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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft einen sphärischen
Formsand, der für
eine Form zum Gießen
von Gußstählen, Gußeisen,
Aluminium, Kupfer und Legierungen davon verwendet werden kann, ein
Verfahren zu dessen Erzeugung und ein Gießverfahren.
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Hintergrund der Erfindung
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Konventionell
wird Silicasand in großem
Umfang als Formsand verwendet. Weil der Silicasand ein Mineralprodukt
ist, hat er eine amorphe Form, eine geringe Fluidität und eine
geringe Füllfähigkeit.
Daher ist die Oberfläche
einer Form aus Silicasand rauh, was daher zu einer rauhen Oberfläche der
Gießprodukte
(Gießformlinge)
und einer schweren Belastung beim Polierschritt, einem Nachbehandlungsschritt
führt.
Zusätzlich transformiert
Quarz als Mineralkomponente des Silicasandes seine Kristallstruktur
in Cristobalit oder dgl. durch die thermische Beladung während des
Gießens
und wird aufgrund seiner Volumenänderung
zu dieser Zeit abgebaut, so daß der
Silicasand eine niedrigere Regenerationseffizienz hat. Als Mittel
zur Lösung
dieser Probleme werden sphärischer
Formsand (siehe beispielsweise
JP-A-Hei-4-367349 )
und sphärischer
Formsand auf hoher Silicabasis und ein Verfahren zu dessen Erzeugung
(siehe beispielsweise
JP-A-Hei-5-169184 )
offenbart. Diese Formsände
sind solche, die durch Formen von Ausgangsmaterialzusammensetzungen
zu einer sphärischen
Form der Granulierung und anschließendes Backen in einem Rotationsofen
oder dgl. gebildet sind. Der resultierende Formsand hat jedoch einen
niedrigen sphärischen
Grad, so daß die
Fluidität
und Füllfähigkeit
unzureichend sind, und eine Wirkung zur Verbesserung der Rauhigkeit
der Oberfläche
der Gießgegenstände gering
ist. Aufgrund der Produktion durch ein Sinterverfahren werden nur
poröse
Substanzen, bei denen viele offene Poren vorhanden sind und die
Wasserabsorption groß ist,
erhalten. Folglich ist die Stärke der
Formgebungen unzureichend oder eine große Menge an Bindemittel ist
zur Produktion von Formgebungen erforderlich, was die Regenerierung
von Formsand schwierig macht.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Diese
Erfindung gibt einen sphärischen
Formsand an, erzeugt durch ein Flammfusionsverfahren, worin der
sphärische
Formsand als Hauptkomponenten Al2O3 und SiO2 enthält und ein
Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnis von 1 bis 15 und eine
durchschnittliche Teilchengröße von 0,05
bis 1,5 mm und einen sphärischen
Grad von wenigstens 0,98 aufweist. Weiterhin gibt diese Erfindung
ein Verfahren zur Erzeugung des oben erwähnten sphärischen Formsandes an, umfassend
das Flammverschmelzen von pulvrigen Teilchen, umfassend als Hauptkomponenten
Al2O3 und SiO2 und mit einem Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnis von
0,9 bis 17 und einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,05
bis 2 mm, unter Bildung von sphärischen
Teilchen. Darüber
hinaus gibt diese Erfindung eine Gußform an, umfassend den erwähnten sphärischen
Formsand.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Photographie des Formsandes, erhalten gemäß Beispiel 1, das durch ein
Reflexionsmikroskop (Vergrößerung:
100) aufgenommen ist.
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2 ist
ein Photo des Formsandes, erhalten bei Vergleichsbeispiel 1, aufgenommen
durch das Reflexionsmikroskop (Vergrößerung: 100).
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3 ist
ein Diagramm, das die Ergebnisse des Festigkeitstests im Verlaufe
der Zeit bei der Form aus jedem der Formsande, erhalten bei Beispiel
9 und den Vergleichsbeispielen 1 und 4 zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Diese
Erfindung gibt einen sphärischen
Formsand an, der eine ausgezeichnete Fluidität aufweist und eine Gießform mit
hoher Stärke
und einer glatten Oberfläche
ergeben kann; ein Verfahren zu dessen Erzeugung und das Gießverfahren.
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Diese
Erfinder haben festgestellt, daß ein
Refraktionsteilchen mit spezifischen Komponenten und einer spezifischen
Teilchengröße, einem
großem
sphärischen
Grad und weiterhin einer niedrigen Wasserabsorption ausgezeichnete
Eigenschaften als Formsand entfaltet und haben diese Erfindung vollendet.
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Daher
hat der sphärische
Formsand dieser Erfindung eine ausgezeichnete Fluidität, und eine
Gießform
mit einer hohen Stärke
und glatten Oberfläche
kann aus dem Formsand erhalten werden.
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Der
sphärische
Formsand, erzeugt durch das Flammfusionsverfahren, worin der sphärische Formsand
als Hauptkomponenten Al2O3 und
SiO2 enthält, hat ein Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnis von
1 bis 15 und eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,05 bis 1,5 mm und
eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,05 bis 1,5 mm und
einen sphärischen
Grad von wenigstens 0,98.
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Eine
wesentliche Eigenschaft des sphärischen
Formsandes dieser Erfindung liegt darin, daß der sphärische Formsand spezifische
Komponenten und eine spezifische durchschnittliche Teilchengröße und einen großen sphärischen
Grad aufweist. Aufgrund dieser Konstitution ist es möglich, eine
Gießform
mit ausgezeichneter Fluidität,
hoher Festigkeit und glatten Oberfläche zu erzeugen. Weiterhin
ist es möglich,
Formen mit einer geringen Menge eines Bindemittels im Vergleich
zu konventionellen Verfahren zu erzeugen, und die Regenerierung
ist leicht.
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Die
Sphärizität, die eine
Form des sphärischen
Formsandes dieser Erfindung ist, wird durch den sphärischen
Grad von wenigstens 0,98 definiert. Ob er sphärisch ist oder nicht kann beispielsweise
durch Beobachtung der Formsände
mit einem optischen Mikroskop, digitalen Mikroskop (beispielsweise
hergestellt von KEYENCE, VH-8000-Typ) oder dgl. wie unten in den
Beispielen beschrieben, bewertet werden.
