Abstract
The effect of silica binder content on the mechanical properties of zircon shell mold was investigated. Content of binder silica sol to refractory powder in weight[$R_W$] was adjusted from 0.18 to 0.43. Sintering of the shell mold was carried out in the temperature range of $871^{\circ}C$ to $1400^{\circ}C$. Green strength of the shell mold at room temperature increased with increasing $R_W$ and sintering temperature up to $1300^{\circ}C$. However, the mold with $R_W$ of 0.43 that sintered at $1400^{\circ}C$ for 3 hours showed relatively low strength and large level of porosity. The mechanical behavior of the shells is supposed to attributed to the difference in thermal expansion coefficient between refractory powder and binder silica. The optimum value of $R_W$ for zircon-based shell molds was found to be 0.33.
실리카 바인더 함량이 지르콘 쉘 주형의 기계적 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 실리카 졸/지르콘 함량비 $R_w$는 0.18~0.43 범위에서 변화시켰으며, 주형의 소결온도는 $871^{\circ}C~1400^{\circ}C$ 범위에서 변화시켰다. 생형의 상온강도는 실리카 졸/지르콘 함량비 $R_w$에 비례하여 증가하였다. 소결온도가 $1300^{\circ}C$ 이하인 경우, $R_w$가 증가함에 따라 소결된 주형의 상온강도와 치밀화는 증가하였다. 그러나 $R_w$가 0.43이고 $1400^{\circ}C$에서 3시간 동안 소결시킨 경우 주형의 상온강도와 치밀화가 오히려 감소하였다. 이는 소결 중 내화물 입자와 실리카 바인더와 열팽창계수의 차이에 기인하는 것으로 판단된다. 정밀주조용 지르콘 쉘 주형 제작을 의한 최적의 $R_w$ 값은 0.33인 것으로 나타났다.
