Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7537964B2 - Mold-making composition - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7537964B2 - Mold-making composition - Google Patents

Mold-making composition Download PDF

Info

Publication number
JP7537964B2
JP7537964B2 JP2020154395A JP2020154395A JP7537964B2 JP 7537964 B2 JP7537964 B2 JP 7537964B2 JP 2020154395 A JP2020154395 A JP 2020154395A JP 2020154395 A JP2020154395 A JP 2020154395A JP 7537964 B2 JP7537964 B2 JP 7537964B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
mass
inorganic binder
inorganic
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020154395A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021109237A (en
Inventor
宏明 青沼
由光 伊奈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kao Corp filed Critical Kao Corp
Publication of JP2021109237A publication Critical patent/JP2021109237A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7537964B2 publication Critical patent/JP7537964B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Description

本発明は、鋳型造型用組成物に関する。 The present invention relates to a composition for casting.

鋳造時に発生する有機粘結剤の熱分解ガスに由来する鋳物のガス欠陥および臭気を低減する観点から、無機粘結剤である水ガラスを用いる場合がある。当該水ガラスを硬化させる方法として、有機エステルや炭酸ガスなどを用いる鋳型の造型法が知られている(非特許文献1)。 In order to reduce gas defects and odors in castings that are caused by the pyrolysis gas of organic binders that is generated during casting, water glass, an inorganic binder, is sometimes used. A known method for hardening the water glass is a mold-making method that uses organic esters and carbon dioxide gas (Non-Patent Document 1).

しかしながら、無機粘結剤を用いた鋳型は、一般に強度が低いという課題がある。
無機粘結剤を用いた場合の鋳型強度が低下するという課題に対して、耐火性粒子と水ガラスと非晶形二酸化珪素(非晶質シリカ)を混合した鋳型造型用組成物が提案されている(特許文献1)。
さらに、流動性を高めることによって鋳型強度を高めることを目的に、耐火性粒子を無機粘結剤で被覆した常温流動性を有する無機コーテッドサンドが提案されている(特許文献2)。
However, molds using inorganic binders generally have the problem of low strength.
In response to the problem of reduced mold strength when inorganic binders are used, a composition for mold making has been proposed that contains a mixture of refractory particles, water glass, and amorphous silicon dioxide (amorphous silica) (Patent Document 1).
Furthermore, for the purpose of increasing the fluidity and thereby increasing the strength of the mold, inorganic coated sand having room temperature fluidity in which refractory particles are coated with an inorganic binder has been proposed (Patent Document 2).

:社団法人日本鋳物協会編、鋳物便覧改定4版、丸善株式会社、昭和61年1月20日発行、p.146~147: Edited by the Japan Foundry Association, Casting Handbook, Revised 4th Edition, Maruzen Co., Ltd., published on January 20, 1986, pp. 146-147

特表第2008-511447号公報Special Publication No. 2008-511447 国際公開第2014/098129号International Publication No. 2014/098129

本発明者らの検討により、従来の無機粘結剤を用いた鋳型造型用組成物は、鋳型強度が低いという課題の他に、複雑で薄肉の形状をもった鋳型を製造すると、鋳造時に鋳型が高温の溶融金属に曝されて変形し、鋳物の寸法精度の点で改善の余地があることが新たに見出された。
さらに、この課題は、鋳型強度を向上させる非晶質シリカを、無機粘結剤を含有する鋳型造型用組成物に含有させた場合においても、発生することが見出された。
Through the investigations of the present inventors, it has been newly discovered that conventional casting compositions using inorganic binders have the problem of low mold strength, and that when a casting mold having a complex, thin-walled shape is produced, the casting mold is exposed to high-temperature molten metal during casting and deforms, leaving room for improvement in terms of the dimensional accuracy of the casting.
Furthermore, it has been found that this problem also occurs when amorphous silica, which improves mold strength, is contained in a mold-making composition that contains an inorganic binder.

本発明は、鋳型強度を向上させ、鋳造時に起こる鋳型の変形を抑制する鋳型造型用組成物を提供する。 The present invention provides a composition for casting that improves mold strength and suppresses mold deformation that occurs during casting.

本発明によれば、
耐火性骨材(成分A)、無機粘結剤(成分B)及びフライアッシュ(成分C)を含有する鋳型造型用組成物が提供される。
According to the present invention,
A foundry mold-making composition is provided that contains a refractory aggregate (component A), an inorganic binder (component B) and fly ash (component C).

本発明によれば、鋳型強度を向上させ、鋳造時に起こる鋳型の変形を抑制できる鋳型造型用組成物を提供できる。 The present invention provides a composition for mold making that can improve mold strength and suppress deformation of the mold that occurs during casting.

実施例における鋳型の変形の測定方法を説明するための断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a method for measuring the deformation of a mold in the examples.

以下、本発明の実施の形態について説明する。また、本明細書中において、数値範囲を示す「A~B」は断りがなければA以上B以下の範囲を表し、両端の値をいずれも含む。また、各実施形態に記載される構成・要素は発明の効果を損なわない限りにおいて適宜組み合わせることもできる。 The following describes the embodiments of the present invention. In this specification, unless otherwise specified, "A-B" indicating a numerical range represents a range from A to B, and includes both ends of the range. In addition, the configurations and elements described in each embodiment can be appropriately combined as long as the effect of the invention is not impaired.

<鋳型造型用組成物>
本実施形態において、鋳型造型用組成物は、耐火性骨材(成分A)、無機粘結剤(成分B)及びフライアッシュ(成分C)を含有する。かかる鋳型造型用組成物の具体例として、以下の態様1および態様2が挙げられる。
<Mold making composition>
In this embodiment, the composition for molding a foundry mold contains a refractory aggregate (component A), an inorganic binder (component B), and fly ash (component C). Specific examples of such a composition for molding a foundry mold include: The following aspects 1 and 2 can be mentioned.

(態様1)
本態様は、耐火性骨材と無機粘結剤水溶液とフライアッシュを混合して得られた鋳型造型用組成物であって、鋳型造型用組成物を加熱された成形金型に充填し、加熱硬化させることで鋳型を造型するものである。
本態様では、具体的には、無機粘結剤水溶液が、湿潤な状態で耐火骨材と混練して使用され、無機粘結剤水溶液が液体として耐火性骨材に付着した形態である。
(Aspect 1)
In this embodiment, a mold-making composition is obtained by mixing a refractory aggregate, an aqueous solution of an inorganic binder, and fly ash, and a mold is made by filling the mold-making composition into a heated molding die and heating and hardening it.
Specifically, in this embodiment, the aqueous inorganic binder solution is used by kneading it with the refractory aggregate in a wet state, and the aqueous inorganic binder solution is attached to the refractory aggregate as a liquid.

(態様2)
本態様は、無機コーテッドサンドであり、さらに具体的には、耐火性骨材と前記耐火性骨材の表面に形成された無機粘結剤層とを有する無機コーテッドサンドである。本態様において、無機粘結剤層は、無機粘結剤およびフライアッシュを含む。
鋳型強度を向上する観点及び生産性に優れる観点から、態様2の無機コーテッドサンドが好ましい。
(Aspect 2)
The present embodiment relates to inorganic coated sand, more specifically, inorganic coated sand having a refractory aggregate and an inorganic binder layer formed on the surface of the refractory aggregate. In the present embodiment, the inorganic binder layer contains an inorganic binder and fly ash.
From the viewpoints of improving mold strength and excellent productivity, the inorganic coated sand of embodiment 2 is preferred.

次に、鋳型造型用組成物に含まれる成分をさらに具体的に説明する。以下の構成は、前述の態様1および態様2のいずれにも適用できる。
(耐火性骨材:成分A)
耐火性骨材の材料として、天然砂および人工砂からなる群から選択される1種以上が挙げられる。
Next, the components contained in the composition for molding a mold will be described in more detail. The following configurations can be applied to both the above-mentioned embodiment 1 and embodiment 2.
(Fire-resistant aggregate: component A)
The material of the refractory aggregate may be one or more selected from the group consisting of natural sand and artificial sand.

天然砂としては、例えば、石英質を主成分とする珪砂、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン砂、アルミナ砂からなる群から選択される1種または2種以上が挙げられる。 Examples of natural sand include one or more types selected from the group consisting of silica sand, which is mainly composed of quartz, chromite sand, zircon sand, olivine sand, and alumina sand.

