中子は鋳造の重要な部品です。中子の機能は、鋳造の型抜きを妨げる部品や、鋳造において特別な要件がある部品の内部空洞、穴、複雑な形状を形成することです。
中子は以下の要件を満たす必要があります：鋳物における中子の形状、サイズ、位置は鋳物の要件を満たし、十分な強度と剛性を持ち、鋳物形成プロセス中に中子によって生成されたガスは適時に金型から排出され、鋳物が収縮する際の抵抗は小さく、中子製造、乾燥、組み立て、鋳物洗浄プロセスは操作が簡単で、中子ボックス構造はシンプルで、中子製造は便利です。
1. コアの種類と用途
コアは、使用される材料に応じて次のカテゴリに分類できます。
（1）砂中子 珪砂などの材料で作られた中子を砂中子といいます。砂中子は製造が簡単で安価です。さまざまな複雑な形状にすることができます。砂中の強度と靭性は、一般的に使用要件を満たすことができます。鋳物が収縮するときの抵抗が少なく、洗浄が簡単です。砂型鋳造で広く使用されています。金型鋳造、低圧鋳造などの鋳造プロセスでは、砂中子を使用して複雑なキャビティを形成することもできます。
（2）金属コア金属材料で作られたコアは、金型鋳造、圧力鋳造などのプロセス方法で広く使用されています。金属コアは強度と剛性に優れ、鋳造品の寸法精度は高いですが、鋳造収縮に対する耐性が非常に高いです。複雑なキャビティをコア抜きすることはより困難であるため、選択する際には十分な注意を払う必要があります。
（３）可溶性中子 水溶性塩またはバインダーで作られた中子は水溶性中子です。このタイプの中子は、常温および高温で強度が高く、ガス放出が少なく、砂の付着防止性に優れており、鋳造後に水で簡単に溶解できます。水溶性中子は、砂型鋳造、金型鋳造、圧力鋳造などのプロセス方法で使用されます。
2. 砂コア設計
鋳造位置やパーティング面などの工程計画が決定された後、砂中子をブロックに分割し（一体構造にするかブロック組み合わせ構造にするか）、鋳造構造に応じて各ブロック砂中子の構造形状を決定することができます。
決定の一般的な原則は、中子製作から中子設置までの全工程を便利にし、鋳物の内部空洞サイズが正確であり、気孔などの欠陥が生じず、中子ボックス構造が単純であることです。
（1）鋳物の内腔の寸法精度を確保する。鋳物の内腔サイズに厳しい要求がある部品はすべて同じ砂中子で成形する必要があり、複数の砂中子に分割してはならない。鋳物の寸法精度が非常に高い箇所では、構造が非常に複雑であっても、一体型砂中子が依然として使用されている。
（2）操作の容易さを確保する。複雑な大型砂中子と細長い砂中子は、いくつかの小型で単純な砂中子に分割できます。大型で複雑な砂中子をブロックに分割した後、コアボックスの構造はシンプルで製造が容易です。細長い砂中子はいくつかのセクションに分割し、コアボックスは汎用性が必要です。砂中子の細い接続部品または片持ち突起はブロックで製造し、乾燥後に組み立てて接着する必要があります。
（３）砂中子は、砂を充填する面が広く、輸送・乾燥時の支持面が確保されていることが必要である。
（4）砂中子ブロックの数が多い場合、砂中子の組み合わせ、組み立て、検査を容易にするために、「基本砂中子」（成形部品ではない、または部分的な鋳造の役割のみを果たす）を使用し、その上に砂中子の大部分またはすべてを事前に組み立ててから、中子全体を置くのが最適です。
上記の原則に加えて、各砂コアは、一定の強度と剛性を確保するために十分な断面積を持ち、砂コア内のガスをスムーズに排出でき、コアボックスの構造をシンプルにし、製造と使用を容易にするなどが必要です。
3. コアヘッド設計
コアヘッドは砂中子の位置決め、支持、排気構造です。設計時には、正確な位置決めの確保、砂中子自体と液体合金の衝撃、浮力などの外力に耐えること、鋳型からの注出時に砂中子内部で発生するガスを導くことなどを考慮する必要があります。
