JP5485353B2 - Backup stucco material for manufacturing precision casting mold, manufacturing method thereof, and precision casting mold obtained using the same - Google Patents
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Description
本発明は、精密鋳造用鋳型製造のためのバックアップスタッコ材及びその製造方法並びにそれを用いて得られた精密鋳造用鋳型に係り、特に、繰返し再生利用が可能なバックアップスタッコ材と、その有効な製造方法、更にはそれを用いて得られる精密鋳造用鋳型に関するものである。 The present invention relates to a backup stucco material for manufacturing a precision casting mold, a manufacturing method thereof, and a precision casting mold obtained by using the same, and particularly to a backup stucco material that can be repeatedly recycled and its effective use. The present invention also relates to a manufacturing method and further to a precision casting mold obtained by using the manufacturing method.
従来から、寸法精度や表面粗度が特に優れた鋳物を得るための精密鋳造法として、ロストワックス法（インベストメント鋳造法）が、よく知られている。そして、このロストワックス法に用いられる精密鋳造用鋳型の製作は、一般に、以下のようにして行なわれて来ているのである。即ち、先ず、目的とする製品形状を有するろう模型を製作し、次いで、このろう模型を、微粒のセラミック骨材を含むセラミックスラリー中に浸漬せしめた（ディッピングした）後、その表面にスタッコ材（耐火砂）を振り掛け（スタッコイングして）、乾燥することにより、ろう模型の表面に、セラミックコーティング層（最内層）が形成される。そして、そのセラミックコーティング層の形成されたろう模型に対して、更に、上記と同様にして、ディッピング、スタッコイング及び乾燥のコーティング層形成工程を、複数回（４〜１０回）繰り返して行なうことにより、ろう模型の表面に、複数のセラミックコーティング層（厚さ：約３〜１０ｍｍ）が積層、形成される（日本鋳物協会編、「鋳物便覧」、丸善株式会社、昭和４８年５月２０日発行、ｐ．１５１９−１５３０（非特許文献１）参照）。 Conventionally, the lost wax method (investment casting method) is well known as a precision casting method for obtaining a casting with particularly excellent dimensional accuracy and surface roughness. The production of precision casting molds used in the lost wax method is generally performed as follows. That is, first, a wax model having a desired product shape is manufactured, and then this wax model is immersed (dipped) in a ceramic slurry containing fine ceramic aggregates, and then a stucco material ( A ceramic coating layer (innermost layer) is formed on the surface of the wax model by sprinkling (stuccoing) refractory sand) and drying. And, for the wax model in which the ceramic coating layer is formed, by repeating the dipping, stuccoing and drying coating layer forming steps a plurality of times (4 to 10 times) in the same manner as described above, A plurality of ceramic coating layers (thickness: about 3 to 10 mm) are laminated and formed on the surface of the wax model (Japan Foundry Association, “Casting Handbook”, Maruzen Co., Ltd., issued on May 20, 1973, p. 1519-1530 (see Non-Patent Document 1).
そして、かかる複数のセラミックコーティング層を形成するに際しては、通常、内層のセラミックコーティング層から外層のセラミックコーティング層に向かうに従って、異なる種類のスタッコ材が用いられて来ている。即ち、一般には、第１層〜第２層目のスタッコ材（プライマリースタッコ材）としては、滑らかな鋳肌が得られるように、０．２ｍｍ以下程度の粒径を有する耐火物微粒からなるスタッコ材が用いられ、第３層目以降のスタッコ材（バックアップスタッコ材）としては、充分な通気度（ガス抜き性）を得るために、０．３〜２ｍｍ程度の粒径を有する耐火物粗粒からなるスタッコ材が用いられているのである（特開平６−１３４５４４号公報（特許文献１）参照）。 In forming such a plurality of ceramic coating layers, different types of stucco materials are usually used from the inner ceramic coating layer toward the outer ceramic coating layer. That is, generally, as the first to second stucco materials (primary stucco materials), stucco made of refractory fine particles having a particle size of about 0.2 mm or less so as to obtain a smooth casting surface. Refractory coarse particles having a particle size of about 0.3 to 2 mm in order to obtain a sufficient air permeability (outgassing property) as the stucco material (backup stucco material) in the third layer and after. The stucco material which consists of is used (refer Unexamined-Japanese-Patent No. 6-134544 (patent document 1)).
次いで、かかる複数のセラミックコーティング層の形成されたろう模型を加熱することにより、ろう模型を溶融、除去し、その後、ろう模型の除去された複数のセラミックコーティング層を焼成することにより、複数のセラミックシェル層からなる精密鋳造用鋳型（セラミックシェル鋳型）が完成されるのである。 Next, by heating the wax model on which the plurality of ceramic coating layers are formed, the wax model is melted and removed, and then, the plurality of ceramic coating layers on which the wax model has been removed is fired to thereby form a plurality of ceramic shells. A precision casting mold (ceramic shell mold) consisting of layers is completed.
そして、そのようにして製造された精密鋳造用鋳型を用いて鋳物を鋳造する際には、ろう模型が除去されて出来たセラミックシェル鋳型の空洞部分に、溶湯を流し込み、溶湯が凝固した後、鋳型を解砕（型ばらし）することによって、鋳物が得られることとなる。 Then, when casting a casting using the precision casting mold thus manufactured, after pouring the molten metal into the cavity portion of the ceramic shell mold formed by removing the wax model, the molten metal solidifies, A casting is obtained by crushing the mold.
ところで、そのようなセラミックシェル鋳型の型ばらしによって発生した鋳型クズには、主に、プライマリースタッコ材として用いられた耐火物微粒やバックアップスタッコ材として用いられた耐火物粗粒が含まれているのであるが、従来は、耐火物微粒が、一部、セラミックスラリー用の骨材として、再利用されているのみで、鋳型クズの体積の大部分を占める耐火物粗粒は、殆ど再利用されることなく、廃棄処分されていた。そこで、鋳型クズの廃棄コストやスタッコ材の原料費削減のために、そのような鋳型クズから、使用済みのバックアップスタッコ材を取り出して、再生することが試みられて来ている。 By the way, the mold scrap generated by such a mold disintegration of the ceramic shell mold mainly includes refractory fine particles used as a primary stucco material and refractory coarse particles used as a backup stucco material. However, in the past, refractory fine particles are only partially reused as aggregates for ceramic slurries, and refractory coarse particles that occupy most of the volume of mold waste are almost reused. Without being disposed of. Therefore, attempts have been made to take out and recycle used backup stucco materials from such mold scraps in order to reduce mold scrap disposal costs and stucco raw material costs.
例えば、特開２００３−１８１５９５号公報（特許文献２）には、精密鋳造に用いた鋳型のクズの再生方法として、精密鋳造に用いた鋳型のクズを、湿式で粉砕・分級し、振り掛け耐火物粒（スタッコ材）用として分級された粗粒分を乾燥する方法、鋳型クズを乾式で粉砕・分級した後、振り掛け耐火物粒用として分級された粗粒分を水洗浄した後、乾燥する方法、及び鋳型クズを乾式で粉砕・分級した後、振り掛け耐火物粒用として分級された粗粒分を空気洗浄する方法が明らかにされている。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-181595 (Patent Document 2) discloses a method for reclaiming mold scraps used in precision casting, in which mold scraps used in precision casting are crushed and classified in a wet manner, and sprinkled refractories. A method of drying coarse particles classified for use in grains (stucco materials), a method of pulverizing and classifying mold scraps in a dry manner, and then washing and washing coarse particles classified for use as sprinkled refractory granules In addition, after pulverizing and classifying mold scraps in a dry manner, a method of air-cleaning coarse particles classified for sprinkled refractory particles has been clarified.
しかしながら、従来、バックアップスタッコ材としては、一般に、溶融石英や焼成粘土（焦宝石）等の耐火物の粉砕品が用いられて来ており（非特許文献１参照）、そのような粉砕品は、その表面が、応力の集中し易い鋭利な角部（稜角部）を多数有する粗い面で形成されているところから、非常に破砕され易いものであり、そのような粉砕品をバックアップスタッコ材として用いて製造された鋳型を解砕した場合には、その衝撃によって、容易に割れたり、欠けたりして、細粒化されてしまうものであったのである。従って、そのような粉砕品からなるバックアップスタッコ材を用いて製造された鋳型にあっては、上述したような鋳型クズの再生方法を利用して、バックアップスタッコ材を再生しようとしても、バックアップスタッコ材に適した粒径を有する耐火物粗粒は殆ど得られないものであったのである。 However, conventionally, as a back-up stucco material, generally, a refractory pulverized product such as fused quartz or calcined clay (pyrestone) has been used (see Non-Patent Document 1). Since the surface is formed with a rough surface having many sharp corners (ridge corners) where stress is easily concentrated, it is very easy to crush, and such a crushed product is used as a backup stucco material. When the mold produced in this way was crushed, it was easily cracked or chipped by the impact, resulting in a fine grain. Therefore, in a mold manufactured using a backup stucco material made of such a pulverized product, even if an attempt is made to regenerate the backup stucco material using the mold scrap recycling method as described above, the backup stucco material is used. Refractory coarse particles having a particle size suitable for the above were hardly obtained.
また、使用済みの鋳型から回収されたスタッコ材（耐火物）には、一般に、その表面に、セラミックスラリー中に含有せしめられるエチルシリケートやコロイダルシリカ等のバインダーが付着しているのであるが、それを、そのまま除去することなく、スタッコ材として再使用すると、それにより得られる鋳型において、充分な強度や寸法精度が確保され得ないこととなるため、そのようなバインダーを充分に除去する必要がある。しかしながら、従来の耐火物粉砕品からなるバックアップスタッコ材を用いて製造された鋳型からの回収バックアップスタッコ材にあっては、上述したように、非常に破砕され易いものであるところから、表面に付着するバインダーを除去することが極めて困難であるという問題も内在していたのである。 In addition, stucco materials (refractory materials) collected from used molds generally have binders such as ethyl silicate and colloidal silica adhering to the ceramic slurry on their surfaces. If it is reused as a stucco material without removing it as it is, it will be impossible to ensure sufficient strength and dimensional accuracy in the resulting mold, so it is necessary to sufficiently remove such a binder. . However, in the recovery backup stucco material from the mold manufactured using the backup stucco material made of the conventional refractory pulverized product, as described above, it is very easy to crush, so it adheres to the surface. The problem that it was extremely difficult to remove the binder was also inherent.
かかる状況下、現在、セラミックシェル鋳型の鋳型クズからのバックアップスタッコ材の再生は、実用的には、全く行なわれておらず、鋳造後に発生した鋳型クズは、篩い分けされた後、得られた微粒分の一部が、セラミックスラリー用の骨材等として再利用されている他は、殆ど、廃棄処分されているのが、実状である。 Under such circumstances, at present, the regeneration of the backup stucco material from the mold scrap of the ceramic shell mold has not been practically performed at all, and the mold scrap generated after casting was obtained after sieving. The actual state is that most of the fine particles are discarded, except that a part of the fine particles is reused as aggregate for ceramic slurry.
ここにおいて、本発明は、かくの如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、繰返し再生利用可能な精密鋳造用鋳型製造のためのバックアップスタッコ材、及びその製造方法、並びにそれを用いて得られた精密鋳造用鋳型を提供することにある。 Here, the present invention has been made in the background as described above, and the problem to be solved is a back-up stucco material for manufacturing a precision casting mold that can be reused repeatedly, and its manufacture. It is an object to provide a method and a precision casting mold obtained by using the method.
そして、本発明者は、そのような課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系又はＡｌ2 Ｏ3 系の耐火物粒子であって、特に、所定の粒子形状を有するものが、上記した課題の解決のために有効であることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。 And as a result of intensive studies to solve such problems, the present inventor is an Al 2 O 3 —SiO 2 -based or Al 2 O 3 -based refractory particle, particularly having a predetermined particle shape. As a result, the inventors have found that those having the above are effective for solving the above-described problems, and have completed the present invention.
従って、本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものであって、上記した課題又は明細書全体の記載から把握される課題を解決するために、以下に列挙せる如き各種の態様において、好適に実施され得るものであるが、また、以下に記載の各態様は、任意の組み合わせにおいても、採用可能である。なお、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに何等限定されることなく、明細書全体の記載乃至はそこに開示の発明思想に基づいて、認識され得るものであることが、理解されるべきである。 Accordingly, the present invention has been completed based on such knowledge, and is suitable for various aspects as listed below in order to solve the problems described above or the problems grasped from the description of the entire specification. However, each aspect described below can be adopted in any combination. It should be noted that aspects or technical features of the present invention are not limited to those described below, and can be recognized based on the description of the entire specification or the inventive idea disclosed therein. Should be understood.
（１） 少なくともＡｌ2 Ｏ3 を主要成分として含むＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系又はＡｌ2 Ｏ3 系の耐火物組成を有して、ムライト又はコランダム或いはそれらの複合した鉱物にて構成され、更に見掛け気孔率が５％未満である非球状の不定形耐火物粒子からなり、且つ前記耐火物組成からなる成形体の焼成前又は焼成後における粉砕にて生じる前記不定形形状の角部に丸みをつけて、鋭利な角部が除去されていることを特徴とする精密鋳造用鋳型製造のためのバックアップスタッコ材。 (1) It has an Al 2 O 3 —SiO 2 -based or Al 2 O 3 -based refractory composition containing at least Al 2 O 3 as a main component, and is composed of mullite, corundum, or a composite mineral thereof. Further, the corners of the irregular shape formed by pulverization before or after firing of a molded body composed of non-spherical irregular refractory particles having an apparent porosity of less than 5% and composed of the refractory composition are rounded. A back-up stucco material for the production of precision casting molds, characterized in that sharp corners are removed.
（２） 前記不定形耐火物粒子が、５０重量％以上のＡｌ2 Ｏ3 と５０重量％以下のＳｉＯ2 と３重量％以下の不純物とからなる組成を有していることを特徴とする上記態様（１）に記載の精密鋳造用鋳型製造のためのバックアップスタッコ材。 (2) The above-mentioned amorphous refractory particles have a composition comprising 50% by weight or more of Al 2 O 3 , 50% by weight or less of SiO 2 and 3% by weight or less of impurities. A back-up stucco material for manufacturing a precision casting mold according to the aspect (1).
