砂芯的制造方法和砂芯的制作方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供能够制造可使用时间较长的砂芯的砂芯的制造方法以及可使用时间较长的砂芯。该砂芯的制造方法包括原砂调和工序和砂芯造型工序，在该原砂调和工序中包括制造在铸造用砂中含有水、膨润土、山梨糖醇以及量比膨润土的量少的聚丙烯酸钠系的粉末物质的砂芯用原砂的砂芯用砂供给工序（步骤S10）和砂芯用砂混炼工序（步骤S11）。在该砂芯造型工序中使用砂芯用原砂来将砂芯造型。另外，该砂芯是利用向铸造用砂中至少添加水、膨润土、山梨糖醇以及量比膨润土的量少的聚丙烯酸钠系的粉末物质而成的砂芯用原砂制造成的砂芯。
【专利说明】 砂芯的制造方法和砂芯
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有调和砂芯用原砂的原砂调和工序和使用砂芯用原砂来将砂芯造型的造型工序的砂芯的制造方法以及砂芯。
【背景技术】
[0002]作为用于形成铸件产品的外侧的主模，有时使用原砂型、自硬性模、热固化性模、气体固化性模等砂型。原砂型所采用的原砂通常是向硅砂等铸造用砂中添加水和膨润土而成的砂。添加在原砂中的膨润土通过保持水分来发挥作为粘结剂的粘结力，使原砂型固结。另外，出于提闻表面稳定性、改善铸件表面等的目的，有时也向原砂中添加淀粉、煤粉(seacoal)等。
[0003]另一方面，可在自硬性模、热固化性模、气体固化性模所采用的铸造用砂中不添加水，而添加即使没有水分也会使模固结或者固化的粘结剂。具体地讲，作为粘结剂，在自硬性模中使用水玻璃、呋喃树脂等，在热固化性模中使用酚醛树脂等，在气体固化性模中使用苯酚甲醛初期缩合物、丙烯醇树脂等。
[0004]上述砂型中的原砂型与其他的砂型相比，虽然其强度较低，但是直到完成模为止的工序较少，能够将造型费抑制得廉价。因此，原砂型被广泛地应用于汽车零件等的铸造。
[0005]相对于此，用于在铸件产品中形成中空部的砂芯与主模相比通常要求较高的强度，因此，利用原砂制造该砂芯的情况较少，利用热固化法、冷芯盒法等制造该砂芯的情况较多。
[0006]在主模使用原砂的情况下，将铸造之后的主模粉碎而得到的主模形成砂作为回收砂而反复用于制造主模。
[0007]另外，在铸造中使用砂芯的情况下，回收砂是主模形成砂与将铸造后的砂芯粉碎而得到的砂芯形成砂混合而成的砂。在利用热固化法、冷芯盒法等制造砂芯的过程中，难以使用混合有主模形成砂的回收砂，使用新砂的情况较多。
[0008]因此，本案 申请人:提出了一种能够使用混合有主模形成砂的回收砂来制造砂芯的砂芯用原砂的调和方法(参照专利文献I)。在该专利文献I所述的砂芯用原砂的调和方法中，向混合有主模形成砂的回收砂中添加水和山梨糖醇来调和砂芯用原砂。通过添加山梨糖醇而提高了砂芯的强度，不利用热固化法、冷芯盒法等，而利用原砂就能够制造砂芯。
[0009]专利文献1:日本特开平5 - 161939号
[0010]但是，在专利文献I所述的砂芯用原砂的调和方法中，虽然能够提高砂芯的强度，但是在砂芯的可使用时间这一点上还存在改善的余地。在此，可使用时间是指在用原砂制造的主模、砂芯中保持预定的水分、并维持预定的强度而能够用于铸造的时间。一般来说，主模是以将向铸造用砂中添加水、膨润土等而成的物质混炼来调和原砂、并在使用该原砂造型了之后立即进行浇注的方式使用的，因此，不需要那么长的可使用时间。另一方面，不仅存在与制造主模一并制造砂芯的情况，也存在在与主模的生产线不同的场所制造砂芯而预先制作好砂芯的情况。在预先制作好砂芯的情况下，砂芯要求比主模长的可使用时间。
【发明内容】
[0011]本发明鉴于上述情况，其目的在于提供能够制造可使用时间较长的砂芯的砂芯的制造方法以及可使用时间较长的砂芯。
