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鋳造は最も古い製造方法の1つです、初期のプロセスは数千年前にさかのぼり、現代のプロセスは1893年頃にさかのぼります。それ以来、鋳造方法と技術は大幅に改善されましたが、基本的な原理は変わりません。基本的に、溶融した材料は事前に形成されたキャビティまたは金型に流し込まれ、そこで冷却されて目的の形状に固化されます。LSはさまざまな鋳造方法を使用します部品と製造仕様によって異なります。現代の業務で使用される最も一般的な鋳造プロセスの1つは、インベストメント鋳造です。この記事では、精密鋳造プロセスインベストメント鋳造の。その基本原理、プロセスフロー、幅広いアプリケーションへの大きな利点から、その謎を一つ一つ明らかにし、この古代のスキルと現代のテクノロジーの素晴らしい融合にみんなを導きます。世界。

インベストメント鋳造とは何ですか?

インベストメント鋳造は、ロストワックス鋳造または精密鋳造とも呼ばれ、主に複雑な形状、正確な寸法、滑らかな表面の金属部品を製造するために使用される高度な鋳造プロセスです。主な原則は、可融性材料(ワックス、プラスチックなど)を使用して、最初にプロトタイプモデルを最終鋳造の形状と一致するようにし、次にモデルの表面を耐火材料で複数回コーティングして強力なシェルを形成することです。金型シェルが十分に強力になると、内部のプロトタイプモデルが溶融して加熱によって排出され、中空の耐火キャビティが残ります。最後に、溶融金属がキャビティに注がれます。金属が冷えて固まった後、シェルを壊して、複雑な形状と高精度の金属鋳物を取り出すことができます。

インベストメント鋳造は、航空宇宙で広く使用されています、医療機器、自動車産業、精密機器、その他の分野は、高精度、高品質、複雑構造の鋳物を製造する能力があるためです。これにより、設計者は、従来の鋳造方法では実現が困難な複雑な幾何学的形状を作成しながら、鋳造品の寸法精度と表面品質を確保できます。現代産業に欠かせない精密製造技術です。

インベストメント鋳造の利点は何ですか?

インベストメント鋳造は、過度の寸法精度で部品を提供する能力で好まれています、複雑な詳細、そして素晴らしい床の仕上げ。このプロセスにより、高度な形状、内部の空洞、およびさまざまな鋳造戦略で実現するのが難しい細いパーティションの作成が可能になります。さらに、優れた寸法精度と再現性、独特の床の高品質、および高度なアセンブリを1つの固体半分に統合する柔軟性を提供します。ツーリングの価格は、と比較して比較的安価ですキャスティング、また、フィードとスプルーの部品が再利用されるため、材料の無駄が大幅に減る可能性があります。インベストメント鋳造は、未調理の材料が使用されているため、同じ特性を持つ部品を製造することもできます。

インベストメント鋳造の欠点は何ですか?

その多くの利点にもかかわらず、インベストメント鋳造にはいくつかの制限があります.通常、さまざまなキャスティング戦略よりも、特に短期的なプロダクションでは、非常に高価です。このプロセスは、多くのステップが関係するため難しく、エラーの余地が大きくなります。さらに、固体部品には測定と重量の制限があり、コンポーネントあたりの値は、1回限りの砂型鋳造よりも増加します。材料の制限は考慮する必要がありますが、重要ではないようです。

インベストメント鋳造は他の方法とどう違うのですか?

重要なものがありますインベストメント鋳造、砂型鋳造、ダイカストの違い.これらの違いは、主に鋳造プロセス、鋳造特性、適用分野などに反映されます。インベストメント鋳造、砂型鋳造、ダイカストの比較表を次に示します。

鋳造方法	インベストメント鋳造	砂型鋳造	キャスティング
モデル素材	可融性材料(ワックス、プラスチックなど)	砂	金型
シェル/モールド製作	耐火材料でコーティングしてシェルを形成し、プロトタイプモデルは溶融して排出されます	砂は型を形成するために圧縮するために使用されます	精密金型
鋳造サイズと形状	複雑な形状と高精度を備えた中小規模の鋳物に適しています	様々なサイズや形状の鋳物を製作可能	通常、複雑な形状の小型および中型の部品に限定されます
表面	高、Ra25-6.3μmまで	それより低い場合は、追加の処理が必要になる場合があります	高い、表面粗さRa値は0.8~3.2μmです
寸法精度	高、一般的に最大5~7グレード	下げる	高い、寸法公差レベルはIT10~IT12です
合金タイプ	合金鋼、炭素鋼、耐熱合金など、事実上無制限	鋼、鉄、およびほとんどの非鉄合金を含む	主にアルミニウム、亜鉛、マグネシウム、銅合金
生産性	比較的低く、複雑なプロセス	背が高く、大量生産に適しています	高、半自動、自動生産を実現できます
製造コスト	通常、金型製造は複雑で時間がかかります	設備コストと材料費が比較的低い	金型製作は高価ですが、大量生産はコストを抑えます
アプリケーション分野	航空宇宙、医療機器、精密機器など	自動車、建設、機械など幅広い分野	自動車、計装、エレクトロニクス、防衛など

インベストメント鋳造プロセスのステップは何ですか?

