機械砂、または液体金属浸透砂としても知られるものは、鋳造物の表面に形成された金属と砂の機械的に混合された粘着層であり、毛細管浸透や気相浸透を通じて金属液体または金属酸化物を金型キャビティの表面の砂間隙に穿孔することによって形成されます。粘着砂層を取り除くと金属光沢が見られます。機械砂の表面はスポンジ状で、鋳造物の表面にしっかりと密着しており、砂型や砂芯の表面で熱作用が強い部分、砂型の密度が低い部分で主に発生します。例えば、注ぎ口近く、鋳造物の厚い部分、内部角や溝などです。

鋳造物の外観品質に影響を与えるだけでなく、廃棄物を引き起こすことさえある機械砂には、製品の収率を向上させるために鋳造物の機械砂に十分な注意を払う必要があります。多年にわたる生産経験と関連資料の参照に基づいて、著者は鋳造物の機械砂の原因とその予防策について論じています。

鋳造物の構造とパターンが砂型に鋭い角、突き出た形状、または平らで薄い砂テーブルや砂コアを与える場合、この設計は機械的な砂の付着を生じます。このタイプの構造の鋳造は砂型と砂コアの局所的な熱集中を引き起こすため、その正常な性能が損なわれ、砂型と砂コアの表面が早期に崩壊し、溶融金属や金属酸化物が浸透しやすく、機械的な粘着砂が生じます。この点で、熱が集中する部分にはジルコニウム砂やオリビン砂などの砂種を使用して、長時間加熱される能力や高温照射にさらされる能力を向上させることができます。

外見

パターンのプロセス設計が不十分であるため、砂の捻りがコンパクトされず、またはコンパクト性が不均一であることがあります。これにより、キャビティの表面が粗くなったり緩んだりし、機械用砂の生産に直接影響を与える可能性があります。パターンのプロセス設計には、以下のようなエラーがよく発生します。

一つは適切な分離面の選択ではなく、上部プロファイルが高くなるか、砂型に深い空洞が形成される可能性がある。

パターンの位置が金型の底板に適切に配置されていないため、凹みが打ちにくくなる可能性があります。これは、パターンが箱の壁に近すぎるか、パターンが近すぎるためかもしれません。パターンの配置が密集しすぎると、鋳造物に膨張砂が生じる可能性があります。明らかな膨張砂がなくても、機械砂が発生します。同じ欠陥源のため、同じ鋳造物に機械砂と膨張砂が現れます。

第三に、直走り、ライザー、クロスランナーの位置が適切に配置されておらず、ラムしにくい凹部が生じる可能性があり、これはスプルーシステムの配置と関連しています。

第四に、図面の傾斜が1.5°未満の場合、全体の砂型のコンパクトさが適切であっても、砂型の表面が引き裂かれ、金属や金属酸化物が浸透しやすくなります。

パターンのプロセス構造が貧弱であり、高い金属静水圧を引き起こしています。静圧の増加により、砂型の負荷が増加し、金属液体の砂型への浸透圧に対抗するために砂型またはよりコンパクトなモデリング方法を使用する必要があります。

砂場

砂箱の設計と構造が適切でないため、砂の密度が均一でないか、締め付けが甘くなることがあります。

これらの問題の一般的な原因は次のとおりです。

ボックスベルトの不適切な位置は、一部の凹部の突き当たりを防ぎ、局所的な砂型が柔らかすぎて膨らんだり、機械的な砂が発生する原因となります。

砂場が小さすぎるため、砂が固くなりません。

ボックスベルトの不適切な配置により、スプルーやライザーを適切な位置に配置できず、ライザーやスプルーとパターンの間の砂がきつくならない。また、熱の集中が避けられないため、機械砂がより深刻になる。したがって、ランナーやライザーの位置を変更できない場合は、ボックスベルトを切断するか、完全に取り外す必要があります。

上の箱が高すぎます。機械的な砂は通常、キャビティ表面の透過抵抗と液体金属の静的圧力に関連しており、液体金属の圧力の大きさは金属の密度と上の箱の高さに関連しています。鋳造供給の必要性から出発する場合、上の箱には高さが必要です。

4, ゲーティングシステム

スポットの不適切な位置は、砂型の局部過熱を引き起こし、キャビティ表面の早期破壊を引き起こし、高温で形成された金属液体または金属酸化物がキャビティ表面に浸透しやすくなります。

この種の状況の例は以下の通りです。

最初に、ストレートランナーまたはライザーが金型表面にあまりにも近接しているため、ホットゾーンが形成されません。このホットゾーンの砂の種類が締め付けられていない場合、機械的な砂の付着欠陥が非常に深刻になります。

第二に、キャビティ表面に過剰な液体金属があると、表面を破壊する程度に加熱されます。キャビティ内の初期の固化した殻が後から流入する金属液体によって再溶融されると、粘着砂がより深刻になります。

第三に、注ぎ込む際に、液体金属の圧力が高すぎる原因となる要因は、鋳造物に機械的な砂を生じさせる可能性があります。液体金属が高圧下にあるだけでなく、高温である場合、状況は特に深刻です。

直走り、横走り、内走りの断面比率が不適切であり、金属液が注入中に連続的に酸化され、金属酸化物の量が増加し、型砂の溶融効果を引き起こす可能性があります。注入プロセス中、注入システムは常に液体金属で満たされている必要があります。そうでない場合、注入システムの任意の部分が液体金属を酸化させる可能性があります。

