WO2016143414A1 - 鋳物の研掃方法 - Google Patents

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WO2016143414A1
WO2016143414A1 PCT/JP2016/053066 JP2016053066W WO2016143414A1 WO 2016143414 A1 WO2016143414 A1 WO 2016143414A1 JP 2016053066 W JP2016053066 W JP 2016053066W WO 2016143414 A1 WO2016143414 A1 WO 2016143414A1
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projection material
projection
particles
particle diameter
casting
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達朗 横山
後藤　賢
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新東工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C11/00—Selection of abrasive materials or additives for abrasive blasts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C9/00—Appurtenances of abrasive blasting machines or devices, e.g. working chambers, arrangements for handling used abrasive material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D31/00—Cutting-off surplus material, e.g. gates; Cleaning and working on castings
    • B22D31/002—Cleaning, working on castings

Definitions

  • the present disclosure relates to a blasting method in which blasting is performed to remove scales such as cast sand adhering to a casting surface after casting or rust formed on the surface of a base material.
  • Non-Patent Document 1 shows a recommended particle size distribution after forming an operating mix in polishing a casting.
  • a cast sand layer which is a relatively thick brittle material is formed in the outermost layer, and a scale layer, a scale and a base material mixed layer are formed in the lower layer.
  • a cleaning method having a large cleaning force and high cleaning efficiency.
  • Non-Patent Document 1 shows a recommended particle size distribution after forming an operating mix in the blasting of a casting, but a projection material having a larger blasting force and a higher blasting efficiency is used. There is a request for a cleaning method.
  • a blasting method is a blasting method in which a blasting device projects a projection material onto the surface of a casting, and the projection material has a Vickers hardness (Japanese Industrial Standard). JIS Z 2244) is a projection material in the range of HV300 to 600, and the particle size distribution of the projection material is constant by the operation of the blasting device loading process and the blasting device loading process of the unused projection material into the blasting device.
  • An operating mix forming process for forming a stable operating mix and a polishing process for projecting the projection material after the operating mix formation process onto the surface of the casting, and the particle size distribution of the projection material after the operating mix formation process is A first particle having a particle diameter of 1.18 mm, a second particle having a particle diameter of 1.18 mm or less and exceeding 0.85 mm, and a particle Following a third grain body 0.85 mm, when divided into, satisfying the (ratio of the first particle body) ⁇ (second grain body ratio of) ⁇ (the ratio of the third grain body).
  • symbols with JIS are Japanese Industrial Standards.
  • the particle size distribution of the projection material after the operating mix formation step includes a large amount of the first particles having a large scouring force, so as to ensure coverage. Then, the distribution is a characteristic distribution in which the second granule is contained in the second most and the third granule having a low scouring force is reduced.
  • this blasting method can improve the scouring force by the first particles and shorten the scouring time, and can secure the coverage by the second spheroids. It is possible to realize a casting polishing method that improves both the sweep efficiency.
  • the ratio of the first particles may be 60% by weight or more, the ratio of the second particles may be 5 to 30% by weight, and the ratio of the third particles may be 20% by weight or less.
  • the ratio of the first particles is greatly increased compared to the conventionally recommended particle size distribution.
  • the ratio of the second particles is a particle size distribution suitable for ensuring coverage. Therefore, this scouring method can achieve a particle size distribution suitable for scouring a casting with improved scouring power and scouring efficiency.
  • the unused projection material includes a first projection material having a particle diameter d of 1.18 mm ⁇ d ⁇ 2.36 mm and a maximum frequency of a particle diameter section of 1.70 mm ⁇ d ⁇ 2.00 mm, and a particle diameter d. May be a mixture with the second projection material in which the frequency is 0.85 mm ⁇ d ⁇ 1.40 mm and the frequency of the particle diameter section 1.18 mm ⁇ d ⁇ 1.40 mm is maximized.
  • the projection material can be produced by mixing the first projection material adjusted so as to improve the sharpening force and the second projection material adjusted so as to improve the coverage. .
  • both the scouring force and the scouring efficiency can be improved.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of a blasting apparatus used in the polishing method according to the embodiment. Note that the polishing method of the present embodiment is not limited to the method using the blast apparatus.
  • the blast device 1 includes a hopper 11 that stores and supplies a fixed amount of the projection material, an impeller 12 that projects the projection material, a bucket elevator 13 that circulates the projection material, a projection material, sand, and scale (mainly iron oxide).
  • a separator 14 a dust collector 15, a projection chamber 16, and a control device (not shown).
  • the hopper 11 includes a storage portion 11a in which the projection material is stored, and a cut gate 11b that is provided below the storage portion 11a and for supplying the projection material to the impeller 12 in a fixed amount.
  • the cut gate 11b has a variable opening area and can supply a certain amount of projection material to the impeller 12.
  • the impeller 12 accelerates the projection material supplied from the hopper 11 with a rotating blade, and projects the projection material onto a workpiece (casting in the present embodiment) placed on the workpiece placement table 17 provided in the projection chamber 16. As a result, the casting is polished.
  • a rotation mechanism 17 a such as a motor is connected to the workpiece mounting table 17. Thereby, the blast apparatus 1 can project a projection material on the whole workpiece
  • the bucket elevator 13 is connected to the projection chamber 16.
  • the projection chamber 16 has an inclined surface toward the bucket elevator 13.
  • the blasting material after the blasting process, sand and scale removed from the casting (hereinafter referred to as “projection material etc.”) are guided to the bucket elevator 13.
  • the bucket elevator 13 conveys the projection material and the like above the blasting apparatus 1 and supplies it to the separator 14.
  • a punching metal 18 is disposed between the bucket elevator 13 and the separator 14. Thereby, the blasting apparatus 1 can remove a big burr
  • the bucket elevator 13 is provided with a shot replenishing port 13a, and the blasting device 1 can replenish the projection material.
  • the separator 14 is connected to the dust collector 15 and the hopper 11.
  • the separator 14 is a wind selective type.
  • the separator 14 drops the projection material or the like into an apron, and applies the airflow of a predetermined wind speed and air volume generated by suction by the dust collector 15 from the direction perpendicular to the falling direction, so that the sand, scale, and pulverized fine particles The right projection material.
  • the selected sand, scale and pulverized fine projection material are collected by the dust collector 15 and discharged out of the apparatus.
  • the wind speed / air volume of the airflow applied to the projection material or the like can be controlled by the opening degree of the damper 19 provided between the dust collector 15 and the separator 14. Thereby, the blast apparatus 1 can adjust classification accuracy, and can form and maintain the operating mix mentioned later.
  • the projection material effective for the cleaning is supplied again to the hopper 11 and is circulated.
  • the amount of the projection material in the apparatus decreases by the amount discharged to the outside of the blast apparatus 1, it is necessary to replenish the amount of projection material corresponding to the decrease amount.
  • the decrease in the projection material is detected by the load current value of the impeller 12, and a new projection material is supplied from the shot supply port 13a.
  • a control device is a computer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and controls the configuration requirements of the blast device 1 described above.
