DE60315076T3

DE60315076T3 - Kugelgusssand

Info

Publication number: DE60315076T3
Application number: DE60315076.4T
Authority: DE
Inventors: Mikio Sakaguchi; Shigeo Nakai; Kazuhiko Kiuchi; Akira Doi
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2015-03-05
Anticipated expiration: 2023-12-10
Also published as: EP1595617A4; DE60315076D1; EP1595617B2; EP1595617B1; DE60315076T2; CN1308099C; US7673668B2; KR20050088114A; WO2004052572A1; KR100998461B1; EP1595617A1; AU2003289258A1; US20060005937A1; CN1723094A

Description

Gebiet der Erfindung
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.
Hintergrund der Erfindung
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.
Zusammenfassung der Erfindung
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, worin der sphärische Formsand eine Wasserabsorption von maximal 0,3 Gew.-%, gemessen entsprechend JIS 1109, hat und durch ein Flammfusionsverfahren erzeugt ist. 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.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Photographie des Formsandes, erhalten gemäß Beispiel 1, das durch ein Reflexionsmikroskop (Vergrößerung: 100) aufgenommen ist.
2 ist ein Photo des Formsandes, erhalten bei Vergleichsbeispiel 1, aufgenommen durch das Reflexionsmikroskop (Vergrößerung: 100).
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.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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 die Gießform.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.-%.
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.
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.
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.
Der sphärische Formsand 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.
Angesichts der Verbesserung der Fluidität ist als sphärischer Formsand dieser Erfindung der sphärische Grad zumindest 0,98 und ein Sand mit einem sphärischen Grad von wenigstens 0,99 ist bevorzugt.
Die Wasserabsorption (Gew.-%) des sphärischen Formsandes dieser Erfindung ist 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 wird durch das Wasserabsorptionsmeßverfahren für feine Aggregate gemäß JIS A1109 gemessen.
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.
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.
Wie oben beschrieben wird der sphärische Formsand dieser Erfindung durch ein Flammfusionsverfahren produziert.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 Ausgangsmaterialteilchen werden durch calcinierten Aluminiumschiefer, calcinierte Mullit, calcinierte Bauxit, eine Mischung aus Kaolin und calcinierten Aluminiumhydroxid und dgl. veranschaulicht.
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.
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 .
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Der sphärische Formsand dieser Erfindung ist ausgezeichnet bezüglich der Eigenschaften, die für Formsände erforderlich sind, und industriell anwendbar.
Beispiele
Beispiel 1
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.
Beispiel 2
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.
Beispiel 3
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.
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.

Claims

Sphärischer Formsand, worin der sphärische Formsand als Hauptkomponenten Al₂O₃ und SiO₂ umfaßt und ein Al₂O₃/SiO₂-Gewichtsverhältnis von 1 bis 15, eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,05 bis 1,5 mm und einen sphärischen Grad von wenigstens 0,98 hat, und worin der sphärische Formsand eine Wasserabsorption von maximal 0,3 Gew.-% hat, gemessen entsprechend JIS A 1109, und durch ein Flammfusionsverfahren erzeugt ist.
Formsand, umfassend 50 Vol.% des sphärischen Formsands nach Anspruch 1.
Verfahren zur Erzeugung des sphärischen Formsands umfassend als Hauptkomponenten Al₂O₃ und SiO₂ und mit einem Al₂O₃/SiO₂-Gewichtsverhältnis von 1 bis 15 und mit einem sphärischen Grad von wenigstens 0,98, umfassend 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.
Gießform, umfassend den sphärischen Formsand wie in Anspruch 1 definiert.
Gießform, umfassend den sphärischen Formsand wie in Anspruch 2 definiert.