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鋳造とは・・・04;鋳型用砂    忘れたらアカン ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

今日は、鋳造とは何か、今日は溶けた鋳湯を注湯して鋳造品を作るための鋳型用砂についてのお話

です。


■ 鋳型の種類

   鋳型は砂で造る場合、金属で造る場合があります。

  砂で造る場合を砂型(sand mould)といい、金属で造る場合を金型(metallic mould)といいます。

  一般には、砂型を使用する場合が圧倒的に多いです。


■ 砂型の種類

  ・生型法(green sand mould) ・・・ 湿らせた砂で型を造り、湿気のある間に溶湯(溶けた金属)を

                       注入する方法

  ・焼型法(dry sand mould)   ・・・ 造った型を焼き完全に水分を除去して、型に溶湯を注入する

                        方法

  ・あぶり型法(skin dried mould) ・・・ 砂型の溶湯に直接接触する表面のみ乾燥させる方法

  ・シェルモールド法(shell mpuld) ・・・ 砂の代わりに合成樹脂を用いる方法

  ・セメント法(cement mould) ・・・ 大量のセメントを混ぜた砂を用いる方法


■ 鋳型用砂(moulding sand)の性質

     鋳型を造るのに用いる砂を鋳物砂といいます。けい砂を主体に幾分粘土が含まれています。

   鋳物砂は、成分を調整する場合もありますが、すべて天然産です。

     鋳物砂に必要な性質は、下に主なものを示します。

  (1) 造型性

       鋳物砂は、これに手動および機械的エネルギーを与えて模型の周囲を埋める時、

    模型を取りはずした後、砂が崩れないで、ほとんど同一形状の空所を造り得る性質を、造型

    性といいます。

       この造型性は鋳物砂の粘結性、抗力性、流動性、水分等の影響を受けます。

  (2) 通気性

       鋳型内の水分、その他ガス発生物質は、注湯(溶湯を注入すること)と同時に多量の

    ガスを発生して、鋳物の巣、ガス吹かれなどの不良の原因となります。 このガスをすみやか

    に外部に放出する性質を鋳物砂の通気性という。この鋳物砂の粒度、粒形、粘結剤、

    水分量、その他つき固め状態などによることはいうまでもありません。造型上は粘結剤をなる

    べく少なくし、水分量を適当にする必要があります。

  (3) 抗力性(強度)
     
       鋳型が変形、破損、溶湯による洗われなどに抵抗するためには抗力性が必要となりま

    す。一般に抗力性を大にすると通気性が悪くなり、また、歪み、亀裂の原因となります。

  (4) 耐熱性

       耐熱性の大きな砂は焼着を起し難いです。耐熱性は主に砂の珪酸分の影響を受け、

    珪酸分が多いものほど耐熱性がよくなります。また、砂粒が丸みを帯びたもの程、耐熱性が

    よい傾向がります。

       手込の場合はやや結合剤を多くし、機械込の場合はなるべく結合剤を減らし、黒鉛、

     石炭粉などを配合します。

       鋳鉄、鋳鋼を吹く場合は、適当に水分を含む方が耐熱性によい影響を与えます。

  (5) 復用性

       鋳物砂は反復使用しても、その粒度構成、粒型、粘土分、科学成分など一定で変化

     しないことが望ましいです。 特に造型機による量産の場合にはこの性質が大切となるため

     結合剤はなるべく良質のものを少量使用することが望ましいです。

  (6) 流動性

       鋳物砂に手動或は機械的に造型する場合、鋳物砂はできるだけ小さいエネルギー

    で、模型の周囲に充填されなければなりません。 このためには鋳物砂の粒度構成、粒形が

    適当であり、水分や、粘結剤はなるべく少ない方が良いとされています。 

       流動性が良い程、鋳型硬度が硬く、均一なものが得られます。 従って流動性は造形性

    と同じ意味合いを表しています。

  (7) 均一性

       鋳物砂は、基本的には砂粒の表面にゲル状の粒土微粒子を被覆したものですが、

    ものその組織が不均一ならば、これらの諸性質は局部的に変動し、欠陥の原因を起し易くな

    ります。

  (8) ガス発生

       注湯時に鋳型より発生するガスの量および発生速度はかなり重要な問題です。

    特に有機系粘結剤を配合した場合には重要な因子となります。

  (9) 高温強度

       鋳物砂における高温強度の管理は、近時その重要性が認識されています。 研究に

    よれば、木粉、石粉、石炭粉などは高温強度の不足に基づく欠陥に対して良い効果をもたら

    すことが確かめられています。


  これらの性質は相反するものがあり、全部の条件を満足できる鋳型用砂は、ほとんどありません。

  そこで、人工的に必要成分を珪砂に混ぜ合わせた合成砂を用いることがあります。











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テーマ : ものづくり
ジャンル : ビジネス

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