铸模用骨料混合物、铸模以及铸模的造型方法

文档序号:990958 发布日期:2020-10-20 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 铸模用骨料混合物、铸模以及铸模的造型方法 (Aggregate mixture for mold, and method for molding mold ) 是由 青木知裕 加藤裕介 松原弘之 于 2019-03-20 设计创作,主要内容包括:一种铸模用骨料混合物,其含有:骨料、水溶性粘结剂、水溶性发泡剂、水性脱模剂以及水。(An aggregate mixture for casting molds comprising: aggregate, water-soluble binder, water-soluble foaming agent, water-based release agent and water.)

铸模用骨料混合物、铸模以及铸模的造型方法

技术领域

本公开涉及一种铸模用骨料混合物、铸模以及铸模的造型方法。

背景技术

以往,使用如下的铸模造型装置:通过压入方式将发泡状的混合物填充至加热过的模具的型腔中,对铸模进行造型,所述发泡状的混合物通过对粒子状的骨料、水溶性粘合剂以及水进行搅拌而得到。

作为该铸模造型装置,例如在专利文献1中公开了一种铸模造型装置,该铸模造型装置设有混合物收纳单元,该混合物收纳单元将呈长方体且具有上下贯通的中空的中空长方体的下端开口部用底板封闭,并且在该底板设置(透設)有注射所述发泡混合物的注射孔,所述混合物收纳单元兼具作为对所述骨料、水溶性粘合剂以及水进行搅拌的搅拌槽的功能、以及作为收纳所述混合物以压入所述混合物的压入筒的功能,所述铸模造型装置还设有能封闭所述注射孔的塞单元。

专利文献1:日本再表2005-89984号公报

发明内容

发明所要解决的问题

如专利文献1所记载,已知如下的技术:对骨料混合物进行搅拌,使其发泡而产生气泡,将该发泡状的骨料混合物以压入方式填充至加热过的模具的型腔中,对铸模进行造型,所述骨料混合物含有骨料、粘结剂、发泡剂以及水等。需要说明的是,在从模具中卸下造型出的铸模时,有时铸模会局部残留于模具的型腔,或者在铸模产生裂纹、碎片(欠け)。因此,为了抑制这种局部残留、裂纹以及碎片等,在将骨料混合物以压入方式填充至模具型腔中之前,进行在模具的型腔面涂布脱模剂的工序。需要说明的是,作为涂布至模具的型腔面的脱模剂,一般使用以二甲基硅酮等非反应型硅酮系为主要成分的脱模剂。

但是,每当对铸模进行造型,就要每次实施向模具涂布脱模剂的作业,该脱模剂的每次的涂布作业是阻碍铸模造型的简易化(例如,反复的造型循环中的时间的缩短化)的一个因素。此外,在涂布时,有时脱模剂会飞散至周围环境中。

因此,要求不需要或减少对铸模进行造型时向模具涂布脱模剂的作业。

本公开的目的在于,提供一种不需要或能减少对铸模进行造型时脱模剂向模具的涂布的铸模用骨料混合物以及铸模的造型方法。

此外,其目的在于提供一种脱模性优异的铸模。

用于解决问题的方案

所述问题通过以下的方案来解决。

<1>一种铸模用骨料混合物,其含有骨料、水溶性粘结剂、水溶性发泡剂、水性脱模剂以及水。

<2>根据所述<1>所述的铸模用骨料混合物,其中,所述水性脱模剂是具有作用于所述水溶性粘结剂、具有质子给予性、选自羧基、羰基、硅烷醇基以及酚基中的至少一种官能团的链状结构物质。

<3>根据所述<2>所述的铸模用骨料混合物,其中,所述水性脱模剂的含量按作用于所述水溶性粘结剂的所述官能团的当量计,相对于所述铸模用骨料混合物为2.0×10-7mol/kg以上且1.0×10-4mol/kg以下。

<4>根据所述<1>~<3>中任一项所述的铸模用骨料混合物,其中,所述水性脱模剂具有不妨碍发泡作用的性能。

<5>根据所述<1>~<4>中任一项所述的铸模用骨料混合物,其中,所述水溶性粘结剂含有选自与所述水性脱模剂所具有的官能团作用的无机盐和有机盐、以及与所述水性脱模剂形成糖苷键的碳水化合物中的至少一种。

