JPH0739989A - Aggregate for core and core using the same - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To improve the cooling capacity of a core and prevent a shrinkage hole and bad air-tightness in a casting by specifying the component and the thermal conductivity of an aggregate for core. CONSTITUTION:The cores 3, 4 are formed by using graphite or SiC particles having >=10W/m.KW thermal conductivity as the aggregate for core and used to the casting of an aluminum alloy casting, etc. By this method, the cooling at a part contacting with the cores in the casting are quickened, and imbalance of the cooling speed between the part contacting with a metallic mold 2 in the casting and the part contacting with the cores 3, 4 is reduced. Particularly, when the core 3 is surrounded with the metallic mold 2, the shrinkage hole and the bad air-tightness at the part contacting with the core can be prevented. The graphite can be manufactured to the particles having about 0.2mm particle diameter and can be used to form the core under the same condition as silica sand and is excellent as the aggregate for core quickening the cooling.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、鋳造用の中子用骨材お
よびその骨材で成形した中子、特にアルミニウム合金鋳
物（以下、アルミ鋳物という）を鋳造するための中子用
骨材およびその骨材を用いて成形した中子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a core aggregate for casting and a core formed from the aggregate, particularly a core aggregate for casting an aluminum alloy casting (hereinafter referred to as aluminum casting). And a core molded using the aggregate.

【０００２】[0002]

【従来の技術】アルミニウム合金鋳物を鋳造するため、
鋳型として通常金型が用いられている。そして、自動車
用吸気系部品のような複雑形状品では、アンダーカット
部等があるために、鋳型の一部に中子が用いられてい
る。2. Description of the Related Art For casting aluminum alloy castings,
A mold is usually used as a mold. In a complicated shape product such as an automobile intake system component, a core is used as a part of the mold because of the undercut portion and the like.

【０００３】そして、金型の材質は鋳鉄または耐熱鋼等
で、その熱伝導率が２０〜５０Ｗ／ｍ・Ｋであるのに対
して、中子は熱伝導率が２Ｗ／ｍ・Ｋ程度のけい砂を骨
材として成形されている。そのため、アルミニウム合金
溶湯の中子に接する部分は金型に接する部分に比較し冷
却が遅く引け巣等の鋳造欠陥が発生しやすい。特に、中
子が金型で囲まれる場合には、上記したように中子の熱
伝導率が金型に比較してはるかに小さいために、中子に
接する部分が最終凝固部となり、引け巣や気密不良が発
生しやすくなる。The material of the mold is cast iron or heat-resistant steel, which has a thermal conductivity of 20 to 50 W / m · K, whereas the core has a thermal conductivity of about 2 W / m · K. It is formed from silica sand as an aggregate. Therefore, the portion in contact with the core of the molten aluminum alloy cools more slowly than the portion in contact with the mold, and casting defects such as shrinkage cavities are likely to occur. In particular, when the core is surrounded by a mold, the thermal conductivity of the core is much smaller than that of the mold as described above, so the part in contact with the core becomes the final solidification part and shrinkage cavity. And airtightness is likely to occur.

【０００４】この対策として、引け巣等の発生部位に、
中子にけい砂より熱伝導率の大きいジルコンを主成分
とする塗型剤を塗布すること、ジルコン砂で中子を成
形すること、中子に冷し金を設けること、または押
し湯を設けることなどが行われてきている。As a countermeasure against this, at the site of occurrence of shrinkage cavities,
Applying a coating agent containing zircon, which has a higher thermal conductivity than silica sand, to the core, molding the core with zircon sand, providing a core with a chill, or providing hot water. Things are happening.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、中子への塗
型剤塗布は、塗型層の厚さが非常に薄く、ジルコンの
熱伝導率も６Ｗ／ｍ・Ｋ程度で金型に比較して小さいた
め冷却を速める効果が小さい。一方、中子全体をジルコ
ン砂で成形しても冷却を速める効果は小さい。冷し金
は効果は大きいものの、鋳造後の取り出しが困難な場合
が多く著しく作業能率を低下させている。また、押し
湯もその効果は大きいが、製品形状と型構造の面から設
置できる部位は限られている。However, when applying a mold coating agent to the core, the thickness of the mold coating layer is very thin, and the thermal conductivity of zircon is about 6 W / mK. Since it is small, the effect of accelerating cooling is small. On the other hand, even if the entire core is molded with zircon sand, the effect of accelerating the cooling is small. Although chills have a great effect, they are often difficult to remove after casting, which significantly reduces work efficiency. Although the effect of hot water is great, only a limited number of parts can be installed in terms of product shape and mold structure.