（1）コアヘッドサイズの決定。コアヘッドは、垂直コアヘッドと水平コアヘッドの2つのカテゴリに分けられます。コアヘッドの直径（または幅）は通常、砂コアの直径（または幅）と同じであるため、コアヘッド圧力面積とコアヘッドサイズを決定することは、実際には垂直砂コアのコアヘッドの高さを決定することだけです。水平砂コアの場合は、コアヘッドの長さを決定します。一般に、コアヘッドのサイズは、面倒な計算を必要とせず、表を参照するだけで決定できます。
砂中子本体のサイズが大きく、その出口（すなわち中子ヘッド部分）が狭い場合、溶融金属の最大浮力下で鋳型の許容圧力を超えないように中子ヘッドのサイズを検証する必要があります。
（２）コアヘッド傾斜の決定。成型、中子製造、中子セット、型締め操作を容易にするため、コアヘッドは成型方向と中子セット方向に一定の傾斜を有する。縦型砂中子の場合、コアヘッドとコアシートの上部傾斜（p）は、通常、下部傾斜（a）よりも大きい。横型砂中子の場合、コアボックス構造を簡素化するために、コアシート（またはパターンコアヘッド）のみが傾斜を有する場合がある。上部コアシートの傾斜は通常約10度、下部シートの傾斜は約5度である。コアヘッドとコアシートのフィット感を確保するために、コアシートを形成するパターンコアヘッドの傾斜は正の偏差を取り、コアボックス内のコアヘッド部分の傾斜は負の偏差を取る。
（3）コアヘッドとコアシートのフィットクリアランスの決定。コアヘッドとコアシートのフィット関係は、シャフトとベアリングのフィット関係に似ており、一定の組み立てクリアランスを確保する必要があります。ギャップが大きすぎると、コアを挿入して金型を閉じるのに便利ですが、鋳物の寸法精度が低く、合金液がギャップに流れ込んで大量の「継ぎ目」が発生し、鋳物砂が落ちて掃除が難しくなったり、コアヘッドの通気路が塞がれて鋳物に気孔などの欠陥が発生したりします。ギャップが小さすぎると、コアを挿入して金型を閉じるのが難しくなり、砂が落ちたり箱が崩れたりするなどの欠陥が発生しやすくなります。ギャップの大きさは、金型の種類、砂コアのサイズと精度、コアシート自体の精度によって異なります。具体的なマッチングギャップについては、関連マニュアルを参照してください。
（4）押さえリング、抗圧リング、砂溜り溝。押さえリング（押さえリング）とは、上型コアヘッドに施された半円形の溝（r：2-5mm）を指します。成形後、上型コアシートに鋳物砂のリングが盛り上がります。型を閉じた後、砂型コアをしっかりと押さえ、液体金属が隙間に沿ってコアヘッドに穴を開けて通気路を塞ぐのを防ぎます。この方法は、機械で成形した湿式金型にのみ適しています。抗圧リングとは、パターンに近い水平型コアヘッドの根元にある高さ0.5-2mm、幅5-12mmの盛り上がった円形リングを指します。成形後、対応する部分に凹状の環状隙間が形成されます。コアをセットして型を閉じると、ここで砂型が潰れるのを防ぎ、砂落ち不良を防止できます。耐圧リングの役割は、手作業による成形における「シーミング」の役割と同じで、どちらもキャビティの表面に近い砂型が押圧されるのを防ぎ、型の潰れを防ぐことです。条件が異なれば、必要な方法も異なります。
砂受け溝：砂中子は、下中子座に砂粒が溜まっているため、底面に置かれないことがよくあります。これらの砂粒は、手作業で成形する際には慎重に取り除くことができますが、機械成形では不可能です。このため、下中子座パターンの縁に凸リングを設置し、成形後に砂型にリング溝を形成します。これを砂受け溝と呼び、散らばった砂粒を個別に溜めます。これにより、中子設置速度を大幅に向上できます。砂受け溝の深さは、通常、2-5mm、幅は3-6mmです。