フラン樹脂砂型鋳造：プロセス、メリット、限界

フラン樹脂砂型鋳造は、フラン樹脂が結合剤として機能するノーベイク砂型プロセスです。この成形技術は、良好な品質と滑らかな表面仕上げで鋳造する上でかなり優れています。一方、高コストと高原材料要求という限界もあります。

今日、鋳造金属製品を処理するために多数の技術が適用されています。一般的な名前として、グリーンサンド成形、ロストフォーム鋳造、インベストメント鋳造、金型鋳造などが挙げられます。これらのリストアップされた各方法は独自の特性を維持し、特定の種類の製品鋳造に適しています。

ベトナム鋳鉄の成形技術ブログシリーズを継続し、鋳造所で広く適用される人気のある方法であるフラン樹脂砂型鋳造を紹介します。

このプロセスが何であるか、金属加工業界でどのように広く適用可能かについて、さらに知識を得るためにお付き合いください。

フラン樹脂砂型鋳造とは？

フラン樹脂砂型鋳造は成形プロセスです。この方法はフラン樹脂を結合剤として使用し、適切な割合で触媒と混合して砂型を製造します。

鋳造質量の異なるグループに対するフラン樹脂結合剤の混合比は、鋳造質量によって異なります。

鋳造質量	フラン樹脂 (%)	触媒 (%)
300kg未満	0.70 - 0.85	35 - 45
300kg - 2000kg	0.85 - 0.96	40 - 45
2000kg超	0.96 - 1.3	45 - 55

この技術に関して、砂型は自己硬化します。室温で硬化可能です。

フランプロセスは金型を容易に固化させ、高度に研磨された表面と良好な品質の製品を作り出します。

原材料

この方法の原材料には、砂、フラン樹脂、硬化剤、添加剤が含まれます。

砂の要件に関して、SiO₂含有量は高く、泥含有量と酸価は低くなければなりません。

フラン樹脂に関しては、技術要求と金属鋳造の構造に基づいて、窒素フリーまたは低窒素と見なされます。

硬化剤については、一般的に有機硫酸溶液を使用すべきです。

最後に、いくつかの添加剤を加えることで、フラン樹脂自己硬化砂の特性を改善し、樹脂砂の強度を高めることができます。

フラン樹脂とは？

フラン鋳造技術において、フラン樹脂は砂型鋳造の結合剤として最も重要な役割を果たします。

フラン樹脂は、以下の成分を持つポリマー化合物です：75% フルフリルアルコール + 11% ホルムアルデヒド + 9% ウレア + 5% 水。

ホルムアルデヒドとウレアの2成分比率は、フラン混合物の硬化時間と耐久性に影響します。一方、フルフリルアルコールは混合物の耐熱特性に影響します。

フラン樹脂の化学式：

以下の表は樹脂砂の物理的特性です：

特性	数値
分子量	96.08
粘度	10-20 cps
101.3 kPa (1atm)での沸点	161.7℃
凝固点	-36.5℃
密度	1.1-1.15 g/cm³
窒素含有量 (N)	最大 2.5%
水分含有量	最大 5%
寿命	室温で製造日から9ヶ月。20℃保管で最大12ヶ月。

フラン樹脂のコストは、窒素含有量と樹脂中の水分率に基づいて分類されます。樹脂中の最良水分含有量は<3%、窒素含有量は鋳鉄で<2.5%、鋼鋳造で<0.8%です。

水分含有量が多いほど、金型混合物の性能は弱まります。また樹脂使用量を増やし、成形プロセスでガスを発生させます。窒素ガス発生を制限するため、金型へのガス侵入を防ぐ塗装層を使用することが不可欠です。結果として、これは生産コストを増加させ、鋳造コストを増加させます。

さらに、高窒素含有量は鋳造に多孔性表面欠陥を発生させます。

したがって、フラン樹脂の品質を評価するには、樹脂中の水分量と窒素量を管理する必要があります。

フラン樹脂砂型鋳造のプロセスとは？

フラン鋳造技術は、同期した自動ラインの高精度機械加工機を使用して鋳造用金型を製造します。

他の金型鋳造方法と同様に、パターンはフラン樹脂砂型鋳造プロセスの開始時に設計されます。パターンの材料は木材、プラスチックからアルミニウムまで多様です。其中、アルミニウムが最も高価な材料ですが、製品の表面品質を保証できます。

パターン製作ステップの後、樹脂砂は砂処理装置で混合され、パターンを含むフラスクに充填されます。砂は作業者によって可能な限り固く圧縮されます。

その後、砂型はアルコールベースのコーティングで覆われ、固まるまで焼き切られます。結果として、硬い金型が作られます。

次に、溶融金属が金型に注湯されます。鋳造が固化したら、金型から取り出し、残留砂を洗浄するサンドブラストプロセスを経ます。

最終的に、荒鋳造が完成します。さらなる機械加工が必要な場合、これらの荒鋳造は他の追加プロセスに移されます。

フラン樹脂砂型鋳造の利点

フラン鋳造は、他の金型鋳造方法と比較して独自の利点を持っています。

1. 第一に、フラン技術は滑らかな表面と良好な外観の鋳造品を生産する点で優れています。
2. 高精度で欠陥が少ない。
3. 砂型が温度下で乾燥するため、生産の時間と労力を節約できます。

フラン樹脂砂型鋳造の限界

優れた利点を維持しながら、この方法にもいくつかの限界があります。

1. フラン鋳造は生産に高度な技術と先進ラインを適用するため、製造コストが高価です。したがって、他の方法と比較して製品単価が高くなります。
2. 原材料に対する要求が高い。
3. フラン樹脂砂型鋳造のもう一つの弱点は、ガス透過性が悪いことから鋼鋳造の製造に適用できないことです。
4. 環境問題への懸念を生じさせます。

フラン樹脂砂型鋳造の用途

上記にリストアップされた優れた利点があるため、いくつかの欠点を除けば、フラン樹脂砂型鋳造技術は鋳造所で複雑な製品や大型製品の鋳造に一般的に適用されています。

フラン成形は、中型から大型の鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、鋼、鋼合金などの鋳造に適しています。

ベトナムにおけるフラン樹脂砂技術

ベトナムでは、高精度と滑らかな表面仕上げが要求される鋳造では特に、鋳造所でフラン鋳造が広く使用されています。

ベトナム鋳鉄では、フランプロセスも、ストリートランプ、パンサポート、ガスバーナー、鋳鉄ベンチ、鋳鉄壺プランター、鋳鉄ポンプなど、顧客ニーズに応じた高要求製品に一般的に使用されています。

ベトナム鋳鉄のフラン技術による鋳造製品は、品質、進捗、競争力のある価格で顧客から信頼され高く評価されています。

当社のすべての金属鋳造製品は、製造プロセス中に以下の基準で厳密に管理されています：

• 原材料の管理
• 炉前での化学成分分析と検査
• 注湯前の温度チェック
• 金型強度試験
• 欠陥チェック
• 硬度試験

以上がフラン樹脂砂型鋳造の主な特徴です。まとめると、定義、鋳造プロセス、利点と限界、フラン鋳造の用途を検討しました。

要約すると、フラン樹脂砂型鋳造はノーベイク砂型プロセスで、フラン樹脂が結合剤として機能します。この成形技術は、良好な品質と滑らかな表面仕上げで鋳造する上でかなり優れています。一方、高コストと高原材料要求という限界もあります。

ベトナム鋳鉄は世界クラスの金属鋳造メーカーです。当社のOEM製品は主に鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、鋼、アルミニウムから作られ、フラン樹脂鋳造、グリーンサンド鋳造、ロストフォーム鋳造の3つの主要技術で加工されています。

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連絡先情報

• 会社：ベトナム鋳鉄株式会社
• 住所：Lai Xuan, Thuy Nguyen District, Hai Phong city, Vietnam
• メール：ADMIN@MFGROBOTS.COM

参考文献：

• https://en.wikipedia.org/wiki/Furan_resin
• https://www.sciencedirect.com/topics/chemical-engineering/furan-resin