金属鋳造は、溶融金属に高圧を加える複雑なプロセスであるため、最終的な製品の品質を損なう可能性のあるいくつかの望ましくない出来事が発生する傾向があります。 これらは鋳造欠陥であり、メーカーにとって大きな懸念となっています。
鋳造に関連する欠陥にはさまざまな種類があります。 それぞれに特有の特徴、原因、予防手順があります。 鋳造をマスターする鍵は、関連するさまざまな欠陥と原因を理解することです。 その結果、これらの欠陥を積極的に回避し、高品質の製品を顧客に提供することができます。
ここでは、作業中に発生する可能性のある基本的な不具合について説明します。 さまざまな種類の鋳造プロセス、鋳物に発生する可能性のある欠陥の具体的な例が含まれています。 また、これらの鋳造欠陥のさまざまな原因とそれぞれの解決策についても学びます。
何ですか 鋳造欠陥?
鋳造欠陥は、コンポーネントの品質仕様を損なう欠陥または不規則性です。 鋳造欠陥には、材料の破損から鋳造設備や最適化されていない手順に至るまで、さまざまな理由と原因があります。
これらの欠陥の一部は許容されたり無視されたりする場合がありますが、鋳造表面の欠陥によっては、鋳物が弱ったり、形状が奇妙になったり、機能が低下したりすることがあります。 したがって、最終製品のより良い機能を確保するには、それらを除去または防止する必要があります。
鋳造欠陥にはさまざまな種類がありますが、一般に次の XNUMX つのカテゴリに分類されます。
- 冶金上の欠陥
- 熱による不具合
- 金型材料の欠陥
- 鋳物の形状不良
各グループのさまざまな欠陥とその原因と解決策を見てみましょう。
冶金的欠陥
これらの欠陥は主に、 金属材料冶金学的欠陥には以下の5つの種類があります。
1. 気孔欠陥
これらは内部的なものです ダイカストの欠陥 通常は見つけるのが難しいものです。 通常、金属に小さな穴、空隙、または空気のポケットがある場所で見つかります。 通常、鋳造プロセス中に金属内に空気が閉じ込められると、気孔が発生します。 この結果、金型の上部に隙間が生じたり、金型への充填が遅すぎる場合があります。 したがって、結果として得られるコンポーネントの構造抵抗が弱くなる可能性があります。 XNUMX つの主要な気孔率欠陥があります。
ガス気孔率
鋳造金属が型内で凝固すると、液体のときほど多くのガスを保持できなくなります。 したがって、金属はガスを放出する傾向があります。 ガスが金型を通過できないため、金属内部に気泡が閉じ込められやすくなります。 これらのバブルは次のように表示されます。
- ピンホール。 ダイカスト部品の上部に生じる小さな穴です。 通常、鋳物の表面近くで（目視検査により）グループで見られます。
- 潮吹き穴。 鋳造ワークピースの内部に発生する大きな穴です。 ピンホールとは異なり、肉眼では見えません。 したがって、それらを検出するには、X 線、超音波、高調波、または磁気分析が必要になります。
- 穴を開けます。 ワークの表面に現れるブローホールの一種です。 これらは、金属を型に流し込む際の空気の巻き込みによって発生します。 傷跡は開いた穴の浅い形態です。
これらの欠陥は、鋳物の表面に円形または楕円形で現れます。 多くの場合、明るい黄色または明るい白色の滑らかな表面を持っています。 その結果、特定できるのは、 ガス気孔率 鋳造工程後の目視検査により鋳造欠陥を検査します。 一方、機械加工されていない表面にこの欠陥があるかどうかを確認するには、X 線装置が必要です。
目的
- 金属合金の充填に含まれるガス。 金属鋳造では、溶融金属合金を高圧かつ高速で金型に充填します。 したがって、溶湯が安定して規則的に流れることができないと、ガスを伴う乱流が発生する可能性があります。 乱流は、ゲート システムの死角領域、不合理な鋳造パラメータ、および洗浄機の不適切な設計によって発生することがよくあります。 したがって、これらの乱流による気孔率の欠陥に気づく場合があります。