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Der
sphärische
Formsand dieser Erfindung umfaßt
Al2O3 und SiO2 als Hauptkomponenten. "Hauptkomponenten" bedeutet, daß Al2O3 und SiO2 in einem
Gesamtgehalt von wenigstens 80 Gew.% in den gesamten Komponenten
der gesamten Formsände
enthalten sind.
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Der
Gesamtgehalt von Al2O3 und
SiO2, die Hauptkomponenten des sphärischen
Formsandes dieser Erfindung sind, in den gesamten Komponenten des
sphärischen
Formsandes ist bevorzugt 85 bis 100 Gew.%, mehr bevorzugt 90 bis
100 % angesichts der Flammresistenzverbesserung.
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Ebenso
ist das Gewichtsverhältnis
von Al2O3/SiO2 1 bis 15. Angesichts der Verbesserung der
Flammresistenz und der Regenerationseffizienz ist das Gewichtsverhältnis von
Al2O3/SiO2 bevorzugt 1,2 bis 12, mehr bevorzugt 1,5
bis 9.
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Materialien,
die im sphärischen
Formsand dieser Erfindung als Komponenten zusätzlich zu den Hauptkomponenten
enthalten sein können,
umfassen beispielsweise Metalloxide wie CaO, MgO, Fe2O3, TiO2, K2O und Na2O. Diese
stammen beispielsweise von Rohmaterialien, die als Ausgangsmaterialien
wie später
beschrieben, verwendet werden. Wenn CaO und MgO enthalten sind,
ist der Gesamtgehalt dieser Verbindungen bevorzugt maximal 5 Gew.%
angesichts der Verbesserung der Flammresistenz. Wenn Fe2O3 und TiO2 enthalten
sind, ist der Gehalt davon jeweils bevorzugt maximal 5 Gew.%. Der
Gehalt an Fe2O3 ist
mehr bevorzugt maximal 2,5 Gew.%, noch mehr bevorzugt maximal 2
Gew.%. Wenn K2O und Na2O
enthalten sind, ist der Gesamtgehalt dieser Verbindungen bevorzugt
maximal 3 Gew.%, mehr bevorzugt maximal 1 Gew.%.
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Die
durchschnittliche Teilchengröße (mm)
des sphärischen
Formsandes dieser Erfindung liegt innerhalb eines Bereichs von 0,05
bis 1,5 mm. Wenn die durchschnittliche Teilchengröße weniger
als 0,05 mm ist, ist dies nicht bevorzugt, weil eine große Menge
eines Bindemittels zur Erzeugung einer Form notwendig ist und es
schwierig ist, diesen als Formsand zu regenerieren. Wenn auf der
anderen Seite die durchschnittliche Teilchengröße mehr als 1,5 mm ist, ist
es nicht bevorzugt, weil ein Lochverhältnis einer Form groß wird,
was zur Verminderung der Formstärke
führt.
Angesichts der Erhöhung
der Regenerationseffizienz des sphärischen Formsandes ist die
durchschnittliche Teilchengröße bevorzugt
0,075 bis 1,5 mm. Auf der anderen Seite ist die durchschnittliche
Teilchengröße bevorzugt
0,05 bis 1 mm angesichts der Verbesserung der Formfestigkeit. Angesichts
der Verbesserung sowohl der Regenerationseffizienz als auch der
Formstärke
ist die durchschnittliche Teilchengröße mehr bevorzugt 0,05 bis
0,5 mm, noch mehr bevorzugt 0,05 bis 0,35 mm. Wenn der sphärische Formsand
dieser Erfindung als feingesiebter Formsand und dgl. verwendet wird,
ist es bevorzugt, daß die
durchschnittliche Teilchengröße innerhalb
eines Bereiches von 0,01 bis 0,1 mm gesteuert wird.
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Die
durchschnittliche Teilchengröße kann
wie folgt erhalten werden: spezifisch, wenn der sphärische Grad
1 entsprechend einem teilchenprojizierten Bereich eines sphärischen
Formsandteilchen ist, wird dessen Durchmesser (mm) gemessen; wenn
der sphärische
Grad weniger als 1 ist, werden der Hauptachsendurchmesser (mm) und
der Nebenachsendurchmesser (mm) eines statistisch ausgerichteten
sphärischen
Formsandteilchens gemessen, unter Erhalt des Wertes (Hauptachsendurchmesser
+ Nebenachsendurchmesser)/2; und dann werden die jeweils gemessenen
Werte, wahlweise ausgewählt
aus 100 Zahlen der sphärischen
Formsandteilchen, gemittelt, unter Erhalt eines durchschnittlichen
Durchmessers (mm). Der Hauptachsendurchmesser und der Nebenachsendurchmesser
werden wie folgt definiert: Wenn ein Teilchen stabil auf einer Ebene
angeordnet wird und ein Projektionsbild davon auf der Ebene mit
zwei parallelen Linien abgekantet wird, wird die Breite des Teilchens,
das einen minimalen Abstand zwischen den beiden parallelen Linien minimal
macht, als Nebenachse definiert; auf der anderen Seite wird der
Abstand zwischen anderen zwei parallelen Linien, der das Teilchen
in der Richtung orthogonal zu den zwei zuerstgenannten parallelen
Linien abkantet, als Hauptachse bezeichnet.
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Die
Hauptachse und die Nebenachse können
durch Bildanalyse auf einem Bild (Photo) des Teilchens erhalten
werden, aufgenommen durch ein optisches Mikroskop oder ein digitales
Mikroskop (zum Beispiel hergestellt von KEYENCE, VH-8000-Typ) erhalten
werden. Der sphärische
Grad wird durch das folgende Verfahren erhalten: Das aufgenommene
Bild wird einer Bildanalyse unterworfen, unter Erhalt einer Fläche des
Teilchen-projizierten Bereichs des Teilchens und einer peripheren
Länge davon,
mit anschließender
Berechnung von [periphere Länge
(mm) der vollständigen
Rundung mit der gleichen Fläche
wie die Fläche
(mm2) des Teilchen-projizierten Bereiches]/[periphere Länge (mm)
des Teilchen-projizierten
Bereiches], und anschließend werden
die jeweils erhaltenen Werte, ausgewählt von wahlweisen 50 sphärischen
Formsandteilchen, gemittelt.
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Der
sphärische
Formsand des ersten Ausführungsbeispiels
dieser Erfindung wird durch ein Flammfusionsverfahren erzeugt. Dadurch
hat der sphärische
Formsand strukturelle Eigenschaften mit einem hohen sphärischen
Grad und Kompaktheit. Solche strukturellen Eigenschaften tragen
signifikant zur Verbesserung der Fluidität, Formfestigkeit und Oberflächenglätte von
Gießformen
bei.
