铸钢用树脂覆膜砂、由该砂形成的铸型和由该铸型铸造的钢铸件的制作方法

专利名称：：铸钢用树脂覆膜砂、由该砂形成的铸型和由该铸型铸造的钢铸件的制作方法
技术领域：
：本发明涉及适合于铸钢的树脂覆膜砂、该树脂覆膜砂制的铸钢用铸型和由该铸型铸造的钢铸件，特别是涉及可以有效地减少钢铸件所容易发生的热龟裂和皱皮(湯Cb)的发生的树脂覆膜砂、由该树脂覆膜砂形成的铸钢用铸型和由该铸型铸造的钢铸件。技术背景近年来，为了在确保汽车和建筑机械等所需的强度的同时实现轻量化，强度高的钢铸件受到注目。特别是为了减轻钢铸件的重量，期待确立钢铸件的中空薄壁化技术。铸钢领域中，作为该中空薄壁化技术，例如早就已知以下所说明的壳模法等，一直以来被采用于各种
技术领域：
。另外，已知制造钢铸件的情况下，铸造时的熔液的凝固收縮量比铁铸件或铝合金铸件等大出近一倍。例如，制造具有中空结构的铸钢的情况下，由于发生熔液的凝固收縮，该收縮受到形成中空部的型芯(铸型)的约束。因此，存在铸件发生热龟裂的问题。这样在铸钢中发生的热龟裂需要铸造后除去而修正为所需的制品形状的修补作业。例如，作为修补作业，将铸钢中出现的热龟裂部先通过研磨或刨槽等处理除去。接着，对该部位进行堆焊，再实施研磨处理等。由此，可以制造除去了热龟裂的所需形状的铸钢。但是，如果这样的铸钢中的热龟裂的修补作业增加，则使铸钢的生产性下降，而且还使成本上升，因此存在导致经济性的恶化的问题。另外，制造复杂形状的钢铸件时，存在对于发生热龟裂的部位的修补作业非常困难的情况。这样的情况下，必须从头开始重新进行钢铸件的铸造作业。为了应对这样的问题，例如采用铸钢用铸型的造型时利用基于碳酸气(C02气体)的水玻璃(硅酸钠)的固化的被称为C02气体法的方式。该碳酸气方式中，相对于铸型砂掺入5重量％左右的作为无机粘结剂的水玻璃进行混炼。将该混炼物造型后，通过通入碳酸气，将水玻璃凝胶化，使铸型固化。如果使用通过该碳酸气方式造型的铸型进行铸钢的制造，熔融钢液被注入铸型的型腔内而凝固收縮时，可以通过溶液的热量使无机粘结剂软化。由此，铸型所使用的铸型砂可以在埋设其空隙的方向移动，铸型本身收縮，可以减小型芯对于铸钢的凝固收縮的约束力。但是，这样的通过碳酸气方式成形的铸型(型芯)在造型时铸型砂呈含水分的湿润状态。因此，型芯成形时，难以在型芯模具内均匀地填充铸型砂。而且该情况下存在铸型的密度高至所需水平以上的倾向。因此，即使使用通过碳酸气方式获得的铸型进行铸造，也会存在熔液的凝固收缩时铸型未充分收缩而无法获得热龟裂的防止效果的情况。另外，由于使用水玻璃作为粘结剂，铸造时构成型芯的铸型砂由于熔液的热量而烧结，型芯砂可能会牢固地烧结附着。如果型芯砂这样烧结结合，则铸造铸钢后，型芯的崩解去除非常困难。因此，存在导致生产性的下降的问题。另一方面，作为其它铸钢用铸型的造型方式，已知干态的壳模法。该壳模法中，对铸型砂被覆酚醛树脂作为有机粘结剂，将得到的树脂覆膜砂(RCS)填充至经预热的模具。被覆于铸型砂的树脂通过模具的热量縮聚而形成壳层。将该壳层与模具一起进一步加热而使其固化后，将壳层从模具脱模，从而制成铸型。将通过这样的壳模法制成的铸型用作钢铸造的型芯的情况下，作为粘结剂的酚醛树脂在高温的铸造过程中被分解。因此，从铸造后的钢铸件的中空部取出型芯时，可以使型芯容易崩解。因此，具有可以容易地进行型芯的取出的优点。日本专利特开昭57-68240号公报(专利文献l)中揭示了涉及这样的壳模法中被用作铸型材料的酚醛树脂组合物的发明。该专利文献l中所记载的酚醛树脂组合物为以苯酚、双酚A和双酚A生成时产生的残渣中的分离成分或衍生物这3种成分构成的显示出低膨胀性的酚醛树脂组合物。通过使用这样的低膨胀性的酚醛树脂组合物以壳模法制作铸型，所得铸型富于可挠性，具有良好的适应性(flexibility)。另外，通过使用这样的特性的铸型进行铸造，可以抑制铸件的热龟裂和气孔(气体缺陷)的发生。在这里，适应性是指铸型与铸件一起收縮的性质，可耐受注入的熔液的收縮膨胀的铸型的性能。此外，为了实现钢铸件的轻量化，近年来在钢铸件的铸造中要求尽可能降低钢铸件的壁厚。但是，铸造钢铸件时，如果为了轻量化而进行铸件的薄壁化，则存在容易发生热龟裂的问题。因此，例如进行薄壁钢铸件的制造时，即使使用以如专利文献l中所记载的低膨胀性的酚醛树脂组合物造型的铸型，仅通过依赖于基于该树脂组合物的铸型的可挠性和适应性的热龟裂的防止效果，难以充分防止薄壁铸钢中的热龟裂。