- 溶けた合金から水素を放出します。 これは鋳造における気孔の主な原因の一つです。空気中や溶解器具中の水分が溶融金属に入り込む可能性があります。 鋼合金それにより、さらに水素に分解されます。鋳造物が冷却・凝固すると、水素の溶解度が低下し、放出されてガス孔が形成されます。
- 離型剤からのガス。 溶融金属合金は、接触すると離型剤を加熱することがよくあります。 その結果、分解してガスが発生し、最終的に気孔欠陥を引き起こします。 同様に、離型剤を多量に使用すると、ガスが揮発する可能性があります。
救済
- 水素の生成を防ぐために、清潔で乾燥した金属合金インゴットが使用されていることを確認してください。
- 射出速度や圧力などの適切な鋳造パラメータを使用します。
- 過熱を防ぐために製錬温度を制御します。
- スプルー、ランナーは50mm以上の十分な長さを持ったものを使用してください。 したがって、安定した適切なガスの流れが確保されます。
- 離型剤は最高の品質であり、量が管理されている必要があります。
収縮気孔率
収縮気孔は、ガス気孔の丸く滑らかな表面とは異なります。 それらはギザギザの角張ったエッジとして発生します。 金属が冷えて固まるときに収縮するのは正常です。 ただし、引け巣が不均一であったり、部品の形状が歪んだり、内部に穴が開いたりすると欠陥となります。 一般的な収縮気孔率の欠陥は次のとおりです。
- 開いた収縮欠陥。 鋳造品の表面に凹凸（凹面）や穴（パイプ）として発生します。 金属合金が不均一に収縮すると、金型内に空気が引き込まれ、開放収縮が生じます。
- 閉じた収縮欠陥。 これらは、溶融金属の加熱が不均一になる鋳物の内部に穴として現れます。 それらはミクロまたはマクロの形態で発生する可能性があります。 マクロ収縮はギザギザの線やマークのように見え、目に見えます。 一方、微細な穴は角ばって見え、顕微鏡で見ることができます。
- ワーピング。 この収縮は金属の凝固中または凝固後に発生し、コンポーネントの形状や寸法が変化します。 金属が平らな部分や大きな部分で湾曲する原因となります。
目的
- 金型の特定の領域に金属が高濃度で存在します。
- 射出圧力が低すぎます。
- ランナーとゲートの設計が不十分。
- 金属凝固の不均一なパターン。
- 溶融金属のさまざまな部分の温度差。
- 非常に高い注湯温度。
救済
- 改善されたランナーとゲート設計を備えたシンプルな鋳造ジオメトリを使用します。
- シミュレーション ソフトウェアを使用してランナーを改善することで、キャビティの最適な充填を確保します。
- 金属射出圧力を上げます。
- 適切な熱放散を確保するために、冷却コイル、リブ、または内部チルドを挿入します。
- 金属表面をきれいにして汚れを取り除きます。
2. 流し
ヒケは鋳造表面へのプレスダウンの衝撃であり、金型の設計を正確にコピーするものではありません。 表面下に空洞がある場合、鋳造表面にヒケが現れます。 これらの凹みは、金属表面の厚肉領域に沿って発生します。 シンクは光を反射するため、これらの鋳造表面の欠陥は目視検査によって簡単に識別できます。
目的
- 鋳造品の壁厚が不均一であると、凝固時の収縮が不均一になることがよくあります。
- 金型が部分的に過熱すると、その過熱領域で鋳物がゆっくりと凝固します。
- 金型キャビティの通気が不十分なため、液体金属表面とキャビティ表面の間でガスが圧縮されます。
- 射出圧力が低い。
- 保圧時間が短いため、送り効果が低い。
救済
- 鋳物の構造設計を最適化して、均一な肉厚を確保します。
- 金型キャビティの通気性能を向上させます。
- 金型キャビティの過熱を避け、金属の圧力保持時間を長くしてください。
- 金属射出圧力を上げます。
3. スラグ介在物