人工砂としては、例えば、合成ムライト砂、SiOを主成分とするSiO系の鋳物砂、Alを主成分とするAl系の鋳物砂、SiO/Al系の鋳物砂、SiO/MgO系の鋳物砂、SiO/Al/ZrO系の鋳物砂、SiO/Al/Fe系の鋳物砂、スラグ由来の鋳物砂からなる群から選択される1種または2種以上が挙げられる。ここで、主成分とは、砂の含有成分の中で最も多い成分をいう。
人工砂とは、天然より産出する鋳物砂ではなく、人工的に金属酸化物の成分を調製し、溶融または焼結した鋳物砂のことを表す。また、使用済みの耐火性骨材を回収した回収砂や、回収砂に再生処理を施した再生砂なども使用できる。
Examples of the artificial sand include one or more types selected from the group consisting of synthetic mullite sand, SiO2 -based foundry sand mainly composed of SiO2 , Al2O3 - based foundry sand mainly composed of Al2O3 , SiO2 / Al2O3 - based foundry sand, SiO2 /MgO-based foundry sand, SiO2 / Al2O3 / ZrO2 - based foundry sand, SiO2 / Al2O3 / Fe2O3 - based foundry sand, and slag -derived foundry sand. Here, the term "main component" refers to the component that is present in the greatest amount among the components contained in the sand.
Artificial sand is not found in nature, but is found in sand that has been artificially prepared from metal oxide components and melted or sintered. In addition, recycled sand made from recycled refractory aggregate and recycled sand that has been regenerated can also be used.

耐火性骨材は、耐火性骨材の流動性を良好にし、成形金型への充填性をより一層向上させる観点から、好ましくは粒子状である。
また、耐火性骨材の平均粒子径は、鋳型品質および鋳型強度向上の観点や、鋳型の造型しやすさの観点から、好ましくは0.05mm以上であり、より好ましくは0.1mm以上である。また、耐火性骨材の平均粒子径が上記下限値以上であると、鋳型の製造の際に、無機粘結剤層の使用量を減らすことができるため、無機コーテッドサンドの再生がより容易となるという点においても好ましい。
耐火性骨材の平均粒子径は、鋳型品質および鋳型強度向上の観点や、鋳型の造型しやすさの観点から、好ましくは2mm以下であり、より好ましくは1mm以下、さらに好ましくは0.5mm以下である。また、耐火性骨材の平均粒子径が上記上限値以下であると、鋳型の製造の際に、空隙率が小さくなり、鋳型強度を高められるという点においても好ましい。
The refractory aggregate is preferably in a particulate form from the viewpoint of improving the flowability of the refractory aggregate and further improving the fillability into a molding die.
The average particle size of the refractory aggregate is preferably 0.05 mm or more, more preferably 0.1 mm or more, from the viewpoints of improving mold quality and mold strength, and of ease of mold making. When the average particle size of the refractory aggregate is equal to or more than the above lower limit, the amount of inorganic binder layer used during mold production can be reduced, which is also preferable in that it makes it easier to regenerate the inorganic coated sand.
The average particle size of the refractory aggregate is preferably 2 mm or less, more preferably 1 mm or less, and even more preferably 0.5 mm or less, from the viewpoints of improving the mold quality and strength, and of ease of mold making. In addition, when the average particle size of the refractory aggregate is equal to or less than the above upper limit, it is also preferable in that the porosity is reduced during mold production, and the mold strength can be increased.

(平均粒子径の測定方法)
粒子の粒子投影断面からの球形度=1の場合は直径(mm)を測定し、一方、球形度<1の場合はランダムに配向させた粒子の長軸径(mm)と短軸径(mm)を測定して(長軸径+短軸径)/2を求め、任意の100個の粒子につき、それぞれ得られた値を平均して平均粒径(mm)とする。長軸径と短軸径は、以下のように定義される。粒子を平面上に安定させ、その粒子の平面上への投影像を2本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最小となる粒子の幅を短軸径といい、一方、この平行線に直角な方向の2本の平行線で粒子をはさむときの距離を長軸径という。
粒子の長軸径と短軸径は、光学顕微鏡またはデジタルスコープ(例えば、キーエンス社製、VH-8000型)により該粒子の像(写真)を撮影し、得られた像を画像解析することにより求めることができる。
(Method of measuring average particle size)
When the sphericity of the particle from the projected cross section is 1, the diameter (mm) is measured, whereas when the sphericity is <1, the major axis diameter (mm) and minor axis diameter (mm) of the randomly oriented particles are measured to determine (major axis diameter + minor axis diameter)/2, and the average value obtained for 100 random particles is used as the average particle diameter (mm). The major axis diameter and minor axis diameter are defined as follows. When a particle is stabilized on a flat surface and the projection image of the particle on the flat surface is sandwiched between two parallel lines, the width of the particle at which the distance between the parallel lines is the smallest is called the minor axis diameter, whereas the distance when the particle is sandwiched between two parallel lines perpendicular to the parallel lines is called the major axis diameter.
The major axis diameter and minor axis diameter of a particle can be determined by taking an image (photograph) of the particle using an optical microscope or a digital scope (for example, VH-8000 model, manufactured by Keyence Corporation) and subjecting the obtained image to image analysis.

(無機粘結剤:成分B)
本実施形態において、無機粘結剤としては水溶性のケイ酸塩が好ましい。そのようなケイ酸塩としては、例えば、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム、ケイ酸リチウム、ケイ酸アンモニウム等を挙げられる。
本実施形態においては、生産性に優れる観点および入手容易性の観点から、無機粘結剤は、ケイ酸ナトリウム及びメタケイ酸ナトリウムから選ばれる少なくとも1種が好ましい。
無機コーテッドサンドの場合、無機粘結剤としては、無機コーテッドサンドの生産性および鋳型の生産性を向上する観点から、メタケイ酸ナトリウムまたはその水和物がさらに好ましく、メタケイ酸ナトリウム水和物がよりさらに好ましい。
(Inorganic binder: component B)
In the present embodiment, the inorganic binder is preferably a water-soluble silicate, such as sodium silicate, potassium silicate, sodium metasilicate, potassium metasilicate, lithium silicate, ammonium silicate, etc.
In the present embodiment, from the viewpoints of excellent productivity and easy availability, the inorganic binder is preferably at least one selected from sodium silicate and sodium metasilicate.
In the case of inorganic coated sand, from the viewpoint of improving the productivity of the inorganic coated sand and the productivity of the mold, the inorganic binder is more preferably sodium metasilicate or a hydrate thereof, and even more preferably sodium metasilicate hydrate.

ケイ酸ナトリウムとして、具体的には、ケイ酸ナトリウム1号~5号からなる群から選択される1種または2種以上が挙げられる。ここで、ケイ酸ナトリウムは、SiO2/Na2Oのモル比により1号~5号に分類されており、ケイ酸ナトリウム1号~3号についてはJIS-K-1408に規定されている。各号におけるSiO2/Na2Oのモル比は、具体的には以下の通りである。
ケイ酸ナトリウム1号:SiO2/Na2Oのモル比=2.0~2.3
ケイ酸ナトリウム2号:SiO2/Na2Oのモル比=2.4~2.6
ケイ酸ナトリウム3号:SiO2/Na2Oのモル比=2.8~3.3
ケイ酸ナトリウム4号:SiO2/Na2Oのモル比=3.3~3.5
ケイ酸ナトリウム5号:SiO2/Na2Oのモル比=3.6~3.8
また、2種以上のケイ酸ナトリウムを混合することで、SiO2/Na2Oのモル比を所望の程度に調整してもよい。
Specific examples of sodium silicate include one or more types selected from the group consisting of sodium silicate No. 1 to No. 5. Sodium silicate is classified into No. 1 to No. 5 based on the molar ratio of SiO 2 /Na 2 O, and sodium silicate No. 1 to No. 3 are specified in JIS-K-1408. The molar ratio of SiO 2 /Na 2 O for each type is specifically as follows:
Sodium silicate No. 1: SiO 2 /Na 2 O molar ratio=2.0-2.3
Sodium silicate No. 2: SiO 2 /Na 2 O molar ratio=2.4-2.6
Sodium silicate No. 3: SiO 2 /Na 2 O molar ratio=2.8 to 3.3
Sodium silicate No. 4: SiO 2 /Na 2 O molar ratio=3.3-3.5
Sodium silicate No. 5: SiO 2 /Na 2 O molar ratio=3.6-3.8
Moreover, two or more kinds of sodium silicates may be mixed to adjust the SiO 2 /Na 2 O molar ratio to a desired level.

