キャスティングとは？
鋳造は、液体金属を特定の形状またはサイズの金型キャビティに流し込む製造プロセスです。製造プロセスでは、通常、鋳造物が得られる前に、液体金属が呼び出されて固まるのを待つ必要があります。基本的に、鋳造プロセスには次の一連のプロセスが含まれます。
1.液体金属
2.金型への充填
3.冷却固化収縮
4.キャスティング
鋳造工程の種類
鋳造プロセスにはさまざまな種類がありますが、最も一般的なものには次のものがあります。
1.砂型鋳造
砂型鋳造とも呼ばれます。砂型から鋳物を作る工程です。砂型鋳造は、通常、鋳造所と呼ばれる特殊なタイプの工場で製造されます。鋳造によって得られる材料には、鉄、鋼、およびほとんどの非鉄合金が含まれます。
砂型鋳造の技術的プロセス
- 型紙を砂の中に置きます。金型パターンは、鋳物のサイズと形状に直接影響することに注意してください。
- ゲーティング システムを設定します。これには、トンネルと注入カップ、つまり金型への「ゲート」の使用が含まれます。このシステムは、溶融金型をキャビティに導くために使用されます。
- ゲート システムが設定されると、金型パターンは不要になるため、削除できます。砂はすでにその形をとっているでしょう。
- 溶融金属は、金型キャビティに注ぐ必要があります。
- 金属が冷えるまで待ちます。異なる金属には異なる時間がかかることを理解してください。
- 作成した鋳物を取り出すために型を壊します。モールドパターンは、実際のモールドとは異なり、用途が広く、使用可能です。
利点
- 低運用コスト
- 幅広い用途
- 複雑な形状、特に内部空洞のある形状の作成に最適
短所
- 寸法精度が低い
- 鋳物はより粗い表面仕上げをしています
用途: 通常、クランクシャフト、シリンダー ヘッド、自動車エンジン ブロックの鋳物に適用されます。
2. ダイカスト
これは、高圧下で溶融金属をマウンド キャビティに押し込むことを含む金属鋳造プロセスです。金属液体は、高圧下で高速で精密金型キャビティに押し込まれます。次に、鋳造物を形成するために冷却して圧力下で固化させます。
ダイカストの技術プロセス
- 金型は、金型の内壁に潤滑剤を塗布することによって準備されます。これは、最終鋳造品の取り出しを容易にし、温度を調整する上で重要です。
- 溶融金属が金型に射出されます。金型は効果的に密閉して閉じる必要があることに注意してください。
- 新しく作られたキャビティは、冷却後に金型から取り出されます。
- これは、スクラップ金属がキャビティから分離されることを意味するシェイクアウトプロセスを伴います。
利点
- 高い生産効率
- 優れた経済的利益を提供し、大量生産に最適
- 鋳物は高品質です
不利益
- ダイカストの部品は可塑性が低い
用途: 自動車、工作機械、電子産業で一般的に適用されます。
3. ダイカストの絞り込み
半固体または液体の金属を高圧下で凝固させる鋳造方法です。金属は通常、特定の製品を形成するために流れます。
絞り染め鋳造の技術工程
溶融金属は、予熱された金型の下半分に注がれます
その後、冷やして固めます。金属が凝固している間、金型の上半分が閉じて圧力をかけ始めます。これが固化段階と呼ばれるものです。
絞りダイカストの種類
- 直接圧搾ダイカスト: 液体金属の採取は、通常、機器内で直接行われます。油圧プレスの内部にある金型の下半分に溶融金属があると、金型の上半分が閉じます。金属が凝固するまで、圧力がキャビティ全体に均等に適用されます。
- 間接圧搾ダイカスト: どちらも同様のチャンバーを含むため、ダイカストに似ています。装置には、垂直または水平のチャンバーを含めることができることに注意してください。液体金属は、通常、ゲートシステムを介してチャンバーに注がれます。溶融金属は、圧力下で凝固するまで放置されてから取り出されます。
利点
- 鋳造欠陥が少ない
- 高レベルの寸法精度を備えた滑らかな鋳造表面の形成につながります
- 亀裂のリスクを最小限に抑えた耐久性のある鋳物
- 短所
- 複雑なツールの使用を伴う
