JP3537043B2 - Shell sand mold manufacturing method - Google Patents
Shell sand mold manufacturing methodInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】 本発明は鋳造に用いられる
シェル砂型の製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a shell sand mold used for casting.
【０００２】[0002]
【従来の技術】シェル砂型は鋳型の一種であり、シェル
型鋳造等に用いられるものである。従来は、熱硬化性樹
脂と鋳物砂とを含んでなるシェル砂を、離型材が塗布さ
れた金型のキャビティ内に注入し、金型を加熱し、シェ
ル砂を硬化させ、硬化後シェル砂を冷却し、金型から成
形後のシェル砂型を離型する方法によりシェル砂型を製
造していた。2. Description of the Related Art A shell sand mold is a type of mold and is used for shell mold casting and the like. Conventionally, shell sand containing a thermosetting resin and molding sand is injected into a cavity of a mold to which a release material has been applied, the mold is heated, the shell sand is hardened, and the hardened shell sand is formed. Was cooled, and a shell sand mold was manufactured by releasing the molded shell sand mold from the mold.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記、従来のシェル砂
型製造方法は、金型からシェル砂の金型に接触する部分
への熱伝導、およびこの部分からシェル砂の残りの部分
への熱伝導により熱がシェル砂全体に行き渡っていたた
め、シェル砂全体が硬化するのに時間がかかった。ま
た、熱伝導過程での放熱による熱損失も大きく、例えば
シェル砂の温度を１５０℃程度にするためには、金型の
温度を３００℃〜４００℃に、加熱源の温度を７００℃
〜９００℃にする必要があった。The above-mentioned conventional method for manufacturing a shell sand mold involves heat conduction from the mold to a portion of the shell sand that contacts the mold and heat conduction from this portion to the rest of the shell sand. The heat spread throughout the shell sand, so it took time for the entire shell sand to harden. Further, heat loss due to heat radiation in the heat conduction process is large.
９００900 ° C.
【０００４】また、金型の温度が３００℃〜４００℃と
高温であるため、熱による金型の歪みで成形後のシェル
砂型の寸法精度が悪くなったり、また金型の合わせ面間
に隙間が生じこの中にシェル砂が入り込むことにより成
形後のシェル砂型にバリが発生したりしていた。また、
冷却に時間がかかり生産性が悪かった。Further, since the temperature of the mold is as high as 300 ° C. to 400 ° C., the dimensional accuracy of the shell sand mold after molding is deteriorated due to distortion of the mold due to heat, and a gap is formed between the mating surfaces of the molds. And the shell sand entered into the shell sand, and burrs were generated on the molded shell sand mold. Also,
Cooling took time and productivity was poor.
【０００５】本発明者は、上記問題点に鑑み鋭意研究を
重ねた結果、熱を金型に伝達しシェル砂を加熱するとい
う熱伝導によらず、熱を気体に伝達し、熱媒体であるこ
の気体をシェル砂中に通気させることによりシェル砂を
加熱できるとの知見を得た。The inventor of the present invention has conducted intensive studies in view of the above problems, and as a result, it has been found that heat is transferred to a gas and heat is transferred to a gas instead of conducting heat to a mold and heating shell sand. It has been found that the shell sand can be heated by passing this gas through the shell sand.
【０００６】本発明は上記知見に基づいて完成されたも
のであり、ランニングコストが低く、製造時間の短いシ
ェル砂型製造方法を提供することを課題とする。The present invention has been completed on the basis of the above findings, and has as its object to provide a method for producing a shell sand mold having a low running cost and a short production time.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】（１）上記課題を解決す
るため、請求項１に記載のシェル砂型製造方法は、高温
の気体を通気させることによりシェル砂を硬化させて行
うシェル砂型製造方法であって、前記シェル砂を金型の
キャビティ内に充填するシェル砂充填工程と、該金型に
形成された複数の通気口のうち一部の通気口から該キャ
ビティ内に高温の気体を流入させ他の通気口から該気体
を流出させることにより該シェル砂を硬化させる通気工
程と、を有し、前記シェル砂充填工程において、前記通
気口の少なくとも一つから前記シェル砂を前記キャビテ
ィ内に充填し、前記通気工程は、複数の通気口のうち一
部の通気口から前記キャビティ内に高温の気体を流入さ
せ他の通気口から該気体を流出させることにより、気体
を流入させる該通気口付近のシェル砂の部分を硬化させ
る一次通気工程と、該一次通気工程において気体を流出
させる該通気口から該キャビティ内に高温の気体を流入
させ該一次通気工程において気体を流入させる該通気口
から該気体を流出させることにより、該キャビティ内の
シェル砂の残りの部分を硬化させる二次通気工程と、を
有することを特徴とする。To solve SUMMARY OF THE INVENTION (1) above problems, shell sand mold manufacturing method according to claim 1, the shell sand mold production process performed by curing a shell sand by bubbling through hot gas Wherein the shell sand is
Shell sand filling process to fill the cavity and the mold
From some of the plurality of vents formed, the
High-temperature gas flows into the cavity and the gas
Venting to harden the shell sand by draining
And in the shell sand filling step,
The shell sand from at least one of the cavities into the cavity
And the venting step is one of a plurality of vents.