因此，特别是薄壁钢铸件的制造，希望开发出可以更有效地防止热龟裂的发生的技术。另外，制造薄壁钢铸件的情况下，注入的熔液的热量容易被铸型(型芯)夺走，铸型的型腔内熔液的流动可能会不均匀。如果这样熔液的流动变差而熔液流动性下降，则存在铸造的钢铸件的表面产生凹凸状的皱皮的问题。皱皮在JISG0588中被定义为"由于浇注温度过低、浇注速度过慢等引起的可见底的铍皮"，关于皱皮的发生状态被分级为15级。对于这样在铸钢中发生皱皮的课题，例如通过前述专利文献1中所记载的RCS无法期待得到完全的解决，一直以来都非常希望开发出有效地减少皱皮的更先进的技术。另外，虽然熔液材料与如上所述的钢铸件的铸造完全不同，日本专利特公昭31-7256号公报(专利文献2)和日本专利特开平9-57391号公报(专利文献3)中也揭示了涉及由非铁金属形成的铸件(例如铝)的铸造中的壳模法用的铸型材料的发明。铸造这样的作为非铁铸件的铝的情况下，已知其铸造温度比钢铸件低。具体来说，制造钢铸件时铸造温度为约1500160(TC以上，铸造铝时铸造温度为约66070(TC左右，非常低。该铝的铸造中，由于铸造温度低，产生了如下的问题。g卩，使用通过壳模法制成的铸型作为型芯的情况下，在铝的铸造温度下铸型的粘结剂(酚醛树脂)不会发生分解。因此，制造中空的铝铸件的情况下，制造后型芯在保持高强度的状态下残存于铸件的中空内部。因此，为了将型芯从铸件内取出并使其崩解，需要大量的人工和能耗。为了解决这样的问题，前述专利文献2中记载了将添加了0.520重量％赋予或传递氧的物质(例如四氧化三铅或硝酸钾等)的酚醛树脂作为粘结剂用于RCS的技术方案。通过这样使用赋予或传递氧的物质，可以促进粘结剂的分解，改善铸型的崩解性。例如，通过在铸造中空的铝铸件后对得到的带型芯的铸型实施热处理(砂焙烧)，可以使型芯的粘结剂热分解。由此，可以使型芯的强度下降，容易地从中空铸件取出型芯。此外，前述专利文献3指出，通过专利文献2中记载的RCS，在无法对铸型供给足够热量的低温区域的部位，铸型的崩解性不足。于是，作为在这样的低温区域的部位也显示足够的铸型崩解性的RCS，专利文献3提出了将耐火性粒子、酚醛树脂和以规定比例含有含氧量在25重量％以上的含氧烃类化合物(低级羧酸类等)及碱金属硝酸盐(硝酸钾、硝酸钠等)的铸型崩解性提高剂为必要成分的RCS。通过使RCS含有这样的崩解性提高剂，例如可以使30035(TC的低温区域的铸型的崩解性提高。然而，前述专利文献2和3的目的仅在于使如上述的铝等铸造温度低的非铁金属的铸型的崩解性提高。因此，对于涉及铸造的铸件中发生的热龟裂和皱皮的问题完全没有讨论，对抑制热龟裂和皱皮的发生的具体方法没有特别记载。另外，这些专利文献2和3中，作为使型芯的崩解性提高的物质，都示例了硝酸钾。该硝酸钾公知为火药成分，是具有爆炸性的物质。另外，已知硝酸钾经90(TC以上的加热即烧结。因此，以往将含有硝酸钾的铸型(型芯)用于浇注温度高出铝的铸造许多的钢铸件的铸造对于硝酸钾的爆炸性作业上的安全性存在隐患。另外，认为如果使铸钢用铸型含有硝酸钾，则硝酸钾在90(TC以上的铸造温度下烧结而使铸型的强度提高，使铸造后的型芯的崩解性恶化。基于这些理由，虽然硝酸钾在以往如前述专利文献2和3所述用于铝的铸造，但是对于浇注温度在远远超过900'C的150(TC以上的钢铸件的铸造使用硝酸钾是无法想像的。专利文献l:日本专利特开昭57-68240号公报专利文献2:日本专利特公昭31-7256号公报专利文献3:日本专利特开平9-57391号公报发明的揭示本发明是为了解决前述的现有问题而完成的，其具体目的在于提供在具有中空结构的铸钢的制造中可以防止热龟裂的发生且有效地减少铍皮的发生的铸钢用的树脂覆膜砂、使用该砂造型得到的铸型和由该铸型铸造的钢铸件。为了实现上述目的，本发明人反复进行了各种实验。结果发现，即使在以往完全没有预想到的铸造温度极高的钢铸件的铸造中在其型芯用的树脂覆膜砂中掺入碱金属硝酸盐和氧化松香(Vinsol)也完全没有爆炸的危险，而且其适应性大幅提l占」艮口，本发明所提供的树脂覆膜砂的最主要的特征在于，作为基本的构成，包含铸型砂、相对于该铸型砂为2.55.0重量％的酚醛树脂、硝酸钾和氧化松香。此外，本发明的树脂覆膜砂中，较好是前述酚醛树脂的酚成分包含选自双酚A、该双酚A的纯化中生成的残渣及该残渣中的分离成分的衍生物的至少1种。