JPS61169130A - 鋳物砂 - Google Patents

鋳物砂

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JPS61169130A
JPS61169130A JP964985A JP964985A JPS61169130A JP S61169130 A JPS61169130 A JP S61169130A JP 964985 A JP964985 A JP 964985A JP 964985 A JP964985 A JP 964985A JP S61169130 A JPS61169130 A JP S61169130A
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JP
Japan
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starch
tapioca
sand
foundry sand
mixed
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JP964985A
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English (en)
Inventor
Saburo Yoshida
吉田 三郎
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TAKARA DENPUN KAGAKU KK
Original Assignee
TAKARA DENPUN KAGAKU KK
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16Compositions 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
    • B22C1/20Compositions 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
    • B22C1/26Compositions 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 carbohydrates; of distillation residues therefrom
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16Compositions 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
    • B22C1/167Mixtures of inorganic and organic binding agents

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  • Inorganic Chemistry (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、鋳型を造型する際に使用される鋳物砂に関す
るものである。
(従来の技術) 生型鋳物砂は第一次粘結剤としてのベントナイト及び第
二次粘結剤補助粘結剤)として澱粉(α。
β)シーコール石炭粉等が用いられている。
そして、各鋳物工場に於いて造型機の特長に併せベント
ナイトの混入量を増加することにより抗圧力を高くシ、
二次粘結剤としてのシーコール石炭粉等を混入して熱衝
撃をやわらげる方法又は同じ二次粘結剤としての澱粉の
添加によりクッション効果を高め、特にα澱粉がスフワ
レ砂落ち(砂吹ひ)K効果があるとされていることから
、トウモロコシ澱粉(α及β)米澱粉等が使用されて居
るが何れも長所短所があり、広範囲K(例えは含有水分
の多いものから少ないもの迄)スフワレ砂落ち(砂吹ひ
)防止に充分効果のある二次粘結剤はなく生型鋳物砂の
大きな課題の一つになっていた。
(発明が解決しようする問題点) そこで、本発明の発明者は多年に亘り鋳物業界に二次粘
結剤としてのデキス) IJンα、β澱粉を製造提供し
ており、その実績の上に種々研究及び実験を重ねた結果
飼本−1用タピオカ(ペレット及びチップ)のα化及び
β澱粉及びライ麦粉砕したβ澱粉又市販のα、β澱粉と
の混合物により鋳物の4J質単重、形状等多種多様にわ
たる各種鋳物のスフワレ砂落ち(砂吹ひ)の発生防止に
