消失発泡鋳造におけるスラグ混入欠陥 蒸発パターンの鋳造で発生する最も永続的な品質問題の 1 つです, 特に広範囲の機械加工表面を持つ鋳物を製造する場合、または内部の清浄度要件が要求される場合.
この欠陥は実稼働環境では次のように説明されることがよくあります。 砂の包含, 砂の浸透, コーティングインクルージョン, または「砂の侵入」, 目に見える欠陥には乾いた砂が含まれている可能性があるため, 耐火物コーティング, 泡の分解残留物, または従来の冶金スラグ.
多くの孤立した鋳造欠陥とは異なります, 失泡鋳造におけるスラグの混入は、単一のプロセス変数によって引き起こされることはほとんどありません。.
これは、パターンとコーティングの完全性の間の相互作用の結果としてより正確に理解されます。, ゲートシステム設計, 乾いた砂での挙動, 真空圧, 注入条件, パターン処理, 溶融金属の清浄度.
したがって、堅牢なアプローチでは、スラグ混入の防止を次のような手段として扱います。 システムレベルのプロセス制御の問題, 単にコーティングの厚さを増やしたり、注入温度を下げたりするのではなく、.
1. ロストフォーム鋳造におけるスラグ混入欠陥とは何ですか?
消失発泡鋳造におけるスラグ混入欠陥 金型の充填および凝固中に異物が鋳物内部に閉じ込められたときに形成される非金属欠陥です。.
出身地に応じて, これらの欠陥には次のものがあります。 乾燥した鋳物砂, 耐火物コーティング粒子, 冶金スラグ, 酸化物, 泡の分解残留物, またはこれらの材料の組み合わせ.
で フォームキャスティングの紛失, 欠陥は、本番環境では次のように呼ばれることがよくあります。 砂の包含, 砂の侵入, コーティングインクルージョン, または砂の侵入.
これらの用語は同じ意味で使用されることもありますが、, 常にまったく同じメカニズムを説明しているわけではありません.
砂混入とは、一般に金属への鋳物砂の混入を指します。, 一方、スラグや耐火物含有物は溶融金属に由来する可能性があります。, コーティング, または充填中の反応.
根本的な問題は、溶融金属が安定した状態を通って進む必要があることです。, ポリマーフォームパターンが分解し、その気体および液体生成物がコーティングと乾燥砂を通って流出する間、耐火物で裏打ちされた空洞.
コーティングが完全性を失った場合, 緩んだ砂が金属に取り込まれる. 同じく, スラグまたは酸化物の粒子が溶融金属中にすでに存在する場合, 鋳物内に輸送され、凝固中に閉じ込められる可能性があります。.
典型的な外観と識別
スラグ混入欠陥はシェイクアウト直後に必ずしも見えるわけではありません.
鋳造品は、外観的には許容範囲内に見えても、後でのみ重大な含有物が明らかになります。 CNC加工, 掘削, 研削, またはセクショニング 影響を受けた領域を露出させます.
機械加工された表面に孤立したスポットが現れる場合がある, 不規則なパッチ, 縞模様, または異物の塊. インクルージョンの発生源によってその外観は異なります.
白色または淡色の粒状粒子 多くの場合、珪砂または耐火物と関連付けられます。, その間 グレー, ダークグレー, または黒い領域 スラグを示している可能性があります, 酸化物, コーティング残留物, または泡の分解による炭素質生成物.
しかし, 視覚的な外観だけでは、インクルージョンの起源を確実に判断することはできません。.
本番環境のトラブルシューティング用, 金属組織検査と, 必要に応じて, SEM/EDS分析 シリカが豊富な砂粒子と、酸化物が豊富な冶金学的介在物または耐火性コーティングの破片を区別できます。.
| 観察された欠陥の外観 | 考えられる起源 | 典型的な場所 |
| 白い粒状の斑点 | 珪砂または耐火物粒子 | 加工面, ゲートの近く |
| 灰色または黒色の不規則な斑点 | スラグ, 酸化物, コーティング残留物 | 内部鋳造領域 |
| 線状または亀裂状の介在物 | コーティングの亀裂とその後の砂の侵入 | パターンジョイント, ゲート接合部 |
| インクルージョンクラスター | 局所的なコーティングの欠陥または金属の流れの乱流 | スプルー, ランナー, エリアをゲートする |
| 大きな内部非金属領域 | ひどい砂の侵入またはコーティングの剥離 | ゲートシステムまたは鋳造移行部の近く |
スラグ混入物はどこで発生しますか?