<6>根据所述<1>~<5>中任一项所述的铸模用骨料混合物,其中,所述骨料是天然硅砂和人工砂中的至少一方。

<7>根据所述<1>~<6>中任一项所述的铸模用骨料混合物,其中,所述骨料的粒度(AFS指数)为40以上且120以下。

<8>根据所述<1>~<7>中任一项所述的铸模用骨料混合物,其中,所述水溶性发泡剂是表面活性剂。

<9>根据所述<1>~<8>中任一项所述的铸模用骨料混合物,其中,含有通过发泡产生的气泡。

<10>一种铸模,其含有骨料、水溶性粘结剂、水溶性发泡剂以及水性脱模剂。

<11>一种铸模的造型方法,其包括以下工序:a)发泡骨料混合物制备工序,对含有骨料、水溶性粘结剂、水溶性发泡剂、水性脱模剂以及水的铸模用骨料混合物进行搅拌,由此在该铸模用骨料混合物中产生发泡,制备含有气泡的发泡骨料混合物;b)填充工序,将所述发泡骨料混合物填充至模具中的铸模造型用的空间;c)铸模造型工序,使填充的所述发泡骨料混合物的水分蒸发,使所述发泡骨料混合物固化,对铸模进行造型;以及d)取出工序,从所述铸模造型用的空间中取出造型出的所述铸模。

发明效果

根据本公开,能提供一种不需要或能减少对铸模进行造型时脱模剂向模具的涂布的铸模用骨料混合物以及铸模的造型方法。

此外,能提供一种脱模性优异的铸模。

具体实施方式

以下,对本公开中的实施方式进行详细说明。

需要说明的是,在本说明书中,对于术语“工序”,不仅包含独立的工序,即使在与其他工序无法明确地区分的情况下,只要实现其目的,该工序也包含于本术语中。

本实施方式的铸模用骨料混合物(以下,也简称为“骨料混合物”)含有:骨料、水溶性粘结剂、水溶性发泡剂、水性脱模剂以及水。

本实施方式的铸模用骨料混合物是用作铸模的材料的组合物。需要说明的是,在本说明书中,铸模以包含型芯的意思来使用。

本实施方式的铸模用骨料混合物通过具备所述的构成,不需要或能减少对铸模进行造型时脱模剂向模具的涂布。

实现该效果的理由推测如下。

本实施方式的铸模用骨料混合物含有脱模剂,并且该脱模剂为水性的,在对含水的骨料混合物进行搅拌来使其发泡时,该水性脱模剂良好地分散。将该发泡后的铸模用骨料混合物压入模具的型腔,从被加热的模具向骨料混合物传递热来蒸发水分,对铸模进行造型。需要说明的是,将发泡后的铸模用骨料混合物通过压入填充至型腔内,按压至模具。由此,在模具与骨料混合物的界面部分,分散于骨料混合物中的水性脱模剂被挤出至与模具的界面侧。进而,在界面部分,通过与加热后的模具相接,向骨料混合物传递热,利用这些热和压力促进水性脱模剂所具有的官能团对水溶性粘结剂的作用。并且,作为水性脱模剂的主链的链状结构物质在界面集中并被固定化。此外,由来自与模具的界面的热引起的水分的蒸发的起点也从型腔内部方向发生,内压因蒸发而上升。因此,持续向与模具的界面侧挤出水性脱模剂直至铸模的造型结束,水性脱模剂的链状结构物质集中在与模具的界面。认为:根据这种机理,在将铸模从模具卸下时通过铸模所含的脱模剂而发挥良好的脱模性能,不需要或能减少向模具涂布脱模剂的作业。

并且,由于不需要或能减少向模具涂布脱模剂的作业,因此能实现铸模造型的简易化(例如,反复的造型循环中的时间的缩短化)。

而且,减少了向模具涂布脱模剂时所产生的该脱模剂的飞散。此外,骨料混合物中所含有的水性脱模剂如上所述良好地分散于水中,因此,成为难以飞散至骨料混合物外部的状态。由此认为,也会抑制脱模剂向周围环境的飞散。