【０００６】本発明は上記課題を解決し、どのような製
品形状のアルミニウム合金鋳物でも中子に接する部分の
冷却を速め、その部分の引け巣の発生および気密不良を
防止することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems, to accelerate the cooling of a portion of an aluminum alloy casting of any product shape, which is in contact with the core, and to prevent shrinkage cavities and airtightness in that portion. .

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の中子用骨材は、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ
以上であることを特徴とする。In order to achieve the above object, the core aggregate of the present invention has a thermal conductivity of 10 W / m · K.
The above is characterized.

【０００８】そして、前記中子用骨材は黒鉛またはＳｉ
Ｃである。更に本発明の中子は、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ
・Ｋ以上の中子用骨材を用いて成形したことを特徴とす
る。The core aggregate is graphite or Si.
It is C. Furthermore, the core of the present invention has a thermal conductivity of 10 W / m.
-It is characterized by being molded using core aggregate for K or more.

【０００９】そして、前記中子は黒鉛またはＳｉＣを中
子用骨材として成形する。The core is made of graphite or SiC as a core aggregate.

【作用】金型に用いられる鋳鉄および耐熱鋼の熱伝導率
は２０〜５０Ｗ／ｍ・Ｋであるが、中子用骨材の熱伝導
率を１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とすることにより、この中子に
接する部分の鋳物の冷却を速める効果が出てくる。骨材
の熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋより小さいと、けい砂やジ
ルコン砂のように著しく引け巣や気密不良が発生する。
アルミニウム合金鋳物用中子用骨材の粒径は０．２ｍｍ
程度が適当であるが、このような粒子で中子を成形する
と、中子の見かけの熱伝導率は骨材の２０％程度に低下
するので、中子の見かけの熱伝導率を金型に合わせるた
めには、中子用骨材の熱伝導率は１００〜２５０Ｗ／ｍ
・Ｋが最も好ましい。The thermal conductivity of cast iron and heat-resistant steel used in the mold is 20 to 50 W / mK, but by setting the thermal conductivity of the core aggregate to 10 W / mK or more, This has the effect of accelerating the cooling of the casting that is in contact with the core. If the thermal conductivity of the aggregate is less than 10 W / mK, remarkably shrinkage cavities and poor airtightness occur like silica sand and zircon sand.
The grain size of the core material for aluminum alloy castings is 0.2 mm
Although the degree is appropriate, when the core is molded with such particles, the apparent thermal conductivity of the core is reduced to about 20% of the aggregate, so the apparent thermal conductivity of the core is reduced to the mold. In order to match, the core aggregate has a thermal conductivity of 100 to 250 W / m.
・ K is most preferable.

【００１０】このような中子用骨材の中では、熱伝導率
が１２５Ｗ／ｍ・Ｋの黒鉛が望ましい。Among such core aggregates, graphite having a thermal conductivity of 125 W / m · K is desirable.

【００１１】[0011]

【作用】中子用骨材の熱伝導率を１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上と
することにより、この中子に接する部分の鋳物の冷却を
速めることができ、金型で囲まれた部位での引け巣や気
密不良の発生を防止または軽減することができる。ま
た、骨材を用いて成形するために鋳造後の除去が容易
で、冷し金のように作業能率を低下させることはない。[Function] By setting the thermal conductivity of the core aggregate to 10 W / mK or more, it is possible to accelerate the cooling of the casting in the portion in contact with the core, and to reduce the shrinkage in the portion surrounded by the mold. It is possible to prevent or reduce the occurrence of nests and poor airtightness. Further, since the aggregate is used for forming, it is easy to remove after casting, and does not lower the work efficiency unlike a chill.

【００１２】中子用骨材のうち、黒鉛は粒径０．２ｍｍ
程度の粒子に製造可能で、けい砂と全く同様に中子を成
形することができる。中子の成形方法には、シェル中子
およびコールドボックス中子等あるが、黒鉛はいずれに
よっても成形可能である。Among core aggregates, graphite has a particle size of 0.2 mm.
It can be made into particles of a certain size, and the core can be formed in exactly the same manner as silica sand. The core molding method includes a shell core and a cold box core, and graphite can be molded by either method.

