鋳造欠陥防止

鋳造された部品の製造工程では、主型(鋳型)への充填不良（湯回り不良）や湯境欠陥が必ず発生します。湯回り不良の原因を見つけて、それを改善するにはどうすればいいですか？

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欠陥の正確な査定と評価のためには、以前に健全な鋳造品が出来ていたのか、それとも全く新しい鋳造品で欠陥が発生したのかを知ることが重要です。例えば、鋳造材料や押湯や鋳造方案が変更されていないか？

最初のステップとして、十分な金属が供給されているか、使用されている湯口と鋳造法案が正しく設計されているかどうか、最適な鋳造高さ（静圧）になっているかを基本的に見てみることをお勧めします。

温度も非常に重要な要素です。注湯温度が低すぎると、常に湯境が発生します。したがって、正しい機能を発揮するためには、溶湯の温度曲線（液相線＋固相線）と温度測定点をよく見てください。誤動作があっても、目的の温度バランスが規定の許容範囲内に収まっているか？工程内に、溶湯の流動性や凝固に影響を与える物（チルなど）がありませんか？炉（保持炉または溶解炉・注湯炉）と取鍋の温度は適正ですか？

これらの点をチェックした場合、欠陥が常に同じ鋳型キャビティ（同じ１つの鋳型内で複数個の鋳造品の同じ型番）で発生しているか、それとも常に鋳造品の同じ部位に発生しているかに注意を払う必要があります。局所的に肉厚差が大きいか、断面形状の違い（ネックダウン）による差があるか、あるいは中子マークの密閉不良による溶湯ロス（中子マークの逆流）がないかを確認してください。

一般的に、主型と中子の良好な通気は非常に重要です。主型の通気性を良くするためには、ガス抜き穴を使用する必要があり、空気の混入や過度の動圧による主型への溶湯の充填不良を防ぐことができます。

以上の点を確認しても問題が解決しない場合は、ASKテックサービスにご相談ください。

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いわゆるベイニング欠陥と言われていますね。これは、主に角部、隅部、エッジ部にある鋳物の薄い金属が飛び出す形で現れます。葉脈状の突起物は、ある温度勾配（珪砂の場合は573℃）での珪砂の膨張によって生じます。鋳型材料が裂けて開き、流入した金属がその隙間を埋めてリブ状の付け根を形成します。この作用は、鋳造温度が高くなるとバインダーの分解が速くなるため、より強くなります。

微細な砂の割合が高すぎると、充填密度が高くなり、これがベイニングの原因となることがあります。それぞれの場合に使用される基本的な成形材料は、その固有の挙動に応じて考慮する必要があります。さらに、耐熱性が不十分であったり、注湯温度やヘッドが高すぎたり、鋳込み時間が長すぎたりすると、葉脈状の突起物が形成されやすくなります。好ましくない鋳造方案は、いわゆるホットスポット（熱が集中するところ）の原因となり、鋳造欠陥を助長します。

お客様のプロセスは、多くの分野で最適化することができます。

中子側では、粒度の粗い砂粒を含んだ砂配合（粒度分布）を使用するか、または代わりに膨張の少ない砂（クロム砂またはジルコン砂）を使用することで、ベイニングの防止につながります。また、再生砂や長石含有率５〜６％の砂や熱伝導率の良い砂添加剤も好影響を与えます。これらの特殊砂や添加剤の軟化温度が低いことで、珪砂(シリカ)相転移による膨張圧力が緩衝されます。

主型側では、ベントナイトの含有量を増やすことで湿体引張強度を向上することができます。さらに、微細な珪砂の低減により、ガス通気度が向上する。新砂の量を減らすこと、および／または水分の少ない成形材料を使用することは、ガスポテンシャル、ひいては鋳型内のガス圧を低減するのに役立ちます。

