粗粒鋳造の加工方法！

鋳造品の粗粒度とは、粒組織が過度に大きく、機械的検査や破断試験後の用途には不適当であるという欠点を指す。 粗粒組織は鋳物全体に広がっていてもよいし、鋳造中に生じていてもよい。 部分的。 本質的に、粗粒欠陥は冶金学的欠陥である。 長年の生産実践と関連資料への参照をもとに、鋳造品の粗悪な欠陥の原因と予防策について著者が語ります。

1.鋳造構造とプロセス設計

1）鋳造断面の差が大きすぎるため、厚い部分がゆっくりと冷却されるため、粒度が粗くなります。 断面の変化に非常に敏感な灰色の鋳鉄のような金属は、そのような欠陥の方がより発生しやすい。

このような欠陥を防止する効果的な方法は、鋳造物の断面における過度の不一致を避けることであるが、このアプローチは、鋳物工場にとって時々不可能である。 したがって、鋳造に関する限り、冷間鉄の設定、注湯温度の制御、またはそのような欠陥の重大さを減らすための適切なジュースシステムの選択によって、このような問題の発生を低減することができる。 冷間鉄の使用は、鋳物のより厚い部分の冷却を加速することができる。 注入温度が高すぎると、このような問題はより深刻になり、避けるべきである。 鋳造システムの設計を調整し補正することにより、低温の溶融金属は鋳造の断面内に位置する。 厚いパーツとライザーのサイズを最小限に抑えるために鋳造の厚い部分で最も効率的なライザーを設計します。

（2）穿孔された鋳造物の場合、プロセス設計者は、効果的なセクションサイズを縮小するのに役立つコアを使用しないことがあるため、コアのないセクションはこの欠陥を生成するには厚すぎるため、プロセス設計では、可能な限り砂の芯が厚い部分に置かれます。

（3）場合によっては、鋳物の断面があまり厚くないが、鋳造物のヒートシンク部分を形成する狭いくぼみまたはコアに起因する厚い断面である。 例えば、鋳造の深い部分の円柱状の臍では、冷却を遅くするコアを設ける必要があるかもしれない。 設計上の変更が不可能な場合は、金属温度を下げることができないか、またはゲートを再研削しない限り、コールド・アイロンをコアまたはモールド・セクションに配置することをお勧めします。

（4）プロセス設計が終了すると、加工余裕が大きすぎるため、切断のコストが増加するだけでなく、緻密な鋳物の表面が切断され、緩やかな中央の冷却で緩んだ部分が露出する。 この設計は、鋳造または機械加工の観点からは不合理であるため、メリットはありません。 ソリューションは、鋳造の設計を変更することです。 設計が変更できない場合、正しい方法は冷鉄を使用し、注入温度を制御し、ゲートシステムを調整することです。

（5）厚い部分でのコアの設計が適切でない、コアの支持が不正確である、または偏心を引き起こす他の技術が使用され、これが鋳物の断面に変化をもたらし粗粒を生じる。

2、注入ライザーシステム

（1）逐次凝固の失敗ゲーティングシステムは、通常、粗粒の原因となる、良好な凝固秩序を達成することができない。 断面の変化が激しい鋳物の場合、ゲートの数と位置に注意する必要があります。 これを補うために、熱い溶融金属はライザーの活性領域内に維持され、粗粒が生成される程度に厚い部分の冷却速度を低下させる。 ライザーのネックのようなライザーの不適切な設計が長すぎる場合、ライザーパッドのデザインが適切でないか、ライザーのサイズが大きすぎるため、厚いセクションに過剰な熱蓄積が発生します。

（2）ヒートシンクが発生しやすいライザーの分布同様に、厚い部分を補うためには、局所的に過剰な熱が発生することが多い。 例えば、サイドライザーが厚い部分の過熱を引き起こし、冷却速度を遅くするので、実際の操作で使用することは時々不便である。 実際の生産では、立上り部のサイズを最小限に抑えるために、合理的な立上り設計が必要です。