- 制作費がかなり高い
- 生産サイクルはかなり長い
用途: 亜鉛、銅、アルミニウムなどの合金の製造に最適です。
4. 真空ダイカスト
溶存ガスや不要な気孔を除去することにより、ダイカスト部品の機械的特性と表面品質を向上させる、高度なタイプのダイカスト方法です。
真空鋳造の技術プロセス
- 真空タンクには、真空パルプ ウォッシャーを押すのに役立つ真空ポンプがあります。
- 溶融金属は、装置の射出ショットスリーブに充填されます。
- プランジャーを使用して溶融金属を前方に押し出し、ダイカストから真空システムに信号を送ります。
- 溶融金属が金型を満たし、真空が通知されると、真空パルプ ウォッシャーが真空バルブをロックし、金型キャビティに圧力がかかります。
- 金属が凝固して冷却されると、金型が開き、ダイカストが真空システムに信号を送り、バルブを解放します。
- その後、次のサイクルが開始される前に鋳造物が取得されます。
利点
- 望ましくない乱気流を最小限に抑え、より高いレベルの安定性を実現
- 充填条件の改善につながります
短所
- 複雑なシステム、特にモールドシール構造
- その設置および運用コストは高い
- 望ましい結果を得るには、適切に制御する必要があります。
用途: 主に自動車産業で使用され、特にシャーシの形成に使用されます。
5. インベストメント鋳造
これは最も古いタイプの金属成形の 1 つで、ワックスなどの可溶材料を使用します。プラスチック、セラミック、または石膏でできたシェルは、通常、ワックス パターンの周りに形成されます。
インベストメント鋳造の技術プロセス
- ワックスパターンは金型に射出成形され、これが単一の部品の形成につながります。コアを使用して内部機能を作成できることに注意してください。
- 次に、ワックスパターンを中央のゲートシステムに取り付けて、ツリーのようなアセンブリを作成します。このシステムには、溶融金属がキャビティに流れるチャネルがあります。
- 次に、「木」を細かいセラミック粒子を含むスラリーに浸し、粗い粒子でコーティングします。
- このパターンを乾燥させて、ゲート システムとパターンの周囲にセラミック タイプのシェルを形成します。
- シェルをオーブンに入れ、ワックスが溶けるまで加熱すると、中空のセラミックシェルができあがります。
- 金型は、ゲート システムを介して金型キャビティに注がれる前に、摂氏約 1000 度の高温の炉で予熱されます。
- セラミックモールドが粉砕された後、最終的な鋳造カットオフが取り除かれる前に、モールドは冷却されます。
利点
- 高レベルの幾何学的および寸法精度
- 優れた表面仕上げ
- 材料の無駄が少ない
- 複雑で複雑な形状を生み出す
短所
- 高い生産コスト
- 各パターンは 1 つのキャスティングにのみ使用できます
- 鋳造寸法は限られています
用途：タービンエンジンブレードなどの複雑な形状の小物部品の製造。
6. 低圧鋳造
このタイプの鋳造では、通常 0.02 ～ 0.06 MPa の低圧下で溶融金属を金型に充填します。その後、溶融金属は圧力下で凝固して鋳物を作ります。
低圧鋳造の技術プロセス
- 溶融アルミニウムがライザーチューブを介して鋳造ダイに送られる間、炉を加圧する必要があります。圧力は通常約 0.7 バールです。
- 保持漏斗は機械の下部にあり、溶融金属は金型の下部に直接注入されます。
- 溶融金属は、圧力によって垂直位置に保持されている間、凝固するまで金型に保持されます
利点
- キャビティ充填の制御を改善
- 気孔率の低い鋳物を製造
短所
- 鋳造サイクルはかなり遅い
- ダイの肉厚が薄い
用途: 主にシリンダー フレームやシリンダー ヘッドなどの従来の製品を作成するために使用されます。
7.重力ダイカスト
鋳造技術は、重力の影響下で金型に充填された液体金属の使用を含みます。その後、鋳物は冷やされて固まるまで放置されます。
重力ダイカストの技術プロセス
- 溶融金属は、たらいを通して金型に注がれ、重力効果がプロセスを促進します。
