は、 平均粒径が 0. 03〜 1. 5mmである火炎溶融法にて製造された 球状铸物砂であって、ウレタンバインダーと共に用いられる球状鐯物砂に関する。 また、 本発明は、 平均粒径が 0. 0 3〜 1. 5mm、 吸水率が 0. 5重量％以 下の球状铸物砂であって、 ウレタンバインダ一と共に用いられる球状錡物砂に関 する。 また、 本発明は、 上記本発明の球状錡物砂とウレタンバインダーとを混合する 工程を有する鐯型の製造法に関する。 さらに、 本発明は、 上記球状砂のウレタンバインダーと共に用いられる踌物砂 用途に関する。 また、 本発明は、 上記本発明の球状錶物砂とウレタンバインダーとを含有する 鐯型、 及び該铸型より得られた鐯物に関する。 発明の詳細な説明 従来においては、 特に肉厚が薄い部分を持つ錶型の場合、 鍀物に鐯ぐるまれる ため、 ガスが外部に逃げることが出来ず、 ガス欠陥が発生することが多かった。 また、 肉厚が薄い部分を持つ鐃型の場合、 鍀込み後の破損 （例えば中子折れ等） を防止するためにバインダー量を増やして錶型強度を高めることが行われる。 バ ィンダ一の増量はガス欠陥につながるため、 ガス欠陥の問題は一層顕著となる。 また、 コールドボックス法においては、 フエノール樹脂成分とポリイソシァネ —ト成分とを混合後、 気体状のアミンを通気させることで铸型を硬化させるが、 ァミンの通気前に、 ウレタン化反応が徐々に進行して、 硬化し始める恐れがある。 従って、 長時間サンドホッパー内に保存した铸型組成物は、 所望の铸型強度が得 られない場合があり、 造型不良の発生や、 サンドホッパー内の清掃が必要で、 よ り可使時間の長い鍀型組成物が求められていた。 本発明は、 コールドボックス法やウレタン自硬性造型法のようにウレタンバイ ンダ一を用いて錶型を製造する際に、 ガス欠陥が少なく、 より高強度で変形や破 損が無く、 また表面平滑性も良好な鍀型を製造できる铸物砂に関する。 更にコー ルドボックス法においては、 より可使時間の長い鐯物砂に関する。 本発明によれば、 ゥレタンバインダ一を用いた鐯造法の課題であるガス発生量 を大幅に減らすことが出来、 ガス欠陥の少ない铸物を得ることが出来る。 また、 薄肉部分を有する中子を作成する場合には、 砂がよく充填された強度の 高い中子を作ることが出来、 これまでに無い複雑な形状の铸物を製造することが 出来る。 更に、 ポリオール成分とイソシァネート成分を混合後の可使時間が長く、 造型 不良の低減ゃ鎊型の生産性を高めることが出来る。 これにより、 その錶物を用いた部品の軽量化、 高強度化、 他の部品との一体化、 放冷性などの価値を付与することが出来る。 本発明で用いられる球状铸物砂は大きく 2つの態様からなり、 中子用として特に 好適である。 第 1の態様は、 平均粒径が 0 . 0 3〜 1 . 5 mmである、 火炎熔融 法で製造された球状铸物砂である。 また、 第 2の態様は、 平均粒径が 0 . 0 3〜 1 . 5 mm, 吸水率が 0 . 5重量％以下である球状鍀物砂である。 以下、 これら 2つを総称して 「球状铸物砂」 ということがある。 本発明の球状鐯物砂の形状である球状とは、 球形度 0 . 8 8以上、 好ましくは 0 . 9 0以上のものをいう。 本発明の効果を発現する観点から、 球形度が 0 . 9 5以上の铸物砂が好ましい。 球状であるか否かについては、 たとえば、 後述の実 施例に記載するように、 踌物砂を光学顕微鏡やデジタルスコープ （たとえば、 キ —エンス社製、 V H- 8 0 0 0型） 等で観察し、 判定することができる。 本発明の球状鐯物砂の主成分は、 従来公知の耐火物及び耐火物原料を火炎溶融 法にて球状化したものが用いられ、 特に限定されない。 これら耐火物及び耐火物 原料の中で、 耐火性や入手のしゃすさなどの観点から、 S i 02を主成分としたも の、 八 1 2〇3及び3 i〇2を主成分としたもの、 M g O及び S i 02を主成分とした ものが好ましい。 それらの中でも特に A 1 203及び S i 02を主成分としたものが 好ましい。 ここで「主成分」 とは、上記成分が合計量で鎢物砂全体の全成分中に 6 0重量％ 以上含有されていることをいう。 主成分の含有量としては、 耐火性の向上という 観点から、 これら成分の合計量は、 球状鐯物砂の全成分中、 好ましくは 8 5〜 1 0 0重量％、 より好ましくは 9 0〜： L 00重量％である。 なお、本発明の球状錶物砂に主成分以外の成分として含まれ得るものとしては、 たとえば、 F e 203、 T i 〇2、 K20、 N a2〇等の金属酸化物が挙げられる。 これ らは、 出発原料に由来するものである。
F e 203と T i〇2が含まれる場合、 それらの含有量としてはそれぞれ 5重量％ 以下が好ましい。 また、 F e2〇3の含有量は 2. 5重量％以下がより好ましく、 2 重量％以下がさらに好ましい。 K2〇と N a2〇が含まれる場合、 それらの含有量と しては合計量として 3重量％以下が好ましく、 より好ましくは 1重量％以下であ る。 また、 A 1203及び S i〇2を主成分とする場合、 A 12〇3/S i 〇2重量比率は 1〜 1 5であることが好ましい。 耐火性および鐯物砂の再生効率の向上の観点か ら、 1. 2〜 1 2が好ましく、 1. 5〜9がより好ましい。 また、 この A 1203 及び S i〇2、若しくは S i〇2のみが主成分である場合、 主成分以外の成分として C a Oと Mg〇が含まれ得る。 その場合、 球状鐯物砂の耐火性の向上の観点から、 それらの含有量としては合計量として 5重量％以下が好ましい。 また、 Mg〇及び S i〇2を主成分とする場合、 MgOZS i 02の重量比率は 0. 1〜 1 0が好ましい。 球状化のし易さ及び耐蝕性、 耐火性及び铸物砂の再生効率 の向上の観点から、 0. 2〜 9が好ましく、 0. 3〜 5がより好ましい。 