欠陥は金属流路全体で発生する可能性があります, を含む 注ぐカップ, スプルー, ランナー, いくら, ゲートシステムジャンクション, および鋳造キャビティ.
それにもかかわらず, 通常、最もリスクが高いエリアは、ゲート システムが鋳物に接続されている場所、または形状により流れの方向や速度が急激に変化する場所です。.
The スプルーからランナーまで, ランナーからインゲートまで, およびインゲートからパターンへの接続 特に注目に値する.
これらの領域は、注湯中にかなりの熱的および機械的ストレスにさらされます。.
これらの場所のコーティングに亀裂が入っている場合, 結合が不十分な, 過度に薄い, またはパターンの組み立て中または砂の充填中に局所的に損傷した場合, 溶けた金属は周囲の砂と直接接触する可能性があります.
コーティングバリアを突破すると, の組み合わせ 金属の圧力, 真空吸引, そしてメタルフローの力 緩んだ砂や耐火性の粒子を液体金属の中に引き込むことができます.
混入された物質は鋳物内に輸送され、金属が凝固する際に閉じ込められる可能性があります。.
2. ロストフォーム鋳造においてスラグの混入が特に難しい理由
ロストフォーム鋳造は、注ぐまで発泡パターンが型内に残るため、従来の砂型鋳造とは根本的に異なります。.
金属がキャビティに入る前にパターンが単純に消えるわけではありません; その代わり, それは受けます 溶融金属が徐々に置換される際の熱分解と蒸発.
これにより、いくつかの同時輸送現象が発生します。:
- 溶融金属はキャビティ内を進みます.
- ポリマーパターンが分解する.
- 気体および液体の分解生成物は耐火コーティングを通って移動します.
- 真空圧力は金型の充填とガスの排出に影響します.
- 耐火コーティングは激しい熱的および機械的負荷にさらされます.
- パターンを囲む乾燥した砂は、十分な構造的完全性を維持する必要があります.
塗膜に亀裂が入ったり、接着力が低下したりした場合, 前進する金属は緩んだ砂に直接接触する可能性があります.
ゲートシステムが不十分に保護されている場合, 砂や耐火物の破片が金属の流れに入る可能性があります.
このため、単にコーティングの耐火性を高めるだけでは必ずしも問題が解決するとは限りません。.
塗膜強度, 透過性, 接着, 乾燥挙動, コーティングの厚さ, ゲーティングデザイン, 真空制御も合わせて考慮する必要があります.
3. ロストフォーム鋳造におけるスラグ混入欠陥の主な原因
ロストフォーム鋳造物にはスラグや砂が混入します。 多因子欠陥 単一のプロセスパラメータの結果ではなく.
注湯カップとスプルーからランナーまでの金属流路全体, いくら, 最終キャビティ - 鋳物に非金属材料を導入できる可能性があります.
実際に, しかし, ゲートシステムジャンクション, コーティングの欠陥, 高い金属流速度にさらされる領域は、最も重大なリスクゾーンを表します.
耐火物コーティングの破損
耐火コーティングは、溶融金属と乾燥した砂の間に主な障壁を形成します。.
この障壁が割れたら, 皮をむく, または侵食する, 砂や耐火物の粒子が金属の中に持ち込まれ、鋳物に閉じ込められる可能性があります。.
コーティングに関連する一般的な原因には、室温強度が不十分であることが含まれます, 熱間強度が不十分, 不均一なコーティング厚さ, 接着が悪い, そして不適切な乾燥.
特に注意を払う必要があるのは、 スプルーランナージョイント, ランナーとインゲートの接続, 鋭い角, そしてパターントランジション, 均一なコーティング範囲を維持することがより困難な場合.
適切なロストフォームコーティングにより、十分な効果が得られます。 耐火性, 機械的強度, 透過性, 接着, 耐熱衝撃性 注ぐプロセス全体を通して.
ゲートシステムとシーリングの問題
ゲート システムは、溶融金属が金型に入る最初の経路を提供するため、砂の混入の重要な原因となります。.
