金属鋳造 は、特定の要件を満たす液体に金属を製錬し、それを型に注ぐプロセスです。 冷却、固化、仕上げを経て、所定の形状、サイズ、性能の鋳造品が得られます。 キャスティングブランクはほぼ成形されているため、機械加工や少量の機械加工を回避する目的で、ある程度のコストと時間を削減できます。 鋳造は、現代の機械製造業の基本的なプロセスのXNUMXつです。
金属鋳造法は通常、次のように分けられます。
砂型鋳造、ダイカスト、永久型鋳造または重力鋳造または低圧鋳造、投資鋳造またはロストワックス鋳造、遠心鋳造……それでは、いくつかの金属鋳造方法の長所と短所を確認し、一緒に学びましょう。
1. 砂型鋳造
砂型を作るための基本的な原料は、鋳物砂と砂バインダーです。 最も一般的に使用される鋳物砂は珪質砂です。 珪砂の高温性能が使用要件を満たせない場合は、ジルコン砂、クロマイト砂、コランダム砂などの特殊砂を使用します。 最も広く使用されている砂結合剤は粘土であり、さまざまな乾式または半乾燥油、水溶性ケイ酸塩またはリン酸塩、およびさまざまな合成樹脂を砂結合剤として使用できます。 砂型鋳造に使用される外側の砂型は、成形砂に使用されるバインダーと強度の構築方法に応じて、粘土湿潤砂型、粘土乾燥砂型、および化学硬化砂型のXNUMXつのタイプに分けられます。
利点:
粘土は資源が豊富で安価です。 使用済みの粘土湿った砂のほとんどは、適切な処理を行った後、回収して再利用できます。 金型製作のサイクルが短く、作業効率が高い。 混合砂は長期間使用できます。 小片、大片、単純な部分、複雑な部分、単一の部分、大量に使用することができます。
短所と制限:
各砂型鋳造金型はXNUMX回しか注ぐことができないため、鋳造物を入手した後に鋳造金型が損傷し、形状を変更する必要があり、砂型鋳造の生産効率は低くなります。 鋳造金型の剛性が高くなく、鋳造の寸法精度が悪い。 砂の洗浄、砂の混入、空気穴などの欠陥。
2.インベストメント鋳造
ワックスを使用してパターンを作成する場合、インベストメント鋳造は「ロストワックス鋳造」とも呼ばれます。 インベストメント鋳造とは、通常、可融性材料でパターンを作成し、パターンの表面を数層の耐火材料で覆い、次にパターンをモールドシェルから溶かして、パーティング表面のないモールドを取得することを指します。 高温で焼いた後、砂を充填した鋳造スキームにすることができます。 パターンはワックス状の材料で広く作られているため、インベストメント鋳造は「ロストワックス鋳造」と呼ばれることがよくあります。 インベストメントキャスティングで製造できる合金の種類は、炭素鋼、合金鋼、耐熱合金、ステンレス鋼、精密合金、永久磁石合金、軸受合金、銅合金、アルミニウム合金、チタン合金、および結節性鋳鉄です。
利点:
高い寸法精度。 一般的にCT4-6に達することができます(砂型鋳造の場合はCT10〜13、ダイカストの場合はCT5〜7)。 金属材料の利用率を向上させることができます。 インベストメント鋳造は、製品の成形面と合わせ面の処理量を大幅に削減し、切削テーブル材料と切削工具材料の消費を節約できます。 ブランクと部品の類似性を最大化し、部品の構造設計に大きなメリットをもたらすことができます。 利便性。 複雑な形状の鋳造鋳造インベストメント鋳造は、非常に複雑な形状の鋳造、肉厚0.5mm、重量1gの鋳造を鋳造でき、複合鋳造および一体鋳造も鋳造できます。 合金材料による制限はありません。 インベストメント鋳造は、炭素鋼、合金鋼、延性鋳鉄、銅合金、アルミニウム合金の鋳造、および高温合金、マグネシウム合金、チタン合金、貴金属の鋳造が可能です。 鍛造、溶接、切断が難しい合金材料の場合、精密鋳造による鋳造に特に適しています。 高い生産の柔軟性と適応性。 インベストメント鋳造は、大量生産、小ロット生産、さらには単品生産の両方に適しています。
短所と制限:
鋳物のサイズは大きすぎてはいけません。 鋳造工程が複雑で、冷却速度が遅い。 インベストメント鋳造は、すべてのブランク成形方法の中で最も複雑であり、鋳造のコストも高くなります。 しかし、製品が適切に選択されていれば、部品の設計は合理的であり、高い鋳造コストは、切断、組み立て、および金属材料の節約によって補われます。 そして、インベストメント鋳造は経済的に良いです。
3. ダイカスト