メタケイ酸ナトリウム水和物としては、生産性に優れる観点および入手容易性の観点から、メタケイ酸ナトリウム5水和物およびメタケイ酸ナトリウム9水和物から選択される少なくとも一種が好ましい。 As the sodium metasilicate hydrate, from the viewpoints of excellent productivity and easy availability, at least one selected from sodium metasilicate pentahydrate and sodium metasilicate nonahydrate is preferred.

無機粘結剤中のケイ酸ナトリウム及びメタケイ酸ナトリウムの含有量は、鋳型強度を向上する観点、生産性に優れる観点および入手容易性の観点から、好ましくは80質量%以上であり、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上、よりさらに好ましくは98質量%以上、よりさらに好ましくは実質的に100質量%である。ここで「実質的」とは、意図せずに含まれる成分、例えば、原料であるケイ酸ナトリウム及びメタケイ酸ナトリウム中に含まれるケイ酸ナトリウム及びメタケイ酸ナトリウム以外の成分を含むことを意味する。
無機粘結剤中のケイ酸ナトリウム及びメタケイ酸ナトリウムの含有量は、無機粘結剤中の水以外の成分全体に対する、ケイ酸ナトリウム及びメタケイ酸ナトリウムの含有量をいう。
The content of sodium silicate and sodium metasilicate in the inorganic binder is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, even more preferably 95% by mass or more, still more preferably 98% by mass or more, and even more preferably substantially 100% by mass, from the viewpoints of improving mold strength, excellent productivity, and ease of availability. Here, "substantially" means including components that are unintentionally contained, for example, components other than sodium silicate and sodium metasilicate contained in the sodium silicate and sodium metasilicate that are raw materials.
The contents of sodium silicate and sodium metasilicate in the inorganic binder refer to the contents of sodium silicate and sodium metasilicate relative to the total components other than water in the inorganic binder.

態様1において、無機粘結剤は、取り扱い性向上の観点から、水溶液で使用することが好ましい。中でも、無機粘結剤がケイ酸塩を含むとき、ケイ酸塩を水溶液で使用することがより好ましい。
無機粘結剤水溶液の濃度は、鋳型強度を向上させる観点から、好ましくは20質量%以上である。
また、無機粘結剤水溶液のハンドリング性を向上させる観点、および、鋳型強度を向上させる観点から、無機粘結剤水溶液の濃度は、好ましくは60質量%以下である。
ここで、無機粘結剤水溶液の濃度は、具体的には、無機粘結剤水溶液に含まれる不揮発分の濃度である。
In the embodiment 1, the inorganic binder is preferably used in the form of an aqueous solution from the viewpoint of improving the handling property. In particular, when the inorganic binder contains a silicate, it is more preferable to use the silicate in the form of an aqueous solution.
The concentration of the aqueous inorganic binder solution is preferably 20% by mass or more from the viewpoint of improving the strength of the mold.
From the viewpoint of improving the handleability of the aqueous inorganic binder solution and improving the strength of the mold, the concentration of the aqueous inorganic binder solution is preferably 60% by mass or less.
Here, the concentration of the aqueous inorganic binder solution is specifically the concentration of the non-volatile matter contained in the aqueous inorganic binder solution.

鋳型造型用組成物中の無機粘結剤(不揮発分)の含有量は、鋳型強度を向上させる観点から、耐火性骨材100質量部に対して好ましくは0.1質量部以上であり、より好ましくは0.3質量部以上、さらに好ましくは0.5質量部以上、さらにより好ましくは0.7質量部以上である。
また、鋳型の充填性を向上させる観点から、鋳型造型用組成物中の無機粘結剤(不揮発分)の含有量は、耐火性骨材100質量部に対して好ましくは5質量部以下であり、より好ましくは4質量部以下、さらに好ましくは3質量部以下、さらにより好ましくは2質量部以下である。
From the viewpoint of improving mold strength, the content of the inorganic binder (non-volatile content) in the foundry molding composition is preferably 0.1 parts by mass or more per 100 parts by mass of the refractory aggregate, more preferably 0.3 parts by mass or more, even more preferably 0.5 parts by mass or more, and even more preferably 0.7 parts by mass or more.
In addition, from the viewpoint of improving the filling property of the mold, the content of the inorganic binder (non-volatile matter) in the mold making composition is preferably 5 parts by mass or less per 100 parts by mass of the refractory aggregate, more preferably 4 parts by mass or less, even more preferably 3 parts by mass or less, and even more preferably 2 parts by mass or less.

(フライアッシュ:成分C)
フライアッシュは、JIS A 6201にて規定されるフライアッシュI種又はII種であり、化学組成が石炭灰ハンドブック第5版(編集・発行 日本フライアッシュ協会、2010年10月発行)IV-7ページの表「(1)石炭灰の化学的組成統計値の国内海外合計」の組成範囲に入るものである。
鋳型強度を高める観点から、フライアッシュは、粒径の細かいJIS A 6201にて規定されるフライアッシュI種のフライアッシュを含むことが好ましく、より好ましくはJIS I種のフライアッシュである。
(Fly ash: component C)
The fly ash is fly ash type I or type II as specified in JIS A 6201, and its chemical composition falls within the composition range of the table “(1) Total of domestic and overseas chemical composition statistics of coal ash” on page IV-7 of the Coal Ash Handbook, 5th Edition (edited and published by the Japan Fly Ash Association, published in October 2010).
From the viewpoint of increasing mold strength, the fly ash preferably contains type I fly ash having a fine particle size as defined in JIS A 6201, and more preferably is type I fly ash as defined in JIS A 6201.

また、フライアッシュの平均粒径d50は、鋳型強度を高める観点から、好ましくは0.5μm以上であり、より好ましくは1μm以上であり、また、好ましくは20μm以下であり、より好ましくは10μm以下である。
フライアッシュの平均粒径d50は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用いてレーザー回折法により測定できる。
From the viewpoint of increasing mold strength, the average particle size d 50 of the fly ash is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, and is preferably 20 μm or less, more preferably 10 μm or less.
The average particle size d 50 of the fly ash can be measured by a laser diffraction method using a laser diffraction scattering type particle size distribution measuring device.

鋳型造型用組成物中の無機粘結剤の含有量(不揮発分)に対するフライアッシュの含有量の質量比(成分C/成分B)は、鋳型の変形を抑制する観点、および、鋳型強度を向上させる観点から、好ましくは0.1以上であり、より好ましくは0.2以上、さらに好ましくは0.3以上、さらにより好ましくは0.4以上、よりいっそう好ましくは0.6以上、さらにまた好ましくは1.1以上、殊更好ましくは1.5以上である。
また、鋳型の表面状態を良好にする観点から、上記質量比(成分C/成分B)は、好ましくは3.5以下であり、より好ましくは3以下、さらに好ましくは2.8以下、さらにより好ましくは2.5以下である。
The mass ratio of the fly ash content to the inorganic binder content (non-volatile content) in the foundry molding composition (component C/component B) is, from the viewpoint of suppressing deformation of the mold and improving the mold strength, preferably 0.1 or more, more preferably 0.2 or more, even more preferably 0.3 or more, even more preferably 0.4 or more, even more preferably 0.6 or more, still more preferably 1.1 or more, and especially preferably 1.5 or more.
Furthermore, from the viewpoint of improving the surface condition of the mold, the above mass ratio (component C/component B) is preferably 3.5 or less, more preferably 3 or less, even more preferably 2.8 or less, and even more preferably 2.5 or less.

鋳型造型用組成物中、耐火性骨材100質量部に対するフライアッシュの含有量は、鋳型の変形を抑制する観点、鋳型強度を向上させる観点、および、鋳型の充填性を向上させる観点から、好ましくは0.1質量部以上であり、より好ましくは0.3質量部以上、さらに好ましくは0.4質量部以上、さらにより好ましくは0.5質量部以上である。
また、鋳型の表面状態を良好にする観点から、鋳型造型用組成物中、耐火性骨材100質量部に対するフライアッシュの含有量は、好ましくは9質量部以下であり、より好ましくは7質量部以下、さらに好ましくは6質量部以下、さらにより好ましくは5質量部以下である。
In the composition for mold making, the content of fly ash per 100 parts by mass of the refractory aggregate is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.3 parts by mass or more, even more preferably 0.4 parts by mass or more, and even more preferably 0.5 parts by mass or more, from the viewpoints of suppressing deformation of the mold, improving the mold strength, and improving the filling ability of the mold.
In addition, from the viewpoint of improving the surface condition of the mold, the content of fly ash per 100 parts by mass of refractory aggregate in the mold making composition is preferably 9 parts by mass or less, more preferably 7 parts by mass or less, even more preferably 6 parts by mass or less, and even more preferably 5 parts by mass or less.