接着,对构成本实施方式的铸模用骨料混合物的各成分进行详细说明。

〔水性脱模剂〕

本实施方式的铸模用骨料混合物含有水性脱模剂。

在此,“水性”是指,在常温(就是说,20℃)下分散于水中的乳液,优选在一个大气压、20℃下与相同容量的纯水的混合液显示出均匀的外观。

此外,“脱模剂”是指,能使骨料混合物中含有脱模剂而造型出的铸模的表面的脱模性能与不含有脱模剂而造型出的铸模相比提高的添加物。

-链状结构物质-

水性脱模剂优选为具有链状结构的物质(在本说明书中,称为“链状结构物质”)。作为链状结构物质,例如表示具有碳原子排列的碳链、作为硅酮的骨架的硅氧烷链的高分子化合物。

·不妨碍发泡作用的性能

油成分分散在水性的乳液中。需要说明的是,油成分大多具有消泡作用,但在本实施方式中,通过适当选择乳液所含的表面活性剂等方法,能对水性脱模剂赋予不妨碍发泡作用的性能。如此一来,能进行稳定的发泡,容易将填充至模具时的骨料混合物的粘度控制在所要求的范围内。

在此,对具有不妨碍发泡作用的性能的水性脱模剂进行说明。在向作为骨料的一种的Flattery Silica Sand(フラタリーサンド)100质量份、作为水溶性粘结剂的一种的聚乙烯醇1.0质量份、作为水溶性发泡剂的一种的阴离子表面活性剂0.03质量份以及水5.0质量份中进一步添加“水性脱模剂”1.0质量份,以200rpm搅拌混合5分钟来使其发泡时的〔粘度A〕(Pa·s)相对于不添加“水性脱模剂”而以200rpm搅拌混合5分钟来使其发泡时的〔粘度B〕(Pa·s)为100倍以下的情况下,将该水性脱模剂设为具有“不妨碍发泡作用的性能”的水性脱模剂。

需要说明的是,〔粘度A〕相对于〔粘度B〕进一步优选为10倍以下,越接近1倍越优选。

·官能团

水性脱模剂优选具有作用于水溶性粘结剂的官能团。在此,对所述官能团进行说明。本实施方式中的所述官能团是具有赋予酸性性质的质子给予性的官能团。作为所述官能团的例子,有酚基(-C6H4-OH)、羧基(carboxy,-COOH)、羰基(-C(=O)-)以及硅烷醇基(-SiH2OH)。但是,本实施方式中的官能团不限定于上述的官能团的例子。就是说,作为本实施方式中的官能团,只要是具有质子给予性的官能团,由于其作用于水溶性粘结剂,因此就可以使用。

·骨料混合物所含的官能团的当量

就水性脱模剂的含量而言,按骨料混合物中的所述官能团的量计,就是说,按所述官能团相对于骨料混合物的当量计,优选为2.0×10-7mol/kg以上且1.0×10-4mol/kg以下,更优选为1.0×10-6mol/kg以上且4.0×10-5mol/kg以下。由水性脱模剂以适当的量添加该官能团。

通过骨料混合物中所含的官能团的当量为2.0×10-7mol/kg以上,铸模从模具的脱模性进一步提高。另一方面,通过官能团的当量为4.0×10-5mol/kg以下,能进行稳定的发泡,容易将填充至模具时的骨料混合物的粘度控制在所要求的范围内。

〔骨料〕

作为本实施方式中的骨料,没有特别限定,也可以使用以往公知的任何骨料。例如,可列举出:硅砂(例如天然硅砂)、氧化铝砂、橄榄石砂、铬铁矿砂、锆石砂以及莫来石砂等骨料。而且,还可以使用各种人工骨料(所谓人工砂)。

其中,从即使减少粘结剂相对于骨料的添加量也容易得到足够的铸模强度且容易得到高的骨料再生率的观点考虑,特别优选天然硅砂和人工砂中的至少一方。

作为本实施方式中的骨料的粒度(就是说,AFS指数),优选为AFS;30(JIS;38)以上且AFS;150(JIS;243)以下,更优选为AFS;40(JIS;52)以上且AFS;120(JIS;184)以下。

通过粒度(就是说,AFS指数)为AFS;30以上,流动性优异,对铸模进行造型时的填充性提高。另一方面,通过粒度为AFS;150以下,作为铸模会良好地保持通气性。特别是,当粒度为AFS;40以上时,骨料细,微细形状的模具的转印性提高,并且铸模强度也提高。另一方面,当粒度为AFS120以下时,砂在一定程度上粗糙,处理性提高,也能容易地进行再生。

