JP4688575B2 - 鋳型用骨材 - Google Patents
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Description
なお、上記のいずれの形状係数の測定とも、任意に選択した各50個の粒状砂の値を意味する。
なお、上記傾向は速硬化性樹脂のような高粘性の被覆しにくい樹脂の場合に特に顕著にみられる。
また、本発明に用いられる樹脂のゲル化時間としては、200秒(150℃)以下が好ましい。
乾式法には、原料砂を高速気流により装置内で上昇させ、衝突板に衝突させることによって、砂粒相互の衝突と摩擦により磨鉱処理するサンドリクレマ−などのニューマッチスクラバー装置、高速回転するロータ上に原料砂を投入し、その遠心力で生ずる投射砂と落下する投入砂との間で起こる衝突と摩擦によって磨鉱処理する高速回転するスクラバー装置、砂粒同士の摩擦を利用して磨鉱処理するアジテーターミルなどの高速攪拌機などを用いた方法が挙げられる。
乾式法と湿式法は、単独でもよいが、組み合わせて行うことが好ましい。
製造例1
MgO・SiO2および2MgO・SiO2(重量比 約1:2)の鉱物組成のニッケル鉱滓((株)日向製錬所製)を原料とし、ロータリーリクレーマー(日本鋳造社製)にて、乾式粗磨鉱処理(供給量:5t/hr)を5回繰り返し、次いでハイブリッドサンドマスター(日本鋳造社製)にて、更に15分間の乾式磨鉱処理に1回付して粒形の微調整を施した。この処理物を更にアトリッションマシーン(山川産業社製)にて10分間の湿式磨鉱処理に1回付して表面清浄を施して鋳型用骨材を得た。
乾式粗磨鉱処理を10回繰り返した以外は、製造例1と全く同様にして鋳型用骨材を得た。
製造例1および2で得られた骨材の粒度分布、粒度指数、粘土分および化学成分を、市販のNEサンド(山川産業社製)およびサンパール(山川産業社製)のそれら値と合わせて、表1および2に示す。
上記の粒度分布測定はJIS Z 2601に準じて行い、粒度指数(粒度の「粗い」/「細かい」を表す指数)はアメリカの規格であるAFS(American Foundry Society)粒度指数(参考文献:Foundry Sand Handbook, 第6版 p.36 (1952))を用いて算出した。また前記粘土分はJIS Z 2601に準じて測定した。
製造例1および2で得られた鋳型用骨材と、NEサンドおよびサンパールとを供試砂として用い、これらの砂の丸さを表す形状係数を画像処理解析装置ルーゼックスAP(セイシン企業社製)により測定した結果を図1に示す。
次に、図1の結果を基に、丸さを表す形状係数が、1.0以上1.1未満、1.1以上1.3未満、1.3以上の区分に含まれる分布割合に算出し直した結果を表3に示す。
次に、製造例1および2で得られた鋳型用骨材と、NEサンドおよびサンパールとを供試砂として用い、これらの砂の凹凸を表す形状係数を画像処理解析装置ルーゼックスAP(セイシン企業社製)により測定した結果を図2に示す。
次に、図2の結果を基に、凹凸を表す形状係数が、1.0以上1.1未満、1.1以上1.3未満、1.3以上の区分に含まれる分布割合に算出し直した結果を表4に示す。
製造例1および2で得られた本発明による鋳型用骨材、ならびに比較のためにNEサンドおよびサンパールを供試砂として用いてシェルモールド法により鋳型を造型し、その抗折力について測定した。その際に、樹脂として速硬化性フェノール樹脂を用いた。
シェルモールド法による鋳型の造型に用いた原料とその割合、鋳型の造型方法および造型した鋳型の抗折力測定方法を以下に示す。
骨材(供試砂):各5kg/バッチ
フェノール樹脂(SPTFH-W(旭有機材工業社製):ゲル化時間30〜40秒/150℃):2.0重量%/骨材
ヘキサメチレンテトラミン:15.0重量%/樹脂
水:1.5重量%/骨材
ステアリン酸カルシウム:0.06重量%/骨材
骨材を150℃に加熱した後、フェノール樹脂を添加して混練し、105℃になったとき、ヘキサメチレンテトラミン(硬化剤)を添加し、更に冷風を吹き込みながら混練した。その後、流動性を高めるためステアリン酸カルシウムを添加してRCSを得た。このRCSを用いて抗折力測定用の鋳型(横10mm×縦10mm×長さ60mmの角柱)を形成した。また、成形時の気温は20℃で、湿度は60%であった。
得られた鋳型に対してそれぞれの鋳型の抗折力測定を、JACT(日本鋳造技術協会)試験法SM-1に準じて3点曲げ強さ試験により実施した(測定数n=30)。その結果(頻度分布)を以下の図3および表5に示す。表5中の数値の単位はkgf/cm2である。
以上の結果から、本発明による鋳型用骨材は、速硬化性樹脂を用いた場合でも、その強度において大きなばらつきがなく、且つ高強度の鋳型を得ることができる鋳型用骨材であることが判明した。
実施例1で用いた速硬化性フェノール樹脂を通常の汎用性フェノール樹脂(SP615U (旭有機材工業社製):ゲル化時間65〜80秒/150℃)に変更したこと以外は、実施例1とまったく同様にして。以下の組成物を用いて鋳型を造形し、その抗折力について測定した。結果を図4および表6に示す。
また、球状低膨張人工砂であり真球に近い形状のサンパールと比較すると、鋳型強度の平均値はほぼ同一の値を示していたが、サンパールに比べばらつきが少なかった。
Claims (3)
- 粒状砂の粒子を一粒毎に投影して2次元投影図により解析し、粒子の最大長(ML)を2乗したものを投影面積(A)で除した値(ML 2 /A)を、該最大長と同じ直径を有する真球粒子のML 2 /Aで除した値を意味する丸さを表す形状係数が、1.1以上1.3未満の範囲の粒状砂を全体の30重量%以上100重量%以下の割合で含有し、且つ1.0以上1.1未満の範囲の粒状砂を0重量%以上10重量%未満含有しているか、
粒状砂の粒子を一粒毎に投影して2次元投影図により解析し、粒子の周の長さ(PM)を2乗したものを投影面積(A)で除した値(PM 2 /A)を、該周の長さと同じ周の長さを有する真球粒子のPM 2 /Aで除した値を意味する凹凸を表す形状係数が、1.1以上1.3未満の範囲の粒状砂を全体の70重量%以上100重量%以下の割合で含有し、且つ1.0以上1.1未満の範囲の粒状砂を0重量%以上10重量%未満含有しているか、
あるいは前記丸さおよび凹凸を表す形状係数で規定される両方の範囲を満たす粒状砂を含有することを特徴とする鋳型用骨材。 - 鋳型用骨材が、50秒(150℃)未満のゲル化時間を有する速硬化性樹脂でその表面を被覆するための骨材である請求項1に記載の鋳型用骨材。
- 請求項1に記載の鋳型用骨材が、50秒(150℃)未満のゲル化時間を有する速硬化性樹脂で被覆されていることを特徴とする樹脂被覆鋳型用骨材。
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