覆膜砂及其制造方法以及铸型的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及覆膜砂及其制造方法以及铸型的制造方法，特别是涉及在常温下具有 流动性的干态的覆膜砂和制造其的方法、进而使用这样的覆膜砂的铸造用铸型的制造方 法。
【背景技术】
[0002] -直以来，作为金属熔液的铸造中使用的铸型之一，使用有：使用将包含耐火性骨 料的铸型砂用规定的粘结材料被覆而成的覆膜砂，造型为目标形状而得到的铸型，例如，日 本铸造工学会编的"铸造工学便览"第78~90页（「铸造工学便覧」第78~90頁）中阐 明了，作为这样的粘结材料，除了如水泥、水玻璃那样的无机系粘结材料之外，还可以采用 使用了酚醛树脂、呋喃树脂、聚氨酯树脂等树脂的有机系粘结材料，另外，使用这些粘结材 料对自固性铸型进行造型的手法也被阐明。
[0003] 而且，日本特开2009-90334号公报中阐明了，利用这些粘结材料中的有机系粘结 材料、即如酚醛树脂那样的热固化性树脂，使用了被覆有铸型砂而成的形态的树脂覆膜砂 的铸型的制造方法之一。根据至此阐明的制造方法，目标铸型如下制造：将树脂覆膜砂填充 至成型模内后，在该模内吹入水蒸气，从而使树脂覆膜砂的温度升高，接着将经加热的气体 吹入模内，使模内的冷凝水蒸发，同时将树脂覆膜砂的粘结材料加热到硬化或固化的温度 以上。然而，此处，由于使用酚醛树脂等树脂作为树脂覆膜砂的粘结材料，所以对铸型造型 时、浇铸金属熔液时，高热一旦发挥作用，这样的树脂粘结材料分解，有产生酚、醛等分解气 体的问题，而且无法完全去除该臭气、刺激，因此不适于这样的厌恶臭气、刺激的用途。
[0004] 另一方面，使用水玻璃作为无机系粘结材料的情况下，为了固化上述水玻璃，需要 使用如CO2气体那样的固化剂，然而这样的水玻璃/CO 2气体工艺的现有手法中，将铸型砂 (耐火性骨料）与作为粘结材料的水玻璃水溶液混炼而成的物质被用于铸型的造型，因此， 在铸型砂的表面附着有湿润的水玻璃的湿润形态（湿态）下使用，结果利用这样的粘结材 料被覆铸型砂而成的覆膜砂的流动性差，因此内在有该模填充操作困难，而且容易产生填 充不良，而且生产率也差等问题。
[0005] 因此，日本特开2012-76115号公报中，为了获得流动性良好的粘结材料包覆耐火 物（覆膜砂），提出了以下粘结材料包覆耐火物：作为粘结材料，使用选自由水玻璃、氯化 钠、磷酸钠、碳酸钠、钒酸钠、硼酸钠、氧化铝钠、氯化钾、碳酸钾组成的组中的水溶性无机化 合物，利用含有该水溶性无机化合物的固态的涂覆层，被覆耐火性骨料的表面。另外，还阐 明了以下方法：将这样的粘结材料包覆耐火物填充到模内后，通过向模内吹入水蒸气，加热 粘结材料包覆耐火物，使涂覆层的粘结材料湿润后使其硬化，从而制造铸型。
[0006] 然而，根据本发明人等的研宄阐明了，这样的粘结材料包覆耐火物中，将包含水玻 璃、氯化钠等水溶性无机化合物的粘结材料的被覆层作为固态的涂覆层形成于耐火性骨料 的表面，有时也无法充分确保流动性，而且使用其得到的铸型的强度也不充分。另外，阐明 了，利用这样的水溶性无机化合物（粘结材料）被覆耐火性骨料的情况下，水溶性无机化合 物在溶于水的状态下、以水溶液的形式使用，但根据该水溶液中所含的水分量而被覆的状 态变得不同，因此，粘结材料包覆耐火物的物性也变化。即，上述水分量少时，无法均匀地进 行被覆，另外水分量多时，无法充分地进行干燥，因此，使用这样的粘结材料包覆耐火物时， 产生成型性、物性降低、或者变得不均匀之类的问题，另外，根据水溶性无机化合物而形成 的粘结材料包覆耐火物的特性也有较大差异，也内在有即使想要在相同的条件下制造粘结 材料包覆耐火物，其物性也产生不均，制造条件的最佳化困难等之类的问题。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1 :日本特开2009-90334号公报
[0010] 专利文献2 :日本特开2012-76115号公报
[0011] 非专利文献
[0012] 非专利文献1 :"铸造工学便览"第78~90页（「铸造工学便覧」第78~90頁）
【发明内容】
[0013] 发明要解决的问题