(その他添加剤)
鋳型造型用組成物には、上述の成分の他、必要に応じて各種添加剤を含有させてもよい。その他添加剤としては、保湿剤、耐湿向上剤、耐火性骨材と無機粘結剤の結合を強化するカップリング剤、滑剤、界面活性剤等が挙げられる。
(Other additives)
In addition to the above-mentioned components, the foundry molding composition may contain various additives as necessary, such as a humectant, a moisture resistance improver, a coupling agent for strengthening the bond between the refractory aggregate and the inorganic binder, a lubricant, a surfactant, etc.

(無機コーテッドサンド)
以下、態様2の無機コーテッドサンドについて説明する。
無機コーテッドサンド中の水分量は、高強度の鋳型を得る観点から、無機粘結剤100質量部に対して、好ましくは5質量部以上であり、より好ましくは10質量部以上、さらに好ましくは20質量部以上である。
また、成形金型への充填性の観点、および、高強度の鋳型を得る観点から、無機コーテッドサンド中の水分量は、無機粘結剤100質量部に対して、好ましくは180質量部以下であり、より好ましくは160質量部以下、さらに好ましくは150質量部以下、さらにより好ましくは140質量部以下である。
(Inorganic coated sand)
The inorganic coated sand of embodiment 2 will be described below.
From the viewpoint of obtaining a high-strength mold, the moisture content in the inorganic coated sand is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, and even more preferably 20 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the inorganic binder.
From the viewpoint of filling the molding die and obtaining a high-strength mold, the moisture content in the inorganic coated sand is preferably 180 parts by mass or less, more preferably 160 parts by mass or less, even more preferably 150 parts by mass or less, and still more preferably 140 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the inorganic binder.

無機コーテッドサンドに含まれる無機粘結剤層中の水の含有量は、たとえば無機粘結剤の種類に応じて調整することができる。 The water content in the inorganic binder layer contained in the inorganic coated sand can be adjusted, for example, depending on the type of inorganic binder.

無機粘結剤がケイ酸ナトリウムであるとき、無機粘結剤層中の水の含有量は、高強度の鋳型を得る観点から、ケイ酸ナトリウム100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、さらに好ましくは20質量部以上である。
また、成形金型への充填性の観点及び高強度の鋳型を得る観点から、無機コーテッドサンドに含まれる無機粘結剤層中の水の含有量は、ケイ酸ナトリウム100質量部に対して、好ましくは55質量部以下、より好ましくは50質量部以下である。
When the inorganic binder is sodium silicate, the water content in the inorganic binder layer is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, and even more preferably 20 parts by mass or more, per 100 parts by mass of sodium silicate, from the viewpoint of obtaining a high-strength mold.
From the viewpoint of filling the molding die and obtaining a high-strength mold, the water content in the inorganic binder layer contained in the inorganic coated sand is preferably 55 parts by mass or less, and more preferably 50 parts by mass or less, per 100 parts by mass of sodium silicate.

無機粘結剤がメタケイ酸ナトリウムであるとき、高強度の鋳型を得る観点、および、簡便に鋳型を製造する観点から、無機粘結剤層中の水の含有量は、メタケイ酸ナトリウム100質量部に対して、好ましくは60質量部以上、より好ましくは65質量部以上、更に好ましくは90質量部以上、より更に好ましくは110質量部以上であり、また、流動性を良好にし、成形金型への充填性をより一層向上させる観点から、好ましくは180質量部以下、より好ましくは160質量部以下、更に好ましくは150質量部以下、より更に好ましくは140質量以下である。
例えば、無機粘結剤層を構成する無機粘結剤がメタケイ酸ナトリウム5水和物のみである場合の水の含有量は74質量部であり、メタケイ酸ナトリウム9水和物のみである場合の水の含有量は133質量部である。
When the inorganic binder is sodium metasilicate, from the viewpoint of obtaining a high-strength mold and from the viewpoint of easily producing the mold, the content of water in the inorganic binder layer is preferably 60 parts by mass or more, more preferably 65 parts by mass or more, even more preferably 90 parts by mass or more, and still more preferably 110 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of sodium metasilicate; and from the viewpoint of improving the fluidity and further improving the fillability into the molding die, the content of water is preferably 180 parts by mass or less, more preferably 160 parts by mass or less, even more preferably 150 parts by mass or less, and still more preferably 140 parts by mass or less.
For example, when the inorganic binder constituting the inorganic binder layer is composed only of sodium metasilicate pentahydrate, the water content is 74 parts by mass, and when the inorganic binder is composed only of sodium metasilicate nonahydrate, the water content is 133 parts by mass.

無機コーテッドサンドは、具体的には無機コーテッドサンドの粒子群で構成され、耐火性骨材は、具体的には耐火性骨材の粒子群で構成される。 The inorganic coated sand is specifically composed of a group of inorganic coated sand particles, and the fire-resistant aggregate is specifically composed of a group of fire-resistant aggregate particles.

流動性を良好にし、成形金型への充填性をより一層向上させる観点から、無機コーテッドサンドは球状であることが好ましい。ここで、無機コーテッドサンドが球状とはボールのような丸い形状をしたものをいう。
より具体的には、流動性、鋳型品質および鋳型強度向上の観点や、鋳型の造型しやすさの観点から、無機コーテッドサンドの球形度は好ましくは0.80以上であり、より好ましくは0.85以上、さらに好ましくは0.90以上、さらにより好ましくは0.95以上、殊更好ましくは0.97以上である。また、球形度の上限値については、具体的には1以下である。
From the viewpoint of improving the flowability and further improving the filling property into the molding die, the inorganic coated sand is preferably spherical. Here, spherical inorganic coated sand means a round shape like a ball.
More specifically, from the viewpoints of improving fluidity, mold quality, and mold strength, and of ease of mold making, the sphericity of the inorganic coated sand is preferably 0.80 or more, more preferably 0.85 or more, even more preferably 0.90 or more, still more preferably 0.95 or more, and especially preferably 0.97 or more. The upper limit of the sphericity is specifically 1 or less.

ここで、無機コーテッドサンドの球形度は、光学顕微鏡またはデジタルスコープ(例えば、キーエンス社製、VH-8000型)により得られた粒子の像(写真)を画像解析することにより、粒子の粒子投影断面の面積及び該断面の周囲長を求め、次いで、〔粒子投影断面の面積(mm2)と同じ面積の真円の円周長(mm)〕/〔粒子投影断面の周囲長(mm)〕を計算し、任意の50個の粒子につき、それぞれ得られた値を平均して求めることができる。 Here, the sphericity of the inorganic coated sand can be determined by analyzing an image (photograph) of the particle obtained with an optical microscope or a digital scope (for example, Keyence VH-8000 model) to determine the area of the projected cross section of the particle and the perimeter of the cross section, and then calculating [circumference (mm) of a true circle having the same area as the area of the projected cross section of the particle ( mm2 )] / [perimeter (mm) of the projected cross section of the particle], and averaging the values obtained for any 50 particles.

無機コーテッドサンドの平均粒子径は、鋳型品質および鋳型強度向上の観点や、鋳型の造型しやすさの観点から、0.05mm以上が好ましく、0.1mm以上がより好ましい。また、無機コーテッドサンドの平均粒子径が上記下限値以上であると、鋳型の製造の際に、無機粘結剤層の使用量を減らすことができるため、無機コーテッドサンドの再生がより容易となる点においても好ましい。
無機コーテッドサンドの平均粒子径は、鋳型品質および鋳型強度向上の観点や、鋳型の造型しやすさの観点から、2mm以下が好ましく、1mm以下がより好ましく、0.5mm以下がさらに好ましい。また、無機コーテッドサンドの平均粒子径が上記上限値以下であると、鋳型の製造の際に、空隙率が小さくなり、鋳型強度を高められる点においても好ましい。
無機コーテッドサンドの平均粒子径は、耐火性骨材の平均粒子径と同様の方法により測定することができる。
The average particle size of the inorganic coated sand is preferably 0.05 mm or more, more preferably 0.1 mm or more, from the viewpoints of improving mold quality and mold strength, and of ease of mold making. In addition, when the average particle size of the inorganic coated sand is equal to or more than the above lower limit, the amount of inorganic binder layer used during mold production can be reduced, which is also preferable in that the inorganic coated sand can be easily regenerated.
From the viewpoints of improving mold quality and strength, and of ease of mold making, the average particle size of the inorganic coated sand is preferably 2 mm or less, more preferably 1 mm or less, and even more preferably 0.5 mm or less. In addition, when the average particle size of the inorganic coated sand is equal to or less than the above upper limit, it is also preferable in that the porosity is reduced during mold production, and the mold strength can be increased.
The average particle size of the inorganic coated sand can be measured by the same method as that for the average particle size of the refractory aggregate.

