KR101036773B1

KR101036773B1 - 주물 제조용 부품

Info

Publication number: KR101036773B1
Application number: KR1020057008210A
Authority: KR
Inventors: 도쿠오 츠우라; 히로아키 고바야시; 요시마사 다카기; 시게오 나카이; 도키히토 소노
Original assignee: 카오카부시키가이샤
Priority date: 2002-11-13
Filing date: 2003-11-11
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2023-11-11
Also published as: EP1577034A1; AU2003301899A1; EP1577034B1; KR20050071676A; US20060130987A1; WO2004043627A1; JP2004174605A; US7503999B2; EP1577034A4; JP4471629B2

Abstract

종이관용 원지를 관 형상으로 성형한 주물 제조용 부품이며, 유기 섬유, 무기 섬유 및 바인더를 함유한다. 상기 종이관용 원지를 돌려감아 관 형상으로 성형하는 것이 바람직하다. 유기 섬유의 함유량은 10∼70중량부가 바람직하고, 상기 무기 섬유의 함유량은 1∼80중량부가 바람직하고, 상기 바인더의 함유량은 10∼85중량부가 바람직하다. 상기 유기 섬유는 펄프 섬유가 바람직하다.

Description

주물 제조용 부품{MEMBER FOR PRODUCING CASTINGS}

본 발명은 종이관용 원지를 관 형상으로 성형한 주물 제조용 부품 및 그 제조 방법 그리고 이것을 사용한 주물의 제조 방법에 관한 것이다.

주물의 제조에서는 일반적으로, 주물사(鑄物砂)로 캐비티 (필요에 따라 중자) 를 갖는 주형을 형성함과 함께, 그 캐비티에 용탕을 공급하는 주입구, 탕구, 탕도 및 둑 (이하, 이들을 주탕계라고도 한다.) 을 형성하고, 나아가 가스 빼기, 압탕, 라이저(riser)를 형성하고 있다. 이러한 주탕계, 가스 빼기, 압탕, 라이저는 통상, 주물사로 주형과 동시에 일체적으로 형성하거나, 주탕계를 도기, 벽돌 등의 내화재로 이루어지는 주탕계 구성 부재를 사용하여 형성하거나 하고 있다.

상기 주탕계 등을 주형과 일체적으로 형성하는 경우에는 주탕계의 배치를 복잡하게 하기 어렵고, 용탕에 주물사가 혼입되기 쉽다. 한편, 상기 내화재로 이루어지는 주탕계 등을 사용하는 경우에는 용탕이 상기 주탕계 등과 접촉하였을 때에 용탕의 온도가 저하되기 쉽다. 또한, 주탕계 등의 형성시에는 내화재를 다이아몬드 커터 등의 고속 커터로 절단하고, 절단된 내화재를 테이프로 감아 그들을 접속시켜야 하기 때문에 작업이 번거로웠다. 또한, 주입 후에는 서멀쇼크 등에 의해서 주탕계 등이 파손되어 다량의 산업 폐기물이 발생하고, 그 폐기 처리에 손 이 많이 가는 문제가 있다. 이와 같이, 내화재로 이루어지는 주탕계는 대개 취급이 불편하였다.

이러한 과제를 해결하는 기술로서, 예를 들어 일본 실용신안 공개공보 평1-60742호에 기재된 기술이 알려져 있다. 이 기술은 상기 주탕계 구성 부재에 내화재를 사용하는 대신에, 유기질 또는 무기질 섬유와, 유기질 또는 무기질 바인더를 혼합한 슬러리로부터 성형된 단열재를 사용하는 것이다.

그러나, 유기질 섬유와 유기질 바인더를 조합한 주탕계 등은 용탕이 공급되었을 때에 열분해에 의해서 크게 수축되어, 그 주탕계 등으로부터 용탕이 새거나 하는 문제가 있었다. 또한, 무기질 섬유와 무기질 바인더를 조합한 상기 단열재는 중공 등의 입체적인 형태로 성형하기가 어렵기 때문에, 이 단열재를 사용하여 여러 가지의 캐비티 형상에 대응한 주탕계 등을 형성할 수 없었다.