また、 この Mg〇及び S i 02が主成分である場合、 主成分以外の成分として A 1203が含まれうる。 これは原料に由来するが、 球状錡物砂の耐蝕性向上の観点か ら含有量として 1 0重量％以下が好ましい。 可使時間の短縮を防ぐ観点から、 本発明の铸物砂の酸消費量 （m l /5 0 g) の範囲としては、 好ましくは 1 0 (m 1ん 50 g) 以下、 より好ましくは 5 (m 1ノ 5 0 g) 以下である。 尚、 酸消費量の測定方法は、 J ACT試験法 S—4に記 載された方法で乾燥砂 5 0 gを 0. lmo 1 /L塩酸水溶液で攪拌した後、 砂を 除去し、 反応液を 0. 1 mo 1 ZL水酸化ナトリウム水溶液で p H 7まで逆滴定 した値である。 また更に同様に可使時間の短縮を防ぐ観点から、 本発明の錶物砂は、 該銬物砂 1 g当りの溶出アル力リ量が 1 mo 1 Zg以下、 更に 0. 8 mo 1 Zg以下 であることが好ましい。 溶出アルカリ量とは、 錶物砂から水抽出された強アルカリ成分の量であり、 以 下の通りに測定される。 铸物砂 5 0 gに水 5 Om 1を加え 1 5分間攪拌し、 1 5 分間静置した後、 デカンテーシヨンして得られた水層を溶出液とする。 溶出液を 2 5m l採取し、 pHを測定しながら、 0. 1 m o 1 ZL塩酸水溶液にて中和滴 定を行い滴定曲線を得た後、 変曲点を中和点とし滴定量 （m l ) とその時の pH を読み取る。 中和点のうち pHが 7以上、 即ちアルカリ領域での中和点での滴定量から、 下 記式により、 溶出アルカリ量を求める。 PH 7以上の中和点が二点以上ある場合 は pH 7以上で最も pHが低い中和点を選択し、 pH 7以上の中和点がない場合 は、 0 (； mo l /g) とする。 溶出アル力リ量 （ imo 1 /g) 中和点における滴定量 （m l ) X 0. 1 X 5 0/ 2 5/50 X 1 0 0 0 前記の酸消費量は錶物砂中の溶出アル力リ分と共に、 酸が砂表面と反応した量 も含めた値となる。 特に、 火炎溶融法にて製造された砂においては、 砂表面の官 能基が多いと推察され、 酸消費量が高くても可使時間が長い例があった。そこで、 可使時間に大きく影響を及ぼす溶出アル力リ量を測定することが好ましレ 特に、 溶出アル力リ成分の中では C a分の影響が大きく、 これを低減することが好まし い。 上記酸消費量、 溶出アルカリ量を少なくする観点から、 铸物砂組成中の Na2 0 K2〇の含有量としては、 それぞれ好ましくは 0. 8重量％以下、 より好まし くは 0. 5重量％以下、 更に好ましくは 0. 3重量％以下である。 また、 C a〇 の含有量としては、 好ましくは 1重量％以下、 より好ましくは 0. 5重量％以下 である。 铸物砂中の主成分が S i〇2及び Z又は A 12〇3である場合、 MgOの含 有量としては、 好ましくは 1重量％以下、 より好ましくは 0. 5重量％以下であ る。 これらの含有量にすることで、 酸消費量及び溶出アルカリ量を下げ、 可使時 間の短縮を防ぐことが出来る。 また、 本発明の球状鍀物砂の熱膨張率は 0. 2 %以下が好ましい。 ウレタンバイ ンダ一は、 硬化時に加熱する必要が無いため、 より寸法精度の銬型、 特に中子を 製造できるが、 更にこのような熱膨張率の踌物砂の使用により、 鐯造時の寸法精 度も向上させられるため好ましい。 球状鍀物砂の熱膨張率は、 铸物砂の組成、 結 晶構造、 非晶質成分の割合、 等を調整することにより制御できる。 尚、 ここで、 铸物砂の熱膨張率は、 J ACT試験法 M-2に従って測定した 1 0 0 0°C
における急熱膨張の最大値を熱膨張率とする。 本発明の球状錶物砂の平均粒径 （mm) は 0. 0 3〜 1. 5mmの範囲である ことが好ましい。 0. 0 3mm以上であれば、 鐯型の製造に多くのバインダーを 必要とせず、 铸物砂として再生するのが容易となるため好ましい。 1. 5 mm以 下であれば、 空隙率が小さくなり、 铸型強度の向上に繋がるため好ましく、 また、 火炎溶融法により球状銹物砂を製造する場合、 高い球形度の鐯物砂を得る観点か ら好ましい。 球状鐃物砂の再生効率を高める観点から、 0. 0 7〜 lmmが好ま しく、 0. 0 7〜0. 5mmがより好ましく、 0. 0 7〜0. 3 5 mmが更に好 ましい。 一方、 錶型強度を高める観点から、 0. 0 5〜 lmmが好ましい。 再生 効率と鐯型強度の両者を高める観点から、 0. 0 7〜 l mmが好ましく、 0. 0 7〜0. 5mmがより好ましく、 0. 0 7〜0. 3 5mmが更に好ましい。 また、 ガス硬化法であるいわゆるコールドボックス法では、 3級ァミンの通気 により硬化反応がおきるため、 通気性の観点から、 本発明の球状鎵物砂の平均粒 径は 0. lmm〜 l . 5mmが好ましい。 通気性と铸型強度の両者を高める観点 力 らは、 0. lmm〜0. 5mmが好ましく、 より好ましくは 0. 1 mn！〜 0. 3 mmが好ましい。 本発明の鐯物砂は、 従来公知の鐯物砂と比較して、 可使時間の延長効果がある。 即ち、 通常の鐯物砂においては、 铸物砂とポリオール成分、 イソシァネート成分 を混練後、 放置した後ガッシングを行うと強度低下が見られるが、 本発明の鐯物 砂を用いるとその強度低下の割合が小さく、 場合によっては強度上昇する。 また、 本発明の球状铸物砂を用いた錶型、 特に中子は、 錶物砂が球形であるた め、 充填性が良好で、 铸型の表面を平滑に出来、 鐯物の表面を平滑にすることが 出来る。 その観点から、 平均粒径は 0 . 0 3〜 l mmが好ましく、 0 . 0 3〜 0 . 3 5 mmがより好ましく、 0 . 0 3〜0 . 1 5 mmが更に好ましく、 0 . 0 3〜 0 . 1 mmが特に好ましい。 本発明において、 球状鍀物砂の平均粒径は以下のようにして求めることができ る。