（３） 前記不定形耐火物粒子が、０．８８以下の円形度を有し、且つ２以下の長短度を有していることを特徴とする上記態様（１）又は（２）に記載の精密鋳造用鋳型製造のためのバックアップスタッコ材。 (3) The above-mentioned aspect (1) or (2), wherein the irregular refractory particles have a circularity of 0.88 or less and a length of 2 or less. Backup stucco material for precision casting mold manufacturing.
（４） 前記不定形耐火物粒子が、＋０．２ｍｍの粒径を有していることを特徴とする上記態様（１）乃至（３）の何れか一つに記載の精密鋳造用鋳型製造のためのバックアップスタッコ材。 (4) The method for producing a precision casting mold according to any one of the above aspects (1) to (3), wherein the irregular refractory particles have a particle size of +0.2 mm. Back up stucco material for.
（５） 上記態様（１）乃至（４）の何れか一つに記載のバックアップスタッコ材を製造する方法にして、前記耐火物組成を与える原料を用いて成形して得られる成形体を焼成した後、その焼成体を粉砕し、次いで研磨処理することにより、粉砕物の角部に丸みを付けることを特徴とするバックアップスタッコ材の製造方法。 (5) Using the method for producing the backup stucco material according to any one of the above aspects (1) to (4), a molded body obtained by molding using a raw material that gives the refractory composition is fired. Thereafter, the fired body is pulverized and then polished to round the corners of the pulverized product, thereby producing a backup stucco material.
（６） 上記態様（１）乃至（４）の何れか一つに記載のバックアップスタッコ材を製造する方法にして、前記耐火物組成を与える原料を用いて成形体を成形した後、かかる成形体を粉砕し、次いで得られた粉砕物を回転焼成炉において回転焼成することにより、該粉砕物の角部に丸みを付けた焼成体粒子を得ることを特徴とするバックアップスタッコ材の製造方法。 (6) After forming the molded body using the raw material that gives the refractory composition by the method for producing the backup stucco material according to any one of the above aspects (1) to (4), the molded body A method for producing a backup stucco material, characterized in that a fired body particle is obtained by rounding corners of the pulverized product by rotating and baking the obtained pulverized product in a rotary baking furnace.
（７） 上記態様（１）乃至（４）の何れか一つに記載のバックアップスタッコ材を製造する方法にして、前記耐火物組成を与える原料を用いて成形体を成形した後、かかる成形体を粉砕し、次いで得られた粉砕物を回転させつつ撹拌することにより、該粉砕物の角部に丸みを付け、更にその後、焼成することを特徴とするバックアップスタッコ材の製造方法。 (7) After forming the molded body using the raw material that gives the refractory composition by the method for producing the backup stucco material according to any one of the above aspects (1) to (4), the molded body A method for producing a backup stucco material, characterized in that the obtained pulverized product is agitated while rotating, thereby rounding the corners of the pulverized product and then firing.
（８） 上記態様（１）乃至（４）の何れか一つに記載のバックアップスタッコ材を用いてバックアップセラミックシェル層が形成されていることを特徴とする精密鋳造用鋳型。 (8) A precision casting mold, wherein a backup ceramic shell layer is formed using the backup stucco material according to any one of the above aspects (1) to (4).
（９） 鋳型壁が複数のセラミックシェル層にて積層、構成されていると共に、それらセラミックシェル層のうち、金属溶湯に接することのない層の少なくとも一つが、請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載のバックアップスタッコ材を用いて形成されていることを特徴とする上記態様（８）に記載の精密鋳造用鋳型。 (9) The mold wall is laminated and configured with a plurality of ceramic shell layers, and at least one of the ceramic shell layers not contacting the molten metal is any one of claims 1 to 4. The precision casting mold according to the aspect (8), wherein the back-up stucco material according to any one of the above is used.
（１０） 鋳型強度が、５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上であることを特徴とする上記態様（８）又は（９）に記載の精密鋳造用鋳型。 (10) The mold for precision casting according to the aspect (8) or (9), wherein the mold strength is 50 kgf / cm 2 or more.
（１１） 上記態様（８）乃至（１０）の何れか一つに記載の精密鋳造用鋳型を解砕し、篩い分けして得られる回収粒が、前記バックアップスタッコ材に代えて、或いはそれと共に、用いられて、造型されていることを特徴とする精密鋳造用鋳型。 (11) The recovered particles obtained by crushing and sieving the precision casting mold according to any one of the above aspects (8) to (10) may be used in place of or together with the backup stucco material. A casting mold for precision casting, characterized in that it is used and molded.
このように、本発明に従う精密鋳造用鋳型製造のためのバックアップスタッコ材にあっては、そのようなバックアップスタッコ材を構成する不定形耐火物粒子が、耐火性に優れ且つ熱膨張率の小さい、ムライト又はコランダム或いはそれらの複合した鉱物にて構成されてなるものであるところから、かかる不定形耐火物粒子をスタッコ材として用いて、セラミックシェル鋳型を得る際に、焼成熱等によって、不定形耐火物粒子にヒビや割れ等が発生するようなことが、有利に抑制乃至は防止され得ることとなるのである。しかも、かかる不定形耐火物粒子は、その見掛け気孔率が５％未満と低く、またその粒子の角部には丸みが付けられたものであるところから、耐破砕性や耐摩耗性に優れ、以て、そのような不定形耐火物粒子からなるバックアップスタッコ材を用いて製造された鋳型にあっては、その解砕時に、耐火物粒子が割れたり、欠けたりするようなことが、効果的に抑制乃至は防止され得るのである。 Thus, in the backup stucco material for precision casting mold production according to the present invention, the irregular refractory particles constituting such a backup stucco material are excellent in fire resistance and have a low coefficient of thermal expansion. Since it is composed of mullite, corundum, or a composite mineral of these, the amorphous refractory particles are used as a stucco material to obtain a ceramic shell mold. The occurrence of cracks or cracks in the material particles can be advantageously suppressed or prevented. Moreover, the irregular refractory particles have a low apparent porosity of less than 5%, and the corners of the particles are rounded, so they have excellent crushing resistance and wear resistance. Therefore, in a mold manufactured using such a backup stucco material made of irregular refractory particles, it is effective that the refractory particles break or chip during the crushing. It can be suppressed or prevented.
従って、このような本発明に従う精密鋳造用鋳型製造のためのバックアップスタッコ材にあっては、それを用いて製造された精密鋳造用鋳型（セラミックシェル鋳型）を解砕して得られる回収粒において、不定形耐火物粒子が細粒化されるようなことが、有利に回避され得ることとなるのであり、以て、精密鋳造用鋳型製造のためのバックアップスタッコ材として適した粒径を有する耐火物粒子が、有利に回収・再生され得ることとなるのである。 Therefore, in such a backup stucco material for manufacturing a precision casting mold according to the present invention, in the recovered grains obtained by crushing a precision casting mold (ceramic shell mold) manufactured using the same. Therefore, it can be advantageously avoided that the irregular refractory particles are refined, and thus the refractory having a particle size suitable as a back-up stucco material for manufacturing a precision casting mold. This makes it possible to advantageously recover and recycle the material particles.
また、そのような精密鋳造用鋳型製造のためのバックアップスタッコ材にあっては、上述したように、バックアップスタッコ材を構成する不定形耐火物粒子が、耐破砕性や耐摩耗性に優れているところから、かかるバックアップスタッコ材を用いて製造された鋳型を解砕して回収された不定形耐火物粒子にあっては、その表面に付着するエチルシリケートやコロイダルシリカ等の無機バインダーを、粒子を細粒化することなく、有利に除去することが出来るのである。 In addition, in such a backup stucco material for precision casting mold production, as described above, the irregular refractory particles constituting the backup stucco material have excellent crushing resistance and wear resistance. Therefore, in the case of amorphous refractory particles recovered by crushing a mold manufactured using such a backup stucco material, an inorganic binder such as ethyl silicate or colloidal silica adhering to the surface of the particles is used. It can be advantageously removed without fine graining.
さらに、本発明に従う精密鋳造用鋳型製造のためのバックアップスタッコ材にあっては、上述のように、バックアップスタッコ材を構成する不定形耐火物粒子のヒビや割れ、欠け等の発生が、有利に抑制乃至は防止され得るものであるところから、かかるバックアップスタッコ材の製造後、使用（スタッコイング）されるまでの間に、衝撃や摩擦によって、粒子が細粒化されるようなことが、有利に回避され得ることとなるのであり、以て、本発明に従うバックアップスタッコ材にあっては、その粒度品質が、使用時まで、有利に保たれることとなるのである。 Furthermore, in the backup stucco material for precision casting mold manufacturing according to the present invention, as described above, the occurrence of cracks, cracks, chips, etc. of the irregular refractory particles constituting the backup stucco material is advantageous. From the point that it can be suppressed or prevented, it is advantageous that the particles are made fine by impact and friction after the production of such a backup stucco material until it is used (stuccoing). Therefore, in the backup stucco material according to the present invention, the particle quality is advantageously maintained until it is used.
ところで、本発明に従う精密鋳造用鋳型製造のためのバックアップスタッコ材は、少なくともＡｌ2 Ｏ3 を主要成分として含むＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系又はＡｌ2 Ｏ3 系の耐火物組成を有して、ムライト又はコランダム或いはそれらの複合した鉱物にて構成される耐火物粒子からなるものであるが、そこにおいて、かかる耐火物粒子の具体的な組成は、特に限定されるものではなく、目的に応じて適宜に決定されるものであって、通常、５０重量％以上のＡｌ2 Ｏ3 と５０重量％以下のＳｉＯ2 と５重量％以下の不純物とからなる組成を有する耐火物粒子が好ましく用いられ、特に、６０重量％以上、中でも７０重量％以上のＡｌ2 Ｏ3 と、４０重量％以下、中でも３０重量％以下のＳｉＯ2 と、３重量％以下、中でも２．５重量％以下の不純物とからなる組成を有する耐火物粒子が、より好ましく用いられる。 By the way, the backup stucco material for precision casting mold manufacturing according to the present invention has an Al 2 O 3 —SiO 2 or Al 2 O 3 refractory composition containing at least Al 2 O 3 as a main component. , Composed of refractory particles composed of mullite or corundum or a composite mineral thereof, but the specific composition of such refractory particles is not particularly limited and depends on the purpose. Usually, refractory particles having a composition comprising 50% by weight or more of Al 2 O 3 , 50% by weight or less of SiO 2 and 5% by weight or less of impurities are preferably used. , in particular, 60 wt% or more, and Al 2 O 3 of more among them 70 wt%, 40 wt% or less, and SiO 2 inter alia 30 wt% or less, 3 wt% or less, preferably 2.5 wt% or less of impurities Refractory particles having a composition consisting of is more preferably used.
そして、このようなバックアップスタッコ材は、それを構成する耐火物粒子が、少なくともＡｌ2 Ｏ3 を主要成分として含む、Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系又はＡｌ2 Ｏ3 系の耐火物組成において、ムライト又はコランダム或いはそれらの複合した鉱物にて構成されるものであるところから、熱膨張率が低いという特徴を有している。このため、そのようなバックアップスタッコ材にあっては、それを用いて形成されたセラミックコーティング層を焼成して、セラミックシェル鋳型を製造する際に、焼成熱により、耐火物粒子にヒビや割れが発生したりするようなことが、有利に抑制乃至は防止され得るのである。これに対して、熱膨張特性に劣る溶融石英や焼成粘土等の耐火物粒子をスタッコ材として用いて、精密鋳造用鋳型（セラミックシェル鋳型）を製造した場合にあっては、セラミックコーティング層の焼成時等に、耐火物粒子が膨張して、ヒビや割れ等が発生し、そしてそのようなヒビや割れが発生した耐火物粒子は、鋳型を解砕した際等に、容易に細粒化されてしまうこととなる。 And, such a backup stucco material, in the refractory composition of Al 2 O 3 —SiO 2 or Al 2 O 3 system, in which the refractory particles constituting the backup stucco material include at least Al 2 O 3 as a main component, Since it is composed of mullite, corundum, or a composite mineral thereof, it has a low thermal expansion coefficient. For this reason, in such a back-up stucco material, the ceramic coating layer formed using it is fired to produce cracks and cracks in the refractory particles due to the heat of firing when the ceramic shell mold is produced. Such occurrence can be advantageously suppressed or prevented. On the other hand, when a casting mold (ceramic shell mold) is manufactured using refractory particles such as fused quartz or calcined clay, which have poor thermal expansion characteristics, as a stucco material, the ceramic coating layer is fired. At times, refractory particles expand and cracks and cracks occur, and the refractory particles that have cracks and cracks are easily finely divided when the mold is crushed. Will end up.
さらに、そのような耐火物粒子は、少なくともＡｌ2 Ｏ3 を主要な構成成分として含むＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系又はＡｌ2 Ｏ3 系の耐火物組成を有し、且つムライト又はコランダム或いはそれらの複合した鉱物にて構成されているところから、剛性が高く、そのため、そのような耐火物粒子を用いて製造されたセラミックシェル鋳型の解砕の際等に、容易に割れたり、欠けたりして、細粒化されるようなことが効果的に防止され得る特徴を有している。また、そのような耐火物粒子にあっては、耐火性及び荷重軟化点が高く（ＪＩＳ−Ｒ−２２０４（１９９９）に規定されるゼーゲルコーン耐火度：ＳＫ３７〜ＳＫ３９（１８２０℃〜１８８０℃））、且つ、ガラスやスラグに対する耐侵食性にも優れているところから、かかる耐火物粒子をバックアップスタッコ材として用いて鋳型を製造した場合には、得られる鋳型において、優れた耐火性や高い荷重軟化点、優れた耐浸食性が発揮され得ることとなるのである。 Further, such refractory particles have an Al 2 O 3 —SiO 2 or Al 2 O 3 refractory composition containing at least Al 2 O 3 as a main component, and mullite or corundum or the like. Because it is composed of complex minerals, it has high rigidity, so it can be easily cracked or chipped when crushing ceramic shell molds made using such refractory particles. Thus, it is possible to effectively prevent fine particles. Moreover, in such refractory particles, the fire resistance and the load softening point are high (Seegel cone fire resistance defined in JIS-R-2204 (1999): SK37 to SK39 (1820 ° C to 1880 ° C)), In addition, since it has excellent erosion resistance against glass and slag, when such a refractory particle is used as a back-up stucco material to produce a mold, the resulting mold has excellent fire resistance and high load softening point. Therefore, excellent erosion resistance can be exhibited.
