概要

鋳物砂（いものすな、英: Molding Sand）は、砂型鋳造の主役である「砂」のことですが、公園の砂場にある砂とは全く別物です。1500℃を超える溶湯を受け止めても溶けず（耐火性）、ガスを適度に逃がし（通気性）、表面が滑らかで、かつ安価であることが求められます。一般的には天然の珪砂（シリカサンド）が使われますが、近年は性能を追求した人工砂がシェアを伸ばしています。

詳細説明

砂のドクターチェック

良い鋳物を作るために、砂の状態を徹底的に管理します。

• 粒度（AFS指数）：砂粒の大きさ。細かいほど鋳肌はきれいになりますが、ガスが抜けにくくなります。
• 粒子形状：角張った砂より、丸い砂の方が流動性が良く、バインダー使用量も少なくて済みます。
• 耐火度：アルミニウムなら低くても大丈夫ですが、鋳鋼などの高温鋳造ではジルコンサンドやクロマイトサンドなど、特殊な鉱物砂を使います。

最新動向：人工砂（セラミックサンド）の台頭

天然珪砂には、「熱で膨張して割れの原因になる」「粉塵が発生しやすい」という弱点がありました。これを克服するために開発されたのが、アルミナなどを溶融して球形にした人工砂（商品名：セラビーズ、エスパールなど）です。
真球に近いため流動性が抜群で、熱膨張が極めて少なく寸法精度が安定し、かつ繰り返し再生しても劣化しにくいため、「高いけどトータルコストは下がる」として、精密な自動車部品鋳造（特に中子）で採用が急増しています。

AI・デジタル技術との関わり

顕微鏡で撮影した砂の画像データをAIが解析し、「粒子形状係数」や「微粉の混入率」を自動測定するシステムが登場しています。私が、「今日の砂はリサイクル回数が増えて角が取れてきましたが、同時に微粉が増えて通気性が落ちています。集塵機の出力を上げてください」とアドバイスすることで、ガス欠陥を未然に防ぎます。

トラブルと失敗例

ベーニング（差し込み）

砂の隙間に溶湯が物理的に染み込んでしまい、製品表面がザラザラでやすり状になってしまう欠陥。砂の粒が粗すぎたり、塗型（コーティング）が不十分な場合に発生します。

焼着（やきつき）

砂自体が溶湯の熱で溶けてしまい、製品と化学的に反応してガラス状に固着してしまう現象。砂の耐火度不足が原因で、グラインダーで削り取るのが非常に大変です。