(57)【要約】【課題】通気性の良い減圧吸引鋳造用鋳型を成形できる方法及び通気性の良い減圧吸引鋳造用鋳型を提供する。【解決手段】減圧吸引鋳造用鋳型を、骨材として球状砂を用い、常温成形した。【選択図】　　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材とバインダー樹脂とを含有する混練物を金型内へブローイングし、該バインダー樹脂に硬化触媒を作用させて減圧吸引鋳造用鋳型を常温成形する方法において、骨材として球状砂を用いることを特徴とする減圧吸引鋳造用鋳型の成形方法。
【請求項２】
球状砂が耐火度１８００℃以上のものである請求項１記載の減圧吸引鋳造用鋳型の成形方法。
【請求項３】
球状砂が熱膨張率１以下のものである請求項１又は２記載の減圧吸引鋳造用鋳型の成形方法。
【請求項４】
球状砂が全粒子の９０重量％以上を３０〜１５０メッシュの範囲内にある粒子が占めるものである請求項１〜３のいずれか一つの項記載の減圧吸引鋳造用鋳型の成形方法。
【請求項５】
球状砂が人工アルミナシリケート砂である請求項１〜４のいずれか一つの項記載の減圧吸引鋳造用鋳型の成形方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つの項記載の減圧吸引鋳造用鋳型の成形方法によって成形された減圧吸引鋳造用鋳型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は減圧吸引鋳造用鋳型の成形方法及び減圧吸引鋳造用鋳型に関する。鋳型をチャンバ内に保持し、該チャンバ内を減圧にして、該鋳型の通気性を利用することにより該鋳型内のキャビティをも減圧にし、金属溶湯中へ浸漬した該鋳型の吸引口から該キャビティ内へ該金属溶湯を吸引して、該キャビティに相当する鋳物を鋳造することが行なわれる。本発明はかかる減圧吸引鋳造に用いる鋳型の成形方法及び鋳型の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳型の成形方法としては、鋳型を熱間成形するシェルモールド法と、鋳型を常温成形するコールドボックス法とが知られている。シェルモールド法は、バインダー樹脂をコーティングした骨材を金型内へブローイングし、該金型を加熱して鋳型を熱間成形する方法であり、またコールドボックス法は、骨材とバインダー樹脂とを含有する混練物を金型内へブローイングし、該バインダー樹脂に硬化触媒を作用させて鋳型を常温成形する方法である。従来は、これらの成形方法で鋳型を成形する場合、骨材として、珪砂、ジルコン砂、クロマイト砂、これらの混合砂等、天然砂が使用されている。ところが、かかる従来の成形方法には、バインダー樹脂の硬化物があたかもマトリックスを形成し、複数の尖端部を有する不定形の細かい天然砂相互の隙間を埋めるためと推察されるが、成形した鋳型の通気性が悪いという問題がある。かかる問題は、鋳型を熱間成形するという性質上、シェルモールド法による鋳型において大きい。通気性の悪い鋳型を前記したような減圧吸引鋳造に用いると、湯廻りが悪く、これを補うために鋳込温度を上げると、鋳型が変形し寸法精度に優れた鋳物を安定して鋳造するのが難しいこと、ペネトレーションが多発し鋳肌が悪化すること、鋳物バリが多くなること等の問題が発生し、また肉厚の薄い複雑な形状のものである場合には湯廻り不良の問題も発生し易くなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、通気性の良い減圧吸引鋳造用鋳型を成形できる方法及び通気性の良い減圧吸引鋳造用鋳型を提供する処にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決する本発明は、骨材とバインダー樹脂とを含有する混練物を金型内へブローイングし、該バインダー樹脂に硬化触媒を作用させて減圧吸引鋳造用鋳型を常温成形する方法において、骨材として球状砂を用いることを特徴とする減圧吸引鋳造用鋳型の成形方法に係る。また本発明は、この本発明に係る減圧吸引鋳造用鋳型の成形方法によって成形された減圧吸引鋳造用鋳型に係る。
【０００５】
本発明に係る減圧吸引鋳造用鋳型の成形方法（以下、単に本発明の成形方法という）は、前記したコールドボックス法により減圧吸引鋳造用鋳型を成形する方法である。したがって本発明の成形方法でも、骨材とバインダー樹脂とを含有する混練物を金型内へ例えば圧縮空気でブローイングし、該バインダー樹脂に硬化触媒、例えばアミン系触媒を作用させて減圧吸引鋳造用鋳型を常温成形する。本発明の成形方法では、かかるコールドボックス法による減圧吸引鋳造用鋳型の成形において、骨材として球状砂を用いる。
【０００６】
