樹脂コーティング砂 (RCS) プラント、ろ過されていない: 欠陥のメカニズムと再現可能なプロセスウィンドウ

1) 典型的な RCS フローと重要な変数

ベースラインフロー
ベースサンド予熱 (140 ～ 180 °C) → ドライプレミックス (10 ～ 20 秒) → 噴霧樹脂添加 (60 ～ 120 秒) →ヘキサミン（通常樹脂の 10 ～ 14%質量による) → 安定した混合 (30 ～ 60 秒) →≤ 80 °C まで冷却保管前→エージング(12 ～ 24 時間) → ホットツール (約 220 ～ 280 °C) でのコア作成。

重要な変数

• 砂の温度とシフト間のデルタ

• 樹脂霧化液滴サイズ分布

• ヘキサミンの比率とタイミング

• 冷却曲線、LOI、湿気ピックアップ

• PSD テール (D10/D90)そして罰金%再利用サイクル全体にわたって

• ADV/pH適合性、コーティングの乾燥プロファイル

• 倉庫の温度/湿度（RH）

砂の温度、LOI、微粒子%、D10/D90、および 1000 °Cガス発生バッチバーコードトレーサビリティの一部。これらはキャスト動作を安定させるための最も素早いレバーです。

2) ケース A — 「半月」のリズムによるガス欠陥

コンテクスト
自動車用鉄鋳造工場では、8 つのラインのうち 3 つで断続的な上昇が見られました。表面下のピンホール;PPKから滑り落ちた1.68～1.25そしてスパイクはほぼ毎回繰り返されました14日.

診断チェーン

1. LOIが上がったから1.2～1.4%に1.6～1.8%.

2. 砂の温度違った7～10℃早番と遅番の間。

3. ヘキサミンに押し付けられた樹脂の 15 ～ 16%;床の顕著な臭い。

4. 倉庫の相対湿度 > 80%雨が続く中。完成したRCSは湿気を吸収しました。

機構
下砂の温度が高い + 湿度が高い、樹脂/ヘキサミン系が示した過硬化→再軟化行動。コア作成時に、これにより高いパフォーマンスが得られました。初期のガスピーク金型の面で。局所的な金属の速度が速いか、通気口が部分的に塞がれている場合、ガスは排出できず、ピンホールが残ります。

複製可能なウィンドウ (3 週間の修正ループ後)

• 砂の温度を次のように制御します。165±5℃;シフトデルタ < 5 °C< 5 °C.

• ヘキサミンを次のように設定します樹脂の12±1%;樹脂総量が少ない0.2～0.3%増加元のレシピとの比較。

• ≤ 75 °C まで冷却します保管前。倉庫を保管する相対湿度 45 ～ 60%.

• KPI 目標:LOI 1.2 ～ 1.5%,ガス発生量 ≤ 18 ml/g (1000 °C)(固定メソッド)。

• 結果: ピンホールスクラップ↓ 62%、PPK↑ 1.72まで.

3) ケース B — ローカル ホット ノードでのバーンオン/侵入

コンテクスト
ねずみ鉄のポンプ ハウジングにはクラスターが発生していました。焼き付き/貫通インゲートホットスポットの近く。キャストのままラに上がりました6～7μm.

調査結果

• 再生砂の割合が増加30% → 45%;D90から漂流した〜350μm〜〜400μm,罰金%から0.8→1.4.

• 使用したコーティング「早焼き」プロファイル（高温、短時間）。熱/浸食衝撃による初期の微小亀裂。

• 地元注ぐ速度高すぎる。衝突角度が不利です。

機構
あ太いPSDテール顔の近くが上がる局所気孔率そして浸透経路。コーティングに早期に微小亀裂が発生し、金属の衝突が激しい場合、溶融金属が砂層に浸透します。

対策と窓口

• 回収される制限≤ 35%そしてふるいバイパスをトリミングするD90 テールは 320 ～ 360 µm に戻ります.

• 所有罰金 0.5 ～ 1.0%;ADV 3～6 ml/100 g;に変更します中温・適時ドライアウトプロファイル。

• ローカル速度を再計算します。10～15%削減ホットスポットで。
  結果: 貫通↓ 78%;Ra が 4.8 ～ 5.2 μm に戻る.