スラグ混入物は鋳物にしっかりと付着し、最終製品の機械的特性を低下させます。これは通常、非金属材料が鋳造表面に不規則なクラストを引き起こすときに発生します。鋳造欠陥は、鋭いエッジと不規則な形状を備えたリボン状の巻き込みまたはポケットです。さらに、他の形態のインクルージョンには、砂、釘、土、酸化物などがあります。厚さはわずか数ミリですが、肉眼でも確認できます。
目的
- スラグ粒子を含む液体金属の注入と固化。
- 不適切なゲート システム。
- 凝固プロセス中の不溶性金属間化合物の形成。 したがって、それらは残留液体中で分離されます。
- 溶解物に完全に溶解していない合金を追加する。
救済
- ・金型を定期的に徹底的に洗浄します。
- ゲート システムの設計を改善します。
- きれいな溶融金属を使用してください。
- 合金材料の小片を塗布し、金属合金の変化を観察します。
4. ドロス
ドロスとは、非鉄金属の鋳造作業中に発生する金属損失を指します。 金属が溶けると、酸化して不純物やスカムの層が形成され、それが金属の表面に浮き上がります。 不純物は卑金属の酸化物と他の金属が表面に混ざることで発生します。
目的
- ・テルミット反応。
- 金属温度が高すぎます。
- 金型内の空気と高温の液体金属の間で起こる反応による酸化物の形成。
救済
- ・酸化やテルミット反応を引き起こす可能性がある撹拌は避けてください。
- 金属の温度を下げます。
- 溶解時間を短縮します。
5. はんだ付け
はんだ付けは、鋳造プロセス中によく見られる鋳造欠陥です。 これは、溶融金属が金型キャビティの表面に付着し、鋳物を取り外した後もそこに留まるときに発生します。 その結果、鋳造部品の一部の領域で材料が不足しているか、材料が過剰になっています。 目視検査によりはんだ付けを識別できます。
目的
- 金型キャビティの損傷、不十分な硬度、または低い粗さ。
- 射出機構が不適切なため、射出が傾いてしまう。
- 溶融金属合金または金型の過熱。
- 品質の悪い離型剤を使用している。
- 合金中の鉄元素の量が不十分です。
救済
- 金型キャビティの損傷を修復し、粗さを改善します。
- 抜き勾配とゲートの設計を調整します。
- 排出機構を最適化することで、バランスのとれた排出を確保します。
- 金型および溶湯の温度を監視および制御
- 高品質の離型剤を使用してください。
- 鉄元素は 0.8% ～ 1.1% の余裕をもって適切に使用してください。
熱による欠陥
熱によって引き起こされる鋳造欠陥には、高温裂傷、低温シャット、熱疲労を含む XNUMX つがあります。
1. 熱い涙
高温裂傷は、熱によって発生する重大な鋳造異常の XNUMX つです。 この欠陥は金属鋳物の凝固中に発生します。 この段階では、熱によって金属に引張ひずみと応力が発生します。 熱間引き裂きは、金属が凝固するときに収縮するときに発生します。 通常、これらはダイカスト部品上の不規則または線状のパターンとして見られます。
目的
- ・金属表面の熱収縮。
- 金属の注入温度が不十分です。
- 不適切な凝固プロセスとゲートの配置。
救済
- ・接合部には良好なフィレットを使用してください。
- ゲートを金型の近くに正確に配置します。
- 標準的な固化方法を採用します。
- 素材全体に均一な厚みを確保します。
2. コールドシャット
コールドシャット欠陥は、丸いエッジを持つ亀裂です。 金属が複数の点から金型に流入するときに発生します。 ただし、金属は冷たすぎるため、適切に結合して完全な部品を形成することができません。 したがって、コールドシャットは、ワークピースの中央を通る丸みを帯びたエッジを持つ亀裂として発生し、鋳物に弱い部分を形成します。
目的
- ゲートシステムの設計が不適切。
- 液体金属の低温。
- 溶融金属の流動性が低下する。
- 鋳物の薄い部分。
救済
- ゲート システムを最適化して、狭いクロス パスを防ぎ、適切なメタル フローを確保します。
- 金型のガス透過性を向上させます。