スプルーの接続が不十分またはシールが不十分である, ランナー, 入口は開口部を作り、そこから乾いた砂が金属の流れに入る可能性があります。.
ゲート接合部のコーティング亀裂は、これらの領域に集中した金属の流れと熱負荷がかかるため、特に危険です。.
したがって、ゲート システムには適切な剛性が必要です。, 安全な接続, 継続的な耐火物保護.
注ぐ前に, 注ぐカップと露出したゲート領域もチェックする必要があります。 緩い砂, ほこり, 損傷したコーティング, そして異物.
不適切な注入および真空パラメータ
プロセスパラメータは、コーティングにかかる機械的負荷と熱的負荷に直接影響します。.
an 過剰な注湯ヘッドまたは金属流速 コーティングの侵食が増加する可能性があります, 一方、鋳込み温度が高すぎると、熱劣化や高融点金属の反応が促進される可能性があります。.
逆に, 温度が過度に低いと、ミスランや不完全な充填が発生する可能性があります。.
真空も慎重に制御する必要があります. 砂の圧縮とガスの排出には真空が不可欠ですが、, 真空レベルが高すぎると、既存の亀裂から緩んだ砂やコーティングの破片が吸い込まれる可能性があります.
砂の特性も考慮すべき点です. 不適切な粒度分布により砂の侵入が増加する可能性があります, 侵食, またはガスの排出が不十分.
最適な組み合わせは、 真空レベル, 注ぐ温度, 充填率, そしてサンド仕様 したがって、普遍的な設定として適用するのではなく、合金および鋳造の形状ごとに確立する必要があります。.
パターンの取り扱いと成形の損傷
コーティングされたフォームパターンが輸送中に損傷した場合、注入前に介在物欠陥が発生する可能性があります, 組み立て, 砂詰め, または振動成形.
激しい砂の負荷や過剰な振動により、乾燥したコーティングに亀裂や欠けが生じる可能性があります。, 特に薄い部分とゲート接続の周り.
これらの欠陥は、パターンが砂に埋められた後も隠れたままになる可能性があり、機械加工中に介在物が露出した場合にのみ明らかになります。.
したがって、制御された成形シーケンスが不可欠です: より強い振動が加えられる前に、パターンを適切にサポートする必要があります, ゲートシステムは圧縮中に曲がったり、機械的に妨害されたりしてはなりません.
溶融金属の清浄度
すべての異物が金型に由来するわけではありません. 酸化物, スラグ, 耐火性粒子, 溶融金属中にすでに存在するその他の非金属介在物 充填中に閉じ込められることもあります.
したがって、効果的な制御には金属加工チェーン全体に注意を払う必要があります。, 融解を含む, スラグ除去, 温度制御, 該当する場合は予防接種または治療, 移行, そして注ぐ.
スラグスキミング, 濾過, 適切に設計されたゲートまたはスラグトラップ機能により、キャビティに入る非金属材料の量をさらに削減できます。.
4. ケーススタディ: LangHe Foundryにおけるスラグ混入の失敗と是正措置
で Langhe Foundry, スラグと砂の混入制御は、最終検査の問題ではなく、プロセスエンジニアリングの問題として扱われます。.
ロストフォーム鋳造において, 介在物欠陥は耐火コーティングに起因する可能性があります, パターンの組み立て, 成形作業, 真空システム, ゲーティングデザイン, または溶融金属の清浄度.
その結果, 効果的な修正処置には、欠陥の形態と欠陥の位置および実際のプロセス条件を相関させる必要があります。.
代表的なものとして次の 3 つのケースがあります。 ランゲ 鋳造工場の生産シナリオ ねずみ鋳鉄を含む, 延性鉄, および炭素鋼ロストフォーム鋳物.
これらの事例は、体系的な根本原因分析が、再発する介在問題を測定可能なプロセス改善にどのように変換できるかを示しています。.
場合 1: ねずみ鋳鉄製油圧バルブ本体
背景
ランゲ 鋳造工場は、ロストフォーム鋳造プロセスを使用してねずみ鋳鉄の油圧バルブボディを製造しました.
コンポーネントにはいくつかの精密機械加工されたシール面が含まれており、 100% での圧力テスト 1.6 MPA.