さらに、塗型剤の使用も役立つでしょう。セラミック充填材として適した構造の物質が選択されると、耐ガス圧性が向上します。塗型層の厚みを増すことは、断熱性の向上にもつながります。塗型剤をゆっくり乾燥させることができれば、乾燥した塗型層のひび割れを防ぐことができます。

また、主型や中子部の局所的な過熱によるホットスポットの発生を防ぐために、適切なゲート・供給システムが使用されているかどうかを確認することをお勧めします。また、注湯時間を短縮することでも改善することができます。

以上の点を確認しても問題が解決しない場合は、ASKテックサービスまでご連絡ください。

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いわゆるベイニング欠陥と言われていますね。これは、主に角部、隅部、エッジ部にある鋳物の薄い金属が飛び出す形で現れます。葉脈状の突起物は、ある温度勾配（珪砂の場合は573℃）での珪砂の膨張によって生じます。鋳型材料が裂けて開き、流入した金属がその隙間を埋めてリブ状の付け根を形成します。この作用は、鋳造温度が高くなるとバインダーの分解が速くなるため、より強くなります。

微細な砂の割合が高すぎると、充填密度が高くなり、これがベイニングの原因となることがあります。それぞれの場合に使用される基本的な成形材料は、その固有の挙動に応じて考慮する必要があります。さらに、耐熱性が不十分であったり、注湯温度やヘッドが高すぎたり、鋳込み時間が長すぎたりすると、葉脈状の突起物が形成されやすくなります。好ましくない鋳造方案は、いわゆるホットスポット（熱が集中するところ）の原因となり、鋳造欠陥を助長します。

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中子側では、粒度の粗い砂粒を含んだ砂配合（粒度分布）を使用するか、または代わりに膨張の少ない砂（クロム砂またはジルコン砂）を使用することで、ベイニングの防止につながります。また、再生砂や長石含有率５〜６％の砂や熱伝導率の良い砂添加剤も好影響を与えます。これらの特殊砂や添加剤の軟化温度が低いことで、珪砂(シリカ)相転移による膨張圧力が緩衝されます。

主型側では、ベントナイトの含有量を増やすことで湿体引張強度を向上することができます。さらに、微細な珪砂の低減により、ガス通気度が向上する。新砂の量を減らすこと、および／または水分の少ない成形材料を使用することは、ガスポテンシャル、ひいては鋳型内のガス圧を低減するのに役立ちます。

さらに、塗型剤の使用も役立つでしょう。セラミック充填材として適した構造の物質が選択されると、耐ガス圧性が向上します。塗型層の厚みを増すことは、断熱性の向上にもつながります。塗型剤をゆっくり乾燥させることができれば、乾燥した塗型層のひび割れを防ぐことができます。

また、主型や中子部の局所的な過熱によるホットスポットの発生を防ぐために、適切なゲート・供給システムが使用されているかどうかを確認することをお勧めします。また、注湯時間を短縮することでも改善することができます。
 

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ご説明にあった鋳造欠陥、気泡は、主に中子や鋳型の脱ガス処理が不十分なために発生し、球状黒鉛鋳鉄鋳物（GJS）よりもねずみ鋳鉄鋳物（GJL）に多く見られます。丸みを帯びた滑らかな壁を持つ空洞は、通常、広い面積に発生します。丸みを帯びた、または細長い気泡が発生する理由は、鋳物の表面の凝固金属に囲まれたガスであり、多くの場合、スラグや酸化物を伴います。このような欠陥は、通常、上型、通気性の悪いポケットやアンダーカット部分に発生します。

ガス発生の原因を要因ごとに個別に確認されることをお勧めします。

中子

中子からのガスの放出は、気泡の形成を促進する可能性があります。バインダーを減らすか、低ガス排出バインダーを使用すると有利になります。
注：バインダーの含有量が低いほど、ガスの潜在的な可能性は低くなります。

鋳型への鋳込み速度に応じて、鋳型材料の塗型材のガス透過性を考慮しなければなりません。一般的には、鋳型への鋳込み速度が速い＝ガス透過性が低い、鋳型への鋳込み速度が遅い＝ガス透過性が高いということになります。

