铸模用耐火性颗粒的改性方法及由此得到的铸模用耐火性颗粒以及铸模的制造方法技术

对以呋喃树脂作为粘合剂的铸模的造型中使用的耐火性颗粒进行改性，有效地提高上述铸模的强度，能够实现粘合剂消耗量的降低。对于以呋喃树脂作为粘合剂的铸模的造型中使用的耐火性颗粒，使用人工制造而得到的、表观孔隙率为5％以下的人工骨料，将该人工骨料在氧气浓度为15％以下的加热气氛中、在400℃～1500℃的温度下进行1小时以上的加热处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铸模用耐火性颗粒的改性方法及由此得到的铸模用耐火性颗粒以及铸模的制造方法
本专利技术涉及铸模用耐火性颗粒的改性方法及由此得到的铸模用耐火性颗粒以及铸模的制造方法，尤其涉及对作为构成铸模的型砂的耐火性颗粒进行改性，能够有利地提高由这种耐火性颗粒得到的铸模的强度的技术，所述铸模用于铝或其合金、铸铁、铸钢、铜或其合金等的金属熔液的砂型铸造。
技术介绍
一直以来，作为用于对上述铝或其合金等的规定的金属熔液进行铸造的铸模，使用了如下的砂型：将作为型砂的耐火性颗粒(骨料)与作为使这些颗粒相互结合的粘结剂的粘合剂进行混炼，使用该得到的型砂组合物来进行造型。此外，作为这种砂型之一，周知由粘合剂使用了呋喃树脂的铸模即所谓呋喃铸模形成的有机自硬性铸模。另外，作为用于对上述铸模赋予的耐火性颗粒(型砂)，广泛使用了石英砂、锆英砂、橄榄石砂、铬铁矿砂等天然砂，但天然出产的颗粒不仅物理化学特性等品质会产生偏差，而且近年来也牵涉基于资源减少的枯渇化的问题，因此，提出了人工制造耐火性颗粒而得到型砂，例如以富铝红柱石或刚玉作为主要矿物的各种人工骨料已被实用化。例如，日本特公平3-47943号公报、日本特公平4-40095号公报等中，提出了以下的方法：以成为Al2O3：20～70重量％和SiO2：80～30重量％的化学组成的方式混合浆料后，利用喷雾干燥器吹出到热风中，从而造粒成粒径为0.05～2.0mm的球状，然后，将其在旋转窑中烧结，从而制造球状型砂的方法。另外，日本特开2003-251434号公报中揭示了以下的方法：使由氧化铝：40～90重量％和二氧化硅：60～10重量％的化学组成的以合成富铝红柱石为主的球状物形成的铸模用砂在1600～2200℃下熔融，对于所得到的原料熔融物喷射空气，从而制造的方法。进而，日本特开2004-202577号公报中揭示了以下的技术：利用被称为火焰熔融法的制造方法，制造含有Al2O3和SiO2作为主要成分、Al2O3/SiO2的重量比例为1～15、平均粒径为0.05～1.5mm、球形度为0.95以上的球状型砂的技术。但是，这些人工制造的耐火性颗粒即人工骨料与天然出产的石英砂等相比，在使用有机粘合剂进行造型时，这种粘合剂的用量多，因此具有在相同水平的粘合剂用量下铸模强度变低的问题。当然，粘合剂的用量根据铸模的使用用途而适当选择，但通常粘合剂用量越多，铸模强度越高，因此作为铸模结构物是优选的，但是担心粘合剂的成本变高、铸模在实际使用时发生气体缺陷的可能性变高，故不优选。另外，若其用量少，则铸模强度不足，因此作为铸模结构物不优选。上述状况下，使这种人工骨料在更高温度下制造等，谋求骨料颗粒的致密化，降低其表观孔隙率，从而能够降低粘合剂的用量，这在上述日本特开2003-251434号公报、日本特开2004-202577号公报、日本特开2011-25310号公报等中被揭示。然而，基于这种现有颗粒的致密化的粘合剂用量降低对策存在极限，因此，对人工骨料进行改性，即使在同样的粘合剂用量下也能进一步提高所得到的铸模的强度，能进一步减少粘合剂的用量的新技术的确立受到期望。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特公平3-47943号公报专利文献2：日本特公平4-40095号公报专利文献3：日本特开2003-251434号公报专利文献4：日本特开2004-202577号公报专利文献5：日本特开2011-25310号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题此处，本专利技术是以上述情况为背景而做出的，其要解决的问题在于，提供对以呋喃树脂作为粘合剂的铸模的造型中使用的耐火性颗粒进行改性，有效地提高上述铸模的强度，以使能够有利地实现粘合剂用量的降低的方法，另外，提供该改性得到的铸模用耐火性颗粒、进而使用了上述铸模用耐火性颗粒的、特性优异的铸模的制造方法。用于解决问题的方案于是，本专利技术人等为了解决上述问题而反复进行了深入研究，结果发现，对于以呋喃树脂作为粘合剂的铸模的造型中使用的耐火性颗粒，使用表观孔隙率为5％以下的人工骨料时，将这种人工骨料在规定的低氧气浓度的气氛(包括还原性气氛)下、实施特定的加热处理，从而能够有效地提高使用这种人工骨料而得到的呋喃型(铸模)的强度，能够实现粘合剂用量的进一步降低。