人造砂和含有粘结剂的铸造用砂制造技术

本发明专利技术提供人造砂，该人造砂用作含有粘结剂的铸造用砂的材料，所述人造砂包含合成莫来石和/或合成刚玉作为主要组分，该合成莫来石和/或合成刚玉含有40‑90重量％的氧化铝和60‑10重量％的二氧化硅；所述人造砂具有30‑1180μm的粒度分布；所述人造砂具有6×10

Artificial sand and casting sand containing binder

The present invention provides artificial sand, artificial sand is used as the binder for casting containing sand material, the artificial sand containing mullite and / or synthetic corundum as main component, the two silicon oxide synthesis of mullite and / or synthetic corundum containing 40 90 wt.% alumina and 60 10 weight% the particle size distribution; the artificial sand has 30 1180 mu m; the artificial sand is 6 * 10

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】人造砂和含有粘结剂的铸造用砂
本专利技术涉及人造砂和含有粘结剂的铸造用砂。更具体地，本专利技术涉及即使重复利用也能防止铸型强度下降的人造砂和含有粘结剂的铸造用砂。
技术介绍
在铸造工业中制造模具的一种方法是壳模。该方法包括在烘烤之后在已预热的金属模具中填充树脂涂敷砂(RCS，含有粘结剂的铸造用砂)，以制作模具。该含有粘结剂的铸造用砂含有骨料(Aggregate)、粘结剂和润滑剂。作为粘结剂，例如可以使用利用固化剂(例如，六亚甲基四胺)固化的热固性树脂(例如，酚醛树脂)。使用润滑剂是为了促进所述含有粘结剂的铸造用砂成型为所期望的模具形状，或为了防止产品结块(聚集)。通常被用于模具领域的润滑剂是硬脂酸钙。为了更进一步地减少粘结剂的量，并制造能够在铸造之后容易破碎的模具，日本未审查公开第2003-251434号(PTL1)提出了利用人造砂作为骨料，该人造砂为近球体并具有光滑的表面。在该文件中，公开了一种润滑剂的示例，即硬脂酸钙。引用文献列表专利文献PTL1：日本未审查专利公开第2003-251434号
技术实现思路
由于资源的消耗和工业废弃物方面的管制，在铸造工业领域中也一直在寻求通过重复利用废型砂进行铸造来减少废型砂的量。废型砂含有来自粘结剂组分的润滑剂和碳化物，该粘结剂组分在成型为期望形状的过程中被添加至含有粘结剂的铸造用砂中。为了回收利用废型砂，需要去除碳化物。然而如果使用去除了碳化物的含有粘结剂的铸造用砂来制造模具，该模具不具有足够的强度。因此，需要提供一种即使在砂被回收利用时也能提供充足的铸型强度的含有粘结剂的铸造用砂。本专利技术的专利技术人研究了使用回收利用的含有粘结剂的铸造用砂来制模具时，引起模具铸型强度下降的原因，并发现铸型强度与从去除了碳化物并且还未与粘结剂混合的人造砂中被洗脱到水中的钙离子的量有关。具体地，专利技术人研究得出当钙离子洗脱高时铸型强度下降，并发现利用具有预定水平的钙离子洗脱的人造砂作为骨料能够防止铸型强度的下降。由此，专利技术人完成了本专利技术。因此，本专利技术提供人造砂，该人造砂用作含有粘结剂的铸造用砂的材料，所述人造砂包含合成莫来石和/或合成刚玉作为主要组分，该合成莫来石和/或合成刚玉含有40-90重量％的氧化铝和60-10重量％的二氧化硅；所述人造砂具有30-1180μm的粒度分布；所述人造砂具有6×104/d～1.8×106/d的每单位体积表面积(cm2/cm3)(其中d是球体物质的平均粒度(μm))；所述人造砂在0.05MHCl水溶液中的钙离子洗脱为60mg/L以下。本专利技术还提供含有粘结剂的铸造用砂，该含有粘结剂的铸造用砂包含骨料、粘结剂和润滑剂，该骨料包含人造砂作为主要组分，其中该人造砂是上述人造砂。根据本专利技术，能够提供即使在被回收利用后也能提供充足的铸型强度的含有粘结剂的铸造用砂，并且能够提供可用于其中的人造砂。本专利技术的专利技术人发现在铸造工业领域中，钙离子与铸型强度相关，这点是预料不到的。此外，在以下任意情形中，可提供用于含有粘结剂的铸造用砂的人造砂，该含有粘结剂的铸造用砂即使在被回收利用后也能提供更充足的铸型强度：(a)所述人造砂从铸造后产生的废型砂中获得；(b)所述人造砂具有1.2以下的颗粒形状系数；以及(c)所述人造砂被用于壳型铸造。进一步地，在以下任意情形中，可提供含粘结剂的铸造用砂，该含有粘结剂的铸造用砂即使在被回收利用后也能提供更充足的铸型强度：(1)粘结剂选自呋喃树脂、酚醛树脂、油改性的聚氨酯树脂、酚醛尿烷树脂、碱性酚醛树脂、硅酸钠和膨润土，并且润滑剂是硬脂酸钙；以及(2)相对于100重量份骨料，其含有的粘结剂的范围为0.4-3重量份，并且相对于骨料和粘结剂的合计100重量份，其含有的润滑剂的范围为0.01-0.2重量份。