JPH0566224B2

JPH0566224B2 -

Info

Publication number: JPH0566224B2
Application number: JP9252985A
Authority: JP
Inventors: Tokufusa Harada; Kyoji Tominaga; Isao Kai; Kazuo Tamemoto
Original assignee: Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Yukizai Corp
Priority date: 1985-04-30
Filing date: 1985-04-30
Publication date: 1993-09-21
Also published as: JPS61249643A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明は、注湯後の崩壊性が良好な鋳型用組成
物、特にアルミニウム合金のような軽合金鋳物の
製造に好適に使用される鋳型用組成物に関するも
のである。従来の技術通常、鋳造に用いる鋳型は、鋳物砂と有機粘結
剤とから成る鋳型用組成物によつて作られている
が、この鋳型用組成物については注湯後において
容易に崩壊することが要求され、そのためにこれ
までも多くの研究がなされている。特に、アルミニウム合金のような軽合金の鋳造
に際しては、鉄の場合と異なり、鋳型中の粘結剤
が分解するのに十分な熱履歴を与えないため、注
湯後の鋳型が崩壊しにくく、エヤハンマーなどで
鋳物に大きな衝撃を与えて砂落しを行うか、ある
いは約500℃の高温下で４〜８時間加熱処理して
砂焼きしなければならず、多大の労力とエネルギ
ーの消費を必要としていた。ところで、最近の自
動車関連の鋳造部品は、軽量化のために、従来の
鉄に代えてアルミニウム合金のような軽合金を用
いる傾向にあり、鋳型の崩壊性の向上の問題はい
よいよ焦眉の急となつてきている。鋳型の注湯後の崩壊性を改善する手段の１つと
して、比較的低温で熱分解する物質を配合して粘
結剤の結合力を破壊することが行われ、これまで
に、このような物質として、含ハロゲン有機化合
物、過酸化物、リン酸エステル類又は無機塩化物
などが提案されている（特開昭57−139442号公
報、特開昭57−149043号公報、特開昭57−156858
号公報、特開昭58−3745号公報、特開昭58−
205641号公報）。しかしながら、これらの物質は、粘結剤の結合
力を破壊する性質上、得られる鋳型の強度が低下
するのを免れず、このためその配合量にはおのず
から限度があり、十分な崩壊性の向上は望めな
い。発明が解決しようとする問題点本発明は、アルミニウム合金のような注湯温度
の低い軽合金の鋳造中央においても、注湯後に良
好な崩壊性を示す鋳型用組成物を簡単に提供する
ことを目的とするものである。問題点を解決するための手段本発明者らは、鋳物に振動を与えながら砂落し
を行う場合に、振動を迅速に鋳型全体に伝ぱんさ
せ、その崩壊を促進させる手段について鋭意研究
を重ねた結果、真比重約2.6の鋳物砂の少なくと
も一部を高比重の耐火性粒状体に置き換えること
により、前記目的を達成しうることを見出し、こ
の知見に基づいて本発明を完成するに至つた。すなわち、本発明は、鋳物砂と硬化性有機粘結
剤とを主成分とする鋳型用組成物において、鋳物
砂の少なくとも10重量％を真比重3.4以上の耐火
性高比重粒状体で置換したことを特徴とする崩壊
性の良好な鋳型用組成物を提供するものである。本発明の組成物においては、鋳物砂の全部を、
真比重3.4以上の耐火性比重粒状体で置き換えて
もよいし、またその一部を耐火性高比重粒状体で
置き換えてもよいが、一部を置き換える場合に
は、少なくとも10重量％の部分を置き換えること
が必要である。この量が10重量％未満では、振動
伝ぱん効果が十分に促進されない。また、該粒状
体の粒度分布については特に制限はないが、20メ
ツシユふるいを通過しない量が20重量％以下で、
かつ270メツシユふるい通過量が10重量％以下で
あるような粒状体が好適である。さらに、前記耐火性高比重粒状体が真比重3.4
未満のものでは、振動を伝ぱんさせる作用が十分
に付加されない。この真比重は高ければ高いほど
よいが、8.0よりも大きな物質は、一般にコスト
の高い貴重な金属になるため実用的でない。本発
明の組成物に用いられる耐火性高比重粒状体の具
体例としては、ジルコンサンド、クロマイトサン
ド、転炉風砕スラグ、粒状鉄などが挙げられ、こ
れらはそれぞれ単独で用いてもよいし、２種以上
組み合わせて用いてもよい。なお、ここに示す真
比重はJIS−Ｒ−2205に準じて測定した値である。本発明の組成物において用いられる有機粘結剤
としては、通常金型の製造に際して慣用されてい
る加熱硬化性樹脂（シエルモールド法）、通気硬
化性樹脂（コールドボツクス法）、常温自硬化性