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Angesichts
der Verbesserung der Fluidität
ist als sphärischer
Formsand des erste Ausführungsbeispiels
dieser Erfindung der sphärische
Grad zumindest 0,98 und ein Sand mit einem sphärischen Grad von wenigstens
0,99 ist bevorzugt.
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Die
Wasserabsorption (Gew.%) des sphärischen
Formsandes dieser Erfindung ist maximal 3 Gew.%, mehr bevorzugt
maximal 0,8 Gew.%, noch mehr bevorzugt maximal 0,3 Gew.% angesichts
der Unterdrückung der
Erhöhung
in Bindemittelmenge aufgrund der Absorption eines Bindemittels,
das bei der Produktion einer Form in Formsanden verwendet wird und
angesichts der Verbesserung der Formfestigkeit. Die Wasserabsorption
kann durch das Wasserabsorptionsmeßverfahren für feine
Aggregate gemäß JIS A1109
gemessen werden.
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Wenn
der sphärische
Formsand durch ein Flammfusionsverfahren gemessen wird, ist die
Wasserabsorption des Sandes üblicherweise
niedriger als die von Sänden,
die durch andere Verfahren als das Flammfusionsverfahren unter der
Bedingung des gleichen sphärischen
Grades hergestellt sind.
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Wenn
der sphärische
Grad des sphärischen
Formsandes dieser Erfindung zumindest 0,98 ist, kann, wenn der sphärische Formsand
in einem Gehalt von bevorzugt zumindest 50 Vol.% in einer Mischung
aus dem sphärischen
Formsand und einem bekannten Formsand mit niedriger Fluidität wie Silicasand
enthalten ist, der Formsand mit der Mischung zufriedenstellend Wirkungen
entfalten, die in dieser Erfindung gewünscht sind. Wenn der sphärische Formsand
dieser Erfindung graduell zu bekanntem Formsand wie oben beschrieben
gegeben wird, entfaltet der resultierende Sand Wirkungen, die erfindungsgemäß gewünscht sind,
und zwar entsprechend der Zugabemenge. Wenn der sphärische Formsand
mit einem spezifischen sphärischen
Grad wie oben beschrieben gemäß dieser
Erfindung in einem Anteil von wenigstens 50 Vol.% in den Formsanden,
entsprechend die oben beschriebene Mischung, enthalten ist, wird
die Wirkung deutlich entfaltet. Der Gehalt des sphärischen
Formsandes mit einem sphärischen
Grad von wenigstens 0,98 dieser Erfindung ist mehr bevorzugt zumindest
60 Vol.%, noch mehr bevorzugt zumindest 80 Vol.%. Als sphärischer
Formsand dieser Erfindung haben daher solche mit einem sphärischen
Grad von wenigstens 0,98 eine ausgezeichnete Verwendbarkeit. Daneben
ist ein Formsand mit zumindest 50 Vol.% eines solchen sphärischen
Formsandes ebenfalls erfindungsgemäß enthalten, weil der Formsand
Wirkungen entfalten kann, die äquivalent
zu jenen des sphärischen
Formsandes dieser Erfindung sind.
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Wie
oben beschrieben wird der sphärische
Formsand des ersten Ausführungsbeispiels
dieser Erfindung durch ein Flammfusionsverfahren produziert. Auf
der anderen Seite kann der sphärische
Formsand des zweiten Ausführungsbeispiels
dieser Erfindung durch ein bekanntes Verfahren wie Granulations-Sinterverfahren
oder Elektroschmelz-Atomisierverfahren
erzeugt werden. Unter diesen ist ein Flammfusionsverfahren ebenfalls
für diese
Produktion ebenso wie der für
den sphärischen
Formsand des ersten Ausführungsbeispiels dieser
Erfindung geeignet. Ein Beispiel des Verfahrens zur Erzeugung des
sphärischen
Formsandes dieser Erfindung durch ein Flammfusionsverfahren wird
unten beschrieben. Ein solches Verfahren ist erfindungsgemäß ebenfalls
enthalten.
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Das
Verfahren zur Erzeugung des sphärischen
Formsandes dieser Erfindung umfaßt den Schritt des Flammverschmelzens
von pulverförmigen
Teilchen, umfassend als Hauptkomponenten Al2O3 und SiO2 und mit einem
Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnis von 0,9 bis 17 und einer
durchschnittlichen Teilchengröße von 0,05
bis 2 mm, zur Bildung von sphärischen
Teilchen.
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Der
Ausdruck "umfassend
Al2O3 und SiO2 als Hauptkomponenten" bedeutet, daß Al2O3 und SiO2 in einem
Gehalt von wenigstens 80 Gew.% in den gesamten Komponenten der gesamten
pulverförmigen
Teilchen enthalten sind. Solange der Ausdruck "umfassend Al2O3 und SiO2 als Hauptkomponenten" aufrecht erhalten wird,
können
die pulverförmigen
Teilchen eine Mischung aus einem Ausgangsmaterial als Quelle von
Al2O3 und einem
Ausgangsmaterial als Quelle wie SiO2 wie
unten beschrieben, ein einzelnes Ausgangsmaterial als Quelle von
(Al2O3 + SiO2) oder eine Mischung eines Ausgangsmaterial
als Quelle von Al2O3 und/oder
eines Ausgangsmaterials als Quelle von SiO2 und
eines Ausgangsmaterials als Quelle von (Al2O3 + SiO2) sein.
