ダイカスト欠陥の種類、原因、予防方法

ダイカスト プロセスには、溶融金属に高圧を加えることが含まれます。これは、プラスチック射出成形と同様のプロセスです。 ただし、ダイカストは複雑であり、多くの要因がダイカスト製品の品質を損なう可能性があります。 ダイカストの欠陥は、原材料管理の緩み、プロセスや生産計画の不適切さなどにより、現在大きな懸念事項となっています。

したがって、これらの鋳造欠陥を適切に解決できないと、最終製品の品質に影響を及ぼします。 ただし、注意すべき重要な点は、作業中にすべての欠陥を回避できるわけではないということです。 ダイカストプロセス。 このような場合、設計者は金型設計を変更する必要がある場合があります。

したがって、この記事ではさまざまなタイプのダイケーシング欠陥について説明し、その原因、解決策、およびそれらを防ぐ方法について詳しく説明します。 早速本題に入りましょう！

ダイカストの欠陥s： 種類、 目的, およびソリューションs

ここでは、ダイカストのさまざまな欠陥とその解決策について説明します。 これらの欠陥は、不適切な充填または不適切な固化段階によって発生することが多く、次の XNUMX つの主要なカテゴリがあります。

インナー ダイカストの欠陥

この種の鋳造欠陥は発見するのが難しく、コンポーネントの構造的耐性を弱めます。 鋳造内部の主な欠陥は次の XNUMX つです。

1. ガス気孔率

これには、冷却後の鋳型内での気泡の形成が含まれます。 ダイカスト部品の本体には、ガスの気孔が円形または楕円形の構造として見られ、滑らかで明るい白または黄色の表面もあります。  

ほとんどの固体金属は大量の溶解ガスを保持できませんが、液体金属は保持できます。 その結果、固体金属内のガスは、鋳物が冷えるにつれて鋳造物内に空隙または気泡を形成します。 これは凝固段階で頻繁に発生し、鋳型内にいくつかの穴が見られる場合があります。 ガスの多孔性の程度によっては、他の種類の欠陥が発生したり、スクラップ率が増加したりする可能性があります。

原因：

• 溶融金属合金からの水素の放出 – 製錬温度が高いと、溶融金属合金中の水素の溶解度が高くなることがよくあります。 ダイカストの冷却と凝固により、水素の溶解度が低下し、溶融金属から水素が放出されます。 その結果、ガスの気孔が発生します。
• 金属合金の充填プロセスにおける関与ガス – ダイカストプロセスでは、溶融金属合金を高速かつ高圧で金型に充填します。 したがって、液体合金が安定して規則的に流れることができない場合、乱流が発生し、ガスの気孔が発生する可能性があります。
• 離型剤からのガス – 離型剤は通常、溶融金属合金による加熱により分解してガスを放出します。 その結果、離型剤の過剰使用によりガスの揮発が発生する可能性があります。

ソリューション：

• フラックス下または低溶解度ガスの周囲で真空中で原料を溶解し、空気が溶融金属に到達しないようにすることで、溶解プロセスを制御します。
• 金属合金インゴットが清潔で乾燥していることを確認してください。
• 射出速度などの識別可能なダイカストパラメータを使用します。
• 十分なスプルーとランナーの長さにより、溶湯が安定して流れ、ガスが排出されやすくなります。 
• 離型剤は高品質なものを選択し、適量を使用してください。

2. 収縮気孔率

収縮気孔は鋳造の冷却および凝固プロセス中に形成され、金属合金は冷却時に収縮します。 したがって、十分な予防措置を講じないと、この欠陥が発生する可能性が高くなります。 しかし、不均一な収縮によって形状が歪んだり、鋳物に穴が開いたりすると欠陥となります。

収縮気孔は開放収縮、反り、および閉鎖収縮として発生する可能性があり、金属の応力に影響を与えます。 この欠陥は角張ったエッジとして見られ、亀裂や樹枝状破壊が生じることもあります。

原因：

• 冷却システムの設計に無理がある。
• 金型の開きが早すぎる。
• 非常に高い注入温度を使用します。

ソリューション：

• 全体的な鋳造構造を改善します。 
• 連続的な溶融金属の流れを可能にするライザーを備えた稼働 (ゲート) システムを再設計します。
• 内部チル、冷却コイル、またはリブを挿入して、熱放散を高めます。
• 鋳造温度を調整して総体積不足を減らします。

3. 含まれるもの

これらは、鋳物の内部または表面にある不規則な形の穴です。 介在物があると、金属鋳物中に砂、材料、ドロス、または脱酸生成物の不要な粒子が存在します。 介在物は金属鋳物の機械的機能に影響を与える可能性があり、X 線または UT を使用して識別できます。

原因：

• 不適切な精製やゴミの汚染による金属の不純物。
• 炉装入純度が低い。 
• 金属と周囲の雰囲気または金型の表面との相互作用。
• 離型剤にグラファイトが多すぎる。 

解決策s:

• 炉の装入物が純粋であることを確認してください。
• スラグを徹底的に除去し、金属液体を適切に精製します。
• ダイキャビティとレードルを適切に洗浄します。 
• 離型剤にグラファイトが含まれている場合は、均一に混合および撹拌してください。 

表面的な 死 鋳造 欠陥

このようなタイプの鋳造欠陥は目に見えることが多く、コンポーネントの表面とその美的品質を破壊します。 それらには次のものが含まれます。

1. クラック

亀裂は、材料の内外の応力によって材料が破壊されるときに発生します。 それらはダイカスト表面に不規則または線状のパターンとして現れます。 最初の亀裂は冷却固化の過程で発生します。

これは、キャビティ ジオメトリの材料が自然な状態では収縮できないために発生します。 その結果、残留応力により金型に亀裂や変形が発生します。 亀裂の XNUMX 番目の形態は、コンポーネントへの外力によって発生します。 力は、部品の取り出し中に切断段階または金型から発生します。

亀裂は、成形合金に含まれる不適切な合金元素の結果として発生します。 したがって、溶解中に正しい合金元素を使用する必要があります。 また、コンポーネントの構造を最適化し、均一な肉厚を確保することで、この欠陥を防ぐことができます。 バランスの取れたダイカスト部品の取り出しも、この鋳造欠陥に対する優れた解決策です。

2. コールドシャット

ここでは、鋳物の表面に不規則な直線状の線が存在します。 線は細くて小さく、滑らかなエッジを持ち、外力によって伸びる可能性があります。 加圧ダイカストにおけるコールドシャット欠陥は、ダイキャビティ内で XNUMX つの液体金属フロントの溶融が不適切な場合に発生します。 その結果、コンポーネントに弱い部分が残ります。

コールドシャットの原因としては、溶融温度の低さ、射出速度の遅さ、ゲートシステムの不合理な設計、合金の流動性の悪さが挙げられます。 目視検査は、この欠陥を発見するのに役立ちます。 コールドシャットを回避する良い方法は、金型と溶融金属の温度を上げることです。 プランジャーの速度を上げながら、ゲームのサイズや位置を変更することもできます。

3. ネットワークの亀裂

網状クラックは、ダイカスト部品の表面に髪の毛や網状の凹凸として現れます。 ダイカスト回数が増えると、金型の突出量が増加します。 これは、粗い金型キャビティ、高い充填温度、不適切な鋳造材料、不適切な熱処理によって発生する可能性があります。

この欠陥を回避するには、ダイカスト金型の材料と熱処理プロセスが適切である必要があります。 さらに、内部応力を除去するために、均一かつ十分な金型加熱を確保する必要があります。 適切な冷却方法を使用して、金型キャビティの熱バランスを確保する必要があります。 ダイカストプロセスでは適切な粗さレベルが必要です。 したがって、ダイキャビティとゲートシステムを定期的に研磨する必要があります。

4. ドラッグとはんだ付け

引きずりは、金型の開口方向と平行に発生する欠陥です。 これらは鋳造部品の表面に帯状の傷として現れます。 はんだ付けは、ダイのキャビティと金属合金の異常な固着によって発生します。 これは、コンポーネントの一部の領域に過剰な材料または欠落した材料として表示されます。

圧力ダイカストにおけるこれらの欠陥は、溶融合金の過熱、ダイキャビティ表面の損傷、または不十分な抜き勾配によって引き起こされます。 不合理な射出メカニズムや離型剤の品質の低下も、これらの欠陥を引き起こす可能性があります。

したがって、高品質の離型剤を使用し、排出メカニズムを最適化することが最善です。 ダイキャビティの表面に損傷がある場合は、必ず適切に修復してください。 ゲート方向を調整してダイコアを正しい状態に保つこともできます。

5. 点滅

このダイカストの欠陥により、ダイカスト部品に薄くて不規則な金属シートの形状が生じます。 その原因としては、射出速度の速さ、ファイリング温度の高さ、パーティング面の汚れの付着、金型のクランプ力不足などが考えられます。 したがって、この欠陥を防ぐには、正しい加工パラメータを使用し、定期的に金型のメンテナンスを行う必要があります。

6. ブリスターs

ダイカストでは、機械内の空気を圧縮し、真空バルブ、オーバーフロー、またはベントを使用して鋳造品から部品を取り出します。 内部に残った空気は溶けた金属に均一に溶け込みます。 乱流により空気が集中し、高圧の空洞、つまりブリスターが発生します。 

圧力ダイカストにおけるこの欠陥は、部品の温度が低いと隠れたままとなり、部品の強度が低下します。 温度が高い場合、表面に気泡が発生することがあります。 したがって、ダイカストパラメータが適切である必要があります。 また、適切な通気性能を確保するには、ゲート システムを最適化する必要があります。

7. 変形

これは、最終部品の形状が図面と一致しない場合に発生します。 変形は、不適切なゲートの取り外し、不適切な鋳造設計、時期尚早の型開き、不適切な取り出し機構、および鋳造取り出し時の抵抗によって発生します。