- 溶けた金属が完全に鋳型の中に入ったら、冷却して固化させます。
- 型の半分をアンクランプしてから開き、鋳造部品を取り出します。
- バリ、ランナー、スプルーなどの金属くずを効果的に除去します。
利点
- 緻密な鋳物を生産
- 生産プロセスは労働集約的ではありません
- 鋳造表面はより滑らかで、優れた寸法精度を備えています。
短所
- より高い生産コストとより長い製造サイクル
- 鋳物に亀裂が入りやすい
用途: アルミニウムやマグネシウム合金などの複雑な形状の非鉄合金鋳物の大量生産に最適です。
8. 遠心鋳造
遠心力を利用しています。溶融金属は通常、回転する金型に注がれ、遠心力の影響下で凝固します。
遠心鋳造の技術プロセス
- 溶融金属はスパウトから回転する金型に注がれます。スパウトにはゲートシステムがないことに注意してください。
- 遠心力は、溶融金属を金型充填物に押し下げる役割を果たします。
- 冷却中、金型は回転を続け、冷却プロセスを強化します。
- 新しく形成された鋳物は、冷却して固化するまで放置してから取り出します。
利点
- ボーリングとライザーシステムは技術的に金属を消費しないため、鋳造歩留まりが向上します。
- この鋳造技術は、欠陥がほとんどない高密度の鋳造品を製造するために使用されます
- 長い平板状の鋳物の改善された生産に最適です
短所
- その生産能力は非常に限られているため、特殊な形状の鋳物の生産には理想的ではありません。
- 形成された鋳物は、通常、重力分離のリスクがあります。
- 製造された鋳物は通常、粗い表面を持っています
用途: この技術は、鋳造パイプの製造に最適です。鉱業、灌漑、航空、輸送など、複数の産業で使用されています。
9. ロスト フォーム キャスティング
鋳造工程に蒸発パターンを取り入れた新しい鋳造法です。ワックスの代わりにパターンを使用することを除いて、インベストメント キャスティングに似ています。
ロストフォーム鋳造の技術プロセス
- 予備発泡および発泡成形には、子馬成形プレスを使用したフォーム パターンの形成およびゲート システムが含まれます。
- 次に、パターンとゲートシステムを接着して、耐火コーティングでコーティングされたクラスターを形成します。その後、乾燥させると、外側の塊を支える丈夫で耐久性のあるシェルが形成されます。
- 乾燥したクラスターは圧縮されます。これには通常、きつい締固めを行うために強く振動させた鋳物用フラスコ内で境界のない砂を使用する必要があります。その後、パターンまたは形状は砂の中に残されます。
- ゲートシステムを使用して、溶融金属をパターンに流し込みます。金型が充填されるまで金属を方向付け、冷却して固化させます。
- その後、砂とシェルモールドを分解して最終的な鋳造素材を作ります。
利点
- 高精度の短い処理サイクル
- 環境にやさしい鋳物
- 高い自由度を提供
短所
- 型紙の制作費がかなり高い
- 鋳造量が少ない生産には理想的ではない
用途: 高マンガン鋼エルボなどの複雑な構造の配合に使用されます。
10.連続キャスト
これは、中断することなく合金や金属の連続鋳造を行うために使用される高度な鋳造方法です。凝固した鋳物は、指定された長さで切断点から連続的に引き出されます。
連続鋳造の技術プロセス
- 取鍋に溶鋼を流し込みます。それは、ゲートシステムを通過して、水中入口ノズルを通ってタンディッシュに送られます。
- 次に、トーチ カットオフ ポイントに到達する前に、冶金学的な長さが増加することによって下方に移動する前に、金型を充填します。
- 冶金の長さを通過する間、凝固シェルとスプレー冷却が金属の冷却と凝固を助けます。
- 注: これは、途切れのない長さの鋳物を製造するのに役立つ連続鋳造です。
利点
- 高品質の金属の生産を強化します。
- 標準化された鋳鋼の生産を容易にします
- 化学的および構造的変動を排除
短所
- 単純な鋳物しか生産できない
- 全体を通して継続的な冷却が必要
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