한편, 셀룰로오스 섬유에 무기 가루 및/또는 무기 섬유를 혼합하여, 셀룰로오스 섬유의 사용량을 저감시킨 주조용 종이 중자가 알려져 있다. 그 주조용 종이 중자는 건조시의 수축이 저감되어, 주조시에 셀룰로오스 섬유에 유래하는 가스나 타르 형상의 고분자 화합물의 발생량을 억제하고, 그 결과, 주조 결함이 방지되어 주조 작업성이 향상된다고 알려져 있다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 평9-253792호).

그러나, 상기 문헌에 기재된 주조용 종이 중자는 바인더를 함유하지 않기 때문, 여러 가지의 캐비티 형상에 대응한 주탕계 등에는 적합하지 않다.

따라서, 본 발명의 목적은 열분해에 의한 열수축을 억제할 수 있어 취급성이 우수하고, 또한 여러 가지의 캐비티 형상에 대응한 주탕계 등을 형성할 수 있는 주물 제조용 부품 및 그 제조 방법 그리고 이것을 사용한 주물의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.

발명의 개시

본 발명은 종이관용 원지를 관 형상으로 성형한 주물 제조용 부품으로서, 유기 섬유, 무기 섬유 및 바인더를 함유하는 주물 제조용 부품을 제공함으로써, 상기 목적을 달성한 것이다.

또한, 본 발명은 유기 섬유, 무기 섬유 및 바인더를 함유하는 주물 제조용 부품을 사용한 주물의 제조 방법으로서, 상기 주물 제조용 부품을 주물사 내에 배치한 주물의 제조 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 본 발명의 주물 제조용 부품의 제조 방법으로서, 적어도 상기 유기 섬유 및 상기 무기 섬유를 함유하는 원료 슬러리로부터 상기 종이관용 원지를 초지(抄紙)하는 공정과, 초지된 상기 종이관용 원지로부터 종이관을 성형하는 공정과, 성형된 상기 종이관에 상기 바인더를 함유하게 하는 공정을 구비하는 주물 제조용 부품의 제조 방법을 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 주물 제조용 부품을 탕구용 러너에 적용한 일 실시형태를 모식적으로 나타내는 도면이다.

도 2 는 동 실시형태의 러너를 주형 등의 다른 주물 제조용 부품과 함께 배 치한 상태를 모식적으로 나타내는 사시도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하 본 발명을, 그 바람직한 실시형태에 기초하여 설명한다.

본 발명의 주물 제조용 부품은 종이관용 원지를 관 형상으로 성형한 주물 제조용 부품으로서, 유기 섬유, 무기 섬유 및 바인더를 함유한다. 본 발명의 주물 제조용 부품은 종이관용 원지를 돌려감음으로써 성형되는 것이 바람직하다. 돌려감을 때에는 그 종이관용 원지의 일부가 중복되어도 되고, 중복되지 않아도 된다. 또한, 복수의 그 종이관용 원지를 겹쳐감기해도 된다. 긴 통 형상의 주물 제조용 부품을 제작하는 경우에는 띠 형상의 종이관용 원지를 나선 형상으로 돌려감는 것이 바람직하다. 본 발명의 주물 제조용 부품은 종이관용 원지를 돌려감지 않고, 예를 들어 직사각 형상의 종이관용 원지를 말아, 대향하는 2변을 접합하여 성형해도 된다. 상기 종이관용 원지의 두께는 주물 제조용 부품으로서의 강도를 고려하면 0.4∼2mm, 특히 0.7∼1.5mm 가 바람직하다.

상기 유기 섬유는 주로 주물 제조용 부품의 골격을 이루지만, 주조시에는 용융 금속에 의해서 그 일부 또는 전부가 열분해되어, 주물 제조 후에는 열분해된 부분은 공극이 된다.

