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公開番号2024056445
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-23
出願番号2022163314
出願日2022-10-11
発明の名称鋳型造型方法及び鋳型材料
出願人新東工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B22C 1/00 20060101AFI20240416BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】鉄系鋳物を製造する鋳型の造型において、生産性を低下させることなく不良の発生を抑えることができる技術を提供する。
【解決手段】鉄系鋳物を製造する鋳型を造型する鋳型造型方法は、骨材である人工砂と粘結剤とを用いて混練砂を生成するステップと、混練砂を型に充填するステップと、型に充填された混練砂を固化させるステップと、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
鉄系鋳物を製造する鋳型を造型する鋳型造型方法であって、
骨材である人工砂と粘結剤とを用いて混練砂を生成するステップと、
前記混練砂を型に充填するステップと、
前記型に充填された前記混練砂を固化させるステップと、
を含む鋳型造型方法。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
前記人工砂は、酸化アルミニウム（Ａｌ
２
Ｏ
３
）が６０％以上、かつ、二酸化ケイ素（ＳｉＯ
２
）が４０％以下であり、
前記粘結剤は、ケイ酸ナトリウム及びケイ酸カリウムの何れか一方である、請求項１に記載の鋳型造型方法。
【請求項３】
前記粘結剤はモル比が１．８以上である、請求項１又は２に記載の鋳型造型方法。
【請求項４】
前記粘結剤は前記骨材１００重量部に対して４重量部以下である、請求項１又は２に記載の鋳型造型方法。
【請求項５】
前記人工砂は、溶融法又は焼結法により製造される、請求項１又は２に記載の鋳型造型方法。
【請求項６】
前記固化させるステップでは、脱水縮合反応によって前記混練砂を固化させる、請求項１又は２に記載の鋳型造型方法。
【請求項７】
前記固化させるステップでは、二酸化炭素（ＣＯ
２
）ガスを用いて前記混練砂を固化させる、請求項１又は２に記載の鋳型造型方法。
【請求項８】
前記混練砂は、少なくとも界面活性剤を含む発泡混練砂である、請求項１又は２に記載の鋳型造型方法。
【請求項９】
鉄系鋳物を製造する鋳型の鋳型材料であって、酸化アルミニウム（Ａｌ
２
Ｏ
３
）が６０％以上、かつ、二酸化ケイ素（ＳｉＯ
２
）が４０％以下である人工砂を骨材とし、ケイ酸ナトリウム及びケイ酸カリウムの何れか一方を粘結剤として含む、鋳型材料。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、鋳型造型方法及び鋳型材料に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、鋳型を開示する。鋳型は、成型された珪砂を、バインダーを用いて粘結させることで製造される。珪砂の主成分は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ
２
）である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０１４－５２７９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の鋳型を鉄系鋳物の製造に用いる場合、溶湯中の金属酸化物（例えばＦｅＯ）が鋳型の骨材である珪砂に含まれる二酸化ケイ素（ＳｉＯ
２
）と反応し、ファイアライト（２ＦｅＯ・ＳｉＯ
２
）が生成される場合がある。ファイアライト（２ＦｅＯ・ＳｉＯ
２
）は、鋳物表面の焼付き欠陥を引き起こしたり、差し込み不良を発生させたりするおそれがある。不良を低減するために、例えば鋳型に塗型を塗ることが考えられる。しかしながら、製造工程が増えるため、生産性が低下する。本開示は、鉄系鋳物を製造する鋳型の造型において、生産性を低下させることなく不良の発生を抑える技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一側面に係る鋳型造型方法は、鉄系鋳物を製造する鋳型を造型する方法である。方法は、以下ステップを含む。
（１）骨材である人工砂と粘結剤とを用いて混練砂を生成するステップ
（２）混練砂を型に充填するステップ
（３）型に充填された混練砂を固化させるステップ
【０００６】
この鋳型造型方法では、人工砂を骨材とするため、二酸化ケイ素（ＳｉＯ
２
）を９０％以上含む天然珪砂と比べて、二酸化ケイ素（ＳｉＯ
２
）の含有量が大きく抑えられる。このため、この鋳型造型方法によって製造された鋳型は、天然珪砂を骨材として製造された鋳型と比べて、ファイアライト（２ＦｅＯ・ＳｉＯ
２
）が発生しにくい。よって、この鋳型造型方法は、天然珪砂を骨材とした場合と比べて、鋳物表面の焼付き欠陥及び差し込み不良の発生を抑制できる。さらに、ファイアライト（２ＦｅＯ・ＳｉＯ
２
）が発生しにくいことから、塗型を塗る必要もない。このため、この鋳型造型方法は、生産性を低下させることなく不良の発生を抑えることができる。
【０００７】
一実施形態においては、人工砂は、酸化アルミニウム（Ａｌ
２
Ｏ
３
）が６０％以上、かつ、二酸化ケイ素（ＳｉＯ
２
）が４０％以下であり、粘結剤は、ケイ酸ナトリウム及びケイ酸カリウムの何れか一方であってもよい。
【０００８】
一実施形態においては、粘結剤はモル比が１．８以上であってもよい。この場合、鋳型造型方法は、鋳型の強度を保ちつつ鋳型の崩壊性を改善できる。
【０００９】
一実施形態においては、粘結剤は骨材１００重量部に対して４重量部以下であってもよい。鋳型の強度を確保するためには粘結剤を多めに添加する必要がある。天然珪砂を骨材とする場合には、一般的に粘結剤は４重量部よりも多く添加される。しかしながら、粘結剤を多めに添加した場合、鋳型の崩壊性が悪化する。この鋳型造型方法では、骨材に人工砂を採用することにより、粘結剤の添加量が４重量部以下であっても鋳型の強度を十分に得ることができる。よって、この鋳型造型方法は、鋳型の強度を保ちつつ鋳型の崩壊性を改善できる。
【００１０】
一実施形態においては、人工砂は溶融法又は焼結法により製造されてもよい。溶融法又は焼結法により製造された人工砂は、他の方法で製造された人工砂と比べて粘結剤の量を少なくできるので、この鋳型造型方法は製造コストを削減できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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