鉄鋳造における一般的な欠陥とその回避方法

古くから続く生産プロセスでありながら、現代でも適用されるもので、鉄はどの工業タワーにおいても英雄的なイメージを持ちます。自動車から建築まで幅広く使用されています。これは挑戦的なことですが、鉄鋳物がこの業界で求められる理由の一つは、その強度、信頼性、コスト効率にあります。

これにより、これらの問題を理解し、軽減する方法を知ることが重要です。なぜなら、最も小さな欠陥であっても、最終的な機能や外観において大きな影響を与える可能性があるからです。以下では、全体的な強度や高性能製品、長寿命を必要とする製品のための鉄鋳造プロセスにおける5つの領域について、最良の技術での計画と実行について説明します。

バージニア鉄鋳物の主要な品質戦略

鋳造品の予測可能な生産とは、鉄を鋳造する前に正しい基盤を作ることに関するものです。使用目的に応じた部品を製造するために鉄系金属を使用する場合、製造目標に基づいて特定の合金を選択し、強度や硬度、熱特性などの性能を向上させることができます。

同様に重要であるのは金型／ゲートシステムの設計です。適切なサイズのゲートは、均一で秩序ある金属の流れを確保し、欠陥の原因となる刺激なしにすべての詳細にブランドに依存せず配達されます。さらに、プレプロダクション段階で使用されるシミュレーションソフトウェアは、エンジニアが実際の生産を開始する前に仮想的にすべての可能性のある鋳造問題を理解し、排除することを可能にし、高コストの物理的なプロトタイプの必要性を減らします。

高い構造的強度：重要な領域で緩みや気孔が発生しないようにする方法の一つは、単にリザーバーとクーラーに頼ることです。リザーバーは、部品が収縮して冷却するたびに溶融金属を供給するための金属源として機能します。一方、クーラーは異なるセクションの冷却を早めます。クーラーは作成された部品内の内部応力を減らし、それを制御可能かつ管理可能にします。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、それらが厳しい条件の下でも動作できるように準備します。

市街地の設備や状態を定期的に点検し、炉を清潔な状態に保ち、全体的に構造的に堅固な部品を鋳造するため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。鋳鉄製品でのインクルージョンを避けるにはどうすればよいですか？もう一つの大きな潜在的な問題はインクルージョンです。

これらの物体は、鋳造物の内部に固定されてしまい、その結果、表面の不規則さや構造的な変形に対して非常に敏感になる可能性があります。この例では、清浄な空気をブランドと共に維持する必要があり、これによりその管理が保たれ、放棄欠陥を防ぐことができます。しかし、そのためには鋳造前の材料フィルター（金属のロブ）のメンテナンスが必要です。これらは、酸化物やスラグなどを除去するために磁気フィルターやセラミックフィルターが効果的に機能します。過剰なドロスの量は主要な原因ですので、液体金属リファイナーの溶融温度と保持時間を適切に監視する必要があります。同様に、適切な頻度で監視すべき重要な管理ポイントもあります。これによりリスクを減らすことができます。

プロセスを学び、一般的な鉄鋳造の欠陥を回避する

エンジンブロック業界では、長年にわたり気孔が鋳造部品の外観と性能に影響を与える広範な欠陥として存在しています。なぜこれが私たち全員にとって今重要なのかというと、これが解決策の本質だからです。注湯温度を下げることで、長いかつ安定した流れを調整することにより、ガスの閉じ込めをさらに防ぐことができます。同様に、型の充填中にガスを排出することも重要であり、これはモールドに最適な換気システムが存在していることを確実にする必要があります。

さらに、気孔の影響は、バインダーを使用した砂型や真空補助鋳造による熱的消耗からのガス発生削減によって制御されます。均一な型密度は微小気孔を減らすことができ、これは砂の水分量と適合性を継続的に監視することで可能です。

鋳造品の表面粗さは、寸法における大きな幾何学的変化により、低圧下で異なる吹き抜け穴が生じ、コンパクションによる砂詰めが行われます。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高品質な砂への大幅な投資が必要です。同様に、汚染物質や差異に対する厳格な砂試験も重要です。

制御された大気の成形システムは、酸化を大幅に最小限に抑え、型の硬さを向上させて、多くの望ましくない砂由来の欠陥を減らすための一貫した低酸素環境を作り出します。また、型表面またはコート剤の上に剥離性のあるフィルムを事前に適用することで、砂付きを防ぐことができます。

固体化によって崩れる砂型鋳造プロセスに関連する一般的な状況に対処するために、成型機のルーチンチェックとコントロールでは、生産ライン全体で適切な圧縮圧力を確保し、歪みを最小限に抑えて均一な型の硬さを維持する必要があります。

鉄鋳造の欠陥は未だに産業事故の最大の原因でありながら、完全に防止することはできません。プロセスの統合戦略、計画および管理を行い、厳格な品質管理を行うことで、メーカーは無欠陥の鋳物を良好に生産できる収率を得ることができます。

この改善能力と併せて、技術の進歩や、すべての鋳造工程を通じて学ぶ文化により、業界は引き続き進歩しており、最も挑戦的な100％のダクタイル鋳鉄部品であっても、費用対効果高く製造し、一貫して厳しい性能要件を満たす能力がさらに高まっています。