另外，较好是前述硝酸钾的掺入量为250重量％，前述氧化松香的掺入量相对于前述酚醛树脂为4.020重量％。此外，本发明所提供的铸钢用铸型的主要特征在于，它是厚615mm、具有1000cm2以上的表面积的钢铸件的铸型，使用前述本发明的树脂覆膜砂造型而成。该情况下，较好是前述铸型的热强度为120175N/cra2。另外，本发明所提供的钢铸件的主要特征在于，它是使用前述本发明的铸钢用铸型铸造的钢铸件，该钢铸件的厚度为615mm，具有1000，2以上的表面积，与前述铸型接触的铸件面发生的热龟裂在70mm以下。此外，本发明的钢铸件具有皱皮的基于JISG0588的分级为12级的良好品质。另外，本发明的钢铸件的重量较好是在35kg以上。本发明的树脂覆膜砂(RCS)包含铸型砂、相对于该铸型砂为2.55.0重量%的酚醛树脂、硝酸钾和氧化松香。本发明者'如前所述使RCS中含有钢铸件的铸造中完全没有使用过的硝酸钾，对采用以该RCS造型而成的铸型的钢铸件的铸造进行了各种实验。最终，通过使RCS中以与前述专利文献2和3不同的规定比例含有酚醛树脂的同时含有硝酸钾，得到了如下的结果。即，发现熔液的浇注温度远高于铝的铸造的1500160(TC以上的钢铸件的铸造中，不存在以往所担心的硝酸钾爆炸的危险性。此外，还确认即使使铸钢用铸型含有硝酸钾，也未出现硝酸钾的烧结产生的对铸型的崩解性的不良影响。不仅如此，首次发现通过使RCS中含有硝酸钾来制造铸钢用铸型，如下所述，对于热龟裂的发生防止和皱皮的抑制非常有效，可获得意外的特别效果。这被认为是由于虽然硝酸钾在90(TC以上烧结，但在远高于此的钢铸件的制造温度下，烧结的硝酸钾产生自燃引起的发热而维持高温的同时，促进酚醛树脂的碳化，因而即使熔液冷却固化时以铝和铁类的约2倍的收縮量收縮，铸型本身良好地适应该变化而收縮，而且牢固地保持铸件，所谓适应性提高。其结果为，即使是薄壁且大型的中空铸件，也极难发生热龟裂。此外，同时硝酸钾的自身发热也将铸型周边的温度维持在高温，因此熔液流动不会在局部停滞，皱皮的发生也大幅减少。本发明中，除了添加前述硝酸钾之外，还添加氧化松香。氧化松香树脂是由松树衍生的暗色、高熔点的热塑性物质，美国荷库尔斯粉末公司(HerculesPowderCompany)制的制品在市场上有售。该氧化松香树脂即使受热也不会立体固化，因此具有缓冲效果。为了进一步提高缓冲性，还可以并用少量石油类树脂或松香等。本发明中，氧化松香的添加通过受热促进壳铸型的软化，使对于铸钢的适应性进一步提高。另一方面，氧化松香存在作为树脂的热强度上升的倾向，熔液注入时必须控制为保持铸型的形状至熔液固化为止的程度的低热强度。在这里，通过如上所述添加硝酸钾，高效地控制氧化松香的热强度。艮P，硝酸钾和氧化松香的添加是使上述的适应性和熔液固化时的铸型的形状保持这两种机能共同发挥的必要条件。艮P，如果是如上所述的本发明的RCS，则通过壳模法形成铸型(型芯)并使用该铸型(型芯)进行铸造时，可以通过硝酸钾和氧化松香的作用在熔液凝固收縮时以适当的时机使铸型变形。另外，注入熔融钢液后，可以促进酚醛树脂的热分解，使铸型的强度下降。由此，熔液凝固收縮时，其收縮不受铸型的约束，因此可以防止铸钢发生热龟裂。另外，通过如上所述使RCS含有硝酸钾，可以使铸型自身在铸造时发热。由此，将熔液注入铸型时，防止熔液流动性的下降的同时，可以使熔液的热量分布均匀。因此，可以抑制皱皮的发生，获得具有良好的铸件表面的钢铸件。这时的硝酸钾的掺入量相对于酚醛树脂较好是250重量％。如果在2重量％以下，则自身发热量过低，浇注时的熔液流动不顺畅，引起皱皮的发生；如果在50重量％以上，则自身发热量过大，酚醛树脂发生热分解，变得极易崩解，无法实现匀整的铸造。此外，本发明中，酚醛树脂的酚成分包含例如选自双酚A、该双酚A的纯化中生成的残渣及该残渣中的分离成分的衍生物的至少l种。通过含有这样的酚醛树脂，可以赋予铸型良好的适应性。由此，可以在铸造时使铸型更适当地伴随熔液的凝固收縮变形，能够非常有效地防止热龟裂的发生。另外，本发明的RCS还包含氧化松香。由此，可以进一步使铸型的适应性提高，因此能够更有效地防止热龟裂的发生。该情况下，氧化松香的掺入量相对于酚醛树脂较好是4.0重量％20重量％。如果少于4.0重量％，则无法期待所需的适应性的提高；如果超过20重量％，则热强度过低，铸型变得容易崩解，完成的铸件也难以获得所需的形状。