【００１３】黒鉛の熱伝導率は１２５Ｗ／ｍ・Ｋである
が、けい砂と同様に成形した中子の見かけの熱伝導率は
２５Ｗ／ｍ・Ｋで金型と同等になることから、中子に接
する部分の鋳物の冷却を金型に接する部分に合わせるこ
とができ、引け巣発生や気密不良を完全に防止すること
が可能である。The thermal conductivity of graphite is 125 W / m · K, but the apparent thermal conductivity of a core formed similarly to silica sand is 25 W / m · K, which is equivalent to that of a mold. The cooling of the casting in the portion in contact with the child can be adjusted to the portion in contact with the mold, and it is possible to completely prevent shrinkage cavities and airtightness defects.

【００１４】中子は、アルミニウム合金鋳物を鋳造する
場合、最大７００℃程度の溶湯に接するわけであるが、
黒鉛は７００℃でも耐熱性を有している。これらの点か
ら、黒鉛は冷却を速める中子用骨材として非常に優れて
いる。When casting an aluminum alloy casting, the core comes into contact with the molten metal at a maximum of about 700 ° C.
Graphite has heat resistance even at 700 ° C. From these points, graphite is very excellent as an aggregate for cores that accelerates cooling.

【００１５】[0015]

【実施例】以下本発明を実施例により詳細に説明する。
図１はアルミニウム合金鋳物製の自動車用吸気部品を鋳
造する鋳型の断面図である。図において、１は鋳造後の
アルミニウム合金鋳物、２は金型、３、４は中子であ
り、中子３は金型２に囲まれており、中子４はアルミニ
ウム合金鋳物の内面を形成している。EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples.
FIG. 1 is a sectional view of a mold for casting an automobile air intake component made of an aluminum alloy casting. In the figure, 1 is an aluminum alloy casting after casting, 2 is a mold, 3 and 4 are cores, a core 3 is surrounded by a mold 2, and a core 4 forms an inner surface of the aluminum alloy casting. is doing.

【００１６】熱伝導率１７Ｗ／ｍ・Ｋ、平均粒径０．
１３ｍｍの炭化チタン（以下、ＴｉＣと略す）粒子、
熱伝導率３０Ｗ／ｍ・Ｋ、平均粒径０．１５ｍｍの窒化
アルミ（以下、ＡｌＮと略す）粒子、熱伝導率５６Ｗ
／ｍ・Ｋ、平均粒径０．１６ｍｍの炭化珪素（以下、Ｓ
ｉＣと略す）粒子、および熱伝導率１２５Ｗ／ｍ・
Ｋ、平均粒径０．２ｍｍの黒鉛粒子に、シェル砂用レジ
ンをコーティングして、けい砂の場合と同様にシェルマ
シンでシェル中子３を成形した。この中子３を金型２に
設置し、７００℃のＪＩＳ・ＡＣ４Ｂ溶湯を注湯した。
鋳造品の品質等を比較例とともに表１に示す。Thermal conductivity of 17 W / mK, average particle size of 0.
13 mm titanium carbide (hereinafter abbreviated as TiC) particles,
Aluminum nitride (hereinafter abbreviated as AlN) particles having a thermal conductivity of 30 W / mK and an average particle diameter of 0.15 mm, a thermal conductivity of 56 W
/ M · K, silicon carbide having an average particle size of 0.16 mm (hereinafter, S
abbreviated as iC) particles, and thermal conductivity 125 W / m
K, graphite particles having an average particle size of 0.2 mm were coated with a resin for shell sand, and the shell core 3 was molded by a shell machine as in the case of silica sand. The core 3 was placed in the mold 2 and a 700 ° C. JIS AC4B molten metal was poured.
Table 1 shows the quality and the like of the cast product together with comparative examples.

【００１７】 （表１） 中 子 用 骨材の熱伝導率 引け巣 気密不良 骨 材 （Ｗ／ｍ・Ｋ） 実施例 ＴｉＣ １７ 微小 無 実施例 ＡｌＮ ３０ 微小 無 実施例 ＳｉＣ ５６ 無 無 実施例 黒鉛 １２５ 無 無 比較例１ けい砂 ２ 大 有 比較例２ ジルコン砂 ６ 大 有(Table 1) Thermal conductivity of aggregate for cores Shrinkage cavity Poor airtightnessAggregate (W / m ・ K)     Example TiC 17 Minute No Example AlN 30 Minute No Example SiC 56 No No Example Graphite 125 No No Comparative Example 1 Quartz Sand 2 Large Yes Comparative Example 2 Zircon Sand 6 Large Yes