<鋳型造型用組成物の製造方法>
本実施形態において、鋳型造型用組成物は、たとえば、耐火性骨材に、無機粘結剤水溶液及びフライアッシュを、撹拌しながら同時に又は順次添加する方法で製造される。原料成分を均一に混合する観点から、好ましくは、無機粘結剤水溶液はフライアッシュの前に耐火性骨材に添加される。
以下、鋳型造型用組成物の態様2すなわち無機コーテッドサンドの製造方法をさらに具体的に説明する。
<Method of manufacturing the foundry molding composition>
In this embodiment, the foundry mold composition is produced, for example, by a method in which an inorganic binder aqueous solution and fly ash are added simultaneously or sequentially to a refractory aggregate while stirring. From the viewpoint of uniformly mixing the raw material components, the inorganic binder aqueous solution is preferably added to the refractory aggregate before the fly ash.
The second embodiment of the composition for molding a foundry mold, that is, the method for producing the inorganic coated sand, will be described in more detail below.

(無機コーテッドサンドの製造方法)
無機コーテッドサンドの製造方法は、たとえば無機粘結剤の種類に応じて選択することができる。
(Method of manufacturing inorganic coated sand)
The method for producing the inorganic coated sand can be selected depending on, for example, the type of inorganic binder.

無機粘結剤がメタケイ酸ナトリウム水和物を含むとき、たとえば、メタケイ酸ナトリウム水和物の融点以上の温度にて、耐火性骨材とメタケイ酸ナトリウム水和物を混合して混合物を得る工程;および、該混合物をメタケイ酸ナトリウム水和物の融点未満の温度に冷却する工程、を含む製造方法により、乾態の無機コーテッドサンドを得ることができる。
かかる製造方法によれば、無機粘結剤層を結晶化させることができるため、従来の製造方法に比べて、流動性に優れた無機コーテッドサンドを得ることができる。また、メタケイ酸ナトリウム水和物の水溶液を用いることを要しないために、脱水工程の必要がなく、無機コーテッドサンドの製造方法を簡略化できる。
When the inorganic binder contains sodium metasilicate hydrate, for example, a dry inorganic coated sand can be obtained by a production method including a step of mixing refractory aggregate and sodium metasilicate hydrate at a temperature equal to or higher than the melting point of sodium metasilicate hydrate to obtain a mixture; and a step of cooling the mixture to a temperature lower than the melting point of sodium metasilicate hydrate.
According to this manufacturing method, since the inorganic binder layer can be crystallized, it is possible to obtain inorganic coated sand having superior fluidity compared to conventional manufacturing methods. In addition, since it is not necessary to use an aqueous solution of sodium metasilicate hydrate, a dehydration step is not necessary, and the manufacturing method of inorganic coated sand can be simplified.

混合物を得る工程では、具体的には、メタケイ酸ナトリウム水和物の融点以上の温度にて、耐火性骨材の表面に、流動化したメタケイ酸ナトリウム水和物を被覆する。
メタケイ酸ナトリウム水和物の融点以上の温度にて、耐火性骨材とメタケイ酸ナトリウム水和物を混合する方法としては、例えば、メタケイ酸ナトリウム水和物の融点以上の温度に加熱した耐火性骨材にメタケイ酸ナトリウム水和物を投入し、メタケイ酸ナトリウム水和物を融解させながら耐火性骨材とメタケイ酸ナトリウム水和物とを混合する方法;加熱融解させたメタケイ酸ナトリウム水和物を耐火性骨材に投入し、混合する方法が挙げられる。
これらの中でも、コーティング時間を短くできる観点から、加熱融解させたメタケイ酸ナトリウム水和物を耐火性骨材に投入し、混合する方法が好ましい。
同様の観点から、混合物を得る工程において、メタケイ酸ナトリウム水和物を予め水溶液にしないで混合することが好ましい。また混合物を得る工程が、水を意図的に添加する工程を含まないことが好ましい。
耐火性骨材とメタケイ酸ナトリウム水和物とを混合するときの攪拌速度や処理時間等の混合条件は、混合物の処理量によって適宜決定することができる。
Specifically, in the step of obtaining the mixture, the surface of the refractory aggregate is coated with fluidized sodium metasilicate hydrate at a temperature equal to or higher than the melting point of sodium metasilicate hydrate.
Examples of a method for mixing refractory aggregate and sodium metasilicate hydrate at a temperature equal to or higher than the melting point of sodium metasilicate hydrate include a method in which sodium metasilicate hydrate is added to refractory aggregate heated to a temperature equal to or higher than the melting point of sodium metasilicate hydrate, and the refractory aggregate and sodium metasilicate hydrate are mixed while melting the sodium metasilicate hydrate; and a method in which sodium metasilicate hydrate that has been heated and melted is added to the refractory aggregate and mixed.
Among these, the method of adding heated and melted sodium metasilicate hydrate to the refractory aggregate and mixing them is preferred from the viewpoint of shortening the coating time.
From the same viewpoint, it is preferable that in the step of obtaining a mixture, sodium metasilicate hydrate is mixed without being converted into an aqueous solution in advance, and it is also preferable that the step of obtaining a mixture does not include a step of intentionally adding water.
The mixing conditions such as the stirring speed and processing time when mixing the refractory aggregate and the sodium metasilicate hydrate can be appropriately determined depending on the processing amount of the mixture.

混合物を冷却する工程では、混合物を得る工程で得られた混合物をメタケイ酸ナトリウム水和物の融点未満の温度に冷却することにより、メタケイ酸ナトリウム水和物の流動性を低減させ、耐火性骨材の表面にメタケイ酸ナトリウム水和物を定着させることによって、メタケイ酸ナトリウム水和物層すなわち無機粘結剤層を形成する。 In the step of cooling the mixture, the mixture obtained in the step of obtaining the mixture is cooled to a temperature below the melting point of sodium metasilicate hydrate, thereby reducing the fluidity of sodium metasilicate hydrate and fixing the sodium metasilicate hydrate to the surface of the refractory aggregate, thereby forming a sodium metasilicate hydrate layer, i.e., an inorganic binder layer.

次に、無機粘結剤がケイ酸ナトリウムを含むとき、たとえば、加熱した耐火性骨材に対して、無機粘結剤としての水ガラス水溶液を、必要に応じて添加剤とともに、混練または混合して均一に混和し、耐火性骨材の表面を水ガラス水溶液で被覆するとともに、水ガラス水溶液の水分を蒸散させることにより、常温流動性を有する乾態の無機コーテッドサンドを得ることができる。 Next, when the inorganic binder contains sodium silicate, for example, an aqueous solution of water glass as an inorganic binder is kneaded or mixed uniformly with heated refractory aggregate, together with additives as necessary, to coat the surface of the refractory aggregate with the aqueous solution of water glass, and the water in the aqueous solution of water glass is evaporated, thereby obtaining dry inorganic coated sand that has fluidity at room temperature.

また、無機コーテッドサンドの製造において、フライアッシュの添加方法に制限はなく、たとえば、耐火性粒子を無機粘結剤で被覆した後、フライアッシュ、必要によりその他の化合物を一緒に被覆してもよい。
または、無機粘結剤及びフライアッシュ、必要によりその他の化合物を一緒に耐火性粒子に被覆してもよい。
または、無機粘結剤及びフライアッシュ、必要によりその他の化合物を一緒に耐火性粒子に被覆した後、更にフライアッシュを被覆してもよい。
フライアッシュの添加は、一括しておこなってもよいし、複数回に分けておこなってもよい。
In addition, in the production of inorganic coated sand, there is no limitation on the method of adding fly ash. For example, refractory particles may be coated with an inorganic binder, and then coated with fly ash and, if necessary, other compounds.
Alternatively, the inorganic binder and the fly ash, and optionally other compounds, may be coated on the refractory particles together.
Alternatively, the inorganic binder and fly ash, and if necessary other compounds, may be coated on the refractory particles, and then the fly ash may be further coated on the refractory particles.
The fly ash may be added all at once or in several portions.

