鋳造とは何ですか?一般的な鋳造の種類、利点、および工程の紹介

7 12月, 2023

鋳造とは?

鋳造は金属やその他の材料の部品、部品、または製品を製造する工程であり、通常は溶融した金属や他の材料を特定の形状の型に流し込んで冷却固化させ、さまざまな金属や合金の形状と寸法のオブジェクトを製造する方法です。小さな部品から大型の機械部品まで、鋳造を通じて製造することが可能です。

鋳造の種類

鋳造はいくつかの種類に分けることができ、その中でも主要な種類には以下のものがあります:
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砂型鋳造

砂型鋳造は、砂と結合剤を混合して作られた型を用いて金属製品を形成する古くからの鋳造方法です。主に大型および中小型部品の生産に適しており、低コストで適応性があり、さまざまな金属や合金で使用可能で、複雑な形状も製造できますが、表面が粗く加工が必要な場合があります。

砂型鋳造の工程:

  • 型の製作:所望の製品形状と寸法に基づいて砂型を製作する。
  • モデルの形成:型を二つに分け、その間にモデルを配置して完全なモデルを形成する。
  • 金属の注入:溶けた金属を型に流し込み、全体を充填する。
  • 冷却固化:金属が冷却して所望の形状を形成する。
  • 型の取り外し:砂型を取り外し、鋳造された金属製品を取り出す。
  • 後処理:クリーニング、整形、その他の加工を行い、最終的な要求と仕様を満たす。
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脱蝋鋳造

脱蝋鋳造は、蝋モデルを用いて型を作成し、その後、型を加熱して蝋を溶かすか蒸発させ、空洞を形成し、最後に金属を注入して鋳造する方法です。主に航空宇宙、医療機器、宝飾品などの高精度で複雑な形状の部品の製造に使用され、表面が滑らかで後処理が不要ですが、製造コストが高く、プロセスが複雑です。

脱蝋鋳造の工程

  • 蝋モデルの製作:特殊な蝋を使用して必要な精密モデルを作成する。
  • モデルの組み立て:蝋モデルを型に配置し、完全なモデルを形成する。
  • 脱蝋:型を高温環境に置き、蝋モデルを溶かすか蒸発させ、空洞を形成する。
  • 金属の注入:溶けた金属を空洞に注入し、型内の空間を充填する。
  • 冷却固化:金属が冷却して凝固し、鋳造品を取り出す。
  • 後処理:クリーニング、表面処理などの加工を行い、最終的な要求に合致させる。
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圧力鋳造

圧力鋳造は、アルミニウム合金、亜鉛、マグネシウムなどの金属を溶かして型に注入し、特定の形状の製品を形成する一般的な金属鋳造方法です。高速生産に適しており、製品の密度が高く、表面が滑らかで寸法精度が高い特徴がありますが、設備投資コストが高く、型作りに時間がかかるという欠点があります。

圧力鋳造の工程

  • 型の準備:耐圧の型を作成し、通常は鋼または他の金属で製作する。
  • 金属の加熱: 金属を溶融状態まで加熱します。
  • 充填:溶けた金属を圧力鋳造機に注入し、高圧で型に充填する。
  • 金属が冷却して成形された後、型を開けて鋳造品を取り出す。。
  • 後処理:必要な加工と表面処理を行い、製品の要求を満たす。
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永久型鋳造

永久型鋳造は、耐熱性と耐久性のある鋼やアルミニウム製の金属型を使用して鋳造を行う方法です。高精度で表面が滑らかな製品を製造でき、圧力鋳造と異なり、この方法では型を何度も再利用できるため、高精度と大量生産が必要な製品に適していますが、金属型の製作コストが高く、生産速度が比較的遅いです。

永久型鋳造の工程

  • 金属型の製作:製品要件に基づいて耐久性のある鋼やアルミニウムで金属型を作成する。
  • 型の予熱:金属型を適切な温度まで予熱する。
  • 金属の注入:溶けた金属を金属型に注入し、型内の空間を充填する。
  • 冷却固化:金属が冷却して凝固し、型を開けて鋳造品を取り出す。
  • 後処理:必要なクリーニング、整形、その他の加工を行い、製品要求を満たす。
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遠心鋳造