なお、上記した耐火物粒子中のＡｌ2 Ｏ3 の割合が少な過ぎる場合には、換言すれば上記耐火物粒子中のＳｉＯ2 の割合が多過ぎる場合には、かかる耐火物粒子中に、ガラス相（非晶質相）が多く含まれるようになり、そしてその場合には、熱膨張特性が低下すると共に、スタッコ材（耐火物粒子）として必要な耐火性や粒子強度（骨材自体の強度）等が、充分に確保され得ないようになる恐れを生じる。また、そのようなガラス相は、セラミックスラリー中にバインダーとして含有せしめられるコロイダルシリカと反応して一体化して、それにより、耐火物粒子の耐破砕性を悪化させたり、得られるバックアップスタッコ材の純度を低下せしめたりする恐れがある。更に、それらＡｌ2 Ｏ3 の上限やＳｉＯ2 の下限は、適宜に決定されるところであるが、一般に、Ａｌ2 Ｏ3 は９９．９重量％以下、好ましくは９０重量％以下とされ、またＳｉＯ2 は０．１重量％以上、好ましくは１０重量％以上とされることとなる。 In addition, when the proportion of Al 2 O 3 in the refractory particles is too small, in other words, when the proportion of SiO 2 in the refractory particles is too large, the refractory particles include glass. In that case, the thermal expansion characteristics are reduced, and the fire resistance and particle strength required for stucco materials (refractory particles) (strength of the aggregate itself) ) And the like may not be sufficiently secured. In addition, such a glass phase reacts and integrates with the colloidal silica contained as a binder in the ceramic slurry, thereby deteriorating the crush resistance of the refractory particles or the purity of the resulting backup stucco material. May decrease. Furthermore, the upper limit of Al 2 O 3 and the lower limit of SiO 2 are determined as appropriate, but in general, Al 2 O 3 is 99.9% by weight or less, preferably 90% by weight or less, and SiO 2 2 is 0.1% by weight or more, preferably 10% by weight or more.
また、かかる耐火物粒子中に含まれ得る不純物は、一般に、原料由来のものであって、例えばＦｅ2 Ｏ3 やＭｇＯ、ＣａＯ、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、Ｐ2 Ｏ5 等の酸化物を挙げることが出来るが、そのような不純物は少ないことが望ましく、特に５重量％以下、好ましくは３重量％以下、更に好ましくは２．５重量％以下とすることが望ましい。なお、この不純物の含有割合が多くなり過ぎると、ガラス相（非晶質相）が増加して、上述せる如き問題が発生する恐れがあると共に、耐火性や耐侵食性が低下する恐れがある。 The impurities that can be contained in the refractory particles are generally derived from raw materials, and are oxides such as Fe 2 O 3 , MgO, CaO, Na 2 O, K 2 O, and P 2 O 5 . Although it is desirable that the amount of such impurities be small, it is desirable that the content be 5% by weight or less, preferably 3% by weight or less, and more preferably 2.5% by weight or less. If the impurity content is too high, the glass phase (amorphous phase) increases, and the above-described problems may occur, and the fire resistance and erosion resistance may decrease. .
さらに、本発明に従う精密鋳造用鋳型製造のためのバックアップスタッコ材を構成する耐火物粒子は、上述のように、少なくともＡｌ2 Ｏ3 を主要成分として含むＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系又はＡｌ2 Ｏ3 系の耐火物組成を有する、ムライト又はコランダム或いはそれらの複合した鉱物にて構成されるものであると共に、その見掛気孔率が、５％未満とされているのである。このように、バックアップスタッコ材を構成する耐火物粒子が、その見掛け気孔率の充分に低いものとされているところから、強度や剛性が高く、耐破砕性や耐摩耗性に優れたものとなっているのであり、従って、そのような耐火物粒子に衝撃が加えられた際に、容易に割れたり、欠けたりして、細粒化されるようなことが、有利に防止され得るのである。なお、この本発明に従う耐火物粒子にあっては、その見掛け気孔率は、好ましくは３％未満、より好ましくは２％未満とされ、そのような見掛け気孔率の低い耐火物粒子を用いることによって、上述せる如き効果が、より一層有利に享受され得ることとなる。 Further, as described above, the refractory particles constituting the backup stucco material for precision casting mold production according to the present invention are Al 2 O 3 —SiO 2 or Al 2 containing at least Al 2 O 3 as a main component. It is composed of mullite, corundum, or a composite mineral thereof having an O 3 refractory composition, and its apparent porosity is less than 5%. Thus, since the refractory particles constituting the backup stucco material are considered to have a sufficiently low apparent porosity, they have high strength and rigidity, and excellent crushing resistance and wear resistance. Therefore, when an impact is applied to such a refractory particle, it can be advantageously prevented from being easily cracked, chipped and finely divided. In the refractory particles according to the present invention, the apparent porosity is preferably less than 3%, more preferably less than 2%. By using such refractory particles having a low apparent porosity, The effects as described above can be enjoyed even more advantageously.
一方、バックアップスタッコ材を構成する耐火物粒子が、５％以上の高い見掛け気孔率を有する場合には、耐火物粒子の強度や剛性が低く、耐破砕性や耐摩耗性が不充分となるため、かかるバックアップスタッコ材を用いて製造されたセラミックシェル鋳型の解砕の際等に、鋳型を構成する耐火物粒子が、容易に割れたり、欠けたりして、細粒化されるようになる。しかも、そのような高い見掛け気孔率を有する耐火物粒子にあっては、耐火物粒子の表面に、多数の気孔が開口するようになるところから、スタッコイング時に、セラミックスラリーが多量に含浸乃至は付着せしめられるようになる。このため、そのようなスタッコ材を用いて製造された鋳型を解砕して、回収された耐火物粒子にあっては、耐火物粒子の気孔内に含浸乃至は付着せしめられたスラリー成分（例えば、エチルシリケートやコロイダルシリカ等の無機バインダー）を除去することが容易ではないところから、バックアップスタッコ材として再生利用することが困難となるのである。加えて、そのような見掛け気孔率の高い耐火物粒子にあっては、ろう模型上のスラリーが、耐火物粒子中の気孔内に多量に含浸せしめられるようになるため、スラリーの消費量が必要以上に増加するといった問題も内在しているのである。 On the other hand, when the refractory particles constituting the backup stucco material have a high apparent porosity of 5% or more, the strength and rigidity of the refractory particles are low, and crushing resistance and wear resistance are insufficient. When the ceramic shell mold manufactured using such a backup stucco material is crushed, the refractory particles constituting the mold are easily cracked or chipped and become finer. Moreover, in such a refractory particle having a high apparent porosity, a large number of pores are opened on the surface of the refractory particle, so that a large amount of ceramic slurry is impregnated or stuck during stuccoing. It can be attached. For this reason, a mold produced using such a stucco material is crushed, and in the recovered refractory particles, slurry components impregnated or adhered in the pores of the refractory particles (for example, In addition, since it is not easy to remove inorganic binders such as ethyl silicate and colloidal silica, it becomes difficult to recycle as a backup stucco material. In addition, in such refractory particles having a high apparent porosity, a large amount of slurry on the wax model is impregnated in the pores in the refractory particles, so that the consumption of slurry is necessary. The problem of increasing more is inherent.
また、本発明に従うバックアップスタッコ材は、上記のような所定の耐火物組成を有する鉱物にて構成され、且つ所定の見掛け気孔率を有するものであると共に、その耐火物粒子の形状が、丸みが付けられた角部を備えた非球状の不定形な形状とされているところに、大きな特徴を有している。 Further, the backup stucco material according to the present invention is composed of a mineral having a predetermined refractory composition as described above, and has a predetermined apparent porosity, and the shape of the refractory particles is rounded. It has a great feature in that it has a non-spherical irregular shape with attached corners.
このように、耐火物粒子の角部が尖鋭な形状ではなく、丸みが付けられていることによって、そのような耐火物粒子に対して衝撃が加えられた際に、耐火物粒子の角部において、応力が集中するようなことが有利に緩和乃至は回避され、以て、優れた耐破砕性及び耐摩耗性が発揮され得ることとなるのである。従って、そのような耐火物粒子からなるバックアップスタッコ材を用いて製造されたセラミックシェル鋳型にあっては、その解砕の際等の衝撃や摩擦によって、セラミックシェル鋳型を構成する耐火物粒子が、割れたり、欠けたりして、粒子が細粒化されるようなことが、有利に防止され得るのである。なお、従来の如き単なる耐火物の粉砕品にあっては、応力の集中し易い鋭利な角部（稜角部）が多数存在しているところから、耐破砕性や耐摩耗性に劣るものとなり、そのため、弱い衝撃によっても、容易に割れたり、欠けたりして、細粒化されてしまうのである。 Thus, when the corners of the refractory particles are not sharp, but rounded, when an impact is applied to such refractory particles, the corners of the refractory particles The stress concentration is advantageously alleviated or avoided, so that excellent crushing resistance and wear resistance can be exhibited. Therefore, in the ceramic shell mold manufactured using the backup stucco material composed of such refractory particles, the refractory particles constituting the ceramic shell mold are formed by impact and friction during the crushing, etc. It can be advantageously prevented that the particles are finely divided by cracking or chipping. In addition, in conventional refractory crushed products, since there are many sharp corners (ridge corners) where stress tends to concentrate, the crush resistance and wear resistance are inferior, Therefore, even with a weak impact, it is easily cracked or chipped and becomes finer.
また、かかる耐火物粒子は、その全体形状が非球状の不定形な形状とされているところから、そのような耐火物粒子が、スラリーで被覆されたろう模型上にスタッコイングされた際に、球状の耐火物粒子に比して、ろう模型（スラリー）上に、有利に強固に付着せしめられ得ることとなる。具体的には、そのような非球状の不定形な形状を有する耐火物粒子としては、一般に、円形度：０．８８以下且つ長短度：２以下で規定される形状のものが、好ましく用いられ、本発明にあっては、特に、スラリー（ろう模型）に対してより強固に付着せしめられ得るところから、複数の丸みの付けられた稜角部と複数の平面とからなる非球状の不定形耐火物粒子が、より好ましく用いられることとなる。そして、本発明に従うバックアップスタッコ材にあっては、上記せる如き円形度及び長短度を有する耐火物粒子が、望ましくは８０％以上の割合で含まれており、より望ましくは９０％以上の割合にて、含まれている。 In addition, since such refractory particles have a non-spherical irregular shape as a whole, when such refractory particles are stuccoed on a wax model coated with slurry, they are spherical. In comparison with the refractory particles, it can be advantageously adhered firmly on the wax model (slurry). Specifically, as the refractory particles having such a non-spherical irregular shape, generally those having a shape defined by circularity: 0.88 or less and length: 2 or less are preferably used. In the present invention, in particular, since it can be more firmly attached to the slurry (wax model), it is a non-spherical amorphous refractory consisting of a plurality of rounded ridges and a plurality of planes. Product particles are more preferably used. And, in the backup stucco material according to the present invention, the refractory particles having the circularity and the shortness as described above are preferably contained in a ratio of 80% or more, more preferably in a ratio of 90% or more. Included.
ここで、上記した円形度とは、（粒子の投影面積と同じ面積を有する円の周長）／（粒子投影図の輪郭の長さ）であり、また長短度とは、（粒子の長径）／（粒子の短径）にて規定されるものである。なお、この円形度が大き過ぎる場合、換言すれば１に近過ぎる場合には、耐火物粒子の粒子形状が球に近くなるために、スラリーの被覆されたろう模型上にスタッコイングされた際に、スラリーとの接触が点に近くなって、接触面積が小さくなるところから、粒子をろう模型上に強固に付着させることが困難となり、特に、ろう模型の角部等において、スタッコ材の付着漏れが惹起されて、充分な鋳型強度が得られなくなる恐れを生じる。一方、かかる円形度が小さ過ぎる場合、特に０．５よりも小さくなる場合や、前記した長短度が大き過ぎる場合には、耐火物粒子が、棒状乃至は偏平状の粒子形状となって、弱い衝撃によっても、折れたり、割れたりして、細粒化され易くなる。 Here, the above-mentioned circularity is (circumference of a circle having the same area as the projected area of the particle) / (length of the contour of the particle projection diagram), and the length is (long diameter of the particle) / (The minor axis of the particle). In addition, when this circularity is too large, in other words, when it is too close to 1, the particle shape of the refractory particles is close to a sphere, so when stuccoing on the slurry-coated wax model, Since the contact with the slurry is close to the point and the contact area becomes small, it becomes difficult to firmly adhere the particles onto the wax model, and in particular, the stucco material leaks at the corners of the wax model. This causes the possibility that sufficient mold strength cannot be obtained. On the other hand, when the circularity is too small, particularly when it is smaller than 0.5, or when the above-mentioned length is too large, the refractory particles become weak in a rod-like or flat particle shape. Even with an impact, it breaks or breaks, making it easy to be made fine.
さらに、そのような耐火物粒子からなる、精密鋳造用鋳型製造のためのバックアップスタッコ材にあっては、その粒子の大きさは特に制限されるものではないが、その粒径の下限としては、従来からバックアップスタッコ材の粒径として一般に採用されて来ている、＋０．２ｍｍ（目開き０．２ｍｍの篩い上に残留する粒子の粒径）程度の粒度とされることが望ましい。なお、かかる耐火物粒子の粒径が小さ過ぎる場合には、１回のスタッコイング当たりに形成されるセラミックコーティング層の厚さが薄くなるところから、セラミックシェル層（セラミック鋳型）の厚さを確保するために、コーティング層形成工程の繰返し回数を多くする必要があり、製造効率が悪化する恐れがあると共に、そのようにして得られるセラミックシェル鋳型にあっては、鋳型が緻密になり過ぎて、解砕性が悪化する恐れがある。 Furthermore, in the backup stucco material made of such refractory particles for precision casting mold production, the size of the particles is not particularly limited, It is desirable that the particle size be about +0.2 mm (particle size of particles remaining on a sieve having an opening of 0.2 mm), which has been generally adopted as the particle size of backup stucco materials. If the particle size of such refractory particles is too small, the thickness of the ceramic coating layer formed per stuccoing will be reduced, ensuring the thickness of the ceramic shell layer (ceramic mold). In order to do this, it is necessary to increase the number of repetitions of the coating layer forming step, and the production efficiency may be deteriorated. In the ceramic shell mold obtained in this way, the mold becomes too dense, Crushability may be deteriorated.