ライザーネックのサイズが大きすぎると、周囲の砂が過熱されるため、より一般的な問題が発生します。この問題は、ライザーネックが長すぎることが原因であることがよくあります。ライザーネック内の金属液の早期固化を防ぐためには、ネックのサイズを増やす必要があります。ライザーネックの設計が不適切で供給ができない場合は、固化を防ぐためにライザーネックを短くする必要があります。ライザーネックのサイズを小さくすると、砂型の熱を軽減できます。

注ぎ口やストレートランナーの不適切な設計により、通常は乱流によって引き起こされる液体金属の酸素化による気泡の注入が引き起こされ、液体金属表面に酸化皮膜が連続的に蓄積されることで機械的な砂が引き起こされます。

モールディング砂

粒砂の粒径サイズの不均一な分布は砂の密度を低下させ、粒砂の粒径分布は砂の密度に直接影響を与えます。

鋳造用砂の流動性と成形性は低いです。

殻砂の樹脂コーティングが薄すぎると、殻の局所強度が低下し、局所砂が樹脂で覆われていないため、この単純な理由で鋳造物が機械的に研磨されることがよくあります。

砂に不足している炭素材料や脱酸素物質が多すぎると、金属酸化物が過剰に生成され、砂を濡らしやすくし、浸透しやすくなります。

6. コア製造

塗装されていない砂コアの砂は粗すぎるか、粒度分布が悪いため、機械砂の製造に影響を与えます。

砂芯は締め付けられず、砂の種類の性質も締め付けられず、機械砂に重大な影響を与えます。

砂芯の表面は粗くまたは多孔性であり、機械的な砂の付着を引き起こします。溶融金属や金属酸化物がこの粗いまたは多孔性の表面に浸透し、芯に浸透します。

砂型芯は保管中に湿気を吸収します。芯にとって、水分が多すぎると問題です。砂型芯に水分が多すぎると、一部の芯は乾燥して見えますが、実際にはまだ湿気が高いです。

砂芯は取り扱い中に不注意に扱われるか、塗料がまだ湿っている状態で取り扱われると、コーティングが損傷したり摩耗したりすることがあります。その結果、芯に金属や金属酸化物が浸透するのを防ぐための十分な塗料が芯に塗られていないことがあります。塗料の損傷は、砂芯に通気孔を開けるのと同じであり、金属液が沸騰して機械砂を生成する原因となります。

砂芯コーティングの浸透が浅すぎると、機械的な砂の付着が直接的に引き起こされます。

砂芯コーティングの耐高温強度が低い。塗料中の粘土が不足しているか、溶剤が過剰であるため、バインダー含有量が減少し、塗料の耐高温強度が低下し、機械的な砂が発生します。

コア砂の混合が不十分であり、そのため砂コアの個々の部分の強度が低すぎて、流し込み中に崩壊し、機械が砂にくっつく結果となりました。

砂芯が適切に清掃および整形されていない場合、機械的な砂の付着が直接発生します。砂芯の検査を強化し、このような欠陥は避けられるはずです。

砂型芯は、塗布や塗装後に再度乾燥されていません。砂型内の砂芯の吸湿と放湿のように、コーティングが剥がれやすくなります。

コアボックスがきれいでないと、コア砂がコアボックスに付着し、砂コアの表面が粗くなります。品質の良いコアは密な表面層を持っており、コアボックスがきれいでないと密な表面層を持つコアを得ることができません。

スタイリング

ラミングの柔らかさとコンパクトさは均一ではありません。ほとんどの場合、ラミングのコンパクトさは均一性と同じくらい重要です。ただし、時には均一でないコンパクトさの方が砂の全体的な柔らかさよりも有害であることがあります。

砂型の修理が悪い。砂型の補修面が粗くて緩く、機械砂の付着を引き起こす可能性があります。過剰な修理や修理部分の水分が高すぎると、金属が沸騰し、機械砂が発生する可能性もあります。

貧しい砂の修理部分は粗くて緩く、機械的な砂が発生します。

均等でないか、不十分な砂の塗料。

表面乾燥タイプの塗料は均等に乾燥していないか、完全に乾燥していない可能性があります。

過剰なリリース液は砂型の表面強度を弱め、鋳造時に液体金属の沸騰を促進して機械的な砂を生産します。

砂絵の美しさは低すぎます、塗料が砂に吸い込まれ、コーティングが剥がれたり欠けたり剥がれたりして、機械的な砂が生じます。

パターンの表面は十分な砂で覆われておらず、これは運用上の一般的な怠慢です。

熱と冷たい材料（砂芯、砂型、コアサポート、冷鉄など）が接触すると、水が凝縮します。水は機械用砂を沸騰させ、同時に酸化物の生成率を大幅に増加させることができます。その後、金属酸化物の浸透が起こります。これが機械用砂の生成の一般的な理由であり、高圧成形機械用砂の生成の主な理由でもあります。

8. 金属組成

良好な流動性を持つ金属酸化物を形成することは簡単であり、良好な流動性を持つ金属は、高い表面張力や粘性を持つ金属よりも機械的な砂を引き起こす可能性が高いです。

合金には、鉛青銅のような低融点成分が含まれており、機械的な砂を引き起こしやすいです。なぜなら、鉛は親金属よりもはるかに冷たい状態でもまだ流動状態にあるからです。

高温で注がれる必要のある合金。合金の流動性が良いため、機械的な砂が簡単に生成されます。さらに、高い注ぎ温度のため、酸化物の生成率が加速されるため、酸化性の機械的な砂の形成傾向があります。

9. 注ぐ

注ぎ温度が高すぎると、液体金属の流動性が向上するだけでなく、液体金属が急速に酸化し、酸化機械砂の発生を加速させる可能性があります。

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