JP2006007319A - 鋳物砂 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 非晶化度が50〜100%である鋳物砂。該鋳物砂は、Al2O3およびSiO2を主成分として含有すること、Al2O3/SiO2重量比率が1〜15であること、平均粒径が0.05〜2mmであること、球形度が0.95以上であること、耐火度がSK15以上であること、火炎溶融法により製造されたことが好ましい。
【選択図】 なし
Description
<X線回折>
鋳物砂を乳鉢で粉砕し、粉末X線回折装置のX線ガラスホルダーに圧着して測定する。粉末X線回折装置は、理学電機製MultiFlex(光源CuKα線、管電圧40kV、管電流40mA)を用い、2θ=5〜90°の範囲で走査間隔0.01°、走査速度2°/min、スリット DS1、SS1、RS0.3mmにて行う。2θ=10°〜50°の範囲で、低角度側及び高角度側のX線強度を直線で結び、直線下の面積をバックグラウンドとし、機器付属のソフトを用いて結晶化度を求め、100から引いて非晶化度とした。具体的には、バックグラウンドより上の面積について、非晶質ピーク(ハロー)と各結晶性成分をカーブフィッティングにより分離し、それぞれの面積を求め、下記式にて非晶化度(%)を計算する。
非晶化度(%)=ハローの面積/(結晶性成分面積+ハロー面積)×100
原料粉末として、実施例1ではAl2O3とSiO2を合計で95重量%含有し、Al2O3/SiO2重量比率が2.2のムライト粉末を、また実施例2ではAl2O3とSiO2を合計で93重量%含有し、Al2O3/SiO2重量比率が1.6の仮焼バン頁粉末を用い、これら原料粉末を、酸素をキャリアガスとしてLPGを燃焼させ約2000℃にした火炎の中に投入し、火炎溶融法にて球状の鋳物砂を得た。得られた鋳物砂の平均粒径は実施例1が156μm、実施例2が173μmであった。球形度は実施例1が0.99、実施例2が0.98であった。X線回折分析を2θ=10〜50°の範囲で行い、結晶性のピークと非晶性のピークをそれぞれカーブフィッテングにて求めた。その結果、非晶化度は実施例1が71.0%、実施例2が75.0%であった。
実施例1と同様の原料粉末を用い、スプレードライヤーを用いて球状にした粒子を電気炉で焼成することにより球状鋳物砂を得た。非晶化度は30.0%であった。
実施例1と同様の原料粉末を用い、アーク炉にて溶融させ電融アトマイズ法で球状粒子を得た。非晶化度は45.0%であった。
火炎溶融後、粒子を電気炉内で、1500℃で30分間保持し、1日かけて徐々に温度を低下させていった以外は実施例1と同様の方法で球状の鋳物砂を得た。非晶化度は40.0%であった。
市販のアモルファスシリカ破砕品(SiO2含量99.8%)粉末を実施例1と同様の火炎溶融法にて球状鋳物砂を得た。その結果、非晶化度は99.5%であった。
市販の珪砂(アルバニー8号)を用いた。
SiO2を54重量%、MgOを34重量%、Fe2O3を8重量%、Al2O3を2重量%含むフォレステライト主成分とする粉末を電気炉にて溶融し、風砕処理を行なった。この際、水冷させることにより急冷し、球状鋳物砂を得た。非晶化度は78.0%であった。
実施例4と同様の粉末を電気炉にて溶融し、風砕処理を行い、球状鋳物砂を得た。非晶化度は20.0%であった。
市販の珪砂(アルバニー7号、SiO2含量99.8%)を用いて実施例1と同様の火炎溶融法にて鋳物砂を得た。得られた鋳物砂は非晶化度79%であり、球形度は0.89と比較的低いが原料粉末に比較して角が取れたものであった。
市販の珪砂(ユニミン)を用いた。本珪砂は天然に産出された角が取れた珪砂で、球形度は0.89であるが非晶化度は0.5%であった。
上記実施例及び比較例で得られた鋳物砂を用いて、鋳型強度の測定と鋳型の熱膨張試験を下記のように行なった。結果を表1に示す。なお、表1中には、鋳物砂の非晶化度、平均粒径、球形度、耐火度、表面粗さ(何れも測定方法は前記の通り)も併せて示した。
実施例1から4、比較例1から5の鋳物砂について、バインダーとしてフラン樹脂(カオーライトナー340B)を該砂に対して1.0重量%、フラン樹脂用硬化剤を40重量%(対樹脂)添加し、50mmφ×50mmhのテストピース枠に充填し、25℃にて硬化させ、24時間経過したときのテスト鋳型の圧縮強度をを測定した。圧縮強度はJIS
Z 2604−1976に記載された方法で測定した。使用する硬化剤は砂の種類に応じて適宜調整した。
実施例1から4、比較例1から5の鋳物砂を使用し、バインダーとしてアルカリフェノール樹脂(花王クエーカー社製S−660)を使用し、有機エステル硬化剤として花王クエーカー社製QX−130を使用し〔それらの使用量はそれぞれ1.2重量%(対鋳物砂)及び20重量%(対樹脂)〕、直径30cm×高さ50mmの試験片を成型した。成型時の周囲温度は25℃で、湿度は55%RHであった。試験片を24時間放置してバインダーを硬化させた後、1000℃の炉に入れ、600秒後までの寸法変化を測定し、その最大値を用い初期寸法と比較して熱膨張率とした。
Claims (9)
- 非晶化度が50〜100%である鋳物砂。
- 球形度が0.95以上である請求項1記載の鋳物砂。
- Al2O3およびSiO2を主成分として含有してなり、Al2O3/SiO2重量比率が1〜15である請求項1又は2項記載の鋳物砂。
- SiO2を主成分として含有する請求項1又は2項記載の鋳物砂。
- 平均粒径が0.05〜2mmである請求項1〜4の何れか1項記載の鋳物砂。
- 火炎溶融法にて製造された請求項1〜5の何れか1項記載の鋳物砂。
- 耐火度がSK15以上である請求項1〜6の何れか1項記載の鋳物砂。
- 請求項1〜7の何れか1項記載の鋳物砂を用いた鋳型。
- 請求項8記載の鋳型を用いて製造された鋳物。
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