  • Drawing 2 is an explanatory view showing the process of the cleaning method concerning an embodiment.
  • the blasting apparatus 1 is activated, and in step S1, a projection material loading process is performed.
  • a projection material loading process is performed.
  • unused blasting material is loaded into the blasting apparatus 1 from the shot supply port 13a.
  • the projection material will be described later.
  • step S2 an operating mix formation process is performed.
  • the particle size distribution of the projection material in the blasting apparatus 1 is the same as the particle size distribution of the unused projection material.
  • This state of stable particle size distribution is called operating mix. It is important that the projection material is managed so that the particle size distribution of the projection material in the apparatus after forming the operating mix can be efficiently polished.
  • step S2 the characteristic distribution in which the particle size distribution in the blasting apparatus after forming the operating mix satisfies (the ratio of the first particles) ⁇ (the ratio of the second particles) ⁇ (the ratio of the third particles). It is controlled to become.
  • the projection material is classified into a first particle having a particle diameter of 1.18 mm, a second particle having a particle diameter of 1.18 mm or less and exceeding 0.85 mm, and a third particle having a particle diameter of 0.85 mm or less. is doing. Even if the particle size distribution is controlled so that the ratio of the first particles is 60% by weight or more, the ratio of the second particles is 5 to 30% by weight, and the ratio of the third particles is 20% by weight or less. Good.
  • This particle size distribution was compared with the particle size distribution according to “ECONOMICAL AND FUNCTIONAL ASPECTS OF BLAST CLEANING ABRASIVES BLASTING THEORY” (published by WHEEL ABRATOR, 1972), which was conventionally used as a guideline for the operating mix in polishing of castings.
  • the comparison results are shown in Table 1.
  • the “third particle” in the present embodiment is a mixture obtained by mixing the third and fourth particles of the conventional pointer in Table 1.
  • the particle size distribution of the projection material of the present embodiment has a characteristic distribution that contains a large amount of the first particles having a large scouring force than the conventional projection material. Show.
  • the first grain has a high scouring force and is particularly effective for removing a strong scale layer in the outermost layer of the casting.
  • the polishing time can be shortened by increasing the number of first particles compared to the conventional projection material.
  • the amount of the second granule is the same as that of the conventional one, and thereby the coverage can be ensured.
  • the third granule has a low scouring force and cannot effectively remove the scale, so it was reduced compared to the conventional projection material. Moreover, since the 3rd granule contains foundry sand and mixing of foundry sand can be suppressed by reducing a 3rd granule, the abrasion of the components which comprise a blasting apparatus can be suppressed.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an operating mix formation step (step S2).
  • step S21 a dummy work made of, for example, the same material as that of a casting is prepared.
  • step S22 the blasting apparatus 1 is activated, and the dummy work is the same as in the polishing of the casting.
  • a projective material is projected according to conditions, and a series of operations for repeatedly discharging and replenishing fine powder outside the apparatus is performed.
  • the particle size distribution of the projection material in the blast apparatus 1 becomes a particle size distribution different from the particle size distribution of the unused projection material.
  • the projecting material may be blanked without using a dummy workpiece.
  • step S23 the same determination as in step S5 described later is performed.
  • the process proceeds to step S25, and then returns to step S23. If the projection material is not replenished, the process proceeds to step S24.
  • step S24 it is determined whether or not the projection time has reached an equivalent time set in advance to form an operating mix. If the projection time has reached the equivalent time, the process proceeds to step S26, and if not, the process returns to step S23.
  • step S26 the projection material is sampled, the particle size distribution is measured, and it is evaluated whether a desired operating mix is formed.
  • the projection material can be sampled from the cut gate 11 b, the bucket elevator 13, and the separator 14. If it is determined that a desired operating mix has been formed (step S26: YES), the process proceeds to step S27, and the projection is terminated in step S27. Next, the dummy workpiece is collected in step S28, and the process proceeds to step S30.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing changes in the particle size distribution during the operating mix formation process.
  • the particle diameter on the horizontal axis shows the lower limit value of the particle diameter section as a representative value.
  • the projection material that showed the particle size distribution of (A) in an unused state has a reduced weight fraction of the first granules and increased particles below the second granules. To go. This is because the first particles are pulverized and reduced, and the second particles and the like are generated.
  • the weight fraction of the first granules further decreases, and the particles below the second granules increase.
  • the third and lower particles are discharged out of the machine by the separator 14, and the increase is suppressed. Moreover, since the first granule is replenished as much as the initial shot corresponds to the discharge amount, the decrease is suppressed. Therefore, the ratio of the 1st grain object, the 2nd grain object, and the 3rd grain object is stabilized in the state of (C).
  • step S26 NO
  • the process proceeds to step S29, the opening degree of the damper 19 is adjusted, and then the process returns to step S22.
  • step S29 for example, when there are many small-diameter particles, it is possible to remove the particles by increasing the opening of the damper 19 and increasing the air volume.
  • step S30 a test piece similar to a casting to be blasted is set on the blasting apparatus 1, and in a subsequent step S31, a blasting material is projected under the same conditions as in the case of blasting the casting to perform blasting.
  • Steps S32 and S34 perform similar processing corresponding to steps S23 and S25, respectively.
  • step S34 it is determined whether or not a preset time set in advance for polishing the casting has been reached. If the projection time has reached the set time, the process proceeds to step S35, and the projection of the projection material is terminated. If not, the process returns to step S5.
  • step S36 following step S35, the test piece is collected, and the process proceeds to step S37.
  • step S37 it is determined whether the test piece is properly polished. If it is determined that the scouring state is appropriate (step S37: YES), the process proceeds to step S3. If it is determined that the sharpening state is not appropriate (step S37: NO), the process proceeds to step S38, the projection conditions (projection time, projection speed, etc.) are changed, and then the process returns to step S30.
  • step S23 and step S32 instead of the determination in step S23 and step S32, it can be determined by the amount of the projection material discharged outside the apparatus. Further, the projection material can be replenished every predetermined time without making a determination. Further, it is possible to cope with this by extending the projection time without adjusting the damper in step S29.
  • Each process may be automatic or manual. When each process is automatically performed, each process is performed by the control device.
  • step S3 the casting to be polished is placed on the workpiece mounting table 17 in the projection chamber 16, and the projection surface is projected in a state in which the operating mix is formed in step S4, thereby cleaning the casting surface. (Scouring process).
  • step S5 it is determined whether or not to replenish the projection material based on the load current value of the ammeter of the impeller 12 that is projecting the projection material. If the load current value is larger than the preset current value and less than or equal to the predetermined fluctuation value, it is determined that the projection material is not replenished, and the process proceeds to step S6. When the load current value is equal to or less than the preset current value or exceeds a predetermined fluctuation value, it is determined that the projection material is replenished, and the process proceeds to step S7. In step S7, a predetermined amount of new projection material is supplied from the shot supply port 13a, and the process returns to step S5. The projection material is replenished by a predetermined amount set in consideration of the load of the bucket elevator and the like. Thereby, a desired operating mix can be maintained.
