JP2745581B2 - Method of forming self-hardening mold - Google Patents
Method of forming self-hardening moldInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自硬性鋳型を用いて鋳型を形成する方法に
関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for forming a mold using a self-hardening mold.
従来の技術 従来、鋳造のための鋳型として、自硬性鋳型が多用さ
れているが、自硬性鋳型を形成するための粘結剤につい
ては、無機粘結剤と有機粘結剤とに関して、種々のもの
が用いられている。有機粘結剤については、価格及び作
業性の点から、フラン樹脂及びその硬化剤として有機
酸、特にキシレンスルホン酸を用いたものが使用されて
いる。フラン樹脂を用いた自硬性鋳型は、鋳型砂の再生
が容易であり、解枠も容易であるという利点を有してい
る。また、最近、自硬性鋳型として、酢酸エステル系の
ものと水溶性フェノール樹脂を使用した鋳型が提案され
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, a self-hardening mold is often used as a mold for casting.However, with respect to a binder for forming a self-hardening mold, various types of inorganic and organic binders are used. Things are used. Regarding organic binders, furan resins and those using an organic acid, particularly xylene sulfonic acid, as a curing agent thereof are used in view of cost and workability. A self-hardening mold using a furan resin has an advantage that mold sand can be easily regenerated and unframed. Recently, as a self-hardening mold, a mold using an acetate ester type and a water-soluble phenol resin has been proposed.
一方、鋳型砂としては、ケイ砂が主として使用されて
いるが、クロマイトサンド等の特種砂粒も使用されてい
る。On the other hand, silica sand is mainly used as the mold sand, but special sand grains such as chromite sand are also used.
発明が解決しようとする課題 ところで、粘結剤としてフラン樹脂を使用する場合、
硬化剤としては、溶湯によって燃焼してしまう有機酸、
特にキシレンスルホン酸が好ましいものとして使用され
ているが、キシレンスルホン酸は硫黄原子を含むため、
ステンレス鋼や耐熱鋼等の高温を要する溶湯を鋳造する
場合、鋳物表面に浸硫現象が起こって粒界に金属サルフ
ァイドが形成し、粒界割れを生じて表面に亀甲割れのあ
る製品となり、ダクタイル鋳鉄の場合には、球状化が阻
害されるという問題があった。Problems to be Solved by the Invention By the way, when using a furan resin as a binder,
As a curing agent, organic acids that are burned by molten metal,
In particular, xylene sulfonic acid is used as a preferable one, but since xylene sulfonic acid contains a sulfur atom,
When casting a high-temperature molten metal such as stainless steel or heat-resistant steel, a sulfurization phenomenon occurs on the surface of the casting, metal sulfides are formed at the grain boundaries, and grain boundary cracks occur, resulting in products with surface cracks. In the case of cast iron, there is a problem that spheroidization is hindered.
一方、酢酸エステル系硬化剤を使用する水溶性フェノ
ール樹脂は、炭素、水素及び酸素原子で構成されている
ため、上記のような粒界割れを起こすことがないので好
ましい。しかしながら、水溶性フェノール樹脂をケイ砂
に添加する場合、著しく多量、例えば、フラン樹脂の場
合の３倍程度使用せねばならず、また、鋳型砂の再生を
繰り返すと、回収した鋳型砂にアルカリが蓄積するとい
う問題があり、良好な再生鋳型砂を得ることが著しく困
難であった。また、フェノール樹脂はアルカリ性を呈
し、一方、フラン樹脂は酸性を呈するので、両者を混合
すると、硬化不十分な部分が生じるという問題があっ
た。On the other hand, a water-soluble phenol resin using an acetic acid ester-based curing agent is preferable because it is composed of carbon, hydrogen and oxygen atoms and does not cause the above-described grain boundary cracking. However, when a water-soluble phenol resin is added to silica sand, it must be used in an extremely large amount, for example, about three times that in the case of a furan resin. There was a problem of accumulation, and it was extremely difficult to obtain good recycled mold sand. In addition, the phenol resin exhibits alkalinity, while the furan resin exhibits acidity. Therefore, when both are mixed, there is a problem that an insufficiently cured portion occurs.
本発明は、従来の技術における上記のような問題点に
鑑みてなされたものである。The present invention has been made in view of the above-described problems in the related art.
したがって、本発明の目的は、鋳物砂の再生が容易で
あり、かつ鋳物表面に粒界割れによる欠陥を生じること
のない鋳型を形成する方法を提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for forming a casting mold in which casting sand can be easily regenerated and which does not cause defects due to grain boundary cracks on the casting surface.
課題を解決するための手段 本発明の自硬性鋳型の形成方法は、枠体内に配置した
模型の表面に、肌砂としてクロマイトサンドに水溶性フ
ェノール樹脂及び酢酸エステル系硬化剤を添加してなる
鋳型砂を堆積させ、次いでケイ砂にフラン樹脂及び硬化
剤を添加してなる鋳型砂を裏砂として充填することを特
徴とする。Means for Solving the Problems A method for forming a self-hardening mold according to the present invention is a mold formed by adding a water-soluble phenol resin and an acetate-based curing agent to chromite sand as skin sand on the surface of a model arranged in a frame. The method is characterized in that sand is deposited, and then mold sand obtained by adding a furan resin and a curing agent to silica sand is filled as back sand.