シール面はその後機械加工されたため, 比較的小さな内部含有物が露出して漏れを引き起こす可能性があります.
欠陥の症状
初期の初回通過歩留まりは約 68%. 圧力試験の失敗のほとんどは、機械加工されたバルブシート表面に露出した表面下の異物に起因していました。.
ゲートシステムの検査により重要な手がかりが得られた. シェイクアウト後, 局所的なコーティングの剥離が繰り返し観察されました。 インゲートから鋳造までの接合部.
検査のためにランナーの一部を折った場合, 破断面内に白い粒状粒子が見えた, 混入した耐火物または砂物質の存在を示す.
根本原因分析
調査により、2 つの主な要因が特定されました.
初め, ゲート接合部の周囲の耐火性コーティングは、パターンの平らな部分よりも大幅に薄かった.
接合部の形状により、浸漬中にコーティングの排水が不均一になります。, 局所的に弱いバリアが生じる.
2番, 金型は、約 100 ℃ の比較的高い一定の真空レベル下で操作されました。 0.045 MPA.
接合部のコーティングが弱くなってしまったら, 圧力差により、充填中に欠陥領域を通る緩い砂の移動が促進されました.
したがって、欠陥は真空のみに起因するものではありませんでした。. それよりも, 実際の故障メカニズムは:
不均一なコーティング厚さ → 局所的なコーティングの弱さ → 真空による砂の侵入 → 介在物の閉じ込め → 機械加工の露出 → 圧力テストによる漏れ.
是正措置
ランゲ ファウンドリは 2 つの主要なプロセス変更を実装しました. 2 番目の強化コーティング層は、ゲート接合部およびその他の高リスク遷移領域に特に適用されました。, 局所的なコーティングの厚さを約増加させる 60%.
真空システムも定圧運転から二段階プロファイル制御に変更されました。.
真空は最初は約 0.025 MPA 充填初期段階では、徐々に増加し、約 0.038 MPA 充填の最終段階で.
その目的は、金属が最初に脆弱なゲート領域に入るときに過度の圧力差がかかるのを避けることでした。, 金型の安定性とガスの排出のために、充填プロセスの後半でも十分な真空を提供しながら、.
結果
圧力テストの合格率は、 68% に 92%, スラグしながら- 砂混入関連スクラップは約 71%.
この事例では、局所的なコーティングエンジニアリングと動的真空制御が、単純に全体のコーティングの厚さを増やしたり、注入中に均一に高い真空レベルを維持したりするよりも効果的である可能性があることを実証しました。.
場合 2: ダクタイル鋳鉄自動車用シャーシブラケット
背景
ランゲ ロストフォーム鋳造を使用して鋳造工場で製造されたダクタイル鋳鉄自動車用シャーシブラケット.
コンポーネントには、後に取り付けられる露出した外面が含まれていました。 電気泳動コーティング (eコーティング).
最終的な塗装面には厳しい外観要件があったため, コーティング後に比較的小さな表面下の欠陥が見えるようになる可能性があります.
欠陥の症状
電気泳動塗装後に断続的な表面欠陥の問題が最初に観察されました. 小さなスラグ状の水泡が主にブラケットの上面に現れた, 発生率は約 22%.
興味深いことに, 欠陥はランダムに分布していませんでした.
それらは主要な入口の反対側に位置する領域に集中していた, この欠陥は、均一に分布した冶金学的介在物ではなく、非金属材料の充填挙動または移動に関連していることを示唆しています。.
根本原因分析
パターンの組み立てを調査した結果、 スプルーとランナーの接続には緩い圧入ジョイントを使用. 振動成形時, 関節がわずかに動く可能性があります, 局所的なギャップを生み出す.
同時に, 砂の充填中に使用された初期の振動振幅が激しすぎました.
この段階ではフォームアセンブリの垂直面の支持が不十分だったため、, 乾燥したコーティングに発生した微小亀裂.
これら 2 つの条件が組み合わさって、砂の侵入経路が形成されました。:
ゲートジョイントが緩んでいる + 激しい初期振動 → コーティングの損傷と開口部 → 充填中の砂の巻き込み → 内部介在物 → 電着塗装後の表面の膨れ.
この発見は、シェイクアウト後の従来の目視検査では一貫して問題を特定できなかった理由も説明しています。: 損傷の多くは注入前に砂の下にあり、注入後はすぐには見えませんでした。.