また、バックアップスタッコ材の粒径の上限としても、特に制限されるものではないが、一般に、−２ｍｍ（目開き２ｍｍの篩いを通過する粒子の粒径）程度の粒度とされていることが望ましい。なお、このバックアップスタッコ材の粒径が大き過ぎる場合には、ろう模型に対する付着性が低下する恐れがあると共に、砂の詰まりが低下して、注湯時の湯もれが惹起されたり、得られる鋳型の強度が充分に高められ得ない恐れがある。 Further, the upper limit of the particle size of the backup stucco material is not particularly limited, but in general, the particle size is desirably about -2 mm (particle size of particles passing through a sieve having an opening of 2 mm). . In addition, when the particle size of this backup stucco material is too large, the adhesion to the wax model may be reduced, and the clogging of the sand may be reduced, causing leakage during pouring. There is a possibility that the strength of the mold to be obtained cannot be sufficiently increased.
このように、本発明に従う精密鋳造用鋳型製造のためのバックアップスタッコ材にあっては、優れた熱膨張特性、耐破砕性及び耐磨耗性を有しているところから、鋳型の解砕時等の衝撃や摩擦によって、耐火物粒子が細粒化されるようなことが有利に防止され得ているのである。従って、そのようなバックアップスタッコ材にあっては、それを用いて製造された鋳型から、精密鋳造用鋳型製造のためのバックアップスタッコ材として、適した粒径を有する耐火物粒子が、有利に効率的に回収・再生乃至再利用され得ることとなる。 As described above, the back-up stucco material for precision casting mold production according to the present invention has excellent thermal expansion characteristics, crush resistance, and wear resistance. It is possible to advantageously prevent the refractory particles from being finely divided by impact or friction such as the above. Therefore, in such a back-up stucco material, refractory particles having a suitable particle size are advantageously used as a back-up stucco material for manufacturing a precision casting mold from a mold manufactured using the back-up stucco material. Therefore, it can be recovered, regenerated or reused.
また、そのような耐火物粒子は、上記のように、優れた耐破砕性及び耐摩耗性を有しているところから、かかる耐火物粒子をバックアップスタッコ材として用いて製造された鋳型を解砕して得られる回収粒にあっては、その表面に付着するエチルシリケートやコロイダルシリカ等のバインダーを、粒子を細粒化することなく、サンドフレッシャー等の鋳物砂再生機等を用いて、容易に除去することが可能となるのである。 In addition, since such refractory particles have excellent crush resistance and wear resistance as described above, a mold manufactured using such refractory particles as a backup stucco material is crushed. In the recovered particles obtained by using a binder such as ethyl silicate or colloidal silica attached on the surface, it is easy to use a sand sand recycler such as a sand flesher without making the particles fine. It is possible to remove it.
さらに、上記のようなバックアップスタッコ材にあっては、その優れた耐破砕性及び耐摩耗性により、その取扱い時、例えば運搬時やスタッコ材の調製時等に受ける衝撃や摩擦によって、粒子が細粒化されるようなことが、有利に防止され得ることとなるのであり、従って、かかるバックアップスタッコ材の粒度品質が、その使用時（スタッコイング時）まで、有利に保たれ得ることとなるのである。 Further, in the backup stucco material as described above, due to its excellent crushing resistance and wear resistance, particles are finely divided due to impact and friction received during handling, for example, during transportation or preparation of the stucco material. Graining can be advantageously prevented, and therefore the particle size quality of such a backup stucco material can be advantageously maintained until it is used (during stuccoing). is there.
ところで、上記のような本発明に従う精密鋳造用鋳型製造のためのバックアップスタッコ材を製造するに際して、その製造方法は、特に限定されるものではないが、本発明においては、例えば、以下の如き製造方法が、好ましく採用される。 By the way, when manufacturing a backup stucco material for manufacturing a precision casting mold according to the present invention as described above, the manufacturing method is not particularly limited, but in the present invention, for example, the following manufacturing is performed. The method is preferably employed.
すなわち、先ず、少なくともＡｌ2 Ｏ3 を主要成分として含む、Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系又はＡｌ2 Ｏ3 系の所定の耐火物組成を与え、そしてムライト又はコランダム或いはそれらの複合した鉱物にて構成される耐火物を与え得る耐火物原料、具体的にはＡｌ2 Ｏ3 源原料やＳｉＯ2 源原料、Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 源原料等を用意し、それらの耐火物原料に対して、乾式粉砕処理や湿式粉砕処理等の粉砕処理を行なうことにより、−４５μｍ程度の粒径を有する微細な耐火物原料粉末を含む泥漿を調製する。なお、そこで用いられ得る耐火物原料は、特に限定されるものではなく、従来から用いられている耐火物原料が、何れも、適宜に用いられ得、例えば、少なくともＡｌ2 Ｏ3 を主要成分として含むＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系耐火物源原料としては、カオリン、バン土頁岩、アンダリューサイト、蛙目粘土、木節粘土、モンモリロナイト及びハロイサイト等が挙げられ、またＡｌ2 Ｏ3 系耐火物源原料としては、水酸化アルミニウム、仮焼アルミナ及びリサイクルアルミニウム等が挙げられ、更にＳｉＯ2 系耐火物源原料としては、珪石、珪砂、長石等が挙げられ、それらの１種又は２種以上が適宜に組み合わされて、用いられることとなる。 That is, first, a predetermined refractory composition of Al 2 O 3 —SiO 2 system or Al 2 O 3 system containing at least Al 2 O 3 as a main component is given, and mullite or corundum or a composite mineral thereof. Prepare refractory raw materials that can provide refractories, specifically Al 2 O 3 source raw materials, SiO 2 source raw materials, Al 2 O 3 —SiO 2 source raw materials, etc. A slurry containing fine refractory material powder having a particle size of about −45 μm is prepared by performing a pulverization process such as a dry pulverization process or a wet pulverization process. The refractory raw material that can be used there is not particularly limited, and any refractory raw material conventionally used can be used as appropriate, for example, at least Al 2 O 3 as a main component. Examples of the Al 2 O 3 —SiO 2 refractory source materials that can be used include kaolin, van clay shale, andalusite, glazed clay, kibushi clay, montmorillonite, and halloysite, and Al 2 O 3 refractories. Examples of the source material include aluminum hydroxide, calcined alumina, and recycled aluminum. Further, examples of the SiO 2 refractory source material include silica, silica sand, feldspar, and the like, and one or more of them are used. It will be used in combination as appropriate.
次いで、かかる泥漿を、オーガーマシン等の押出成形機を用いて、直径：２〜３０ｍｍ、長さ：３０〜４０ｍｍ程度の大きさの円柱状の成形体に成形し、そしてその得られた成形体を、バンド型乾燥機等にて乾燥した後、ロータリーキルンやトンネルキルン等の焼成炉内で、１５００〜１８５０℃にて３〜６時間焼成することにより、焼成体を得る。また、このとき、得られる焼成体の見掛け気孔率が５％未満となるように、成形体の乾燥条件や焼成条件を、適宜に設定するようにする。 Next, the slurry is formed into a cylindrical shaped body having a diameter of about 2 to 30 mm and a length of about 30 to 40 mm using an extrusion molding machine such as an auger machine, and the obtained shaped body. Is dried with a band-type dryer or the like, and then fired at 1500 to 1850 ° C. for 3 to 6 hours in a firing furnace such as a rotary kiln or a tunnel kiln to obtain a fired body. At this time, the drying conditions and firing conditions of the molded body are appropriately set so that the apparent porosity of the obtained fired body is less than 5%.
その後、上記で得られた焼成体を、ジョークラッシャーやロールブレイカー等の粉砕機を用いて粉砕することにより、鋭利な角部（稜角部）が生じた、非球状で不定形な焼成体粉砕物を形成する。なお、かかる焼成体粉砕物の粒径は、特に限定されるものではないが、後述する研磨処理によって、粉砕物粒子が割れたり、欠けたりして、粒度が低下することから、目的とする耐火物粒子の粒径よりもやや大きい粒径とすることが望ましく、一般に、０．５〜２ｍｍ程度の粒径とされることとなる。 Thereafter, the fired body obtained above was pulverized by using a pulverizer such as a jaw crusher or a roll breaker, and a sharp corner (ridge corner) was produced. Form. The particle size of the baked product pulverized product is not particularly limited. However, since the pulverized product particles are cracked or chipped by the polishing treatment described later, the particle size is reduced, and thus the intended fire resistance. It is desirable that the particle size be slightly larger than the particle size of the product particles, and generally the particle size is about 0.5 to 2 mm.
そして、そのようにして得られた焼成体粉砕物を、篩い分けすることにより、−０．３５ｍｍ程度の粒度の微粉を除去した後、かかる焼成体粉砕物に対して、研磨処理を行なって、前記焼成体粉砕物の角部に丸みを付けることにより、本発明に従うバックアップスタッコ材を構成する、丸みが付けられた角部を備えた非球状の不定形耐火物粒子を得るようにするのである。 And after removing fine powder having a particle size of about -0.35 mm by sieving the fired body pulverized product obtained in this manner, the baked product pulverized product is subjected to polishing treatment, By rounding the corners of the pulverized product, the non-spherical amorphous refractory particles having rounded corners constituting the backup stucco material according to the present invention are obtained. .
なお、そこにおいて、研磨処理の方法は、特に限定されるものではないが、好ましくは、ロータリーリクレーマーやサンドフレッシャー、サンドシャイナー等の鋳物砂再生機を用いて行なうことが望ましい。そのような鋳物砂再生機を用いて研磨処理を行なうことによって、得られる耐火物粒子の製造工程における細粒化が、有利に防止され得ることとなるのである。即ち、焼成体粉砕物の粒子中に、ヒビや欠けが存在する場合には、衝撃や摩擦によって、容易に割れたり、欠けたりして、粒子が細粒化されることとなるのであるが、そのような鋳物砂再生機を用いた研磨処理を行なった場合には、そのような割れたり欠けたりし易い部分が、予め、割れたり、欠けたりして、除去せしめられることとなるところから、それにより得られる耐火物粒子にあっては、それ以上の細粒化が有利に抑制され得るのである。 Here, the method of the polishing treatment is not particularly limited, but it is preferable to perform using a foundry sand regenerator such as a rotary reclaimer, a sand flesher, and a sand shiner. By carrying out the polishing treatment using such a foundry sand regenerator, it is possible to advantageously prevent the fine particles in the production process of the refractory particles to be obtained. That is, when cracks or chips are present in the particles of the pulverized product, the particles are easily cracked or chipped by impact or friction, and the particles are finely divided. When performing a polishing process using such a foundry sand regenerator, such a portion that is easily cracked or chipped is cracked or chipped in advance, and will be removed. In the refractory particles obtained thereby, further refinement can be advantageously suppressed.
また、かかる研磨処理における研磨時間等の研磨条件は、焼成体粉砕物の鋭利な角部を除去して、耐火物粒子の角部に丸みを付けるのに必要十分となるような条件が、適宜に選択されることとなる。なお、研磨が不充分な場合には、焼成体粉砕物の有する角部に充分に丸みを付けることが出来ず、鋭利な角部が残存することとなって、上記したような効果が充分に享受され得ない恐れがあり、一方、研磨が過剰な場合には、焼成体粉砕物が細粒化し過ぎて、目的とする粒度の耐火物粒子が充分に得られなくなる恐れがあると共に、得られる耐火物粒子が球状化して、スラリー（ろう模型）に対する付着性が低下する恐れがある。 In addition, the polishing conditions such as the polishing time in the polishing process are such that conditions necessary and sufficient to remove the sharp corners of the pulverized product and round the corners of the refractory particles are appropriate. Will be selected. In addition, when the polishing is insufficient, the corners of the baked product pulverized product cannot be sufficiently rounded, and sharp corners remain, and the above-described effects are sufficiently obtained. On the other hand, if the polishing is excessive, the pulverized product of the fired body is too fined, and the refractory particles having the desired particle size may not be sufficiently obtained. The refractory particles may be spheroidized and adhesion to the slurry (wax model) may be reduced.
そして、かくの如くして得られた耐火物粒子を、バックアップスタッコ材として用いる際には、ローテックススクリーン等の篩い分け機を用いて篩い分けを行なうことにより、所望の粒度（例えば、粒径：０．３〜０．７ｍｍ）を有する耐火物粒子として、提供するようにするのである。 And when using the refractory particles obtained in this way as a backup stucco material, by performing sieving using a sieving machine such as a rotex screen, a desired particle size (for example, a particle size) : 0.3 to 0.7 mm) as refractory particles.
このようなバックアップスタッコ材の製造方法によれば、鋭利な角部（稜角部）を有する非球状で不定形な焼成体粉砕物に対して、研磨処理が施されることによって、応力の集中し易い鋭利な角部が、有利に効果的に除去せしめられて、それにより、得られる耐火物粒子（バックアップスタッコ材）の角部に丸みが付けられているところから、上述のように、かかる耐火物粒子の細粒化が有利に防止されて、またその回収粒の表面に付着するバインダーの除去が、有利に行なわれ得ることとなるのである。 According to such a method for producing a backup stucco material, a non-spherical and irregular shaped pulverized product having sharp corners (ridge corners) is subjected to a polishing process, whereby stress is concentrated. The sharp corners that are easy to remove are advantageously and effectively removed, so that the corners of the resulting refractory particles (backup stucco material) are rounded, as described above. Fine particle size reduction is advantageously prevented, and removal of the binder adhering to the surface of the recovered particles can be advantageously performed.