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Bei
den oben erwähnten
pulverförmigen
Teilchen, die als Ausgangsmaterial verwendet werden, ist der Gesamtgehalt
von Al2O3 und SiO2 als Hauptkomponenten bevorzugt zumindest
75 Gew.%, mehr bevorzugt zumindest 80 Gew.%, mehr bevorzugt 85 bis
100 Gew.%, noch mehr bevorzugt 90 bis 100 Gew.%, angesichts der
Einstellung der Gesamtmenge von Al2O3 und SiO2, die in
dem resultierenden sphärischen
Formsand enthalten sind, auf wenigstens 80 Gew.% in den gesamten
Komponenten. Das Gewichtsverhältnis
von Al2O3/SiO2 ist 0,9 bis 17, bevorzugt 1 bis 15, angesichts
der Einstellung des Gewichtsverhältnisses
von Al2O3/SiO2 im sphärischen
Formsand auf 1 bis 15. Die durchschnittliche Teilchengröße ist zumindest
0,05 mm angesichts des Erhaltes von monodispersem sphärischem
Formsand und manchmal 2 mm angesichts des Erhaltes von sphärischem
Formsand mit einem gewünschten
sphärischen
Grad und angesichts dessen bevorzugt 0,05 bis 2 mm. Angesichts der
Verbesserung des sphärischen
Grades des resultierenden Formsandes ist die durchschnittliche Teilchengröße bevorzugt
0,05 bis 1,5 mm. Für
den Erhalt des sphärischen
Formsandes mit einer durchschnittlichen Teilchengröße innerhalb
eines Bereiches von 0,01 bis 0,1 mm, die als feiner Formsand und dgl.
verwendet werden, ist es bevorzugt, als Ausgangsmaterial ein solches
mit einer durchschnittlichen Teilchengröße innerhalb eines Bereiches
von 0,01 bis 0,1 mm zu verwenden.
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Der
Grund, warum das Gewichtsverhältnis
von Al2O3/SiO2 unterschiedlich zwischen dem pulverförmigen Rohmaterialteilchen
und dem erhaltenen sphärischen
Formsand ist, liegt darin, daß die
verlorenen Mengen von Al2O3 und
SiO2 in Abhängigkeit vom Ausgangsmaterial
verschieden sind. Die durchschnittliche Teilchengröße der pulverförmigen Ausgangsmaterialteilchen
kann innerhalb des oben beschriebenen Bereiches liegen, weil sich
die Teilchengröße der ursprünglich sphärischen
Pulver nicht ändert,
obwohl die Teilchengröße der Pulver
in einer amorphen Form sich vermindert bei der Transformation in
eine sphärische
Form.
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Für den Erhalt
des sphärischen
Formsandes dieser Erfindung werden pulvrige Teilchen, die als Ausgangsmaterial
verwendet werden, durch Einstellen des Gewichtsverhältnis von
Al2O3/SiO2 und der durchschnittlichen Teilchengröße auf die
oben erwähnten
Bereiche angesichts der Verdampfung der Komponenten während der
Verschmelzung hergestellt.
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Wenn
die pulverförmigen
Teilchen, die als Ausgangsrohmaterial verwendet werden, verschmolzen werden,
werden viele offene Poren in dem resultierenden Formsand gebildet,
wenn Wasser in den Teilchen enthalten ist, weil das Wasser verdampft.
Die Bildung von offenen Poren verursacht die Erhöhung der Wasserabsorption und
die Verminderung des sphärischen
Grades des Formsandes. Daher ist der Wassergehalt (Gew.%) des Ausgangsrohmaterials
bevorzugt maximal 10 Gew.%, mehr bevorzugt maximal 3 Gew.%, noch mehr
bevorzugt maximal 1 Gew.% angesichts der Einstellung der Wasserabsorption
und des sphärischen
Grades des resultierenden sphärischen
Formsandes auf einen geeigneten Bereich. Der Wassergehalt wird von der
Menge des Wasserverlustes gemessen, wenn 10 g der pulverförmigen Teilchen
1 Stunde bei 800°C
erwärmt
werden.
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Die
Ausgangsrohmaterialien können
beispielsweise aus Mineralprodukten und synthetischen Produkten
ausgewählt
werden, die eine Flammresistenz haben. Ausgangsmaterialien als Quelle
von Al2O3 umfassen Bauxit,
Aluminiumschiefer, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid und dgl. Ebenfalls
umfassen Ausgangsmaterialien als Quelle von SiO2 Silicastein,
Silicasand, Quarz, Cristobalit, amorphes Silica, Feldspat, Pyrophyllit
und dgl. Zusätzlich
umfassen Ausgangsmaterialien als Quelle von (Al2O3 + SiO2) Kaolin,
Aluminiumschiefer, Bauxit, Mika, Sillimanit, Andalusit, Mullit,
Zeolith, Montmorillonit, Halloysit und dgl. Diese Ausgangsmaterialien
können alleine
oder in Zumischung von wenigstens zwei Arten verwendet werden. Die
ausgewählten
Ausgangsmaterialien werden bevorzugt zur Verwendung calciniert,
um den Wassergehalt zu vermindern oder um ein leichtes Schmelzen
zu ermöglichen.
Die pulverförmigen
calcinierten Aus gangsmaterialteilchen werden durch calcinierten
Aluminiumschiefer, calcinierte Mullit, calcinierte Bauxit, eine
Mischung aus Kaolin und calcinierten Aluminiumhydroxid und dgl.
veranschaulicht.
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In
dem Schritt zum Verschmelzen von pulverförmigen Teilchen, die als Ausgangsmaterial
bei der Flammfusion zur Bildung von sphärischen Teilchen verwendet
werden, werden die oben beschriebenen Ausgangsmaterialien in einem
Trägergas
wie Sauerstoff dispergiert, mit anschließendem Zuführen zu einer Flamme zum Verschmelzen,
unter Erhalt einer sphärischen
Form (Flammfusionsverfahren). In einem geeigneten Ausführungsbeispiel
werden die Ausgangsmaterialien zur Flamme wie unten beschrieben
zugeführt.
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Die
verwendete Flamme wird durch Brennen eines Brennstoffes wie Propan,
Methan, natürlichem
verflüssigtem
Gas, LPG, schwerem Öl,
Kerosin, Gasöl
oder pulverisierter Kohle mit Sauerstoff erzeugt. Das Verhältnis von
Brennstoff zu Sauerstoff liegt bevorzugt bei 1,01 bis 1,3 als Volumenverhältnis angesichts
der vollständigen
Verbrennung. Die Verwendung eines Sauerstoff-Gasbrenners ist angesichts
des Erhaltes einer Hochtemperaturflamme geeignet. Die Struktur des
Brenners ist nicht besonders beschränkt und wird durch Brenner
veranschaulicht, offenbart in
JP-A-Hei-7-48118 ,
JP-A-Hei-11-132421 ,
JP 2000-205523 A und
JP 2000-346318 A .
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Zur
Erzeugung einer sphärischen
Form aus den genannten feuerresistenten Rohpulvern, die für das Produktionsverfahren
dieser Erfindung verwendet werden, die eine große durchschnittliche Teilchengröße innerhalb
eines Bereiches von 0,05 bis 2 mm aufweisen, ist der folgende Vorgang
geeignet.