상기 유기 섬유로서는 종이 섬유 외에, 피브릴화한 합성 섬유, 재생 섬유 (예를 들어, 레이온 섬유) 등을 들 수 있고, 이들 섬유를 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 그리고, 이들 중에서도, 특히, 입수가 용이하고 또한 안정적으로 실시할 수 있고, 제조 비용을 절감할 수 있는 것 외에, 탈수 후와 건조 후에 충분한 강도가 얻어지는 점에서 종이 섬유를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 종이 섬유에는 목재 펄프 외에, 코튼 펄프, 린터 펄프, 대나무나 짚 그밖의 비목재 펄프를 사용할 수 있고, 또한 버진 펄프 또는 고지 펄프 (회수품) 를 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 그리고, 입수 용이성, 안정성, 환경 보호, 제조 비용의 저감 등의 관점에서, 특히 고지 펄프가 바람직하다.

성형된 주물 제조용 부품의 표면 평활성, 충격 강도, 두께 균일성 등을 고려하면, 상기 유기 섬유의 평균 섬유 길이는 0.8∼2.0mm 가 바람직하고, 0.9∼1.8mm 가 보다 바람직하다.

주물 제조용 부품으로서의 성형 용이성, 강도 확보, 가스 발생량 저감 등의 관점에서, 본 발명의 주물 제조용 부품 중의 상기 유기 섬유의 함유량은 10∼70중량부가 바람직하고, 20∼60중량부가 보다 바람직하다. 또, 본 명세서에 있어서, 중량부라고 하는 경우에는 유기 섬유, 무기 섬유 및 바인더의 합계 100중량부에 대한 값을 의미한다.

상기 무기 섬유는 상기 유기 섬유와 마찬가지로, 주로 주물 제조용 부품의 골격을 이루지만, 주조시에는 용융 금속의 열에 의해서도 분해도 연소도 되지 않고, 주물 제조용 부품의 원형상을 유지하는 역할을 한다.

상기 무기 섬유에는 탄소 섬유, 로크울 등의 인조 광물 섬유, 세라믹 섬유, 천연 광물 섬유 등을 들 수 있고, 이들 섬유를 단독으로 또는 2 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 그리고, 이들 중에서도, 특히 바인더에 유기 바인더를 사용한 경우의 그 유기 바인더의 탄화에 수반되는 수축을 저감시키는 관점에서, 고온에서 도 고강도를 유지할 수 있는 탄소 섬유를 사용하는 것이 바람직하고, 제조 비용을 절감하는 점에서는 로크울을 사용하는 것이 바람직하다.

종이관용 원지의 초지시의 여수성 확보, 종이관용 원지의 가공 용이성 등을 고려하면, 상기 무기 섬유의 평균 섬유 길이는 0.2∼10mm 가 바람직하고, 0.5∼8mm 가 보다 바람직하다.

주물 제조용 부품으로서의 강도 확보, 초조된 종이관용 원지의 가공 용이성 등의 관점에서, 상기 무기 섬유의 함유량은 1∼80중량부가 바람직하고, 7∼40중량부가 보다 바람직하다.

주물 제조용 부품으로서의 성형 용이성, 강도 확보 등의 관점에서, 상기 유기 섬유에 대한 상기 무기 섬유의 비율 (무기 섬유 함유량/유기 섬유 함유량) 은 중량비로, 예를 들어 탄소 섬유의 경우에는 1∼60 이 바람직하고, 2∼30 이 보다 바람직하다. 무기 섬유로서 로크울을 사용한 경우, 그 비율은 10∼90 이 바람직하고, 20∼80 이 보다 바람직하다.

상기 바인더로서는 후술하는 바와 같은, 유기 바인더 및 무기 바인더를 들 수 있다. 그들은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 유기 바인더에는 본 발명의 주물 제조용 부품 중의 상기 유기 섬유 및 상기 무기 섬유를 결합시키는 역할을 나타내는 것, 본 발명의 주물 제조용 부품의 강도를 높여, 주입할 때에 용융 금속의 열에 의해서 탄화하여 주물 제조용 부품의 강도를 유지하는 역할을 나타내는 것 등이 있다.