したがって、適切なゲート削除メカニズムを選択する必要があります。 また、剛性を確保するために型開き時間を調整してください。 構造鋳造設計を最適化し、不利な離型要因を除去することも、この欠陥を防ぐのに役立ちます。

8. フローマーク

ダイカスト部品の表面にある、鋳物の素地とは色が異なる縞模様や無方向の線です。 キャビティに入る液体金属は、多くの場合、溶融金属で満たされる可能性のある薄い不完全な層を形成します。 この充填によりコンポーネントに痕跡が残ります。

フローマークのその他の原因には、低い金型温度、低い充填圧力、過剰な潤滑剤または離型剤、小さな断面積などがあります。 したがって、金型温度を上げて、射出速度、断面積、その他の鋳造パラメータを調整する必要があります。

9. ショートフィリング

圧力ダイカストにおけるこの欠陥では、鋳造品の表面領域に一部の材料が欠けている可能性があります。 これは合金の流動性が悪い、充填温度が低い、射出圧力が低い、充填条件が悪い、潤滑剤の過剰な使用などが原因で発生します。

充填不足を回避する良い方法は、適切な金属合金を選択することです。 射出速度と圧力だけでなく、金型と充填温度も高めると役に立ちます。 ゲート システムの設計と金属液体の流れの変更を改善することも、充填不足の防止に役立ちます。

10. ラミネート加工s

ラミネートは、充填プロセス中に分離された XNUMX つの層が重なり合って形成されます。 圧力ダイカストにおけるこれらの欠陥は、検出するのが困難です。 サンドブラストやタンブリングなどの仕上げ前作業の後に発生します。

これらの段階での鋳造品とインサート間の衝撃により、亜鉛層の浮きが発生します。 その結果、汚れや液体がこれらの層の中央に隠れることがあります。 隠れていた物質が表面に現れることがあります。 表面仕上げ工程 亜鉛メッキや塗装など、結果を悪化させます。

11. 流し

これらは、鋳物の表面にある肉厚の領域に沿ったくぼみです。 ヒケは、射出圧力の低さ、鋳造壁の厚さの不均一、金型の部分的な過熱、圧力保持時間の短さによって発生します。

鋳造設計を最適化することで、均一な肉厚を確保できます。 また、金型キャビティのベント性能を向上させ、射出圧力を高めることでヒケを防ぐことができます。 保圧時間を長くすることも有効な方法です。

回避するためのヒント ダイカストの欠陥

ダイカストの欠陥はさまざまな原因で発生します。 良い 成形設計ガイド 効果的になります。 ただし、次の「第一原則」のヒントは、これらの欠陥を回避するのに役立ちます。

効果的な評価システム

効果的な評価システムがあれば、欠陥が減少しているのか、それとも状況が悪化しているのかがわかります。 評価システムは、修正が必要かどうかを知るのに役立ちます。 欠陥が最高レベルに達する前に対処する必要があるため、これは重要です。

ガス気孔率、収縮、および介在物は、圧力ダイカストにおける主要な欠陥であり、その深刻度を知るために判断が必要です。 測定せずに何かを改善することはできないため、これらの欠陥を回避するには効果的な評価システムが必要です。

適切な肉厚

壁の厚さは鋳造欠陥に大きな影響を及ぼし、壁が異なれば結果も異なります。 壁が薄いと金属合金が凍結し、変形が促進されます。 マグネシウムとアルミニウムの最小肉厚は 1.5 ～ 2.5 mm、亜鉛の場合は 1.0 mm です。

適切な充填時間

充填時間は、合金が最初にゲートに到達したときに始まり、キャビティが充填されたときに終了します。 ほとんどの鋳造における最大充填時間のガイドは次のとおりです。

PQ2 計算を使用して、適切な充填時間を予測できます。 計算では、ゲート速度の変化を予測し、次のいずれかを変更することで充填時間を実現します。

• ゲートエリア
• プランジャーサイズ
• 機械油圧
• プランジャー速度設定

正しいメタルフローパターン

ゲート設計における重要な要素はメタル フローであり、これは設計基準の関数です。 これらの簡単な手順は、適切なメタル フロー パターンを使用するのに役立ちます。

• PQ2 計算を使用してゲート サイズとプランジャーを決定し、正しい充填時間、ゲート速度、キャビティ圧力を使用していることを確認します。
• 次に、キャストをゾーンに分割します
• 各 ZINE が同時に満たされるようにゲートを分割します。
• キャスト全体の流れ
• 鋳造欠陥の混入を避ける

右ダイ温度

鋳造欠陥を避けるためには、適切な温度を使用する必要があります。 低温は液体金属を冷却し、凝固部分が増加することで表面に影響を与える可能性があります。 固体金属の割合が高いと、流れが硬くなり、うまく混合できなくなります。 その結果、コールドフローが発生し、欠陥が発生する可能性があります。

での作業 ラピッドダイレクト 〜へ 避ける ダイカストの欠陥

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