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Die
Zufuhr der pulverförmigen
Teilchen zur Flamme wird durch Dispergieren in einem Trägergas durchgeführt. Sauerstoff
wird geeignet als Trägergas
verwendet. In diesem Fall hat Sauerstoff als Trägergas den Vorteil, daß er beim
Brennen von Brennstoff verbraucht wird. Eine Pulverkonzentration
im Gas ist bevorzugt von 0,1 bis 20 kg/Nm3,
mehr bevorzugt von 0,2 bis 10 kg/Nm3, angesichts
der Sicherstellens eines ausreichenden Dispergiervermögens der
pulverförmigen
Teilchen.
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Wenn
die pulverförmigen
Teilchen zur Flamme geführt
werden, ist es bevorzugt, diese durch ein Sieb, einen statischen
Mischer und dgl. zu leiten, um das Dispersionsvermögen zu erhöhen.
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Angesichts
der schnellen Erzeugung einer sphärischen Form in der Flamme
und des Erhaltes von monodispergierten sphärischen Formsand ist es bevorzugt,
Formen und Komponenten der pulverförmigen Ausgangsmaterialteilchen
zu wählen.
Angesichts der Sicherstellung der Retentionszeit und des Verschmelzens und
der schnellen Erzeugung einer sphärischen Form in der Flamme,
ist das Verhältnis
des Hauptachsendurchmessers zum Nebenachsendurchmesser der pulverförmigen Ausgangsmaterialteilchen
bevorzugt maximal 9, mehr bevorzugt maximal 4, noch mehr bevorzugt
maximal 2. Angesichts des Erhalts von nicht-verschmolzenem monodispersen
sphärischen
Teilchen ist bei den Komponenten das Gewichtsverhältnis von Al2O3/SiO2 besonders
geeignet 1,5 bis 10.
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Die
pulverförmigen
Teilchen können
geeignet geschmolzen und zu einer sphärischen Form in einer Plasmastrahlflamme
umgewandelt werden, die durch Ionisieren von inertem N2-Gas
und dgl. erzeugt wird.
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Gemäß dem oben
beschriebenen Verfahren kann der sphärische Formsand, wie in dieser
Erfindung gewünscht,
erhalten werden. Der Formsand ist ausgezeichnet bezüglich der
Fluidität.
Wie oben erwähnt,
kann durch angemessenes Mischen des sphärischen Formsandes mit bekanntem
Formsand, wobei der sphärische Formsand
dieser Erfindung in einem spezifischen Verhältnis enthalten ist, ein Formsand
erhalten werden, der Wirkungen entfalten kann, die jenen des sphärischen
Formsandes dieser Erfindung äquivalent
sind. Wenn diese Formsände
bei der Erzeugung einer Form verwendet werden, kann die Menge des
verwendeten Bindemittels vermindert werden. Daher kann der Formsand
effektiv als Formsand regeneriert werden.
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Der
sphärische
Formsand dieser Erfindung ebenso wie eine Mischung aus dem Formsand
dieser Erfindung und einem bekannten Formsand (nachfolgend als Formsand
dieser Erfindung bezeichnet) kann geeignet für eine Form von Gußstählen, Gußeisen,
Aluminium, Kupfer oder Legierungen davon und ebenfalls als Füllstoff
für Metalle,
Kunststoffe und dgl. verwendet werden.
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Der
Formsand dieser Erfindung wird alleine oder in Kombination mit einem
bekannten Formsand wie Silicasand oder einem feuerresistenten Aggregat
verwendet und mit einem anorganischen Bindemittel wie Lehm, Wasserglas
oder Silicasol vermischt; oder einem organischen Bindemittel wie
Furanharz, Phenolharz oder Furanphenolharz; und wird dann durch
Verwendung einer gewünschten
Gußform
entsprechend einem bekannten Verfahren geformt. Angesichts des Erhaltes
einer Gußform
mit einer hohen Festigkeit ist die Menge des verwendeten Bindemittels
bevorzugt 0,05 bis 5 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des
Formsandes. Die somit erhaltene Form hat eine hohe Festigkeit und
glatte Oberfläche.
Wenn das Gießen
durch diese Gußform
durchgeführt
wird, kann ein Gußgegenstand
mit geringer Rauhigkeit der Oberfläche und geringer Belastung
beim Polierschritt als Nachbehandlungsschritt erhalten werden.
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Angesichts
der Verwendung bei der Produktion einer Gußform ist die Teilchendichte
(g/cm3) des Formsandes dieser Erfindung
bevorzugt innerhalb eines Bereiches von 1 bis 3,5 g/cm3.
Wenn eine Form mit einer höheren
Festigkeit gewünscht
ist, ist die Teilchendichte bevorzugt innerhalb eines Bereiches
von 2,5 bis 3,5 g/cm3. Die Formsände innerhalb
dieser Bereiche kann eine feste und kompakte Form mit hoher Festigkeit
ergeben. Wenn eine leichtgewichtige Form gewünscht ist, ist die Teilchendichte
bevorzugt innerhalb eines Bereiches von 1 bis 2,5 g/cm3.
Die Formsände
innerhalb dieses Bereiches können
eine poröse,
leichtgewichtige Form mit Löchern
darin ergeben. Die Teilchendichte kann entsprechend dem Teilchendichtemeßverfahren
von JIS R1620 gemessen werden.
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Durch
weiteres Durchführen
von angemessenen Verarbeitungsschritten mit der oben erwähnten Form können Strukturen
mit geringen Mängeln
auf der Oberfläche
und im Inneren davon erhalten werden. Die Strukturen umfassen beispielsweise
Formen, Maschinenteile, Maschinenwerkzeugteile, Konstruktionsteile
und dgl.
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Der
sphärische
Formsand dieser Erfindung ist ausgezeichnet bezüglich der Eigenschaften, die
für Formsände erforderlich
sind, und industriell anwendbar. Wie oben beschrieben sind Gußformen,
Gußgegenstände und
Strukturen mit ausgezeichneten Eigenschaften erfindungsgemäß enthalten.