さらに、そのような耐火物粒子は、耐火物原料を微細な耐火物粉末とした後、成形・焼成したものを、粉砕・研磨することによって得られるものであるところから、その細粒化がより一層有利に防止され得ている。即ち、そのような微粉砕配合を行なうことによって、粒子中に残存する微細なクラックや、鉱物偏析により、粒子が容易に割れたり、欠けたりするようなことが、有利に回避せしめられ得るのである。 Further, such refractory particles are obtained by crushing and polishing a refractory raw material made into a fine refractory powder, then molded and fired, so that the finer particles are more refined. It can be prevented more advantageously. That is, by performing such finely pulverized blending, it is possible to advantageously avoid the fine cracks remaining in the particles and the particles being easily cracked or chipped due to mineral segregation. .
また、本発明においては、上述せる如きバックアップスタッコ材の製造方法に代えて、前記した耐火物原料を用いて成形体を成形した後、かかる成形体を粉砕し、次いで得られた粉砕物を回転焼成炉において回転焼成することにより、該粉砕物の角部に丸みをつけた焼成体粒子を得ることからなる手法も、採用可能である。 Further, in the present invention, instead of the method for producing the backup stucco material as described above, after forming a molded body using the above-mentioned refractory material, the molded body is pulverized, and then the obtained pulverized product is rotated. It is also possible to employ a method that consists of obtaining fired particles having rounded corners of the pulverized product by rotational firing in a firing furnace.
具体的には、先ず、上記せる如く、前記Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系耐火物源原料やＡｌ2 Ｏ3 系耐火物源原料、ＳｉＯ2 系耐火物源原料を用いて、−４５μｍ程度の粒径を有する耐火物微粉末を含む泥漿を調製する。その後、かかる泥漿を、押出成形機にて、直径：２〜３０ｍｍ、長さ：３０〜４０ｍｍ程度の大きさの円柱状の成形体を成形した後、乾燥機にて乾燥する。 Specifically, first, as described above, the Al 2 O 3 —SiO 2 refractory source raw material, the Al 2 O 3 refractory source raw material, and the SiO 2 refractory source raw material are used to have a thickness of about −45 μm. A slurry containing refractory fine powder having a particle size is prepared. Thereafter, the slurry is formed into a cylindrical shaped body having a diameter of about 2 to 30 mm and a length of about 30 to 40 mm with an extruder, and then dried with a dryer.
次いで、得られた成形体を、ジョークラッシャーやロールブレイカー等の粉砕機を用いて粉砕することにより、鋭利な角部（稜角部）を有する非球状で不定形な成形体の粉砕物を得る。なお、かかる焼成体粉砕物の粒径は、本発明にあっては、特に限定されるものではないが、後述する回転焼成によって、粉砕物粒子の収縮や、割れ・欠けにより、粒度が低下することから、目的とする耐火物粒子の粒径よりもやや大きい粒径とすることが望ましく、一般に、０．３５〜２．２ｍｍ程度の粒径とされることとなる。 Next, the obtained molded product is pulverized using a pulverizer such as a jaw crusher or a roll breaker to obtain a pulverized product of an aspherical and irregular shaped product having sharp corners (ridge corners). The particle size of the baked product pulverized product is not particularly limited in the present invention, but the particle size decreases due to shrinkage of the pulverized product particles or cracks / chips due to rotational firing described later. Therefore, it is desirable that the particle size is slightly larger than the particle size of the target refractory particles, and generally the particle size is about 0.35 to 2.2 mm.
その後、得られた成形体粉砕物を、篩い分けすることにより、−０．３５ｍｍ程度の微粒を除去した後、ロータリーキルン等の回転焼成炉内において回転焼成することにより、成形体粉砕物を焼成しつつ、前記成形体粉砕物を互いに或いは焼成炉壁に衝突させることにより、かかる粉砕物の有する鋭利な角部（稜角部）を除去して、目的とする丸みが付けられた角部を備えた非球状の不定形耐火物粒子を得る。なお、かかる回転焼成における焼成時間や焼成温度等の焼成条件は、最終的に得られる耐火物粒子の見掛け気孔率が５％未満となるように、適宜に設定されることとなる。また、回転速度や回転時間等の回転条件としては、得られる耐火物粒子の角部に充分に丸みが付けられる一方、細粒化し過ぎたり球状化し過ぎたりしないような条件が、適宜に選択される。 Thereafter, the obtained pulverized product is screened to remove fine particles of about -0.35 mm, and then baked in a rotary kiln such as a rotary kiln to sinter the crushed product. However, the sharpened corners (ridge corners) of the pulverized product were removed by colliding the pulverized compacts with each other or against the firing furnace wall, and the target rounded corners were provided. Non-spherical amorphous refractory particles are obtained. The firing conditions such as firing time and firing temperature in the rotational firing are appropriately set so that the apparent porosity of the refractory particles finally obtained is less than 5%. Further, as rotation conditions such as a rotation speed and a rotation time, conditions in which corners of the obtained refractory particles are sufficiently rounded while being not too fine or spheroidized are appropriately selected. The
上記のようなバックアップスタッコ材の製造方法によれば、耐火物原料を微細な耐火物粉末とした後、成形体を成形して、それを粉砕し、更に回転焼成処理することによって、耐火物粒子を得るようにしていると共に、回転焼成により、耐火物粒子の角部に丸みが付けられているところから、前述せる如きバックアップスタッコ材の製造方法と同様に、得られる耐火物粒子が、容易に細粒化されるようなことがなく、その再生が有利に実現され得ることとなるのである。 According to the method for producing the backup stucco material as described above, the refractory raw material is made into a fine refractory powder, and then a molded body is formed, pulverized, and further subjected to a rotary firing treatment, whereby refractory particles Since the corners of the refractory particles are rounded by rotational firing, the obtained refractory particles can be easily obtained in the same manner as the backup stucco manufacturing method as described above. There is no fine graining and the regeneration can be realized advantageously.
また、かかるバックアップスタッコ材の製造方法においては、成形体粉砕物を、回転焼成炉内で回転焼成することによって、成形体粉砕物の焼成を行ないつつ、同時に、成形体粉砕物の有する鋭利な角部（稜角部）を除去して、丸みを付けるようにするものであるところから、その製造工程が有利に簡略化され得ることとなるのであり、以て、その製造コストも効果的に抑制せしめられ得ることとなる。 Further, in such a method for producing a backup stucco material, the compacted product is pulverized by rotating and firing the compacted product in a rotary firing furnace, and at the same time, sharp corners of the compacted product are obtained. The manufacturing process can be advantageously simplified because the part (ridge corner) is removed and rounded, and the manufacturing cost can be effectively suppressed. It can be done.
さらに、本発明にあっては、そのような回転焼成に代えて、焼成処理と撹拌処理或いは焼成処理と研磨処理を採用することも、可能である。 Furthermore, in the present invention, it is also possible to adopt a baking process and a stirring process or a baking process and a polishing process instead of such a rotary baking.
すなわち、上記せる如き成形体を粉砕することにより得られる成形体粉砕物を、パン型撹拌機等の撹拌機を用いて、撹拌処理することにより、該粉砕物の角部に丸みを付け、次いで、篩い分けすることにより、−０．３５ｍｍ程度の微粒を除去した後、シャトルキルンやトンネルキルン内で焼成し、その後、所望の粒度に篩い分けすることによって、目的とする耐火物粒子を得るようにしてもよく、或いは、成形体粉砕物を篩い分けすることにより、−０．３５ｍｍ程度の微粒を除去した後、シャトルキルンやトンネルキルン内で焼成し、次いで、上記せる如き研磨機（鋳物砂再生機）等にて研磨処理を行なった後、所望の粒度に篩い分けすることによって、目的とする耐火物粒子を得るようにしてもよいのである。そして、そのようにして得られた耐火物粒子（バックアップスタッコ材）にあっても、前述の如くして得られた耐火物粒子と同様に、耐破砕性や耐摩耗性に優れるところから、その繰返しの再生利用が可能なものであるのである。 That is, the molded product pulverized product obtained by pulverizing the molded product as described above is stirred using a stirrer such as a pan-type stirrer to round the corners of the pulverized product, and then After removing fine particles of about -0.35 mm by sieving, firing in a shuttle kiln or tunnel kiln and then sieving to the desired particle size to obtain the desired refractory particles Or, after removing the fine particles of about −0.35 mm by sieving the pulverized product, the powder is baked in a shuttle kiln or tunnel kiln, and then a polishing machine (casting sand) as described above. The target refractory particles may be obtained by sieving to a desired particle size after polishing with a regenerator. And, even in the refractory particles (backup stucco material) thus obtained, like the refractory particles obtained as described above, the refractory particles have excellent crush resistance and wear resistance. It can be reused repeatedly.
なお、上述のバックアップスタッコ材の製造方法の実施形態においては、成形体は、直径が２〜３０ｍｍ、長さが３０〜４０ｍｍ程度の大きさの円柱状のものとされているが、そのような成形体の大きさや形状は、何等これに限定されるものではなく、例えば球状や直方体状等の各種の形状が、何れも適宜に採用され得、またそのサイズも、適宜に決定され得るものである。 In the above-described embodiment of the method for manufacturing the backup stucco material, the molded body is a cylindrical shape having a diameter of about 2 to 30 mm and a length of about 30 to 40 mm. The size and shape of the molded body are not limited to these, and various shapes such as a spherical shape and a rectangular parallelepiped shape can be adopted as appropriate, and the size can be determined as appropriate. is there.
また、上記で用いられる押出成形機や粉砕機、研磨機（鋳物砂再生機）、回転焼成炉、撹拌機等は、上記で具体的に例示されるものに何等限定されるものではなく、公知のものが、何れも、目的に応じて、適宜に選択され得るものである。 Further, the extrusion machine, pulverizer, polishing machine (casting sand regenerator), rotary firing furnace, stirrer and the like used above are not limited to those specifically exemplified above, and are publicly known. Any of these can be appropriately selected according to the purpose.
さらに、上記の実施形態においては、カオリンや水酸化アルミニウム等の耐火物原料を粉砕して、微細な耐火物粉末とした後、成形体を成形し、かかる成形体に対して、焼成処理や粉砕処理、研磨処理等を施すことによって、本発明に従う耐火物粒子を製造しているが、本発明に従うバックアップスタッコ材は、そのような微細な耐火物粉末からなる成形体を経て（微粉砕配合を行なって）製造される人工の耐火物粒子に何等限定されるものではなく、天然の鉱石等を、直接、粉砕し、必要に応じて焼成した後、研磨することにより得るようにしても、何等、差支えない。例えば、少なくともＡｌ2 Ｏ3 を主要成分として含むＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系又はＡｌ2 Ｏ3 系の耐火物組成を有し、ムライト又はコランダム或いはそれらの複合した鉱物にて構成され、且つ見掛け気孔率が５％未満である耐火物粒子を与える鉱石を、粉砕した後、研磨処理し、その後、篩い分けすることによって得られるもの等も、用いることが可能である。 Furthermore, in the above embodiment, after refractory raw materials such as kaolin and aluminum hydroxide are pulverized to form a fine refractory powder, the molded body is molded, and the molded body is subjected to firing treatment and pulverization. The refractory particles according to the present invention are manufactured by performing treatment, polishing treatment, etc., but the backup stucco material according to the present invention passes through a molded body made of such a fine refractory powder (with fine pulverization blending). It is not limited to the artificial refractory particles that are manufactured), and natural ore can be directly pulverized, fired as necessary, and then polished to obtain it. No problem. For example, it has an Al 2 O 3 —SiO 2 -based or Al 2 O 3 -based refractory composition containing at least Al 2 O 3 as a main component, is composed of mullite, corundum, or a composite mineral thereof, and has an apparent appearance It is also possible to use an ore which gives refractory particles having a porosity of less than 5%, which is obtained by grinding, grinding, and then sieving.
そして、上記のような耐火物粒子からなる本発明に従うバックアップスタッコ材を用いて、目的とする精密鋳造用鋳型を製造するに際しては、例えば、以下のようにして行なわれることとなる。 And when manufacturing the target precision casting mold using the backup stucco material according to the present invention composed of the refractory particles as described above, for example, it will be performed as follows.
先ず、従来と同様にして、目的とする鋳物の形状を有するろう模型を多数作製し、そして、それら作製されたろう模型の適数個を、湯口、湯道、堰の部分となるろう模型と共に、一体的に組み立てることにより、ツリーを製作する。 First, in the same manner as in the prior art, a large number of wax models having the shape of the target casting are produced, and an appropriate number of the produced wax models, together with a wax model that becomes a part of the gate, runner, and weir, Build a tree by assembling together.
そして、かかるツリーを、撹拌機にて撹拌することにより懸濁状態とされたセラミックスラリー中に浸漬（ディッピング）することにより、ツリー（ろう模型）表面に、スラリーを被覆せしめる。なお、そこにおいて用いられるセラミックスラリーは、特に限定されるものではなく、従来から、ロストワックス法（インベストメント法）において、セラミックシェル層を形成するために用いられて来ている公知の各種のセラミックスラリー、例えば、コロイダルシリカやエチルシリケートからなる無機バインダを、各種の界面活性剤やゲル化促進剤等と共に、必要に応じて、水やアルコール等の媒体に配合して、調製されてなるもの等が、何れも、適宜に用いられることとなる。 Then, the tree (wax model) surface is coated with the slurry by immersing (dipping) the tree in a ceramic slurry that has been suspended by stirring with a stirrer. In addition, the ceramic slurry used there is not specifically limited, Conventionally, various known ceramic slurries that have been used to form a ceramic shell layer in the lost wax method (investment method). For example, an inorganic binder made of colloidal silica or ethyl silicate is mixed with various surfactants, gelation accelerators, etc., if necessary, in a medium such as water or alcohol, etc. These will be used as appropriate.
