鋳物用コーティングセラミック砂

鋳物用コーティングセラミック砂

コーティングされたセラミックサンドは、鋳造業界で鋳型や中子の製造に使用される高性能材料です。従来の珪砂に比べて大幅に性能が向上し、特に高強度で複雑な鋳物の製造に適しています。

簡単に言えば、 熱硬化性樹脂バインダー（「接着剤」）でコーティングされたセラミック砂（優れたベース材料）であり、熱によって硬化するように特別に設計されています。

1.「セラミックサンド」ベースとは何ですか？

主な利点は、セラミックビーズ または 球状セラミックサンドと呼ばれるベース素材にあります 。これは天然の砂ではなく、人工的に作られた製品で、通常は高品質のボーキサイトを電気アーク炉で溶かし、それを噴霧して小さな球状のビーズを形成することで作られます。

セラミックサンドベースの主な特性：

• 球形: 完全に丸い粒子は優れた流動性を提供し、複雑な金型パターンを高密度かつ均一に充填できます。

• 低熱膨張性： これは最も重要な特性です。熱によって大きく膨張する珪砂とは異なり、セラミック砂は熱膨張が非常に小さいため、  砂のひび割れに金属が詰まる現象（ベイニング）などの鋳造欠陥をほぼ排除できます。

• 高い耐火性: 融点が非常に高い (1790°C を超える) ため、鋼鉄や高合金鉄を含むあらゆる金属の鋳造に適しています。

• 高い強度と耐久性: 焼結された高密度ビーズは非常に強度が高く、機械的な破壊に耐えるため、優れた再生利用と再利用が可能です。

• 化学的に不活性: 中性 (酸性でも塩基性でもない) であるため、さまざまなバインダー システムと互換性があります。

2. 「コーティング」プロセス：コーテッドサンドの作成

「コーティング」プロセスは、標準的な樹脂コーティング砂の製造と同じで、 ホットコーティングプロセスとして知られています。

1. 加熱： セラミック砂を特定の温度（約140～160℃）まで加熱します。

2. 混合・コーティング： 高温の砂をミキサーで混合し、熱硬化性 フェノール樹脂 を加えることで、球状砂粒子の表面を溶かしコーティングします。

3. 触媒の添加: 硬化剤 (通常は ヘキサミン または「ウロトロピン」) を添加して、後で加熱したときに樹脂の硬化を触媒します。

4. 潤滑:流動性を向上させ、保管中の固化を防ぐために、ステアリン酸カルシウム などの添加剤  が添加されます。

5. 冷却と選別: 混合物を冷却し、選別して、すぐに使用できる流動性のある製品を得ます。

3. コーティングセラミックサンドの主な利点

優れたベース素材と樹脂コーティングを組み合わせることで、優れた効果を発揮します。

• ベイニング欠陥の排除: 熱膨張がほぼゼロであるため、コア/鋳型に亀裂が生じず、エンジン ブロックやシリンダー ヘッドなどの複雑な鋳造品のスクラップ率が大幅に削減されます。

• 優れた鋳造表面仕上げ: 球状の滑らかな粒子と低い反応性により、非常にきれいで滑らかな表面を持つ鋳物が生成されます。

• 優れた流動性: コアと金型をより高密度かつ均一に詰め込むことができ、高い寸法精度で細部まで捉えることができます。

• 樹脂消費量の削減： 球状粒子は表面積が小さく、効果的な結合に必要な樹脂量が少ないため、  角張った珪砂に比べて樹脂使用量を15～30%削減できます。また、注型時のガス発生も低減します。

• 高いコア強度: 強力で耐久性のある砂粒子と効率的な樹脂コーティングにより、複雑で薄いセクションに対応できる非常に強力なコアが実現します。

• 優れた再生可能性: セラミックビーズは強靭で、樹脂を熱除去した後何度もリサイクルできるため、長期的なコスト効率が向上します。

4. 一般的な用途

• 自動車産業: エンジン ブロック、シリンダー ヘッド、排気マニホールド。

• 油圧コンポーネント: 複雑なバルブ本体とポンプハウジング。

• 高合金鋼鋳物: 焼き付きや浸透に対する耐性が極めて重要です。

•  脈状になりやすい、または高品質の表面仕上げを必要とする複雑なコア。