すなわち、球状鐯物砂粒子の粒子投影断面からの球形度 = 1の場合は直径（m m) を測定し、 一方、 球形度ぐ 1の場合は球状鐯物砂粒子の長軸径 （mm) と短 軸径 （mm) を測定して （長軸径 +短軸径） / 2を求め、 任意の 1 0 0個の球状 鐯物砂粒子につき、 それぞれ得られた値を平均して平均粒径 （mm) とする。 長 軸径と短軸径は、 以下のように定義される。 粒子を平面上に安定させ、 その粒子 の平面上への投影像を 2本の平行線ではさんだとき、 その平行線の間隔が最小と なる粒子の幅を短軸径といい、 一方、 この平行線に直角な方向の 2本の平行線で 粒子をはさむときの距離を長軸径という。 なお、 球状鐃物砂粒子の長軸径と短軸径は、 光学顕微鏡又はデジタルスコープ (例えば、 キ一エンス社製、 V H- 8 0 0 0型） により該粒子の像 （写真） を得、 得られた像を画像解析することにより求めることができる。 また、 球形度は、 得 られた像を画像解析することにより、 該粒子の粒子投影断面の面積及び該断面の 周囲長を求め、 次いで、 〔粒子投影断面の面積 （mm2) と同じ面積の真円の円周 長 （mm) 〕 / 〔粒子投影断面の周囲長 （mm) 〕 を計算し、 任意の 5 0個の球 状鐯物砂粒子につき、 それぞれ得られた値を平均して求める。 本発明の球状錶物砂としては、 流動性の向上の観点、 鐯型表面の平滑性の観点 から、 その球形度が、 0. 9 5以上であるものが好ましく、 0. 9 8以上である ものがより好ましく、 0. 9 9以上であるものが更に好ましい。 また、 本発明の第 1の態様の球状鎳物砂の吸水率 （重量％) としては、 铸型の 製造の際に使用する樹脂の錶物砂内部への吸収による樹脂使用量の増加の抑制や、 錶型強度の向上等の観点から、 1重量％以下が好ましく、 0. 5重量％以下、 0. 3重量％以下がより好ましく、 0. 2重量％以下がさらに好ましく、 0. 1重量％ 以下が特に好ましい。吸水率は J I S A1 1 0 9細骨材の吸水率測定方法に従つ て測定することができる。 また、 粘結剤で被覆された RC Sや、 铸込み後の粘結 剤残分が残留している場合は、 熱処理 （例えば 1 0 0 0°C以上） 等、 適切な方法 によって、 それら成分を取り除いた後に吸水率を測定する。 一方、 本発明の第 2の態様の球状鐯物砂の吸水率は 0. 5重量％以下である。 铸型の製造の際に使用する樹脂の铸物砂内部への吸収による樹脂使用量の増加の 抑制や、 鐯型強度の向上等の観点から、 0. 3重量％以下が好ましく、 0. 2重 量％以下がより好ましく、 0. 1重量％以下がさらに好ましい。 なお、 球状鎢物砂の吸水率は、 火炎溶融法により該砂を調製した場合、 該方法 以外の焼成方法により調製した砂と比べて、 同じ球形度であれば、 通常、 吸水率 は低くなる。 また、 可使時間向上の観点からも、 球形度は 0. 9 5以上が好ましく、 0. 9 7以上がより好ましく、 0 . 9 8以上がさらに好ましく、 0 . 9 9以上が特に好 ましい。 吸水率は、 1重量％以下が好ましく、 0 . 5重量％以下、 0 . 3重量％ 以下がより好ましく、 0 . 2重量％以下がさらに好ましく、 0 . 1重量％以下が 特に好ましい。 本発明の球状铸物砂をウレタンバインダ一に用いることにより、 ゥレタンバイ ンダー特有の課題である可使時間延長効果がある理由の詳細は現在のところ不明 であるが以下のように推察される。 ウレタンバインダーにおいては、 前述の通り、 フエノール樹脂成分とポリィソ シァネート成分とを混合後、 気体状のアミンを通気させることで鐯型を硬化させ るが、 ァミンの通気前に、 ウレタン化反応が徐々に進行して、 硬化し始める恐れ がある。 特に、 ポリイソシァネート成分は反応活性が高く、 ウレタン化反応以外に空気 中の水分とも反応する。 また、 砂表面の不純物等でイソシァネートの反応が促進 される可能性も考えられる。 本発明の球状鐯物砂は、 吸水率が低いこと、 あるいは火炎溶融法により製造さ れているため球形度が高いことから、 鍀物砂の表面積が小さいためバインダ一と 铸物砂表面、 特に不純物との接触が相対的に少ないこと、 また、 同一添加量の場 合、 バインダーの膜厚が厚くなり、 相対的に空気中の水分と接触する割合が少な くなっていることが関与して、 ウレタンパインダ一特有の成分であるイソシァネ 一トがァミン通気前に反応するのを抑制していると推察される。 また、 従来公知の铸物砂と比べ、 低添加量でバインダーの膜厚を厚くすること が出来るため、 ガス欠陥を発生すること無しに上記効果を得ることが出来ると推 察される。 本発明の球状铸物砂は、 中子等の鎊型の製造にあたり、 単独で、 若しくは珪砂 等の従来公知の铸物砂や耐火性骨材、 更には従来公知の添加剤等を適宜混合して 使用する。 前記のような公知の鐯物砂に本発明の球状鍀物砂を徐々に添加してい けば、 添加量に応じて本発明の所望の効果を発揮するようになるが、 前記混合物 からなる鍩物砂中に、 前記所定の球形度を有する本発明の球状錶物砂が好ましく は 5 0重量％以上、 より好ましくは 8 0重量％以上含まれると、 その効果は顕著 になる。 尚、 前記混合物からなる錶物砂には、 0 . 0 1 mm以下の微粉が含まれていても よいが、 強度向上の観点から 0 . 0 l mm以下の微粉は前記混合物からなる錶物 砂中 0 . 1重量％以下が好ましく、 0 . 0 5重量％以下がより好ましい。 前記の通り、本発明の第 1の態様の球状錶物砂は火炎溶融法により製造される。 一方、 本発明の第 2の態様の球状铸物砂は、 たとえば、 造粒して焼結する方法、 電融ァトマイズ法等の公知の方法により製造することが可能であるが、 中でも、 本発明の第 1の態様の球状踌物砂と同様に火炎溶融法により製造するのが好適で ある。 火炎溶融法による、 本発明の球状鐯物砂の製造方法としては、 特開 2 0 0 4 - 2 0 2 5 7 7号に示されるような火炎溶融法が挙げられる。 即ち、 例えば平均粒径が 0 . 0 5〜2 mmの耐火物粉末粒子を出発原料とし、 当該粉末粒子を酸素等のキャリアガスに分散させ、 下記火炎中で溶融して球状化 する。 用いる火炎はプロパン、 ブタン、 メタン、 天然液化ガス、 L P G、 重油、 灯油、 軽油、 微粉炭等の燃料を酸素と燃焼させることによって発生させたものや、 N 2不活性ガス等を電離させて生じるプラズマジェッ ト火炎などが使用できる。 また、 可使時間向上の観点から、 火炎溶融法による処理前、 及び/又は処理後に、 洗浄 ·乾燥することが好ましい。 洗浄には、 水のほか、 酸 ' アルカリ水溶液、 各 種活性剤溶液等が用いることが出来る。 本発明の球状錶物砂は、 ウレタンバインダーと共に用いられる。 ウレタンバイ ンダ一とは、 ポリオール化合物 (特にフエノール樹脂) とポリイソシァネート化 合物を粘結剤として用い、 それらの重付加反応を利用して铸型を硬化させるバイ ンダ一である。 ウレタンバインダ一におけるポリオール化合物としては、 従来公知のフエノー ル樹脂、 脂肪族ポリオールが挙げられ、 特に限定されるものではない。 具体的に は、 フエノール類とアルデヒド類 (好ましくは、 ホルムアルデヒド) とを付加 · 縮合反応せしめることにより得られる、 溶剤に可溶なベンジルエーテル型フエノ —ル樹脂、 レゾール型フエノール樹脂、 ノポラック型フエノール樹脂、 オルソク レゾール変性フヱノ一ル樹脂及びこれらの変性フエノール樹脂、 並びにこれらの 混合物が挙げられる。 これらの、 フエノール樹脂は、 低粘度化、 後述するポリイソシァネート成分と の相溶性、 铸物砂へのコーティング性、 鎵型物性等の観点から、 一般に、 溶剤に 溶解せしめられ、 その濃度が、 約 3 0〜8 0重量％程度とされた溶液の状態で、 用いることが好ましい。 ウレタンバインダ一におけるポリイソシァネ一ト化合物としては、 上記のポリ オール化合物の活性水素と重付加反応することにより鐃物砂間に化学的な結合を 形成せしめ得る、 イソシァネート基を、 分子内に 2以上有する化合物であり、 そ の具体例としては、 芳香族、 脂肪族或いは脂環式のポリイソシァネート、 例えば、 ジフエニルメタンジィソシァネート、 ポリメチレンポリフエ二レンポリイソシァ ネート （以下、 ポリメリック M D I と呼称する。 ) 、 へキサメチレンジイソシァ ネート、 4， 4 ' -ジシク口へキシルメタンジィソシァネートの他、 これらポリイ ソシァネート化合物をポリエーテルポリオール、 ポリエステルポリオール等のポ リオールと反応させて得られるィソシァネート基を 2以上有するプレボリマ一等、 従来より公知の各種のポリイソシァネートを挙げることが出来、 これらは、 単独 で用いても、 或いは、 2種以上を組み合わせて用いてもよい。 これらのポリイソシァネート化合物においても、 上記のポリオール化合物と同 様の理由から、 溶剤を溶媒として用い、 この有機溶媒に、 濃度が、 約 4 0〜9 0 重量％程度となるように溶解された溶液として用いることが好ましい。 上記のポリオール化合物及びポリィソシァネート化合物に用いられる溶剤とし ては、 ポリイソシァネート化合物には非反応性で、 且つ溶解対象である溶質 （フ エノ一ル樹脂又はポリイソシァネート） に対して良溶媒であれば、 特に制限され ず有機溶剤、 無機系溶剤など従来公知の溶剤を用いることが出来る。 有機溶剤においては、 一般に、 フエノール樹脂を溶解するための極性溶剤と、 フエノール樹脂の分離が生じない程度の量のポリイソシァネート化合物を溶解す るための非極性溶剤とが組み合わされて用いるのが好ましい。 フエノール樹脂を溶解するための極性溶剤としては、 ジカルボン酸メチルエス テル混合物 （デュポン社製； 商品名 ： DBE ； ダルタル酸ジメチルとアジピン酸 ジメチルとコハク酸ジメテルとの混合物） 等のジカルボン酸アルキルエステル、 菜種油メチルエステル等の植物油のメチルエステル、 ォレイン酸ェチル、 パルミ チン酸ェチル、 これらの混合物等の脂肪酸モノエステル等のエステル類の他、 例 えば、 イソホロン等のケトン類、 イソプロピルエーテル等のエーテル類、 フルフ リルアルコール等が挙げられる。 フエノール樹脂の分離が生じない程度の量のポリイソシァネート化合物を溶解 するための非極性溶剤としては、 例えば、 パラフィン類、 ナフテン類、 アルキル ベンゼン類等の石油系炭化水素類、 具体例としては、 ィブゾール 1 5 0 (出光石 油社製；石油系溶剤） 、 ハイゾ一ル （昭和シェル石油社製；石油系溶剤） 等を例 示することが出来る。 無機系溶剤においては、 アルキルゲイ酸エステル及びその加水分解物が挙げら れ、 例えばメチルシリケ一ト、 ェチルシリケート、 プロピルシリケート、 ブチル シリケートなど、 ケィ酸エステルの加水分解生成物、 などが挙げられる。 これら は、 強度向上、 ガス発生低減、 崩壊性向上などの観点から、 単独で若しくは有機 溶剤と併用して用いられる。 ゥレ夕ンバインダ一は、 ポリオール化合物とポリィソシァネート化合物の重量 比が、ポリオール化合物：ポリイソシァネート化合物 = 10 0 : 1 1 0〜 1 0 0 : 1 6 0の範囲で使用することが好ましく、 ポリオール化合物：ポリイソシァネー ト化合物 = 100 : 1 20〜 1 00 : 1 5 5の範囲が更に好適である。 ウレタンバインダ一の主成分はポリオール化合物とポリイソシァネート化合物 であり、 溶剤を含む場合もある。 ウレタンバインダーの使用量 （溶剤を含む場合 は、 溶剤を含めた量とする） は、 铸型強度の点から、 本発明の球状鍀物砂を含む 铸物砂 1 0 0重量部に対して 0 . 3〜 3重量部が好ましく、 更に好ましくは 0 . 3〜 2 . 2重量部で、 より好ましくは 0 . 3〜 1 . 7重量部である。 本発明で使用できるウレタンバインダ一の硬化用触媒は、 第三級ァミン化合物 が好適であり、 例示すると、 コールドボックス造型法においては、 トリェチルァ ミン、 ジメチルェチルァミン、 ジメチル n -プロピルァミン、 ジメチルイソプロピ ルァミン等の易気化性化合物をガス状、 又はエアロゾル状としたものが、 ウレタ ン自硬性造型法においては、 4 -フエニルプロピルピリジン、 ェチルモルホリン、 N -メチルイミダゾール等をそのまま、もしくは有機溶剤により適宜希釈したもの が好適に使用できる。 又、 かかるウレタン自硬性造型法用硬化触媒は、 ウレタン バインダーのポリオール化合物成分に予め添加、 混合しておくことも出来る。 硬 化用触媒の使用量は、 コ一ルドボックス造型法においても、 ウレタン自硬性造型 法においても、 前記ポリオール化合物の使用量 1 0 0重量部に対して、 0 . 1〜 2 0重量部が好ましい。 本発明の球状铸物砂を用いた錶造用铸型の製造方法の一例として、 本発明の球 状鐯物砂に、 ポリオール化合物を主成分とする有機溶剤溶液、 及びポリイソシァ ネート化合物、 又はポリイソシァネート化合物を主.成分とする有機溶剤溶液とか ら成る粘結剤を添加し、 攪拌混合し、 得られた混合物を模型に充填し、 次いで、 該混合物を、 ガス状、 又はエアロゾル状第三級ァミンを接触させることによって 固化させる鐯造用錶型の製造方法が挙げられる。 また、 本発明の球状铸物砂を用いた铸造用鎳型の製造方法の他の例として、 本 発明の球状鐯物砂に、 ポリオール化合物を主成分とする有機溶剤溶液と、 ポリイ ソシァネート化合物、 又はポリイソシァネート化合物を主成分とする有機溶剤溶 液とからなる粘結剤、 及び硬化触媒として液体状の第三級ァミンを添加し、 攪拌 混合し、 得られた混合物を模型に充填し、 固化させる鐯造用鐯型の製造方法が挙 げられる。 また、 本発明の球状鐃物砂を用いた鐯型の製造においては、 適宜従来公知の添 加剤、 即ちシランカップリング剤や、 崩壊性向上剤、 臭気低減剤、 可使時間延長 剤、 しみ付き防止剤、 強度向上剤等を使用できる。 シランカップリング剤の量は、 ウレタンバインダー 1 0 0重量部に対して 0 . 0 1 〜 1 0重量部含有させるのが 崩壊性の観点から好ましい。 崩壊性向上剤の例としては、 珪酸エステル、 シリカゾル、 オルガノハロホスフ エート、 亜リン酸エステル、 アルカリ金属酸素酸塩や、 鉄、 銅、 ニッケル、 コバ ルト及び亜鉛の群から選ばれる 1種の金属元素を有する少なくとも 1種の金属酸 化物、 等が挙げられる。 臭気低減剤の例としては、 フマル酸等のカルボン酸、 アルカリ金属塩、 アル力 リ土類金属塩、 無機酸化物等が挙げられる。 可使時間延長剤、 方法の例としては、 イソフタル酸クロライ ド等の酸クロライ ド、 亜リン酸エステル、 2 , 2 ' - ジピリジル、 1 ， 1 0 - フエナント口リン及 びそれらの置換アルキル誘導体、 カテコールやピロガロール等の芳香族化合物、 ホウ酸等のホウ素化合物、二価金属塩含有量が 5 O ppm以下のバインダ一組成物を 用いる方法、 エポキシ樹脂とアクリル化有機ポリイソシアナ一ト、 反応性不飽和 アクリル単量体、 重合体、 及びそれらの混合物、 及びヒドロペルォキシドから成 る酸化剤を組み合わせる方法が挙げられる。 しみ付き防止剤の例としては、 脂肪族モノイソシァネート、 ポリイソシァネー トとポリエーテルポリオール等を反応させたウレタンプレボリマーや、 ポリブ夕 ジェン及び、 官能性ポリブタジエンやフエノール性水酸基を有する変性ポリブ夕 ジェン等が挙げられる。 強度向上剤の例としては、 酸アミド、 尿素誘導体等が挙げられる。 また、 本発明の球状錶物砂を用いた铸型の製造においては、 ウレタンバインダ 一の添加量を低減できる （即ち、 ガス発生量を大幅に減らすことができる） ため、 ウレタンバインダ一の課題であるガス欠陥が大幅に削減されると共に、 強度が高 いため、 複雑形状、 特に薄肉部分を持つ中子等の錶型を生産性高く製造できる。 特に、 肉厚が 5 mm以下、 好ましくは.4 mm以下の薄肉部分を持つ铸型、 なかで も中子については、 本発明の球状鐯物砂を用いることで、 流動性が高く充填不良 も防止できる。 なお、 ここで、 5 mm以下の薄肉部分を持つ錶型とは、 成形後の 錶型の最狭部分の厚みが 5 mm以下である踌型を表す。 また、 本発明の球状鎳物砂は球形度が高く、 充填性が高いため、 铸型の表面が 平滑になり、 得られる錶物の表面即ち踌肌の平滑な錶物が得られる。 即ち、 本発明の球状鐯物砂を用いて得られた中子等の鍩型を用い、 複雑形状で、 後加工できない部分の鐯肌を平滑にすることが出来るため、 流体が通過するよう な複雑な穴を有する铸物部材に有用で、 銬物表面の粗さによる抵抗を低減でき、 本部材を取り扱う装置の省エネルギー化、 小型化を達成することが可能となる。 本発明の球状鐯物砂とウレタンバインダーとを含有する铸型は、 表面粗さ R a が 2 0 m以下が好ましく、 更に 1〜 1 5 μ πιであることが好ましい。 R aは、 後述の実施例のように、 表面組さ測定器により測定できる。 また、 本発明の球状鐯物砂を用いた錡型は、 球状であるため鐯込み後には容易 に崩壊し、 複雑形状の鐯型でも容易に砂を除去できる。 また、 積層造型法や切削 銬型に用いると、 未硬化部分、 不要部分の砂が容易に除去できるため好適に使用 できる。 本発明の球状鐯物砂は、 造型後若しくは銬込み後、 ばらした砂を再利用するこ とが出来る。 その際には、 従来公知の方法、 焙焼処理や粒子間摩擦式などの機械 的処理、 水洗、 酸洗、 アルカリ洗浄、 溶剤洗浄等の処理で再生処理を施すことが 出来る。 このような再生処理を行った铸物砂、 いわゆる再生砂を再度、 本発明の 鐯型造型に用いることも出来る。 再生砂の場合の、 球状鐯物砂の球形度及び吸水率の測定方法は、 バインダー種 に応じて適宜バインダー成分を取り除いた後、 測定する。 例えば、 有機質バイン ダ一の場合、 1 0 0 0 °C、 1時間にて有機分を除去した後、 球形度及び吸水率を 測定する。 