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Beispiele
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Beispiel 1
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Ein
Mullitpulver (synthetisches Mullitpulver, hergestellt von Shibata
Ceramics Co. Ltd.), umfassend 97 Gew.% Al2O3 und SiO2 in einer
Gesamtmenge und mit einem Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnis von
1,7, einem Wassergehalt von 0 Gew.%, einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,31
mm und einem Verhältnis
von Hauptachsendurchmesser/Nebenachsendurchmesser von 1,5 wurde
als Ausgangsmaterial verwendet. Dieses Pulver wurde unter Verwendung
von Sauerstoff als Trägergas
zur Flamme (etwa 2000°C)
geführt,
die durch Verbrennung von LPG (Propangas) in einem Verhältnis von
LPG/Sauerstoff von 1,1 (Volumenverhältnis) erzeugt war, unter Erhalt
eines monodispersen sphärischen
Formsandes. Der resultierende Formsand enthielt 97 Gew.% Al2O3 und SiO2 in einer Gesamtmenge und hatte ein Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnis von
1,7, eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,26 mm, einen sphärischen
Grad von 0,99, eine Wasserabsorption von 0 Gew.% und eine Teilchendichte
von 2,9 g/cm3. Ein Photo (Vergrößerung:
100) dieses Formsandes, aufgenommen durch ein Reflexionsmikroskop
(kommerziell erhältlich
von NIKON CORPORATION) ist in 1 gezeigt.
Aufgrund dieser Figur ist ersichtlich, daß jedes Formsandteilchen sphärisch ist.
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Beispiel 2
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Der
gleiche Vorgang wie bei Beispiel 1 wurde durchgeführt, mit
der Ausnahme, daß ein
Mullitpulver (synthetisches Mullitpulver, hergestellt von Shitata
Ceramics Co., Ltd.), umfassend 97 Gew.% Al2O3 und SiO2 in einer
Gesamtmenge und mit einem Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnis von 2,7, einem Wassergehalt
von 0,1 Gew.%, einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,25
mm und einem Verhältnis
des Hauptachsendurchmessers/Nebenachsendurchmessers von 1,3 als
Ausgangsmaterial verwendet wurde, unter Erhalt eines monodispersen
sphärischen
Formsandes. Der resultierende Formsand enthielt 98 Gew.% Al2O3 und SiO2 in einer Gesamtmenge und hatte ein Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnis von
2,7, eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,21 mm, einen sphärischen
Grad von 0,99, eine Wasserabsorption von 0 Gew.% und eine Teilchendichte
von 3,1 g/cm3.
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Beispiel 3
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Der
gleiche Vorgang wie bei Beispiel 1 wurde durchgeführt, mit
der Ausnahme, daß Sillimanitsand, umfassend
95 Gew.% Al2O3 und
SiO2 in einer Gesamtmenge und mit einem
Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnis von 1,64,
einem Wassergehalt von 0,2 Gew.%, einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,45
mm und einem Verhältnis
des Hauptachsendurchmessers/Nebenachsendurchmessers von 1,6 als
Ausgangsmaterial verwendet wurde, unter Erhalt eines monodispersen
sphärischen
Formsandes. Der resultierende Formsand enthielt 95 Gew.% Al2O3 und SiO2 in einer Gesamtmenge und hatte ein Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnis von
1,6, eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,35 mm, einen sphärischen
Grad von 0,98, eine Wasserabsorption von 0 Gew.% und eine Teilchendichte
von 2,8 g/cm3.
-
Beispiel 4
-
Der
gleiche Vorgang wie bei Beispiel 1 wurde durchgeführt, mit
der Ausnahme, daß ein
calciniertes Aluminiumschiefer-Pulver,
umfassend 93 Gew.% Al2O3 und
SiO2 in einer Gesamtmenge und mit einem Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnis von
1,56, einem Wassergehalt von 0,1 Gew.%, einer durchschnittlichen
Teilchengröße von 0,15
mm und einem Verhältnis
des Hauptachsendurchmessers/Nebenachsendurchmessers von 1,4 als
Ausgangsmaterial verwendet wurde, unter Erhalt eines monodispersen
sphärischen
Formsandes. Der resultierende Formsand enthielt 93 Gew.% Al2O3 und SiO2 in einer Gesamtmenge und hatte ein Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnis von
1,55, Fe2O3-Gehalt
von 1,7 Gew.%, eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,14 mm, einen sphärischen
Grad von 0,988, eine Wasserabsorption von 0 Gew.%.
-
Beispiel 5
-
Der
gleiche Vorgang wie bei Beispiel 1 wurde durchgeführt, mit
der Ausnahme, daß ein
calciniertes Aluminiumschiefer-Pulver,
umfassend 95 Gew.% Al2O3 und
SiO2 in einer Gesamtmenge und mit einem Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnis von
3,36, einem Wassergehalt von 0,1 Gew.%, einer durchschnittlichen
Teilchengröße von 0,13
mm und einem Verhältnis
des Hauptachsendurchmessers/Nebenachsendurchmessers von 1,2 als
Ausgangsmaterial verwendet wurde, unter Erhalt eines monodispersen
sphärischen
Formsandes. Der resultierende Formsand enthielt 93 Gew.% Al2O3 und SiO2 in einer Gesamtmenge und hatte ein Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnis von
3,35, Fe2O3-Gehalt
von 1,01 Gew.%, eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,12
mm, einen sphärischen
Grad von 0,988, eine Wasserabsorption von 0 Gew.%.
-
Beispiel 6
-
Der
gleiche Vorgang wie bei Beispiel 1 wurde durchgeführt, mit
der Ausnahme, daß ein
calciniertes Aluminiumschiefer-Pulver,
umfassend 91 Gew.% Al2O3 und
SiO2 in einer Gesamtmenge und mit einem Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnis von
9,83, einem Wassergehalt von 0,1 Gew.%, einer durchschnittlichen
Teilchengröße von 0,14
mm und einem Verhältnis
des Hauptachsendurchmessers/Nebenachsendurchmessers von 1,3 als
Ausgangsmaterial verwendet wurde, unter Erhalt eines monodispersen
sphärischen
Formsandes. Der resultierende Formsand enthielt 91,5 Gew.% Al2O3 und SiO2 in einer Gesamtmenge und hatte ein Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnis von
9,39, Fe2O3-Gehalt
von 1,87 Gew.%, eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,13
mm, einen sphärischen
Grad von 0,996, eine Wasserabsorption von 0 Gew.%.
