1. リン酸は高窒素フラン自己硬化性樹脂の硬化剤として主に使用され、低窒素フラン自己硬化性樹脂にはほとんど使用されないのはなぜですか?

低窒素・高フルフリルアルコール樹脂は、酸を硬化剤として使用すると硬化速度が遅く、脱型時間が長く、強度が非常に低いためです。一方、高窒素・低フルフリルアルコール樹脂は、リン酸を硬化剤として使用すると必要な硬化速度を達成できます。さらに、リン酸を触媒として使用すると、非常に優れた最終強度を達成できます。

これは、リン酸がフルフリルアルコールとの相溶性が悪く、水との親和性が高いためです。そのため、樹脂や触媒に含まれる水、さらには樹脂の縮合反応で発生する水が拡散しにくく、リン酸コアの周囲に水滴が形成されて樹脂皮膜中に残留し、樹脂皮膜の密度を低下させ、強度低下を引き起こします。一方、高窒素樹脂は水との相溶性が良好で、様々な水分子がリン酸コアの周囲に水滴として凝集しにくいため、樹脂皮膜構造が良好になり、強度が向上します。

2. フェノール尿素系自己硬化性樹脂の硬化浸透性がフラン系自己硬化性樹脂砂よりも優れているのはなぜですか？

フェノール尿素樹脂の硬化過程は重合反応であるため、硬化中に小分子水を生成しません。そのため、金型内外の水分蒸発速度の違いによる硬化速度のばらつきは発生しません。一方、フラン系自己硬化性樹脂の硬化過程は縮合重合反応であるため、水分が発生します。金型コア内外の水分蒸発速度の違いにより、硬化速度に差が生じ、硬度と浸透性が低下します。また、フラン系自己硬化性樹脂砂の硬化速度が相対湿度の影響を大きく受けるのはこのためです。

3. 高窒素フラン樹脂が鋳造アルミニウムおよび鋳造銅部品の製造に使用できるのはなぜですか?

溶融アルミニウムおよび溶融銅は窒素にほとんど溶解しないため、高窒素樹脂を使用した場合でも、鋳造時に樹脂の分解によって発生する窒素は溶融アルミニウムおよび溶融銅に吸収されず、凝固時に窒素気孔の形成を防ぎます。高窒素樹脂は、鋳造アルミニウムおよび鋳造銅部品の製造における崩壊性要件を満たすために選択できます。

4. 自己硬化性樹脂砂を使用して重い鋳物を生産する場合、ゲート システムにセラミック チューブを使用することが推奨されるのはなぜですか?

自己硬化性樹脂砂を鋳型に使用する場合、特に重量鋳物においては、鋳込み時間が長く、高温の溶融金属に長時間さらされると、樹脂砂が早期に崩壊して強度が低下し、砂洗い不良につながる可能性があります。そのため、重量鋳物では、湯口システムはセラミックチューブで構成することが理想的です。これにより、湯口システム、特に湯口へのコーティングの適用が困難であるという問題も解決されます。

5. 造形や中子製作に自己硬化性樹脂砂を使用する場合、樹脂砂の使用可能時間が要件を満たしているかどうかをどのように判断しますか?

間欠式砂混合機を使用する場合、樹脂砂の使用可能時間は、混合・排出されてから使い切るまでの時間よりも長くする必要があります。また、造型・中子製造用の連続式砂混合機を使用する場合、樹脂砂の使用可能時間は、砂がミキサーの排出口から最初に排出されてから、連続排出のために再びその位置に戻るまでの時間よりも長くする必要があります。

6. 自己硬化性樹脂砂で作った模型の抜き勾配角は、粘土砂の場合よりも大きくする必要があるのはなぜですか？ 

樹脂砂型中子は、型から取り出す際に既に一定の強度まで硬化しており、降伏特性がありません。一般的に、型枠や中子枠を叩いても砂型や中子壁を緩めることはできません。型から取り出す際の摩擦が比較的大きいためです。樹脂砂型や中子の修復性は低く、型から取り出す際に砂型や中子が不完全な状態になると、修復は困難です。