Hot gas flows into the cavity through the
Gas by letting out the gas from other vents
Hardens the part of the shell sand near the vent
Primary aeration step, and gas outflow in the primary aeration step
Hot gas flows into the cavity from the vent
The vent port for allowing gas to flow in the primary ventilation step
By letting the gas out of the cavity,
A secondary aeration step to harden the rest of the shell sand;
It is characterized by having .
【０００８】つまり、請求項１に記載のシェル砂型製造
方法は、シェル砂に熱媒体である高温の気体を通気させ
ることにより、シェル砂を硬化させるものである。従来
は、金型、シェル砂という熱媒体は移動せず、媒体中を
熱が徐々に伝導することでシェル砂を硬化させていた
が、本発明は熱媒体である高温の気体そのものをシェル
砂に通気させることによりシェル砂を硬化させるもので
ある。That is, in the method for producing a shell sand mold according to the first aspect, the shell sand is hardened by passing a high-temperature gas as a heat medium through the shell sand. Conventionally, the heat medium such as a mold and shell sand did not move, and the shell sand was hardened by conducting heat gradually through the medium. The shell sand is hardened by ventilating the shell sand.
【０００９】この製造方法によると熱媒体である高温の
気体そのものの移動によりシェル砂に熱が伝達されるた
め、シェル砂の硬化に時間がかからない。また、放熱に
よる熱損失が少ないため、加熱源を高温にする必要がな
くランニングコストが低い。According to this manufacturing method, heat is transferred to the shell sand by the movement of the high-temperature gas itself, which is a heat medium, so that hardening of the shell sand does not take much time. Further, since heat loss due to heat radiation is small, it is not necessary to heat the heating source to a high temperature, and the running cost is low.
【００１０】（２）また、請求項１に記載のシェル砂型
製造方法は、シェル砂を金型のキャビティ内に充填する
シェル砂充填工程と、金型に形成された複数の通気口の
うち一部の通気口からキャビティ内に高温の気体を流入
させ他の通気口から気体を流出させることによりシェル
砂を硬化させる通気工程と、を有することを特徴とす
る。(2) The method for producing a shell sand mold according to the first aspect is a shell sand filling step of filling shell sand into a cavity of the mold, and one of a plurality of vents formed in the mold. A high-temperature gas flows into the cavity from the ventilation port of the part, and the gas flows out from the other ventilation ports to harden the shell sand.
【００１１】つまり、請求項１に記載のシェル砂型製造
方法は、金型のキャビティ内にシェル砂を充填し、一部
の通気口からキャビティ内に気体を流入させ残りの通気
口から気体を流出させることにより、キャビティ内に気
体をまんべんなく行き渡らせシェル砂を硬化させるもの
である。In other words, in the method for producing a shell sand mold according to the first aspect , the cavity of the mold is filled with shell sand, gas flows into the cavity from some of the vents, and flows out from the remaining vents. By doing so, the gas is evenly distributed in the cavity and the shell sand is hardened.
【００１２】この製造方法によると、キャビティ内で高
温気体からシェル砂への熱伝達が行われるため、高温気
体の熱がシェル砂以外のものに伝達される割合が少な
く、効率よくシェル砂を硬化させることができる。According to this manufacturing method, since heat is transferred from the high-temperature gas to the shell sand in the cavity, the ratio of the heat of the high-temperature gas transferred to other than the shell sand is small, and the shell sand is hardened efficiently. Can be done.
【００１３】（３）また、請求項１に記載のシェル砂型
製造方法は、シェル砂充填工程において、通気口の少な
くとも一つからシェル砂をキャビティ内に充填すること
を特徴とする。(3) The method for producing a shell sand mold according to the first aspect is characterized in that, in the shell sand filling step, the shell sand is filled into the cavity from at least one of the ventilation holes.
【００１４】つまり、請求項１に記載のシェル砂型製造
方法は、金型におけるシェル砂を充填するための通路と
高温の気体を流入または流出させるための通路とを併用
するものである。この製造方法によると、充填通路と通
気通路という２種類の通路を別々に設置する必要がない
ため、金型の簡略化を図ることができ、シェル砂型の製
造コストを低減させることができる。That is, the method for producing a shell sand mold according to the first aspect of the present invention uses both a passage for filling shell sand in a mold and a passage for flowing in or out of a high-temperature gas. According to this manufacturing method, there is no need to separately install two types of passages, that is, a filling passage and a ventilation passage, so that the mold can be simplified and the manufacturing cost of the shell sand mold can be reduced.