- 早期凝固を防ぐために、金属の注入温度を上げます。
3. 熱疲労
この欠陥が蔓延しているのは、 アルミダイカスト 金型は高い熱応力を受けるため、熱応力が発生します。熱応力は、射出、排出、潤滑剤の噴霧時に表面が加熱・冷却される際に生じる温度勾配によって発生します。 ダイカスト 金型は高い熱負荷と機械的負荷を受けやすく、非常に低い温度と高い温度の繰り返しサイクルにさらすと、部品内に構造的な弱化と亀裂が生じます。
目的
- ・金型を高温にさらし続ける。
- エッジとコーナーの半径が小さすぎます。
- 温度勾配がゲートに近すぎます。
救済
- · コーナーとエッジに許容半径を与えます。
- ゲート付近の温度勾配を小さくします。
- しばらくの間、ダイを冷却させます。
金型材料の鋳造欠陥
金型材質の不適合による鋳造欠陥には7種類あります。 読む。
1. カットとウォッシュ
これらは、溶融金属が鋳物砂の一部を洗い流すときに発生する余分な金属の領域です。 これが起こると、砂は浸食に抵抗するのに十分な強度を失います。 カットとウォッシュは、ワークピースの表面に沿った低い膨らみとして現れます。 通常、液体金属の注入圧力が高くなる端に向かって傾きます。
目的
- · 金型の一部の領域に余分な金属がある。
- 溶融金属が高速で流れるため、余分な金属がゲートを通過します。
救済
- ゲート システムが適切に設計されていることを確認します。
- 中子と金型の強度を向上させます。
- 中子砂にバインダーをさらに加えます。
2. 融合
融合は、砂粒が流れる液体金属と融合するときに発生する砂鋳造のもう XNUMX つの欠陥です。 これにより、硬いガラス質の薄い層が鋳物にしっかりと付着します。 この欠陥の主な原因は、砂の耐火性が低いことです。 砂の耐火性が低いため、液体金属の高温に耐えることができません。 これにより、融着欠陥が発生する。
目的
- ・砂や粘土の耐火性が低い。
- 金属と砂粒を混ぜます。
- 金属の注入温度が高すぎます。
救済
- ・成形材料の耐火性を高める。
- 溶融金属の注入温度を下げます。
3. 振れ
振れは、溶融金属が金型から漏れることによって発生します。 この結果、金型キャビティは完全に充填されなくなります。 したがって、キャストされたコンポーネントが欠落しているか不完全になる傾向があります。 ほとんどの場合、外観は滑らかですが、場合によっては不規則で粗い振れが発生することもあります。
目的
- 金型またはダイカストマシンの故障。
救済
- 鋳造金型を精密に設計します。
- 鋳造前に金型を検査し、欠陥のある金型は交換します。
- 金型の設計には高温に耐える高品質の原材料を使用します。
4. うねり
金属静力により金型の壁が後退し、ワークピースの寸法が膨張することがよくあります。 これは、鋳造物が希望の体積を超えて拡大し、わずかで滑らかな膨らみが現れることを意味します。 その結果、送りと加工の要件が増加し、金属の無駄が発生する可能性があります。
目的
- 強度の低い金型です。
- 砂型の打ち込みが不適切。
救済
- 金型の壁が後退しないように、溶融金属の圧力に耐えられるように金型を設計します。
- より強力でしっかりと打ち込まれた型を使用してください。
5. ドロップス
これらの欠陥は、鋳造物がまだ溶融状態にあるときに発生します。 これらは、緩んだ鋳物砂の破片や塊がコープの表面から金型キャビティ内に落ちたときに発生します。 その結果、鋳物の表面に異常な不規則な形状の突起が発生します。 また、水滴により金属表面が汚れて使用に適さなくなってしまう可能性もあります。
目的
- ・砂強度が低い。
- 溶融金属のフラックスが不十分です。
- ソフトな打ち込み。
- コープに砂突出部の補強が無い。
救済
- 強度の高い砂を使用してください。
- 適切なフラックス処理により溶融金属の不純物を除去します。
