技術情報
生型材料及び生型試験法の基礎(改訂版)
株式会社ツチヨシ産業 水田豊昭・黒川 豊 |
3.生型砂構成物の解説
■5-オーリチック(Oolitics) |
●オーリチックの定義と役割
オーリチックとは,主にベントナイトの焼結物がポーラスなガラス状物質となってけい砂にコーティングしたものである7,8).
ベントナイト焼結物以外に石炭粉,けい砂粉や澱粉の灰分,中子粘結剤の残留成分などから成り立っている.
その役割は,保水性の改善とクッション作用である.
ポーラスなオーリチックはその内部に水分を取り込み,生型砂を乾き難くしている.
また,オーリチックは注湯時に軟化溶融して,けい砂の膨張を緩和し,すくわれ・しぼられ欠陥防止に寄与する.
●オーリチックの形状(SEM観察)
Fig.11にけい砂断面のSEM像を示す.
Fig.11(a)はオーリチックがあまり付着していない例であり,Fig.11(b)はオーリチックが多く付着した例である.
これらのSEM像は,全粘土分を除去したオーリチック付着砂を樹脂に埋め込み,切断・研磨後に金蒸着しSEMで観察したものである.
鋳造工場で使用される生型砂はFig.11(a)の砂粒が多く,20~30粒に1粒程度Fig.11(b)の砂粒が付着しているようである.
Fig.11(a)では,砂粒の局部に薄片状にオーリチックが付着している.
Fig.11(b)ではポーラスにオーリチックが砂粒全体に発達し,あたかも擬似砂粒のようである.
オーリチックとは,主にベントナイトの焼結物がポーラスなガラス状物質となってけい砂にコーティングしたものである7,8).
ベントナイト焼結物以外に石炭粉,けい砂粉や澱粉の灰分,中子粘結剤の残留成分などから成り立っている.
その役割は,保水性の改善とクッション作用である.
ポーラスなオーリチックはその内部に水分を取り込み,生型砂を乾き難くしている.
また,オーリチックは注湯時に軟化溶融して,けい砂の膨張を緩和し,すくわれ・しぼられ欠陥防止に寄与する.
●オーリチックの形状(SEM観察)
Fig.11にけい砂断面のSEM像を示す.
Fig.11(a)はオーリチックがあまり付着していない例であり,Fig.11(b)はオーリチックが多く付着した例である.
これらのSEM像は,全粘土分を除去したオーリチック付着砂を樹脂に埋め込み,切断・研磨後に金蒸着しSEMで観察したものである.
鋳造工場で使用される生型砂はFig.11(a)の砂粒が多く,20~30粒に1粒程度Fig.11(b)の砂粒が付着しているようである.
Fig.11(a)では,砂粒の局部に薄片状にオーリチックが付着している.
Fig.11(b)ではポーラスにオーリチックが砂粒全体に発達し,あたかも擬似砂粒のようである.


▲Fig.11 オーリチック付着砂の断面写真
●オーリチックの物性と生型特性との関係
Table7にオーリチックの水分率と比重を示す.
生型砂におけるオーリチックの役割は,前述したように保水性改善とクッション作用が主である.
保水性については,オーリチックの水分率に見られるように,オーリチックは3~10%の水分を吸着する.
クッション性については比重の低い(体積が相対的に大きい,また空隙まで含めた見かけ容積はさらに大きい)オーリチックがけい砂に付着し,約900℃で軟化溶融することで,鋳型が低膨張となる.
さらに,オーリチック付着砂は,しわ状の表面状態により,オーリチックとベン トナイトゲルの接着力が増加し,抗圧力や表面安定性の増加につながる9).
Table7にオーリチックの水分率と比重を示す.
生型砂におけるオーリチックの役割は,前述したように保水性改善とクッション作用が主である.
保水性については,オーリチックの水分率に見られるように,オーリチックは3~10%の水分を吸着する.
クッション性については比重の低い(体積が相対的に大きい,また空隙まで含めた見かけ容積はさらに大きい)オーリチックがけい砂に付着し,約900℃で軟化溶融することで,鋳型が低膨張となる.
さらに,オーリチック付着砂は,しわ状の表面状態により,オーリチックとベン トナイトゲルの接着力が増加し,抗圧力や表面安定性の増加につながる9).
Table7 オーリチックの水分率と比重(1000℃焼成オーリチック付着砂) |
A | B | (A/B)×100 |
オーリチックの 比重 |
||
オーリチックの 水分量 % |
オーリチック分 % |
オーリチックの 水分率 % |
|||
ベントナイト 種類 各8%添加 |
Na,Bt-1 | 0.57 | 6.2 | 9.2 | 0.328 |
Ca,Bt | 0.16 | 5.2 | 3.1 | 0.263 | |
activate Bt | 0.47 | 6.0 | 7.8 | 0.384 | |
Na,Bt-2 | 0.42 | 6.5 | 6.5 | 0.382 | |
澱粉添加 | 0.5% | 0.58 | 6.4 | 9.1 | 0.379 |
1.0% | 0.60 | 6.2 | 9.7 | 0.314 | |
1.5% | 0.62 | 6.7 | 9.3 | ----- | |
石炭粉添加 | 1.0% | 0.62 | 6.4 | 9.7 | 0.324 |
3.0% | 0.68 | 7.3 | 9.3 | 0.381 | |
5.0% | 0.75 | 7.3 | 10.0 | 0.398 |
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