由本发明提供的铸钢用铸型是用于厚615mm、具有1000cii^以上的表面积的钢铸件的铸造的铸型，使用前述本发明的RCS造型。通过使用这样的铸钢用铸型进行铸造，如前所述，可以防止热龟裂和皱皮的发生，制造具有良好的铸件表面的钢铸件。此外，本发明的铸型的热强度为120175N/cm2。因此，可以熔融钢液的注入时适当地保持铸型的形状，稳定地制造具有所需形状的铸钢。本发明的钢铸件为使用前述铸钢用铸型铸造的厚615mm、具有1000^2以上的表面积的钢铸件。此外，是与铸型接触的铸件面发生的热龟裂在70mm以下的品质良好的铸件。特别是，本发明的钢铸件是皱皮的发生以基于JISG0588的分级计被抑制到12级的高品质的铸件。此外，前述钢铸件被制造成重量在35kg以上。这样的钢铸件虽然也根据铸钢的材质而不同，但例如平均壁厚为约10mm的情况下钢铸件的表面积达到4000cm2以上。这样的具有35kg以上的重量的尺寸较大的中空结构的薄壁钢铸件在铸造时的收縮量大，因此以往容易发生热龟裂。然而，本发明对于这样的薄壁钢铸件非常有用，可以有效地抑制热龟裂和皱皮的发生。附图的简单说明图l为模式化表示采用热挠曲量测定装置的测定方法的正面图。图2为模式化表示铸型的结构的模式化截面图。图3(a)为模式化表示铸造的大型钢铸件的正面图，(b)为以相对于该大型钢铸件的厚度方向垂直的面为截面的截面图，(c)为(a)中所示的I-I的截面图。图4(a)为模式化表示铸造的中型钢铸件的截面图，(b)为(a)中所示的II-II的截面图，(c)为(a)中所示的m-III的截面图。图5(a)为模式化表示铸造的小型钢铸件的正面图，(b)为该小型钢铸件的侧面图，(c)为该小型钢铸件的底面图。图6为观察实施例4和比较例2的大型钢铸件中发生的铍皮的发生状态而得的照片的复印件。图7为比较实施例4和比较例2的大型钢铸件中发生的皱皮的长度的图。符号的说明l:主型，2:型芯，3:上型，4:下型，5:直浇道，IO:热挠曲量测定装置，ll:大型钢铸件(托架)，12:中型钢铸件(框架)，13:小型钢铸件(小型托架)，H:加热器。实施发明的最佳方式以下，对本发明优选的实施方式进行详细说明。本发明优选的实施方式中的RCS包含铸型砂、相对于该铸型砂为2.55.0重量％的酚醛树脂、相对于该酚醛树脂为2.050重量％的硝酸钾和相对于该酚醛树脂为4.020重量％的氧化松香。作为前述铸型砂，可以使用一直以来铸型通常所用的耐火性铸型砂。该铸型砂可以是天然砂或人工砂，没有特别限定。作为具体的例子，例如可以例举硅砂、橄榄石砂、锆砂、铬铁矿砂、刚玉砂、铬铁合金类矿渣、镍铁合金类矿渣、转炉炉渣、富铝红柱石类人工粒子(例如可从伊藤忠陶瓷科技株式会社(伊藤忠i，亍、;/夕株式会社)购得的商品名"NaigaiCERABEADS")及它们的再生砂等。它们可以单独使用，也可以2种以上组合使用。此外，这些铸型砂中，较好是使用硅砂，特别好是组合硅砂和再生砂使用。另外，通过混合锆砂，可以防止铸造时的烧结附着。在这里，再生砂是指将铸型拆开后收集的铸型块用压碎机等公知的粉碎机进行粉碎，对得到的砂粒体实施规定的再生处理而得的砂。另外，作为再生处理，通常可以例举通过研磨去除附着于铸型砂表面的附着物的磨蚀式再生处理、通过实施热处理去除的焙烧式再生处理等。但是，本发明并不局限于这些处理，只要是可以去除铸型砂的附着物，可以采用以往公知的任意处理。前述酚醛树脂起到结合保持铸型砂的粒子的粘结剂的作用。作为酚醛树脂，只要是以酚类和醛类的反应生成物为主要成分且具有在存在或不存在固化剂的条件下加热固化的性质的树脂即可，没有特别限定。该酚醛树脂的掺入量相对于铸型砂为2.55.0重量％，较好是2.73.5重量％。酚醛树脂相对于铸型砂的含量不到2.5重量％时，无法赋予铸型足够的强度，容易引起造型不良。此外，铸造钢铸件时，存在浇注时铸型容易发生破裂、在铸件上出现被称为毛刺(veining)的铸件缺陷的问题。另一方面，如果酚醛树脂相对于铸型砂的含量超过5.0重量％，则与铸型砂的混炼困难。此外，铸造时，由于酚醛树脂的气化，气体的发生量增加。由此，存在制造的钢铸件发生大量气体缺陷的问题。