無機質バインダーの場合は水洗、 酸洗、 アルカリ洗浄などの方法を取 る。 特に、 本発明の球状铸物砂を用いて得られた中子は、 球形度が高い砂を用いて いるため、 通気性が良く、 消失模型鐯造法、 フルモールド法、 Vプロセス、 吸引 铸造等、 鐯型に通気性が要求される分野の錶造方法にも好適に使用でき、 更に、 かかる中子はガス発生量を少なくすることができるため、 特にガス欠陥やャニ欠 陥が生じやすい金型錶造法、 例えば低圧铸造ゃ高圧錶造、 ダイキャスト用の中子 にも好適に使用できる。 本発明の中子は鐯物として最も複雑な構造を有し、 かつ铸肌表面の美しさ、 寸 法精度が要求されるものに使用できる。 特に気体や液体などの流体が通過する面 を有する部品や、 これまでのいくつかの部品を組合せ一体化した部品に好適に用 いられる。 具体的には、 水道や油圧のバルブや配管部品、 フィン部分が複雑なモー夕一部 品 （ケーシング） 、 平滑性が要求されるポンプ部品 （インペラ一など） やェンジ ン部品 （フレーム） 、 駆動伝達装置の部品、 金型、 工作機械部品、 建築部材など が挙げられる。 本発明の中子等の錶型を用いることにより、 表面粗さ R aが 1 0 mm以下であ る鐯物を得ることが可能であり、 踌物の組成として、 錶鋼、 銬鉄、 アルミニウム、 銅、 マグネシウムおよびこれらの合金等の鐯型用途に好適に使用される。 本発明 は、 ウレタンバインダーの添加量を低減できるため、 铸型からのガス発生量が少 なく出来ることから、 ガス欠陥にシビアな銅、 アルミ、 マグネシウムなどに好適 である。 図面の簡単な説明 図 1は、 実施例及び比較例で用いた中子の概略図である。 図 2は、 実施例及び 比較例で製造した錡物の概略図である。 実施例 次の実施例は本発明の実施について述べる。 実施例は本発明の例示について 述べるものであり、 本発明を限定するためではない。 以下に、 実施例及び比較例で用いた錶物砂を示す。 それぞれの組成及び物性を 表 1に示す。
*球状鍀物砂 （ 1 ) ；
火炎溶融法により得られた、 組成が、 A 1203： 6 3. 8重量％、 S i 02： 3 0. 2重量％、 F e 203： 1. 3重量％、 T i〇2： 2. 9重量％、 C a〇 ： 0. 3 重量％、 Mg O ： 0. 1重量％、 N a20： 0. 1重量％、 K2〇 : 0. 1重量％ (組 成はすべて； flS R 2212にて測定、 以下同様） で、 平均粒径が 0. 1 5mm、 球形 度 0. 98、 吸水率 0. 02重量％、 酸消費量1. 3m 1 /5 0 gの球状铸物砂。
*球状錶物砂 （2) 〜 （5) ；
球状铸物砂 （ 1 ) と組成及び物性が異なる、 火炎溶融法により得られた球状铸 物砂。
*従来錡物砂 （ 1 ) ；
造粒焼成法により得られたムライ ト砂であり、 A 12Oa/S i 02重量比率が 2. 7となるよう水酸化アルミニウムと力オリンを混合し、 スプレードライヤーを用 いて平均粒径 0. 2 mmの球状にした粉末粒子 （八 1203と≤ i 02を合計量で 9 6重量％含有） を電気炉中にて 1 500°Cで 1時間焼成することにより得た。 A 12〇3と S i〇2の合計含有量は 9 7重量％、 A 12〇3/S i〇2重量比率は 2 , 7、 平均粒径は 0. 1 8mm、 球形度は 0. 8 9、 吸水率は 1. 2重量％、 酸消費量 1. 6 m 1 / 5 0 g、 粒子密度は 2. 7 g/ cm3であった。
*従来铸物砂 （2) ；珪砂 （アルバニ一 7号） 。 平均粒径 0. 1 8mm、 球形度 0. 8 8、 吸水率 0. 8 0重量％、 酸消費量 1. 3m 1 Z50 g
表 1 铸物砂組成（重量％) 平均粒径 吸水率 酸消費量 溶出アルカリ量 球形度
( m) (重量％) (ml/50g) μ mol/鎵物砂 lg)
A1203 Si02 Fe203 Ti02 CaO gO Na20 K20
球状鎳物砂 (1) 63.8 30.2 1.3 2.9 0.3 0.1 0.1 0.1 0.98 0.15 0.02 1.3 0.15 球状铸物砂 (2) 48.8 46.0 0.9 1.5 0.3 0.1 0.1 0.2 0.99 0.14 0.01 2.1 0.00 球状鎵物砂 (3) 52.9 34.6 2.2 3.2 0.3 0.2 0.1 0.4 0.95 0.17 0.15 4.5 0.85 球状铸物砂 (4) 69.9 23.5 1.4 2.4 0.3 0.1 0.1 0.1 0.97 0.14 0.02 4.2 0.41 球状铸物砂（5) 65.0 29.2 1.2 2.8 0.6 0.2 0.1 0.1 0.98 0.20 0.04 5.4 0.94 従来鎳物砂 (1) 70.8 26.2 1.2 0.8 0.3 0.1 0.1 0.2 0.89 0.18 1.20 1.6 0.00 従来铸物砂 (2) 0.0 99.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.88 0:18 0.80 1.3 0.00
<実施例 1〜 4及び比較例 1〜 3 > 表 1に示す錶物砂を表 2のように用い、 これと表 2のウレタンバインダーを用 いて铸型用混練砂を調製し、 以下の評価を行った。 結果を表 2に示す。
<評価 >
( 1 ) 抗折強度 表 2に示す鐯物砂を 1 0 0重量部、 ポリオール化合物の有機溶剤溶液 〔商品名 riSOCUREパート I」 、 保土谷アシュランド （株） 製〕 を表 2に示す量、 及びポ リイソシァネート化合物の有機溶剤溶液 〔商品名 「IS0CURE パート II」 、 保土谷 アシュランド （株） 製〕 を表 2に示す量、 室温にてミキサーにて混合して铸型用 混練砂を調製した後、 厚さ 1 OmmX幅 3 OmmX長さ 8 0mmの型に充填し、 トリェチルァミンをポリオール化合物有機溶剤溶液に対し 5重量％注入、 気化さ せ、 40秒間通気し硬化させ、 抜型した。 24時間後に、 曲げ強さ （抗折強度） を、 島津製作所製 強度試験機 AG- 5 00 0 Dで測定した。
