第 3 表材質の均等化を計ること. 普通青銅耐腐蝕試験 C) 特に耐腐蝕伎を必要とする製品 t.j 袋め携錯期間 i ヶ R 2 ヶ月熱手理ヲ行.. T. 'iy }t.. そノ熱処理セルモ J すること. 本実験を行ふ I こ当り. 御指導

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表材質の均等化を計ること. 普通青銅耐腐蝕試験期間 CC) 特に耐腐蝕伎を必要とする製品

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袋め携錯すること. i ヶR 2ヶ月熱手理ヲ行熱処理セルモJ . . T . . . . Y'i }t..そノ 6.516 7.097 16.285 12.904 本実験を行ふIこ当り.御指導を賜った西武雄氏に裂して厚〈お櫨を申し上げる. 3ヶ月 22.484 17.790 6ヶ月巳 33.871 21. 129 x × 12 ヶ月 94

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生砂型の強度測定法に関ナる一考察

早稲田大学長寿物腕究所工学博士鹿島戎郎

Studies on Binding Strength Measurement of Green Sand Moulds. By Jiro kashim

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Waseda University S y n o p s i s

: As an instrument ot measure the .gndinib htgnerts fo a mould

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"Do w's Penetrometer" was ed.us This instrument si the one ot measure eht scvi O'ytis of Asphalt.

This experiment sezilitu rectaarhc th司t the lendee dellastni tin shi instrument drops

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o reeng sand mould ot a cintaer depth according ot sti binding h.gtrenst I

t has been found out through siht experiment atth a more iserecp m伺 surement ldcou

be done than the A. F. A. mould hardness rteset erofotereh ni .esu 序言筆者が今回行つ存砂型の強度測定と云号のは、砂型の結合強度或Il.結合度の測定のことである。そして現場 iこ於て実際に成型される生砂型が、如何なる掲毘めにより針を用ひ、砂型に侵入した針の深さによって、その結合強度を測定せんとするものである。工試験法試験法としてはDow 氏式如何なる結合強度を示すかを知る目的で、実験を行つての針束'1

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試験器、 etro-CPen 見たものでらる。従来現場の生砂型の掲問め度を測定す meter) を使用したoC 第 1図る計器としては、砂型の硬度計なるものが、しぼしぼ使参照〕却ちこの針束'1J試験器{t. 閉されてゐるが、この計器{tJ: t較的硬い砂型国の極〈表一般にAsphalt の粕調度をi!! U 面のみしか計ることが出来ない。叉謂ゆるA. F. A. 定ずる装置であってAsphalt の砂の結合強度なるものは、標準

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晶画懇をもって標準試の時には、一定の太さ、形を片を作り、その強度を測定するものでるるから、現場の有する針を一定の静匿のもと砂型の笑際湿度を直接に知ることは出来ない。筆者が今に一定温度ゐAspha 1tの中に回行った実験法.tI 砂

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の硬度計の接ぷのlalB の代りに侵入させて、その時の侵入主主第1図針 A . 度計 JES 第174 按類別〔 K28 頁12 附図第71 石

1

自製口口町試験方法_w

(2)

度を測定するー麗のViscosity 測定穏でおる。砂型の場 od-rilldr を加ヱして、その尖端の角を夫身03 0 とL 、慎合には砂中の力の場金:、 Asphalt の知〈均一には撲がら入れをしてから之を使用L た。使用金十の太さは直径らないものと見られるから、静墜を以てその侵入速度を測 2，3，4，5mm の5 種を用ひ.一定落下高さ (20mm) ，定することは、この装置では困難である。しかL 幸なこ一定重量(151 gm) のもとで試験を行った。その結果はとに、この試験器は針の位置を可なり高い処まで自由に第2図の如Lo この図は砂型がもし上方からの針の動的