【００１５】（４）また、請求項１に記載のシェル砂型
製造方法は、通気工程は、複数の通気口のうち一部の通
気口からキャビティ内に高温の気体を流入させ他の通気
口から気体を流出させることにより、気体を流入させる
通気口付近のシェル砂の部分を硬化させる一次通気工程
と、一次通気工程において気体を流出させる通気口から
キャビティ内に高温の気体を流入させ一次通気工程にお
いて気体を流入させる通気口から気体を流出させること
により、キャビティ内のシェル砂の残りの部分を硬化さ
せる二次通気工程と、を有することを特徴とする。(4) In the method for manufacturing a shell sand mold according to claim 1 , in the venting step, a high-temperature gas flows into the cavity from some of the plurality of vents, and flows from another vent. A primary aeration step of hardening a portion of the shell sand near the ventilation hole through which the gas flows in by causing the gas to flow out; And a secondary aeration step of hardening the remaining portion of the shell sand in the cavity by allowing the gas to flow out from the air inlet through which the gas flows.
【００１６】つまり、請求項１に記載のシェル砂型製造
方法は、まず一次通気工程で気体を流入させる通気口付
近のシェル砂の部分を硬化させ、次に二次通気工程で一
次通気工程とは逆方向に気体を流すことによりキャビテ
ィ内のシェル砂の残りの部分を硬化させるものである。[0016] That is, the shell sand mold manufacturing method according to claim 1 to cure the portion of the shell sand vent near port for flowing gas first with primary aeration step, then a primary aeration step in the secondary aeration process The remaining part of the shell sand in the cavity is hardened by flowing gas in the opposite direction.
【００１７】高温の気体の熱はキャビティ内を通過する
際に徐々にシェル砂に伝達されていく。言い換えると気
体の持つ熱量は、気体を流入させる通気口付近が最も多
く、気体を流出させる通気口付近が最も少ない。このた
め、一次通気工程においては、気体を流入させる通気口
付近のシェル砂の部分はすぐ硬化するが気体を流出させ
る通気口付近のシェル砂の部分はなかなか硬化しない。
一方、二次通気工程においては、一次通気工程において
気体を流出させる通気口から気体を流入させるため、こ
の通気口付近のシェル砂の部分から硬化が始まる。The heat of the hot gas is gradually transferred to the shell sand as it passes through the cavity. In other words, the amount of heat of the gas is the largest near the ventilation port through which the gas flows, and the least near the ventilation hole through which the gas flows. For this reason, in the primary ventilation step, the portion of the shell sand near the vent through which the gas flows in hardens immediately, but the portion of the shell sand near the vent through which the gas flows out hardly hardens.
On the other hand, in the secondary ventilation step, since gas flows in from the ventilation port through which the gas flows out in the primary ventilation step, curing starts from the shell sand near this ventilation port.
【００１８】一次通気工程と二次通気工程とを組み合わ
せるこの製造方法によると、シェル砂を効率よく硬化さ
せることができ、シェル砂の硬化時間をより短縮するこ
とができる。According to this manufacturing method in which the primary ventilation step and the secondary ventilation step are combined, the shell sand can be efficiently cured, and the curing time of the shell sand can be further reduced.
【００１９】[0019]
【００２０】[0020]
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】まず本発明の製造方法に用いるシ
ェル砂について説明し、次にフェノール樹脂を含む鋳物
砂を用いて中子型を作製する場合の本発明のシェル砂型
の製造方法の実施の形態を、シェル砂充填工程、通気工
程、その他の項目毎にそれぞれ説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the shell sand used in the production method of the present invention will be described, and then the method of producing the shell sand mold of the present invention in the case of producing a core using molding sand containing a phenolic resin. Will be described for each of the shell sand filling step, the ventilation step, and other items.
【００２２】〈本発明の製造方法に用いるシェル砂〉本
発明の製造方法に用いるシェル砂は熱硬化性樹脂と鋳物
砂とを含有する。このうち熱硬化性樹脂は、所定の硬化
温度に達すると硬化する性質を有する。このため、シェ
ル砂中に硬化温度以上の気体が通気されると熱硬化性樹
脂が硬化し、硬化した樹脂により鋳物砂の粒子が結着さ
れる。このようにしてシェル砂が硬化する。<Shell Sand Used in the Production Method of the Present Invention> The shell sand used in the production method of the present invention contains a thermosetting resin and molding sand. Among them, the thermosetting resin has a property of being cured when a predetermined curing temperature is reached. For this reason, when a gas having a temperature equal to or higher than the curing temperature is passed through the shell sand, the thermosetting resin is cured, and the cured resin binds the particles of the molding sand. In this way, the shell sand hardens.