- より強力な打ち込みを提供します。
- 砂の突起をガガーや釘で補強します。
6. 金属の貫通
これは、溶融金属が鋳物砂の開口部や隙間に浸透するときに発生します。 その主な原因は、鋳物砂の粒度が粗すぎて、液体金属が適切に流れないことです。 その結果、鋳肌が荒れて不規則になり、美観が低下します。 金属の浸透の影響を肉眼で簡単に確認できます。
目的
- 浸透性が高く、強度が低い砂を使用しています。
- 柔らかい砂の衝突。
- 粗いまたは大きな砂粒子を使用すると、金属の侵入がさらに激しくなります。
- カビ洗浄剤の不足。
救済
- 小粒で強度の高い砥粒を使用。
- しっかりとした突き固めと砂の浸透性の低さを確保します。
7. ネズミのしっぽ
ネズミの尾は、鋳物に不規則な亀裂や線として現れます。 これらの欠陥は、溶融金属が過度に高温になったときに金型キャビティ表面の圧縮破壊によって発生します。 溶けた砂は熱の影響で膨張し、これにより型の壁が後方に移動して崩れます。 工程上、鋳肌に小さな線の跡が入ります。 鋳造手順中にこのような破損が複数回発生した場合、コンポーネントの表面に小さな線が交差していることに気づく場合があります。
目的
- ・砂の膨張力が弱い。
- 金型設計が不適切。
- 金属の注入温度が高すぎる。
救済
- 鋳物砂に可燃性添加剤を添加します。
- 金属の注入温度を下げます。
- 適切な拡張を確保するために、金型の硬度を低く設計します。
鋳物の形状欠陥
鋳造形状が正しくないと、ミスマッチとバリという XNUMX 種類の欠陥が発生する可能性があります。
1. ミスマッチ
不一致とは、金型の下部と上部の位置のずれによって発生する鋳造欠陥です。 金属を流し込む前に、金型のコープとドラグが適切に位置合わせされていない場合に発生する可能性があります。 ミスマッチには、金型シフトとコア シフトの XNUMX 種類があります。 金型のずれは金型の位置ずれの結果であり、多くの場合、水平方向のずれとして現れます。 一方、コアシフトはコアの位置ずれにより発生し、垂直方向のずれとして現れます。
目的
- ボックスピンが緩んでいます。
- ダウエルピンのパターンが間違っています。
- 金型の上下を間違えると位置ずれの原因となります。
救済
- マッチプレートパターンの位置合わせと取り付けが適切であることを確認してください。
- 適切な成形ボックスと閉じピンを使用してください。
2. フラッシュ
バリは、ダイカスト部品のパーティング ライン上に薄く不規則な形で発生する余分な材料または不要な材料です。 通常、これはパーティング面に形成される金属の薄いシートであり、再溶解後にドロスになります。 フラッシュはサイズが大きいことが多いため、目視でも確認できます。
目的
- クランプ力が不十分です。
- パーティング面の洗浄が不十分。
- 射出速度と充填温度が高すぎます。
- 金型材質の強度不足。
- 鋳造機のヒンジが変形または磨耗している。
救済
- 射出速度、充填温度、型締力などの鋳造パラメータを調整します。
- 鋳造機は定期的にメンテナンスしてください。
- 金型のキャビティとパーティング面を清掃します。
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結論
金属鋳造プロセスは複雑であり、さまざまな表面欠陥が生じる可能性があります。 これらの鋳造欠陥をより深く理解することで、鋳造品の品質管理の可能性が高まります。 鋳造の欠陥とその解決策についてすべてを知ることで、鋳造の優れた品質が保証されます。
これらの欠陥は状況によっては正常な場合もありますが、経験豊富なダイカストの専門家が、それらの予防や是正を支援します。そのため、品質管理検査を確実に実施できるパートナーと協力する必要があります。 RapidDirect にお問い合わせください ダイカストに関するご質問やお問い合わせは、今すぐお電話ください。