~I上げることが出来る。そこで今回は一定重量の一定形

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鷺儲賓韓以上のような方法によって、砂型の結合強度を測定するのであるが、その前に号装備実験とLて、その針の侵入量が強度の如何なる{富を示ずかを知るために、砂型の標準試片を作製して、その試片について侵入量を試験する仕事量を、侵入した針の体積によって受止めたとすれば. ことにしたa 標準砂試片としては、一定の静摩慶縮によ針の体積=(D/2) ヨπI でおるから、侵入量(1)と針のる成型臥考へられるが、動墜による方法の方が、医縮直径 (D) とは locl/D~ の関係となる筈で、之を図示分布が均一に行〈ものと考へられるので、今回('1 A. F. L たものが、即ち第 2 図の直線でらる。街ほこの試験に A. 標準掲国器を使用した。即ち今測定を行はんとする於ては、針の直径2 m m 以下では、 4 回以下の掲固めの現場砂を、内径50mm の管内に200gm 充填し、之を上砂型の時に試験不能となり、叉太い針はその精度が悪〈部より夫々捻固めて、各揚固め毎にその針の侵入する量なるから、今回は直径3 m m の針を、以後の試験に使用を測定することにL た。〈この時勺砂型の厚さは約50mm ずることに決定した。となる)

(2)

針の落下高さと侵λ量 ::y(にこの場合の針の侵入量を如何ように決定すべきか次に針の溶下高さを変化させて試験を行って見た。〈こでらるが、針の侵入量は一般に)1( 針の太さ)2( 針の落下の時の針の太さ3mm ，重量151gm ，尖端角30 つその結果高さ伶)針にか Lる重量仏)針の尖端の角度等によって定は第3図の知L。この第3図では落下高さと侵入量とはまるものと思はれる。そこで先づ有合はせの砂とL て、直線的で~る。即ち落下の動的仕事量が、砂型中によ〈珪砂(107...00 mesh) に粘土0 %1 ，

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%を閉会した10 均ーに績がってゐるものと見ることが出来る。ものを使用L て、この試験器に針する{際件だけを決定すく

3)

針の重量と侵入量の霊訪墜によって侵入した針の深さを以て、砂型の結合強度とした。即ち砂型1'1一般に外部からの動的仕事を、大部分吸牧するものと考へることが出来るから、.この場合針によって加へられた動的仕事量は、全部砂中に暖政されて、砂粒間の夫4 の結合の破壊に用ひられるものとして実験を行った。実験法は先づ上端にある Dial gauge (O.lmm 日〉を以て、砂型面に針の下端ヵ:按ずる時の数字a を讃み、ヨえに必要落下高さを作るために針を上方に引上げ、その時の数字 b を護む、ヨえにボ/.'l'J により、針を溶下させて、針が砂中に定止した時の数字c を謹めば、姦下高さくa-b) に童話する針の侵入量 (c-a) を O.lmm の翠位にて知ることが出来る。(街ほ針の侵入量 ltAsphalt 試験法では『針入度』なる語を用ひてゐる。〉ることにLた。 3 . . 一→ー・4包園前教今

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(3)

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函の3種を用ひたe 無論この場合鋭角なるほど、侵入量は大となってゐる。これは尖端が銃角になるほど、砂の局部遜匪が減ずるためと考へた。そこで今回は30 0_{角のみを使用することに} した。 (5) 砂の掲固め閏鍛と侵入量三えに砂の揖固め回数と針の侵入量との関係を、各種の砂について試験した.今そのー例と Lて、当鋳物研究所

(4)

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1 1"6 t-4 1 . 1 の現場砂を翠げれば、第6図の如1..-.この第 6図の関係 t主、他の砂の場合にも大休同様の傾向を示すことが分ったので、この曲線に濁して、筆者は弐の実験式を作って見た。 n=C-K ogl (1- a) 但し1nl 掲固め回数，/1ま針の侵入量，a 1{掲固めが無限大め時の侵入量、 CI ま掲国めが零の時の侵入量に関係 ~る常数t k 11 比例恒数である。そしてこの式t工夫の5 つの仮定に基いて作り上けeたものである。即ち (A) 砂型中の砂粒聞の間際としては、外部からの底力に因って縮むものと、縮まないものとがある.縮む間際を可縮間際と命名する。 (B) 可縮罰瞭が一度墜縮された時には、もとに戻ることl ない。I (C) 毎回の一定掲固めによって、可縮問機が消滅される割合は、その時の可縮間際の存在する確率に比例する。 (D) 上からの医力は砂~の底部まで、毎回一様に停達されるものとする。(この仮定 i土砂型が薄く砂型の密度が大で、打撃が早い時に大休成立することになる。〉 (E) 針の侵入量は、同一砂の場合には可縮間際の量に比例する。〈この時の量とは可縮間際、が大休同じ位の大きさとすれば、その間際の存在率に比例することになる〉以上 (B) 及 (C) の仮定からすれば、::1(のような式が得られる。聞も始めの可縮問機の存在の濃度をa とし、その砂塊方:第 n 回目の掲固め後に、可縮間際が