【００２３】本発明における熱硬化性樹脂とは、硬化前
および硬化後、双方の形態を含む概念である。例えば、
熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂を用いる場合、これ
は硬化前のノボラック樹脂をも含む概念である。The thermosetting resin in the present invention is a concept including both forms before and after curing. For example,
When a phenol resin is used as the thermosetting resin, this is a concept including a novolak resin before curing.
【００２４】本発明のシェル砂型製造方法は、種々の熱
硬化性樹脂を用いて実施することができる。例えば、不
飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、
シリコン樹脂等を含むシェル砂を用いることができる。The method for producing a shell sand mold of the present invention can be carried out using various thermosetting resins. For example, unsaturated polyester resin, melamine resin, epoxy resin,
Shell sand containing silicon resin or the like can be used.
【００２５】また、本発明のシェル砂型製造方法は、種
々の鋳物砂を用いて実施することができる。後述する実
施形態では、鋳物砂として人造けい砂を用いたが、他に
天然けい砂、山砂等を用いる形態で実施することもでき
る。The method for producing a shell sand mold according to the present invention can be carried out using various molding sands. In the embodiment described later, artificial silica sand is used as the casting sand, but the invention can also be implemented by using natural silica sand, mountain sand, or the like.
【００２６】〈シェル砂充填工程〉シェル砂充填工程で
はシェル砂を金型のキャビティ内に充填する。図１に本
工程の模式図を示す。金型４は鋼製で上型４０と下型４
１とからなり、上型４０と下型４１とが閉型してキャビ
ティ４２が形成される。上型４０には、上方外面からキ
ャビティ４２内に貫通する３つの上型孔４３が穿設され
ている。また、下型４１には、下方外面からキャビティ
４２内に貫通する３つの下型孔４５が穿設されている。
上型４０の上方には、内部にシェル砂１を有するタンク
２が設置されている。タンク２の側面には圧搾空気用の
配管２０が設置されており、またタンク２は下方に開口
している。この開口を塞いでブロープレート３がタンク
２と金型４の上型４０との間に配置されている。ブロー
プレート３には、上面から下面に貫通する３つの孔が上
型４０の上型孔４３と対応する位置に穿設されている。
また、下型４１の下型孔４５内のキャビティ４２側端に
はベントポート４４が設置されている。このベントポー
ト４４は線状のスリットを有し、スリットの幅はシェル
砂１が通過できないように設定されている。すなわち、
気体のみを通過させシェル砂１を通過させない機能を有
する。<Shell Sand Filling Step> In the shell sand filling step, shell sand is filled into the cavity of the mold. FIG. 1 shows a schematic diagram of this step. The mold 4 is made of steel and has an upper mold 40 and a lower mold 4.
The upper mold 40 and the lower mold 41 are closed to form a cavity 42. The upper die 40 is provided with three upper die holes 43 penetrating from the upper outer surface into the cavity 42. Further, the lower die 41 is provided with three lower die holes 45 penetrating from the lower outer surface into the cavity 42.
Above the upper mold 40, a tank 2 having a shell sand 1 therein is installed. A pipe 20 for compressed air is provided on a side surface of the tank 2, and the tank 2 is open downward. The blow plate 3 is disposed between the tank 2 and the upper mold 40 of the mold 4 so as to close this opening. Three holes penetrating from the upper surface to the lower surface are formed in the blow plate 3 at positions corresponding to the upper die holes 43 of the upper die 40.
A vent port 44 is provided at an end of the lower die 41 on the side of the cavity 42 in the lower die hole 45. The vent port 44 has a linear slit, and the width of the slit is set so that the shell sand 1 cannot pass through. That is,
It has a function of passing only gas and not passing shell sand 1.
【００２７】シェル砂１は、配管２０から流入する圧搾
空気によりタンク２内を流動し、ブロープレート３の孔
および上型孔４３を通って金型４のキャビティ４２内に
流入する。下型孔４５にはベントポート４４が設置され
ているため、流入するシェル砂１はキャビティ４２内に
充填される。シェル砂１を上型４０の外表面付近まで充
填させ、ブロープレート３の３つの孔を閉じ、本工程を
終了する。The shell sand 1 flows in the tank 2 by the compressed air flowing from the pipe 20 and flows into the cavity 42 of the mold 4 through the hole of the blow plate 3 and the upper die hole 43. Since the lower mold hole 45 is provided with the vent port 44, the shell sand 1 flowing therein is filled in the cavity 42. The shell sand 1 is filled to the vicinity of the outer surface of the upper mold 40, and the three holes of the blow plate 3 are closed, thus completing this process.
【００２８】〈通気工程〉
（１）通気工程は一次通気工程と二次通気工程からな
る。まず、一次通気工程について説明する。一次通気工
程では、複数の通気口のうち一部の通気口からキャビテ
ィ内に高温の気体を流入させ他の通気口から気体を流出
させることにより、気体を流入させる通気口付近のシェ
ル砂の部分を硬化させる。<Ventilation Step> (1) The ventilation step includes a primary ventilation step and a secondary ventilation step. First, the primary ventilation step will be described. In the primary venting step, a portion of the shell sand near the vent through which the gas flows is caused by flowing high-temperature gas into the cavity from some of the plurality of vents and outflowing gas from the other vents. To cure.