樹脂（常温硬化法）などであり、例えばシエルモ
ールド法においては、ノボラツク型又はレゾール
型フエノール系樹脂、尿素系樹脂など、コールド
ボツクス法においては、フエノール・イソシアネ
ート系樹脂、フラン系樹脂など、常温硬化法にお
いては、フエノール系樹脂、フラン系樹脂、フエ
ノール・イソシアネート系樹脂などが用いられ
る。また、これらの樹脂に対し、崩壊性を改善する
目的で各種の添加剤、例えば臭素含有有機化合物
や塩素化合物などを反応若しくは混合した変性樹
脂なども用いることができる。本発明の組成物においては、これらの有機粘結
剤は、前記鋳物砂及び耐火性高比重粒状体の合計
に対し0.1〜10重量％の範囲で配合することが好
ましい。本発明の鋳型用組成物の鋳造方法としては、例
えば鋳物砂の一部又は全部を前記耐火性高比重粒
状体で置換されて成る常温又は加熱された基材と
前記有機粘結剤とを、適当な混練機を用いて混合
する方法、あるいは常温又は加熱された鋳物砂と
該有機粘結剤又は耐火性高比重粒状体と該有機粘
結剤を、混練機を用いてそれぞれ別個に混合し、
次いでこれらを所望の割合で配合する方法などが
用いられる。ところで、鋳型は通常、造型時、搬送時、鋳造
時などにおける破壊防止のために、その形状や対
象鋳物に応じて一定の強度を保有するように鋳型
構成物によつて製造され、管理される。この場
合、鋳型強度は同一有機粘結剤でも使用される耐
火性粒状物の種類や粒度分布によつて異なるた
め、一般的には該有機粘結剤の添加量によつて調
整される。発明の効果本発明の易崩壊性鋳型用組成物は、鋳型用基材
として真比重3.4以上の耐火性高比重粒状体単独
若しくはこれと鋳物砂との混合物を用いたもので
あつて、これから得られた鋳型は、アルミニウム
軽合金などの注湯後における崩壊性が従来のもの
に比べて大幅に改善され、その崩壊に要する時間
が著しく短縮されうる。したがつて、本発明の組
成物を用いることにより、生産効率が上がり生産
性を著しく向上させることができ、その上低いノ
ツクアウト圧で容易に砂落しをしうるので、鋳物
の破壊が少なく製品歩留りが向上し、さらに熱処
理時間の短縮による省エネルギーや、ノツクアウ
ト時の手作業の軽減による省力化が可能となる。実施例次に実施例により本発明をさらに詳細に説明す
る。なお、鋳型曲げ強度はJIS Ｋ 6910に準じて測
定し、崩壊性は次のようにして調べた。すなわち、鋳型用組成物を用いてドツクボーン
型中子（巾40mm、長さ75mm、厚さ25mm）を作成
し、一方、別に前記中子より少し大きい寸法を有
する外型を成型して、その中に前記中子をセツト
し、次いで720±５℃に溶融したアルミニウム合
金を注湯する。冷却後、鋳物の１か所にエア−圧
力0.4Kg／cm²のエアーハンマーで振動を与えて鋳
物の径10mmの出口より中子が完全に出るまでの時
間（崩壊時間）を測定して、崩壊性を調べた。実施例１〜４鋳型用基材として、第１表に示すような耐火性
高比重粒状体5000重量部を用い、ヒーターによつ
て140〜150℃に加熱してスピードミキサー（遠州
鉄工社製）に投入し、次いでただちに、ほぼ一定
の鋳型強度を得るための粘結材として第２表に示
すような所定量のノボラツク型フエノール樹脂
〔旭有機材工業(株)製、SP690〕を投入し、ミキサ
ー中で50秒間混練して該樹脂で該粒状体を被覆し
たのち、鋳型用基材に対し冷却水1.5重量％と該
樹脂に対しヘキサメチレンテトラミン15重量％と
を水溶液として投入し、約40〜60秒後に内容物が
乾体自由流動的になつたところで、鋳型用基材に
対して滑剤としてステアリン酸カルシウム0.1重
量％を投入して、さらに15秒間混練後にミキサー
から取り出し、流動性に富んだ加熱硬化性の鋳型
用組成物を得た。このようにして得られた鋳型用組成物の鋳型曲
げ強度及び崩壊性を求め、その結果を第２表に示
す。実施例５、６鋳型用基材として、耐火性高比重粒状体を単独
で用いる代りに、第１表に示すような鋳物砂と耐
火性高比重粒状体との混合物を用いる以外は、実
施例１〜４と同様な方法で加熱硬化性の鋳型用組
成物を調整し、このものから作成した鋳型の曲げ
強度及び崩壊性を求めた。その結果を第２表に示
す。実施例７耐火性高比重粒状体の代りに鋳物砂を用いる以
外は、実施例１〜４と同様な方法で1.2重量％の
ノボラツク型フエノール樹脂を使用した樹脂被覆
鋳物砂Ａを得た。一方、前記と同様にして、耐火
性高比重粒状体と1.2重量％のノボラツク型フエ
ノール樹脂を使用した樹脂被覆耐火性高比重粒状
体Ｂを得た。次に、このようにして得られたＡとＢとを重量
比50：50の割合で混合して加熱硬化性の鋳型用組
成物を製造し、このもので作成した鋳型の曲げ強
度及び崩壊性を求めた。その結果を第２表に示
す。比較例１、２鋳型用基材として、耐火性高比重粒状体の代り
に鋳物砂を用いる以外は、実施例１〜４と同様に
して加熱硬化性の鋳型用組成物を製造し、このも
のの鋳型曲げ強度及び崩壊性を求めた。その結果
を第２表に示す。