作为酚醛树脂的具体例子，可以例举线型酚醛清漆型酚醛树脂、可熔型酚醛树脂、含氮可熔型酚醛树脂、苯甲醚类酚醛树脂、低膨胀性酚醛树脂以及这止匕船12切+日St;伤il"/jn:o:每taf日S日K紘fel"日S二欺氫日忠树日S一田Jfel"日S麥而t日忠R/JPl土'l'g/JO~7VJ》H<T干VKV/JPI、/J^Fl工'rg"口、-RV(/WK'J/JA、-^J,，'K'J/J口、7|VR/li">x树脂、环氧类化合物、三聚氰胺类化合物、尿素类化合物等混合或反应而生成的改性酚醛树脂等。这些酚醛树脂可以单独使用，也可以2种以上组合使用。另外，单独使用线型酚醛清漆型酚醛树脂等不具自固化性的树脂的情况下，铸型造型时必须并用例如六亚甲基四胺等固化剂来赋予热固化性。该情况下，六亚甲基四胺的掺入量相对于酚醛树脂较好是512重量％左右。对于酚醛树脂的使用形态没有特别限定，但通常为适当形状的固体，根据需要可以使用树脂液或溶液。此外，还可以固液并用。前述酚醛树脂包含3090重量％、较好是5080重量％的低膨胀性酚醛树脂。作为该低膨胀性酚醛树脂，包含选自双酚A、该双酚A的纯化中生成的残渣及该残渣中的分离成分的衍生物的至少l种即可，例如可以使用前述专利文献l中所揭示的酚醛树脂。通过酚醛树脂包含3090重量％这样的低膨胀性酚醛树脂，制造铸型时可以使铸型具有良好的适应性。该情况下，如果低膨胀性酚醛树脂的含量超过90重量％，则铸型造型时由于酚醛树脂的固化速度的下降可能会引起造型不良。另一方面，如果低膨胀性酚醛树脂的含量不到30重量％，则进行铸造时铸钢容易发生毛刺。另外，上述的酚醛树脂也可以与有利于铸型的强度和润滑性等的品质改善的胺类、环氧类、乙烯基类的硅垸偶联剂和/或润滑剂组合使用。作为前述硅烷偶联剂的代表性例子，可以例举Y-氨丙基三乙氧基硅烷、N-P-(氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅垸、Y-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、P-(3，4-环氧基环己基)-乙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅垸、乙烯基三(P-甲氧基)硅烷、乙烯基(e-甲氧基乙氧基)硅烷等。此外，前述润滑剂的代表性例子，可以例举亚乙基双硬脂酰胺、亚甲基双硬脂酰胺、羟基硬脂酰胺、羟甲基硬脂酰胺等。作为本实施方式的必要成分之一的硝酸钾的掺入量基于酚醛树脂(固体成分换算)的重量为250重量％，较好是325重量％,更好是520重量％。如果硝酸钾相对于酚醛树脂的含量不到2重量％，则无法获得足够的热龟裂防止效果。另一方面，如果超过50重量％，则铸型强度不足，可能会产生造型不良。此外，考虑到RCS制造时的对于爆炸的安全性，硝酸钾的含量也较好是在50重量％以下。氧化松香的掺入量基于酚醛树脂(固体成分换算)的重量较好是1020重量％，更好是1015重量％。由此，可以进一步提高铸型的适应性。因此，可以更有效地防止热龟裂的发生。作为氧化松香，例如可以使用松脂提取物或松脂提取树脂残渣，具体如荷克苏尔斯公司(Herxules社)制的商品名"Vinsolresin"(酸值95)等。该情况下，如果氧化松香相对于酚醛树脂的含量少于4.0重量％，则无法期待基于氧化松香的适应性的提高。另一方面，如果超过20重量％,则铸型的热强度过低，或进行铸造时铸钢容易出现气体缺陷。此外，本实施方式的RCS中，除了上述成分之外，还可以根据需要以规定的量适当掺入各种添加剂，例如硬脂酸钙等固结防止剂、脱模剂、除臭剂、氧化铁红、砂铁等。另外，如上所述的铸钢用RCS可以通过本
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中目前实施的制作方法制作，例如干法热覆膜法、半热覆膜法、冷覆膜法、粉末溶剂法等各种方法。其中，从生产性、品质等观点来看，特别理想的是使用干法热覆膜法。例如，在摆轮式混砂机等混炼机内装入经预热的铸型砂，调整温度。接着，向混炼机内以规定量供给其它必要的添加剂，熔融混炼规定时间，形成块状物。然后，在搅拌混合下添加六亚甲基四胺水溶液的同时送风冷却，使块状物崩解成砂粒状后，加入硬脂酸钙混炼。由此，可以获得如上所述的本实施方式的铸钢用RCS。另外，供给硝酸钾时，从处理时的安全性的角度来看，较好是制成适当浓度的水溶液使用，例如浓度为1050重量％左右的水溶液。接着，使用如上所述的铸钢用RCS，按照壳模法进行造型，.