  • step S6 it is determined whether or not the projection time has reached a preset time set in order to polish the casting. If the projection time has reached the set time, the process proceeds to step S8, and if not, the process returns to step S5. And projection is complete
  • step S10 the casting subjected to the blasting treatment for a predetermined time is taken out from the blasting apparatus 1, and the blasting state is evaluated by visual observation or the like to determine whether or not the blasting of the casting is completed.
  • step S10: pass the process proceeds to step S11.
  • step S10: failed the polishing of the casting is not completed.
  • step S11 it is determined whether or not to continue the polishing process. If there is no next workpiece, the series of operations is terminated, and if there is a next workpiece, the operations in step S3 and subsequent steps are repeated.
  • the particle size distribution of the projection material after forming the operating mix can be made a distribution suitable for blasting of castings. Both can be improved.
  • the projectile is a shot selected from the range of Vickers hardness HV300-600.
  • the material and shape can be selected as appropriate, but in this embodiment, a spherical shot made of an iron-based material is used.
  • the iron-based material for example, C: 0.8 to 1.2% by weight, Mn: 0.35 to 1.20% by weight, Si: 0.40 to 1.50% by weight, P ⁇ 0.
  • a component system containing 05 wt%, S ⁇ 0.05 wt%, the balance Fe and inevitable impurities, and having a tempered martensite structure or a similar structure can be employed.
  • Such particles can be prepared by a known method such as a water atomizing method.
  • the projection material has sufficient hardness for the object to be cleaned at HV300 or more, and the projection material has sufficient toughness at HV600 or less.
  • the projection material of this embodiment has sufficient hardness and toughness, it can be used suitably for the polishing of the casting surface.
  • Vickers hardness HV is based on Japanese Industrial Standard JIS Z 2244 (2009).
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a particle size distribution of a projection material as an example that can be used in the polishing method according to the embodiment.
  • the particle diameter on the horizontal axis shows the lower limit value of the particle diameter section as a representative value.
  • the particle diameter d of the projection material is 0.85 mm ⁇ d ⁇ 2.36 mm, and the distribution of the particle diameter d of the projection material is a particle diameter section 1.18 mm ⁇ d ⁇ 1.40 mm in the frequency distribution (JIS G 5904).
  • the frequency of the particle diameter section 1.70 mm ⁇ d ⁇ 2.00 mm is 0.4 to 1.0 times the frequency, and the particle diameter section 1.40 mm ⁇ d ⁇ 1. Adjustment is made so that the frequency of 70 mm is 0.2 to 0.7 times.
  • the measuring method of the particle size distribution is based on Japanese Industrial Standard JIS G 5904 (1966) and is shown by weight distribution.
  • the distribution of the particle diameter d of the projection material is, for example, such that the frequency of the particle diameter section 1.70 mm ⁇ d ⁇ 2.00 mm is 0.6 to 0 with respect to the frequency of the particle diameter section 1.18 mm ⁇ d ⁇ 1.40 mm. And the frequency is adjusted so that the frequency of the particle diameter section 1.40 mm ⁇ d ⁇ 1.70 mm is 0.3 to 0.6 times. According to this, the scouring force and the scouring efficiency can be further improved, and it can be suitably used for scouring a casting.
  • the projection material having such a particle size distribution is a first projection material in which the particle diameter d is 1.18 mm ⁇ d ⁇ 2.36 mm and the frequency of the particle diameter section 1.70 mm ⁇ d ⁇ 2.00 mm is maximized. And a second projection material in which the particle diameter d is 0.85 mm ⁇ d ⁇ 1.40 mm and the frequency of the particle diameter section 1.18 mm ⁇ d ⁇ 1.40 mm is maximized. it can. That is, the projection material is a mixture of the first projection material and the second projection material.
  • the polishing force can be increased.
  • the coverage actual dent of the projection material per fixed area
  • the second projection material can improve the coverage, but has a low blasting force against a particularly strong sand scale as compared with the first projection material. Therefore, although it has a sufficient blasting force for removing the foundry sand and scale, the scouring force is insufficient to remove seizure and the like generated on the surface of the foundry sand, and the blasting time becomes longer.
  • the projection material according to the present embodiment by mixing these projection materials so as to have the particle size distribution described above, it is possible to maintain the respective advantages and supplement the portion where the scouring ability is insufficient.
  • the sharpening force can be improved by the first projecting material, and the coverage can be improved by the second projecting material. That is, it is possible to perform the cleaning with both the cleaning force and the cleaning efficiency improved.
  • the particle size distribution can be made substantially continuous. Therefore, since the size of the dent by the blast has a continuous distribution, the coverage can be increased and the blast can be efficiently performed.
  • the first projection material and the second projection material are classified by using a sieve having a mesh size of 0.85 to 2.36 mm as defined in JIS Z 8801 (2006), by using a known method such as a water atomizing method. It can be prepared by mixing and adjusting to obtain a desired particle size distribution.
  • the particle size distribution in the blasting apparatus after forming the operating mix can be set to the above-mentioned distribution suitable for the polishing of the casting, without using a special apparatus or method.
  • the projection material replenished in steps S25, S34, and S7 may be different from the projection material loaded in step S1.
  • a large diameter projection material can be supplied to form a desired operating mix.
  • the form of the projection material is not limited to shots, and grit, cut wires, and the like can also be used.
  • the 1st projection material and the 2nd projection material are good also as the same material, and may form with the material from which hardness differs.
  • the particle size distribution of the projection material after the formation of the operating mix contains a large amount of the first particles having a large polishing force, and the second particles are used in order to ensure coverage. Then, the distribution is a characteristic distribution in which the number of third particles containing a large amount and having a low scouring force is reduced.
  • the first grain can improve the scouring force and shorten the scouring time, and the second grain can secure the coverage, thus improving both the scouring force and the scouring efficiency. It is possible to realize a polishing method for cast castings.
  • the workpiece used in this example was made of FC250, poured at a pouring temperature of 1350 ° C., unpacked for 30 min after pouring, and cooled at a cooling rate of 3 ° C./min.
  • the product weight is about 3.5 kg.
  • the projection test apparatus used for the test was a shot blast SNTX-I type (Shinto Kogyo Co., Ltd.), and the projection speed was 73 m / s and the table rotation speed was 6 rpm.
  • ⁇ Derusting degree increased with the projection density. Further, the degree of rust removal increased as the particle size increased, but a tendency to be almost saturated at a particle size of 1.18 mm was observed. Thereby, in order to obtain a large scouring force, it is sufficient that the particle diameter is 1.18 mm or more, and considering the coverage, it is understood that the particle diameter may be 1.18 mm.
  • the degree of rust removal at a particle size of 1.18 mm was about 70% even when the projection density was 300 kg / m 2 . This is because there is no particle having a particle diameter of 1.0 mm or less, that is, the second particle is not included, and thus the coverage does not increase.
  • the particle size distribution after the formation of the operating mix is effective in obtaining a large scouring force by the first granules, shortening the scouring time, and improving the coverage by the second granules.
