JP2005059081A - 高強度水溶性中子、及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 鋳物砂粒子の表面が水溶性無機塩バインダで被覆された水溶性中子において、該水溶性無機塩バインダに、珪砂(珪粉)、アルミナ、チタン酸カリウム、炭化珪素、珪酸ジルコン、繊維状チタン酸カリウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化マグネシウムから選択される無機フィラーの1種以上が添加されていることを特徴とする高強度水溶性中子。
【選択図】 なし
Description
1)バインダ量を増加すれば、中子強度が向上する。
2)バインダは、水に溶かして(飽和濃度にして)鋳物砂に添加する。よって、バインダ量の増加は、水の量の増加となる。
3)水の増加は、鋳物砂の流動性低下となり、中子型への鋳物砂の充填性を阻害する。
1)粘着力が弱く、中子強度が充分ではない。
2)バインダ必要量が多くなり(水の量も増加する)、鋳物砂の流動性が悪化し、中子造型時にブロー充填性が不十分である。
好ましい水溶性無機塩の種類、各成分の量比等は上記第1の発明と同様である。
本発明のアルミ合金鋳造方法において、砂落しを効率的に行うためには、砂落し工程で、超音波処理を用いて前記水溶性中子を水に溶解することが好ましい。
鋳物砂に対する無機塩バインダ添加量の合計量は0.8〜10重量%であることが好ましく、4〜7重量%であることがより好ましい。
これら、鋳物砂粒子:無機塩バインダ:無機フィラーの量比としては、100:4〜7:1〜7であることが中子強度と鋳物砂の流動性(充填性)を両立させることから好ましい。
(実施例1〜10)
[配合]
鋳物砂としてムライト系人工砂に、無機塩バインダとして硫酸マグネシウム(MgSO4)を水に溶かした水溶液に、下記表1に記載の各種無機フィラーを添加し、120分間、混練して、硫酸マグネシウム(MgSO4)含有量を2.5%とし、各種無機フィラーの含有量を0.1〜2.5%とした。なお、他の水溶性無機塩、例えばNa塩は併用しなかった。
[中子造型]
断面10mm×10mm(H)、長さ60mmの中子形状を有する金型に、上記配合物を手込めした。上記金型を、恒温炉にて、150℃で30分間放置して乾燥した(JISによる)。同様に丸棒を造型した。
[中子強度測定]
中子をl(50mm)間の支点に置き、中心部へ上部よりP(kgf)加圧した。下記式より、抗折強度σ(kgf/m2)を求めた。
σ = 3/2 × l/a・H2 × P
表1に、上記JISによって造型された中子、丸棒に造型された中子の抗折強度σ(冷間強度、kgf/m2)、JISによって造型された中子を400℃で1分間加熱した場合の抗折強度σ(高温強度、kgf/m2)の結果を示す。同時に、砂落しの容易性の目安となる、700℃で1時間加熱した場合での水可溶性の結果と充填性の結果を示す。
無機塩バインダとして硫酸マグネシウム(MgSO4)のみを用いた他は、実施例1と同様の中子を成型し、強度等を測定した。
(比較例2〜9)
無機フィラーとして表1に記載のものを用いた他は、実施例1と同様の中子を成型し、強度等を測定した。
鋳物砂としてムライト系人工砂に、無機塩バインダとして硫酸マグネシウム(MgSO4)と4ホウ酸ナトリウム(Na2B4O7)を併用して水に溶かした水溶液に、下記表2に記載の各種無機フィラーを添加し、120分間、混練して、硫酸マグネシウム(MgSO4)含有量を2.0%又は2.5%とし、4ホウ酸ナトリウム(Na2B4O7)含有量を2.0%とし、各種無機フィラーの含有量を2.4〜2.5%とした。
実施例1と同様の中子を成型し、強度等を測定した。表2に、上記JISによって造型された中子、丸棒に造型された中子の抗折強度σ(冷間強度、kgf/m2)、上記JISによって造型された中子の温間抗折強度σ(kgf/m2)、JISによって造型された中子を400℃で1分間加熱した場合の抗折強度σ(高温強度、kgf/m2)の結果を示す。同時に、砂落しの容易性の目安となる、700℃で1時間加熱した場合での水可溶性の結果と充填性の結果を示す。
無機塩バインダとして硫酸マグネシウム(MgSO4)と4ホウ酸ナトリウム(Na2B4O7)を併用し、無機フィラーを添加しなかった他は、実施例1と同様の中子を成型し、強度等を測定した。
(比較例12)
無機フィラーとして表2に記載の塩化ナトリウムを用いた他は、実施例1と同様の中子を成型し、強度等を測定した。
鋳物砂としてムライト系人工砂に、無機塩バインダとして硫酸マグネシウム(MgSO4)と炭酸ナトリウム(Na2CO3)を併用して水に溶かした水溶液に、下記表3に記載の各種無機フィラーを添加し、120分間、混練して、硫酸マグネシウム(MgSO4)含有量を2.0%又は2.5%とし、炭酸ナトリウム(Na2CO3)含有量を2.0%とし、各種無機フィラーの含有量を0.1〜2.5%とした。
無機塩バインダとして硫酸マグネシウム(MgSO4)と炭酸ナトリウム(Na2CO3)を併用し、無機フィラーを添加しなかった他は、実施例1と同様の中子を成型し、強度等を測定した。
Claims (12)
- 鋳物砂粒子の表面が水溶性無機塩バインダで被覆された水溶性中子において、該水溶性無機塩バインダに、珪砂(珪粉)、アルミナ、チタン酸カリウム、炭化珪素、珪酸ジルコン、繊維状チタン酸カリウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化マグネシウムから選択される無機フィラーの1種以上が添加されていることを特徴とする高強度水溶性中子。
- 前記水溶性無機塩が、マグネシウムイオン(Mg2+)、ナトリウムイオン(Na+)、カルシウムイオン(Ca2+)から選択されるカチオンと、SO4 2-、CO3 2-、HCO3 2-、B4O7 -から選択されるアニオンとの組み合わせからなる水溶性無機塩の1種以上であることを特徴とする請求項1に記載の水溶性中子。
- 前記水溶性無機塩が、硫酸マグネシウム(MgSO4)であることを特徴とする請求項2に記載の水溶性中子。
- 前記水溶性無機塩が、硫酸マグネシウム(MgSO4)0〜100重量%と、炭酸ナトリウム(Na2CO3)、4ホウ酸ナトリウム(Na2B4O7)、硫酸ナトリウム(Na2SO4)から選択される1種以上100〜0重量%から成ることを特徴とする請求項2に記載の水溶性中子。
- 鋳物砂に対する前記無機塩添加量が0.8〜10重量%であり、前記無機フィラー添加量が0.2〜10重量%であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の水溶性中子。
- 鋳物砂粒子と、無機塩バインダの水溶液とを配合・混練し、得られた混練物を中子型で造型する造型工程を含む水溶性中子の製造方法において、該水溶性無機塩バインダに、珪砂(珪粉)、アルミナ、チタン酸カリウム、炭化珪素、珪酸ジルコン、繊維状チタン酸カリウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化マグネシウムから選択される無機フィラーの1種以上が添加されていることを特徴とする高強度水溶性中子の製造方法。
- 前記水溶性無機塩が、マグネシウムイオン(Mg2+)、ナトリウムイオン(Na+)、カルシウムイオン(Ca2+)から選択されるカチオンと、SO4 2-、CO3 2-、HCO3 2-、B4O7 -から選択されるアニオンとの組み合わせからなる水溶性無機塩の1種以上であることを特徴とする請求項6に記載の水溶性中子の製造方法。
- 前記水溶性無機塩が、硫酸マグネシウム(MgSO4)であることを特徴とする請求項7に記載の水溶性中子の製造方法。
- 前記水溶性無機塩が、硫酸マグネシウム(MgSO4)0〜100重量%と、炭酸ナトリウム(Na2CO3)、4ホウ酸ナトリウム(Na2B4O7)、硫酸ナトリウム(Na2SO4)から選択される1種以上100〜0重量%から成ることを特徴とする請求項7に記載の水溶性中子の製造方法。
- 鋳物砂に対する前記無機塩添加量が0.8〜10重量%であり、前記無機フィラー添加量が0.2〜10重量%であることを特徴とする請求項6乃至9のいずれかに記載の水溶性中子の製造方法。
- 中子造型工程、鋳造工程、及び砂落し工程を含むアルミ合金鋳造方法において、中子造型工程で請求項1乃至5のいずれかに記載の水溶性中子を用いることを特徴とするアルミ合金鋳造方法。
- 前記砂落し工程で、超音波処理を用いて前記水溶性中子を水に溶解することを特徴とする請求項11に記載のアルミ合金鋳造方法。
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