確立された金属インベストメント鋳造サプライヤーとして、私は長年にわたって鋳造プロセスでさまざまな課題に直面してきました。ロストワックス鋳造法としても知られる金属インベストメント鋳造は、非常に多用途で精密な製造プロセスです。優れた表面仕上げを備えた複雑で詳細な金属部品の作成が可能になります。ただし、他の製造プロセスと同様に、欠陥がないわけではありません。このブログ投稿では、金属インベストメント鋳造で最も一般的な欠陥のいくつかを共有し、それらを回避する方法について説明します。
砂の混入
砂の混入は、金属インベストメント鋳造において頻繁に発生する問題の 1 つです。これらは、鋳型からの砂粒子が鋳物に埋め込まれることで発生します。これにはいくつかの理由が考えられます。まず、型の準備が不十分だと、砂の粒子が剥がれてしまう可能性があります。砂が適切に圧縮されていない場合、または型に亀裂がある場合、砂が砕けて溶融金属に混ざる可能性があります。第二に、注入プロセスも砂の混入の原因となる可能性があります。溶融金属を勢いよく流しすぎると、金型の壁から砂が剥がれてしまう可能性があります。
砂の混入を避けるためには、金型の品質に注意を払う必要があります。成形に使用する砂が適切な粒径や形状など、適切な特性を持っていることを確認することが不可欠です。型は慎重に準備し、すべての表面を滑らかにして圧縮し、砂が落ちないようにする必要があります。注ぐプロセス中は、穏やかな注ぐ技術を採用する必要があります。これにより、溶融金属が金型の壁に与える影響を軽減し、砂が外れるリスクを最小限に抑えることができます。
気孔率
気孔率は、金属インベストメント鋳造におけるもう 1 つの重大な欠陥です。これは、鋳物に小さな穴や空洞が存在することを指します。多孔性はいくつかの要因によって発生する可能性があります。主な原因の 1 つは、凝固プロセス中のガスの閉じ込めです。溶融金属が冷えて固化すると、金属内に存在するガスが気泡を形成して閉じ込められ、多孔性が生じます。別の原因として、凝固時の収縮が考えられます。金属は冷えると収縮しますが、溶融金属がこの収縮を適切に補償できない場合、ボイドが形成されることがあります。
多孔性を防ぐために、いくつかの対策を講じることができます。まず、溶融金属の適切な脱ガスが重要です。これは、真空脱気や脱気剤の使用などの技術によって実現できます。これらの方法は、溶融金属を型に注ぐ前に溶融金属から溶存ガスを除去するのに役立ちます。さらに、ゲートおよびライザー システムを正しく設計することが不可欠です。ゲート システムは溶融金属が金型内にスムーズに流れるようにする必要があり、ライザーは凝固中の収縮を補うために溶融金属のリザーバーを提供する必要があります。
ひび割れ
金属鋳物の亀裂は深刻な問題となる可能性があります。これらは、熱応力、機械的応力、または不適切な凝固によって発生する可能性があります。熱応力は、鋳物の不均一な冷却によって引き起こされることがよくあります。鋳物のさまざまな部分が異なる速度で冷却されると、内部応力が発生し、亀裂が発生する可能性があります。機械的応力は、鋳造プロセス中または鋳造後の鋳物の取り扱いによって生じる可能性があります。たとえば、鋳物を型から外すのが早すぎたり、洗浄や機械加工中に過剰な力が加わったりすると、亀裂が発生する可能性があります。
亀裂を防ぐには、鋳物の冷却速度を制御する必要があります。これは、金型の周囲に適切な断熱材を使用するか、注入温度を調整することによって実現できます。さらに、鋳造品を適切に取り扱うことが不可欠です。鋳物を型から取り出す前に、鋳物が完全に冷えて固まることを確認する必要があります。鋳造後のプロセスでは、機械的ストレスを最小限に抑えるために、丁寧な取り扱いと適切な機械加工技術を使用する必要があります。
表面粗さ
表面粗さは、金属インベストメント鋳造における一般的な美的および機能的欠陥です。これは、金型の表面の品質、使用される金属の種類、注入プロセスなど、いくつかの要因によって発生する可能性があります。金型の表面が粗いと、その質感が鋳物に伝わります。鋳型に使用する砂の粒度が粗かったり、鋳型表面の仕上げが適切でなかったりすると、鋳物の表面が荒れてしまいます。金属の種類も表面仕上げに影響を与える可能性があります。金属によっては、凝固中に表面に凹凸が生じやすいものがあります。
表面仕上げを改善するには、まず粒度の細かい高品質の砂を型に使用します。金型の表面は慎重に準備し、滑らかにし、必要に応じて耐火材料でコーティングする必要があります。さらに、注入プロセスを最適化することも役立ちます。溶融金属が金型内に一貫してスムーズに流れるようにすることで、表面に凹凸が生じる可能性を減らすことができます。
ミスラン
ミスランは、溶融金属が金型キャビティ全体を満たさないときに発生します。これには、低い注入温度、不適切なゲート設計、または溶融金属の高い粘度など、いくつかの理由が考えられます。注湯温度が低すぎると、溶融金属が金型のすべての部分に到達する前に凝固する可能性があります。ゲート システムが不適切だと、溶融金属の流れが制限され、金型に完全に充填できなくなる可能性があります。高粘度の金属は注ぐのが難しく、ミスランを引き起こす可能性が高くなります。
失敗を避けるために、注湯温度を注意深く制御する必要があります。温度は、注湯プロセス全体を通じて溶融金属が流体のままであることを保証するのに十分な高さである必要があります。適切に設計されたゲート システムも不可欠です。ゲートは、溶融金属がスムーズかつ無制限に流れるように、適切なサイズと形状でなければなりません。さらに、高粘度の金属を使用する場合は、注入プロセスを調整するか、粘度を下げるために添加剤を使用する必要がある場合があります。
コールドシャット
コールドシャットはミスランに似ていますが、溶融金属の 2 つの流れが合流し、適切に融合できない場合に発生します。これは、溶融金属の冷却が速すぎる場合、または注入速度が遅すぎる場合に発生する可能性があります。 2 つの流れが合流すると、それらの間に境界が形成され、鋳物に弱い領域が生じます。
コールドシャットを防ぐには、迅速かつ継続的な注湯プロセスを確保する必要があります。注湯速度は、金型への充填全体を通じて溶融金属を適切な温度に保つように調整する必要があります。さらに、溶融金属がスムーズかつ均一に流れるようにゲート システムを最適化することは、コールド シャットのリスクを軽減するのに役立ちます。
金属インベストメント鋳造サプライヤーとしての役割において、当社は高品質の鋳物を提供することに尽力しています。これらの一般的な欠陥を理解し、対処することで、当社の製品が最高の基準を満たしていることを保証できます。など、幅広いキャスティングサービスを提供しています。自動車用インベストメント鋳造、ステンレス鋼鋳造機調節可能な足、 そして複合スラスト針状ころ軸受。
高品質の金属インベストメント鋳造をご検討の場合は、具体的な要件についてご相談ください。当社の専門家チームは、お客様のニーズに最適な鋳造ソリューションを確実に提供できるよう、お客様と協力する準備ができています。
参考文献
- キャンベル、J. (2003)。鋳造。バターワース - ハイネマン。
- ミシガン州フレミングス（1974年）。固化処理。マグロウ - ヒル。
- カルパクジャン S.、シュミット SR (2013)。製造工学と技術。ピアソン。