以上の方法により、無機コーテッドサンドを得ることができる。
また、得られた無機コーテッドサンドは、単独で、もしくはその他の公知の耐火性骨材やその他の添加剤と組み合わせて、所望の鋳型に造型することができる。
By the above method, inorganic coated sand can be obtained.
The resulting inorganic coated sand can then be molded into a desired shape, either alone or in combination with other known refractory aggregates and other additives.

<鋳型>
本実施形態において、鋳型は、前述の本実施形態における鋳型造型用組成物を用いて作製される。
鋳型の製造方法は、たとえば、鋳型造型用組成物の態様に応じて選択される。
<Mold>
In this embodiment, the mold is produced using the mold-making composition of this embodiment described above.
The method for producing the mold is selected, for example, depending on the embodiment of the composition for molding a mold.

態様1の鋳型造型用組成物を用いる場合、鋳型の製造方法として、鋳型造型用組成物を加熱された成形金型に充填して加熱硬化させる方法、鋳型造型用組成物と有機エステルを混合して鋳型を硬化させる自硬性鋳型の造型方法、鋳型造型用組成物に炭酸ガスを通気させて鋳型を硬化させる方法などを用いることができる。 When using the casting composition of embodiment 1, the casting method can be, for example, a method of filling a heated mold with the casting composition and heat-curing it, a method of making a self-hardening casting mold by mixing the casting composition with an organic ester and curing the mold, or a method of passing carbon dioxide gas through the casting composition to harden the mold.

態様2の無機コーテッドサンドを用いる場合、鋳型の製造方法としては、加熱された成形金型を用いた造型方法、加熱された成形金型にさらに水蒸気を通気した後、熱風を通気する造型方法等が挙げられる。
無機粘結剤層がメタケイ酸ナトリウム水和物を含む場合は、無機コーテッドサンドを加熱された成形金型に充填して造型する方法が好ましい。無機粘結剤層がケイ酸ナトリウムを含む場合は、無機コーテッドサンドに水を添加し混練した後に、加熱された成形金型へ充填して造型する方法、または無機コーテッドサンドを加熱された成形金型へ充填した後に、水蒸気を通気して、さらにその後に熱風を通気して造型する方法が好ましい。
When the inorganic coated sand of embodiment 2 is used, examples of the method for producing a mold include a molding method using a heated molding die, and a molding method in which water vapor is passed through a heated molding die and then hot air is passed through the die.
When the inorganic binder layer contains sodium metasilicate hydrate, a method of filling the inorganic coated sand into a heated mold for molding is preferred. When the inorganic binder layer contains sodium silicate, a method of adding water to the inorganic coated sand, kneading the mixture, and then filling the mixture into a heated mold for molding is preferred, or a method of filling the inorganic coated sand into a heated mold, ventilating the mixture with water vapor, and then ventilating the mixture with hot air is preferred.

無機粘結剤層がメタケイ酸ナトリウム水和物を含むとき、加熱された成形金型を用いた造型方法では、たとえば、まず、無機コーテッドサンドを、目的とする鋳型を与える成形金型に充填する。
ここで、鋳型生産性を向上させる観点から、好ましくは無機コーテッドサンドを充填する前に成形金型を予め加熱により保温する。このときの加熱温度は、鋳型生産性を向上させる観点から及び鋳型強度を向上させる観点から、好ましくは100℃以上であり、より好ましくは150℃以上であり、また、好ましくは300℃以下であり、より好ましくは250℃以下である。
When the inorganic binder layer contains sodium metasilicate hydrate, in a molding method using a heated mold, for example, first, inorganic coated sand is filled into a mold that provides the desired casting shape.
Here, from the viewpoint of improving mold productivity, the molding die is preferably preheated to keep it warm before filling with the inorganic coated sand. The heating temperature at this time is preferably 100° C. or higher, more preferably 150° C. or higher, and is preferably 300° C. or lower, more preferably 250° C. or lower, from the viewpoint of improving mold productivity and mold strength.

無機コーテッドサンドの充填後、水蒸気を通気させずに加熱された成形金型で無機コーテッドサンドを硬化させる。無機粘結剤層がメタケイ酸ナトリウム水和物を含むとき、無機コーテッドサンドに水を添加して混練する工程や、水蒸気を通気する工程を用いることなく無機コーテッドサンドを硬化させることができるため、水蒸気を通気させる設備等が不要となる。
加熱温度は、鋳型生産性を向上させる観点、及び、鋳型強度を向上させる観点から、好ましくは100℃以上であり、より好ましくは150℃以上であり、また、好ましくは300℃以下であり、より好ましくは250℃以下である。また、加熱する時間は安定した鋳型強度を得る観点から、好ましくは30秒以上であり、より好ましくは60秒以上であり、また、好ましくは600秒以下である。
After filling the inorganic coated sand, the inorganic coated sand is hardened in a heated molding die without passing water vapor. When the inorganic binder layer contains sodium metasilicate hydrate, the inorganic coated sand can be hardened without a step of adding water to the inorganic coated sand and kneading it, or a step of passing water vapor through it, so that equipment for passing water vapor through is not required.
From the viewpoint of improving mold productivity and mold strength, the heating temperature is preferably 100° C. or higher, more preferably 150° C. or higher, and also preferably 300° C. or lower, more preferably 250° C. or lower. From the viewpoint of obtaining stable mold strength, the heating time is preferably 30 seconds or higher, more preferably 60 seconds or higher, and also preferably 600 seconds or lower.

また、無機粘結剤層がケイ酸ナトリウムを含むとき、無機コーテッドサンドに水を添加して混練した後に加熱された成形金型に充填する。また、水蒸気を通気する造型方法では、たとえば、目的とする鋳型を与える成形金型内に無機コーテッドサンドを充填した後に、水蒸気を吹き込む。水蒸気の通気により無機コーテッドサンドの充填相が湿らされて湿潤状態となる。そして、90~200℃に加熱された成形金型内に熱風を通気して無機コーテッドサンドを乾燥して硬化させる。 When the inorganic binder layer contains sodium silicate, water is added to the inorganic coated sand, which is then kneaded and filled into a heated mold. In a molding method that uses steam, for example, the inorganic coated sand is filled into a mold that will produce the desired casting mold, and then steam is blown in. The filling phase of the inorganic coated sand is moistened by the steam passage, and becomes wet. Hot air is then passed through the mold, which has been heated to 90-200°C, to dry and harden the inorganic coated sand.

また、本実施形態における無機コーテッドサンドは、積層造型法に用いることもできる。 The inorganic coated sand in this embodiment can also be used in additive manufacturing.

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
<1> 耐火性骨材(成分A)、無機粘結剤(成分B)及びフライッアシュ(成分C)を
含有する鋳型造型用組成物。
<2> 耐火性骨材(成分A)、無機粘結剤(成分B)及びフライッアシュ(成分C)を
含有し、該無機粘結剤の含有量に対する該フライッアシュの含有量の質量比(成分C/成
分B)が0.1以上3.5以下であり、該耐火性骨材100質量部に対する該無機粘結剤
(不揮発分)の含有量が、0.1質量部以上5質量部以下である、<1>に記載の鋳型造
型用組成物。
<3> 耐火性骨材(成分A)、無機粘結剤(成分B)及びフライッアシュ(成分C)を
含有し、該無機粘結剤の含有量に対する該フライッアシュの含有量の質量比(成分C/成
分B)が0.4以上3以下であり、該耐火性骨材100質量部に対する該無機粘結剤(不
揮発分)の含有量が、0.5質量部以上3質量部以下である、<1>または<2>に記載
の鋳型造型用組成物。
Although the embodiments of the present invention have been described above, these are merely examples of the present invention, and various configurations other than those described above can also be adopted.
<1> A composition for molding a foundry mold, comprising a refractory aggregate (component A), an inorganic binder (component B), and fly ash (component C).
<2> The composition for mold making according to <1>, which contains a refractory aggregate (component A), an inorganic binder (component B) and fly ash (component C), in which the mass ratio of the content of the fly ash to the content of the inorganic binder (component C/component B) is 0.1 or more and 3.5 or less, and the content of the inorganic binder (non-volatile content) per 100 parts by mass of the refractory aggregate is 0.1 part by mass or more and 5 parts by mass or less.
<3> The composition for mold making according to <1> or <2>, which contains a refractory aggregate (component A), an inorganic binder (component B), and fly ash (component C), in which the mass ratio of the content of the fly ash to the content of the inorganic binder (component C/component B) is 0.4 or more and 3 or less, and the content of the inorganic binder (non-volatile content) per 100 parts by mass of the refractory aggregate is 0.5 parts by mass or more and 3 parts by mass or less.