(2) 鐃込み時の評価 上記 （1) と同様に調製した錶型用混練砂とトリェチルアミンを表 2のように 用いて図 1の形状の中子を作成し、 図 2の形状の鐃物用の鐯型 （主型） に設置し て、 铸鉄溶湯 （F C 2 5 0 ) を铸込み、 ガス欠陥と铸込み後の中子折れの有無を 評価した。 得られた錶物を、 中心部を通るように縦方向に切断加工し、 切断加工面のガス 欠陥 （ピンホール欠陥） の個数を、 液体浸透探傷法 （カラーチェック） により赤 色斑点の個数として測定した。 鐯込み後の中子折れは、 切断加工面の中子部分の 形状を観察し、 折れ （変形した場合も含む） の有無を確認した。 なお、 主型は、 中子と同じ踌型用混練砂を用い、 ウレタンバインダーと同じ添 加量のフエノールウレタンバインダーを用いた自硬性錶型により作製した。 この フエノールウレタンバインダーは、 ポリオール化合物の有機溶剤溶液 〔商品名 rPEPSET パート R」 、 保土谷アシュランド (株) 製〕 、 ポリイソシァネート化合 物の有機溶剤溶液 〔商品名 「PEPSET パート M」 、 保土谷アシュランド （株） 製〕 及び硬化触媒 〔商品名 「PEPSET パート 1(」 、 保土谷アシュランド （株） 製〕 から なるものである。 結果を表 2に示すが、 ガス欠陥の評価は、 ◎がガス欠陥が見られない、 〇がガ ス欠陥が 1〜 4箇所ある、 Xがガス欠陥が 5箇所以上あることを意味する。
2
Figure imgf000027_0001
表 2中、 ウレタンバインダー添加量は、鐯物砂 1 0 0重量部に対する量である。 また、 実施例 2と比較例 1で得られた錶物砂を用いて作製した铸型の表面と、 該鐃型を用いて作製した錶物の表面の平滑性を、 表面粗さ測定器 （小坂研究所製、 サーフコーダ S E - 3 0 H ) により表面粗さ 〔中心線平均粗さ ： R a ( m) 〕 と して測定した。 R aが小さい程、 表面平滑性に優れる。 結果を下記表 3に示す。 表 3に示されるように、 実施例 2の錶物砂を用いた場合、 比較例 1の鐯物砂を用 いた場合と比べ、 表面平滑性に優れた鎵型が得られ、 それを用いて作製した鎳物 の表面も平滑性に優れることが分かる。
表 3
Figure imgf000029_0001
ぐ実施例 5〜 9及び比較例 4〜 5 > 表 1の錶物砂を用いて、 下記の方法により可使時間の評価を行った。 結果を表 4に示す。
<可使時間の評価 > 表 1の铸物砂を 1 0 0重量部、 ポリオール化合物の有機溶剤溶液 〔商品名 「IS0CUREパート I」 、 保土谷アシュランド （株） 製〕 を 0. 8重量部、 及びポリィ ソシァネート化合物の有機溶剤溶液 〔商品名 「IS0CURE パート I I」 、 保土谷ァシ ュランド （株） 製〕 を 0. 8重量部、 20°Cにてミキサーにて混合して錶型用混練砂を 調製した。 混練直後及び、 混練 2時間後 （ポリカップに大気開放にて保存） に、 それぞれ厚さ 22mm X幅 22mm X長さ 180mmの型に充填し、 トリェチルァミンを 砂に対して 0. 14重量％注入、 気化させ、 3 0秒間通気し硬化させ、 抜型した。 抜 型 1 0分後に、 曲げ強さ （抗折強度） を、 GF抗折カ試験機 （支点間距離 150mm) にて 測定した。 なお、 強度低下率 （％) は、 〔 （混練 2時間後の抗折強度） / (混練 直後の抗折強度） 〕 X 1 0 0で求めた。
表 4 抗折強度 (MPa)
強度低下率 鎳物砂
(%) 混練直後 混練 2時間後
5 球状铸物砂（1) 5.5 6.2 113
6 球状鎢物砂（2) 6.7 7.1 106 実
施 7 球状鎳物砂（3) 4.3 4.1 95 例
8 球状錡物砂（4) 6.2 6.7 108
9 球状铸物砂（5) 5.3 4.9 92 比 4 従来鎳物砂（1) 2.1 1.8 86 較
例 5 従来铸物砂 (2) 3.8 3.3 87
<実施例 1 0及び比較例 6〜 7 > 表 1の铸物砂を用いて、 下記の方法により自硬性铸型法における錶型強度の評 価を行った。 結果を表 5に示す。
<自硬性鐯型強度の評価 > 表 1の錶物砂 （一部） を 1 0 0重量部、 ポリオール化合物の有機溶剤溶液 「パ ラセット パート R」 、 〔神戸理化 （株） 製〕 を 0. 6重量部、 及びポリイソシァネ ート化合物の有機溶剤溶液 〔商品名 「パラセッ ト パート M」 、 神戸理化 （株） 製〕 を 0. 6重量部、 硬化触媒 「パラセット パート 」 神戸理化 （株） 製を 0. 03重量部、 25°Cにてミキサーにて混合して铸型用混練砂を調製し、 自硬性铸型造型法に従つ て φ 50πιπιΧ 50腿铸型を作成し、 混練終了後 30分及び 1日後 （2 4時間後） の圧縮強 度試験機を用いて圧縮強度を測定した。
表 5
圧縮強度 (MPa) 铸物砂
30分後 24時間後 実施例 10 球状铸物砂 (1) 2.85 9.49 比較例 6 従来鎳物砂 (1) 0.80 3.84 比較例 7 従来铸物砂 (2) 1.92 7.86

Claims

請求の範囲
1. 平均粒径が 0. 0 3〜 1. 5mmである火炎溶融法にて製造された球状錶物 砂であって、 ウレタンバインダ一と共に用いられる球状錡物砂。
2. 平均粒径が 0. 0 3〜 1. 5mm、 吸水率が 0. 5重量％以下の球状鐯物砂 であって、 ウレタンバインダ一と共に用いられる球状鎳物砂。
3. A 12〇3及び S i〇2を主成分として含有してなり、 A 12〇3/S i 〇2重量比 率が 1〜 1 5の球状錶物砂である請求項 1又は 2記載の球状鐯物砂。
4. 溶出アルカリ量が 1 m o 1 Z'g以下である請求項 1〜 3の何れか 1項記載 の球状鎢物砂。