  • the projection material to be used for the test is a first projection material adjusted so that the particle diameter d is 1.18 mm ⁇ d ⁇ 2.36 mm and the frequency of the particle diameter section 1.70 mm ⁇ d ⁇ 2.00 mm is maximized.
  • a second projection material adjusted so that the particle diameter d is 0.850 mm ⁇ d ⁇ 1.40 mm and the frequency of the particle diameter section 1.18 mm ⁇ d ⁇ 1.40 mm is maximized,
  • the hardness is HV450.
  • FIG. 7 shows the particle size distribution.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the particle size distribution of the projection material of the example. This particle size distribution satisfied the exemplified conditions for the particle size distribution of the projection material.
  • a test with a steel shot having a diameter of 1.7 mm was also performed.
  • the projection density was 150 to 300 kg / m 2 .
  • the projection material was put into a projection test apparatus, and after performing continuous operation and replenishment to form an operating mix, a projection test was performed.
  • the particle size distribution after forming the operating mix is 76% by weight of the first particles, 20% by weight of the second particles, and 4% by weight of the third particles, satisfying the particle size distribution of the present embodiment.
  • FIG. 8 is an explanatory view showing the surface state of the sample after the blast test.
  • the convex and concave portions and character portions (engraved portions) were enlarged to observe the finished state, and visual evaluation was performed. Details of visual appearance are summarized in FIG.
  • FIG. 9 is a table for explaining the surface state shown in FIG. As shown in FIGS. 8 and 9, in the comparative example, it was confirmed that a scale exists in the dotted line area surrounded by the dotted line in the range of the projection density of 150 kg / m 2 to 250 kg / m 2 . The scale was removed at a projection density of 300 kg / m 2 .
  • a projection density of 300 kg / m 2 was required to finish.
  • a scale exists in a dotted line region surrounded by a dotted line when the projection density is in a range of 150 kg / m 2 to 200 kg / m 2 .
  • the scale was removed at a projection density of 250 kg / m 2 .
  • the working example was finished at a projection density of 250 kg / m 2 .
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the measurement results of the degree of rust removal of the sample after the blast test. As the projection density increased, the degree of rust removal increased. A degree of rust removal of 90% or more corresponds to the finished point of visual appearance evaluation. In the example, it was confirmed that an equivalent finish could be realized in a state where the projection density was 17% lower than that of the comparative example, and the polishing time could be shortened.

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Abstract

　ブラスト装置により鋳物の表面に投射材を投射する研掃方法であって、投射材はビッカース硬度（ＪＩＳ　Ｚ　２２４４）がＨＶ３００～６００の範囲の投射材であり、ブラスト装置の操業により投射材の粒子径分布を一定の粒子径分布が安定するオペレーティングミックスを形成するオペレーティングミックス形成工程後の投射材の粒子径分布が、粒子径１．１８ｍｍを超える第１粒体と、粒子径１．１８ｍｍ以下で０．８５ｍｍを超える第２粒体と、粒子径０．８５ｍｍ以下の第３粒体と、に区分したときに、（第１粒体の比率）≧（第２粒体の比率）≧（第３粒体の比率）を充足し、当該粒子径分布の投射材を投射して研掃する。

Description

鋳物の研掃方法