以下、本発明を詳記する。第１図は、本発明を説明す
るための自硬性鋳型の断面図であり、１は枠体、２は模
型、３は肌砂、４は裏砂である。本発明においては、枠
体１の中に模型２を配置し、まず肌砂３として、クロマ
イトサンドに水溶性フェノール樹脂及び硬化剤を添加し
た鋳型砂を投入して模型２を30mm以上の厚さで覆う。続
いて、裏砂４として、ケイ砂にフラン樹脂及び硬化剤を
添加してなる鋳型砂を充填し、硬化させて、二重構造を
有する鋳型を形成する。Hereinafter, the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a sectional view of a self-hardening mold for explaining the present invention, wherein 1 is a frame, 2 is a model, 3 is skin sand, and 4 is back sand. In the present invention, the model 2 is placed in the frame 1, and first, as the skin sand 3, mold sand obtained by adding a water-soluble phenol resin and a hardening agent to chromite sand is charged to make the model 2 have a thickness of 30 mm or more. Cover with. Subsequently, as the back sand 4, a mold sand obtained by adding a furan resin and a curing agent to silica sand is filled and cured to form a mold having a double structure.
本発明において使用する水溶性フェノール樹脂は、下
記の基本構造を有するもので、アルカリ性を呈する。The water-soluble phenol resin used in the present invention has the following basic structure and exhibits alkalinity.
また、硬化剤としては、下記一般式を有する酢酸エス
テル類が使用される。 As the curing agent, acetates having the following general formula are used.
CH3COO−Ｒ−OCOCH3 （式中Ｒは二価の炭化水素基を示す） 一方、フラン樹脂はフルフリルアルコールと尿素ホル
ムアルデヒド樹脂との混合物よりなり、硬化剤としてキ
シレンスルホン酸を使用するのが好ましい。CH 3 COO-R-OCOCH 3 (wherein R represents a divalent hydrocarbon group) On the other hand, furan resin is a mixture of furfuryl alcohol and urea formaldehyde resin, and uses xylene sulfonic acid as a curing agent. Is preferred.
作用 本発明において、肌砂の粘結剤として使用する水溶性
フェノール樹脂及び酢酸エステル系硬化剤は、縮重合に
よる硬化反応を起こすものであって、炭素、酸素及び水
素原子より構成されるから、鋳造製品の表面における浸
硫現象が発生しない。また、鋳型砂としてクロマイトサ
ンドを使用しているため、鋳型砂の再生に際して、磁気
分離装置によってフェノール樹脂を使用したクロマイト
サンドをフラン樹脂を用いたケイ砂から簡単に分離する
ことができ、アルカリ性を呈するフェノール樹脂が、ケ
イ砂に混入することがない。In the present invention, the water-soluble phenol resin and the acetate-based curing agent used as a binder for skin sand are those that cause a curing reaction by polycondensation, and are composed of carbon, oxygen and hydrogen atoms. No sulfurization phenomenon occurs on the surface of the cast product. In addition, since chromite sand is used as mold sand, chromite sand using phenolic resin can be easily separated from silica sand using furan resin by a magnetic separation device during regeneration of mold sand, and alkalinity is reduced. The phenolic resin presenting is not mixed into silica sand.
実施例 以下、本発明を実施例によって説明する。Examples Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
肌砂として、クロマイトサンド100部に、フェノール
樹脂1.0部を配合し、それに酢酸エステル系硬化剤0.3部
を添加したものを使用した。金属枠体に配置した直径1,
550mmのアクスル（熱処理炉用ハースロールの軸）の模
型の周囲を上記肌砂を用いて30mmの厚さになるように覆
った。次いで裏砂として、ケイ砂100部にフラン樹脂0.6
部を配合し、硬化剤としてキシレンスルホン酸0.21部を
添加したものを用い、枠体内に充填した。これを室温で
硬化させ、常法により鋳型を形成した。As the skin sand, a mixture of 100 parts of chromite sand, 1.0 part of a phenolic resin, and 0.3 part of an acetic ester-based hardener was used. Diameter 1, placed on a metal frame
The circumference of the model of the 550 mm axle (the axis of the hearth roll for the heat treatment furnace) was covered with the above sand to a thickness of 30 mm. Next, as backing sand, furan resin 0.6
Parts, and 0.21 part of xylene sulfonic acid was added as a curing agent, and the mixture was filled in the frame. This was cured at room temperature, and a mold was formed by an ordinary method.