[0012]用于实现上述目的的本发明的砂芯的制造方法的特征在于，该砂芯的制造方法包括以下工序:原砂调和工序，调和在铸造用砂中至少含有水、膨润土、山梨糖醇以及量比该膨润土的量少的聚丙烯酸钠系的粉末物质的砂芯用原砂；以及造型工序，使用上述砂芯用原砂来将砂芯造型。
[0013]在此，聚丙烯酸钠系的粉末物质是指以聚丙烯酸钠为主要成分的粉末物质，以聚丙烯酸钠为主要成分是指含有聚丙烯酸钠50重量％以上。另外，铸造用砂既可以是新砂，也可以是回收砂。在此，新砂是指使用于铸造之前的铸造用砂，回收砂是指将铸造之后的主模、砂芯粉碎而得到的铸造用砂。另外，在新砂中含有自回收砂除去了粘结剂等而成的再生砂。
[0014]采用本发明的砂芯的制造方法，由于使用含有聚丙烯酸钠系的粉末物质的砂芯用原砂，因此，利用聚丙烯酸钠系的粉末物质提高了膨润土的保水性，能够制造可使用时间较长的砂芯。在此，在砂芯用原砂中含有量比砂芯用原砂所含有的膨润土的量多的聚丙烯酸钠系的粉末物质时，膨润土的粘性降低，作为粘结剂的功能减弱，因此并不理想。
[0015]另外，实现上述目的的本发明的第2砂芯的制造方法使用由向铸造用砂中至少添加水和膨润土而成的原砂构成的主模铸造铸件产品，使用含有将铸造后的主模粉碎而得到的主模形成砂的回收砂制造砂芯，其特征在于，该第2砂芯的制造方法包括以下工序:原砂调和工序，将向上述回收砂中至少添加水、山梨糖醇以及量比该回收砂所含有的膨润土的量少的聚丙烯酸钠系的粉末物质而成的物质混合，调和砂芯用原砂；以及造型工序，使用上述砂芯用原砂来将砂芯造型。
[0016]在此，回收砂既可以全部是主模形成砂，也可以混合有主模形成砂和形成了砂芯的砂芯形成砂。另外，在上述原砂调和工序中，既可以添加膨润土，也可以不添加膨润土。即，在原砂调和工序中不添加膨润土的情况下，使用残留在上述回收砂中的膨润土。并且，在原砂调和工序中不添加膨润土的情况下，使添加到上述回收砂中的聚丙烯酸钠系的粉末物质的量少于残留在上述回收砂中的膨润土的量即可。另外，在原砂调和工序中添加膨润土的情况下，使添加到上述回收砂中的聚丙烯酸钠系的粉末物质的量少于残留在上述回收砂中的膨润土和添加到回收砂中的膨润土的合计量即可。
[0017]采用本发明的第2砂芯的制造方法，也能利用聚丙烯酸钠系的粉末物质提高膨润土的保水性，能够制造可使用时间较长的砂芯。
[0018]并且，实现上述目的的本发明的砂芯的特征在于，该砂芯利用向铸造用砂中至少添加水、膨润土、山梨糖醇以及量比该膨润土的量少的聚丙烯酸钠系的粉末物质而成的砂芯用原砂制造。
[0019]在此，铸造用砂既可以是新砂、也可以是回收砂。
[0020]采用本发明的砂芯，利用聚丙烯酸钠系的粉末物质提高了膨润土的保水性，可使用时间变长。
[0021]采用本发明的砂芯的制造方法，能够提供一种能够制造可使用时间较长的砂芯的 砂芯的制造方法。另外，采用本发明的砂芯，能够提供一种可使用时间较长的砂芯。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是表示实施作为本发明的实施方式的砂芯的制造方法的砂芯制造生产线和铸造生产线的示意图。
[0023]图2是表示图1所示的砂芯制造生产线和铸造生产线的制造工序的流程图。【具体实施方式】
[0024]下面，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。
[0025]图1是表示实施作为本发明的实施方式的砂芯的制造方法的砂芯制造生产线和铸造生产线的示意图。
[0026]如图1所示，在本实施方式中，包括:铸造生产线I，其用于制造主模，使用由该铸造生产线I制造的主模来铸造铸件产品；砂芯制造生产线2，其用于制造砂芯，并向铸造生产线I供给砂芯。在该砂芯制造生产线2中实施本发明的砂芯的制造方法。
