充填または非充填ワックス プロセス、インベストメント鋳造部品にはどちらを選択するか?

インベストメント鋳造は、最も古く、最も洗練された鋳造プロセスの 1 つであり、複雑な形状を製造しながら、高い寸法精度と高い表面品質を維持することができます。インベストメント鋳造は、ほぼすべての金属の鋳造に使用でき、さまざまな最終市場での用途要件を満たします。

インベストメント鋳造の金属成形プロセスでは、ワークピースの形状に作成されたワックス パターンを使用します。このワックスはセラミックシェルで囲まれています。セラミックシェルが乾燥した後、ワックスが溶けて（または脱ワックスされ）、セラミックモールドが残ります。ロウ型を溶かすため、ロストワックスとも呼ばれます。

ワックスが除去されると、溶融金属がセラミック金型に注がれ、目的の鋳造コンポーネントが形成されます。金属が冷えると、セラミックの型が取り外され、鋳造部品が残ります。インベストメント鋳造の中には、鋳造後に二次加工プロセスが必要なものがあります。この記事では、プロセスのワックス パターン作成部分で使用できるワックスの種類について説明します。

インベストメント鋳造で使用されるワックスの種類は?

通常、シェルを作成するプロセスは、金型に注入される液体ワックス混合物から始まります。冷却後、型からワックスを取り除き、セラミック シェルの型として機能させます。インベストメント鋳造の最も古い形式では、蜜蝋がこの目的に使用されていました。しかし、現代では、使用できるワックスにはいくつかの種類があります。ここで注目するのは、充填ワックスと非充填ワックスの 2 つです。

• Filled Wax:Filled Wax とは、インベストメント キャスティング ワックスにある種のフィラーが追加されていることを意味します。これらのフィラーは、強度、寸法安定性、熱膨張の低減、および収縮の最小化を確保するために、鋳物に特定の特性を提供できます。充填パターン ワックスに含まれるフィラーの種類はサプライヤーによって異なりますが、一般的な充填ワックス混合物には、ビスフェノール A (BPA)、有機充填剤、テレフタル酸、架橋ポリスチレン、さらには水が含まれる場合があります。フィラーの添加により、ワックスが燃え尽きるまでに時間がかかるため、脱ワックスプロセス後にセラミックシェルにワックスが残る場合があります。充填パターン ワックスは、充填材の密度によっては、再生とリサイクルがより困難になる場合もあります。
• 非充填ワックス:充填ワックスとは対照的に、非充填ワックス ブレンドは充填材の含有量が少なくなります。このタイプのワックスは、一貫した機械的性能と熱性能も提供します。充填されていないワックスは、通常、小規模および中規模のワックス パターン、または複雑な形状と明確なパターンを含むインベストメント キャスティングに使用されます。充填されていないワックスには、並外れた流動特性があります。また、セラミック シェルからワックスが完全に除去されるため、再利用とリサイクルが容易になります。

インベストメント鋳造部品用の充填ワックスまたは非充填ワックスの選択方法

ワックスはさまざまな特性を示す可能性があるため、充填ワックスまたは非充填ワックスの選択は、パターンの挙動と製造されるインベストメント鋳造の最終的な品質に影響を与える可能性があります。使用されるワックスの種類は、流動特性、ワックスが再利用およびリサイクルされるかどうか、寸法の一貫性、表面仕上げ、用途の要件など、いくつかの要因に基づきます。

• インベストメント鋳造部品に充填ワックスを選択する場合:充填ワックスを使用して、大小のワックス パターンを作成できます。充填ワックスの主な利点は、熱膨張が低く、収縮が最小限であるため、パターン キャビティにワックス チルを配置してワックスが固化する際の収縮を防ぐ必要がないことです。充填ワックスは、インベストメント鋳造またはコンポーネントの寸法をより詳細に制御する必要がある場合、または広範囲の射出温度を使用する場合によく使用されます。
• インベストメント鋳造部品に非充填ワックスを選択する場合:非充填ワックスの主な利点は、高い表面品質を提供することです。これにより、クラックや欠陥の少ないセラミックモールドが得られます。ただし、充填されていないワックスの最大の懸念は、固化が遅く、パターンの表面が沈む可能性があることです.ワックスの温度によっては、パターンの断面に沿って収縮することもあります。インベストメント鋳造の構成によっては、材料の収縮を避けるために、充填されていないワックスでワックス チルの使用が必要になる場合があります。

インベストメント鋳造部品の充填ワックスまたは非充填ワックスの詳細

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