需要说明的是,在本说明书中,粒度表示通过JIS Z 2601-1993附录2所记载的铸造用砂的粒度试验方法测定出的粒度指数。

作为本实施方式中的骨料的形状,并不特别限定,可以是圆形、圆角形、多边形以及尖扁角形等任何形状。需要说明的是,从流动性优异、对铸模进行造型时的填充性提高、此外作为铸模会良好地保持通气性的观点考虑,特别优选圆形。

〔水溶性粘结剂〕

从在常温和浇注的熔融金属的温度区域下使铸模的形状良好地保持的观点考虑,为了对骨料赋予粘结力而含有水溶性粘结剂。

需要说明的是,水溶性是指,在常温(就是说,20℃)下对水是可溶性的,优选在一个大气压、20℃下与相同容量的纯水的混合液显示出均匀的外观。

作为本实施方式中的水溶性粘结剂,例如可例举出:硅酸钠(所谓水玻璃)、硅酸钾(所谓钾水玻璃)、硅酸铵、正磷酸盐、焦磷酸盐、三偏磷酸盐、聚偏磷酸盐、胶体二氧化硅、胶体氧化铝以及烷基硅酸盐(alkyl silicate)等与水性脱模剂所具有的官能团作用的无机盐和有机盐。

其中,更优选硅酸钠(所谓水玻璃)和硅酸钾(所谓钾水玻璃)。

需要说明的是,作为硅酸钠(所谓水玻璃),优选摩尔比(就是说,SiO2·Na2O的分子比)为1.2以上且3.8以下的硅酸钠,进一步更优选摩尔比为2.0以上且3.3以下的硅酸钠。通过所述摩尔比为上述下限值以上,具有即使在低温下长期保管也能抑制水玻璃的变质的优点。另一方面,通过所述摩尔比为上述上限值以下,具有容易调整粘结剂的粘度的优点。

此外,作为水溶性粘结剂,也可以使用后述的具有发泡性的水溶性粘结剂。

需要说明的是,水溶性粘结剂可以仅使用例如上述所列举出的物质中的一种,也可以并用两种以上。

本实施方式中的水溶性粘结剂相对于骨料的含量优选根据所使用的粘结剂和骨料的种类分别设定,但优选为0.1质量%以上且20质量%以下,进一步更优选为0.1质量%以上且10质量%以下。

〔水溶性发泡剂〕

此外,优选的是,在使用本实施方式的骨料混合物来对铸模进行造型时,使用水溶性发泡剂与骨料、水溶性粘结剂等一起混合并搅拌而产生发泡。就是说,优选的是,在制备发泡的骨料混合物而提高了流动性之后,对铸模进行造型。

需要说明的是,水溶性是指,在常温(就是说,20℃)下对水是可溶性的,优选在一个大气压、20℃下与相同容量的纯水的混合液显示出均匀的外观。

作为上述水溶性发泡剂,进一步优选兼具作为粘结剂的功能(就是说,具有发泡性的水溶性粘结剂)。此外,从更高效地产生骨料混合物中的上述的发泡的观点考虑,优选具有发泡性、并且作为与水性脱模剂所具有的官能团作用的有机盐的水溶性粘结剂和作为与水性脱模剂形成糖苷键的碳水化合物的水溶性粘结剂。

作为具有发泡性的水溶性粘结剂,例如可列举出:表面活性剂(具体而言,阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂等)、聚乙烯醇或其衍生物、皂苷、淀粉或其衍生物以及其他糖类等。需要说明的是,作为其他糖类,例如,作为多糖类,可列举出纤维素和果糖(fructose)等,作为四糖类,可列举出阿卡波糖等,作为三糖类,可列举出棉子糖和麦芽三糖等,作为二糖类,可列举出麦芽糖、蔗糖以及海藻糖等,作为单糖类,可列举出葡萄糖、果糖以及其他低聚糖等。

作为阴离子表面活性剂,有脂肪酸钠、单烷基硫酸盐、直链烷基苯磺酸钠、月桂基硫酸钠以及醚硫酸钠等。作为非离子表面活性剂,有聚氧乙烯烷基醚、山梨糖醇酐脂肪酸酯以及烷基聚葡糖苷等。作为两性表面活性剂,有椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱以及月桂基二甲基氨基乙酸甜菜碱等。