形成された鋳型に、1530℃の耐熱鋼SCH 12（0.25C−1
8Cr−8Ni−残部Fe）の溶湯を鋳込み、重量1,100kgのア
クスルを鋳造した。得られた製品の表層部（０〜0.5m
m）をサンプリングし、浸硫現象を調査したところ、表
層部のＳ含量は0.005％であり、浸硫現象が発生してい
ないことが確認された。In the formed mold, heat-resistant steel SCH 12 (0.25C-1
A melt of 8Cr-8Ni-remainder Fe) was cast, and an axle weighing 1,100 kg was cast. Surface layer of the obtained product (0 to 0.5m
m) was sampled and the sulfuration phenomenon was examined. As a result, the S content in the surface layer was 0.005%, and it was confirmed that the sulfuration phenomenon did not occur.
また、３個の製品について、表面の欠陥を調査したと
ころ、２個の製品には、欠陥は認められなかった。ま
た、他の１個の製品も、生じた欠陥を溶接、研磨して仕
上げるのに、わずか３時間を要するに過ぎなかった。When three products were inspected for surface defects, no defects were found in the two products. Also, one other product required only three hours to weld and polish the resulting defects.
また、鋳型砂は、磁気分離装置を用いて処理し、クロ
マイトサンドをケイ砂から分離した。それにより、ケイ
砂はフェノール樹脂が混入することなく回収することが
できた。The mold sand was treated using a magnetic separator to separate chromite sand from silica sand. As a result, the silica sand was able to be recovered without mixing the phenol resin.
比較例 上記実施例において、鋳型砂として、肌砂を使用せ
ず、ケイ砂100部に、フラン樹脂0.6部を配合し、硬化剤
としてキシレンスルホン酸0.21部を添加したもののみを
使用した以外は、同様にして鋳型を作成し、同様に鋳造
を行なった。得られた製品について同様に調査を行なっ
たところ、表層部のＳ含量は0.065％であり、浸硫現象
が著しく発生していることが確認された。また、３個の
製品について、表面に生じた欠陥を溶接、研磨して仕上
げたところ、それぞれ27時間、17時間及び13時間の作業
時間を要した。Comparative Example In the above examples, except that skin sand was not used, 100 parts of silica sand was mixed with 0.6 part of furan resin, and only 0.21 part of xylene sulfonic acid was added as a curing agent. Similarly, a mold was prepared, and casting was performed in the same manner. When the obtained product was similarly examined, the S content in the surface layer was 0.065%, and it was confirmed that the sulfurizing phenomenon had occurred remarkably. In addition, when the defects generated on the surfaces of the three products were welded and polished, the work time required 27 hours, 17 hours, and 13 hours, respectively.
発明の効果 本発明によれば、鋳型砂として、上記のように、クロ
マイトサンドに水溶性フェノール樹脂と酢酸エステル系
硬化剤を添加したものを使用するため、鋳物表面に浸硫
現象が生じることがなく、したがって、優れた品質の鋳
造製品を得ることができる。また、鋳型砂の再生に際し
ては、磁気分離装置によってフェノール樹脂を使用した
マイクロサンドが簡単に分離できるので、フラン樹脂を
使用したケイ砂にアルカリ性のフェノール樹脂が混入す
ることがなく、再生されるケイ砂の品質を劣化させずに
維持することが可能である。Effect of the Invention According to the present invention, as described above, since a sand obtained by adding a water-soluble phenol resin and an acetate-based curing agent to chromite sand is used as a mold sand, a sulfurization phenomenon may occur on the casting surface. Therefore, a cast product of excellent quality can be obtained. In addition, when the mold sand is regenerated, the micro-sand using the phenol resin can be easily separated by the magnetic separation device, so that the alkaline phenol resin is not mixed into the silica sand using the furan resin, and the regenerated silica sand is removed. It is possible to maintain the quality of the sand without deterioration.
第１図は、本発明を説明するための鋳型の断面図であ
る。 １……枠体、２……模型、３……肌砂、４……裏砂。FIG. 1 is a sectional view of a mold for explaining the present invention. 1 ... frame, 2 ... model, 3 ... skin sand, 4 ... back sand.
Claims (1)
てクロマイトサンドに水溶性フェノール樹脂及び酢酸エ
ステル系硬化剤を添加してなる鋳型砂を堆積させ、次い
でケイ砂にフラン樹脂及び硬化剤を添加してなる鋳型砂
を裏砂として充填することを特徴とする自硬性鋳型の形
成方法。1. A mold sand obtained by adding a water-soluble phenol resin and an acetate-based curing agent to chromite sand as skin sand is deposited on the surface of a model placed in a frame, and then a furan resin and a hardened sand are deposited on silica sand. A method for forming a self-hardening mold, characterized by filling mold sand obtained by adding an agent as back sand.
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|---|---|---|---|
| JP27308988A JP2745581B2 (en) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | Method of forming self-hardening mold |
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| JPH02121745A JPH02121745A (en) | 1990-05-09 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5242525B2 (en) | 2009-09-03 | 2013-07-24 | 安田工業株式会社 | Cylinder device and machine tool provided with the cylinder device |
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1988
- 1988-10-31 JP JP27308988A patent/JP2745581B2/en not_active Expired - Lifetime
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