【００１８】表１からわかるように、比較例１のけい砂
を骨材にした場合および比較例２のジルコン砂を骨材と
した場合には、中子３に接する鋳物の部分１ａに外観で
もわかる引け巣が発生し、気密不良も生じた。しかし、
実施例のＴｉＣ粒子、および実施例のＡｌＮ粒子を
骨材とすると鋳物の部分１ａに微小引け巣は内部に残っ
たものの気密不良は発生しなかった。一方、実施例の
ＳｉＣ粒子、および実施例の黒鉛粒子を骨材とすると
鋳物の部分１ａには引け巣ならびに気密不良は全く発生
しなかった。また、実施例から実施例までのいずれ
の中子用骨材を用いた中子は、鋳造後の除去はけい砂と
同様に容易に行うことができた。As can be seen from Table 1, when the silica sand of Comparative Example 1 is used as the aggregate and the zircon sand of Comparative Example 2 is used as the aggregate, the appearance of the cast portion 1a in contact with the core 3 is also improved. Clear shrinkage cavities occurred and airtightness was poor. But,
When the TiC particles of the examples and the AlN particles of the examples were used as aggregates, fine shrinkage cavities remained inside the casting portion 1a, but no airtightness occurred. On the other hand, when the SiC particles of the examples and the graphite particles of the examples were used as aggregates, shrinkage cavities and poor airtightness did not occur at all in the casting portion 1a. Further, the cores using the aggregate for cores of any of the examples to the examples could be easily removed after casting in the same manner as silica sand.

【００１９】本実施例はシェル中子について述べたもの
であるが、コールドボックス中子等の他の製法の中子で
も同様の効果を得ることができる。Although this embodiment describes the shell core, the same effect can be obtained with a core made by another method such as a cold box core.

【００２０】[0020]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、熱伝導率
が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の骨材を用いて成形した中子をア
ルミニウム合金鋳物等の鋳造に使用することによって、
中子に接する鋳物の部分の冷却を速め、鋳物の金型に接
する部分と中子に接する部分の冷却速度の不均衡を減少
または解消することができる。特に中子が金型に囲まれ
た場合等には、この中子に接する部分の引け巣および気
密不良を防止することができる。また、冷し金と異なり
鋳造後の除去は容易であり、押し湯のような設置部位の
制限は全くない。As described above, according to the present invention, the core formed by using the aggregate having the thermal conductivity of 10 W / m · K or more is used for casting aluminum alloy casting,
It is possible to accelerate the cooling of the portion of the casting that contacts the core, and reduce or eliminate the imbalance in the cooling rate between the portion of the casting that contacts the mold and the portion that contacts the core. In particular, when the core is surrounded by a mold, it is possible to prevent shrinkage cavities and poor airtightness in the portion in contact with the core. Further, unlike a chilled plate, it is easy to remove after casting, and there is no restriction on the installation site like hot water.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の一実施例のアルミニウム合金鋳物製の
自動車用吸気部品を鋳造する鋳型の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a mold for casting an automobile air intake component made of an aluminum alloy casting according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１：アルミニウム合金鋳物、 ２：金型、 ３：中
子、 ４：中子。1: Aluminum alloy casting, 2: Mold, 3: Core, 4: Core.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるこ
とを特徴とする中子用骨材。1. An aggregate for a core, which has a thermal conductivity of 10 W / m · K or more. 【請求項２】 前記中子用骨材が黒鉛であることを特徴
とする請求項１記載の中子用骨材。2. The core aggregate according to claim 1, wherein the core aggregate is graphite. 【請求項３】 前記中子用骨材がＳｉＣであることを特
徴とする請求項１記載の中子用骨材。3. The core aggregate according to claim 1, wherein the core aggregate is SiC. 【請求項４】 熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の中子用
骨材を用いて成形したことを特徴とする中子。4. A core formed by using a core aggregate having a thermal conductivity of 10 W / m · K or more. 【請求項５】 前記中子用骨材が黒鉛であることを特徴
とする請求項４記載の中子。5. The core according to claim 4, wherein the aggregate for the core is graphite. 【請求項６】 前記中子用骨材がＳｉＣであることを特
徴とする請求項４記載の中子。6. The core according to claim 4, wherein the core aggregate is SiC.