エンジニアリング ガイド – 鋳造の気孔と収縮の解決

精密アルミニウム、鉄、 ステンレス鋼の鋳造品では、気孔と収縮が構造スクラップの 70% 以上を占めます。これらのボイドを除去するには、ガスの閉じ込めと凝固収縮を区別して、対象を絞った製造現場制御を適用する必要があります。

欠陥診断の比較

冶金学的根本原因とプロセス管理

• ガスの閉じ込めと水素の溶解

  高い注入温度と湿った原料により、溶融したアルミニウムと合金鋼に溶存水素が導入されます。金属が凝固するとガスの溶解度が急激に低下し、滑らかな球状の細孔が形成されます。金型の通気が不十分であると、乱流注入中に閉じ込められたキャビティの空気が液体の流れの中に押し込まれます。

• 体積収縮と熱ホットスポット

  溶融金属が液体から固体に移行する際、供給チャネルが早期に凍結すると、体積収縮により局所的なミクロボイドまたはマクロキャビティが作成されます。孤立した厚い壁、過小なライザー、および急激なセクション移行により、局所的な収縮が悪化します。

フルサイクル防止プロトコル

1. モールドおよびゲート エンジニアリング: 乱流のない層流用のランナー システムを設計します。正の熱勾配を維持し、方向性凝固を強制するために、ライザーを重量セクションの真上に配置します。

2. 溶融物の清浄度: 装入物とスクラップを予熱します。注ぐ前に回転式アルゴン脱気およびフラックス処理を実行して、水素レベルを臨界閾値以下に保ちます。

3. 熱管理: 内部冷却または孤立したホットスポットの周囲の局所的な冷却ラインを利用して、薄い壁と厚い壁の間の冷却速度を均等化します。

4. 非破壊検査 (NDT): X 線ラジオグラフィー (ASTM E155/E446 規格) と重要な機械加工表面の染料浸透検査を使用して、内部の完全性を検証します。

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