是正措置
ランゲ 鋳造工場では、スプルーとランナーの接続部に一体型の強化カラーを導入し、接合部の周囲に追加の耐火コーティングを適用して、機械的安定性とコーティングの連続性の両方を向上させました。.
その後、振動プログラムは 2 つの段階に分けられました。. 最初の砂かぶり後, パターンは約 5 数秒間の低振幅の振動.
より大きな振幅の圧縮は、発泡アセンブリが砂で十分に囲まれ、支持された後にのみ導入されました。.
遊離した砂が上部ゲート システムから侵入するのを防ぐために、最終金型を閉じる前に専用のスプルー キャップ シーリング手順も導入されました。.
結果
E コーティング後の表面欠陥率は約 1 から減少しました。 22% に 4%. 欠陥に関連する顧客の拒否バッチが排除されました.
この事例は、ロストフォーム鋳造における重要な原理を示しています。: 成形振動は単なる圧縮パラメータではありません; コーティングの完全性、ひいては鋳造の清浄度に直接影響を与える可能性があります。.
最適な振動プロファイルは、コーティングされたパターンに機械的な損傷を与えることなく、適切な砂の圧縮を提供する必要があります。.
場合 3: 炭素鋼ポンプハウジング
背景
ランゲ 鋳造所は、従来の砂型鋳造の代替として、ロストフォーム鋳造を炭素鋼ポンプハウジングに適用することを検討しました。.
目的は、加工代を削減し、大きな内部流路の寸法の一貫性を向上させることでした。.
コンポーネントには広範囲に機械加工された内面がありました, 内部包含管理が特に重要になる.
欠陥の症状
初期の生産試験では、機械加工された内部流れ表面に広範囲に散在する介在物が見られました。. その結果、スクラップ率はおよそに達しました 35%.
ゲート システムの検査により、ランナーに沿って顕著な耐火物の侵食と表面脈状形成が明らかになりました。.
欠陥の分布は、問題が主に以下に関連していることを示唆しています。 鋼材充填時のコーティング劣化, 単に溶融金属スラグを使用するのではなく.
根本原因分析
最初の大きな問題は、もともとねずみ鋳鉄ロストフォーム鋳造用に開発されたコーティングシステムの使用でした。.
その耐火性と熱間強度は、炭素鋼に伴う大幅に高い熱負荷に対して不十分でした。.
注ぐ途中, 高温の複合効果により、コーティングが部分的に劣化し、浸食された, サーマルショック, そしてメタルフローの力.
2番目の問題は、過剰な有効注出ヘッドでした。. a 1-トン柄杓 スプルーを充填するときに比較的高い金属流速を生成, すでに脆弱なコーティングの機械的浸食が増加する.
したがって、組み合わせられたメカニズムは次のとおりです。:
不適切な耐火物システム → 高温コーティングの劣化 → 過剰なメタルフロー侵食 → 鋼材に侵入する耐火物粒子 → 内部介在物.
是正措置
ランゲ 鋳造工場は従来の鉄グレードのコーティングを次のコーティングに置き換えました。 スチールロストフォーム鋳造用に特別に設計された高アルミナ耐火コーティング.
新しいコーティングは、鋼の注湯環境に対して大幅に高い耐火性と熱間強度を提供しました。.
有効注入高さも低くなりました. 底注ぎレードル配置が導入されました, 不必要な金属の加速と乱流を減らすために、ノズルを注ぐカップにできるだけ近づけて配置します。.
ついに, 注湯温度は約 1560℃～1510℃, 炭素鋼のグレードと鋳造形状の確立されたプロセスウィンドウ内に留まりながら.
これらの変更は、個別の調整としてではなく、調整されたパッケージとして実装されました。.
結果
内部スラグ含有スクラップ率は約 35% に 8%, 消泡プロセスをポンプハウジング用途に商業的に実行可能にする.
この事例はその理由も示しています コーティングの選択は合金固有のものでなければなりません.
ねずみ鉄に対して適切に機能する耐火性コーティングが、鋼に十分な熱的および化学的安定性を提供すると自動的に仮定することはできません。.
合金の注入温度が上昇すると, コーティング耐火性, 熱い強さ, 耐熱衝撃性, 金属とコーティングの適合性がますます重要になる.