상기 유기 바인더로서는 페놀 수지, 에폭시 수지, 푸란 수지 등의 열경화성 수지를 들 수 있다. 그리고, 이들 중에서도, 특히, 가연 가스의 발생량이 적고, 잘 연소되지 않고, 열분해 (탄화) 후에 있어서의 잔탄율이 높은 등의 점에서 페놀 수지가 바람직하다. 또한, 그 페놀 수지 중에서도, 경화제의 필요가 없고, 본 발명의 주물 제조용 부품에 함침이 가능한 레졸 타입 수지가 바람직하다.

상기 무기 바인더에는 본 발명의 주물 제조용 부품 중의 상기 유기 섬유 및 상기 무기 섬유를 결합시키는 역할을 나타내는 것, 주물 제조시에도 열분해되지 않고 연소 가스나 화염의 발생을 억제하는 효과를 나타내는 것, 주물 제조시의 침탄 방지 효과를 나타내는 것 등이 있다.

상기 무기 바인더로서는 콜로이드성 실리카, 흑요석, 물라이트, 진주암, 에틸실리케이트, 물유리 등의 SiO₂ 를 주성분으로 하는 화합물을 들 수 있다. 그리고, 이들 중에서도, 특히 단독으로 사용할 수 있는 점이나 도포 용이성 등의 관점에서 콜로이드성 실리카를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 침탄 방지의 관점에서는 특히 흑요석을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 무기 바인더는 단독으로 또는 2 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.

주물 제조용 부품으로서의 강도 확보, 성형 용이성 등을 고려하면, 상기 바인더 (고형분) 의 함유량은 10∼85중량부가 바람직하고, 20∼80중량부가 보다 바람직하다.

상기 바인더로서 흑요석 이외의 바인더를 사용하는 경우에는 본 발명의 주물 제조용 부품 중의 해당 바인더의 함유량은 10∼70중량부가 바람직하고, 20∼50중량 부가 보다 바람직하다.

또한, 상기 바인더로서 흑요석을 사용하는 경우에는 전체 바인더 중에 적어도 20중량부를 함유하게 하는 것이 바람직하다. 상기 바인더로서 흑요석만을 사용할 수도 있다.

또한, 융점이 다른 2 이상의 바인더를 병용할 수 있다. 특히, 상온 (주조 전) 부터 고온 (주조시) 에 걸친 주물 제조용 부품의 보형성 확보, 주조시의 침탄 방지 등의 관점에서, 저융점의 바인더와 고융점의 바인더를 병용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 저융점의 바인더로서는 점토, 물유리, 흑요석 등을 들 수 있고, 고융점의 바인더로서는 물유리, 흑요석을 제외한 상기 기술한 SiO₂ 를 주성분으로 하는 화합물, 물라이트, 월라스토나이트, Al₂O₃ 등을 들 수 있다.

본 발명의 주물 제조용 부품에는 종이력 강화재를 첨가할 수 있다. 종이력 강화재의 첨가에 의해, 종이관에 대한 바인더 함침시의 그 종이관의 팽윤을 저감시킬 수 있다.

종이력 강화재의 첨가량은 상기 유기 섬유 중량의 1∼20%, 특히 2∼10%가 바람직하다.

종이력 강화재로서는 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로스 (CMC), 카이멘 (폴리아미드아민에피클로르히드린 수지) 등을 들 수 있다.

본 발명의 주물 제조용 부품에는 추가로, 응집제, 착색제 등의 다른 성분을 첨가할 수 있다.

상기 주물 제조용 부품의 두께는, 그것이 사용되는 장소에 따라 적절히 설정할 수 있지만, 주물 제조용 부품으로서의 강도 확보, 통기성 확보, 제조비 억제 등을 고려하면, 예를 들어 용융 금속과 접하는 부분의 두께는 0.2∼2mm 가 바람직하고, 0.4∼1.5mm 가 보다 바람직하다.