　本開示は、鋳造後に鋳物の表面に付着した鋳砂や母材表面に形成された錆などのスケールを除去する研掃をブラスト処理により行なう研掃方法に関する。
　従来、鋳物に対して、鋳造後に表面に付着した鋳砂や母材表面に形成された錆などのスケールを除去する研掃を行うために、硬質粒子を鋳物に投射するショットブラスト処理が行われてきた。このような鋳物の研掃は、スチール材質の球状粒子を用いて行われることが多い（例えば、特許文献１参照）。
　また、ブラスト装置の操業において、所定量の投射材をブラスト装置に投入し、鋳物の研掃を行うときに、投射材は、投射、回収、微粉の除去、投射のサイクルを繰り返す。投射を繰り返すと、投射材は粉砕され微粉となるが、このような微粉はセパレータにより選別、除去される。除去された分だけブラスト装置内の投射材量が減少するため、減少分に応じた投射材を補給するが、投射材の供給、粉砕、装置外への排出を繰り返していくと、装置内の投射材の粒子径分布は初期の粒子径分布とは異なる一定の粒子径分布で安定する。この安定した粒子径分布の状態をオペレーティングミックスという。非特許文献１には、鋳物の研掃におけるオペレーティングミックス形成後の推奨粒子径分布が示されている。
特開平６－２９７１３２号公報
"ECONOMICAL AND FUNCTIONAL ASPECTS OF BLAST CLEANING ABRASIVES BLASTING THEORY"（ＷＨＥＥＬ　ＡＢＲＡＴＯＲ社発行，１９７２年）
　砂落とし前の鋳物には、最表層に比較的厚い脆性材料となる鋳砂層が形成され、その下層にスケール層、スケール及び母材混層が形成されている。これらを効率的に除去するためには、大きな研掃力を有し、かつ、研掃効率が高い研掃方法を用いる必要がある。また、鋳物の研掃を効率的に行うためには、オペレーティングミックス形成後の装置内投射材の粒子径分布を研掃に好適な条件となるように管理する必要がある。
　しかし、鋳物の研掃に用いられる投射材は、一般的に、バリ取り、表面粗度の向上などの他の用途にも用いられる。このため、用途に応じて粒子径及び硬度が適宜選定され得るものの、粒子径分布などが鋳物の研掃に特化して調整された投射材は見当たらない。また、非特許文献１には、鋳物の研掃におけるオペレーティングミックス形成後の推奨粒子径分布が示されているが、更に大きな研掃力を有し、かつ、研掃効率が高い投射材を用いた研掃方法の要請がある。
　本技術分野では、研掃力と研掃効率とをともに向上させた鋳物の研掃方法を提供することが望まれている。
　上記目的を達成するために、本発明の一側面に係る研掃方法は、ブラスト装置により鋳物の表面に投射材を投射する研掃方法であって、投射材はビッカース硬度（日本工業規格であるＪＩＳ　Ｚ　２２４４）がＨＶ３００～６００の範囲の投射材であり、未使用の投射材をブラスト装置に装填する投射材装填工程と、ブラスト装置の操業により投射材の粒子径分布を一定の粒子径分布が安定するオペレーティングミックスを形成するオペレーティングミックス形成工程と、オペレーティングミックス形成工程後の投射材を鋳物の表面に投射する研掃工程と、を備え、オペレーティングミックス形成工程後の投射材の粒子径分布が、粒子径１．１８ｍｍを超える第１粒体と、粒子径１．１８ｍｍ以下で０．８５ｍｍを超える第２粒体と、粒子径０．８５ｍｍ以下の第３粒体と、に区分したときに、（第１粒体の比率）≧（第２粒体の比率）≧（第３粒体の比率）を充足する。以下、ＪＩＳが付された記号は日本工業規格である。
　本発明の一側面に係る研掃方法によれば、オペレーティングミックス形成工程後の投射材の粒子径分布を、研掃力が大きい第１粒体を多量に含有し、カバレージを確保するために第２粒体をそれに次いで多く含み、研掃力が低い第３粒体を少なくするという特徴的な分布とする。これにより、この研掃方法は、第１粒体により研掃力を向上させて研掃時間を短縮することができ、第２粒体によりカバレージを確保することができるので、研掃力と研掃効率とをともに向上させた鋳物の研掃方法を実現することができる。
　研掃方法において、第１粒体の比率は６０重量％以上、第２粒体の比率は５～３０重量％、第３粒体の比率は２０重量％以下としてもよい。オペレーティングミックス形成工程後の装置内投射材の粒子径分布を、上記のような粒子径分布にすることにより、第１粒体の比率を従来推奨されている粒子径分布に比べて大幅に増大させ、第２粒体の比率をカバレージの確保に適した粒子径分布としている。よって、この研掃方法は、研掃力と研掃効率とをともに向上させた鋳物の研掃に好適な粒子径分布とすることができる。
　未使用の投射材は、粒子径ｄが１．１８ｍｍ＜ｄ≦２．３６ｍｍであって粒子径区間１．７０ｍｍ＜ｄ≦２．００ｍｍの頻度が最大となる第１投射材と、粒子径ｄが０．８５ｍｍ＜ｄ≦１．４０ｍｍであって粒子径区間１．１８ｍｍ＜ｄ≦１．４０ｍｍの頻度が最大となる第２投射材との混合物でもよい。このように、投射材は、研掃力が向上するように調整された第１投射材と、カバレージが向上するように調整された第２投射材と、を混合することにより作製することができる。
　本発明の種々の側面によれば、研掃力と研掃効率とをともに向上させることができる。
実施形態に係る研掃方法に用いるブラスト装置の一例を示す説明図である。 実施形態に係る研掃方法の工程を示す説明図である。 オペレーティングミックスを形成する工程を示す説明図である。 オペレーティングミックスの形成過程における粒子径分布の変化を示す説明図である。 実施形態に係る研掃方法で使用可能な一例としての投射材の粒子径分布の模式図である。 粒子径の除錆度への影響を調べた結果について説明する図である。 実施例の投射材の粒子径分布を示す説明図である。 研掃試験後の試料の表面状態を示す説明図である。 図８に示す表面状態を説明する表である。 研掃試験後の試料の除錆度の測定結果を示す説明図である。
　実施形態に係る研掃方法について、図を参照して説明する。鋳物表面の研掃は、ブラスト装置により投射材を鋳物表面に投射することにより行われる。このようなブラスト装置として、図１に示す遠心型ブラスト装置を用いることができる。図１は、実施形態に係る研掃方法に用いるブラスト装置の一例を示す説明図である。なお、本実施形態の研掃方法は当該ブラスト装置を用いた方法に限定されるものではない。
　ブラスト装置１は、投射材の貯留及び定量供給を行うホッパー１１、投射材を投射するインペラ１２、投射材を循環させる循環装置であるバケットエレベータ１３、投射材と砂やスケール（主に酸化鉄）と、を分離するセパレータ１４、集塵機１５、投射室１６及び図示しない制御装置を備えている。
　ホッパー１１は、投射材が貯留される貯留部１１ａと、貯留部１１ａ下部に設けられ、投射材をインペラ１２に定量供給するためのカットゲート１１ｂと、を備えている。カットゲート１１ｂは、開口面積が可変に構成されており、一定量の投射材をインペラ１２に供給することができる。
　インペラ１２は、ホッパー１１から供給された投射材を回転するブレードにより加速して、投射室１６内に設けられたワーク載置台１７に載置されたワーク（本実施形態では鋳物）へ投射する。これにより、鋳物が研掃される。ワーク載置台１７にはモータなどの回転機構１７ａが接続されている。これにより、ブラスト装置１は、ワークを回転させながらワーク全体に投射材を投射することができる。