【表】

【表】第２表から明らかなように、本発明の組成物は
従来のものに比べて、崩壊時間が大幅に短縮され
ており、崩壊性が著しく、向上していることが分
る。実施例８鋳型用材基として、前記第１表に示すようなジ
ルコンサンド2500重量部を用い、卓上ミキサー
（品川工業社製）に投入し、次いでただちに、ほ
ぼ一定の鋳型強度を得るための粘結剤として第３
表に示すような所定量のフエノール樹脂〔旭有機
材工業(株)製、AP−P200〕及び硬化促進剤〔旭有
機材工業(株)製、UA〕を投入してミキサー中で30
秒間混練後、ポリイソシアネート〔旭有機材工業
(株)製、AP−M750〕を投入し、さらに30秒間混練
したのち、ミキサーから取り出して常温自硬性の
鋳型用組成物を得た。このようにして得られた鋳型用組成物で作成し
た鋳型について、崩壊性と圧縮強度とを求め、そ
の結果を第３表に示す。なお、圧縮強度は、鋳型
用組成物を50mm〓×50mm^Hの木型に手込めし、24時
間放置後に測定した。実施例９鋳型用基材として、ジルコンサンドの代りにジ
ルコンサンドと鋳物砂との混合物を用いる以外
は、実施例８と同様にして常温自硬性の鋳型用組
成物を製造し、このものについての崩壊性と圧縮
強度を求めた。その結果を第３表に示す。比較例３、４鋳型用基材として、ジルコンサンドの代りに鋳
物砂を用いる以外は、実施例８と同様にして常温
自硬性の鋳型用組成物を製造し、このものについ
ての崩壊性及び圧縮強度を求めた。その結果を第
３表に示す。

【表】実施例 11 鋳型用基材として、前記第１表に示すようなジ
ルコンサンド2500重量部を用い、卓上ミキサー
（品川工業社製）に投入し、次いでただちに、ほ
ぼ一定の鋳型強度を得るための粘結剤として第４
表に示すような所定量のフエノール樹脂〔旭有機
材工業(株)製、CB−Ｐ〕及びポリイソシアネート
〔旭有機材工業(株)製、CB−Ｍ〕を投入して60秒間
混練後、ミキサーから取り出して通気硬化性の鋳
型用組成物を得たのち、トリエチルアミンガスを
通気させて鋳型を形成し、崩壊性と圧縮強度を求
めた。その結果を第４表に示す。比較例５鋳型用基材として、ジルコンサンド代りにフリ
ーマントルサンドを用いる以外は、実施例11と同
様にして通気硬化性の鋳型用組成物を製造し、こ
のものの崩壊性と圧縮強度を求めた。その結果を
第４表に示す。

【表】比較例６鋳型用基材として、真比重3.06の耐火性高比重
粒状体（フエロクロムスラグ）を用い、粘結剤量
を1.5重量％とする以外は、実施例１〜４と同様
にして加熱硬化性の鋳型用組成物を製造し、この
ものの鋳型曲げ強度及び崩壊性を求めた結果、曲
げ強度34.2Kg／cm²、崩壊時間は14秒であつた。

Claims

【特許請求の範囲】１鋳物砂と硬化性有機粘結剤とを主成分とする
鋳型用組成物において、鋳物砂の少なくとも10重
量％を真比重3.4以上の耐火性高比重粒状体で置
換したことを特徴とする崩壊性の良好な鋳型用組
成物。２耐火性高比重粒状体がジルコンサンド、クロ
マイトサンド、転炉風砕スラグ及び粒状鉄の中か
ら選ばれた少なくとも１種である特許請求の範囲
第１項記載の鋳型用組成物。３硬化性有機粘結剤が熱硬化性樹脂、通気硬化
性樹脂又は常温自硬性樹脂である特許請求の範囲
第１項又は第２項記載の鋳型用組成物。