从而可以获得具有所需形状的铸钢用铸型。这样得到的本发明的铸型对于厚615mm、表面积在1000cm2以上的钢铸件的铸造非常有用。艮P，使用这样的铸钢用铸型作为型芯进行铸造的情况下，通过基于前述硝酸钾的作用以及低膨胀性酚醛树脂和氧化松香的铸型的适应性的提高，可以防止所铸造的钢铸件发生热龟裂。另外，本实施方式的铸型含有硝酸钾，从而在铸造时可以使铸型自身发热。由此，在铸型中注入熔融钢液时，可以防止熔液流动性的下降，有效地抑制铸钢发生皱皮，制造具有良好的铸件表面的钢铸件。另外，本发明中，铸钢用铸型并不局限于如上所述的型芯，也可以造型成主型。此外，对于铸型的具体的造型条件等也没有特别限定，可以根据铸型的使用条件等适当选择。这样的铸钢用铸型例如以铸造时的铸型的热强度达到120175N/cm2的条件构成。铸型具有这样的热强度，从而在熔融钢液注入时可以保持铸型的形状，稳定地铸造具有所需形状的钢铸件。此外，对于铸钢用铸型的冷强度，以9001400N/cm2、较好是10001360N/cm2的条件构成。如果铸型的冷强度不到900N/cm2，则进行铸造时铸钢容易发生毛剌。另一方面，冷强度如果超过1400N/cm2，则铸件容易发生气体缺陷。另外，使用如上所述的铸钢用铸型铸造的钢铸件的厚度为615mm，表面积在1000cn/以上。而且，是与铸型接触的铸件面发生的热龟裂每1000cn^的表面积为70mm以下的品质良好的铸件。此外，这样的钢铸件中，皱皮的发生得到有效的抑制，例如具有皱皮的发生以基于JISG0588的分级计为12级的良好地铸件表面。实施例以下，例举实施例对本发明进行更具体的说明。另外，以下的实施例中，对于制成的各RCS，分别进行下述试验，对其特性进行评价。〈冷强度和热强度的测定〉将RCS成形为30mm4)X50醒的大小，在250。C烧结2分钟，制成2个试样1(TP1)。一个TP1放冷至常温后，将其抗压力作为冷强度进行测定。此外，另一个TP1在100(TC急热1分钟，将其刚加热后的抗压力作为热强度进行测定。〈热膨胀率的测定〉热膨胀率按照JACT试验法M-2进行测定。BP,与前述同样地制成30mm4)X5Omm的TPl，测定该TP1的长度(急热前的TP长)。接着，将TP1设置于炉内温度调节为100(TC的高温铸型砂试验机内。然后，在该试验机内每隔规定时间测定TP的长度(急热后的TP长)，基于该测定结果通过下述计算式算出各时间的热膨胀率。热膨胀率(。/0二(急热后的TP长一急热前的TP长)/急热前的TP长X100〈适应性的评价〉将RCS成形为50X120X5mm的大小后，在25(TC烧结40秒，制成TP2。将得到的TP2如图1所示以一端固定的状态固定于热挠曲量测定装置10。然后，将预先加热的加热器H插入TP2的下面，进行急热，测定TP2的自由端向上方位移的位移量和对应于该位移量的急热时间。<热龟裂的评价>使用铸型砂通过湿砂型法制造如图2所示的主型1。此外，使用RCS通过壳模法制造试样型芯2。另外，主型1可以上下分为上型3和下型4，并以内部形成圆筒形状的空间的状态构成。接着，在得到的主型1的内部空间于同轴上安装试样型芯2。然后，从直浇道5以底注注入熔融钢液，铸造厚度为约10mm的圆筒形状的钢铸件。这时，熔融钢液使用相当于低合金钢铸钢件SCSiMn2的材料，熔融钢液的浇注温度设为1550土10'C，进行铸造。这样铸造得到的钢铸件的重量为35kg，薄壁部的表面积为4260cm2。铸造后，观察得到的钢铸件，测定钢铸件发生的热龟裂中龟裂长度最长的一条。另外，热龟裂的检测按照JISZ2343所规定的浸透探伤试验法实施。基于该龟裂长度的测定值，通过以下的5级进行热龟裂的评价。此外，对于检出的热龟裂，算出每1000cm2钢铸件表面积的龟裂长度。热龟裂的评价标准龟裂长度为Omm(无热龟裂)时给予"5"的评价，龟裂长度在100誦以下的评价为"4"，超过100mm、200mm以下的评价为"3"，超过200mm、300隱以下的评价为"2"，超过300ram的评价为T。<皱皮的评价>与前述热龟裂的评价时同样地铸造钢铸件，通过肉眼观察得到的钢铸件。接着，将钢铸件几乎未发现皱皮的评价为"O"，将观察到皱皮的评价为"X"。