水溶性发泡剂可以仅使用例如上述所列举出的物质中的一种,也可以并用两种以上。

本实施方式中的水溶性发泡剂相对于骨料的含量优选根据所使用的发泡剂和骨料的种类分别设定。

阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂以及两性表面活性剂的总含量相对于骨料优选为0.001质量%以上且0.1质量%以下,进一步更优选为0.005质量%以上且0.05质量%以下。

聚乙烯醇及其衍生物、皂苷、淀粉及其衍生物以及其他糖类的总含量相对于骨料优选为0.1质量%以上且20.0质量%以下,进一步更优选为0.2质量%以上且5质量%以下。

〔水〕

本实施方式的铸模用骨料混合物含有水。

本实施方式中的水相对于骨料的含量优选根据所使用的粘结剂和骨料的种类分别设定,但优选为0.5质量%以上且10.0质量%以下,进一步更优选为1.5质量%以上且7.5质量%以下。

〔其他组合物〕

此外,在本实施方式的铸模用骨料混合物中,除了上述成分之外,还可以添加催化剂和氧化促进剂等、以往公知的组合物。

〔混炼方法〕

本实施方式的铸模用骨料混合物的制作通过将上述的各种成分混合来进行。添加的顺序、混炼的方法并不特别限定。

作为混炼上述各成分时的混炼装置没有特别限定,可以使用以往公知的混炼装置。例如可使用自转/公转混合机、EIRICH强力混合机(Eirich intensive mixer)、新东辛普森型混砂机(Sinto Simpson's Mix Muller)等。

〔铸模的造型方法〕

使用了本实施方式的铸模用骨料混合物的铸模的造型可以是通过造型机进行的造型,此外,也可以是通过手工进行的造型。

但是,优选的是,将上述各成分混合并搅拌,使其发泡来制作发泡状的骨料混合物,以压入方式向铸模造型用的模具中的加热过的铸模造型用空间(所谓型腔)填充来造型。此外,更优选的是,在压入时通过注射进行填充。

更具体而言,优选的是,通过包括以下的a)~d)工序的造型方法对铸模进行造型。

a)发泡骨料混合物制备工序,对含有骨料、水溶性粘结剂、水溶性发泡剂、水性脱模剂以及水的骨料混合物进行搅拌,由此在该骨料混合物中产生发泡,制备含有气泡的发泡骨料混合物;b)填充工序,将所述发泡骨料混合物填充至模具中的铸模造型用的空间(所谓型腔);c)铸模造型工序,使填充的所述发泡骨料混合物的水分蒸发,使所述发泡骨料混合物固化,对铸模进行造型;d)取出工序,从所述铸模造型用的空间中取出造型出的铸模。

在以压入方式填充至加热为高温的模具的铸模造型用空间的发泡骨料混合物中,发生以下现象:因搅拌而分散至发泡骨料混合物中的气泡和因被加热的模具的热而从发泡骨料混合物中的水分产生的水蒸气聚集在铸模的中心部。因此,成为对于中心部而言骨料、水溶性粘结剂、水溶性发泡剂以及水性脱模剂的填充密度(就是说,固体成分的密度)低的铸模,反之,成为对于表面而言骨料、水溶性粘结剂、水溶性发泡剂以及水性脱模剂的填充密度(就是说,固体成分的密度)高的铸模。

存在于铸模表面的水性脱模剂对铸模从模具的脱模性的影响较大,因此,如上所述,在表面处的水性脱模剂的填充密度变高的本实施方式中,更良好地发挥出由水性脱模剂实现的脱模性。此外,由于表面处的水性脱模剂的填充密度变高,因此对于减少水性脱模剂的添加量也是有效的。

需要说明的是,对于确认铸模的中心部的固体成分的密度是否小于表面部的固体成分的密度,可以通过目视确认铸模的中心部的截面和表面处的固体成分(就是说,骨料、水溶性粘结剂、水溶性发泡剂以及水性脱模剂)的填塞情况来进行判别。

对于骨料混合物而言,为了提高向铸模造型用空间的填充性和为了提高上述填充密度,优选预先发泡至成为掼奶油(whipped cream)状。更具体而言,所述发泡骨料混合物(就是说,搅拌后的铸模用骨料混合物)的粘度优选为0.5Pa·s以上且10Pa·s以下,该粘度进一步更优选为0.5Pa·s以上且8Pa·s以下。