3 つの教訓から得た重要な教訓 ランゲ 鋳造ケース
3 つのケースには、異なる合金と異なる鋳造形状が含まれていました。, しかし、それらは共通のパターンを明らかにします: スラグの混入は通常、いくつかのプロセス変数間の相互作用の結果です。.
| 場合 | 一次欠陥のメカニズム | 重要なプロセス変数 | 是正戦略 | 結果 |
| ねずみ鉄製油圧バルブ本体 | 弱い注入口コーティングからの砂の侵入 | 膜厚 + 真空 | 強化コーティングと段階的真空 | ファーストパス収量: 68% → 92% |
| ダクタイル鋳鉄シャーシブラケット | 成形時の塗装ダメージ | ゲートジョイントの強度 + 振動 | 強化されたジョイントと段階的な振動 | 表面欠陥: 22% → 4% |
| 炭素鋼ポンプハウジング | 高温コーティングの浸食 | コーティング耐火性 + 注ぐヘッド | 高アルミナコーティングと注入高さの低減 | 含有スクラップ: 35% → 8% |
最も重要な結論は、 失われたフォーム鋳造のための普遍的な「アンチインクルージョン設定」はありません.
適切なコーティングシステム, 真空プロファイル, 振動プログラム, 注ぐ温度, ゲーティングデザイン, 砂の仕様は合金と鋳造の形状に一致する必要があります.
このため, ランゲ Foundry のアプローチは次の点に焦点を当てています。 根本原因の特定, プロセスウィンドウの最適化, および欠陥位置の分析 最終的な目視検査だけに頼るのではなく、.
この方法論は油圧コンポーネントにとって特に価値があります。, 自動車鋳物, ポンプハウジング, バルブボディ, 機械加工または機能テスト後にのみ内部含有物が明らかになるその他の部品.
5. 体系的な予防および軽減戦略
ロストフォーム鋳造におけるスラグの混入を制御するには、次のことが必要です。 単一の是正措置ではなく、調整されたプロセス管理.
最も効果的なアプローチは、コーティングの完全性を維持することです, 成形時にパターンを保護する, 金属の流れと真空を制御する, 生産サイクル全体を通して溶湯の清浄度を向上させます.
耐火物コーティングの最適化
耐火物コーティングは、溶融金属を乾燥した砂から分離する主な障壁です。.
それは十分であるはずです 耐火性, 透過性, 接着, 常温強度, そして熱い力強さ.
コーティングを複数の層に均一に塗布します, 塗装の間に十分な乾燥を行う. ゲート接合部およびその他の高浸食領域には追加の補強が必要です.
コーティングされたすべてのパターンを成形前に検査する必要があります, 目に見える亀裂のある模様, ピーリング, または層間剥離を修復するか拒否する必要があります.
制御パターンの組み立てと成形
フォームパターンとゲートシステムは、砂の充填中や振動中にも機械的に安定した状態を維持する必要があります。.
ゲート接続は、必要に応じて適切なサポートまたはスリーブで強化できます。. 砂は最初は静かに導入する必要があります, 振動は低い振幅から始まるはずです.
より高い振動強度は、パターンが砂で適切に囲まれた後にのみ適用してください。.
周囲には特に注意が必要です スプルー, ランナージャンクション, そして食い入る, 機械的な動きによって耐火層に亀裂が入る可能性がある場所.
注ぎ口もしっかりと密閉し、注ぐ直前に注ぐカップを掃除する必要があります。.
注湯温度と金属流量の制御
注湯条件は、適切な流動性と完全な金型充填を維持しながら、コーティングの侵食を最小限に抑える必要があります。.
注湯高さが高すぎる, 乱流, 温度により耐火物の劣化と介在物の巻き込みが増加する可能性があります.
| 合金タイプ | 一般的な注入温度 | 通常の注入時間* |
| 灰色の鋳鉄 | 1380–1420℃ | 10–20秒 |
| 延性鉄 | 1420–1450℃ | 12–25秒 |
| 炭素 / 低合金鋳鋼 | 1480–1560℃ | 15–30 s |
*300 ～ 500 kg の注湯バッチの一般的な参考値; 実際のパラメータは合金グレードに応じて設定する必要があります, 鋳造マス, 壁の厚さ, ゲーティングデザイン, と設備.