遠心鋳造は、溶融金属を回転する型に投入し、遠心力を利用して金属を型の壁に均等に分布させ、円形の部品を形成する技術です。この方法は、車輪、パイプ、圧力容器などの円筒形や円盤状の製品の製造によく使用されます。遠心鋳造の利点には、高密度で内部構造が均一、高精度であることが挙げられますが、複雑な形状の製品の製造には困難であり、設備投資コストが高いというデメリットもあります。

遠心鋳造プロセス鑄造工藝

  • 型の準備: 適切な型を作成します。通常は円筒形や円盤状です。
  • 金属の加熱: 金属を溶融状態まで加熱します。
  • 自転の開始: 型を高速で自転させます。
  • 金属の注入: 溶融金属を中心から注入し、遠心力を利用して型全体を満たします。
  • 冷却と固化: 金属が冷却して固化するのを待ち、自転を停止して成形品を取り出します。
  • 後処理: 必要な清掃、仕上げ、その他の加工工程を行い、最終製品の要件に適合させます。
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連続鋳造

連続鋳造は、溶融金属を連続的に型や冷却区域に注ぎ込み、長尺の棒材や板材の鋳造品や形材を継続的に形成する製造方法です。この方法は、通常連続鋳造または連鋳と呼ばれ、鉄鋼やアルミニウムの棒材などの製造に用いられます。連続鋳造は生産効率が高く、製品品質が安定し、寸法精度が高いという利点がありますが、設備とエネルギー消費が大きいという欠点もあります。

連続鋳造プロセス

  • .冷却区域の準備: 適切な冷却区域や型を設置します。
  • 金属の加熱: 金属を溶融状態まで加熱します。
  • 金属の注入または投入: 溶融金属を冷却区域や型に連続的に注ぎます。
  • 冷却と固化: 金属が冷却して固化するのを待ち、長尺の棒材や板材の鋳造品を形成します
  • 切断または整形: 必要に応じて切断や整形を行い、最終製品の寸法や形状に適合させます。

6つの鋳造方法の利点と欠点の比較

鑄造方法 優點 缺點應用
砂型鋳造
  1. コストの削減
  2.  生産速度が速い。
  3. 3. 各種金属の複雑な形状の作製に適しています。
  1. 1. 製造された部品の表面は粗く、後続の加工が必要です。
  2. 使用後は金型を作り直す必要があります。
自動車製造、機械部品製造、工業製品製造
ロストワックス鋳造
  1. 高精度、複雑形状部品の製造に適しています。
  2. 製造された部品の表面は滑らかです。
  1. 金型製作コストが高い。
  2. 製造プロセスが複雑です。
航空宇宙、医療機器、美術品製造
圧力鋳造
  1.  生産速度が速い。
  2. 製品は高密度で滑らかな表面を持っています。
  1. 備投資コストが高い。
  2. 金型製作コストが高い。
自動車製造、電子製品、工業製造
永久鋳型鋳造
  1. 製品の精度が高い。
  2. 金型の寿命が長い。
  1. 金型コストが高い。
  2. 生産速度が遅い。
自動車エンジン部品、機械部品、銅合金部品
遠心鋳造
製品密度が均一で高精度
  1. 複雑な形状には適していません。
  2. 設備コストが高い。
車輪製造、パイプ製造、圧力容器製造
連続鋳造
  1. 高い生産効率。
  2. 製品の品質が安定しています。
  1. 設備やエネルギーの消費量が大きい。
  2. 形状に制限がある。
鉄鋼製造、建材製造、車両製造

上記の6つの鋳造方法にはそれぞれ利点と制限があります。適切な方法を選択するには、通常、必要な部品の形状、サイズ、数量、および材料に依存します。鋳造部品が必要な場合は、喬富紳までお気軽にお問い合わせください。

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