充分効果を発揮する諸物件を備えた鋳物砂を発明するに
至った。
本発明の目的は、生型鋳物砂の欠陥とされている、スフ
ワレ砂落ち(砂吹ひ)の発生防止に効果のある補助粘結
剤を安価に提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 上記欠点を除去するために、本発明は、第1に通常の配
合組成を有する鋳物砂に、含有澱粉量を50%〜75%
に調整したタピオカベレット又はタピオカチップ若しく
はタピオカ澱粉粕をα化したα澱粉を補助粘結剤として
重量比0.1 %以上添加混合した構成にされている。
第2に上記第1の場合において、α澱粉を補助粘結剤と
して重量比0.5〜3.5係添加混合した構成にされて
いる。
第3に、通常の配合組成を有する鋳物砂に、含有澱粉量
を50%〜75%に調整したタピオカペレット又はタピ
オカチップ若しくはタピオカ澱粉粕を粉砕し、この粉砕
物の粒度が35〜270メツシュの範囲に分布するβ澱
粉を補助粘結剤として重量比0.5〜3.5係添加混合
した構成にされている。
第4VC,通常の配合組成を有する鋳物砂に、表皮を付
けたitのライ麦を粉砕し、この粉砕物の粒度が28〜
270メツシュの範囲に分布するβ澱粉を補助粘結剤と
して0.5〜3.5%添力p混合した構成にされている
第5に、通常の配合組成を有する鋳物砂に、含有澱粉量
を50%〜75%に調整したタピオカペレット又はタピ
オカチップ若しくはタピオカ澱粉粕をα化したα澱粉と
、含有澱粉量を50チ〜75%&?:Th!したタピオ
カベレット又はタピオカチップ若しくはタピオカ澱粉粕
を粉砕し、この粉砕物の粒度が35〜270メツシュの
範囲に分布するβ澱粉と、表皮を付けたitのライ麦を
粉砕し、この粉砕物の粒度が28〜270メツシュの範
囲に分布するβ澱粉との混合物と、市販されている仙の
原料によるα及びβ澱粉又はデギストリンとを混合し、
混合物重量を10%〜90%にした澱粉を補助粘結剤と
して重量比0.5〜3.5係添加混合した構成にされて
いる。
以下本発明の試験結果を代表例により具体的に説明する
〔試験項目〕
■C,B値(コンパクタビリティー) 内径50mm、高さ110mmの筒に混練砂を6メッシ
ュ篩を通して満たし、桝 切り後10Kg/cm2で加圧して加圧後の高さを表わ
した ■水分量   JIS22605 ■T、P重量      50咽φ×50陣高さの砂標
準試験片の重量 ■通気度  JTS22603 ■湿態抗圧力      JIS2 2604■表面安
定度(SST)  試験片を6メツシュの篩トで1分間
振動した後の重量差ニ」:り表わした ■離型抵抗     試験筒(内径50陥高さ]]Om
)中に搗き固めた砂標準試験片が試験筒中 で移動する迄の重量をヘルスメーター 」−にて読み2に換算した ■バク熱キレツ発生時間す1治式バク熱試験機使用温度
】350℃等を実施し、本実験では本発明に係る前記第
1〜第5の構成と市販きれて居ろ澱粉類で代表的なコン
スα及びトウモロコシαとの比較を行ない鋳型材料とし
て好適であるか否かを検討した。
先ず、111記第1及び第2の構成の場合の実験結果は
次の通りでありまず。
〔砂配合混線方法及びテスト項目〕
三河珪砂 100チ ペントナイト(ホダカ)10% αスターチ 0.5、1.0、1.5%水   分  
CB値調整 この場合の通気度、抗圧力、表面安定度、TP重L y
4ff型抵抗、水分、バク熱値の各々を第1図及び第2
図に図示した。
〔実験結果及び検討〕
現在市販されている澱粉類で代表的なコンスターチαを
第1〜第2の構成(以下タピオカαと記載する)澱粉と
比較検討した、その結果は、■通気度 タピオカαは1゜5係添加では高い値を示すが0.5 
、1.0%ではコンスαより低い値を示しておりコンス
αに比し砂の流動性が良好で砂ずまりの良いB’+を示
しており0.5%〜】。0係前後の添加量が最も適当と
思はれる(TPffi量グラフ参照)しかし、通気度の
差はあっても100以上の数値を示しており、鋳造欠陥
の原因になることはないと考えられろ。
■抗圧力(湿態) コンスαそのものの含有水分は9チ以七ありその−1−
粘着力が強い為に、標準試験片(以下テストピースと記
載する)の砂ず捷り悪く、1.5係添加では同じ倫なる
も】。0チ添加では抗圧力0−15 Kg/cnlと差
を生じ0.5 %添加でその差は縮まる。これはT、P
fj量のグラフでは同じ傾向を示している。
■表面安定度(SSI) タピオカαは】、0%添加で最も良い値を示し0.7%
