鉄鋳造における一般的な欠陥とその回避方法

古くからある生産プロセスは今も適用されており、鉄は車両から建物に至るまで、産業のあらゆる分野でヒーローのイメージとなることができます。この業界で鉄鋳物が求められる理由の 1 つは、強度、信頼性、コスト効率です。そのため、これは難しいことです。

こうした問題を理解し、その問題を軽減する方法を知ることは不可欠です。なぜなら、たとえ小さな欠陥であっても、最終的な実用性や外観に大きな影響を及ぼす可能性があるからです。全体的な強度と長寿命を必要とする高性能製品のために、鉄鋳造プロセスを計画し、最良の技術で実行する必要がある 5 つの領域について、以下で説明します。

バージニア鉄鋳物の主要な品質戦略

鋳物の予測可能な生産は、鉄の鋳造を始める前に適切な基礎を築くことにかかっています。最終用途の部品の製造に使用する鉄ベースの金属を使用する場合は、製造目標に合わせて特定の種類の合金を選択し、強度と硬度の特性、および熱特性を高めます。

金型/ゲート システムの設計も同様に重要です。この点で、適切なサイズのゲートにより、欠陥の原因となる刺激を与えることなく、均一で整然とした完全な金属の流れが細部まで独立して供給されることが保証されます。また、製造前段階で使用されるシミュレーション ソフトウェアにより、エンジニアは実際の製造を開始する前に、鋳造に関するあらゆる問題を仮想的に理解して排除できるため、コストのかかる物理的なプロトタイプの必要性が軽減されます。

高い構造的完全性: 重要な領域に緩みや多孔性がないことを確認する方法の 1 つは、単にライザーとチルを使用することです。ライザーは、部品が収縮して冷却されるたびに溶融金属を注ぐ供給金属源として機能します。一方、チルを使用すると、さまざまなセクション領域の冷却を高速化できます。チルは、作成された部品の内部応力のレベルを下げ、制御および管理しやすくします。鋳造後の熱処理は、これらの材料の残留応力を除去することを意味し、その結果、過酷な条件下で動作できるように準備するのに役立ちます。

定期的に公共設備の状態と状態を検査し、炉を清潔な状態に維持し、また、全体的に構造的に強固な部品を鋳造する際に十分な純度レベルがあることを確認することが重要です。鋳鉄製品中の介在物を避けるにはどうすればよいでしょうか? もう一つの大きな潜在的な問題は介在物です。

これらの物体は鋳物の内部に固定され、その結果、表面の凹凸や構造の変形の影響を受けやすくなります。この例では、ブランドで清浄な空気を維持して制御を維持し、放棄された欠陥を防ぐ必要がありますが、そのためには鋳造前に金属材料のフィルターローブをメンテナンスする必要があります。これらは、磁気フィルターやセラミックフィルターが酸化物やスラグなどを除去するのに効果的であるため、うまく機能します。ドロスの量が多すぎることが主な原因であるため、液体金属精錬所の溶融温度と保持時間をそれに応じて監視する必要があります。リスクを軽減するために適切な頻度で監視する必要がある重要な管理ポイントについても同様です。

プロセスを学び、鉄鋳造の一般的な欠陥を回避しましょう

エンジン ブロック業界では、鋳鉄部品の外観と性能の両方に影響を与える、鋳物の欠陥として、長い間、多孔性が広く見られてきました。なぜこれが今、私たち全員にとって重要な問題であるのか、それは、これが根本的な解決策だからです。鋳込み温度を下げると、長く安定した流れが調整され、ガスの閉じ込めをさらに防ぐことができます。同様に、鋳型の充填中にガスを排出することも重要です。これは、鋳型上と鋳型内に、最適なガス抜きシステムが存在することを確認する必要があることを意味します。

さらに、砂型や真空鋳造用のバインダーの使用による熱消耗によるガス発生の減少によって、多孔性の影響が制御されます。砂の水分レベルと適合性を継続的に監視することで、均一な鋳型の密度が微細多孔性を低減できます。

鋳物の表面の粗さ、寸法の大きな幾何学的変化により、低圧下で異なる吹き穴が作られ、圧縮されてサンディングが圧縮されます。これらの問題を解決するには、適切な粒度分布と粘土含有量を提供する、より高品質の砂に真剣に投資する必要があります。同様に、汚染物質や差異に対する厳格な砂の試験を実施することも重要です。

制御雰囲気成形システムは、一定の低酸素環境を作り出し、酸化を大幅に最小限に抑え、金型の硬度を向上させて、砂による多くの望ましくない欠陥を減らします。また、金型表面に離型性フィルムを塗布したり、事前にコーティングを施したりすることで、砂の付着を防ぐことができます。

砂型鋳造プロセスに関連する一般的な状況は、凝固によって停止するため、成形機の定期的なチェックと制御によって、歪みを最小限に抑えて均一な金型硬度を維持するために、生産ライン全体で適切な圧縮圧力を確保する必要があります。

鉄の鋳造欠陥は依然として産業上の失敗の最大の原因ですが、完全に予防することはできません。プロセスの統合戦略、計画、制御と厳格な品質管理手法を組み合わせることで、製造業者は欠陥のない鋳造品を高い歩留まりで製造することができます。

この能力向上と相まって、技術の進歩と鋳造工程を通した学習を中心とした文化に一部起因する業界の継続的な進歩により、厳しい性能要件を一貫して満たしながら、最も困難な 100% ダクタイル鋳鉄部品でも手頃な価格で製造する能力がさらに高まります。