本专利技术是基于如上所述见解而完成的，为了解决上述问题，其主旨在于一种铸模用耐火性颗粒的改性方法，其特征在于，其为对以呋喃树脂作为粘合剂的铸模的造型中使用的耐火性颗粒进行改性，来提高上述铸模的强度的方法，作为该耐火性颗粒，使用人工制造而得到的、表观孔隙率为5％以下的人工骨料，将该人工骨料在氧气浓度为15％以下的加热气氛中、在400℃～1500℃的温度下进行1小时以上的加热处理。需要说明的是，根据这种本专利技术的铸模用耐火性颗粒的改性方法的理想方式之一，作为前述人工骨料，将富铝红柱石质、莫来石刚玉质或刚玉质的颗粒作为对象。另外，根据本专利技术的另一理想方式，前述加热处理在旋转窑中实施，或者，作为前述加热气氛，使用还原性气氛。进而，本专利技术中，作为前述人工骨料，有利地将熔融砂或烧结砂作为其对象。此外，本专利技术中，也将利用如上所述的改性方法而得到的铸模用耐火性颗粒、使用这种耐火性颗粒而得到的铸模作为其对象。另外，本专利技术的主旨还在于一种铸模的制造方法，其特征在于，其包括以下工序：准备利用上述改性方法进行了改性的耐火性颗粒的工序(a)；使用呋喃树脂作为粘合剂，将其与硬化剂一起混炼到前述进行了改性的耐火性颗粒中，得到自硬性型砂组合物的工序(b)；和使用上述得到的自硬性型砂组合物进行造型，形成目标铸模的工序(c)。专利技术的效果根据这种本专利技术的铸模用耐火性颗粒的改性方法，耐火性颗粒的表面有效地变化成提高了对呋喃树脂、硬化剂的亲和性的表面，由此，可以在较少的粘合剂(呋喃树脂)用量下表现出充分的铸模强度。此外，对于使用如此进行了改性的耐火性颗粒来进行造型而得到的铸模，具有如下的特征：通过利用尽可能少的粘合剂用量实现了充分的铸模强度，从而能够有利地降低粘合剂的成本，而且也能够有利地抑制在铸造时因粘合剂的分解而产生的气体量，因此还能有效地降低发生气体缺陷的担心。具体实施方式应用本专利技术的改性方法的耐火性颗粒只要为人工制造而成的骨料(颗粒)、其表观孔隙率为5％以下、为致密结构，则公知的任何人工骨料均可以作为其对象。具体而言，有：利用喷雾干燥器进行造粒后在旋转窑中焙烧而得到的烧结砂、利用转动造粒法进行造粒后在旋转窑中焙烧而得到的烧结砂、将在高温下熔融了的熔融物用空气吹散而得到的熔融砂、利用被称为火焰熔融法的方法而得到的熔融砂等，此外，也可以使用对烧结富铝红柱石、电熔富铝红柱石、烧结氧化铝、电熔氧化铝进行粉碎处理而得到的物质，但在本专利技术中，这些人工骨料当中，适宜使用熔融砂或烧结砂，并且球状的颗粒是更优选的。需要说明的是，这些人工骨料的更具体的制造方法在前文指出的专利文献中也被详细公开，这些专利文献中制造的人工骨料也可以直接在本专利技术中使用。另外，上述本专利技术中使用的人工骨料为富铝红柱石质、莫来石刚玉质、或刚玉质的颗粒是理想的，因此，需要包含至少生成富铝红柱石的晶体结构的量的Al2O3。因此，提供这种晶体结构的化学组成中，Al2O3的含量通常为60重量％以上、优选为68重量％以上，剩余部分主要为SiO2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸模用耐火性颗粒的改性方法，其特征在于，其为对以呋喃树脂作为粘合剂的铸模的造型中使用的耐火性颗粒进行改性，来提高所述铸模的强度的方法，作为该耐火性颗粒，使用人工制造而得到的、表观孔隙率为5％以下的人工骨料，将该人工骨料在氧气浓度为15％以下的加热气氛中、在400℃～1500℃的温度下进行1小时以上的加热处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.19 JP 2013-0296321.一种铸模用耐火性颗粒的改性方法，其特征在于，其为对以呋喃树脂作为粘合剂的铸模的造型中使用的耐火性颗粒进行改性，来提高所述铸模的强度的方法，作为该耐火性颗粒，使用人工制造而得到的、表观孔隙率为5％以下的人工骨料，将该人工骨料在氧气浓度为15％以下的加热气氛中、在400℃～1500℃的温度下进行1小时以上的加热处理。2.根据权利要求1所述的铸模用耐火性颗粒的改性方法，其中，所述人工骨料为富铝红柱石质、莫来石刚玉质、或刚玉质的颗粒。3.根据权利要求2所述的铸模用耐火性颗粒的改性方法，其中，所述人工骨料以60重量％以上的比率含有Al2O3。4.根据权利要求1～权利要求3中任一项所述的铸模用耐火性颗粒的改性方法，其中，所述加热处理在旋转窑中实施。5.根据权利要求1所述的铸模用耐火性颗粒的改性方法，其中，所述加热气氛中的氧气浓度为10％以下。6.根据权利要求1所述的铸模用耐火性颗粒的改性方法，其中，所述加热气氛为还原性气氛。7.根据权利要求1所述的铸模用耐火性颗粒的改性方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：牧野浩，小野政己，
申请(专利权)人：伊藤忠陶瓷科技株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP