環境

無機バインダー技術は、ヨーロッパの鋳造業界だけでなく、ますます注目を集めています。無機バインダー技術の世界的な役割は、従来のシェルプロセスの終焉を決定づけるのでしょうか?

ASK USAのエキスパートがお答えします。

挑戦的な質問であることは認めざるを得ませんが、この質問に対する答えは鋳造プロセスに関しては多様です。もちろん、新技術は、そのプロセス自体に性能的な価値を付加する限り、常に従来技術の存在を脅かすものです。アルミニウム鋳造用途の場合、特に金型鋳造でのアルミニウムエンジンブロックやシリンダーヘッドの製造のような生産性の高い分野では、より多くの鋳物工場が有機系から無機系のバインダーシステムへの転換を行っていますが、この傾向にはいくつかの理由があります。

無臭の中子生産、鋳造中の有害な排出物がないこと、機械や金型のメンテナンスが少ないこと、そしてその結果としての生産性の向上は、INOTECTM技術の経済的・環境的な利点としてよく知られています。技術的な利点は、アルミニウム溶湯の凝固速度の速さに依拠しています。金型温度の低下と水の蒸発によるアルミニウム溶湯のエネルギー消費により、鋳造品の機械的特性が改善され、例えばデンドライトアームスペーシングが減少します。

無機バインダー技術INOTECTMは、液体のINOTECTMバインダーと固体の無機添加剤、いわゆるINOTECTMプロモーターを含む2つの成分のバインダーシステムから成ります。シェル砂は、フェノール樹脂でコーティングした砂であり、添加率は2,5〜3,5%(砂に対して)である。中子の製造に関しては、両方のバインダーシステムは熱硬化されます。INOTECTMでは、金型の必要温度は大幅に低くなります(INOTECは150~210℃対してシェルは250℃)が、シェルにはない熱風パージの必要性があります。INOTECTMで結合した中子の強度値(熱間および冷間)は、自動化されたラインでのハンドリングでも十分な高さです。ただしシェル中子よりも一般的に脆いので注意が必要です。さらに、無機物が結合した中子は、その性質により、水との親和性が高いです。そのため、大幅な技術調整(高湿度にさらされないように適切な保管条件での保管設備)や、耐湿性を向上させるための継続的な製品開発が対策となります。

シェル中子の大きな欠点は、中子製造時の揮発性物質の排出と、鋳物製造工程でのフェノール樹脂の熱分解による臭気や煙の発生であります。その結果、ヤニの凝縮やタールの蓄積は、金型の寿命を縮め、継続的なメンテナンス作業を意味します。さらに、換気や空気清浄システムなどの対策が必須となります。ガス発生の可能性の違いからわかるように、ガス欠陥やそのほかの鋳造欠陥のリスクが高くなる可能性があります。INOTECTMの凝縮水の量は、中子の製造、保管、使用中に珪酸ゲル構造の結合特性に寄与する放出水の量に関係しています。

 

         バインダーシステム

  INOTECTM      シェルサンド


   ガス発生量[ml]

       40

324


      凝縮物[mg]

      139

397

シェルとINOTEC TMのガス・凝縮水生成量の比較 測定はCOGAS装置を用いてアルミニウム溶湯で行いました。

熱間安定性を向上させた結果としての鋳造品の寸法精度は、どちらのバインダーシステムでも遜色ありません。INOTECTM のツーリングキットは、バインダーとプロモーターをそれぞれブレンドすることで熱ひずみや中子形状に関する中子特性の調整をユーザーのニーズで行うことも可能です。無機中子の崩壊やシェイクアウト工程では、ハンマーや振動システムによる機械的衝撃が必要です。継続的な製品開発とプロセスの規律により、複雑な中子であっても、量産規模でも高い中子崩壊特性を得ることができます。

INOTECTM技術は、シェル中子と比較して、中子製造やアルミ鋳造生産において、技術的な対策、プロセス知識、プロセス規律が確立されていれば、同等またはそれ以上のプロセス特性を示します。

それでは、全体的な技術サポートや推奨については、ASKケミカルズの担当者に相談してください。