次いで、そのようなセラミックスラリー中に浸漬（ディッピング）せしめられたツリー（ろう模型）を、スラリーから引き揚げた後、かかるツリーを被覆し、付着するスラリーが乾かないうちに、所定のプライマリースタッコ材が振り掛けられる（スタッコイングされる）。なお、かかるプライマリースタッコ材は、特に限定されるものではなく、ジルコンやムライト等の鉱物からなる、−０．２ｍｍ程度の粒度の耐火物微粒子等にて構成される、公知のプライマリースタッコ材が、何れも、適宜に用いられることとなる。また、このスタッコ材の振掛けに際しては、従来から公知の振掛け方法が、何れも適宜に採用され、例えば、スタッコ材を雨状に落すことによって振掛けを行なう落下式振掛け法や、ツリーを容器内に収容し、容器の底部から吹き出される空気によって、スタッコ材を浮遊させることにより、振掛けを行なう固体流動床式振掛け法等を採用して、目的とするスタッコイングが行なわれるのである。 Next, a tree (wax model) dipped in such a ceramic slurry is lifted from the slurry, and then the tree is covered and a predetermined primary stucco material is formed before the attached slurry is dried. Sprinkled (stuccoed). The primary stucco material is not particularly limited, and is a known primary stucco material composed of minerals such as zircon and mullite, and composed of refractory fine particles having a particle size of about -0.2 mm. Either of these will be used as appropriate. In addition, when the stucco material is sprinkled, any conventionally known sprinkling method is appropriately employed. For example, a drop-type sprinkling method in which sprinkling is performed by dropping the stucco material in a rainy state, a tree Is placed in a container, and the stucco material is suspended by the air blown from the bottom of the container, thereby adopting a solid fluidized bed type sprinkling method that performs sprinkling, and the desired stuccoing is performed. It is.
その後、かかるプライマリースタッコ材の被覆されたツリー（ろう模型）を、自然乾燥や機械乾燥を行なうことによって、最内層となる第１層目のセラミックコーティング層が形成され、更にその後、かかる第１層のセラミックコーティング層の形成されたろう模型に対して、上記と同様にして、ディッピング、スタッコイング及び乾燥からなる一連のコーティング層形成工程を０〜１回程度繰り返すことにより、ろう模型上に、１〜２層のセラミックコーティング層（プライマリーセラミックコーティング層）が形成されるのである。 Thereafter, the tree (wax model) covered with the primary stucco material is subjected to natural drying or mechanical drying to form a first ceramic coating layer as an innermost layer, and thereafter, the first layer. In the same manner as described above, a series of coating layer forming steps consisting of dipping, stuccoing, and drying are repeated about 0 to 1 times on the wax model on which the ceramic coating layer is formed. Two ceramic coating layers (primary ceramic coating layers) are formed.
そして、セラミック・シェル・モールド法によれば、そのような１〜２層のプライマリーセラミックコーティング層が形成された上に、更に、スタッコ材としてバックアップスタッコ材を用いて、上記と同様にして、ディッピング、スタッコイング及び乾燥の工程を繰り返すことにより、６〜１２層程度のバックアップセラミックコーティング層が積層、形成されることとなるのであるが、本発明に従う精密鋳造用鋳型にあっては、かかるバックアップセラミックコーティング層のうちの少なくとも一つを形成するためのバックアップスタッコ材として、前述せる如き本発明に従うバックアップスタッコ材が、単独で、或いは、必要に応じて、その他のバックアップスタッコ材と組み合わされて、用いられるのである。 Then, according to the ceramic shell mold method, after such a primary ceramic coating layer of one or two layers is formed, a backup stucco material is further used as a stucco material, and dipping is performed in the same manner as described above. By repeating the steps of stuccoing and drying, about 6 to 12 backup ceramic coating layers are laminated and formed. In the precision casting mold according to the present invention, such a backup ceramic coating layer is formed. As the backup stucco material for forming at least one of the coating layers, the backup stucco material according to the present invention as described above is used alone or in combination with other backup stucco materials as necessary. It is done.
なお、かかる本発明に従うバックアップスタッコ材と必要に応じて組み合わされる、その他のバックアップスタッコ材としては、特に限定されるものではなく、従来からバックアップスタッコ材として用いられて来ている、シリカや焦宝石、アルミナ、ムライト、ジルコン等の鉱物にて構成される粉砕物からなる耐火物粒子が、何れも、適宜に選択されることとなる。 It should be noted that other backup stucco materials that are combined with the backup stucco material according to the present invention as necessary are not particularly limited, and silica and pyrotechnics that have been conventionally used as backup stucco materials. Any refractory particles made of a pulverized material composed of minerals such as alumina, mullite, and zircon will be selected as appropriate.
その後、そのようにしてツリー（ろう模型）上に積層形成された複数のセラミックコーティング層（プライマリー層＋バックアップ層）を、オートクレーブ内にて１２０〜１５０℃程度に加熱することにより、ろう模型を溶融、除去し、次いで、ろう模型の除去された複数のセラミックコーティング層を、焼成炉内において、８００〜１１００℃の温度にて３０分〜１時間焼成することにより、複数のセラミックシェル層からなる精密鋳造用鋳型が得られるのである。 After that, by melting the ceramic coating layers (primary layer + backup layer) laminated on the tree (wax model) in this manner in an autoclave, the wax model is melted. And then firing the plurality of ceramic coating layers from which the wax model has been removed in a firing furnace at a temperature of 800 to 1100 ° C. for 30 minutes to 1 hour. A casting mold is obtained.
そして、そのようにして得られる本発明に従う精密鋳造用鋳型にあっては、鋳型壁が、複数のセラミックシェル層（プライマリー層＋バックアップ層）にて積層、構成されていると共に、それらセラミックシェル層のうち、金属溶湯に接することのない層（バックアップセラミックシェル層）の少なくとも一つが、本発明に従うバックアップスタッコ材を用いて形成されているところから、そのような鋳型を解砕した際に、かかるセラミックシェル層を構成するバックアップスタッコ材が、割れたり、欠けたりして、細粒化されるようなことが有利に防止され、以て、かかるバックアップスタッコ材の回収、再生が効果的に行なわれ得ることとなるのである。 In the precision casting mold according to the present invention thus obtained, the mold wall is laminated and configured with a plurality of ceramic shell layers (primary layer + backup layer), and these ceramic shell layers Of these, when at least one of the layers not contacting the molten metal (backup ceramic shell layer) is formed using the backup stucco material according to the present invention, such a mold is crushed. The backup stucco material constituting the ceramic shell layer is advantageously prevented from cracking or chipping and becoming finer, so that the recovery and recovery of such a backup stucco material can be performed effectively. You will get.
また、かかる本発明に従う精密鋳造用鋳型にあっては、それを構成するバックアップスタッコ材が、強度及び剛性に優れた所定の組成を有する鉱物にて構成され、また、その粒子の見掛け孔率が５％未満と低く、更に、粒子の角部に丸みが付けられているところから、耐破砕性や耐摩耗性に優れ、その鋳型強度が、有利に高められ得ているのである。即ち、本発明に従うバックアップスタッコ材を用いて造型された鋳型は、５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上、特に７０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の強度を有するものとなるのである。従って、本発明に従うバックアップスタッコ材にあっては、それを用いて製造される鋳型の鋳型壁を薄くすることが可能となるのであり、以て、コーティング層形成工程の繰返し回数（バックアップ層の積層数）が有利に低減せしめられて、その製造コストが効果的に抑制せしめられ得ることとなるのである。 In the precision casting mold according to the present invention, the backup stucco material constituting the mold is composed of a mineral having a predetermined composition excellent in strength and rigidity, and the apparent porosity of the particles is Since it is as low as less than 5% and the corners of the particles are rounded, the crushing resistance and wear resistance are excellent, and the mold strength can be advantageously increased. That is, the mold formed using the backup stucco material according to the present invention has a strength of 50 kgf / cm 2 or more, particularly 70 kgf / cm 2 or more. Therefore, in the backup stucco material according to the present invention, the mold wall of a mold manufactured using the backup stucco material can be thinned. The number) can be advantageously reduced, and the production cost can be effectively suppressed.
以上、本発明に従う精密鋳造用鋳型製造のためのバックアップスタッコ材を用いた精密鋳造用鋳型の好ましい製造方法について詳述して来たが、本発明に従うバックアップスタッコ材は、上記したようなセラミック・シェル・モールド法による精密鋳造用鋳型製造のためのバックアップスタッコ材としてだけでなく、例えば、ソリッド・モールド法による精密鋳造用鋳型の製造において、容器内に充填されるバックアップ用の砂としても、有利に用いられるものである。 As described above, the preferred manufacturing method of the precision casting mold using the backup stucco material for manufacturing the precision casting mold according to the present invention has been described in detail, but the backup stucco material according to the present invention is a ceramic Not only as a backup stucco material for precision casting mold manufacturing by the shell mold method, but also, for example, as sand for backup filling the container in the manufacturing of precision casting mold by the solid mold method It is used for.
なお、上述のようにして製造された精密鋳造用鋳型を用いて、鋳物を製造するに際しては、ろう模型が除去されて出来た鋳型の空洞部分に、金属溶湯を流し込むことにより、鋳物が製造されることとなるのであるが、本発明にあっては、かかる鋳物の鋳込方法は、何等限定されるものではなく、例えば、置注ぎ法や反転加圧法、吸引鋳造法、遠心鋳造法等の従来から公知の手法が、何れも有利に用いられる。 When producing a casting using the precision casting mold produced as described above, the casting is produced by pouring a molten metal into the cavity of the mold formed by removing the wax model. However, in the present invention, the casting method of the casting is not limited in any way, for example, the pouring method, the reverse pressure method, the suction casting method, the centrifugal casting method, etc. Any conventionally known method is advantageously used.
そして、そのようにして鋳物が鋳造された後、使用済みの鋳型は、ジョークラッシャーやロールブレイカー等の粉砕機や、水圧崩壊式粉砕機、サンドブラスト機等により、耐火物粒子にまで解砕され、次いで篩い分けされた後、回収されることとなるのであるが、本発明に従う精密鋳造用鋳型にあっては、かかる鋳型を構成するバックアップスタッコ材（耐火物粒子）が、耐破砕性及び耐磨耗性に優れているところから、解砕時の衝撃によって、粒子が細粒化されるようなことが有利に防止され得るのである。従って、そのようにして本発明に従う精密鋳造用鋳型から回収される回収粒は、バックアップスタッコ材として、或いは上記せる如き本発明に従うバックアップスタッコ材と共に、精密鋳造用鋳型の造型に有利に用いられ得るものとなるのである。 And after casting is cast in this way, the used mold is crushed into refractory particles by a crusher such as a jaw crusher and a roll breaker, a hydraulic collapse type crusher, a sandblast machine, etc. Then, after sieving, it will be recovered, but in the precision casting mold according to the present invention, the backup stucco material (refractory particles) constituting such a mold is resistant to crushing and polishing. From the standpoint of excellent wear, it is possible to advantageously prevent the particles from being finely divided by impact during crushing. Therefore, the recovered particles thus recovered from the precision casting mold according to the present invention can be advantageously used as a backup stucco material or together with the backup stucco material according to the present invention as described above for the molding of a precision casting mold. It becomes a thing.
また、そのような回収粒は、上述したように、耐破砕性及び耐磨耗性に優れているところから、粒子を細粒化することなく、粒子表面に付着するバインダーを、ロータリーリクレーマーやサンドフレッシャー、サンドシャイナー等を用いて鋳物砂再生処理を行なうことにより、有利に効果的に除去せしることが出来るのであり、以て、そのような回収粒を用いて製造された鋳型にあっても、充分な鋳型強度や寸法精度が得られることとなるのである。 In addition, as described above, such recovered particles are excellent in crushing resistance and abrasion resistance, so that the binder adhering to the particle surface can be removed from the rotary reclaimer or the like without reducing the particles. It can be removed effectively and effectively by carrying out the casting sand regeneration process using a sand flesher, sand shine, etc., so that a mold manufactured using such recovered grains can be used. Even so, sufficient mold strength and dimensional accuracy can be obtained.
このように、本発明に従うバックアップスタッコ材にあっては、かかるバックアップスタッコ材を用いて製造された鋳型から回収される回収粒にあっても、その粒径や耐火物組成が変化するようなことが、有利に抑制乃至は防止せしめられ得るのであり、以て、優れた耐破砕性や耐磨耗性が発揮され得ることとなるところから、バックアップスタッコ材として、有利に繰返し再生利用され得るのである。 Thus, in the backup stucco material according to the present invention, the particle size and the refractory composition change even in the recovered particles recovered from the mold manufactured using the backup stucco material. However, since it can be advantageously suppressed or prevented, and excellent crushing resistance and wear resistance can be exhibited, it can be advantageously reused repeatedly as a backup stucco material. is there.
以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべきである。 Hereinafter, some examples of the present invention will be shown and the present invention will be more specifically clarified, but the present invention is not limited by the description of such examples. It goes without saying. In addition to the following examples, the present invention includes various changes and modifications based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention, in addition to the above specific description. It should be understood that improvements can be made.
先ず、Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系耐火物原料及びＡｌ2 Ｏ3 系耐火物原料として、カオリン及び水酸化アルミニウムを用い、それらを常法に従って湿式粉砕することにより、−４５μｍの粒径を有する耐火物粉末とした後、そこに、水を加えて、撹拌・混合せしめ、更にその後、脱水することにより、Ａｌ2 Ｏ3 含有量が約７１重量％、ＳｉＯ2 含有量が約２７重量％、残余が不純物の泥漿を調製した。 First, as the Al 2 O 3 —SiO 2 refractory raw material and the Al 2 O 3 refractory raw material, kaolin and aluminum hydroxide are used and wet pulverized according to a conventional method to have a particle size of −45 μm. After making the refractory powder, water was added thereto, and the mixture was stirred and mixed, and then dehydrated, so that the Al 2 O 3 content was about 71 wt%, the SiO 2 content was about 27 wt%, A residue of impurities was prepared.