[0027]在铸造生产线I中，砂供给装置11、主模用混炼装置12、主模造型机13、砂芯收纳装置14、合模装置15、浇注装置16以及落砂装置17按照该记载顺序配置。
[0028]砂供给装置11向主模用混炼装置12和砂芯制造生产线2分别供给铸造用砂。砂供给装置11采用砂斗，该砂斗具有用于向主模用混炼装置12和砂芯制造生产线2分别供给铸造用砂的砂供给口。主模用混炼装置12向从砂供给装置11供给来的铸造用砂中添加水、膨润土以及预定的添加剂而进行混炼，调和主模用原砂。主模用混炼装置12采用碾轮式混砂机、摆轮式混砂机以及连续式混砂机等。
[0029]主模造型机13使用在主模用混炼装置12中调和而成的主模用原砂来将主模的上模和下模造型。在主模造型机13中，利用压实(压缩)、震实(震摆)、送风(吹风)、振荡(振动)或者上述设备的组合将主模造型。主模造型机13采用震实.造型机、震实.压实.造型机以及抛砂机等。砂芯收纳装置14向在主模造型机13中造型而成的下模中收纳在砂芯制造生产线2中制造的砂芯。
[0030]合模装置15在收纳有砂芯的下模上覆盖上模来组装主模。浇注装置16将在熔化炉中熔化了的熔液浇注到主模内。落砂装置17将主模和砂芯粉碎，将浇注在主模中的熔液通过冷却而凝固形成的铸件产品自主模取出。另外，在落砂装置17中，使粉碎主模而得到的主模形成砂及粉碎砂芯而得到的砂芯形成砂与铸件产品分离，除去附着在铸件产品上的砂。落砂装置17采用震动落砂机、穿孔输出机等。另外，对在落砂装置17中取出来的铸件产品实施除去飞边、浇口等预定的精加工。另外，主模形成砂和砂芯形成砂在除去了浇铸溅射铁球等异物之后被回收，作为回收砂被输送到砂供给装置11。
[0031]砂芯制造生产线2具有砂芯用混炼装置21和砂芯造型机22。砂芯用混炼装置21向从铸造生产线I的砂供给装置11供给来的铸造用砂中添加水和预定的添加剂进行混炼，调和砂芯用原砂。砂芯用混炼装置21采用与主模用混炼装置12同样的装置。砂芯造型机22使用在砂芯用混炼装置21中调和成的砂芯用原砂来将砂芯造型。造型好的砂芯被输送到砂芯收纳装置14，被收纳在下模中。
[0032]接着，使用图2说明在铸造生产线I和砂芯制造生产线2中实施的制造工序。[0033]图2是表示图1所示的砂芯制造生产线和铸造生产线的制造工序的流程图。
[0034]如图2所示，在铸造生产线I中，首先，实施从图1所示的砂供给装置11向主模用混炼装置12供给铸造用砂的主模用砂供给工序(步骤SI)。向主模用混炼装置12供给的铸造用砂既可以是新向砂供给装置11供给的新砂，也可以是从图1所示的落砂装置17回收来的回收砂。
[0035]接着，实施向供给到图1所示的主模用混炼装置12的铸造用砂中添加水、膨润土、聚丙烯酸钠系的粉末物质、淀粉以及煤粉而进行混炼的主模用砂混炼工序(步骤S2)，调和主模用原砂。
[0036]水以铸造用砂的CB值(紧实率:contactability)为40%左右的方式添加。其他的添加物以膨润土相对于铸造用砂的含量为9.0重量％?16.5重量％、聚丙烯酸钠系的粉末物质相对于铸造用砂的含量为0.003重量％?0.01重量％、淀粉相对于铸造用砂的含量为
0.1重量％?0.6重量％以及煤粉的灼热减量为2.5重量％?5.5重量％的方式添加。膨润土是像上述那样使铸造用砂相互结合的粘结剂，聚丙烯酸钠系的粉末物质是为了提高膨润土的保水性而添加的。另外，淀粉是出于防止冲砂、提高表面稳定性等的目的而添加的，煤粉是为了改善铸件表面、防止针孔等而添加的。