[0014] 此处，本发明是以上述情况为背景而作出的，本发明要解决的问题在于，提供具有 优异的常温流动性的干态的覆膜砂及其有利的制造方法、进而使用这样的覆膜砂制造特性 优异的铸型的方法；而且其他问题在于，提供为了铸型造型而使用的成型模的成型腔室内 的填充性可以明显提高、而且所得铸型的强度能够进一步得到提高的覆膜砂及其制造方 法、以及使用这样的覆膜砂的铸造用铸型的制造方法。
[0015] 用于解决问题的方案
[0016] 而且，本发明为了解决上述的问题而在如以下列举那样的各种方案中，能够适当 实施，另外，以下所述的各方案可以采用任意的组合。需要说明的是，本发明的方案和技术 特征不受以下记载的任何限定，应该理解为基于根据说明书整体的记载能够把握的发明思 想而能够认识到的内容。
[0017] (1) 一种覆膜砂，其特征在于，其为具有常温流动性的干态的覆膜砂，其通过对于 经加热的耐火性骨料混和作为粘结材料的水玻璃水溶液，使水分蒸发，在上述耐火性骨料 的表面形成该粘结材料的被覆层而得到，并且所述覆膜砂的水分率被调整为0. 5质量％以 下。
[0018] (2)根据前述方案（1)所述的覆膜砂，其特征在于，前述覆膜砂中的20目筛上的团 块量为3质量％以下。
[0019] (3)根据前述方案（1)或前述方案（2)所述的覆膜砂，其特征在于，前述水玻璃水 溶液为碱金属硅酸盐的水溶液。
[0020] (4)根据前述方案（3)所述的覆膜砂，其特征在于，前述碱金属硅酸盐的二氧化硅 /碱金属氧化物的摩尔比为I. 〇以上且小于3. 0。
[0021] (5)根据前述方案（3)或前述方案（4)所述的覆膜砂，其特征在于，前述碱金属硅 酸盐为硅酸钠。
[0022] (6)根据前述方案（5)所述的覆膜砂，其特征在于，前述硅酸钠的Si02/Na 20的摩 尔比为I. 0以上且小于3. 0。
[0023] (7)根据前述方案（1)至前述方案（6)中任一项所述的覆膜砂，其特征在于，前述 水玻璃水溶液中的不挥发成分为20~45质量％。
[0024] (8)根据前述方案（1)至前述方案（7)中任一项所述的覆膜砂，其特征在于，前述 水玻璃水溶液是按照相对于前述耐火性骨料的100质量份、以固体成分换算计为〇. 1~2. 5 质量份的比例混和而成的。
[0025] (9) -种覆膜砂的制造方法，其为制造前述方案（1)至前述方案（8)中任一项所述 的覆膜砂的方法，其特征在于，
[0026] 前述耐火性骨料与前述水玻璃水溶液混和时，在自该水玻璃水溶液对于该耐火性 骨料的投入起5分钟以内，使上述水玻璃水溶液的水分蒸发，从而得到水分率为0. 5质量％ 以下的覆膜砂。
[0027] (10) -种铸型的制造方法，其特征在于，使用前述方案⑴至前述方案⑶中任一 项所述的覆膜砂，将所述覆膜砂填充至得到目标铸型的成型模的成型腔室内，然后通入水 蒸气，在上述成型模内使其硬化或固化，从而得到目标铸型。
[0028] (11)根据前述方案（10)所述的铸型的制造方法，其特征在于，在通入前述水蒸气 的同时，使干燥空气、加热干燥空气、氮气或氩气通入至在前述成型模的成型腔室内填充的 覆膜砂的填充相内。
[0029] (12)根据前述方案（10)或前述方案（11)所述的铸型的制造方法，其特征在于，在 通入前述水蒸气之后，进一步使干燥空气、加热干燥空气、氮气或氩气通入至在前述成型模 的成型腔室内填充的覆膜砂的填充相内。
[0030] (13)根据前述方案（10)至前述方案（12)中任一项所述的铸型的制造方法，其特 征在于，在通入前述水蒸气的同时或在通入前述水蒸气之后，使二氧化碳、酯和碳酸酯中的 至少1种通入至在前述成型模的成型腔室内填充的覆膜砂的填充相内。
[0031] (14)根据前述方案（10)至前述方案（13)中任一项所述的铸型的制造方法，其特 征在于，在通入前述水蒸气之前，对成型模的腔室内进行减压。
[0032] (15)根据前述方案（10)至前述方案（14)中任一项所述的铸型的制造方法，其特 征在于，将前述覆膜砂预热至30°C以上后填充至前述成型模的成型腔室内。
[0033] (16)根据前述方案（10)至前述方案（15)中任一项所述的铸型的制造方