ザインベストメント鋳造プロセスは、高精度、高複雑性、優れた表面品質で知られており、特に小さく複雑な形状の金属部品の製造に適しています。ただし、このプロセスは比較的複雑でコストがかかるため、通常、鋳造品質に厳しい要件があるアプリケーションで使用されます。以下では、インベストメント鋳造プロセスの学習と理解に焦点を当てており、これには主に次の手順が含まれます。

1. ワックスパターンメイキング:特定のワックス材料を使用して、必要なキャスティングスルーの形状と一致するワックスパターンを作成します射出成形、プレスまたはその他の成形方法。ワックスパターンの寸法精度と表面仕上げは、最終鋳造の品質に直接影響します。
2. ツリーの組み立てと吊り下げ:複数のワックス金型は、生産効率を向上させるために、木のような構造(ワックスツリーと呼ばれる)に組み合わされます。次に、ワックスツリーを耐火性スラリーに浸して、薄く耐火性コーティングを作成します。このプロセスを数回繰り返すことで、十分な厚さの耐火性エンクロージャーを作成する必要がある場合があります。
3. サンディングと硬化:耐火コーティングがまだ濡れている間に、細かい耐火砂を振りかけてシェルの強度を高めます。その後、コーティングを乾かして固めます。このプロセスは、シェルが目的の厚さと強度に達するまで複数回繰り返す必要がある場合もあります。
4. 脱ろう:耐火性の外殻を持つワックスツリーを加熱すると、ワックスパターンが溶けて外殻から流れ出します。このプロセスは通常、ワックスが完全に溶けて排出されるように、スチームルームまたは温水浴で行われます。
5. 発射：脱ろうを塗った耐火シェルは、高温で焼成して構造を固化し、残っているワックスや水分を取り除きます。焼成温度と時間は、耐火材料の種類と鋳物のサイズによって異なります。
6. 注入： 溶湯用(鋼、アルミニウム、銅など)発射された耐火シェルに。金属は金型内で冷却・固化し、ワックスパターンの形状に適合する鋳物を形成します。
7. シェルのクリアと取り外し:その後金属鋳造は冷却されました、耐火シェルを粉砕または切断し、鋳物を取り外します。このプロセスでは、鋳物を損傷しないように注意が必要です。
8. 後処理:必要なクリーニングと仕上げ取り外した鋳物、バリ、酸化物スケール、機械加工、熱処理などの除去など、最終製品の要件を満たすために。

インベストメント鋳造にはどのような材料が使用されていますか?

インベストメント鋳造には、ステンレス鋼、真鍮、アルミニウム、炭素金属、さらにはガラスに似た多数の金属や合金とともに、さまざまな供給品を利用できます。すべての材料は、まったく異なる特性を提供します。

1.ステンレス鋼

他の多くの材料と比較して、ステンレス鋼は、その優れた耐久性で際立っています、デザイナーやエンジニアがますますインベストメント鋳造技術に目を向けるようになった品質。ステンレスは、自動車分野のトランスミッション部品や各種ギアをはじめ、キャンプ用品やゴルフクラブヘッドなど、幅広い用途で使用されています。

2.低合金鋼

低合金鋼は、その手頃な価格と優れた機械的特性により、機械製造業界で極めて重要な位置を占めています。特定の熱処理プロセスを通じて、エンジニアは同じワークピースの異なる領域を設計して、たとえば、1つの表面を頑丈で耐衝撃性にし、別の表面を優れた耐摩耗性にするなど、差別化された性能を実現できます。

3.アルミ合金

アルミニウム合金は、インベストメント鋳造の分野で人気があります、特に航空宇宙、航空電子工学、電子機器、軍事産業。材料強度の継続的な改善と高品質のアルミニウム-シリコン-マグネシウム合金鋳物の人気により、アルミニウム合金鋳物は胴体部品などの要求の厳しい用途のニーズを満たすことができるようになりました。

4.炭素鋼

低コストで一般的な材料として、炭素鋼にはさまざまな種類があります、主に炭素含有量に従って分類されます。熱処理により、炭素鋼の強度、延性、および全体的な性能を大幅に向上させることができます。炭素鋼の強磁性特性は、モーターや電化製品の製造に適しています。炭素鋼は、その安全性、耐久性、優れた構造的完全性により、世界中で最も一般的に使用される合金の1つになっています。

5.超合金

ニッケルおよびコバルトベースの超合金は、航空宇宙において不可欠な役割を果たします、エネルギー、医療、化学、海洋産業。ニッケル基合金は高温環境で優れた性能を発揮し、コバルト基合金は耐食性、耐酸化性、耐摩耗性に優れています。超合金が徐々に板金に取って代わるにつれて、その高い剛性、優れたサービス特性、および費用対効果がますます人気が高まっています。