상기 주물 제조용 부품은 강도 확보 면에서, 주조에 사용되기 전의 상태에서의 압축 강도는 10N 이상이 바람직하고, 30N 이상이 보다 바람직하다.

상기 주물 제조용 부품은 유기 바인더의 열분해에 수반되는 가스 발생을 최대한 억제하는 점에서, 주조에 사용되기 전의 상태의 함수율 (중량 함수율) 은 10% 이하가 바람직하고, 8% 이하가 보다 바람직하다.

상기 주물 제조용 부품의 밀도는 강도 확보, 경량성, 가공 용이성 등의 관점에서, O.5 g/㎤ 이상이 바람직하고, O.6∼1.2 g/㎤ 가 보다 바람직하다.

다음으로, 상기 주물 제조용 부품의 제조 방법에 관해서 설명한다.

먼저, 상기 유기 섬유, 상기 무기 섬유 및 상기 바인더를 소정 분산매에 분산시킴으로써 원료 슬러리를 조제한다. 또, 바인더는 종이관용 원지를 초지하여 탈수, 건조시킨 후, 또는 나아가 종이관용 원지를 종이관으로 성형한 후에, 그 종이관에 함침에 의해 함유시킬 수 있기 때문에, 필요에 따라 원료 슬러리에 대한 바인더의 첨가를 생략할 수도 있다.

상기 분산매로서는 물, 백수 외, 에탄올, 메탄올 등의 용제 등을 들 수 있다. 그리고, 이들 중에서도 초지, 탈수 성형 안정성, 품질 안정성, 비용 저감, 취급 용이성 등의 관점에서 물이 바람직하다.

상기 원료 슬러리에 있어서의 상기 분산매에 대한 상기 유기 섬유의 사용량은 제조되는 종이관용 원지의 표면 평활성, 두께 균일성 등을 고려하면, 0.1∼3중량% 가 바람직하고, 0.5∼2중량% 가 보다 바람직하다.

상기 원료 슬러리에는 응집제, 방부제 등의 첨가제를 첨가할 수 있다.

다음으로, 상기 원료 슬러리를 사용하여 종이관용 원지를 초지한다.

종이관용 원지의 초지 방법에는 예를 들어, 연속 초지식인 원망 초지기, 장망 초지기, 단망 초지기, 트윈 와이어 초지기 등을 사용한 초지 방법, 뱃치 방식의 초지 방법인 수록법 등의 초지 방법을 채용할 수 있다.

초지 후에도 상기 종이관용 원지가 보형성이나 기계적 강도를 유지하기 위해서는 바람직하게는 함수율 (중량 함수율, 이하 동일) 이 70% 이하가 될 때까지, 더욱 바람직하게는 60% 이하가 될 때까지 그 종이관용 원지를 탈수시킨다. 초지 후의 종이관용 원지의 탈수 방법에는 예를 들어, 흡인에 의한 탈수 외에, 가압 공기를 내뿜어 탈수하는 방법, 가압 롤이나 가압 판으로 가압하여 탈수하는 방법 등의 탈수 용법을 채용할 수 있다.

탈수된 상기 종이관용 원지체는 다음으로 건조 공정에 옮겨지지만, 건조에는 종래부터 종이의 건조에 사용되고 있는 수법을 사용할 수 있다.

다음으로, 얻어진 종이관용 원지를 재단하여 소정 폭의 띠 형상물을 복수 제작하고, 그들을 나선 형상으로 겹쳐감기하여 복층 구조의 종이관을 얻는다.

얻어진 종이관에는 필요에 따라, 부분적 또는 전체에 바인더를 함침시킬 수 있다. 그 종이관에 함침시키는 그 바인더로서는 레졸페놀 수지, 콜로이드성 실 리카, 에틸실리케이트, 물유리 등을 들 수 있다.

이와 같이 종이관을 성형한 후에 바인더를 함침시킴으로써, 원료 슬러리에 대한 바인더의 첨가를 생략할 수도 있다.