需要说明的是,发泡骨料混合物(就是说,搅拌后的铸模用骨料混合物)的粘度的测定如下进行。

-测定方法-

向在底部具有直径6mm的细孔的内径42mm的圆筒容器中投入发泡骨料混合物,接着在所述圆筒容器内装接重量1kg、直径40mm的圆柱状的砝码(weight)。通过利用所述砝码的自重进行加压,发泡骨料混合物从所述圆筒容器的细孔排出。此时,计测所述砝码移动50mm所需的时间,通过下述公式求出发泡骨料混合物的粘度。需要说明的是,粘度测定时的温度设为20℃。

式μ=πD4Ppt/128L1L2S

μ:粘度[Pa·s]

D:底部细孔的直径[m]

Pp:砝码的加压力[Pa]

T:砝码移动50mm所需的时间[s]

L1:砝码的移动距离(=50mm)

L2:底部细孔的板厚[m]

S:圆柱状砝码的底部的面积和圆筒的内部的中空区域(就是说,内径部分)的截面积的平均值[m2]

此外,作为发泡骨料混合物向铸模造型用空间(所谓型腔)的填充方法,有:利用气缸内的活塞进行的直接加压、通过向气缸内供给压缩空气进行的填充、利用螺杆(screw)等进行的压送以及浇注等。其中,从填充速度、通过对发泡骨料混合物的均匀加压实现的填充稳定性考虑,优选利用活塞进行的直接加压和利用压缩空气进行的填充。

填充至铸模造型用空间(所谓型腔)的发泡骨料混合物的水分的蒸发,例如通过来自被加热的模具的热、被加热的空气向铸模造型用空间(所谓型腔)的流动以及并用这两者等方法来进行。

〔使用了铸模的铸件的制造〕

使用本实施方式的铸模用骨料混合物制造出的铸模用于各种金属或合金的铸造。作为用于铸造的熔融金属的材料,例如可列举出以下材料。需要说明的是,下述浇注(注湯)温度表示下述材料熔解至适合浇注的程度的温度。

铝或铝合金(浇注温度:例如670℃~700℃)

铁或铁合金(浇注温度:例如1300℃~1400℃)

青铜(浇注温度:例如1100℃~1250℃)

黄铜(浇注温度:例如950℃~1100℃)

铸造例如通过将由上述所列举的材料得到的熔融金属浇注至作为铸模的型芯与模具之间的空间,然后进行冷却并去除铸模来进行。

实施例

以下,通过实施例对本公开进行更详细的说明,但本公开并不限定于以下的实施例。需要说明的是,以下只要没有特别说明,“部”就表示“质量份”。

<实施例A1>

使用混合机(爱工舍制作所制,台式混合机)将表1所示的组成的材料以约200rpm搅拌混合约5分钟而使其发泡,制备出发泡骨料混合物。

水性脱模剂(LC-9试制品)的量为0.05质量份,官能团相对于骨料混合物的当量为1.0×10-6mol/kg。

[表1]

Figure BDA0002662625170000121

接着,将该发泡骨料混合物利用气缸面压(surface pressure)0.4MPa加压填充至未涂布脱模剂的被加热至220℃的弯曲试验用的模具中的容量约80cm3的型腔(填充工序)。

接着,将填充至被加热的模具的发泡骨料混合物放置2分钟,利用模具的热来使水分蒸发,使发泡骨料混合物固化(固化工序)。

然后,从模具的型腔中取出作为铸模的型芯。

就铸模(就是说,型芯)而言,不残留于模具的型腔,此外不产生铸模的裂纹和碎片,能取出来。

由该铸模制作弯曲试验片,经过60分钟后测定了弯曲强度。需要说明的是,弯曲强度的测定依据JACT试验法SM-1、弯曲强度试验法来进行。其结果是,分别得到了3.5MPa的强度。需要说明的是,若铸模的弯曲强度为2MPa以上,则是对于铸模的处理没有问题的强度,是能充分用作铸模的强度。

<实施例A2>

将水性脱模剂(LC-9试制品)的量设为0.5质量份,就是说,将官能团相对于骨料混合物的当量变更为1.0×10-5mol/kg,除此以外,与实施例A1同样地得到了作为铸模的型芯。