（3）地元のホットジャンクションまたはライザーネックは、インナーゲートまたはライザーとキャスティングの接合部で短く、給電には有利ですが、ランナーまたはライザーはキャスティングに近すぎます。 部品の冷却速度を遅くしました。 ライザーの首を大きくすると、収縮にも問題が生じます。 したがって、立上り部のサイズを最小限に抑え、粗い穀粒を形成しやすいキー部にランナーとライザーを近づけすぎないように、効果的なライザーの設計を採用し、ランナーとライザーを適切に設定することです。 補完を達成する。

（4）イングの数が少なすぎるインゴットの数が少なすぎるため、砂の洗浄が容易であるばかりでなく、局所的な熱や粗粒組織が発生する。 この現象は、低温アルミニウム合金であっても、すべての鋳造金属で一般的です。 ある場合には、ゲートの数が少なすぎるため、収縮不良を引き起こす可能性がある。 このような収縮欠陥は、同様の理由により粗大粒子の欠陥をマスクすることができる。 実際には、粗大な欠陥が著しく劣化した場合には、収縮欠陥となるため、これら2つの欠陥の防止対策はしばしば同じである。

3、鋳物砂

このタイプは、鋳物砂が壁の変位を引き起こして臨界断面（粗粒が形成されやすい部分）の断面寸法を大きくするのに十分な場合にのみ粗粒欠陥を引き起こす要因である。 厚い部分での壁の動きが最大であることがあるので、このような欠陥は依然として可能であり、結果として生じる粒の粗い欠陥は砂の膨張に関係する。

4、コア

未晒または空気硬化油砂コアは、過度の発熱を引き起こす発熱反応を引き起こす可能性があるため、製造時には避けるべきである。 これは、大きな鋳物または発熱性の接着剤を伴う厚い、大きなコアのいずれかに発生する可能性があります。 ある意味では、コアは高効率の絶縁体として作用し、溶融金属の冷却を危険なレベルまで遅らせる。

5、モデリング

（1）冷却速度を加速することができる通気孔の欠如。 鋳造物のより厚い部分については、鋳造物の冷却速度は、熱が鋳物砂を介して放散される速度に関連する。 過度の通気は、水蒸気が急速に排出されるのを助け、冷却効果をもたらす。

（2）冷やした釘や冷たい鉄がセットされていない場合は、通常、不注意によって引き起こされる。

6、化学組成

本質的に、粒子の粗さおよび金属の化学組成は冷却速度に関係するので、この組み合わせを選択することは非常に重要である。 冷却速度を調整することが困難である場合、粗粒組織は金属の不適切な化学組成に起因していなければならない。 金属組成物の重要性のために、各金属は以下のように簡単に記載される。

（1）灰色の鋳鉄および可鍛性の鋳鉄の炭素当量が高すぎる。 炭素とシリコンの効果の数学的計算は次のように要約することができます：CE = C + 1 / 3Si、粗粒は過剰な炭素または余剰のシリコン、過剰な炭素とシリコンによるものです。 に。 シリコンと比較して炭素の効果は3倍高く、炭素生産の変化は同じ量のシリコンよりもはるかに危険です。 この炭素とシリコンの効果は、可鍛性鋳鉄と灰色鋳鉄の両方に影響を及ぼします。 展性のある鋳鉄の場合、粗粒は黒色でもなく、主グラファイトのラムをも表さないが、過剰の炭素またはケイ素含有量に起因して一般に粗粒の形態で存在するか、または両方が高すぎる。 リンはまた、粒粗さに影響を与える。 wp = 0.1％の場合、特に冷却が遅い場合には、収縮キャビティの欠陥が増加する。

（2）鋳鋼鋳鋼の溶融・脱酸処理には、粒成長を遅らせる元素が添加されているため、鋳鋼は鍛鋼よりも粗大化しにくい。 焼鈍または標準化によって、組成に起因する大きな粒度を有する鋼鋳物を精製することができる。