6.銅合金

銅基合金は、優れた耐食性と低い摩耗率で知られており、船舶のプロペラ、ポンプのプロペラ、電気部品、パイプライン部品に広く使用されています。汎用性の高い材料として、銅合金には400種類以上の種類があり、それぞれに独自の特性があります。インベストメント鋳造技術さまざまな銅ベースの合金部品の製造に使用できますが、その中でブロンズと真鍮が最も一般的です。ベリリウム銅は最も強い銅合金の1つであり、その性能は高強度合金鋼に匹敵し、耐食性も強く、耐用年数が長いです。

7.鋳鉄

鋳鉄、特にねずみ鋳鉄とダクタイル鋳鉄は、その高精度と手頃な価格で知られています。ダクタイル鋳鉄は、強度、耐熱性、靭性が高いだけでなく、製造プロセスも比較的複雑であるため、製造コストは鋳鋼よりもわずかに高くなります。

インベストメント鋳造の用途は何ですか?

インベストメント鋳造は、多くの業界で重要な役割を果たしていますその高い柔軟性と比類のない精度によります。ここでは、特に顕著なアプリケーション分野の例をいくつか紹介します。

よくあるご質問(FAQ)

1.インベストメント鋳造とは何ですか?

インベストメント鋳造、精密鋳造またはロストワックス鋳造とも呼ばれますは、高度な鋳造プロセスです。これは、可融性材料(ワックスやプラスチックなど)を使用して正確な融着性モデルを作成し、次にモデルを耐火塗料の複数の層でコーティングして乾燥および硬化し、一体型シェルを形成することによって機能します。その後、金型を加熱して内部のワックスパターンが溶けて排出され、中空の耐火金型が残ります。最後に、液体金属を金型シェルに流し込み、冷却して固化させた後、ワックスモデルと同じ形状の鋳物を得ることができます。

2.インベストメント鋳造の意義は何ですか?

ザインベストメント鋳造の重要性インベストメント鋳造は、航空宇宙や自動車製造などの高精度部品を必要とする業界にとって非常に重要な、非常に高い寸法精度と表面品質で鋳造品を製造できるという事実に主に反映されています。この技術は、さまざまな鋳造金属材料に適しており、ワックスパターン製造プロセスの柔軟性により、強力なカスタマイズ機能を示し、複雑な構造、大型、薄肉製品の製造に適用できます。インベストメント鋳造プロセスは比較的複雑ですが、金型を作成すると、多数の高品質の鋳造品をすばやくコピーできるため、生産効率が向上します。インベストメント鋳造は、処理量を大幅に削減できます製品の形成面と合わせ面の、処理時間と切削工具の材料消費を節約します。

3.通常の鋳造とインベストメント鋳造の違いは何ですか?

従来の鋳造(砂型鋳造など)とインベストメント鋳造は大きく異なりますいくつかの方法があります:砂型鋳造では砂とバインダーを使用して型を作成しますが、インベストメント鋳造ではワックスなどの可融性材料を使用してパターンを作成します。砂型鋳造とは、溶融金属を砂型に流し込み、金属が冷えて固まった後に鋳物を取り出すことです。インベストメント鋳造は、最初にワックス型の表面を耐火材料で覆って型シェルを形成し、次にワックス型を溶かして排出し、最後に砂で満たして注ぐことです。キャスティングを入手します。インベストメント鋳造の寸法精度と表面品質は、一般に砂型鋳造の寸法精度と表面品質が高く、より複雑な形状で肉厚が薄い鋳物を鋳造できます。砂型鋳造は比較的低コストで、大量生産に適しています。インベストメント鋳造はより高価ですが、その高い精度とカスタマイズ機能により、高品質で複雑な形状の部品を必要とする業界で広く使用されています。

4.インベストメント鋳造粉末は何でできていますか?

インベストメント鋳造に使用される粉末(特にシェル製造に使用される耐火粉末)は通常、高融点、優れた化学的安定性、および熱安定性を備えたさまざまな無機材料と混合されます。正確な組成は、鋳造合金の種類や鋳造物の形状とサイズなどの要因によって異なる場合があります。一般的な耐火材料には、珪砂、ジルコン砂、コランダム砂などがあります。これらの粉末は、混合、粉砕、およびその他のプロセスステップを経て、インベストメント鋳造に適した耐火粉末を形成します。

概要

インベストメント鋳造は高度な鋳造プロセスです長い歴史と幅広い用途があります。精密な投資金型製作、多層耐火コーティング、高温ベーキングにより、高い寸法精度と良好な表面品質で鋳物を製造できます。同時に、インベストメント鋳造はさまざまな合金材料に適しており、高い生産柔軟性と強力な適応性という特徴があります。将来の工業製造では、インベストメント鋳造は、さまざまな業界に高品質の鋳造製品を提供する上で引き続き重要な役割を果たします。

免責事項

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資源

https://en.wikipedia.org/wiki/Investment_casting