鋳造機械製造において粗鋳物を製造するための重要な方法となっており、工業生産において重要な位置を占めています。社会の発展に伴い、鋳造業界における競争はますます激化しています。このような熾烈な競争下で市場に足場を築くには、設備の更新、技術の進歩、新しいプロセスの改善など、鋳造業界自体に高い要求が課せられています。鋳造生産において、しわは中実鋳鉄成形品の特徴的な表面欠陥であり、鋳物の品質に影響を与え、鋳鉄生産を妨げる主な要因の 1 つです。{3}
シワ欠陥とその発生メカニズム
一般に、しわ欠陥は鋳物の上部、死角、または壁厚 15 mm 未満の薄肉鋳物の垂直面でよく見られます。{0}外観に基づいて、しわ欠陥には主に 4 つのタイプがあります。枝分かれ、コールドカット、液滴状、スラグ-です。-このうち、枝分かれしたシワは浅く、コールドカット-、ドロップレット状-、およびスラグ-を含むシワはより深いです。このような欠陥の表面は、多くの場合、軽量で光沢のあるカーボンフレークで覆われており、欠陥の凹部はすす状の炭素で満たされています。このような欠陥や固体ポリスチレン残留物の存在は、鋳鉄部品の表面品質に重大な影響を与えます。固体鋳型鋳造では、発泡プラスチックが完全に蒸発しない場合、その分解生成物によって発泡構造のもともと薄いハニカム状の膜が厚くなり、発泡構造が破壊され、厚くて硬い外皮が形成される可能性があります。{13}}溶鉄が凝固する際、残留液体ポリスチレンの表面張力が溶鉄の表面張力と異なるため、収縮が生じます。金属液体が冷えて固まると、不連続な波状のしわが形成されます。低温分離や液滴-のようなしわのある皮膚の欠陥は、主に、過冷却された溶鉄の 2 つ以上の流れの合流点、または蒸発していない液体または固体のポリスチレン残留物が残っている上面で発生します。鋳物が冷えて固化すると、これらの炭素残留物が鋳物の表面に捕捉され、しわのある肌欠陥の形で不規則な介在物が形成されます。
しわのある皮膚の欠陥に影響を与える要因
パターン材料の影響: 加熱されたパターン上を溶融金属が流れると、発泡プラスチックのガス化と分解が不完全になり、一部の材料が液体状態に残ります。十分に高い温度下であっても、パターン材料が完全にガス化するのに必要な時間は常に金属の充填時間を超えます。これらの残留液体パターン材料は、溶融金属の表面に蓄積したり、金型の壁に付着したりする可能性があり、不利なプロセス条件下ではさまざまな鋳造欠陥を形成する可能性があります。したがって、成形材料は、鋳鉄のしわ欠陥を引き起こす、または影響を与える主な要因です。液体（または固体）の発泡プラスチックの高温分解生成物が少ないほど、欠陥が発生する可能性は低くなります。-
合金の影響: 生産経験から、鋳鋼と鋳造アルミニウムは表面品質が良く、しわ欠陥がないことがわかっています。可鍛鋳鉄はねずみ鋳鉄より欠陥が少ない。高級鋳鉄には低品位鋳鉄よりも欠陥が少なく、これは合金の炭素含有量に関係している可能性があります。-実際には、合金中の炭素含有量が高くなるほど、欠陥がより深刻になることが示されています。逆に、炭素含有量が低いほど、欠陥は少なくなります。
注湯温度と速度の影響: 金属液の注湯温度が上昇すると、鋳鉄のしわ欠陥が減少する一方、砂の付着欠陥がより深刻になることが実際に示されています。逆に、注入温度が低いほど、しわ欠陥はより深刻になります。鋳鋼、鋳鉄、鋳アルミニウム、その他の合金を異なる温度で流し込むと、表面品質が大きく異なる鋳物が得られます。発泡プラスチックは、金型内で高温の溶融金属にさらされると一連の反応を起こします。最も重要なのは蒸発による吸熱反応です。これにより、必然的に溶融金属の温度と流動性が低下し、金型に充填する能力に影響を及ぼします。異なる合金を注入すると、発泡プラスチックは溶融金属と金型の間で異なる変態を受けることが観察されました。注湯温度が発泡プラスチックの蒸発点に近い場合、注湯中に白い煙だけが発生し、黒い分解生成物は生成されません。鋳鉄の注入温度まで温度が上昇すると、砂箱接合部から油状物質が染み出し、多量の黒煙が発生します。そして、温度が鋼の鋳込み温度まで上昇し続けると、プラスチックは別の変態を起こし、欠陥の改善に役立つ可能性があります。
注湯速度を速くすると、金属充填の短期間に発泡プラスチックが溶融金属からより多くの熱を吸収できるようになり、固体成形鋳物の急速な冷却速度を補い、発泡プラスチック型の蒸発速度も加速します。{0}}
注湯システムおよび注入位置の影響: 不適切に設計された注入システムまたは不適切な注入位置により、引け巣や気孔が発生する可能性があります。注湯システムの注入チャネルの寸法パラメータの不適切な選択も、このような欠陥を引き起こす可能性があります。内部注入チャネルが鋳造壁の最も厚い部分に位置する場合、内部注入チャネルの寸法はより厚くなるように選択されます。鋳物が注入された後、内部注入チャネル内の液体の流れは長期間液体状態に留まります。従来の鋳鉄プロセス（レイン-式注湯システムなど）を使用して中実鋳鉄部品を注ぐ場合、介在物、スケール、ガス穴、しわなどの欠陥が深刻で、品質は常に満足のいくものではありません。
鋳物砂の浸透性の影響: 発泡プラスチックの蒸発は、主に溶融金属に直接隣接する領域で発生します。発泡プラスチックと溶融金属の間に高温分解ガスの層が形成されると、発泡プラスチックの蒸発速度は主に、この高温分解ガスが鋳物砂に浸透して消散する速度に依存します。-鋳物砂の浸透性を向上させることにより、気相の距離が長くなり、ガスが鋳物砂を介してより広範囲に拡散することが可能になります。鋳物砂の浸透性を向上させることが鋳物の品質を確保する上で重要な要素であることも実験により示されています。
鋳物形状の影響: さまざまな形状やサイズの鋳物は、表面品質にさまざまな影響を与えます。この影響は特定のパターンに従いますが、形状がより複雑になると表面品質が低下することや、形状が単純なほど品質が向上するという意味ではありません。むしろ、体積に対する表面積の比率が大きいほど、または上表面積が大きいほど、上面に広範囲の凹面欠陥が発生する可能性が高くなります。鋳鉄部品の場合、しわによる欠陥が特によく見られます。同じ体積の円筒形の鋳物と比較した場合でも、単純な形状の平板部品は、表面積が大きいため、または表面積と体積の比が大きいため、表面品質（特に上面）が劣ることがよくあります。-対-。同一の製造条件下では、平板部品の表面品質は一般に円筒鋳物の表面品質より劣ります。