　バケットエレベータ１３は投射室１６に接続されて設けられている。投射室１６はバケットエレベータ１３へ向かう傾斜面を備えている。研掃処理後の投射材、鋳物から除去された砂やスケールなど（以下、「投射材等」という）がバケットエレベータ１３へ案内される。バケットエレベータ１３は、この投射材等をブラスト装置１の上方に搬送し、セパレータ１４に供給する。バケットエレベータ１３とセパレータ１４との間にはパンチングメタル１８が配置されている。これにより、ブラスト装置１は、投射材等から大きなバリなどをあらかじめ除去することができる。更に、バケットエレベータ１３にはショット補給口１３ａが設けられており、ブラスト装置１は投射材を補給することができる。
　セパレータ１４は、集塵機１５及びホッパー１１に接続されて設けられている。本実施形態では、セパレータ１４は風選式である。セパレータ１４は、投射材等をエプロン状に落下させ、集塵機１５による吸引で生じる所定の風速・風量の気流を落下方向と垂直方向から当てることにより、投射材等から砂、スケール及び粉砕された微細な投射材を選別する。選別された砂、スケール及び粉砕された微細な投射材は、集塵機１５により回収され、装置外へ排出される。投射材等に当てられる気流の風速・風量は、集塵機１５とセパレータ１４との間に設けられたダンパ１９の開度により制御することができる。これにより、ブラスト装置１は、分級精度を調整し、後述するオペレーティングミックスを形成、維持することができる。そして、研掃に有効な投射材は再度ホッパー１１に供給され、循環使用される。
　ブラスト装置１外へ排出された量だけ装置内の投射材の量が減少するので、減少量に対応した量の投射材を補給する必要がある。投射材の減少はインペラ１２の負荷電流値により検知され、新たな投射材がショット補給口１３ａより補給される。
　図示しない制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたコンピュータであり、上述したブラスト装置１の構成要件を制御する。
　次に、ブラスト装置１を用いて鋳物表面を研掃する方法について、図２、３を参照して説明する。図２は、実施形態に係る研掃方法の工程を示す説明図である。
　図２に示されるように、まず、ブラスト装置１が起動され、ステップＳ１において、投射材装填工程が実施される。投射材装填工程では、未使用の投射材がショット補給口１３ａよりブラスト装置１に装填される。投射材については後述する。
　続いて、ステップＳ２において、オペレーティングミックス形成工程が実施される。ブラスト装置１が操業され、投射、微粉の装置外排出、及び、補給を繰り返し行う一連の操作の結果、ブラスト装置１内の投射材の粒子径分布は、未使用の投射材の粒子径分布とは異なる一定の粒子径分布で安定する。この安定した粒子径分布の状態をオペレーティングミックスという。投射材は、オペレーティングミックス形成後の装置内投射材の粒子径分布を効率的な研掃が行えるように管理することが重要である。
　ステップＳ２では、オペレーティングミックス形成後におけるブラスト装置内の粒子径分布が（第１粒体の比率）≧（第２粒体の比率）≧（第３粒体の比率）を充足する特徴的な分布となるように制御される。投射材は、粒子径１．１８ｍｍを超える第１粒体と、粒子径１．１８ｍｍ以下で０．８５ｍｍを超える第２粒体と、粒子径０．８５ｍｍ以下の第３粒体と、に区分している。そして、第１粒体の比率は６０重量％以上、第２粒体の比率は５～３０重量％、第３粒体の比率は２０重量％以下となるように粒子径分布が管理されてもよい。
　この粒子径分布を従来、鋳物の研掃におけるオペレーティングミックスの指針とされていた“ECONOMICAL AND FUNCTIONAL ASPECTS OF BLAST CLEANING ABRASIVES BLASTING THEORY”（WHEEL ABRATOR社発行，１９７２年）による粒子径分布と比較した。比較結果を表１に示す。なお、本実施形態における「第３粒体」は、表１における従来の指針の第３粒体及び第４粒体を混合した混合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　表１に示されるように、本実施形態の投射材の粒子径分布は、研掃力が大きい第１粒体を従来の投射材よりもはるかに多量に含有しているという特徴的な分布を示す。
　第１粒体は研掃力が高く、特に鋳物の最表層にある強固なスケール層の除去に対し有効である。第１粒体を従来の投射材よりも増大させることにより、研掃時間を短縮することができる。
　第２粒体は従来と同程度の量であり、これによりカバレージを確保することができる。
　第３粒体は研掃力が低く、有効にスケールを除去することができないので、従来の投射材に比べ低減させた。また、第３粒体は鋳物砂を含んでおり、第３粒体を低減させることにより鋳物砂の混入を抑制することができるので、ブラスト装置を構成する部品の損耗を抑制することができる。
　図３は、オペレーティングミックス形成工程（ステップＳ２）を示す説明図である。オペレーティングミックスを形成するためには、まず、ステップＳ２１において、例えば鋳物と同様の材質からなるダミーワークを用意し、ステップＳ２２においてブラスト装置１を起動し、ダミーワークに鋳物の研掃時と同様の条件により投射材を投射し、微粉の装置外排出、補給を繰り返し行う一連の操作を行う。この結果、ブラスト装置１内の投射材の粒子径分布は、未使用の投射材の粒子径分布とは異なる粒子径分布となる。なお、ダミーワークを使用せず、投射材を空打ちしてもよい。
　ステップＳ２３では、後述するステップＳ５と同様の判断を行い、投射材を補給する場合にはステップＳ２５に進み、その後ステップＳ２３に戻る。投射材を補給しない場合にはステップＳ２４に進む。
　続くステップＳ２４では、投射時間がオペレーティングミックスを形成するためにあらかじめ設定される相当時間に到達したか否かを判断する。投射時間が相当時間に到達した場合にはステップＳ２６に進み、到達していない場合にはステップＳ２３に戻る。
　続くステップＳ２６では、投射材をサンプリングして粒子径分布を測定し、所望のオペレーティングミックスが形成されているかの評価を行う。投射材のサンプリングは、カットゲート１１ｂ、バケットエレベータ１３、セパレータ１４から行うことができる。所望のオペレーティングミックスが形成されていると判断した場合（ステップＳ２６：ＹＥＳ）には、ステップＳ２７に進み、ステップＳ２７で投射を終了する。次に、ステップＳ２８でダミーワークを回収し、ステップＳ３０に進む。
　図４は、オペレーティングミックスの形成過程における粒子径分布の変化を示す説明図である。横軸の粒子径は、粒子径区間の下限値を代表値として示している。以下の粒子径分布の図で同様である。未使用の状態で（Ａ）の粒子径分布を示していた投射材は、（Ｂ)に示すように、第１粒体の重量分率が低下し、第２粒体以下の粒子が増大していく。これは第１粒体が粉砕され減少し、第２粒体以下が生成されるためである。オペレーティングミックスが形成されると、（Ｃ）に示すように、更に第１粒体の重量分率が低下し、第２粒体以下の粒子が増大していく。第３粒体以下はセパレータ１４により機外に排出され、その増加が抑制される。また、第１粒体はイニシャルショットが先記排出量に相当されるだけ補給されるためその減少が抑制される。そのため、第１粒体、第２粒体、第３粒体の割合が（Ｃ）の状態に安定する。
　所望のオペレーティングミックスが形成されてないと判断した場合（ステップＳ２６：ＮＯ）には、ステップＳ２９に進みダンパ１９の開度を調整した後に、ステップＳ２２に戻る。ステップＳ２９では、例えば、小径の粒子が多い場合には、ダンパ１９の開度を上げて、風量を増大させることにより除去する、などを行うことができる。
　ステップＳ３０では、研掃処理を行う鋳物同様のテストピースをブラスト装置１にセットし、続くステップＳ３１において鋳物の研掃時と同様の条件により投射材を投射し、研掃を行う。ステップＳ３２、Ｓ３４は、ステップＳ２３、Ｓ２５にそれぞれ対応した同様の処理を行う。ステップＳ３４では、鋳物の研掃を行うためにあらかじめ設定される設定時間に到達したか否かを判断する。投射時間が設定時間に到達した場合にはステップＳ３５に進み投射材の投射を終了し、到達していない場合にはステップＳ５に戻る。ステップＳ３５に続くステップＳ３６ではテストピースを回収し、ステップＳ３７に進む。
　ステップＳ３７では、テストピースの研掃状態が適切か否かを判断する。研掃状態が適切であると判断した場合（ステップＳ３７：ＹＥＳ）には、ステップＳ３に進む。研掃状態が適切でないとした場合（ステップＳ３７：ＮＯ）には、ステップＳ３８に進み投射条件（投射時間、投射速度等）を変更した後に、ステップＳ３０に戻る。
　上述の各工程（Ｓ２１－Ｓ３８）において、ステップＳ２３、ステップＳ３２の判断に代えて、機外に排出される投射材の量で判断したりすることができる。また、判断を行わず、所定時間毎に投射材を補給することもできる。また、ステップＳ２９でダンパの調節を行わず、投射時間を延長することで対応することもできる。各工程は自動、手動は問わない。各工程が自動で行われる場合、制御装置により各工程が実施される。
　ステップＳ３では研掃対象の鋳物を投射室１６内のワーク載置台１７に載置し、ステップＳ４においてオペレーティングミックスが形成されている状態で投射材を投射することにより、鋳物表面の研掃を行う（研掃工程）。
　ステップＳ５では、投射材を投射中のインペラ１２のアンメータの負荷電流値により投射材を補給するか否かを判断する。負荷電流値があらかじめ設定した電流値より大きくかつ所定の変動値以下である場合には投射材を補給しないと判断してステップＳ６に進む。負荷電流値があらかじめ設定した電流値以下または所定の変動値を超えた場合には投射材を補給すると判断してステップＳ７に進む。そして、ステップＳ７において所定量の新たな投射材をショット補給口１３ａより補給し、ステップＳ５に戻る。投射材は、バケットエレベータの負荷などを勘案して設定した所定量分補給する。これにより、所望のオペレーティングミックスを維持することができる。
　ステップＳ６では、投射時間が鋳物の研掃を行うためにあらかじめ設定される設定時間に到達したか否かを判断する。投射時間が設定時間に到達した場合にはステップＳ８に進み、到達していない場合にはステップＳ５に戻る。そして、ステップＳ８で投射を終了し、ステップＳ９でワーク（鋳物）を取り出す。
　ステップＳ１０では、所定時間、研掃処理を実施した鋳物をブラスト装置１から取り出し、目視などにより研掃状態を評価し、鋳物の研掃が完了しているか否かを判断する。鋳物の研掃が完了していると判断した場合（ステップＳ１０：合格）には、ステップＳ１１に進み、鋳物の研掃が完了していないと判断した場合（ステップＳ１０：不合格）には、ステップＳ３に戻る。
　ステップＳ１１では、研掃処理を継続するか否かを判断する。次のワークがない場合には一連の操作を終了し、次のワークがある場合にはステップＳ３以下の操作を繰り返し実施する。
　上述の研掃方法によれば、オペレーティングミックス形成後の投射材の粒子径分布を、鋳物の研掃に適した分布とすることができるので、この研掃方法は、研掃力と研掃効率とをともに向上させることができる。
　以下に本実施形態のオペレーティングミックス形成後の粒子径分布を充足するために用いることができる投射材の一例を示す。
　投射材は、ビッカース硬度ＨＶ３００～６００の範囲から選択されたショットである。材質、形状は適宜選定することができるが、本実施形態では、鉄系材料からなる球状のショットを用いる。ここで、鉄系材料として、例えば、Ｃ：０．８～１．２重量％、Ｍｎ:０．３５～１．２０重量％、Ｓｉ:０．４０～１．５０重量％、Ｐ≦０．０５重量％、Ｓ≦０．０５重量％、残部Ｆｅ及び不可避不純物を含む成分系であって、焼き戻しマルテンサイト組織若しくは類する組織を有する粒子を採用することができる。このような粒子は例えば水アトマイズ法等の公知の方法で作製することができる。ここで、投射材は、ＨＶ３００以上では研掃対象に対して十分な硬度であり、ＨＶ６００以下では投射材が十分な靱性を有する。このように本実施形態の投射材は、十分な硬度と靱性とを併せ持つため、鋳物表面の研掃に好適に用いることができる。ビッカース硬度ＨＶは日本工業規格ＪＩＳ　Ｚ　２２４４（２００９）に基づくものである。
　図５は、実施形態に係る研掃方法で使用可能な一例としての投射材の粒子径分布の模式図である。横軸の粒子径は、粒子径区間の下限値を代表値として示している。投射材の粒子径ｄは、０．８５ｍｍ＜ｄ≦２．３６ｍｍであり、投射材の粒子径ｄの分布は、頻度分布（ＪＩＳ　Ｇ　５９０４）における粒子径区間１．１８ｍｍ＜ｄ≦１．４０ｍｍの頻度が最大となり、当該頻度に対して、粒子径区間１．７０ｍｍ＜ｄ≦２．００ｍｍの頻度が０．４～１．０倍であり、かつ粒子径区間１．４０ｍｍ＜ｄ≦１．７０ｍｍの頻度が０．２～０．７倍であるように調整する。粒子径分布の測定方法は日本工業規格ＪＩＳ　Ｇ　５９０４（１９６６）に基づくものであり、重量分布で示している。
　投射材の粒子径ｄの分布は、例えば、粒子径区間１．１８ｍｍ＜ｄ≦１．４０ｍｍの頻度に対して、粒子径区間１．７０ｍｍ＜ｄ≦２．００ｍｍの頻度が０．６～０．８倍であり、かつ粒子径区間１．４０ｍｍ＜ｄ≦１．７０ｍｍの頻度が０．３～０．６倍であるように調整する。これによれば、研掃力と研掃効率とを更に向上させることができ、鋳物の研掃に好適に用いることができる。
　このような粒子径分布を有する投射材は、粒子径ｄが１．１８ｍｍ＜ｄ≦２．３６ｍｍであって粒子径区間１．７０ｍｍ＜ｄ≦２．００ｍｍの頻度が最大となる第１投射材と、粒子径ｄが０．８５ｍｍ＜ｄ≦１．４０ｍｍであって粒子径区間１．１８ｍｍ＜ｄ≦１．４０ｍｍの頻度が最大となる第２投射材と、を混合して作製することができる。つまり、投射材は、第１投射材と第２投射材との混合物である。
　例えば、鋳物の研掃に第１投射材のみを用いると、研掃力を大きくすることができるが、単位重量あたりの粒子数が少なくなるため、カバレージ（一定面積当たりにおける投射材の実打痕面積）の低下に繋がる。一方、第２投射材は、カバレージを向上させることができるが、第１投射材に比べ特に強固な砂スケールに対して研掃力が低い。そのため、鋳物砂やスケールの除去には十分な研掃力を有しているものの、鋳物砂表面に発生する焼き付き等を除去するには研掃力が不足し、研掃時間が長くなる。
　本実施形態に係る投射材では、これらの投射材を上述の粒子径分布となるように混合することにより、それぞれの利点を維持し、研掃能力が不足する部分を補完することができる。第１投射材により研掃力を向上させ、第２投射材によりカバレージを向上させることができる。つまり、研掃力と研掃効率とをともに向上させた研掃を行うことができる。
　また、投射材を第１投射材と第２投射材とを混合して作製することにより、粒子径分布を実質的に連続となる分布とすることができる。これにより、研掃による打痕の大きさが連続的な分布を有するため、カバレージを増大させることができ、研掃を効率的に行うことができる。
　第１投射材及び第２投射材は、水アトマイズ法等の公知の方法により作製した粒子をＪＩＳ　Ｚ　８８０１（２００６）に規定の篩目０．８５～２．３６ｍｍの篩を用いて分級し、所望の粒子径分布となるように混合、調整して作製することができる。