【００２９】図２に本工程の模式図を示す。本工程で
は、上記シェル砂充填工程でも用いられた金型４の上型
４０の上方外面に接して送風管５が設置されている。送
風管５には３つの孔が、それぞれ３つの上型孔４３に対
応する位置に穿設されている。なお、送風管５内には約
２００℃の空気が図示しない送風手段により送風されて
いる。FIG. 2 shows a schematic diagram of this step. In this step, the blower tube 5 is installed in contact with the upper outer surface of the upper mold 40 of the mold 4 used in the shell sand filling step. Three holes are formed in the blower tube 5 at positions corresponding to the three upper die holes 43, respectively. The air at about 200 ° C. is blown into the blower tube 5 by blowing means (not shown).
【００３０】また、上型孔４３のキャビティ４２側端は
気体を流入させる通気口４６に該当し、下型孔４５のキ
ャビティ４２側端（ベントポート４４のキャビティ４２
側端）は気体を流出させる通気口４７に該当する。The end of the upper mold hole 43 on the cavity 42 side corresponds to a vent 46 through which gas flows, and the end of the lower mold hole 45 on the cavity 42 side (the cavity 42 of the vent port 44).
The side end) corresponds to a vent 47 through which gas flows out.
【００３１】空気は送風管５と上型孔４３を通ってキャ
ビティ４２内に流入するため、空気の温度は上型孔４３
の通気口４６付近が一番高い。したがって、通気口４６
付近のシェル砂１の部分からまず硬化が始まる。キャビ
テイ４２内に充填されたシェル砂１を通過した空気は下
型孔４５の通気口４７およびベントポート４４を通過
し、金型４外に排気される。なお、気体を流入させる通
気口付近とは、本実施形態のように上型孔４３内にまで
シェル砂１が充填されている場合は、上型孔４３内をも
含む概念である。また、キャビティ内にのみシェル砂が
充填されている場合は、キャビティ内の気体を流入させ
る通気口付近を示す概念である。Since the air flows into the cavity 42 through the blower tube 5 and the upper die hole 43, the temperature of the air is lower than the upper die hole 43.
Near the air vent 46 is the highest. Therefore, the vent 46
Hardening starts first from the vicinity of the shell sand 1 portion. The air that has passed through the shell sand 1 filled in the cavity 42 passes through the vent 47 and the vent port 44 of the lower mold hole 45 and is exhausted to the outside of the mold 4. The vicinity of the ventilation hole through which the gas flows is a concept including the inside of the upper mold hole 43 when the shell sand 1 is filled up to the inside of the upper mold hole 43 as in the present embodiment. Further, when the shell sand is filled only in the cavity, the concept indicates the vicinity of the ventilation port through which the gas in the cavity flows.
【００３２】本工程により、上型孔４３の通気口４６付
近のシェル砂の部分が硬化すると通気度が上がるため空
気の通りが良くなる。この通気口４６付近のシェル砂の
部分は、後述する二次通気工程で気体のみを通しシェル
砂を通さない手段として機能する。後述する二次通気工
程終了時にキャビティ内のシェル砂全体が硬化していれ
ばよいため本工程における通気時間は５秒間のみとし
た。In this step, when the portion of the shell sand near the ventilation hole 46 of the upper die hole 43 hardens, the air permeability increases, and the air flow is improved. The portion of the shell sand near the ventilation port 46 functions as a means for passing only gas and not passing the shell sand in a secondary ventilation step described later. Since it is sufficient that the entire shell sand in the cavity is hardened at the end of the later-described secondary ventilation step, the ventilation time in this step was set to only 5 seconds.
【００３３】（２）次に二次通気工程について説明す
る。二次通気工程では、一次通気工程において気体を流
出させる通気口からキャビティ内に高温の気体を流入さ
せ一次通気工程において気体を流入させる通気口から気
体を流出させることにより、キャビティ内のシェル砂の
残りの部分を硬化させる。(2) Next, the secondary ventilation step will be described. In the secondary ventilation step, a high-temperature gas flows into the cavity from the ventilation port through which the gas flows out in the primary ventilation step, and the gas flows out from the ventilation hole through which the gas flows in the primary ventilation step, thereby forming shell sand in the cavity. Cure the rest.
【００３４】図３に本工程の模式図を示す。本工程で
は、上記一次通気工程でも用いられた金型４の下型４１
の下方外面に接して送風管６が設置されている。送風管
６には３つの孔が、それぞれ３つの下型孔４５に対応す
る位置に穿設されている。FIG. 3 shows a schematic diagram of this step. In this step, the lower mold 41 of the mold 4 used in the primary ventilation step is also used.
