合金重力鋳造の一般的な欠陥とそれらを解決する方法は何ですか？

合金重力鋳造は、重力の影響下で溶融合金をカビに注ぐことを含む広く使用されている製造プロセスです。合金重力鋳造製品の大手サプライヤーとして、私はこのプロセス中に発生する可能性のある課題を直接目撃しました。このブログ投稿では、合金重力鋳造のいくつかの一般的な欠陥について説明し、それらに対処するための実用的なソリューションを提供します。

1。気孔率

気孔率は、合金重力鋳造の最も一般的な欠陥の1つです。それは、キャスト部分内に小さな穴またはボイドが存在することを指します。気孔率には2つの主要なタイプがあります。ガスの気孔率と収縮気孔率です。

ガス気孔率

鋳造プロセス中にガスが溶融合金内に閉じ込められている場合、ガスの多孔度が発生します。これは、不適切な融解技術、湿潤または汚染された原材料、金型の不十分な通気など、いくつかの理由により発生する可能性があります。

ソリューション：

• 適切な融解慣行：清潔で乾燥した環境で合金が溶けていることを確認してください。適切な融解装置を使用し、厳密な温度と時間制御に従って、ガスの形成を最小限に抑えます。
• 物質検査：使用前に原材料を徹底的に検査して、それらが乾燥していることを確認し、汚染物質がないことを確認します。原材料の水分は、融解中および放出ガス中に分解する可能性があります。
• カビベント：鋳造プロセス中にガスが逃げるように、適切な通気チャネルで金型を設計します。適切な通気は、ガス気孔率の可能性を大幅に減らすことができます。

収縮気孔率

収縮の多孔性は、固化するための合金の収縮によって引き起こされます。溶融合金が冷えて固化すると、体積が減少します。固化プロセスが適切に制御されていない場合、この体積の減少はボイドの形成をもたらす可能性があります。

ソリューション：

• ライザーデザイン：金型デザインのライザーを使用して、固化するにつれて鋳造に供給できる溶融合金の貯水池を提供します。ライザーは、縮小しやすい地域に溶融金属を効果的に供給できる場所に配置する必要があります。
• 冷やして配置：凝固速度を制御するために、金型に悪寒を置きます。悪寒は、銅やグラファイトなどの熱伝導率が高い材料で作られており、方向性の固化を促進し、収縮多孔度の形成を減らすのに役立ちます。
• 最適化された注入率：溶融合金の注ぐ速度を制御して、滑らかで一貫した流れを確保します。ゆっくりと安定した注ぐ速度は、乱流を最小限に抑え、空気ポケットの形成を防ぐのに役立ちます。

2。亀裂

合金重力鋳物の亀裂は、熱応力、機械的応力、不適切なカビの設計など、さまざまな要因のために発生する可能性があります。

熱亀裂

熱亀裂は、鋳造プロセス中の微分熱膨張と合金の収縮によって引き起こされます。キャスティングが不均一に冷却すると、熱応力が蓄積し、亀裂の形成につながります。

ソリューション：

• 均一な冷却：冷却速度を制御することにより、キャスティングが均一に冷却されることを確認します。これは、金型の周りの断熱材を使用するか、制御された冷却システムを実装することで実現できます。
• 型を予熱します：カビを予熱すると、溶融合金とカビの間の熱勾配を減らし、熱応力の形成を最小限に抑えるのに役立ちます。
• 合金選択：熱亀裂の可能性を減らすために、熱膨張係数が低い合金を選択します。

機械的な亀裂

機械的亀裂は、ハンドリング、機械加工、または組み立て中に鋳造に加えられた過度の機械的力のために発生する可能性があります。これらの力は、合金の強度を超え、亀裂を形成することができます。

ソリューション：

• 適切な取り扱いと機械加工：適切な取り扱い手法を使用して、鋳造に過度の力を適用しないようにします。機械的応力の生成を最小限に抑えるために、機械的なパラメーターが最適化されていることを確認してください。
• 設計最適化：ストレス集中を減らすために、適切なフィレットと半径で鋳造を設計します。鋭い角とエッジは、ストレスライザーとして機能し、機械的な亀裂の可能性を高めることができます。
• 熱処理：熱処理は、合金の機械的特性を改善し、亀裂に対してより耐性を高めることができます。たとえば、アニーリングは、内部ストレスを緩和し、鋳造の延性を高めることができます。

カビ関連の亀裂

不適切なカビの設計は、鋳造の亀裂の形成にもつながる可能性があります。たとえば、型に鋭い角やアンダーカットがある場合、凝固中の鋳造の動きを制限し、ストレスが蓄積し、亀裂が生成される可能性があります。

ソリューション：

• 金型デザインレビュー：カビの設計を確認して、鋳造プロセスに最適化されていることを確認します。鋭い角やアンダーカットを避け、ストレス集中を減らすために滑らかな遷移で金型を設計します。
• 金型材料の選択：鋳造プロセス中に加えられた力に耐えるために、適切な機械的特性を備えた金型材料を選択します。金型材料は、亀裂を防ぐのに十分な強度と柔軟性を持つ必要があります。

3。インクルージョン

包含物は、鋳造部品内に閉じ込められている異物の粒子または物質です。包含物は、鋳造の機械的特性と表面仕上げにマイナスの影響を与える可能性があります。

酸化物包含

溶融合金が溶融または注入プロセス中に空気中の酸素と反応すると、酸化物包含物が形成されます。酸化物は、鋳造の強度と延性を低下させる可能性があり、表面欠陥を引き起こす可能性もあります。