次いで、かかる得られた泥漿を、オーガーマシン（押出成形機、株式会社石川時鉄工所製）にて、円柱状のペレットに成形し、バンド型乾燥機（岩佐機械工業株式会社製）にて２００℃にて６０分間乾燥することにより、２０ｍｍ（直径）×４０ｍｍ（長さ）の柱状の成形体を得た後、ロータリーキルン内で、１８００℃にて６時間の焼成を行なうことにより、焼成体を得た。その後、かかる焼成体を、ジョークラッシャー（粉砕機、川崎重工業株式会社製）及びロールブレイカー（粉砕機、株式会社前川工業所製）にて粉砕することにより、鋭利な角部（稜角部）を有する非球状で不定形な焼成体粉砕物（粒径：０．５〜１ｍｍ）を得た。 Next, the obtained slurry was formed into a cylindrical pellet with an auger machine (extrusion molding machine, manufactured by Ishikawa Tokitsu Kogyo Co., Ltd.), and 200 with a band-type dryer (manufactured by Iwasa Machinery Co., Ltd.). After obtaining a columnar shaped body of 20 mm (diameter) × 40 mm (length) by drying at 60 ° C. for 60 minutes, the fired body is fired at 1800 ° C. for 6 hours in a rotary kiln. Obtained. Thereafter, the fired body is crushed with a jaw crusher (pulverizer, manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.) and a roll breaker (pulverizer, manufactured by Maekawa Industrial Co., Ltd.), thereby having sharp corners (ridge corners). A non-spherical and irregularly baked product (particle size: 0.5 to 1 mm) was obtained.
そして、そのようにして得られた焼成体粉砕物を、ローテックススクリーン（篩分け機、株式会社アーステクニカ製）にて篩い分けすることにより、−０．３５ｍｍの粒度の微粉を除去した後、ロータリーリクレーマーＳ型（鋳物砂再生機、日本鋳造株式会社製）を６回通過させることにより、研磨処理を行なって、焼成体粉砕物の角部に丸みを付けた。その後、ローテックススクリーンにて篩い分けを行なうことにより、０．３〜０．７ｍｍの粒径を有する耐火物粒子（供試スタッコ材１）を準備した。 And after removing the fine powder with a particle size of -0.35 mm by sieving the baked product pulverized product thus obtained with a rotex screen (sieving machine, manufactured by Earth Technica Co., Ltd.), By passing the rotary reclaimer S type (casting sand reclaimer, manufactured by Nippon Casting Co., Ltd.) six times, the polishing process was performed to round the corners of the pulverized product. Then, refractory particles (test stucco material 1) having a particle size of 0.3 to 0.7 mm were prepared by sieving with a rotex screen.
また、前記の如くして得られた泥漿を、オーガーマシンを用いて円柱状のペレットに成形し、２００℃にて６０分間乾燥することにより、５ｍｍ（直径）×３０ｍｍ（長さ）の柱状の成形体を得た。次いで、かかる成形体をロールブレイカーにて粉砕することにより、鋭利な角部を有する非球状で不定形な成形体粉砕物（粒度：−１．２ｍｍ）とし、その後、かかる成形体粉砕物を、ローテックススクリーンにて篩い分けすることにより、−０．３５ｍｍの微粉を除去し、それをロータリーキルン内で、１８００℃にて６時間の焼成を行なうことにより、成形体粉砕物の焼成を行なうと同時に、かかる成形体粉砕物の角部に丸みを付けた。そして、その得られた焼成体粒子をローテックススクリーンにて篩い分けすることにより、０．３〜０．７ｍｍの粒径を有する耐火物粒子（供試スタッコ材２）を準備した。得られた耐火物粒子の拡大写真を、図１に示す。 Further, the slurry obtained as described above is formed into a columnar pellet using an auger machine and dried at 200 ° C. for 60 minutes to form a columnar shape of 5 mm (diameter) × 30 mm (length). A molded body was obtained. Subsequently, the molded body is pulverized with a roll breaker to obtain a non-spherical and irregular shaped pulverized product having a sharp corner (particle size: -1.2 mm). By sieving with a rotex screen, the fine powder of -0.35 mm is removed, and it is fired at 1800 ° C. for 6 hours in a rotary kiln, thereby simultaneously firing the pulverized product. The corners of the pulverized product were rounded. And the refractory particle (test stucco material 2) which has a particle size of 0.3-0.7 mm was prepared by sieving the obtained baked body particle | grains with a rotex screen. An enlarged photograph of the obtained refractory particles is shown in FIG.
さらに、前記の如くして得られた泥漿を、オーガーマシンを用いて円柱状のペレットに成形し、２００℃にて６０分間乾燥することにより、直径：１０ｍｍ、長さ：３５ｍｍの柱状の成形体を得た。次いで、この得られた成形体をジョークラッシャーにて粉砕することにより、鋭利な角部を有する非球状で不定形な成形体粉砕物（粒径：−２ｍｍ）とし、かかる成形体粉砕物を、パン型撹拌機にて回転撹拌することにより、成形体粉砕物の角部に丸みを付けた。その後、ローテックススクリーンにて篩い分けを行なうことにより、０．３５〜１．２ｍｍの粒子を取り出し、かかる粒子をシャトルキルン内で、１８５０℃にて６時間の焼成を行なった。そして、その得られた焼成体粒子をローテックススクリーンにて篩い分けすることにより、０．３〜０．７ｍｍの粒径を有する耐火物粒子（供試スタッコ材３）を準備した。 Further, the slurry obtained as described above is formed into a columnar pellet using an auger machine and dried at 200 ° C. for 60 minutes, whereby a columnar molded body having a diameter of 10 mm and a length of 35 mm. Got. Next, the obtained molded body is pulverized with a jaw crusher to obtain a non-spherical and irregular shaped pulverized product (particle size: -2 mm) having sharp corners. By rotating and stirring with a pan-type stirrer, the corners of the compacted product were rounded. Thereafter, sieving was performed with a rotex screen to take out particles of 0.35 to 1.2 mm, and the particles were fired at 1850 ° C. for 6 hours in a shuttle kiln. And the refractory particle (test stucco material 3) which has a particle size of 0.3-0.7 mm was prepared by sieving the obtained baked body particle | grains with a rotex screen.
一方、比較スタッコ材１として、０．３〜０．７ｍｍの粒径を有する焦宝石からなる市販の耐火物粉砕品（江尻鋳材株式会社製）を準備した。なお、かかる比較スタッコ材１を構成する耐火物粉砕品は、その粒子表面に、多数の鋭利な角部（稜角部）を有するものであった。その拡大写真を、図２に示す。 On the other hand, as the comparative stucco material 1, a commercially available refractory pulverized product (manufactured by Ejiri Casting Co., Ltd.) made of pyroxene having a particle size of 0.3 to 0.7 mm was prepared. In addition, the refractory pulverized product constituting the comparative stucco material 1 had many sharp corners (ridge corners) on the particle surface. The enlarged photograph is shown in FIG.
そして、そのようにして得られた供試スタッコ材１〜３及び比較スタッコ材１について、それぞれ、見掛け気孔率、円形度及び長短度を測定した。なお、そこにおいて、見掛け気孔率（％）は、ＪＩＳ−Ｒ−２２０５（１９９２）「耐火れんがの見掛気孔率・吸水率・比重の測定方法」に準じて求められたものである。また、円形度は、キーエンスＶＨ−６３００型（画像解析装置、株式会社キーエンス製）を用いて、１００個のスタッコ材の投影画像を読み込んだ後、所定の画像解析を行なって、上述したように、（粒子の投影面積と同じ面積を有する円の周長）／（粒子投影図の輪郭の長さ）の平均を計算することにより求められたものであり、更に、長短度は、かかる投影画像から、（粒子の長径）／（粒子の短径）の平均を計算することにより求められたものである。得られた結果を、下記表１に示す。 And the apparent porosity, circularity, and length were measured about the sample stucco materials 1-3 obtained by doing so, and the comparison stucco material 1, respectively. Here, the apparent porosity (%) is obtained according to JIS-R-2205 (1992) “Measurement method of apparent porosity / water absorption / specific gravity of refractory brick”. In addition, the circularity is measured by using a Keyence VH-6300 type (an image analysis apparatus, manufactured by Keyence Corporation), after reading projection images of 100 stucco materials, performing a predetermined image analysis, and as described above. , (Periphery of a circle having the same area as the projected area of the particle) / (length of the contour of the particle projection diagram) is calculated by calculating the average. From the above, the average of (major axis of particle) / (minor axis of particle) is calculated. The obtained results are shown in Table 1 below.
−耐破砕性試験−
上記のようにして得られた各種のスタッコ材（供試スタッコ材１、供試スタッコ材２及び比較スタッコ材１）について、日本鋳造協会規定のＳ−６破砕性試験を実施した。得られた結果を、下記表２及び図３に示す。なお、下記表２において、破砕率（％）とは、破砕前の粒子の粒度指数を１００％としたときの粒度指数の増加率を表し、数値が大きい程、破砕が進んでいることを意味している。
-Fracture resistance test-
The various stucco materials (test stucco material 1, test stucco material 2, and comparative stucco material 1) obtained as described above were subjected to the S-6 crushability test defined by the Japan Foundry Association. The obtained results are shown in Table 2 and FIG. In Table 2 below, the crushing rate (%) represents the rate of increase of the particle size index when the particle size index of the particles before crushing is 100%, and the larger the value, the more crushing is progressing. doing.
かかる表２及び図３の結果から明らかなように、本発明に従う供試スタッコ材１及び供試スタッコ材２は、６０分経過後でも、耐破砕率が１１０％以下と非常に低く、優れた耐破砕性を有している。一方、耐火物の粉砕品である比較スタッコ材１は、６分経過後当たりで、破砕率が１１０％となり、６０分経過後では、破砕率が１７０％にもなり、極めて破砕され易いものであることが認められた。 As is clear from the results of Table 2 and FIG. 3, the test stucco material 1 and the test stucco material 2 according to the present invention have an excellent crush resistance rate of 110% or less and excellent even after 60 minutes. Has crush resistance. On the other hand, the comparative stucco material 1 which is a pulverized product of refractory has a crushing rate of 110% after 6 minutes and a crushing rate of 170% after 60 minutes. It was recognized that there was.
−鋳型強度試験−
先ず、円筒状のろう模型（内径：４ｍｍ、外径：１５ｍｍ、高さ：４５ｍｍ）が組み付けられたツリーを作製し、それを、コロイダルシリカの２５重量％と、溶融シリカ粒（粒径：０．１ｍｍ）の１５重量％及びジルコンフラワー（粒径：０．０５ｍｍ）の６０重量％とからなるプライマリースラリー中にディッピングした。次いで、かかるスラリーの被覆されたろう模型に対して、プライマリースタッコ材として、ジルコンサンド（粒径：０．１〜０．２ｍｍ）をスタッコイングした。そして、かかるスタッコイングされたろう模型を乾燥した後、再度、前記スラリー及び前記プライマリースタッコ材を用いて、ディッピング、スタッコイング及び乾燥を行なうことにより、２層のプライマリーセラミックコーティング層を形成した。
-Mold strength test-
First, a tree in which a cylindrical wax model (inner diameter: 4 mm, outer diameter: 15 mm, height: 45 mm) was assembled was prepared. The tree was composed of 25% by weight of colloidal silica and fused silica particles (particle diameter: 0). 0.1 mm) and dipping into a primary slurry consisting of 15% by weight of zircon flour (particle size: 0.05 mm). Next, zircon sand (particle size: 0.1 to 0.2 mm) was stuccoed as a primary stucco material on the wax-coated wax model. Then, after drying the stucco-waxed model, dipping, stuccoing, and drying were performed again using the slurry and the primary stucco material to form two primary ceramic coating layers.
その後、かかるプライマリーセラミックコーティング層の形成されたろう模型を、コロイダルシリカの２８重量％と溶融シリカ（粒径：０．３ｍｍ）の４０重量％及びジルコンフラワー（粒径：０．０５ｍｍ）の３２重量％とからなるバックアップスラリー中にディッピングし、次いで、バックアップスタッコ材として、上記で準備された供試スタッコ材１を用いて、スタッコイングを行なった後、乾燥することにより、バックアップセラミックコーティング層を形成した。そして、同様にして、ディッピング、スタッコイング及び乾燥を行なうことにより、６層のバックアップセラミックコーティング層を形成した。 Thereafter, the wax model with the primary ceramic coating layer formed thereon was mixed with 28% by weight of colloidal silica, 40% by weight of fused silica (particle size: 0.3 mm) and 32% by weight of zircon flour (particle size: 0.05 mm). The backup ceramic coating layer was formed by performing dipping in the backup slurry consisting of, and then performing stuccoing using the test stucco material 1 prepared above as a backup stucco material, followed by drying. . Similarly, six backup ceramic coating layers were formed by dipping, stuccoing and drying.
更にその後、かかる８層のセラミックコーティング層の形成されたろう模型を、１６０〜１７０℃の温度で加熱することにより、ろう模型を溶融、除去し、次いで、ろう模型の除去されたセラミックコーティング層を、１０００℃で６０分間焼成することにより、８層のセラミックシェル層からなる鋳型壁を有する鋳型（供試鋳型１）を作製した。 Further, the wax model formed with the eight ceramic coating layers is heated at a temperature of 160 to 170 ° C. to melt and remove the wax model, and then the ceramic coating layer from which the wax model has been removed is By baking at 1000 ° C. for 60 minutes, a mold having a mold wall composed of 8 ceramic shell layers (test mold 1) was produced.
また、バックアップスタッコ材として、上記で準備された供試スタッコ材２を用いたこと以外は、上記供試鋳型１と同様にして、供試鋳型２を作製した。更に、バックアップスタッコ材として、上記で準備された供試スタッコ材３を用いたこと以外は、上記供試鋳型１と同様にして、供試鋳型３を作製した。更にまた、バックアップスタッコ材として、上記で準備された比較スタッコ材１を用いたこと以外は、上記供試鋳型１と同様にして、比較鋳型１を作製した。 A test mold 2 was produced in the same manner as the test mold 1 except that the test stucco material 2 prepared above was used as the backup stucco material. Further, a test mold 3 was produced in the same manner as the test mold 1 except that the test stucco material 3 prepared above was used as the backup stucco material. Furthermore, a comparative mold 1 was produced in the same manner as the test mold 1 except that the comparative stucco material 1 prepared above was used as a backup stucco material.
そして、そのようにして作製された各種の鋳型（供試鋳型１〜３及び比較鋳型１）について、アムスラー式万能試験機により、曲げ強度測定を行なった。得られた結果を、下記表３に示す。 And the bending strength measurement was performed with the Amsler type universal testing machine about the various molds (test molds 1 to 3 and comparative mold 1) thus prepared. The obtained results are shown in Table 3 below.
かかる表３の結果から、本発明に従うスタッコ材（供試スタッコ材１〜３）を用いて得られた供試鋳型１〜３にあっては、その鋳型強度が、５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上、具体的には、９６〜１１２ｋｇｆ／ｃｍ2 であり、バックアップスタッコ材として、従来の耐火物粉砕品を用いて得られた比較鋳型１（鋳型強度：４０ｋｇｆ／ｃｍ2 ）に比して、極めて鋳型強度が高いことが認められた。 From the results shown in Table 3, in the test molds 1 to 3 obtained by using the stucco materials (test stucco materials 1 to 3) according to the present invention, the mold strength is 50 kgf / cm 2 or more. Specifically, it is 96 to 112 kgf / cm 2, which is extremely higher than the comparative mold 1 (mold strength: 40 kgf / cm 2 ) obtained using a conventional refractory pulverized product as a backup stucco material. Was found to be high.
−スタッコ材再生試験−
先ず、上記供試スタッコ材２について、その化学組成を、蛍光Ｘ線分析装置（サイマルティックス１１、株式会社リガク製）による元素分析（定量）により行なった。その結果を、下記表４に示す。次いで、かかる供試スタッコ材２を用いて、供試鋳型２を、上記と同様にして作製した。なお、かかる供試鋳型２を構成するセラミックシェル層のうち、供試スタッコ材２の含有率は、３６重量％であった。そして、かかる供試鋳型２内に、ステンレス鋼の溶湯を鋳込み、溶湯の凝固後、型ばらしを行ない、得られた鋳型クズを、ジョークラッシャーを用いて、解砕し、−１ｍｍの回収粒（回収骨材）を得た。その後、かかる回収粒を、サンドフレッシャー（鋳物砂再生機、３０ｋｇバッチ処理機、近畿鋳材株式会社製）を用いて処理することにより、回収粒の表面に付着するコロイダルシリカを除去し、得られた回収スタッコ材について、上記と同様にして、その化学組成を調べると共に、粒子の粒度分布を調べた。なお、そこにおいて、粒子の粒度分布は、ローテックススクリーンにて篩い分けを行なって、粒径毎の重量を測ることにより行なった。得られた結果を、下記表４に併せて示す。
-Stucco material regeneration test-
First, about the said test stucco material 2, the chemical composition was performed by the elemental analysis (quantification) by the fluorescent-X-ray-analysis apparatus (Simultix 11, manufactured by Rigaku Corporation). The results are shown in Table 4 below. Next, using the test stucco material 2, a test mold 2 was prepared in the same manner as described above. In addition, the content rate of the sample stucco material 2 among the ceramic shell layers which comprise this sample mold 2 was 36 weight%. Then, a molten stainless steel is cast into the test mold 2 and solidified after the molten metal is solidified. The obtained mold scrap is crushed using a jaw crusher, and -1 mm recovered particles ( (Recovered aggregate) was obtained. Thereafter, the recovered particles are processed using a sand flesher (casting sand regenerator, 30 kg batch processor, manufactured by Kinki Casting Co., Ltd.) to remove colloidal silica adhering to the surface of the recovered particles, The collected stucco material was examined for its chemical composition and the particle size distribution of the particles in the same manner as described above. Here, the particle size distribution of the particles was determined by sieving with a rotex screen and measuring the weight for each particle size. The obtained results are also shown in Table 4 below.
また、上記比較スタッコ材１について、その化学組成を、上記供試スタッコ材２と同様に、蛍光Ｘ線分析装置による元素分析（定量）により行なった。その結果を、下記表４に併せて示す。次いで、かかる比較スタッコ材１を用いて、比較鋳型１を、上記と同様にして作製した。なお、かかる比較鋳型１を構成するセラミックシェル層のうち、比較スタッコ材１の含有率は、３５重量％であった。そして、かかる比較鋳型１を用いて、上記と同様にして鋳物を鋳造し、鋳造後の鋳型を型ばらしして、得られた鋳型クズを上記と同様にして解砕し、更に、同様にして、回収粒の表面に付着するコロイダルシリカを除去した。そして、そのようにして得られる回収スタッコ材について、上記と同様にして、その化学組成を調べると共に、回収粒の粒度分布を調べた。得られた結果を、下記表４に併せて示す。 Further, the chemical composition of the comparative stucco material 1 was subjected to elemental analysis (quantification) using a fluorescent X-ray analyzer in the same manner as the test stucco material 2. The results are also shown in Table 4 below. Then, using this comparative stucco material 1, a comparative mold 1 was produced in the same manner as described above. In addition, the content rate of the comparison stucco material 1 among the ceramic shell layers which comprise this comparison mold 1 was 35 weight%. Then, using the comparative mold 1, a casting is cast in the same manner as described above, the cast mold is released, the resulting mold scrap is crushed in the same manner as described above, and further in the same manner. The colloidal silica adhering to the surface of the recovered particles was removed. And about the collection | recovery stucco material obtained in that way, while examining the chemical composition like the above, the particle size distribution of the collection | recovery grain | grains was investigated. The obtained results are also shown in Table 4 below.
かかる表４の結果からも明らかなように、本発明に従う供試スタッコ材２を用いて作製された鋳型から得られた回収骨材にあっては、０．３ｍｍ以下の粒径の回収骨材中に、Ａｌ2 Ｏ3 は殆ど含まれない（０．１〜０．３ｍｍの骨材中、３．７重量％、０．１ｍｍ以下の骨材中、１．３重量％）一方、比較スタッコ材１から作製された鋳型から得られた回収骨材にあっては、０．３ｍｍ以下の粒径の回収骨材中に、Ａｌ2 Ｏ3 が多く含まれており（０．１〜０．３ｍｍの骨材中、２２．０重量％、０．１ｍｍ以下の骨材中、１２．１重量％）、本発明に従う供試スタッコ材２の回収粒の細粒化が有利に防止され得ている一方、比較スタッコ材１の回収粒は、粒子が細粒化されていることが認められるのである。 As is clear from the results in Table 4, in the recovered aggregate obtained from the mold produced using the test stucco material 2 according to the present invention, the recovered aggregate having a particle size of 0.3 mm or less is used. Al 2 O 3 is hardly contained (in the aggregate of 0.1 to 0.3 mm, 3.7 wt%, in the aggregate of 0.1 mm or less, 1.3 wt%), on the other hand, comparative stucco In the recovered aggregate obtained from the mold made from the material 1, a large amount of Al 2 O 3 is contained in the recovered aggregate having a particle size of 0.3 mm or less (0.1 to 0.00). In the aggregate of 3 mm, 22.0 wt%, in the aggregate of 0.1 mm or less, 12.1 wt%), refinement of the recovered grains of the test stucco material 2 according to the present invention can be advantageously prevented. On the other hand, the recovered grains of the comparative stucco material 1 are recognized to have fine particles.
すなわち、鋳型中に含まれる骨材のうち、０．３〜０．７ｍｍの粒径のものは、主にバックアップスタッコ材（供試スタッコ材２又は比較スタッコ材１）として配合されたＡｌ2 Ｏ3 及びＳｉＯ2 からなる骨材であって、また、０．３〜０．１ｍｍの粒径のものは、スラリー中の無機バインダーとして配合されたコロイダルシリカであり、更に、０．１ｍｍ以下の粒径のものは、スラリー中の骨材として配合されたＺｒＯ2 であるところ、０．３ｍｍ以下の粒径を有する回収骨材のうち、Ａｌ2 Ｏ3 成分は、バックアップスタッコ材として用いられた供試スタッコ材２又は比較スタッコ材１が細粒化されたものと言うことができるのである。 That is, of the aggregate contained in the mold, those of particle size of 0.3 to 0.7 mm, Al 2 O formulated primarily as a backup stucco material (test stucco material 2 or Comparative stucco material 1) 3 and an SiO 2 aggregate having a particle size of 0.3 to 0.1 mm is colloidal silica blended as an inorganic binder in the slurry, and further has a particle size of 0.1 mm or less. The diameter is ZrO 2 blended as an aggregate in the slurry. Of the recovered aggregate having a particle size of 0.3 mm or less, the Al 2 O 3 component is used as a backup stucco material. It can be said that the trial stucco material 2 or the comparative stucco material 1 is finely divided.
また、表４から明らかなように、比較スタッコ材１から作製された鋳型から得られた回収骨材にあっては、０．３〜０．７ｍｍの骨材中に、ＺｒＯ2 が多く含まれており（０．５〜０．７ｍｍの骨材中、２４．０重量％、０．３〜０．５ｍｍの骨材中、１７．４重量％）、かかる比較スタッコ材１から回収された回収骨材にあっては、その粒子表面に、スラリー中の骨材成分やプライマリースタッコ材として用いられたＺｒＯ2 が、充分に除去されていないことが認められる。一方、本発明に従う供試スタッコ材２を用いて作製された鋳型からの回収骨材にあっては、スタッコ材として有利に再生され得る、０．３〜０．７ｍｍの粒径の回収骨材中に、ＺｒＯ2 が殆ど含まれておらず（０．５〜０．７ｍｍの骨材中、０．４重量％、０．３〜０．５ｍｍの骨材中、０．５重量％）、その粒子表面には、不純物であるＺｒＯ2 が付着することなく、充分に除去され得ていることが認められるのである。 Further, as is apparent from Table 4, the recovered aggregate obtained from the mold made from the comparative stucco material 1 contains a large amount of ZrO 2 in the aggregate of 0.3 to 0.7 mm. (24.0% by weight in an aggregate of 0.5 to 0.7 mm, 17.4% by weight in an aggregate of 0.3 to 0.5 mm) and recovered from the comparative stucco material 1 In the aggregate, it is recognized that the aggregate component in the slurry and ZrO 2 used as the primary stucco material are not sufficiently removed on the particle surface. On the other hand, in the recovered aggregate from the mold produced using the test stucco material 2 according to the present invention, the recovered aggregate having a particle diameter of 0.3 to 0.7 mm that can be advantageously regenerated as the stucco material Contains almost no ZrO 2 (0.4% by weight in 0.5-0.7 mm aggregate, 0.5% by weight in 0.3-0.5 mm aggregate), It can be seen that the ZrO 2 , which is an impurity, can be sufficiently removed without adhering to the particle surface.
そして、そのような表４の結果から、供試スタッコ材２及び比較スタッコ材１の再生率を、それぞれ、以下のようにして算出した。即ち、本発明に従う供試スタッコ材２から作製された供試鋳型２より得られた鋳型クズ（回収骨材）中の供試スタッコ材２の回収粒の含有率を求め（１７（粒径：０．５〜０．７ｍｍ）＋１８（粒径：０．３〜０．５ｍｍ）＝３５（重量％））、次いで、回収骨材の化学組成の結果から、含有率をＡｌ2 Ｏ3 量に換算し、実質的な含有率を算出した。そして、得られた値を、鋳型中に配合された供試スタッコ材２の含有率で除することにより、供試スタッコ材２の再生率（％）を算出した。また、同様にして、比較スタッコ材１から作製された比較鋳型１より得られた鋳型クズ（回収骨材）中の比較スタッコ材１の回収粒の含有率を求め（８（粒径：０．５〜０．７ｍｍ）＋１６（粒径：０．３〜０．５ｍｍ）＝２４（重量％））、次いで、回収骨材の化学組成の結果から、含有率をＡｌ2 Ｏ3 量に換算し、実質的な含有率を算出した。そして、得られた値を、鋳型中に配合された比較スタッコ材１の含有率で除することにより、比較スタッコ材１の再生率（％）を算出した。それらの値を、下記表５に併せて示す。 Then, from the results of Table 4, the regeneration rates of the test stucco material 2 and the comparative stucco material 1 were calculated as follows. That is, the content rate of the recovered grains of the test stucco material 2 in the mold scrap (recovered aggregate) obtained from the test mold 2 produced from the test stucco material 2 according to the present invention is determined (17 (particle diameter: 0.5 to 0.7 mm) +18 (particle size: 0.3 to 0.5 mm) = 35 (% by weight)), and then, from the result of the chemical composition of the recovered aggregate, the content rate was changed to the amount of Al 2 O 3 The actual content rate was calculated by conversion. Then, the regeneration rate (%) of the test stucco material 2 was calculated by dividing the obtained value by the content of the test stucco material 2 blended in the mold. Similarly, the content of the recovered grains of the comparative stucco material 1 in the mold scrap (recovered aggregate) obtained from the comparative mold 1 produced from the comparative stucco material 1 is obtained (8 (particle size: 0. 0). 5 to 0.7 mm) +16 (particle size: 0.3 to 0.5 mm) = 24 (% by weight)), and then, from the result of the chemical composition of the recovered aggregate, the content rate is converted into the amount of Al 2 O 3 The substantial content rate was calculated. Then, the regeneration rate (%) of the comparative stucco material 1 was calculated by dividing the obtained value by the content of the comparative stucco material 1 blended in the mold. Those values are also shown in Table 5 below.
かかる表５の結果から明らかなように、本発明に従う供試スタッコ材２の再生率は、９４％と極めて高いことが認められた。一方、従来の耐火物粉砕品である比較スタッコ材１の再生率は、３７％と低いものであった。 As is clear from the results in Table 5, the regeneration rate of the test stucco material 2 according to the present invention was found to be extremely high at 94%. On the other hand, the regeneration rate of the comparative stucco material 1 which is a conventional refractory pulverized product was as low as 37%.
Claims (11)
It has an Al 2 O 3 —SiO 2 -based or Al 2 O 3 -based refractory composition containing at least Al 2 O 3 as a main component, and is composed of mullite, corundum, or a composite mineral thereof, and apparent pores. rate consists monolithic refractory particles of non-spherical less than 5%, and rounded the corners of the irregular shape that occurs in grinding after firing prior or firing of the molded body made of the refractory composition A backup stucco material for the production of precision casting molds, characterized in that sharp corners are removed.
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