The blower tube 6 is installed in contact with the lower outer surface of the air conditioner. Three holes are formed in the blower tube 6 at positions corresponding to the three lower mold holes 45, respectively.
【００３５】本工程における空気も、一次通気工程と同
様に図示しない送風手段により送風したものであり、空
気の温度は約２００℃である。空気は送風管６と下型孔
４５を通ってキャビティ４２内に流入する。キャビティ
４２内に充填されたシェル砂１を加熱しながら通過した
空気は上型孔４３から金型４外に排気される。すなわ
ち、上記一次通気工程と空気の流れが逆になっている。The air in this step is also blown by blowing means (not shown) as in the primary ventilation step, and the temperature of the air is about 200 ° C. The air flows into the cavity 42 through the blower tube 6 and the lower mold hole 45. The air that has passed while heating the shell sand 1 filled in the cavity 42 is exhausted to the outside of the mold 4 from the upper mold hole 43. That is, the primary ventilation step and the flow of air are reversed.
【００３６】排気の際、一次通気工程では下型孔４５に
シェル砂１のみをキャビテイ４２内に滞留させ気体のみ
を通過させる手段としてベントポート４４が設置されて
いたため、シェル砂１が下型孔４５から吹きこぼれるこ
とが無かった。本工程では、通気口４６付近の通気性の
良い硬化したシェル砂１の部分が、ちょうどベントポー
トのような役割を果たすことによりシェル砂１が上型孔
４３から吹きこぼれることを防いでいる。At the time of evacuation, in the primary ventilation step, only the shell sand 1 is retained in the lower mold hole 45 in the cavity 42 and the vent port 44 is provided as a means for passing only the gas. There was no spill from 45. In this step, the portion of the hardened shell sand 1 having good air permeability near the ventilation hole 46 plays a role just like a vent port, thereby preventing the shell sand 1 from spilling out from the upper die hole 43.
【００３７】二次通気工程では、一次通気工程において
シェル砂の硬化が最も遅い下型孔４５の通気口４７から
空気を吹き込むため、キャビテイ内のシェル砂の残りの
部分を効率よく硬化させることができる。このため、高
温空気の通気時間は１５秒とした。In the secondary ventilation step, since air is blown from the ventilation hole 47 of the lower mold hole 45 in which the shell sand cures the slowest in the primary ventilation step, the remaining portion of the shell sand in the cavity can be efficiently cured. it can. For this reason, the ventilation time of the hot air was set to 15 seconds.
【００３８】二次通気工程の後、金型から成形品を離型
し中子型を得る。一般に、中子型は鋳造において金属部
材を成形する際に用いられる。中子型は成形後の金属部
材から取り出すのが困難なため、鋳造後に壊して除去す
る場合が多い。したがって中子型は本発明の製造方法に
より作製するシェル砂型として好適である。After the secondary ventilation step, the molded article is released from the mold to obtain a core mold. Generally, a core mold is used when molding a metal member in casting. Since the core mold is difficult to remove from the metal member after molding, it is often broken after casting and removed. Therefore, the core mold is suitable as a shell sand mold produced by the production method of the present invention.
【００３９】ちなみに、従来式の製造方法により本実施
形態と同じ中子型を作製した場合、シェル砂の硬化時間
は４０秒程だった。本実施形態によると、一次通気工程
および二次通気工程合わせて硬化時間は２０秒程であ
り、硬化時間を大幅に短縮することができる。なお、本
発明の製造方法によると、中子型のみならず外型等も作
製することができる。Incidentally, when the same core type as that of the present embodiment was manufactured by the conventional manufacturing method, the hardening time of the shell sand was about 40 seconds. According to the present embodiment, the curing time is approximately 20 seconds in total in the primary ventilation step and the secondary ventilation step, and the curing time can be significantly reduced. In addition, according to the manufacturing method of the present invention, not only the core type but also the outer type can be manufactured.
【００４０】〈その他〉本実施形態においては、気体と
して空気を用いた。気体は鋳物砂や金型等と反応しない
ものであれば特に限定しない。例えば、不活性ガス等を
用いる形態で実施することもできる。<Others> In this embodiment, air is used as the gas. The gas is not particularly limited as long as it does not react with molding sand or a mold. For example, the present invention can be implemented in a mode using an inert gas or the like.
【００４１】また、本実施形態においては、通気口の数
を上型と下型にそえぞれ３つずつの合計６つとした。通
気口の数は特に限定するものではない。作製するシェル
砂型の大きさ、形状等に対応して適当な数にすればよ
い。また、気体を流入させる通気口、気体を流出させる
通気口の数は同数でなくてもよく、またその位置も限定
するものではない。これらの条件も作製するシェル砂型
の大きさ、形状等に対応して設定すればよい。In the present embodiment, the number of vents is three in each of the upper die and the lower die, that is, a total of six. The number of vents is not particularly limited. An appropriate number may be set according to the size, shape, and the like of the shell sand mold to be manufactured. Further, the number of ventilation holes for inflowing gas and the number of ventilation holes for outflow of gas need not be the same, and their positions are not limited. These conditions may also be set according to the size, shape, and the like of the shell sand mold to be manufactured.