以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
はじめに、以下の例で鋳型造型用組成物の製造に用いた材料を示す。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these.
First, the following examples show the materials used in the preparation of the foundry molding compositions.

(材料)
・耐火性骨材
エスパール#60L(山川産業社製、人工アルミナ砂、平均粒子径:241μm)
・無機粘結剤
メタケイ酸ナトリウム9水和物(Na2SiO3・9H2O)(日本化学工業社製)
1号50水ガラス(SiO2/Na2O=2.1)(富士化学社製)
(material)
・Fire-resistant aggregate Espearl #60L (manufactured by Yamakawa Sangyo Co., Ltd., artificial alumina sand, average particle size: 241 μm)
Inorganic binder: sodium metasilicate nonahydrate ( Na2SiO3.9H2O ) (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.)
No. 1 50 Water glass ( SiO2 / Na2O =2.1) (manufactured by Fuji Chemical Industry Co., Ltd.)

・フライアッシュ
フライアッシュJIS I種相当 製品名「ファイナッシュ」(四国電力社製)
平均粒径d50(レーザー粒度回折):4.4μm
組成(蛍光X線分析):以下のとおり
成分 %
SiO2 57.7
Al23 26.2
Fe23 4.88
MgO 1.2
CaO 3.11
Fly ash: Fly ash JIS Class I equivalent Product name: "Finash" (manufactured by Shikoku Electric Power Co., Inc.)
Average particle size d50 (laser particle size diffraction): 4.4 μm
Composition (X-ray fluorescence analysis): as follows
Ingredients %
SiO2 57.7
Al2O3 26.2
Fe2O3 4.88
MgO 1.2
CaO 3.11

・非晶質シリカ微粒子
デンカ溶融シリカ SFP-20M(平均粒子径d50:0.4μm)(デンカ社製)
Amorphous silica fine particles Denka fused silica SFP-20M (average particle size d 50 : 0.4 μm) (manufactured by Denka Co., Ltd.)

ここで、フライアッシュおよびデンカ溶融シリカの平均粒子径ならびにフライアッシュの組成分析は、それぞれ以下の方法でおこなった。 Here, the average particle size of the fly ash and Denka fused silica and the composition analysis of the fly ash were performed using the following methods.

<平均粒子径d50の測定>
レーザー回折散乱式粒度分布測定装置LA-960V2(堀場製作所社製)を用いて、レーザー回折法により、無機微粒子の粒度分布を測定した。測定結果から、無機微粒子について、重量基準の累積分布における50%累積時の粒径(d50、平均粒子径)を求めた。
<Measurement of average particle diameter d50 >
The particle size distribution of the inorganic fine particles was measured by a laser diffraction method using a laser diffraction scattering type particle size distribution measuring device LA-960V2 (manufactured by Horiba, Ltd.) From the measurement results, the particle size ( d50 , average particle size) at 50% accumulation in the cumulative distribution based on weight of the inorganic fine particles was obtained.

<蛍光X線分析方法>
フライアッシュを振動ミルで0.1μm以下に調整し、1050℃で1時間加熱した。その後、四ホウ酸リチウム5g、フライアッシュ0.5gを混合して1200℃で10分間加熱して溶融させた後、冷却してガラス状にした試料を調整した。試料は蛍光X線分析装置ZSX Primus II(リガク社製)を用いて、ファンダメンタル・パラメータ(Fundamental Parameter:FP)法にて蛍光X線分析を行い組成分析した。
<X-ray fluorescence analysis method>
The fly ash was adjusted to 0.1 μm or less using a vibration mill and heated at 1050° C. for 1 hour. Then, 5 g of lithium tetraborate and 0.5 g of fly ash were mixed and heated at 1200° C. for 10 minutes to melt, and then cooled to prepare a glassy sample. The sample was subjected to X-ray fluorescence analysis using the Fundamental Parameter (FP) method using a fluorescent X-ray analyzer ZSX Primus II (manufactured by Rigaku Corporation) to perform composition analysis.

<実施例1~8、比較例1~5>
耐火性骨材としてエスパール#60L(100質量部)を攪拌機に投入した。次いで、80℃に加熱して溶融させたメタケイ酸ナトリウム9水和物(表1に示す量)を撹拌機に投入して4分間混練を行った。さらに、実施例1~8については表1に示す量のフライアッシュを投入し、比較例4~5については表1に示す量の非晶質シリカを投入して2分間混練を行い、各例の無機コーテッドサンドを得た。表1に、無機コーテッドサンドの配合組成を示す。
<Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5>
Espearl #60L (100 parts by mass) was charged into the mixer as a refractory aggregate. Then, sodium metasilicate nonahydrate (amount shown in Table 1) that had been heated to 80°C and melted was charged into the mixer and kneaded for 4 minutes. Furthermore, for Examples 1 to 8, fly ash was charged in the amount shown in Table 1, and for Comparative Examples 4 and 5, amorphous silica was charged in the amount shown in Table 1 and kneaded for 2 minutes to obtain inorganic coated sand for each example. Table 1 shows the blending composition of the inorganic coated sand.

<実施例9、10、比較例6および7>
耐火性骨材としてエスパール#60L(100質量部)を攪拌機に投入した。次いで、1号50水ガラス(表2に示す量)を撹拌機に投入して2分間混練を行った。さらに、実施例9~10については表2に示す量のフライアッシュを投入し、比較例7については表2に示す量の非晶質シリカを投入して2分間混練を行い、各例の鋳型造型用組成物を得た。表2に、鋳型造型用組成物の配合組成を示す。
<Examples 9 and 10, Comparative Examples 6 and 7>
Espearl #60L (100 parts by mass) was charged into the mixer as a refractory aggregate. Next, No. 1 50 water glass (amount shown in Table 2) was charged into the mixer and kneaded for 2 minutes. Furthermore, for Examples 9 and 10, fly ash was charged in the amount shown in Table 2, and for Comparative Example 7, amorphous silica was charged in the amount shown in Table 2 and kneaded for 2 minutes to obtain a mold-making composition for each example. Table 2 shows the blending compositions of the mold-making compositions.

(評価方法)
各例で得られた無機コーテッドサンドまたは鋳型造型用組成物を用いて以下の方法で鋳型を作製し、その変形を評価した。評価結果を各表にあわせて示す。
(Evaluation Method)
Using the inorganic coated sand or the composition for molding a foundry mold obtained in each example, a mold was produced by the following method, and the deformation of the mold was evaluated. The evaluation results are shown in each table.

(鋳型の作製)
22.3×22.3×180mm試験片(5本取り)金型を200℃に加熱した。実施例1~8、比較例1~5の無機コーテッドサンド、実施例9~10、比較例6~7の鋳型造型用組成物をCSR-43ブロー造型機を使用し、ブロー圧0.45MPaで充填した。その後、この成形金型で無機コーテッドサンド、鋳型造型用組成物を2分間静置することで硬化させ、各例の鋳型試験片を得た。
(Mold Creation)
A mold for 22.3 x 22.3 x 180 mm test pieces (5 pieces) was heated to 200°C. The inorganic coated sand of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 and the foundry molding compositions of Examples 9 to 10 and Comparative Examples 6 to 7 were filled at a blow pressure of 0.45 MPa using a CSR-43 blow molding machine. The inorganic coated sand and the foundry molding composition were then left to stand for 2 minutes in this molding mold to harden, and a mold test piece for each example was obtained.

(鋳型の曲げ強度)
あらかじめPBV抗折アタッチメントを取り付けた万能強度試験機PFG型(ジョージフィッシャー社製)を用いて、25℃にて上記鋳型試験片の曲げ強度を測定した。鋳型試験片は金型から取り出した直後のものと25℃/55%RHの恒温室で1.0時間(Hr)放置したものを用いた。
(Bending strength of mold)
The bending strength of the mold test pieces was measured at 25° C. using a universal strength testing machine PFG type (manufactured by George Fischer) equipped with a PBV bending attachment in advance. The mold test pieces were used immediately after removal from the metal mold and after being left in a thermostatic chamber at 25° C./55% RH for 1.0 hour (Hr).