ダイカストプロセスの原理は、高圧を使用して金属液体を精密な金型キャビティに高速で押し込み、金属液体を冷却して加圧下で固化させて鋳造物を形成することです。 コールドチャンバーダイカストとホットチャンバーダイカストは、ダイカストプロセスのXNUMXつの基本的な方法です。 コールドチャンバーダイカストでは、手動または自動の注入装置によって金属液体が圧力チャンバーに注入され、次に射出パンチが前進して金属をキャビティに油圧で押し込みます。 ホットチャンバーダイカストプロセスでは、圧力チャンバーはるつぼに垂直であり、金属液体は圧力チャンバーの供給ポートを通って圧力チャンバーに自動的に流れ込みます。 インジェクションパンチが下に移動し、溶融金属をグースネックからキャビティに押し込みます。 溶融金属が固化した後、ダイカスト金型を開き、鋳造物を取り出してダイカストサイクルを完了する。
利点:
製品の品質は良好です。 鋳物は高い寸法精度を持っており、これは一般に6〜7、または最大4に相当します。 表面仕上げは良好で、一般的に5〜8に相当します。 強度と硬度は高く、一般的に砂型鋳造よりも強度は25〜30%高くなりますが、伸び率は約70%低下します。 サイズは安定しており、互換性は良好です。 薄肉の複雑な鋳造品をダイカストできます。 生産効率が高いです。 この機械は、平均して3,000時間ごとに7000〜XNUMX回のダイキャストを行うことができます。 ダイカスト金型の寿命は長いです。 XNUMX対のダイカスト金型とダイカストベル合金の耐用年数は、数十万回、さらには数百万回です。 機械化と自動化は簡単に実現できます。 優れた経済的成果。 ダイカスト部品の正確な寸法により、表面は滑らかで滑らかです。 一般的に、機械的処理を使用せずに直接使用するか、処理量が少ないため、金属の利用率が向上するだけでなく、多数の処理装置と工数が削減されます。 鋳物の価格は簡単です。 複合ダイカストは、他の金属または非金属材料に使用できます。 組み立て工数と金属の両方を節約します。
短所と制限:
ダイカスト中は、液体金属の充填キャビティが高速で流動状態が不安定なため、一般的なダイカスト法では細孔が発生しやすく、熱処理ができません。 複雑な凹型鋳造の場合、ダイカストはより困難です。 高融点合金(銅、ブラックメタルなど)では、ダイカスト金型の寿命が短くなります。 主にダイカスト金型製造のコストが高く、ダイカスト機の生産効率が高く、小ロット生産は経済的ではないため、小ロット生産には適していません。
4.金型鋳造
またとして知られています 永久鋳型鋳造、金型に液体金属を流し込んで鋳造する鋳造法です。 型は金属製で、繰り返し使用でき(数百回から数千回)、永久鋳造としても知られています。 一般的に、金型は鋳鉄と鋳鋼でできています。 鋳造物の内部空洞は、金属コアまたは砂コアのいずれかであり得る。 金属タイプには、横型、ヘビーストレート型、コンポジット型など多くの種類があります。 縦型の仕切りは、ゲートを開けて鋳物を取り出すのに便利です。 水平パーティングは、主に薄肉のホイール形状の鋳物を製造するために使用されます。 複合パーティングの上部はヒンジを使用した垂直パーティングのXNUMXつの部分で形成され、下部は固定された水平底板であり、主に複雑な鋳造品の鋳造に使用されます。
利点:
再利用性に優れ、「12つの金型と複数の鋳造」に使用できるため、モデリング材料と工数を節約できます。 鋳物に対する金型の強力な冷却能力により、鋳物の構造が緻密であり、機械的特性が高い。 鋳造品の寸法精度は高く、公差等級はIT14〜IT6.3です。 表面粗さは低く、RaはXNUMXmです。 金型鋳物は砂を使用しないか、砂を少なくするため、作業条件が改善されます。
短所と制限:
金型は、製造コストが高く、サイクルが長く、プロセス要件が厳しいです。 それらは、一体型の小ロット鋳造品の製造には適していません。 これらは主に、航空機、自動車、内燃機関、オートバイ用のアルミニウムピストン、シリンダーブロック、シリンダーヘッド、オイルポンプケーシング、銅合金ベアリングブッシュ、ブッシングなどの非鉄合金鋳物の大規模生産に適しています。黒合金鋳物の場合、より単純な形状の小中型鋳物にも限定されます。
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❖ 砂型鋳造
❖ 高圧ダイカスト
❖ 低圧鋳造
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