[0037]在铸造用砂采用回收砂的情况下，在回收砂中含有在该主模用砂混炼工序中添加的膨润土、聚丙烯酸钠系的粉末物质、淀粉及煤粉、在后述的砂芯用砂混炼工序中添加的聚丙烯酸钠系的粉末物质中的、在后述的浇注工序中没有烧掉而残留着的部分。因此，在铸造用砂采用回收砂的情况下，在主模用砂混炼工序中添加的各种添加剂分别以与残留部分合在一起的含量在上述范围内的方式添加。另外，预先调查各添加剂以何种程度残留。在主模用砂混炼工序中，为了充分地发挥膨润土的粘结性能，将铸造用砂与添加的水、膨润土及其他的添加剂均匀地混炼。
[0038]接着，将在主模用砂混炼工序中调和好的主模用原砂输送到图1所示的主模造型机13，实施王|旲造型工序(步骤S3)。在王t旲造型工序中，在王t旲造型机13中将王t旲中的上模和下模分别造型。另外，利用钻头等在上模中开孔，形成用于注入熔液的浇口杯。
[0039]接着，说明与铸造生产线I的到主模造型工序为止的工序并行实施的砂芯制造生产线2的制造工序。
[0040]如图2所示，在砂芯制造生产线2中，首先，实施从图1所示的砂供给装置11向砂芯用混炼装置21供给铸造用砂的砂芯用砂供给工序(步骤S10)。在砂芯用砂供给工序中，从图1所示的砂供给装置11供给与向上述主模用混炼装置12供给的铸造用砂相同的铸造用砂。因而，在砂芯制造生产线2中使用的铸造用砂也是既存在新砂的情况，也存在回收砂的情况。
[0041]接着，向供给到图1所示的砂芯用混炼装置21的铸造用砂中添加水、山梨糖醇以及聚丙烯酸钠系的粉末物质进行混炼，实施砂芯用砂混炼工序(步骤Sll)来调和砂芯用原砂。砂芯用砂供给工序和砂芯用砂混炼工序相当于本发明中所说的原砂调和工序的一例子。
[0042]在供给到砂芯用混炼装置21的铸造用砂是新砂的情况下，也添加膨润土。在供给到砂芯用混炼装置21的铸造用砂是回收砂的情况下，在回收砂中含有在上述主模用砂混炼工序中添加的膨润土中的、在后述的浇注工序中没有烧掉而残留着的部分。另外，与主模用砂混炼工序同样地预先调查各添加剂以何种程度残留，在残留着的膨润土存在变少的倾向的情况下，也可以添加膨润土。
[0043]水以相对于铸造用砂的含量为2.7重量％?3.7重量％左右的方式添加。山梨糖醇以相对于铸造用砂的含量为1.2重量％?1.6重量％的方式添加。山梨糖醇用于提高砂芯的强度。聚丙烯酸钠系的粉末物质以相对于铸造用砂的含量比铸造用砂所含有的膨润土和山梨糖醇这两者少量的方式添加。具体地讲，聚丙烯酸钠系的粉末物质以相对于铸造用砂的含量为0.003重量％?0.01重量％、优选为0.005重量％?0.008重量％的方式添力口。在含有的聚丙烯酸钠系的粉末物质比含有的膨润土多量时，膨润土的粘性降低，作为粘结剂的功能减弱，因此并不理想。
[0044]接着，将在砂芯用砂混炼工序中制造的砂芯用原砂输送到图1所示的砂芯造型机22，实施砂芯造型工序(步骤S12)来将砂芯造型，砂芯制造生产线2中的砂芯制造工序结束。通过实施以上说明的步骤S21和步骤S22，能够制造利用砂芯用原砂制造的砂芯，该砂芯用原砂是向铸造用砂中至少添加水、膨润土、山梨糖醇以及量比该膨润土的量少的聚丙烯酸钠系的粉末物质而成的。
[0045]在本实施方式的砂芯制造生产线2中制造的砂芯利用聚丙烯酸钠系的粉末物质提高了膨润土的保水性，可使用时间变长。具体地讲，如果在砂芯用砂混炼工序中不添加聚丙烯酸钠系的粉末物质，则与本实施方式的砂芯制造生产线2同样地制造的砂芯的可使用时间为5天左右，而在本实施方式的砂芯制造生产线2中制造的砂芯的可使用时间为7天左右，延长了两天左右。因此，在本实施方式的砂芯制造生广线2中制造的砂芯的可使用时间变长，能够贮存的时间相应地变长，特别是在预先制作好砂芯的情况下，能够使库存管理变容易。另外，在本实施方式的砂芯制造生产线2中制造的砂芯即使在使用回收砂来制造的情况下，也利用添加的山梨糖醇而充分地具有砂芯所要求的强度。