[实施例l]在摆轮式混砂机(远州铁工株式会社(遠州鉄工株式会社)制)内投入7kg预热至15(TC的日本产硅砂、210g旭有机材工业株式会社(旭有機材工業株式会社)制的线型酚醛清漆型酚醛树脂(商品名"SP6905";以下记作酚醛清漆树脂A)、21g硝酸钾、40g荷克苏尔斯公司(Herxules社)的商品名"Vinsolresin"，将它们混炼40秒。接着，将20g六亚甲基四胺溶解于105g水中而得的水溶液加入到该摆轮式混砂机内。接着，通过鼓风机送风的同时，混炼至砂的块状物崩解为粒状。然后，在该摆轮式混砂机内加入7g硬脂酸钙后，再混炼5秒，从而获得RCS。[实施例27和比较例13]对于实施例27和比较例13，除了将RCS的配比和其成分变更为以下的表13所示的掺入量之外，与前述实施例1同样地分别制成RCS。另外，表13中，酚醛清漆树脂B为表现出低膨胀性的旭有机材工业株式会社(旭有機材工業株式会社)制的商品名"SP500HS"的线型酚酸清漆型酚醛树脂，酚醛清漆树脂C为作为表现出低膨胀性的线型酚醛清漆型酚醛树脂的旭有机材工业株式会社(旭有機材工業株式会社)制的商品名"BP150"。以往例l作为以往例l，不采用壳模法，通过常温自固化法制成进行铸型的造型的混炼砂。首先，将0.9kg日本产硅砂和2.lkg再生砂投入实验室用品川卓上混合机内，添加9g作为有机酯类固化剂的旭有机材工业株式会社(旭有機材工業株式会社)制的商品名"E40"，混炼30秒。然后，加入45g经调整的碱性可熔酚醛树脂，再混炼30秒，从而得到混炼砂。将得到的混炼砂成形，使其在常温下固化，从而可以制成具有规定形状的各试样。以往例2作为以往例2，通过C02气体法制成进行铸型造型的混炼砂。首先，将1.5kg日本产硅砂和1.5kg再生砂投入实验室用品川卓上混合机内，添加165g水玻璃，混炼1分钟。将得到的混炼砂填充到模具中，使用碳酸气使其固化，从而可以制成具有规定形状的各试样。另外，固化得到的各试样从模具取出后放置24小时，再供于各测定和评价。对于上述实施例17、比较例13和以往例1、2的试样，进行冷强度、热强度和热膨胀率的测定以及适应性、热龟裂和皱皮的评价，其结果示于以下的表13。[表l]<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>上述表13中，由实施例17和比较例13的比较可知，仅通过使RCS含有硝酸钾和氧化松香中的任一种，无法同时抑制热龟裂的发生和皱皮的发生这两者。特别是还可以确认通过使RCS中含有硝酸钾和氧化松香，可以使适应性提高，更有效地抑制热龟裂的发生。另外，由实施例14也可知，含有硝酸钾、氧化松香和低膨胀性的酚醛树脂的RCS的热龟裂防止效果显著。特别是通过使用实施例47的RCS，可以制造热龟裂和皱皮都不发生的非常高品质的钢铸件。在这里，由实施例17和比较例1可知，特别是本发明中氧化松香的掺入对于适应性的提高和热龟裂的防止有较大的贡献。由比较例l可知，不掺入氧化松香而仅掺入硝酸钾时，适应性劣化，热龟裂的评价也低至"2"，由比较例3也可知，不掺入硝酸钾而通过掺入氧化松香对适应性的效果一般，但无法避免热龟裂和皱皮的发生。在这里，如果仅看氧化松香相对于酚醛树脂的掺入量，如果氧化松香少于5重量％，则由比较例1和2可知，适应性劣化，热龟裂的发生多。另一方面，如果氧化松香的掺入量超过20重量％，则热强度过低，铸型容易崩解，完成的铸件也难以获得所需形状。接着，对于前述实施例3、4和比较例2的RCS以及以往例1、2的混炼砂，分别制造规定形状的型芯，使用该型芯铸造如图3所示的具有实际的制品形状的大型钢铸件ll(托架)。另外，图3(b)为以相对于图3(a)中所示的托架ll的厚度方向垂直的面为截面的截面图，图3(c)为图3(a)中所示的I-I的截面图。得到的托架ll的平均壁厚为约12mm，薄壁部的表面积为15200cm2。此外，制造图3所示的托架时，主型通过湿砂型法制造。另外，作为熔融钢液在铸型中注入相当于结构用低合金铸钢件SCSiMn2的材料，这时的熔液的浇注温度设为1550土1(TC。对于得到的各托架ll，按照JISZ2343所规定的浸透探伤试验法检测热龟裂，测定检出的热龟裂的长度。此外，算出每1000cm2薄壁部表面积的龟裂的发生比例。另外，对于托架发生的皱皮，基于JISG0588规定的钢铸件表面的外观试验方法和分级进行评价。另一方面，对于前述实施例2和比较例2，铸造图4所示的中型钢铸件12(框架)和图5所示的小型钢铸件13(小型托架)。