塗型工程の後は、必ず中子を十分に乾燥させてください。

中子を保管する際には、水分を吸収しないように乾燥した環境（相対湿度が低い）で保管するように注意してください。温かい中子や高温で保管されている中子は、より多くの水分を吸収する傾向があります。

また、中子の換気が不十分であることも大きな要因です。塗型を使用する場合は、コアマークに塗型材が付着していないことを確認してください。場合によっては、その後に中子の通気孔を開けたり、セラミックインサートを使用して中子の通気孔を接続したりすることをお勧めします。

鋳型

鋳型を製造する場合、特に自動生型造型機では、砂型の充填が高すぎてはいけません。砂型材料（砂とバインダーの混合物）のガス透過性が低すぎたり、ベントナイト結合材料（生砂/湿式鋳造）に使用されるカーボンバインダーなどからのガス放出が高すぎたりすると、ガスの危険性が高まります。

湿り気が多すぎる砂および／または暖かすぎる砂が鋳型の製造に使用されている場合、鋳型が「沸騰」し、その結果、鋳型内の蒸気圧の上昇につながる可能性があります。また、微粉ダストの含有量を少なくしたり、砂粒を粗めにしたり、カーボンの含有量を少なくしたり、遅効性のカーボンを使用したり、モンモリロナイトの含有量が多く（比結合能が高く）、熱安定性の高いベントナイトを使用することで、鋳型側からの脱気を改善することができる。鋳型材料の継続的な管理が絶対的に必要である。また、成形砂は均一に成形されていることが必要であり、成形圧力の低下とそれに伴う鋳型硬度の低下も効果的です。

湯口や鋳込み技術をチェックする際には、鋳型の通気性を十分に確保することが重要です。鋳込み高さを高くしたり、鋳込み時間を長くすることでも改善することができます。

溶解

溶湯が十分に脱ガスされていることを確認し、特に特定の沸騰温度と保持時間（鉄系溶湯の静置/沈静）を確認して下さい。溶解初期には酸素を減少させるために、ステンレス鋼やリターンなどの清浄な材料を使用する。溶解時には、溶融物がより多くのガスを吸収する温度範囲を速やかに通過させなければなりません。

上記の点をすべて確認しても問題が解決しない場合は、ASKテックサービスまでご連絡ください。
 

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中子ブロー時の問題は、多くの要因によって引き起こされます。まず第一に、使用するコアボックスに対する選択されたブロー成型機の適合性を検討する必要があります。成型機の十分な吹き込み量は、金型（コアボックスの体積）に関連して重要です。ブローヘッドは、十分に大きな吹き込み範囲を提供しなければならない。ブローヘッドが、ブローチューブまたはコアシューターのサイズが適切に選択されていなくても、中子型（ワームホール）を充填するのに十分な量を提供しているかどうかを確認してください。ここで、ブローヘッド内のガイドプレート、スペアピース、または砂の迷路は、中子型の最適な充填に役立つ可能性があります。

さらに、ノズルシールを含むブロー造型機のすべての加圧部品、シールおよびバルブも十分にご確認ください。

さらなるステップでは、ショット断面積の合計が、例えば、予定された時間内にコアボックスを充填するのに十分であるかどうか、及び／又はショットが充填に有利な位置にあるかどうか（例えば、コアマーク）を調べる必要があります。

同じことがベント面積に関しても当てはまります。ベント面積の合計がブロー面積の合計の～50%に相当するかどうかを確認してください。ベントホールは、中子型内の充填に適した位置にあるべきです。ベントのタイプと寸法は、ショット中に十分な排気を確実にするために、その後ろの排気管を含めて適切なものでなければなりません。冷間ガス硬化型のフェノールウレタンコールドボックスシステムでは、触媒ガスによる必要なフラッシングも確実に行わなければなりません。ここでは、均一な硬化に重点を置いています。

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