アルミ鋳造部品

アルミ鋳造部品

材料を溶かして型に入れ固める工法。アルミニウム合金材を使用する。

工法は鋼材に比べて多くの工法がある。鋼材と同じ重力鋳造法、ロストワックス鋳造法のほかに、素材強度を高める低圧鋳造、高圧鋳造がある。

生産性を高めたダイカスト鋳造は従来は鋳巣が多く熱処理もできなかったが、近年は特殊ダイカスト法が開発され熱処理が可能になっている。高品質な特殊ダイカストでは溶接も可能な工法もある。

構成

砂型重力鋳造、金型重力鋳造(傾斜式鋳造法)、ロストワックス鋳造法、低圧鋳造、高圧鋳造

□砂型重力鋳造

砂で製作した型に溶融金属を流し込み成型する重力鋳造法。砂型は製品の数と同じだけ必要になる。小ロットから大量生産まで対応できる。長所は鋳造中の圧力が低く砂中子が使用できるため、中空やアンダーカット形状など複雑な形状や肉厚形状対応できる。短所は精度や内部欠陥が劣る。アルミニウムは軽いため空気の巻き込みが多く鋳巣ができやすい。

サイズ 50㎜~2000㎜

材質:アルミニウム合金、マグネシウム合金、亜鉛合金など

工法:砂型造型(上型&下型)→抜き型(上型&下型)→型合わせ→注湯→凝固冷却→型ばらし→仕上げ→熱処理→ショットブラスト→検査

□金型重力鋳造(傾斜式鋳造法)

鋳肌面品質や精度が求められる部品で使用する。金型に溶融金属を流し込み成型する重力鋳造法。自動鋳造機には定置式鋳造機と金型を傾斜させながら溶融金属を注湯する傾斜式鋳造機がある。長所は金型は繰り返し使用でき経済的で、結晶粒が微細となるため機械的性質に優れている。短所は、金型は高価なため大量生産でないと、製品代も型代償却費が高価になる。

近年は、品質向上のために、金型を傾斜させながら溶融金属を注湯する傾斜式鋳造法が主流になっている。定置式鋳造機に比べての長所は注湯時の溶融金属の乱れが少ないことから、ガスの巻き込みが少なく品質のよい製品が得られる。

サイズ 50㎜~1000㎜

材質:アルミニウム合金、マグネシウム合金、亜鉛合金など

工法:離型材塗布→型閉じ→型締め→注湯→凝固冷却→型開き→取り出し→仕上げ→熱処理→ショットブラスト→検査

□低圧鋳造

金型を用い、溶湯表面を加圧することにより、給湯管を通じて溶湯を上向きに押し上げ鋳型内へ下側から注湯する。シリンダーヘッドやアルミホイールなどの強度が必要な自動車部品に低圧鋳造法が用いられる。長所は欠陥の少ない寸法精度が良い高品質な鋳物となるが、短所は鋳造サイクルが長くなり生産性が低下する。

サイズ 50㎜~500㎜

材質:アルミニウム合金、マグネシウム合金、亜鉛合金など

工法:

るつぼの上部に金型を置き、溶湯表面に、0.01~0.06MPaの低圧の空気圧を付加して、金型と溶湯をつなぐ、ストーク(給湯管)を通して溶湯を上部の金型内に流入させて、鋳造し低圧力下で凝固させる。 湯口部の凝固が完了した時点で、加圧を停止しストーク内の溶湯をるつぼに戻す。

□高圧鋳造

スクイーズキャスティング法や溶湯鍛造法などの呼び名があるダイカストの一種。金型へ低速・高圧で溶湯を充填し、その後凝固完了まで高圧力で保持する成形法。気密性が必要なシリンダー部品など高品質な製品を得るため開発された。長所は空気巻き込みが非常に少なくエアーブローや引け巣が少なく、熱処理、溶接が可能となる。短所は製造装置が高価で生産サイクルがやや劣るためコストが高くなる。

サイズ 50㎜~500㎜

材質:アルミニウム合金、マグネシウム合金、亜鉛合金など

工法:

金型キャビティ内へ、溶湯を0.05~0.1m/sの低速でゲートを通じて充てんし、金型内の溶湯に機械的外力により40~200MPaの高圧力を凝固終了まで作用させる鋳造法。

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