이어서, 종이관을 소정 온도로 가열 건조시켜 종이관의 제조를 완료한다. 건조 후의 종이관용 원지에 상기 바인더를 함침시킨 후에, 그 종이관용 원지를 종이관으로 가공해도 된다.

본 발명의 주물 제조용 부품은 예를 들어, 도 1 에 나타내는 실시형태와 같은, 탕구용 러너에 사용할 수 있다. 도 1 에 있어서, 부호 1 은 탕구용 러너를 나타낸다.

다음으로, 본 발명의 주물의 제조 방법을 상기 탕구용 러너를 사용한 주물의 제조 방법에 기초하여 설명한다.

먼저, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 상기 탕구용 러너 (1) 외에, 주입구 (2), 탕도 (3; 엘보관 (L자 관) 포함), 둑 (4) 등의 주탕계용 러너, 가스 빼기용 러너 (5), 압탕 (톱 및 사이드) 용 러너 (6, 7), 라이저용 러너 (8) 및 내부에 주물 제품의 형상에 대응한 캐비티 (도시하지 않음) 를 갖는 주형 (9) 으로 이루어지는 주물 제조용 부품을 소정 위치에 배치한다.

그리고, 이들 주물 제조용 부품을 주물사 (도시하지 않음) 속에 매설하고, 상기 주탕계를 통하여 소정 조성의 용융 금속을 주형 (9) 의 상기 캐비티 내에 유도한다. 이 때, 주물 제조용 부품 속에 상기 유기 바인더가 함유되는 경우에는 용융 금속의 열에 의해서, 그 바인더는 상기 유기 섬유와 함께 열분해되어 탄화하 지만, 주물 제조용 부품으로서의 강도는 손상되지 않는다. 또한, 상기 무기 섬유가 그 열분해에 수반되는 주물 제조용 부품의 열수축을 억제하기 때문에, 상기 주물제조용 부품에 균열이 발생되지 않고, 그들이 용융 금속에 의해 쓸려나가지도 않고, 용융 금속에 주물사 등이 섞이지도 않는다. 또한, 유기 섬유가 열분해되기 때문에, 주형을 해체하여 주물 제품을 꺼낸 후의 상기 주물제조용 부품은 주형으로부터 용이하게 제거된다.

주물사에는 종래부터 주물 제조에 사용되고 있는 것을 특별한 제한없이 사용할 수 있다.

주입을 종료한 후, 소정 온도까지 냉각시켜 주물사를 제거한 후 주조품에 블러스트 처리를 행한다. 또한, 주탕계 등의 불필요 부분을 제거한다. 그리고, 필요에 따라 트리밍 처리 등의 후처리를 행하여 주물의 제조를 완료한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 주물 제조용 부품 및 이것을 사용한 주물의 제조 방법에 의하면, 유기 섬유를 용융 금속의 열에 의해 분해시켜 그 주물 제조용 부품의 내부에 공극을 형성하는 한편, 무기 섬유 및 바인더에 의해서 주물 제조용 부품으로서의 강도를 유지할 수 있어, 주형을 해체한 후에, 해당 부품을 용이하게 분리 제거할 수 있다. 요컨대, 유기 섬유, 무기 섬유 및 바인더를 사용함으로써, 본 발명의 주물 제조용 부품은 주형 조형시 및 주탕시에는 주물 제조용 부품으로서의 강도를 유지하고, 주형을 해체할 때에는 그 강도가 저하되므로, 주물 제조용 부품으로서 내화재를 사용하는 종래의 주조 방법에 비하여, 주물 제조용 부품의 폐기 처리가 용이하고, 폐기물의 발생량도 대폭 저감할 수 있다.

또한, 본 발명의 주물 제조용 부품에는 유기 섬유, 무기 섬유 및 바인더가 함유되어 있으므로, 유기 섬유만으로 이루어지는 주물 제조용 부품에 비하여 주입할 때의 화염량이 저감되어, 유기 섬유의 연소에 의한 주물 제조용 부품의 강도 저하, 유기 바인더의 열분해 (탄화) 에 수반되는 열수축에 의한 주물 제조용 부품의 균열 등이 방지되고, 용융 금속에 대한 주물사의 혼입으로 인한 제품 불량의 발생도 방지된다.