【００４２】また、本実施形態においては、予め金型を
シェル砂の硬化温度以上である１５０℃に加熱してあ
る。これにより、気体の熱がシェル砂の加熱ではなく、
金型の加熱に使われるのを抑制することができる。ま
た、シェル砂の硬化温度未満に加熱して実施する形態も
ある。シェル砂の硬化温度未満に加熱しても気体の熱エ
ネルギが金型の加熱に利用されるのを抑制することがで
きる。さらに、金型を予め加熱しない形態で実施するこ
ともできる。シェル砂の硬化に時間はかかるが、金型を
加熱する設備が不要なため、より製造コストの低い実施
形態となる。In the present embodiment, the mold is heated in advance to 150 ° C., which is higher than the hardening temperature of the shell sand. This allows the heat of the gas not to heat the shell sand,
It can be suppressed from being used for heating the mold. There is also an embodiment in which heating is performed at a temperature lower than the curing temperature of the shell sand. Even when the shell sand is heated to a temperature lower than the curing temperature, the heat energy of the gas can be suppressed from being used for heating the mold. Furthermore, it is also possible to carry out the embodiment without heating the mold in advance. Although it takes time to harden the shell sand, an embodiment for lowering the manufacturing cost is provided because no equipment for heating the mold is required.
【００４３】また、本実施形態においては、通気工程で
用いる気体の温度は２００℃とした。気体の温度は、シ
ェル砂中の熱硬化性樹脂の硬化温度以上であればよい。
好ましくは、放熱分、樹脂の硬化速度、経済性を考慮し
て、硬化温度＋３５０℃までがよい。なお、気体の流量
についても、流量が多いほど硬化時間が短くなることを
考慮し、適当な値に調整すればよい。In the present embodiment, the temperature of the gas used in the ventilation step was set to 200 ° C. The temperature of the gas only needs to be equal to or higher than the curing temperature of the thermosetting resin in the shell sand.
Preferably, the curing temperature is up to + 350 ° C. in consideration of the amount of heat radiation, the curing speed of the resin, and economy. The gas flow rate may be adjusted to an appropriate value in consideration of the fact that the higher the flow rate, the shorter the curing time.
【００４４】また、本実施形態においては、空気および
金型の加熱に鋳造工場の排ガスを利用した。熱硬化性樹
脂の硬化温度によっては、このように工場の排ガス等を
利用することができるため、より製造コストの低い実施
形態となる。なお、排ガスが空気や不活性ガスではなく
反応性を有するようなガスである場合は、例えば熱交換
機の一次側にこの反応性ガスを通気させ、二次側に空気
を通気させることにより空気を加熱し、この加熱空気を
ブロワ等で送風することにより通気工程で使用する空気
を供給する形態で実施することができる。In this embodiment, the exhaust gas from the foundry is used for heating the air and the mold. Depending on the curing temperature of the thermosetting resin, the exhaust gas and the like from the factory can be used as described above, so that the embodiment has a lower production cost. When the exhaust gas is a gas having reactivity instead of air or an inert gas, for example, the reactive gas is passed through the primary side of the heat exchanger, and the air is passed through the secondary side to remove air. It can be implemented in a form in which the air used in the ventilation step is supplied by heating and blowing the heated air with a blower or the like.
【００４５】また、本実施形態においては、一次通気工
程における高温空気の通気時間を５秒間とした。通気時
間は、通気口付近のシェル砂が硬化する時間とすればよ
く、通気口の数、位置、径、通気口付近のシェル砂の部
分の量、密度等により適宜調整すればよい。Further, in the present embodiment, the ventilation time of the high-temperature air in the primary ventilation step is set to 5 seconds. The ventilation time may be set to the time required for the shell sand near the ventilation port to harden, and may be appropriately adjusted according to the number, position, and diameter of the ventilation ports, the amount of shell sand near the ventilation port, the density, and the like.
【００４６】また、本実施形態においては、二次通気工
程における高温空気の通気時間を１５秒間としたが、こ
の通気時間も、一次通気工程における通気時間と同様
に、通気口の数、位置、径、キャビティ内のシェル砂の
残りの部分の量、密度等により適宜調整すればよい。In the present embodiment, the ventilation time of the high-temperature air in the secondary ventilation step is set to 15 seconds. However, the ventilation time is also the same as the ventilation time in the primary ventilation step, such as the number, position, and number of ventilation holes. It may be appropriately adjusted depending on the diameter, the amount of the remaining portion of the shell sand in the cavity, the density, and the like.