附图说明图1：图1是在实施例中使用的热回收炉的示意图；图2：图2是在实施例中使用的槽磨装置(troughattritingapparatus)的示意图；图3：图3是示出在实施例1中含有粘结剂的铸造用砂的抗弯强度与钙离子洗脱之间的关系的图；图4：图4是示出实施例2中的含有粘结剂的铸造用砂被回收利用的次数与抗弯强度和其钙离子洗脱之间的关系的图。具体实施方式(人造砂)人造砂被作为含有粘结剂的铸造用砂的原材料使用，并且该含有粘结剂的铸造用砂含有骨料、粘结剂和润滑剂。该人造砂具有以下组成、结构和物理特性。-所述人造砂含有合成莫来石和/或合成刚玉作为主要组分，所述合成莫来石和/或合成刚玉含有40-90重量％的氧化铝和60-10重量％的二氧化硅；-所述人造砂具有30-1180μm的粒度分布；-所述人造砂具有6×104/d～1.8×106/d的每单位体积表面积(cm2/cm3)(其中d是球体物质的平均粒度(μm))；-所述人造砂在0.05MHCl水溶液中的钙离子洗脱为60mg/L以下。(组分)所述人造砂含有砂，所述砂含有合成莫来石和/或合成刚玉，所述合成莫来石和/或合成刚玉含有40-90重量％的氧化铝(Al2O3)和60-10重量％的二氧化硅(SiO2)。氧化铝和二氧化硅的比例可以分别是60-90重量％和40-10重量％。氧化铝的比例可以是40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重量％。除氧化铝和二氧化硅外，所述人造砂还可以含有其他组分，例如：Fe2O3、Cr2O3、CrO2、MgO、CaO、K2O和TiO2。所述合成莫来石和/或合成刚玉可以占所述人造砂的50重量％以上。该比例可以是60重量％以上、70重量％以上、80重量％以上、90重量％以上或100重量％。所述人造砂可以含有合成莫来石和合成刚玉中的一者或两者。例如，相对于合成莫来石和合成刚玉的合计100重量份，所述人造砂可以含有50-100重量份合成莫来石。(2)结构所述人造砂具有30-1180μm的粒度分布。当粒度分布低于30μm时，所得到的模具的渗透性可能会降低。当粒度分布高于1180μm时，所得到的铸件的表面可能会粗糙。所述粒度分布可以是30μm、53μm、75μm、106μm、150μm、212μm、300μm、425μm、500μm、600μm、700μm、820μm、900μm、1000μm或1180μm。优选的粒度分布的示例包括212-1180μm(对应于JIS#10和#14)、150-820μm(对应于JIS#20和#28)、106-600μm(对应于JIS#35和#48)、75-425μm(对应于JIS#65和#100)和53-300μm(对应于JIS#150和#200)。粒度分布可以根据铸造条件适当地选择，例如铁或钢铸件的类型(铁铸件、普通钢铸件、不锈钢铸件、高锰钢铸件、铝合金铸件、铜合金铸件等)、铸件尺寸或铸件厚度。所述人造砂含有小于30μm的砂的量可以为不影响本专利技术的效果的量(例如，25重量％以下)。粒度分布指根据确定铸造用型砂粒度的方法(JISZ2601)测量的值。简要说明该方法。例如，将具有标称尺寸30μm的筛覆盖在1180μm的筛上。原材料被放置于1180μm的筛上，并在诸如摇筛机(Ro-tapsieveshaker)的振动筛中被筛选。被留在该两个筛子之间的可被作为具有30-1180μm的粒度分布的砂。本文档来自技高网...

【技术保护点】
人造砂，该人造砂用作含有粘结剂的铸造用砂的材料，所述人造砂包含合成莫来石和/或合成刚玉作为主要组分，该合成莫来石和/或合成刚玉含有40‑90重量％的氧化铝和60‑10重量％的二氧化硅；所述人造砂具有30‑1180μm的粒度分布；所述人造砂具有6×10

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.18 JP 2015-0299431.人造砂，该人造砂用作含有粘结剂的铸造用砂的材料，所述人造砂包含合成莫来石和/或合成刚玉作为主要组分，该合成莫来石和/或合成刚玉含有40-90重量％的氧化铝和60-10重量％的二氧化硅；所述人造砂具有30-1180μm的粒度分布；所述人造砂具有6×104/d～1.8×106/d的每单位体积表面积(cm2/cm3)，其中d是球体物质的平均粒度(μm)；所述人造砂在0.05MHCl水溶液中的钙离子洗脱为60mg/L以下。2.根据权利要求1所述的人造砂，其中，所述人造砂从铸造后产生的废型砂中获得。3.根据权利要求1所述的人造砂，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：金本范彦，俵田隆之，西田叔且，竹田外美，小楠竜也，
申请(专利权)人：山川产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP