JP4003807B2 - 鋳型造型方法およびその鋳型 - Google Patents
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Description
a)粒子状骨材と、粘結剤として複数種類の水溶性バインダーと、この水溶性バインダーと架橋反応を起こす架橋剤と、フェノール樹脂とを混合し且つ攪拌して発泡させることにより、流動性の骨材混合物を製造する工程と、
b)流動性の骨材混合物を鋳型造型空間に充填する充填工程と、
c)充填した流動性の骨材混合物から水分を蒸発させて、この骨材混合物を固化させることにより、固化した骨材混合物からなる鋳型を得る固化工程とを含む。
流動性骨材混合物の発泡空気を均一に分散させることにより、流動性骨材混合物を鋳型造型用空間に加圧充填する際に、その流動性を向上させることができる。この発泡により粒子状骨材は流動して均一に分散される。
表1 骨材混合物Aの組成(水を除く)
粒子状骨材(耐熱性粒状物):珪砂(フラタリ−サンド)100重量部
水溶性バインダー(粘結剤):ポリビニルアルコール(JP−05 日本酢ビ・ポバール製)0.3重量部、及び澱粉(デキストリンNSD−L ニッシ製)0.8重量部
水溶性フェノール樹脂:フェニックス510AL-2(神戸理化学工業製)0.3重量部
架橋剤:クエン酸(扶桑化学製)0.8重量部
表1に示す組成の骨材混合物と、水5重量部とを混合機(愛工舎製卓上ミキサー)を用いて回転数約200rpmで約3分間攪拌混合して発泡させ、気泡率約60%の泡立てられた流動性骨材混合物Aを製造した(製造工程)。次いで、この泡立てられた流動性骨材混合物をシリンダに投入し、続いて、(例えば内臓カートリッジヒータにより)温度250℃に加熱された金型における容量約70cm3のキャビティ内に、約80gの流動性骨材混合物をピストン(固体の加圧手段)で加圧しながら充填した(充填工程)。
表2 骨材混合物Bの組成(水を除く)
粒子状骨材(耐熱性粒状物):珪砂(フラタリ−サンド)100重量部
水溶性バインダー(粘結剤):ポリビニルアルコール(JP−05 日本酢ビ・ポバール製)0.3重量部、及び澱粉(デキストリンNSD−L ニッシ製)0.8重量部
水溶性フェノール樹脂:フェニックス510AL-2(神戸理化学工業製)0.3重量部
架橋剤:クエン酸(扶桑化学製)0.8重量部
表2に示す組成の骨材混合物と水5重量部とを混合機(愛工舎製卓上ミキサー)を用いて回転数約200rpmで約3分間攪拌混合して発泡させ、気泡率約60%の泡立てられた流動性骨材混合物Aを製造した(製造工程)。次いで、この泡立てられた流動性骨材混合物をシリンダに投入し、続いて、(例えば内臓カートリッジヒータにより)温度250℃に加熱された金型における容量約80cm3のキャビティ内に、約90gの流動性骨材混合物をピストン(固体の加圧手段)で加圧しながら充填した(充填工程)。
Claims (19)
- 鋳型を造型する鋳型造型方法であって、
a)粒子状骨材、粘結剤としての複数種類の水溶性バインダー、この水溶性バインダーと架橋反応を起こす架橋剤、フェノール樹脂、及び水を混合し且つ攪拌して発泡させることにより、泡立てられた流動性の骨材混合物を製造する製造工程と、
b)前記泡立てられた流動性骨材混合物を鋳型造型空間に充填する充填工程と、
c)前記充填した流動性骨材混合物から水分を蒸発させて、この骨材混合物を固化させることにより、固化した骨材混合物からなる鋳型を得る固化工程とを含む鋳型造型方法。 - 請求項1の方法において、前記骨材混合物における前記水溶性バインダーの含有量は、前記粒子状骨材100重量部に対して0.1乃至5.0重量部である方法。
- 請求項1または2の方法において、前記水溶性バインダーは常温の水に可溶である方法。
- 請求項1乃至3の何れか一項に記載の方法において、前記水溶性バインダーは、糖類、ポリビニルアルコールまたはその誘導体、及び常温の水に可溶な更なるフェノール樹脂から選択される方法。
- 請求項1乃至4の何れか一項に記載の方法において、前記フェノール樹脂は、粒子状骨材100重量部に対して0.05乃至0.50重量部含有される方法。
- 請求項1乃至5の何れか一項に記載の方法において、前記架橋剤はその水溶液である方法。
- 請求項1乃至6の方法において、前記架橋剤は、カルボキシル基を有する化合物である方法。
- 請求項7の方法において、前記カルボキシル基を有する化合物は、シュウ酸、マレイン酸、コハク酸、クエン酸、ブタンテトラカルボン酸、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体、及びイソブチレン−無水マレイン酸共重合体からなる群から選択される方法。
- 請求項8の方法において、前記架橋剤は、クエン酸、ブタンテトラカルボン酸、及びメチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体の何れかの10重量%以上の濃度の架橋剤水溶液である方法。
- 請求項1乃至9の何れか一項に記載の方法において、前記架橋剤の添加量は、前記水溶性バインダーに対して5乃至300重量%である方法。
- 請求項1乃至10の何れか一項に記載の方法において、前記流動性骨材混合物は気泡率が50乃至80%である方法。
- 請求項1乃至11の何れか一項の方法において、前記充填工程は、前記流動性骨材混合物を固体の押圧手段によって加圧することにより前記鋳型造型空間に充填させる方法。
- 請求項1乃至11の何れか一項の方法において、前記充填工程は、前記流動性骨材混合物を圧縮気体によって加圧することにより前記鋳型造型空間に充填させる方法。
- 請求項1乃至13の何れか一項に記載の方法において、前記固化工程は、加熱された金型の熱により前記流動性骨材混合物の水分を蒸発させる工程を含む方法。
- 請求項14の方法において、前記金型の熱により前記流動性骨材混合物の水分を蒸発させる工程が、
前記金型の熱によって、前記流動性骨材混合物内の気泡及び水溶性バインダー中の水分を造型されるべき鋳型の中心部に集めることにより、
造型された鋳型の中心部における前記粒子状骨材の充填密度を鋳型の周辺部よりも低くする方法。 - 請求項15の方法において、前記造型された鋳型は鉄系金属の鋳造に使用する中子である方法。
- 請求項1乃至16の何れか一項に記載の方法によって造型された鋳型。
- 粒子状骨材と、複数種類の水溶性バインダーと、この水溶性バインダーと架橋反応を起こす架橋剤と、前記粒子状骨材100重量部に対して0.05乃至0.50重量部のフェノール樹脂とを含有する骨材混合物からなる鋳型。
- 請求項18の鋳型において、前記骨材混合物は、前記粒子状骨材100重量部に対して0.1乃至5.0重量部の前記水溶性バインダーを含有する鋳型。
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