4) シェル強度のばらつき: 樹脂 % だけでなく、多くの場合「霧化 + 老化」

よくある誤診: シェル強度が低い → 樹脂を追加します。
典型的な根本原因

• 粗霧化不均一なコーティング→「樹脂が豊富な島」。

• 過少老化または過老化(12 ～ 24 時間のウィンドウは無視されます) → 高温強度が不安定。

確認方法

• 断面顕微鏡検査+ 溶剤抽出によりコーティングの継続性を確認します。

• 記録200/300 °Cでの熱間曲げ強度曲線(単一点の値ではありません)。

• マップコア作成ツール温度/接触時間脆性破壊に続く「誤った強度」を早期に検出します。

ウィンドウの提案

• ノズルオリフィスと霧化圧力を確認してください各シフト;ドロップレットCVを維持する≤ 10%.

• 年齢18±6時間(地元の T/RH に合わせて調整してください)。

• 好む–0.1 ～ –0.2% 総樹脂とより良いコーティングと老化樹脂添加により強度を追求するのではなく、

5) RCS の強みと限界 (バランスのとれた視点)

強み

1. 再現可能な表面仕上げ— シェルの厚さとコーティングは標準化が容易です。 Raは予測可能です。

2. 中子タクトタイム— ホットツールプロセスは迅速に形成されます。堅牢なサイクルタイム。

3. 保存安定性— T/RH を制御すると、バッチ間の均一性が高くなります。切り替えが効率的になります。

境界線

1. ガスピーク管理— 特定の砂の温度と相対湿度の組み合わせにより、初期のガススパイクが通気設計の影響をより受けやすくなります。

2. 環境負荷と臭気— 人工的な軽減（吸着/酸化）が必要です。遊離フェノール/ホルムアルデヒドの少ないシステムは依然として検証が必要です。

3. 天井を取り戻す— PSD テールと微粒子のドリフトをチェックしないと、ホットスポットによる欠陥が増幅されます。

6) 品質とプロセスの KPI (直接導入可能)

• 砂の温度:165±5℃;シフトデルタ < 5 °C< 5 °C

• LOI:1.2～1.5%(固定方式)

• ヘキサミン:樹脂の 12 ± 1 %

• 罰金:0.5～1.0%;D90：320～360μm

• ADV/pH:3～6ml/100g/ ほぼ中立

• ガス発生 (1000 °C):≤ 18 ml/g

• 熱間曲げ強度： 記録200/300 °C での曲線

• ストレージ: 完成したRCS≤ 75 °C、 倉庫相対湿度 45 ～ 60%

(数値は開始ウィンドウを示すものです。樹脂/ベースサンド/工具を使用して現地で検証してください。)

7) 10 項目診断チェックリスト (印刷可能)

1. 砂温度曲線— シフト/週ごとの変動はありますか?

2. 霧化— シフトごとにノズルの状態と液滴分布を検証しますか?

3. ヘキサミン— 砂の温度と樹脂のロットで調整しますか？

4. コーティングの乾燥— 「高速ベーク」または中温・適時?持っていますか減量曲線？

5. 部分を回収する— で監視D10/D90 および微粒子 %?

6. LOI とガスの発生— に縛られるすべてのバッチID?

7. エージング時間— 倉庫の相対湿度/温度に関連していますか?

8. 中子ツール温度/接触時間— マトリックスは初期/偽強度についてテストされましたか?

9. ローカル速度フィールド— シミュレーションのホットスポットは欠陥クラスターと一致していますか?

10. トレーサビリティ— 悪い鋳物は砂に起因する可能性がありますか温度 – LOI – テール – 老化その RCS バッチについては?

8) 終わりに

RCSの利点は再現性しかし、再現性は「樹脂を増やす」などの単一のノブからは決して得られません。いつ砂の温度、コーティングの品質、経年劣化の規律、LOI、PSD テール、および保管 RHに住んでいます同じ制御スタック、そしていつ熱間強度とガス発生ループを閉じるために使用され、植物は防御可能なプロセスウィンドウ。複数のサイトにわたって、これは予期せぬ事態が少なく、安定した収益をもたらす最も高いリターンの道です。