-
Beispiel 7
-
Der
gleiche Vorgang wie bei Beispiel 1 wurde durchgeführt, mit
der Ausnahme, daß ein
calciniertes Mullitpulver, umfassend 95 Gew.% Al2O3 und SiO2 in einer
Gesamtmenge und mit einem Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnis von 2,21, einem Wassergehalt
von 0 Gew.%, einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,16 mm und einem Verhältnis des Hauptachsendurchmessers/Nebenachsendurchmessers
von 1,4 als Ausgangsmaterial verwendet wurde, unter Erhalt eines
monodispersen sphärischen
Formsandes. Der resultierende Formsand enthielt 95,3 Gew.% Al2O3 und SiO2 in einer Gesamtmenge und hatte ein Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnis von
2,19, Fe2O3-Gehalt
von 1,21 Gew.%, eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,13
mm, einen sphärischen
Grad von 0,995, eine Wasserabsorption von 0 Gew.%.
-
Vergleichsbeispiel 1
-
Pulverförmige Teilchen
(umfassend 96 Gew.% Al2O3 und
SiO2 in einer Gesamtmenge), die durch Mischen
von Aluminiumoxid mit Kaolin hergestellt waren, unter Erhalt eines
Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnisses von
2,7 und dem Durchführen
einer Behandlung unter Verwendung eines Sprühtrockners mit der Mischung
zur Bildung von sphärischen
Teilchen erhalten waren, wurden in einen elektrischen Ofen 1 Stunde
bei 1500°C
calciniert, unter Erhalt eines sphärischen Formsandes. Der resultierende
Formsand enthielt 97 Gew.% Al2O3 und SiO2 in einer Gesamtmenge und hatte einen Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnis von
2,7, eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,18 mm, einen sphärischen
Grad von 0,89, eine Wasserabsorption von 1,2 Gew.% und eine Teilchendichte
von 2,7 g/cm3. Ein Photo (Vergrößerung:
100) dieses Formsandes, aufgenommen durch ein Reflexionsmikroskop
(kommerziell erhältlich
von NIKON CORPORATION) ist in 2 gezeigt.
Aufgrund dieser Figur ist ersichtlich, daß diese Formsandteilchen einen
niedrigen sphärischen
Grad aufweisen.
-
Vergleichsbeispiel 2
-
Der
gleiche Vorgang wie bei Beispiel 1 wurde durchgeführt, mit
der Ausnahme, daß die
pulverförmigen Teilchen,
umfassend 97 Gew.% Al2O3 und
SiO2 in einer Gesamtmenge und mit einem
Wassergehalt von 2,9 Gew.% und einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,2
mm, die durch Mischen von Aluminiumhydroxid mit Kaolin, unter Erhalt
eines Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnisses
von 25, und Calcinieren der Mischung in einem elektrischen Ofen
für 1 Stunde
bei 700°C
hergestellt waren, als Ausgangsmaterial verwendet wurden, unter Erhalt
eines monodispersen sphärischen
Formsandes. Der resultierende Formsand enthielt 97 Gew.% Al2O3 und SiO2 in einer Gesamtmenge und hatte ein Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnis von
26, eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,19 mm, einen sphärischen
Grad von 0,88, eine Wasserabsorption von 1 Gew.% und eine Teilchendichte
von 3,3 g/cm3.
-
Vergleichsbeispiel 3
-
Der
gleiche Vorgang wie bei Beispiel 1 wurde durchgeführt, mit
der Ausnahme, daß die
pulverförmigen Teilchen,
umfassen 97 Gew.% Al2O3 und
SiO2 in einer Gesamtmenge und mit einem
Wassergehalt von 2,9 Gew.% und einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,2
mm, die durch Mischen von Silicat-Pigment mit Kaolin, unter Erhalt eines
Al2O3/SiO2-Gewichtsverhältnisses
von 0,25, und Calcinieren der Mischung in einem elektrischen Ofen
für 1 Stunde
bei 700°C
hergestellt waren, als Ausgangsmaterial verwendet wurden, unter Erhalt
eines monodispersen sphärischen
Formsandes. Der Hauptteil der Form wurde amorph und Formlinge mit
einer sphärischen
Form wurden nicht erhalten.
-
Vergleichsbeispiel 4
-
Der
gleiche Vorgang wie bei Beispiel 1 wurde durchgeführt, wobei
als Ausgangsmaterial ein Silicasand (amorph) mit einem SiO2-Gehalt von 99 Gew.% und einer durchschnittlichen
Teilchengröße von 0,13
mm verwendet wurde, unter Erhalt eines Formsandes. Der resultierende
Formsand war amorph und hatte eine Wasserabsorption von 0,1 Gew.%.
-
Testbeispiel 1
-
Die
Fluidität
der Formsände,
erhalten in den Beispielen 1 und 2 und in Vergleichsbeispielen 1
und 2 wurde untersucht. Ebenso wurden die Festigkeit und die Oberflächenzustände der
Formlinge, erhalten durch Verwendung der Formsände untersucht.
-
(1) Fluidität des Formsandes
-
Die
Fluiditätszeit
(Sekunden) wurde durch Verwendung eines Trichters gemäß JIS K
6721 bestimmt. Je kürzer
die Zeit ist, um so ausgezeichneter ist die Fluidität.
-
(2) Festigkeit der Form
-
Ein
Formsand wurde in Teilchen mit einer Größe von 74 bis 250 μm klassifiziert.
Danach wurden 1,2 Gew.-Teile Kao Step S 660 (kommerziell erhältlich von
Kao-Quaker Co., Ltd.) als Formbindemittel zu 100 Gew.-Teilen des
Formsandes gegeben, und die resultierende Mischung wurden zu einer
Form (Durchmesser 50 mm × Höhe 50 mm)
entsprechend einem selbsthärtenden
Formgebungsverfahren geformt. Anschließend wurde die Form bei Raumtemperatur
24 Stunden gelagert und danach wurde die Kompressionsfestigkeit (MPa)
der Form bestimmt (25°C,
Feuchtigkeit 55 %).
-
(3) Oberflächentextur der Form
-
Die
Oberfläche
eines Formproduktes nach Freisetzung aus der Form wurde visuell
beobachtet und entsprechend folgenden Auswertungskriterien bewertet.
Die Bewertungsergebnisse wurden als Auswertungsergebnisse für die Oberflächentextur
der Form verwendet. Wenn die Oberfläche eines Formproduktes glatt
ist, ist die Oberflächentextur
der Form glatt. Ein Formprodukt wurde durch Verschmelzen von Gießeisen FC-250 in einem
Hochfrequenzofen bei 1400°C
und durch Bildung eines rechteckigen Parallelepiped-Produktes mit
50 mm × 50
mm × 400
mm geformt.