(鋳型の変形)
図1(a)および図1(b)は、鋳型の変形の測定方法を説明するための断面図である。上述の方法で得られた各例の鋳型試験片を、25℃/55%RHの恒温室で1時間放置した後、5×22.3×90mmの板状試験片10に切り出した。適当な大きさの鉄板の上に金属製(13mm×13mm、高さ13mm)の台座11a、11bを中心間距離が90mmになるように並べて、その上に板状試験片10を両端がそれぞれの台座の中心に位置するように乗せた(図1(a))。さらに板状試験片10の中心に重り13(4.7g)を乗せた。その後、700℃で加熱したマッフル炉で板状試験片10を乗せた鉄板を5分間加熱した。5分経過後にマッフル炉から板状試験片10を取り出して1時間放置して冷却した。その後、板状試験片10の変形量を測定した。板状試験片10の両端を結んだ直線から湾曲部への最大垂直距離を変形量とした(図1(b))。
(Mold Deformation)
1(a) and 1(b) are cross-sectional views for explaining a method for measuring the deformation of a mold. The mold test pieces of each example obtained by the above-mentioned method were left for 1 hour in a constant temperature room at 25°C/55%RH, and then cut into plate-shaped test pieces 10 of 5 x 22.3 x 90 mm. Metallic pedestals 11a and 11b (13 mm x 13 mm, height 13 mm) were arranged on an iron plate of an appropriate size so that the center-to-center distance was 90 mm, and the plate-shaped test piece 10 was placed on the pedestals so that both ends were located at the center of each pedestal (FIG. 1(a)). Furthermore, a weight 13 (4.7 g) was placed on the center of the plate-shaped test piece 10. Then, the iron plate on which the plate-shaped test piece 10 was placed was heated for 5 minutes in a muffle furnace heated at 700°C. After 5 minutes, the plate-shaped test piece 10 was removed from the muffle furnace and left for 1 hour to cool. Then, the deformation amount of the plate-shaped test piece 10 was measured. The maximum perpendicular distance from a straight line connecting both ends of the plate-shaped test piece 10 to the curved portion was defined as the deformation amount (FIG. 1(b)).

(鋳型の充填性)
鋳型の作製にて得られた鋳型試験片の重量(g)を測定し、試験片の体積(89.5cm3)で除した値を鋳型の充填性(密度)とした。
(Mold filling ability)
The weight (g) of the mold test piece obtained in the preparation of the mold was measured, and the weight was divided by the volume (89.5 cm 3 ) of the test piece to obtain the filling property (density) of the mold.

Figure 0007537964000001
Figure 0007537964000001

Figure 0007537964000002
Figure 0007537964000002

表1および表2より、無機粘結剤の種類および耐火性骨材に対する無機粘結剤の添加量が同じ例の間、すなわち
実施例1、2、比較例1および4の間;
実施例3~5および比較例2の間;
実施例6~8、比較例3および5の間;ならびに
実施例9、10、比較例6および7の間
で比較したときに、各実施例においては、鋳型強度、試験片の変形抑制および鋳型への充填性の各効果のバランスに優れていた。
From Tables 1 and 2, between the examples in which the type of inorganic binder and the amount of inorganic binder added to the refractory aggregate are the same, that is, between Examples 1 and 2, and Comparative Examples 1 and 4;
Between Examples 3 to 5 and Comparative Example 2;
When comparing Examples 6 to 8, Comparative Examples 3 and 5, and Examples 9, 10, and Comparative Examples 6 and 7, each Example had an excellent balance of the effects of mold strength, suppression of deformation of the test piece, and mold filling properties.

10 板状試験片
11a、11b 台座
13 重り
10 Plate-shaped test pieces 11a, 11b Base 13 Weight

Claims (5)

耐火性骨材(成分A)、無機粘結剤(成分B)及びフライアッシュ(成分C)を含有し、
前記無機粘結剤がメタケイ酸ナトリウムおよびメタケイ酸カリウムからなる群から選択される少なくとも一種を含有する鋳型造型用組成物。
Contains refractory aggregate (component A), inorganic binder (component B) and fly ash (component C),
The composition for mold making, wherein the inorganic binder comprises at least one selected from the group consisting of sodium metasilicate and potassium metasilicate .
当該鋳型造型用組成物中の前記無機粘結剤の含有量に対する前記フライアッシュの含有量の質量比(成分C/成分B)が0.1以上3.5以下である、請求項1に記載の鋳型造型用組成物。 The mold-molding composition according to claim 1, wherein the mass ratio (component C/component B) of the fly ash content to the inorganic binder content in the mold-molding composition is 0.1 or more and 3.5 or less. 当該鋳型造型用組成物中の前記耐火性骨材100質量部に対する前記無機粘結剤(不揮発分)の含有量が、0.1質量部以上5質量部以下である、請求項1又は2に記載の鋳型造型用組成物。 The foundry molding composition according to claim 1 or 2, wherein the content of the inorganic binder (non-volatile content) per 100 parts by mass of the refractory aggregate in the foundry molding composition is 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less. 前記無機粘結剤がメタケイ酸ナトリウム水和物を含有する、請求項1から3のいずれか1項に記載の鋳型造型用組成物。 The mold-making composition according to claim 1 , wherein the inorganic binder contains sodium metasilicate hydrate . 前記鋳型造型用組成物が無機コーテッドサンドである、請求項1から4のいずれか1項に記載の鋳型造型用組成物。 The mold-molding composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the mold-molding composition is inorganic coated sand.
JP2020154395A 2020-01-07 2020-09-15 Mold-making composition Active JP7537964B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020001022 2020-01-07
JP2020001022 2020-01-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021109237A JP2021109237A (en) 2021-08-02
JP7537964B2 true JP7537964B2 (en) 2024-08-21

Family

ID=77058677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020154395A Active JP7537964B2 (en) 2020-01-07 2020-09-15 Mold-making composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7537964B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102815546B1 (en) * 2025-04-14 2025-05-30 주식회사 아이원코퍼레이션 Foundry binder composition containing modified fly ash and method for producing foundry binder

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014098129A1 (en) 2012-12-19 2014-06-26 旭有機材工業株式会社 Coated sand, manufacturing method for same, and manufacturing method for mold
CN110405135A (en) 2019-08-19 2019-11-05 陈星利 A kind of casting New-type Modified Sodium Silicate and casting New-type Modified Sodium Silicate sand

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014098129A1 (en) 2012-12-19 2014-06-26 旭有機材工業株式会社 Coated sand, manufacturing method for same, and manufacturing method for mold
CN110405135A (en) 2019-08-19 2019-11-05 陈星利 A kind of casting New-type Modified Sodium Silicate and casting New-type Modified Sodium Silicate sand

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021109237A (en) 2021-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7721615B2 (en) Inorganic coated sand
JP7345596B2 (en) Mold material composition and mold manufacturing method using the same
ES2731822T3 (en) Process for the preparation of mixtures of molding material containing lithium based on an inorganic binder for the preparation of molds and cores for metal casting
JPWO2018097180A1 (en) Coated sand, method for producing the same, and method for producing a mold using the same
KR102432071B1 (en) Coating composition comprising organic ester compound and particulate, amorphous silicon dioxide for use in the foundry industry
JPWO2018097179A1 (en) Coated sand, method for producing the same, and method for producing a mold using the same
JP7537964B2 (en) Mold-making composition
JP6832469B1 (en) Inorganic coated sand
JP2024018294A (en) Inorganic coated sand and its manufacturing method, and method for improving storage stability of inorganic coated sand
JP7572970B2 (en) Use of particulate material comprising particulate synthetic amorphous silicon dioxide as an additive to casting material mixtures, corresponding methods, mixtures and kits
WO2022244280A1 (en) Inorganic coated sand
JP7490626B2 (en) Inorganic coated sand
JP2024018288A (en) Inorganic coated sand and its manufacturing method, and method for improving storage stability of inorganic coated sand
JP7853102B2 (en) Inorganic coated sand
WO2025058051A1 (en) Coated sand, method for producing coated sand, kit for making casting mold, and method for producing casting mold
CN116801998A (en) Inorganic coated sand

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230606

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240305

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240405

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240806

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240808

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7537964

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150