（3）アルミニウム合金鉄の不純物は鋳造アルミニウム部品を粗く脆くする可能性があり、これらの欠陥の多くは不適切な溶融操作に起因する。 アルミニウム合金、特に過熱が必要なアルミニウム合金では、適切な量の細かい合金元素を添加する必要がある。

（4）銅合金銅合金中の粗大結晶粒の欠点は、しばしばピンホール、細孔または収縮によって覆われている。 銅合金は組成の変化により粗大粒子を発生させることがありますが、通常ピンホール、細孔、または収縮が最初に発生します。

7、溶融

小さい融解操作は、残留結晶粒構造に影響を与える。 異なる鋳造金属については、小さな溶融プロセスを採用しなければならない。

（1）灰色の鋳鉄を溶かすキュポラ風量とコークスの不均衡は、過剰な炭素増加を引き起こします。 例えば、ベース高さが高く、爆発体積が減少すると、過剰な炭素添加を引き起こす可能性がある。 ライニングが腐食されると、炭素の増加はより深刻になります。 キューポラの直径が大きくなるので、同じ炭素含有量を維持するためには、空気の量を増やす必要がある。 高すぎる温度で融解すると、熱風製錬が行われる場合に遭遇する炭素量が増加する。 目安として、ブラスト温度が55℃上昇するごとに、0.10％の炭素（質量分率）が添加されます。 温度を上げるために酸素を使用する場合、必ずしも同じ問題を引き起こすとは限りません。

アイロンの間隔が長すぎる場合、またはアイロンが長時間炉床にとどまっている場合は、炭素が増加します。 低炭素鋳鉄の製造は一般に浅い炉を使用し、溶融鉄の間隔をできるだけ短くして連続的な鉄を得る。

間欠的な溶融は、過剰な炭酸化を引き起こし、粗粒の構造をもたらすことがある。 また、風によって溶融が中断され、炭素とシリコンの含有量の変動がほぼ生じます。 風が停止した後、元の化学組成を取り戻すには通常15分かかります。

（2）可鍛性鉄秤量または電荷のバッチ処理によって生じる偏差は、化学組成の変化につながる。 炉内の空気量は保証されず、化学組成の制御に影響を与えます。 過熱の溶融または火炎中の煙の燃焼は炭素増加を引き起こす。

（3）黄銅および青銅の汚れたエナメルの使用、およびるつぼの底部および側壁の前の炉の溶融および溶融に残っている薄い層のクラストまたは金属の存在は、次の溶融物したがって、湿った、油で汚染された、または他の汚れた物質などのガスを発生させる原材料の金属装入物への混入を防ぐために、原産地不明の原材料を製造することは避けるべきである。

（4）アルミニウムアルミニウム合金は、粗大粒のアルミニウム合金の一般的な原因である溶融温度の不適切な制御により過熱される。 したがって、過熱されたアルミニウム液体は、製造時にゆっくりと冷却してより低い注入温度に下げるべきである。 加えて、バッチングプロセス中の電荷の不注意または汚染は、粗粒欠陥を引き起こす可能性がある。

8、鋳造

全ての金属について、鋳造温度が高過ぎると、粗大粒欠陥が生じやすくなる。

9、その他

（1）冷却速度は、設計、注入システムおよび金属組成に加えて、遅すぎるだけでなく、鋳物砂の密閉度が低い、冷間鉄を使用する時間間隔、注ぎ込み時間必要に応じて砂を落とす。 余りに長く、落ちた砂の後に一緒に熱い鋳造物を置く。

（2）不適切な熱処理もまた、特定の金属粒子の粗さの主な理由の1つである。

（3）不適切な加工不適切な機械加工は、緻密な成形部品をざらざらした欠陥のように見せることができる。 不適切な加工とは、工具が不当に研削されたり、工具が鈍すぎたり、切削速度や送り制御が正しくなく、粗削り方法が不適切であることを意味します。 これらは外観に多少のダメージを与える多孔質の外観を生じさせますが、鋳物には粗粒に欠陥があると考えられています。