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け減少して、(a ーめとなったとすると、第n番目の掲固めに於ける可縮間際の存在確率11 (a-x) となり、しかもn 固までの鵠固珍毎の可縮問隊の泊、被害

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合Il dX/dn でるるから、式としては、ま =k (a-x) 但しkll 比例恒数この式を積分すると kn=-log (a-x) 十Const. 然るに n=o(巴IJ~掲固めを行はぬ時〉には x=o である。I1lJIち ogl a=Const. 従って

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・-…(1)式となる。ヨえに針剰j器の侵入量をt とし、n=O の時のt の値を01 とし、

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とすれば、 (E) の仮定によって、

と主=~…H・H・-・(2) 式となる。

的- a a (1)式及 )2( 式を組合せれば kn=log

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• - a 又は n=tfog 仇 - a : ) ーが g (1- a) この右辺第一明をC とし、 ljk をK とすれば. n=C-Klog I(-a) ・H・H ・・-…)3( を得る。この第)3( 式から、掲周回数n とIOg lO(l- a) の値を求めて、之を図示すれば、第6図の如し。この結果からすれば、掲固め3回以下の処で直線が曲ってゐる。この関係は他の砂の時にもL ば L ば見られる。そこでこれはこの試験に使用したA. F. A. 掲国務が、この砂試片の掲固めに際し、 3-5 回目までは、砂型の全体を均一に捻固めてはゐないものと見倣した。国ち官官記仮定のくD) の{祭件に反するものと見倣した。そこでこの初期掲固めも朕態は不安定紋態で~ると見て、以後の現場砂型の測定に針しては、初期掲固めの強度範囲は、この第)3( 式の示す億を以て、之を表現することにした。 E 現場砂型との比較弐に現場の生砂型を直接測定した。今回は測定に便なように、特に定盤の上で型込めを行ひ、その砂肌面の各処について針刺侵入量を剖定した。これと同時にその時の使用砂を標準掲固め器によって掲固め、第6図と同じ曲線を作り上げ、その曲線上に現場の測定値をPlotL 、『この砂~llA. F. A. 強固め器の

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目指固めに相当する強さを有ずる』との表現を行うことにした。このようにすれば砂固有の性買を無視することが出来るからで

(5)

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22 場裡_批20 / 8 / 4 -1 2 1 0 s 4 4 2 結語以上の実験からも知れる如〈、このDow 氏のrPenet o-meter による砂型測定器の特徴は、決のま口〈である. 〈イ〉現場の生砂型の結合強度を直接測定L得右こと。〈ロ〉測定が頗る簡車で、 Lかもその精度が可なり良好で~ること。(注意深〈行へぼ、その誤差は之を 5% 以下になし得る〉。、〉儀り大粒の砂に望ましては、測定困難でらるか、一般の生型なれば大休可能で~る@ く今回はhsem001...04 の範囲で行った〉信ほ筆者の今回の現場試験の結果に依ると、一般に使用されてゐる生型は、その掲毘め度が2 回程度の場合が多〈、このような携固めは、図から見ても頗る不安定正考へられる。従ってもっと掲固めを大き

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ても、その湿気度主主にナリヨ9の問題が起らないような砂を電電製した方が、生砂型の成~を安全にするものと考へられる e これ等の問題に関L ては、現場御権当の方々から隔意なき垂数を賜はるよう切望する. / 1 / 0 10 ~46 4

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