另外，铸造图4所示的中型钢铸件时，作为熔融钢液使用相当于焊接结构用碳素钢铸钢件SCW450的材料，熔液的浇注温度设为1550土1(TC。另一方面，铸造图5所示的小型钢铸件时，作为熔融钢液使用相当于结构用低合金铸钢件SCSiMn2的材料，熔液的浇注温度设为1550±10°C。关于这些中型和小型钢铸件的其它制造条件，与前述大型钢铸件的情况相同。得到的中型钢铸件12的平均壁厚为约llimn，薄壁部表面积为7000cm2。该中型钢铸件12是中空内部发生热龟裂时非常难以进行热龟裂的修补作业的部件。对于该中型钢铸件，与前述大型钢铸件同样，对热龟裂的长度、每1000cm2薄壁部表面积的龟裂的发生比例和皱皮的发生状态这3项进行评价。另一方面，小型钢铸件13的平均壁厚为约12mm,薄壁部表面积为2160cra2。对于该小型钢铸件，对热龟裂的长度和皱皮的发生状态这2项进行评价。在这里，对于上述大型、中型、小型钢铸件进行评价的结果总结示于以下的表4。[表4]<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>大型钢铸件的评价中，比较例l中得到的钢铸件中未观察到热龟裂。对于比较例1和以往例2，钢铸件中确认热龟裂的发生，但其龟裂长度较短，不过适应性劣化。与之相对，比较例2和以往例1中制造的大型钢铸件发生长度非常长的热龟裂。此外，关于大型钢铸件中的皱皮的发生状态，比较例2的情况如图6(b)中的钢铸件的照片复印件所示，为JIS34级。另外，图6中，大型钢铸件的表面上呈现白色的部分表示皱皮。此外，以往例1和2中的皱皮的发生状态为JIS4级。它们形成的原因被认为是熔液注入铸型时熔液被型芯急速冷却而熔液流动性下降。与之相对，实施例2和4如图6(a)中的钢铸件的照片复印件所示，皱皮的发生状态为JIS12级。在这里，如果比较实施例4和比较例2的大型钢铸件中发生的皱皮的长度，如图7所示，实施例4中皱皮的长度大幅降低，可以确认皱皮的发生有效地得到抑制。由以上的结果可知，如果采用本发明，可以显著地获得热龟裂防止效果和对于熔液的抑制效果。另外，由中型和小型钢铸件的评价结果可知，实施例2中未发生热龟裂，而且鮍皮的发生有效地得到抑制。与之相对，比较例2中确认钢铸件发生热龟裂。另外，作为参考，比较例2中钢铸件上发生热龟裂的位置分别示于图4和图5。由该结果也可知，通过本发明可以获得特别的效果。产业上利用的可能性本发明可以有效地用于使用RCS通过壳模法形成铸型并用该铸型铸造钢铸件的情况，特别是铸造薄壁的钢铸件的情况。权利要求1.一种铸钢用树脂覆膜砂，其特征在于，包含铸型砂、相对于该铸型砂为2.5～5.0重量％的酚醛树脂、硝酸钾和氧化松香。2.如权利要求l所述的铸钢用树脂覆膜砂，其特征在于，所述酚醛树脂的酚成分包含选自双酚A、该双酚A的纯化中生成的残渣及该残渣中的分离成分的衍生物的至少l种。3.如权利要求1或2所述的铸钢用树脂覆膜砂，其特征在于，所述硝酸钾的掺入量相对于所述酚醛树脂为250重量％。4.如权利要求3所述的铸钢用树脂覆膜砂，其特征在于，所述氧化松香的掺入量相对于所述酚醛树脂为420重量％。5.—种铸钢用铸型，它是厚615誦、具有1000ci^以上的表面积的钢铸件的铸型，其特征在于，使用权利要求14中的任一项所述的树脂覆膜砂造型而成。6.如权利要求5所述的铸钢用铸型，其特征在于，所述铸型的热强度为120175N/cm2。7.—种钢铸件，其特征在于，它是使用权利要求5或6所述的铸钢用铸型铸造的钢铸件，该钢铸件的厚度为615mm，具有1000^2以上的表面积，与所述铸型接触的铸件面发生的热龟裂在70mm以下。8.如权利要求7所述的钢铸件，其特征在于，所述钢铸件的皱皮的基于JISG0588的分级为12级。9.如权利要求7或8所述的钢铸件，其特征在于，所述钢铸件的重量在35kg以上。全文摘要本发明的铸钢用树脂覆膜砂的特征在于，包含铸型砂、相对于该铸型砂为2.5～5.0重量％的酚醛树脂、硝酸钾和氧化松香。通过使用该铸钢用树脂覆膜砂造型而得的铸型铸造的钢铸件即使是薄壁、大型的铸件，也可有效地防止热龟裂和皱皮的发生。文档编号B22C1/16GK101222992SQ20068002573公开日2008年7月16日申请日期2006年7月14日优先权日2005年7月15日发明者小笠原健,田中俊夫,野原英治申请人:株式会社小松制作所;旭有机材工业株式会社;小松卡斯特克株式会社