【００４７】また、本実施形態においては、上型孔がシ
ェル砂の充填通路と空気の通気通路とを兼ねている。兼
用することにより、設備が単純化できコスト的に優れた
形態となっている。充填通路と通気通路とを別々に設置
する形態で実施することもできる。この場合は、シェル
砂充填後、吹きこぼれを防止するため充填通路にベント
ポートを設置することが望ましい。ベントポートを設置
すると充填通路が排気の際に用いられる通気通路となる
ため、より高温の気体が通過しやすくなりより迅速にシ
ェル砂を熱硬化できる形態となる。Further, in this embodiment, the upper die hole serves both as a shell sand filling passage and an air ventilation passage. By also using them, the equipment can be simplified and the cost is excellent. It is also possible to carry out the embodiment in which the filling passage and the ventilation passage are separately provided. In this case, after filling the shell sand, it is desirable to install a vent port in the filling passage to prevent spillage. When the vent port is provided, the filling passage becomes a ventilation passage used for exhaust, so that a higher-temperature gas can easily pass therethrough, and the shell sand can be thermoset more quickly.
【００４８】[0048]
【００４９】[0049]
【発明の効果】本発明のシェル砂型製造方法によると熱
媒体である高温の気体そのものの移動によりシェル砂に
熱が伝達されるため、シェル砂の硬化時間を短縮でき、
製造時間を短縮することができる。また、放熱による熱
損失が少ないため、加熱源を高温にする必要がなくラン
ニングコストを低くできる。また、金型の温度も低いた
め成形後のシェル砂型の寸法精度を向上させることがで
き、バリの発生を防ぐことができる。According to the method for producing a shell sand mold of the present invention, the heat is transferred to the shell sand by the movement of the high-temperature gas itself as the heat medium, so that the hardening time of the shell sand can be shortened,
Manufacturing time can be reduced. Further, since heat loss due to heat radiation is small, it is not necessary to raise the temperature of the heating source, and the running cost can be reduced. Further, since the temperature of the mold is low, the dimensional accuracy of the shell sand mold after molding can be improved, and the occurrence of burrs can be prevented.
【図１】 シェル砂充填工程の概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a shell sand filling step.
【図２】 一次通気工程の概要図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a primary ventilation step.
【図３】 二次通気工程の概要図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a secondary ventilation step.
１：シェル砂 ２：タンク ３：ブロープレート ４：
金型 ４０：上型
４１：下型 ４２：キャビティ ４３：上型孔 ４４：
ベントポート
４５：下型孔 ４６：通気口 ４７：通気口 ５：送風
管 ６：送風管1: shell sand 2: tank 3: blow plate 4:
Mold 40: Upper mold 41: Lower mold 42: Cavity 43: Upper mold hole 44:
Vent port 45: Lower mold hole 46: Vent 47: Vent 5: Ventilation tube 6: Ventilation tube
Claims (1)
ル砂を硬化させて行うシェル砂型製造方法であって、 前記シェル砂を金型のキャビティ内に充填するシェル砂
充填工程と、 該金型に形成された複数の通気口のうち一部の通気口か
ら該キャビティ内に高温の気体を流入させ他の通気口か
ら該気体を流出させることにより該シェル砂を硬化させ
る通気工程と、を有し、 前記シェル砂充填工程において、前記通気口の少なくと
も一つから前記シェル砂を前記キャビティ内に充填し、 前記通気工程は、複数の通気口のうち一部の通気口から
前記キャビティ内に高温の気体を流入させ他の通気口か
ら該気体を流出させることにより、気体を流入させる該
通気口付近のシェル砂の部分を硬化させる一次通気工程
と、 該一次通気工程において気体を流出させる該通気口から
該キャビティ内に高温の気体を流入させ該一次通気工程
において気体を流入させる該通気口から該気体を流出さ
せることにより、該キャビティ内のシェル砂の残りの部
分を硬化させる二次通気工程と、を有する ことを特徴と
するシェル砂型製造方法。1. A method for producing a shell sand mold, wherein a shell gas is hardened by aeration of a high-temperature gas , wherein the shell sand is filled in a cavity of a mold.
A filling step, and a part of the plurality of vents formed in the mold
Flow high-temperature gas into the cavity from another vent
Hardens the shell sand by allowing the gas to escape
Venting step, wherein in the shell sand filling step, at least the vent is provided.
The cavity is filled with the shell sand from one of the plurality of vents, and the venting step is performed through a part of the plurality of vents.
High-temperature gas flows into the cavity and other vents
By allowing the gas to flow out,
Primary ventilation process to harden the shell sand near the ventilation opening
And from the vent through which gas flows out in the primary ventilation step
The primary ventilation step is performed by flowing a high-temperature gas into the cavity.
The gas is discharged from the vent through which the gas flows.
The remaining portion of the shell sand in the cavity
A secondary aeration step of curing the sand.
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