ソリューション：

• 制御された雰囲気の中で溶けます：不活性ガスや真空などの制御された大気で合金を溶かすことで、酸化物の形成を防ぐことができます。これは、ガスパージシステムまたは真空溶融炉を備えた融解炉を使用することで実現できます。
• フラックスの追加：融解中に溶融合金にフラックスを加えて不純物を除去し、酸化を防ぎます。フラックスは酸化物と反応し、溶融合金の表面にスラグ層を形成し、簡単に除去できます。
• スキミング：溶融合金の表面を注ぎ、形成された可能性のあるスラグまたは酸化物層を除去する前に溶融合金の表面をスキムします。

砂の包含

砂の包有物は、鋳物プロセス中にカビからの砂粒子が溶融合金に洗浄されたときに発生します。砂の包含物は表面の粗さを引き起こす可能性があり、鋳造の寸法精度にも影響を与える可能性があります。

ソリューション：

• カビの準備：使用前に金型が適切に準備され、洗浄されていることを確認してください。カビの表面は滑らかで、ゆるい砂粒子がない必要があります。
• ゲーティングシステムの設計：ゲーティングシステムを設計して、注ぐ際の溶融合金の乱流を最小限に抑えます。よく設計されたゲーティングシステムは、砂粒子が鋳造に洗われないようにすることができます。
• フィルターインストール：ゲーティングシステムにフィルターを取り付けて、砂粒子を閉じ込め、キャスティングに入るのを防ぎます。フィルターは、セラミックやワイヤーメッシュなどの材料で作ることができます。

4。表面欠陥

表面の欠陥には、粗さ、コールドシャット、および誤解が含まれます。これらの欠陥は、鋳造の外観と機能に影響を与える可能性があります。

表面の粗さ

表面の粗さは、カビの表面仕上げの不良、不適切なカビの放出剤、注入中の過度の乱流など、いくつかの要因によって引き起こされる可能性があります。

ソリューション：

• カビの表面仕上げ：カビの表面が滑らかな仕上げになっていることを確認してください。これは、高品質のカビ材料を使用して、金型表面を研磨することで実現できます。
• 金型放出剤：適切な金型放出剤を使用して、型からキャストを簡単に分離します。金型放出剤は、正しい量で均等に適用する必要があります。
• 注ぎのテクニック：乱流を最小限に抑えるために、注入技術を最適化します。滑らかで安定した注ぐ速度は、表面の粗さを減らすのに役立ちます。

コールドシャット

コールドシャットは、2つの溶融合金の流れが満たされ、完全に融合しないときに発生します。コールドシャットは、関節が弱くなる可能性があり、鋳造の表面外観にも影響を与える可能性があります。

ソリューション：

• 適切な注入温度：溶融合金が正しい温度で注がれていることを確認してください。注ぐ温度が低すぎると、合金が適切に流れず、コールドシャットが発生する可能性があります。
• ゲーティングシステムの設計：ゲーティングシステムを設計して、溶融合金の滑らかで連続的な流れを確保します。ゲーティングシステムは、コールドシャットが発生する可能性のある停滞した領域の形成を避けるように設計する必要があります。
• 注ぎの場所：溶融合金ストリームのマージを促進する方法で、注ぎの場所を配置します。これは、2つのストリームが完全に融合することを保証するのに役立ちます。

ミス

ミスは、溶融合金がカビの空洞を完全に満たしていないときに発生します。誤解は、低温の温度、不十分な注入圧力、または不適切なカビの設計などの要因によって引き起こされる可能性があります。

ソリューション：

• 最適な注入温度：溶融合金が適切な温度に注がれて、その流動性を維持することを確認してください。注ぐ温度が高いと、合金の流動性が向上し、誤解の可能性が低下する可能性があります。
• 十分な注入圧力：溶融合金がカビの空洞を完全に満たすように十分な圧力を提供できる注入システムを使用します。これは、適切な頭の高さを備えた重力注入システムを使用するか、圧力注入システムを使用することで実現できます。
• カビの設計最適化：金型設計を確認して、溶融合金の流れを妨げる可能性のある制限や障害がないことを確認してください。カビの空洞は、充填プロセスを容易にするために滑らかで連続的な形状で設計する必要があります。

結論

[合金重力鋳造サプライヤー]として、高品質の鋳物を生産することの重要性を理解しています。合金重力鋳造の一般的な欠陥を認識し、適切なソリューションを実装することにより、鋳物が最高水準の品質とパフォーマンスを満たすことを保証できます。

高品質の合金重力鋳造製品が必要な場合は、[見積もりの​​ためにお問い合わせください]をお勧めします。私たちの専門家チームは、キャストのニーズを支援し、プロジェクトに最適なソリューションを提供する準備ができています。合金重力鋳造で豊富な経験があり、幅広い鋳造サービスを提供することができます。重力砂鋳造、複雑な形状重力鋳造、 そしてアルミニウム重力鋳造。

参照

• キャンベル、J。（2003）。キャスティング。 Butterworth-Heinemann。
• フレミングス、MC（1974）。固化処理。マグロウヒル。
• Kalpakjian、S。、＆Schmid、SR（2014）。製造工学と技術。ピアソン。