5. 請求項 1〜 4の何れか 1項記載の球状鐯物砂とウレタンバインダーとを混合 する工程を有する錡型の製造法。
6. 球状鎵物砂 1 00重量部に対して、 ウレタンバインダーを 0. 3〜2. 2重 量部混合する請求項 5記載の鐯型の製造法。
7. 請求項 1〜 6の何れか 1項記載の球状鐯物砂とゥレタンバインダーとを含有 する鍀型。
8. 表面粗さ R aが 20 im以下である請求項 7記載の錶型。
9. 肉厚が 5 mm以下の部分を有する請求項 7又は 8記載の鐯型。
1 0. 铸型が中子である請求項 7〜 9の何れか 1項記載の鐯型。
1 1. 球状铸物砂 1 0 0重量部に対して、 ウレタンバインダーを 0. 3〜2. 2 重量部含有する請求項 7〜 1 0の何れか 1項記載の鐯型。
1 2. 請求項 7〜 1 1の何れか 1項記載の錶型より得られた铸物。
1 3. 表面粗さ R aが 1 0 /xm以下である請求項 1 2記載の铸物。
1 . 請求項 1に記載した球状砂のウレタンバインダーと共に用いられる铸物砂 用途。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005113174A1 (ja) * 2004-05-21 2005-12-01 Kao Corporation レジンコーテッドサンド
US9637143B2 (en) 2013-12-30 2017-05-02 Nevis Industries Llc Railcar truck roller bearing adapter pad systems
US9216450B2 (en) * 2011-05-17 2015-12-22 Nevis Industries Llc Side frame and bolster for a railway truck and method for manufacturing same
CN102688979A (zh) * 2012-06-26 2012-09-26 长沙南托造型材料有限公司 一种长保质期覆膜砂及其生产方法
WO2014066693A1 (en) 2012-10-25 2014-05-01 Kohler Co. Engineered composite material and products produced therefrom
US9758181B2 (en) 2013-12-30 2017-09-12 Nevis Industries Llc Railcar truck roller bearing adapter pad systems
US10358151B2 (en) 2013-12-30 2019-07-23 Nevis Industries Llc Railcar truck roller bearing adapter-pad systems
CN104525837A (zh) * 2014-12-01 2015-04-22 繁昌县恒鑫汽车零部件有限公司 一种灰铸铁大件用手工型砂及其制备方法
CN106424536B (zh) * 2016-10-12 2018-07-27 山东科技大学 无游离醛、游离酚的新型三乙胺冷芯盒铸造用粘结剂
CN108772532A (zh) * 2018-06-19 2018-11-09 马鞍山市益丰实业集团有限公司 一种砂箱造型砂配方及制备工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001205386A (ja) * 2000-01-28 2001-07-31 Hodogaya Ashland Kk 鋳型製造用粘結剤組成物、鋳型製造用組成物、および鋳造用鋳型の製造方法
JP2002113549A (ja) * 2000-07-31 2002-04-16 Hodogaya Ashland Kk 気体状第三級アミン硬化性鋳型製造用粘結剤組成物、鋳型製造用組成物、及び鋳造用鋳型の製造方法
JP2004202577A (ja) * 2002-12-09 2004-07-22 Kao Corp 球状鋳物砂

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1022094C (zh) * 1990-09-30 1993-09-15 国营青岛电站阀门厂 铸造用型砂
KR100998461B1 (ko) 2002-12-09 2010-12-06 카오카부시키가이샤 구상 주물사 및 그 제조방법
JP2004237288A (ja) 2003-02-03 2004-08-26 Toyota Motor Corp 人工焼結砂およびその製造方法
JP4323187B2 (ja) 2003-02-27 2009-09-02 旭有機材工業株式会社 鋳型用有機粘結剤及びこれを用いて得られる鋳物砂組成物並びに鋳型
JP4323223B2 (ja) 2003-06-06 2009-09-02 旭有機材工業株式会社 鋳型用有機粘結剤及びこれを用いて得られる鋳物砂組成物並びに鋳型

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001205386A (ja) * 2000-01-28 2001-07-31 Hodogaya Ashland Kk 鋳型製造用粘結剤組成物、鋳型製造用組成物、および鋳造用鋳型の製造方法
JP2002113549A (ja) * 2000-07-31 2002-04-16 Hodogaya Ashland Kk 気体状第三級アミン硬化性鋳型製造用粘結剤組成物、鋳型製造用組成物、及び鋳造用鋳型の製造方法
JP2004202577A (ja) * 2002-12-09 2004-07-22 Kao Corp 球状鋳物砂

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1844877A4 *

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