또한, 본 발명의 주물 제조용 부품은 통기성을 갖고 있기 때문에, 주탕시에 발생되는 가스를 주물사측으로 뺄 수 있어, 주물에 이른바 기공이 생성되거나 하는 경우가 없어, 불량품의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 주물 제조용 부품은 경량이고, 간편한 장치로 용이하게 절단 가공 등을 할 수 있기 때문에 취급성도 우수하다.

본 발명은 상기 기술한 실시형태에 제한되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 적절히 변경할 수 있다.

본 발명의 주물 제조용 부품은 상기 실시형태의 탕구용 러너 (1) 외에, 도 2 에 나타내는 바와 같은 주입구, 탕도, 둑, 가스 빼기, 압탕, 라이저용 러너 (2∼8) 에도 사용할 수 있다.

본 발명의 주물의 제조 방법은 주철 외에, 알루미늄 및 그 합금, 구리 및 그 합금, 니켈, 납 등의 비철금속의 주조에도 적용할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명한다.

〔실시예 1〕

하기 원료 슬러리를 사용하여 하기와 같이 초지, 탈수하고, 또한 건조시켜 두께 1mm, 평량 440g/㎡ 의 종이관용 원지를 얻었다. 얻어진 종이관용 원지로부터 하기와 같은 종이관을 제작하여, 하기 물성을 갖는 탕구용 러너 (주물 제조용 부품, 중량 약 30g) 를 얻었다.

<원료 슬러리의 조정>

하기 배합의 유기 섬유와 무기 섬유를 물에 분산시켜 약 1% (물에 대하여, 유기 섬유 및 무기 섬유의 합계 중량이 1중량%) 의 슬러리를 조제한 후, 그 슬러리에 하기 바인더와 하기 응집제를 첨가하여, 유기 섬유, 무기 섬유, 및 바인더의 혼합비 (중량비) 가 하기 값인 원료 슬러리를 얻었다.

〔원료 슬러리의 배합〕

유기 섬유: 신문 고지, 평균 섬유 길이가 1mm, 프리니스 (CSF, 이하 동일) 가 150cc

무기 섬유: 탄소 섬유 (토오레 (주) 제, 상품명: 「토레카촙」), 섬유 길이 3mm 의 섬유를 비터를 이용하여, 유기 섬유와 무기 섬유가 중량 혼합비로 26:8 인 슬러리를 프리니스 300cc 로 조정하였다.

무기 바인더: 흑요석 (킨세이 마텍사 제조 「나이스 캐치」)

유기 바인더: 에폭시계 페놀 수지 (스미토모 베이크라이트 주식회사 제)

응집제: 폴리아크릴아미드계 응집제 (미츠이 사이텍사 제조, A110)

분산매: 물

유기 섬유, 무기 섬유, 무기 바인더, 유기 바인더의 중량 혼합비=26:8:48:18

<종이관용 원지의 초지 조건>

상기 원료 조성물을 사용하여, 경사형 단망 초지기에 의해서 라인 속도 1.5m/분으로 초지하여 습윤 상태의 종이 시트를 제작하였다.

<종이관용 원지의 탈수, 건조 조건>

얻어진 종이 시트를 펠트로 협지하여 그 종이 시트를 흡인하면서 탈수하고, 그것을 120℃ 의 가열롤 사이에 라인 속도 1.5m/분으로 통과시켜, 그 종이 시트의 함수율을 5중량% 이하로 하였다.

<종이관의 성형 공정>

얻어진 종이관용 원지를 재단하여 폭이 각각 54.4mm, 54.8mm, 55.2mm, 55.6mm 및 56.0mm 의 5개의 띠 형상물을 얻고, 우선 폭이 최소인 띠 형상물을 나선 형상으로 돌려감아 종이관으로 하고, 그 위에 추가로 그밖의 4개의 띠 형상물을 폭이 작은 순으로 차례로 나선 형상으로 돌려감아 내경이 약 3Omm, 밀도 1.0g/㎤ 인 종이관을 제작하였다. 이 경우, 띠 형상물끼리는 접착제로 접합하였다.