　上述の投射材を用いた場合、特別な装置、方法によることなく、オペレーティングミックス形成後におけるブラスト装置内の粒子径分布を鋳物の研掃に好適な上述の分布にすることができる。
（変更例）
　ステップＳ２５、Ｓ３４、Ｓ７で補給する投射材はステップＳ１で装填する投射材と異なるものを用いることもできる。例えば、大径の投射材のみを補給して、所望のオペレーティングミックスを形成することもできる。また、投射材の形態はショットに限定されるものではなく、グリット、カットワイヤなどを用いることもできる。そして、第１投射材と第２投射材は、同じ材質としてもよいし、硬度が異なる材質で形成してもよい。
（実施形態の効果）
　実施形態に係る研掃方法によれば、オペレーティングミックス形成後の投射材の粒子径分布を、研掃力が大きい第１粒体を多量に含有し、カバレージを確保するために第２粒体をそれに次いで多く含み、研掃力が低い第３粒体を少なくするという特徴的な分布とする。これにより、第１粒体により研掃力を向上させて研掃時間を短縮することができ、第２粒体によりカバレージを確保することができるので、研掃力と研掃効率とをともに向上させた鋳物の研掃方法を実現することができる。
　以下、本発明の効果を確認するために行った実施例について説明する。本実施例に使用した被加工物は、材質をＦＣ２５０とし、注湯温度１３５０℃にて注湯をし、注湯後３０ｍｉｎ解枠し、冷却速度３℃／ｍｉｎにて冷却して得た。製品重量は約３．５ｋｇである。試験に使用した投射試験装置は、ショットブラストＳＮＴＸ－Ｉ型（新東工業株式会社）であり、投射速度７３ｍ／ｓ、テーブル自転速度６ｒｐｍにて実施した。
　（１）オペレーティングミックス形成後の投射材の粒子径の影響
粒子径０．３６、０．６０、０．８５、１．００，１．１８、１．４０、１．７０、２．００ｍｍのスチールショット（ＨＶ４５０）を用いて、投射密度と除錆度との関係を調べた。投射密度は被加工物の単位面積当たりに投射された投射材の累積量を示し、投射時間に対応する。除錆度は、試料表面を２０倍で拡大撮影した後に、錆の除去割合を図積分して測定した標準写真と対比して求めた。図６に結果を示す。図６は、粒子径の除錆度への影響を調べた結果について説明する図である。
　除錆度は、投射密度とともに上昇した。また、除錆度は粒子径が大きくなるにつれ上昇したが、粒子径１．１８ｍｍでほぼ飽和する傾向が認められた。これにより、大きな研掃力を得るためには、粒子径１．１８ｍｍ以上であればよく、カバレージを考慮すると粒子径１．１８ｍｍであってもよいことがわかる。
　一方、粒子径１．１８ｍｍでの除錆度は投射密度が３００ｋｇ／ｍ２でも７０％程度であった。これは粒子径１．０ｍｍ以下の粒子が存在していない、つまり、第２粒体を含んでいないため、カバレージが上昇しないためである。これにより、オペレーティングミックス形成後の粒子径分布は、第１粒体により大きな研掃力を得て研掃時間を短縮し、第２粒体によりカバレージを向上させることが有効であることがわかる。
（２）研掃試験
　本試験に使用した被加工物及び投射条件は、前述の「（１）オペレーティングミックス形成後の投射材の粒子径の影響」と同様である。
　試験に供する投射材は、粒子径ｄが１．１８ｍｍ＜ｄ≦２．３６ｍｍであって粒子径区間１．７０ｍｍ＜ｄ≦２．００ｍｍの頻度が最大となるように調整した第１投射材と、粒子径ｄが０．８５０ｍｍ＜ｄ≦１．４０ｍｍであって粒子径区間１．１８ｍｍ＜ｄ≦１．４０ｍｍの頻度が最大となるように調整した第２投射材と、を用意し、両者を混合して粒子径分布を調整し作製した。いずれも硬度はＨＶ４５０である。図７に粒子径分布を示す。図７は、実施例の投射材の粒子径分布を示す説明図である。この粒子径分布は、例示した投射材の粒子径分布の条件を充足していた。また、比較例として、φ１．７ｍｍ（粒子径範囲：１．４０ｍｍ＜ｄ≦２．３６ｍｍ）のスチールショットでの試験も実施した。投射密度は１５０～３００ｋｇ／ｍ２とした。実施例、比較例ともに、投射材を投射試験装置に投入し、連続運転及び補給を繰り返してオペレーティングミックスを形成したのち投射試験を行った。オペレーティングミックス形成後の粒子径分布は、第１粒体７６重量％、第２粒体２０重量％、第３粒体４重量％であり、本実施形態の粒子径分布を充足している。
　研掃試験後の試料表面を図８に示す。図８は、研掃試験後の試料の表面状態を示す説明図である。凸凹部と文字部（刻印部）を拡大して仕上がり状況を観察し、目視による評価を実施した。外観目視の詳細を図９に纏めた。図９は、図８に示す表面状態を説明する表である。図８及び図９に示されるように、比較例では、投射密度が１５０ｋｇ／ｍ２～２５０ｋｇ／ｍ２の範囲において、点線で囲まれた点線領域にスケールが存在することが確認された。そして、投射密度３００ｋｇ／ｍ２の時点でスケールが除去された。このため、比較例では仕上がりまで投射密度３００ｋｇ／ｍ２を要した。一方、実施例では、投射密度が１５０ｋｇ／ｍ２～２００ｋｇ／ｍ２の範囲において、点線で囲まれた点線領域にスケールが存在することが確認された。そして、投射密度２５０ｋｇ／ｍ２の時点でスケールが除去された。つまり、実施例では投射密度２５０ｋｇ／ｍ２で仕上がることが確認された。
　平坦な領域を拡大観察し、除錆度を測定した。結果を図１０に示す。図１０は、研掃試験後の試料の除錆度の測定結果を示す説明図である。投射密度の増加に伴い除錆度の増加が認められた。除錆度９０％以上が目視外観評価の仕上がり完了点に相当する。実施例では比較例よりも投射密度が１７％低い状態で同等の仕上がりが実現でき、研掃時間を短縮できることが確認された。
　１…ブラスト装置、１１…ホッパー、１１ａ…貯留部、１１ｂ…カットゲート、１２…インペラ、１３…バケットエレベータ、１３ａ…ショット補給口、１４…セパレータ、１５…集塵機、１６…投射室、１７…ワーク載置台、１７ａ…回転機構、１８…パンチングメタル、１９…ダンパ。

Claims (3)

  1. 　ブラスト装置により鋳物の表面に投射材を投射する鋳物の研掃方法であって、
    　前記投射材はビッカース硬度がＨＶ３００～６００の範囲の投射材であり、未使用の投射材を前記ブラスト装置に装填する投射材装填工程と、
    　前記ブラスト装置の操業により投射材の粒子径分布を一定の粒子径分布が安定するオペレーティングミックスを形成するオペレーティングミックス形成工程と、
    　前記オペレーティングミックス形成工程後の投射材を鋳物の表面に投射する研掃工程と、
    を備え、
    　前記オペレーティングミックス形成工程後の投射材の粒子径分布が、粒子径１．１８ｍｍを超える第１粒体と、粒子径１．１８ｍｍ以下で０．８５ｍｍを超える第２粒体と、粒子径０．８５ｍｍ以下の第３粒体と、に区分したときに、（第１粒体の比率）≧（第２粒体の比率）≧（第３粒体の比率）を充足する、
    鋳物の研掃方法。
  2. 　第１粒体の比率は６０重量％以上、第２粒体の比率は５～３０重量％、第３粒体の比率は２０重量％以下である請求項１に記載の鋳物の研掃方法。
  3. 　前記未使用の投射材は、粒子径ｄが１．１８ｍｍ＜ｄ≦２．３６ｍｍであって粒子径区間１．７０ｍｍ＜ｄ≦２．００ｍｍの頻度が最大となる第１投射材と、粒子径ｄが０．８５ｍｍ＜ｄ≦１．４０ｍｍであって粒子径区間１．１８ｍｍ＜ｄ≦１．４０ｍｍの頻度が最大となる第２投射材との混合物である請求項１又は２に記載の鋳物の研掃方法。
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