〜1.2係の添加量でコンスαより優れている。0゜5
%ではテストピース中の水分を保持出来ず1.5係では
添加量が多過ぎ低い値を示すものと思われる。
■離型抵抗 タピオカαがコンスαに比し低い値を示している。これ
は現在の様に高圧造型機の普及により造型後金型を離型
する際に生ずる生型砂の抵抗を実験したもので離型後の
造型不良(型落ち型欠け)防止の為であり抵抗の少ない
タピオカαは造型不良が生じにくい事を示している。
■水  分 タピオカαは1.0%〜1.5係添加量で鋳物砂の水分
管理は安易であり、0.5%〜1%添加量では難易であ
るコンスαはタピオカαの逆である。
■バク熱値 この測定はバク熱用テストピースを1350℃の白熱灯
で加熱しテストピース表面のキレツ発生迄の時間を測定
した。
これは造型された型砂に溶湯を注湯した際に生ずる鋳物
欠陥特にスフワレに対応するテストである。
0.5%添加ではタピオカαが良(]、O%では殆んど
同じ時間であり、1.5%ではコンスαが幾分優ること
が判明した。
一般に砂型鋳物のスフワレは鋳型に溶湯の流入時に発生
し流し込まれた溶湯熱で鋳型表面が破壊されることによ
り、砂落ち(砂嘴ひ)が上型ニテラサレ(スフワレfよ
く似て居るスフワレは下型に発生)か発生する。
この観点より見れば高7M K酬え得る#J型を作るに
は流動性の良い砂でiT、P重量)で抗圧力は高い値を
示し抗圧力と表面安定度は逆の関係にある。
加えて、表面安定度は高くその上バク熱キレツ発半時間
の長いものがスフワレ砂落ち(砂吹ひ)テラザレ防止に
役立つものと考えられる。
以」−タピオカα・コンスαを比較検躬して見たが各試
験項目にタピオカαの優位性を見る事が出来るが高温に
而4え得ろ鋳型として溶湯湿度の高い鋳鋼砂の砂配合に
より鋳鋼工場で要求される乾態抗圧力及び乾態表面安定
度のテストを実施した。
砂配合 備考 乾態は乾燥器100℃1時間乾燥その結果乾態抗
圧力乾態表面安定度共に市販きれて居る高価なコンスα
同様の数値を得る事が判つプこ○ 本発明の鋳物砂を鋳型の造型に適用″il−れば原ネ−
1より考えても生産コストか安価な事と相俟って砂型鋳
物の代表的な欠陥であるスフワレ砂落ち(砂吹ひ)の発
生を防止し得ろものである。
次に、第3図、第4図は第3〜5の構成の場合における
鋳物砂の砂性質をテストの実験結果であ舅−可溶性無音
素物 なお、含有澱粉−惜を50%〜75係に調整したタピオ
カペレット又はタピオカチップ若しくはタピオカ澱粉粕
をα化したα澱粉を以下タピオカβという。また、含有
澱粉量を50%〜75%に調整したタピオカペレット又
はタピオカチップ若しくはタピオカ澱粉粕を粉砕し、こ
の粉砕物の粒度が35〜270メツシュの範囲に分布す
るβ澱粉を以下ライ麦βという。
そして、ライ麦β、クピオカβ、ライ麦βとトウモロコ
シ(α)の混合物及びタピオカβとトウモロコシ(α)
の混合物における砂性質の通気度、離型抵抗、抗圧力、
水分9表面安定度をテストした結果は次の通りである。
分析表について 米澱粉は広く鋳物工場で二次粘結剤どして使用されて居
ろものであるが一番問題になるのは粗蛋白である粗蛋白
の多いものは鋳造中ピンホール、ブローホール等カスリ
欠陥の発生原因と目され鋳造工場によっては粗蛋白の少
ない高価なコンスターチを使用している程である。タピ
オカβ及びライ麦βは、その米澱粉に比べ粗蛋白の少な
いセンイ灰分は米澱粉に比較して多いが糖質デンプン分
光に多く含有しており品質面では米澱粉より優れている
。また、鋳物工場に於けるβ澱粉の使用方法は保有する
鋳物砂が循環する単−砂(システムサンド)の為混練砂
中の水分により砂中の澱粉外及び添加澱粉が溶湯熱によ
り順次α化されてスフワレ防止に効果を発揮し又鋳物砂
の膨潤収縮にクッション効果を併せもっているものであ
る。この為β澱粉中の糖質デンプン分を多く含有する澱
粉(二次粘結剤)であればある程砂中のβ澱粉がより早
くα化される事となる。
また、タピオカβは原料がペレット及びチップ状に造粒
する際、蒸気を使用する関係上少なからずα化している
為ライ麦βに比較して各試験項目共に市販α+タビオカ
β及び市販α+ライ麦βの混合物に近い数値な示してい
る。
さらに、ライ麦も皮つきの原料を粉砕する為非常に熱を
もちライ麦のもつ含有水分の為にα化されたものと考え
られ現在タピオカβ、ライ麦βを3ケ月間継続使用した
が米澱粉と何ら変る事なく鋳物欠陥も出ない現状にあり
まず。
β澱粉使用工場は1枠当りの砂重量゛1枠当りの注湯重
量の比率(サンドメタル比)が7:】〜10:1の鋳物