<건조 경화 공정>

상기 종이관을 200℃ 의 건조로에 약 60분 넣어 건조시켜 러너를 얻었다.

〔러너의 물성〕

두께: 1.Omm

<주물의 제조>

실시예 1 에서 얻어진 러너를 사용하여, 도 2 에 나타내는 바와 같은 주탕계 를 구성하고, 이것을 사용하여 주형을 형성하여 용탕 (1400℃) 을 주입구로부터 주입하였다.

<주물 제조 후의 러너의 평가>

주입구로 역류하거나 라이저로부터의 격렬한 화염은 관측되지 않았다. 또한, 주입 후, 주형을 해체하였을 때는 러너는 안에서 응고된 금속의 주위를 깨끗히 덮고 있고, 그 후의 블러스트 처리에 의해 그 러너는 용이하게 제거할 수 있었다.

이상과 같이, 실시예 1 에서 얻어진 러너 (주물 제조용 부품) 는 열분해에 수반되는 열수축을 억제할 수 있어 취급성도 우수한 것이 확인되었다.

본 발명에 의하면, 열분해에 수반되는 열수축을 억제할 수 있어 취급성도 우수한 주물 제조용 부품 및 그 제조 방법 그리고 그 주물 제조용 부품을 사용한 주물의 제조 방법이 제공된다.

Claims

종이관용 원지를 그 종이관용 원지의 일부를 중복시키거나 또는 복수의 그 종이관용 원지를 나선 형상으로 겹쳐감기함으로써 돌려감아 관 형상으로 성형한 주물 제조용 부품으로서, 유기 섬유, 탄소 섬유 및 바인더를 함유하고,

상기 유기 섬유, 상기 탄소 섬유 및 상기 바인더의 함유량의 합계 100 중량부에 대해서, 상기 유기 섬유의 함유량이 10∼70중량부이고, 상기 탄소 섬유의 함유량이 7∼40중량부이고, 상기 바인더의 함량이 10∼80중량부인 주물 제조용 부품.
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제 1 항에 있어서, 상기 바인더에 융점이 다른 2 이상의 바인더를 함유하고 있는 주물 제조용 부품.
제 1 항에 있어서, 상기 바인더가 유기 바인더, 무기 바인더 또는 유기 바인더 및 무기 바인더인 주물 제조용 부품.
제 5 항에 있어서, 상기 무기 바인더가 콜로이드성 실리카, 흑요석, 물라이트, 진주암, 에틸실리케이트, 혹은 물유리인 주물 제조용 부품.
제 1 항에 있어서, 상기 유기 섬유가 종이 섬유인 주물 제조용 부품.
제 1 항에 기재된 주물 제조용 부품을 사용한 주물의 제조 방법으로서, 상기 주물 제조용 부품을 주물사 내에 배치한 주물의 제조 방법.
제 1 항에 기재된 주물 제조용 부품의 제조 방법으로서, 적어도 상기 유기 섬유 및 상기 탄소 섬유를 함유하는 원료 슬러리로부터 상기 종이관용 원지를 초지하는 공정과, 초지된 상기 종이관용 원지로부터 그 종이관용 원지의 일부를 중복시키거나 또는 복수의 그 종이관용 원지를 겹쳐감기함으로써 돌려감아 종이관을 성형하는 공정과, 성형된 상기 종이관에 상기 바인더를 함유하게 하는 공정을 구비하는 주물 제조용 부품의 제조 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 바인더가 유기 바인더이고, 그 유기 바인더를 함침에 의해 함유하게 하는 주물 제조용 부품의 제조 방법.
제 10 항에 있어서, 상기 원료 슬러리에 무기 바인더를 함유하게 하는 주물 제조용 부품의 제조 방법.