取鍋の容量は鋳物に合わせて適切に調整する必要があります. 注ぎ口をスプルーカップの近くに保つことで、自由落下の高さと衝撃速度が減少します。.
注ぐものも残るはずです スムーズで継続的な, 不必要な中断や突然の流量の急増を避ける.
真空制御の最適化
真空は乾燥砂の圧縮を改善するため、ロストフォーム鋳造には不可欠です。, ガスの排出を促進します, 金型充填をサポートします.
しかし, 過剰な負圧により、既存の亀裂から砂やコーティングの破片が引き込まれる可能性があります.
多くの鉄鋳物に対応, 動作範囲は約 0.025–0.040MPa 開始点としてよく使用されます. 最適値は鋳造形状とプロセス条件に大きく依存します。.
段階的な真空プロファイルが有利になる場合がある: 初期充填中の比較的適度な真空により、コーティングの浸食が軽減されます。, その後、充填が進むにつれて真空度が上昇します.
したがって、真空は次のように扱う必要があります。 最適化するプロセス変数, 単純に最大化するだけではなく.
ゲートとスラグ保持力の向上
ゲート設計は、非金属材料が重要な鋳造領域に到達するのを防ぎながら、安定した充填を促進する必要があります。.
合金および鋳造形状に応じて, システムには組み込まれる場合があります スラグトラップ, スキムセクション, 定住地, フィルター, または専用の収集ゾーン.
セラミックフォームフィルターは非金属介在物をさらに制御できます, ただし、その使用は必要な流量と鋳造温度に照らして評価する必要があります。.
適切なゲート設計は、小さな異物でも機能障害を引き起こす可能性がある、圧力がかかり高度に機械加工されたコンポーネントの場合に特に重要です。.
適切な砂の品質を維持する
乾いた砂は次のバランスを保つ必要があります。 透過性, 圧縮動作, 表面の品質, 金属貫通に対する耐性.
砂が粗すぎると、貫入や介在物関連の欠陥が増加する可能性があります, 一方、過剰な微粉はガスの排出を妨げ、金型の挙動を変える可能性があります。.
多くの鉄ロストフォーム用途向け, 30/50 メッシュで洗浄した珪砂 一般的に使用される参照仕様です.
実際の粒度分布は、鋳造およびコーティングシステムに応じて選択する必要があります。, 定期的な罰金の除去付き, ほこり, 壊れたコーティング粒子.
溶融金属の清浄度の向上
外部の砂やコーティングの混入は問題の一部にすぎません. 溶融金属中にすでに存在する酸化物やスラグは、非金属介在物のさらなる発生源となる可能性があります。.
したがって、効果的な制御は溶解段階から始まり、移送および注入まで継続されます。.
主な対策には以下が含まれます： スラグ除去, 適切な溶融処理, 制御された転送, きれいなお玉, 技術的に適切な場合は濾過.
全体的な目的は、両方を防ぐことです。 外因性介在物 型からと、 内因性介在物 完成した鋳物に入る際に溶融金属中に生成される.
6. 結論
消失発泡鋳造におけるスラグ混入欠陥 主に溶融金属の相互作用によって引き起こされます, 耐火物コーティング, 乾いた砂, 泡分解生成物, 真空圧, および冶金学的介在物.
最も一般的なメカニズムには、コーティングの亀裂または剥離が含まれます。, ゲートシステムのジョイントが弱い, 砂の巻き込み, 過剰なメタルフローエロージョン, 不適切な真空制御, 成形作業が不安定, 溶湯の清浄度が不十分である.
実際の生産事例では、単一パラメータの個別の調整ではわずかな改善しか得られないことが一貫して実証されています。.
一貫して低いスラグ混入率を達成するには、総合的なアプローチが必要です: 最適化されたコーティング配合と塗布, 厳格な成形と取り扱いの規律, スラグ保持機能を備えた適切に設計されたゲート, 校正されたプロセスパラメータと継続的な溶融金属の清浄度管理.
すべての生産段階にわたって体系的に実装される場合, これらの対策により、スラグ関連のスクラップを非常に低いレベルまで減らすことができます。, 要求の高い機械加工コンポーネントに対しても、ロストフォーム鋳造を実行可能にします。.