就铸模(就是说,型芯)而言,不残留于模具的型腔,此外不产生铸模的裂纹和碎片,能取出来。

由该铸模制作弯曲试验片,经过60分钟后测定了弯曲强度。其结果是,分别得到了3.0MPa的强度。

<实施例A3>

将水性脱模剂(LC-9试制品)的量设为0.01质量份,就是说,将官能团相对于骨料混合物的当量变更为2.0×10-7mol/kg,除此以外,与实施例A1同样地得到了作为铸模的型芯。

就铸模(就是说,型芯)而言,不残留于模具的型腔,此外不产生铸模的裂纹和碎片,能取出来。

由该铸模制作弯曲试验片,经过60分钟后测定了弯曲强度。其结果是,分别得到了3.2MPa的强度。

<实施例A4>

使用链状结构不同的液体试制品8(試作液8)(TETRA Co.,Ltd.制)来代替水性脱模剂(LC-9试制品),并且将液体试制品8的量设为0.1质量份,就是说,将官能团相对于骨料混合物的当量变更为3.0×10-5mol/kg,除此以外,与实施例A1同样地得到了作为铸模的型芯。

就铸模(就是说,型芯)而言,不残留于模具的型腔,此外不产生铸模的裂纹和碎片,能取出来。

由该铸模制作弯曲试验片,经过60分钟后测定了弯曲强度。其结果是,分别得到了3.0MPa的强度。

<比较例A1>

使用混合机(爱工舍制作所制,台式混合机)将表2所示的组成的材料以约200rpm搅拌混合约5分钟而使其发泡,制备出发泡骨料混合物。

[表2]

骨料(砂) 天然硅砂(Flattery Silica Sand) 100质量份
水性脱模剂 - 0质量份
水溶性粘结剂 聚乙烯醇 1.0质量份
水溶性发泡剂 阴离子表面活性剂 0.03质量份
蒸馏水 5.0质量份

接着,将该发泡骨料混合物利用气缸面压0.4MPa加压填充至未涂布脱模剂的被加热至220℃的弯曲试验用的模具中的容量约80cm3的型腔(填充工序)。

接着,将填充至被加热的模具的发泡骨料混合物放置2分钟,利用模具的热使水分蒸发,使发泡骨料混合物固化(固化工序)。

然后,从模具的型腔中取出作为铸模的型芯。

就铸模(就是说,型芯)而言,局部残留于模具的型腔,此外产生铸模的裂纹和碎片,因此无法制作出弯曲试验片。

<比较例A2>

在向模具加压填充发泡骨料混合物之前,对模具的型腔涂布二甲基硅酮系脱模剂,除此以外,与比较例A1同样地得到了作为铸模的型芯。

就铸模(就是说,型芯)而言,不残留于模具的型腔,此外不产生铸模的裂纹和碎片,能取出来。

由该铸模制作弯曲试验片,经过60分钟后测定了弯曲强度。其结果是,分别得到了3.5MPa的强度。

但是,进行了向模具涂布脱模剂的作业,与之相应地铸模的造型的一个循环所需的时间与实施例A1的情况相比,增加了10%。

<实施例B1>

使用混合机(爱工舍制作所制,台式混合机)将表3所示的组成的材料以约200rpm搅拌混合约5分钟而使其发泡,制备出发泡骨料混合物。

水性脱模剂(LC-9试制品)的量为0.05质量份,官能团相对于骨料混合物的当量为1.0×10-6mol/kg。

[表3]

接着,将该发泡骨料混合物利用气缸面压0.4MPa加压填充至未涂布脱模剂的被加热至220℃的弯曲试验用的模具中的容量约80cm3的型腔(填充工序)。

接着,将填充至被加热的模具的发泡骨料混合物放置2分钟,利用模具的热使水分蒸发,使发泡骨料混合物固化(固化工序)。

然后,从模具的型腔中取出作为铸模的型芯。

就铸模(就是说,型芯)而言,不残留于模具的型腔,此外不产生铸模的裂纹和碎片,能取出来。

由该铸模制作弯曲试验片,经过60分钟后测定了弯曲强度。其结果是,分别得到了3.2MPa的强度。

<实施例B2>

将水性脱模剂(LC-9试制品(TETRA Co.,Ltd.制))的量设为0.5质量份,就是说,将官能团相对于骨料混合物的当量变更为1.0×10-5mol/kg,除此以外,与实施例B1同样地得到了作为铸模的型芯。