工場で鋳物砂を酷使せずCB45−50%管理で大部分
の材質はイ・ズミ鋳鉄である。
β澱粉十α澱粉混合物使用工場はサンドメタル比5:1
〜7:1の鋳物工場で材質はイ・ズミ鋳鉄タククイル鋳
物マレイブル形状の複雑なもの或いは寸法精度を求めら
れろもの多く、CB55〜45%にて管理する中圧高圧
造型(幾を使用して居り保有砂が]日5回以−L回転す
る為砂温が上昇し、混練砂の水分蒸発防止に保水性のあ
るα澱粉を含んだβ澱粉との混合物が使用されろ。又鋳
物工場によってはα澱粉のみを使用する工場も多数ある
一方、混合比率も(α)2:8(β)より多種あり、又
鋳鋼工場及び非鉄B m工場でのテキストリン+αもそ
の一例である。
上記のテントグラフ(佳その一部であり混合物も代衣的
な@50 :o50のみ掲げた又各々砂性質及び特徴を
省略するが鋳物工場の諸粂件に適合している。又バク熱
キレツ発生時間はα化度の高いαα17粉程長時間かか
り次いでα十βの混合物、βfk粉。
デキスl−’Jンの順である事は周知の事実である為テ
ストは省いた。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施例に関するもので、第1図は、タピオ
カαの場合の砂性質の通気度、離型抵抗、抗圧力、水分
の実験結果、第2図は同じくタピオカαの場合の砂性質
の表面安定度、バク熱価、TP型重量実験結果、第3図
は、ライ麦β、タピオカβ、ライ麦βどトウモロコシ(
α)の混合物及びタピオカβとトウモロコシ(α)の混
合物の砂性質の通気度、離型抵抗、抗圧力、水分の実験
結果、第4図は、ライ麦β、タピオカβ、ライ麦βとト
ウモロコン(α)ノ混合物及びタピオカβとトウモロコ
シ(α)の混合物の砂性質の表面安定度の実験結果であ
る。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)通常の配合組成を有する鋳物砂に、含有澱粉量を
    50%〜75%に調整したタピオカペレット又はタピオ
    カチップ若しくはタピオカ澱粉粕をα化したα澱粉を補
    助粘結剤として重量比0.1%以上添加混合したことを
    特徴とする鋳物砂。
  2. (2)α澱粉を補助粘結剤として重量比0.5〜3.5
    %添加混合したことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    に記載の鋳物砂。
  3. (3)通常の配合組成を有する鋳物砂に、含有澱粉量を
    50%〜75%に調整したタピオカペレット又はタピオ
    カチップ若しくはタピオカ澱粉粕を粉砕し、この粉砕物
    の粒度が35〜270メッシュの範囲に分布するβ澱粉
    を補助粘結剤として重量比0.5〜3.5%添加混合し
    たことを特徴とする鋳物砂。
  4. (4)通常の配合組成を有する鋳物砂に、表皮を付けた
    ままのライ麦を粉砕し、この粉砕物の粒度が28〜27
    0メッシュの範囲に分布するβ澱粉を補助粘結剤として
    0.5〜3.5%添加混合したことを特徴とする鋳物砂
  5. (5)通常の配合組成を有する鋳物砂に、含有澱粉量を
    50%〜75%に調整したタピオカペレット又はタピオ
    カチップ若しくはタピオカ澱粉粕をα化したα澱粉と、
    含有澱粉量を50%〜75%に調整したタピオカペレッ
    ト又はタピオカチップ若しくはタピオカ澱粉粕を粉砕し
    、この粉砕物の粒度が35〜270メッシュの範囲に分
    布するβ澱粉と、表皮を付けたままのライ麦を粉砕し、
    この粉砕物の粒度が28〜270メッシュの範囲に分布
    するβ澱粉との混合物と、市販されている他の原料によ
    るα及びβ澱粉又はデキストリンとを混合し、混合物重
    量を10%〜90%にした澱粉を補助粘結剤として重量
    比0.5〜3.5%添加混合したことを特徴とする鋳物
    砂。
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Citations (3)

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JPS58141829A (ja) * 1982-02-18 1983-08-23 Komatsu Ltd マイクロ波加熱による鋳型造型方法

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