本発明の成形方法で骨材として用いる球状砂は、従来のシェルモールド法やコールドボックス法において骨材として用いる天然砂に比べ、粒子形状が丸みを帯びている。かかる球状砂としては、焼結法や溶融法等により製造されたアスペクト比（長径／短径の比）が１．１以下の各種の人工砂が知られているが、人工アルミナシリケート砂が好ましく、市販品としては例えばセラビーズ（伊藤忠セラミックス社販売の商品名）が挙げられる。なかでも、耐火度１８００℃以上のものが好ましく、また熱膨張率１以下のものが好ましく、更に全粒子の９０重量％以上を３０〜１５０メッシュの範囲内にある粒子が占めるものが好ましく、市販品としては例えばセラビーズ＃５００や＃６５０が好ましい。尚、本発明の成形方法において、耐火度はゼーゲルコーン測定法にて測定される値であり、また熱膨張率はＪＡＣＴ試験法Ｍ−２に準拠して測定される値である。
【０００７】
本発明の成形方法において、バインダー樹脂やその硬化触媒としては、従来のコールドボックス法において用いていたものと同様のものを用いることができる。かかるバインダー樹脂としては、フェノール系やウレタン系等の熱硬化性樹脂が挙げられ、また硬化触媒としては、酸性や塩基性の触媒、例えばアミン系触媒が挙げられる。
【０００８】
本発明の成形方法では通常、骨材としての球状砂／バインダー樹脂＝１００／０．５〜１００／２（重量比）の混練物を金型へ接続したブロータンクに入れ、該ブロータンクに圧縮空気を供給して、該混練物を該金型内へブローイングした後、該金型内へ硬化触媒のガスを吹き込み、該バインダー樹脂を硬化させて、減圧吸引鋳造用鋳型を常温成形する。かくして常温成形した減圧吸引鋳造用鋳型、具体的には上型、下型、とりわけ中子は、５０〜３００℃程度で乾燥して、これらに残留するバインダー樹脂由来の溶剤をできるだけ除去しておくのが好ましい。
【０００９】
本発明に係る減圧吸引鋳造用鋳型（以下、単に本発明の鋳型という）は、以上説明した本発明の成形方法によって成形されたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の成形方法及び鋳型の実施形態としては、下記の１）及び２）が挙げられる。
１）骨材として人工アルミナシリケート砂（伊藤忠セラミックス社販売の商品名セラビーズ＃６５０、全粒子の９０重量％以上を５０〜１５０メッシュの範囲内にある粒子が占める全体として球状粒子からなるアスペクト比が１．１以下のもの）／バインダー樹脂としてフェノール系樹脂＝１００／１（重量比）の混練物を金型内へブローイングし、該フェノール系樹脂に硬化触媒としてアミン系触媒を作用させて減圧吸引鋳造用鋳型を常温成形した後、脱型し、１５０℃で１時間乾燥する方法。またこの方法によって得られた減圧吸引鋳造用鋳型。
【００１１】
２）骨材として人工アルミナシリケート砂（伊藤忠セラミックス社販売の商品名セラビーズ＃５００、全粒子の９０重量％以上を３０〜１５０メッシュの範囲内にある粒子が占める全体として球状粒子からなるアスペクト比が１．１以下のもの）／バインダー樹脂としてフェノール系樹脂＝１００／０．８（重量比）の混練物を金型内へブローイングし、該フェノール系樹脂に硬化触媒としてアミン系触媒を作用させて減圧吸引鋳造用鋳型を常温成形した後、脱型し、１５０℃で１時間乾燥する方法。またこの方法によって得られた減圧吸引鋳造用鋳型。
【００１２】
【実施例】
試験区分１（コールドボックス法による減圧吸引鋳造用鋳型の成形）
実施例１
先ず、骨材として人工アルミナシリケート砂（伊藤忠セラミックス社販売の商品名セラビーズ＃６５０）１００重量部当たり、バインダー樹脂としてフェノール系樹脂を１重量部の割合で混練し、その混練物を金型へ接続したブロータンクに入れた。次に、ブロータンクに圧縮空気を供給して、混練物を金型内へブローイングした。更に、金型内へ硬化触媒としてアミン系触媒のガスを、該金型内へブローイングした混練物中のフェノール系樹脂と同量となるよう吹き込み、該フェノール樹脂を硬化させて、減圧吸引鋳造用鋳型を常温成形した。最後に、常温成形した減圧吸引鋳造用鋳型を脱型し、１００℃で３０分間乾燥した。
【００１３】
実施例２
骨材としてアルミナシリケート砂（伊藤忠セラミックス社販売の商品名セラビーズ＃５００）を用いたこと以外は実施例１と同様に行なった。
【００１４】
比較例１
骨材として輸入珪砂を用いたこと以外は実施例１と同様に行なった。
【００１５】
比較例２
骨材としてジルコン砂を用いたこと以外は実施例１と同様に行なった。
【００１６】
比較例３
骨材としてクロマイト砂を用いたこと以外は実施例１と同様に行なった。
【００１７】
試験区分２（テストピースの通気度の測定）
各例について試験区分１と同様の方法でテストピース（直径５０ｍｍ×厚さ５０ｍｍ）を成形し、成形した各テストピースの通気度を測定した。各例で用いた骨材の種類及び物性等並びにテストピースの通気度を表１にまとめて示した。
【００１８】
【表１】
2004074226.tif 000002
【００１９】
表１において、
主粒度：全粒子の９０重量％以上が含まれる粒径範囲
【００２０】
【発明の効果】
既に明らかなように、以上説明した本発明には、通気性の良い減圧吸引鋳造用鋳型を成形できるという効果がある。