[0046]接着，将在主模造型工序中造型好的下模和在砂芯制造生产线2中制造的砂芯输送到图1所示的砂芯收纳装置14，实施将砂芯收纳在下模的预定部位的砂芯收纳工序(步骤S4)。另外，在与铸造生产线I不同的场所实施砂芯制造生产线2的情况下，将在砂芯制造生产线2中制造的砂芯暂时贮存在预定的场所，与铸造生产线I相对应地从贮存的砂芯中向砂芯收纳装置14输送预定量的砂芯。另外，砂芯收纳工序也可以由作业人员利用手工作业来实施。
[0047]接着，将收纳有砂芯的下模和上模输送到图1所示的合模装置15，实施了在下模上覆盖上模而组装主模的合模工序(步骤S5)之后，将组装好的主模输送到图1所示的浇注装置，自上模的浇口杯浇注熔液来实施浇注工序(步骤S6)。
[0048]接着，在实施了通过冷却预定时间而使主模内的熔液凝固的冷却工序(步骤S7)之后，将主模输送到图1所示的落砂装置17，利用图1所示的落砂装置17实施落砂工序(步骤S8)。
[0049]接着，实施将分离的主模形成砂和砂芯形成砂回收的砂回收工序(步骤S9)。回收的主模形成砂和砂芯形成砂在分离了铸造溅射铁球等异物之后，作为回收砂被输送到图1所示的砂供给装置11，再次用于制造主模、砂芯。
[0050]像以上说明的那样，采用本实施方式的砂芯的制造方法，能够制造可使用时间较长的砂芯。另外，采用本实施方式的砂芯，能够延长可使用时间。[0051]另外，在使用难以采用回收砂的热固化法、冷芯盒法等制造的砂芯时，在主模形成砂中追加用新砂制造的砂芯的砂芯形成砂，回收砂的总量会增加。该回收砂虽然能够用于制造主模，但是无法用于制造热固化法、冷芯盒法的砂芯，在使用回收砂制造主模的情况下，必须废弃相当于增加的部分的量的砂。但是，采用本实施方式的砂芯的制造方法，由于能够使用回收砂制造砂芯，因此，不必使用新砂，其结果，不需要自回收砂废弃相当于追加部分的量的砂。
[0052]本发明并不限定于上述实施方式，能够在权利要求书所述的范围内进行各种变形。例如，在本实施方式的砂芯的制造方法中，通过自与向主模供给铸造用砂的砂供给装置相同的砂供给装置11供给铸造用砂，使用与主模所采用的铸造用砂相同的铸造用砂制造砂芯，但也可以通过自与主模的砂供给装置不同的砂供给装置供给铸造用砂，使用与主模所采用的铸造用砂不同的铸造用砂制造砂芯。
[0053]附图标记说明
[0054]1、铸造生产线；2、砂芯制造生产线；21、砂芯用混炼装置；22、砂芯造型机。
【权利要求】
1.一种砂芯的制造方法，其特征在于， 该砂芯的制造方法包括以下工序: 原砂调和工序，调和在铸造用砂中至少含有水、膨润土、山梨糖醇以及量比该膨润土的量少的聚丙烯酸钠系的粉末物质的砂芯用原砂；以及造型工序，使用上述砂芯用原砂来将砂芯造型。
2.—种砂芯的制造方法，使用由向铸造用砂中至少添加水和膨润土而成的原砂构成的主模铸造铸件产品，使用含有将铸造后的主模粉碎而得到的主模形成砂的回收砂来制造砂芯，其特征在于， 该砂芯的制造方法包括以下工序: 原砂调和工序，将向上述回收砂中至少添加水、山梨糖醇以及量比该回收砂所含有的膨润土的量少的聚丙烯酸钠系的粉末物质而成的物质混合，调和砂芯用原砂；以及造型工序，使用上述砂芯用原砂来将砂芯造型。
3.一种砂芯，其特征在于， 该砂芯利用向铸造用砂中至少添加水、膨润土、山梨糖醇以及量比该膨润土的量少的聚丙烯酸钠系的粉末物质而成的砂芯用原砂制造。
【文档编号】B22C5/04GK103567370SQ201310310969
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月23日 优先权日:2012年7月23日
【发明者】铃木俊, 坂本仁 申请人:旭技术株式会社