就铸模(就是说,型芯)而言,不残留于模具的型腔,此外不产生铸模的裂纹和碎片,能取出来。

由该铸模制作弯曲试验片,经过60分钟后测定了弯曲强度。其结果是,分别得到了2.8MPa的强度。

<实施例B3>

将水性脱模剂(LC-9试制品(TETRA Co.,Ltd.制))的量设为0.01质量份,就是说,将官能团相对于骨料混合物的当量变更为2.0×10-7mol/kg,除此以外,与实施例B1同样地得到了作为铸模的型芯。

就铸模(就是说,型芯)而言,不残留于模具的型腔,此外不产生铸模的裂纹和碎片,能取出来。

由该铸模制作弯曲试验片,经过60分钟后测定了弯曲强度。其结果是,分别得到了3.3MPa的强度。

<实施例B4>

使用链状结构不同的液体试制品8(TETRA Co.,Ltd.制)来代替水性脱模剂(LC-9试制品),并且将液体试制品8的量设为0.1质量份,就是说,将官能团相对于骨料混合物的当量变更为3.0×10-5mol/kg,除此以外,与实施例B1同样地得到了作为铸模的型芯。

就铸模(就是说,型芯)而言,不残留于模具的型腔,此外不产生铸模的裂纹和碎片,能取出来。

由该铸模制作弯曲试验片,经过60分钟后测定了弯曲强度。其结果是,分别得到了4.1MPa的强度。

<比较例B1>

使用混合机(爱工舍制作所制,台式混合机)将表4所示的组成的材料以约200rpm搅拌混合约5分钟而使其发泡,制备出发泡骨料混合物。

[表4]

骨料(砂) 人工砂(ESPEARL#60) 100质量份
水性脱模剂 - 0质量份
水溶性粘结剂 硅酸钠 2.0质量份
水溶性发泡剂 阴离子表面活性剂 0.03质量份
蒸馏水 3.0质量份

接着,将该发泡骨料混合物利用气缸面压0.4MPa加压填充至未涂布脱模剂的被加热至220℃的弯曲试验用的模具中的容量约80cm3的型腔(填充工序)。

接着,将填充至被加热的模具的发泡骨料混合物放置2分钟,利用模具的热使水分蒸发,使发泡骨料混合物固化(固化工序)。

然后,从模具的型腔中取出作为铸模的型芯。

就铸模(就是说,型芯)而言,局部残留于模具的型腔,此外产生铸模的裂纹和碎片,无法制作弯曲试验片。

<比较例B2>

在向模具加压填充发泡骨料混合物之前,对模具的型腔涂布二甲基硅酮系脱模剂,除此以外,与比较例B1同样地得到了作为铸模的型芯。

就铸模(就是说,型芯)而言,不残留于模具的型腔,此外不产生铸模的裂纹和碎片,能取出来。

由该铸模制作弯曲试验片,经过60分钟后测定了弯曲强度。其结果是,分别得到了3.0MPa的强度。

但是,进行了向模具涂布脱模剂的作业,与之相应地铸模的造型的一个循环所需的时间与实施例B1的情况相比,增加了10%。

需要说明的是,表1~表4所示的各材料的详情如下所述。

(水性脱模剂)

·制造商:TETRA Co.,Ltd.,制品名:LC-9试制品

成分:特殊硅酮水分散液

(官能团:羰基,链状结构:硅氧烷链)

分散液中的官能团的当量:2.0×10-3mol/kg

·制造商:TETRA Co.,Ltd.,产品名:液体试制品8

成分:特殊蜡水分散液

(官能团:羰基,链状结构:碳链)

分散液中的官能团的当量:3.0×10-2mol/kg

(骨料)

·天然硅砂(Flattery Silica Sand,Cape Flattery/Silica/Mines公司)

·人工骨料(ESPEARL#60,山川产业社)

(水溶性粘结剂)

·聚乙烯醇(制造商:KURARAY,制品名:PVA105)

·硅酸钠(水玻璃,摩尔比2.0,富士化学株式会社制,1号)

(水溶性发泡剂)

·阴离子表面活性剂(醚硫酸盐Na盐,日油株式会社)

需要说明的是,通过参照将日本申请2018-55302的公开整体引入本说明书中。

本说明书所记载的全部文献、专利申请以及技术标准,与虽然通过参照进行引入但具体且分别地记载有各个文献、专利申请以及技术标准的情况相同,通过参照引入本说明书中。

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