-
[Auswertungskriterien]
-
-
- O:
- Glatte Oberfläche ohne
Formsandspuren
- Δ:
- Etwas glatte Oberfläche mit
geringen Formsandspuren
- X:
- Rauhe Oberfläche mit
deutlichen Formsandspuren
-
Die
Ergebnisse eines jeden Testes sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
| Bsp.
1 | Bsp.
2 | Vgl.-bsp.
1 | Vgl.-bsp.
2 |
Formsand |
Fluidität (s) | 9,6 | 9,3 | 11,7 | 11,6 |
Form |
Kompressionsfestigkeit
(MPa) | 4,9 | 5,4 | 2,1 | 2,9 |
Oberflächentextur | O | O | X | X |
-
Aufgrund
der Ergebnisse gemäß Tabelle
1 ist ersichtlich, daß die
Formsände
der Beispiele 1 und 2 eine ausgezeichnete Fluidität haben
im Vergleich zu den Formsanden der Vergleichsbeispiele 1 und 2.
Ebenso ist ersichtlich, daß die
Gußformen,
erhalten in den Beispielen, bezüglich
der Festigkeit ausgezeichnet sind und eine glatte Oberflächenstruktur
haben im Vergleich zu jenen bei den Vergleichsbeispielen. Die Gußprodukte, die
in den Formen gebildet waren, erzeugt aus dem Formsand der Beispiele
1 und 2, hatten glatte Oberflächen, die
ausreichend die Beladungen während
eines Mahlschrittes, der eine Nachbehandlung darstellt, reduzieren konnten.
-
Testbeispiel 2
-
Ein
Festigkeitstest bei einer Gußform
wurde auf gleiche Weise wie bei Testbeispiel 1 über eine Periode von 0,5 bis
24 Stunden durchgeführt,
mit der Ausnahme, daß Formsand,
erhalten bei Beispiel 7 und in Vergleichsbeispielen 1 und 4, verwendet
wurde, und Kao Lightener 34 OB (kommerziell erhältlich von Kao-Quaker Co.,
Ltd.) wurde als Bindemittel verwendet. Die Ergebnisse des Festigkeitstestes
bei den Gußprodukten,
erzeugt aus dem Formsand, sind in 3 gezeigt.
Wie in der Figur gezeigt ist, erreichte, wenn ein Formsand von Beispiel
7 verwendet wurde, die Formfestigkeit eine praktische Festigkeit
(2 MPa oder ähnlich)
in einer kurzen Zeitperiode. Daher konnte das Entformen schnell
durchgeführt
werden, war die Arbeitseffizienz verbesserte.
-
Zusätzlich wurden
die Glätte
der Oberfläche
der Gußformen,
erzeugt durch Verwendung der Formsande, erhalten in Beispiel 7 und
Vergleichsbeispiel 1 und die Oberfläche des Formproduktes, erzeugt
durch Verwendung dieser Gußformen,
als Oberflächenrauhigkeit
(durchschnittliche Mittellinienrauhigkeit Ra) unter Verwendung eines
Oberflächenrauhigkeits-Testgerätes (Surfcorder
SE-30H, kommerziell erhältlich
von Kosaka Kenkyusho) bestimmt. Je kleiner der Wert von Ra ist,
um so ausgezeichneter ist die Oberflächenrauhigkeit. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 2 gezeigt. Aufgrund von Tabelle 2 ist ersichtlich,
daß eine
Gußform
eine ausgezeichnete Oberflächenglätte hat,
und die Oberfläche
eines Gußproduktes,
erzeugt durch Verwendung der Gußform,
ist ebenfalls ausgezeichnet bezüglich
der Glätte,
wenn der Formsand, erhalten bei Beispiel 7, verwendet wird, im Vergleich
zum Formsand, erhalten bei Vergleichsbeispiel 1. Tabelle 2
| Beispiel
7 | Vergleichsbeispiel
1 |
Oberflächenrauhigkeit
Ra (μm) |
Gußformoberfläche | 16 | 34 |
Gußproduktoberfläche | 8 | 13 |
-
Testbeispiel 3
-
Die
Pulverisierresistenz, die ein Indikator für die Regenerationseffizienz
des Formsandes ist, wurde zwischen den Formsanden, erhalten bei
den Beispielen 2 und 7 und in den Vergleichsbeispielen 1 und 4 verglichen.
1 kg Formsand wurde zu einer Aluminakugelmühle geführt und 60 Minuten behandelt.
-
Danach
wurde die Änderung
der durchschnittlichen Teilchengröße [(durchschnittliche Teilchengröße vor der
Behandlung/durchschnittliche Teilchengröße nach der Behandlung) × 100] als
Indikator für
die Pulverisierresistenz verwendet. Je kleiner die Änderung
ist, um so besser ist die Pulverisierresistenz. Die Ergebnisse sind
in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3
| Bsp.
2 | Bsp.
7 | Vgl.-bsp.
1 | Vgl.-bsp.
4 |
Änderung
der durchschnittlichen Teilchengröße | 119 | 116 | 129 | 156 |
-
Wie
aufgrund von Tabelle 3 ersichtlich ist, haben die Formsände der
Beispiele 2 und 7 eine ausgezeichnete Pulverisierresistenz im Vergleich
zu den Formsänden
der Vergleichsbeispiele 1 und 4. Daher kann die Menge des zu verwendenden
Bindemittels vermindert werden, die Menge des Kohlenstoffes, der
im Sand nach der Verwendung verbleibt, ist gering und die Calcinierreklamation
ist leicht. Bei der Calcinierreklamation wird aus dem Formsand kein
Pulver (sondern ein abgeriebenes Pulver) gebildet, so daß der Formsand
der Beispiele 2 und 7 eine ausgezeichnete Regenerationseffizienz
hat.
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Testbeispiel 4
-
Ein
Formsand, der sich auf 50 Vol.% des Formsandes von Beispiel 2 und
50 Vol.% des Formsandes von Vergleichsbeispiel 1 zusammensetzte
und ein Formsand, der sich aus 80 Vol.% des Formsandes von Beispiel
7 und 20 Vol.% des Formsandes von Vergleichsbeispiel 4 zusammensetzte,
wurde erhalten und entsprechend Testbeispiel 1 untersucht. Als Ergebnis
hatten solche Formsände
eine ausgezeichnete Fluidität
und die Gußformen
sind ebenfalls ausgezeichnet bezüglich
der Festigkeit und haben eine glatte Oberfläche.