一般的な鋳造の欠陥と不連続性

表面、介在物、成形、注入、および冷却の欠陥を深く掘り下げます

鋳造所での金属鋳造は複雑なプロセスです。鋳造品の品質保証を検査するための試験方法が用意されています。これらの検査方法は、潜在的な鋳造欠陥を特定するのに役立ちます。他の製造プロセスと同様に、鋳造は砂型鋳造であろうとロストワックス鋳造であろうと、いくつかのタイプの欠陥に対して脆弱です。鋳造の欠陥は、金属鋳造製造プロセスにおける望ましくない異常を表しています。さまざまな種類の欠陥には、表面欠陥、介在物欠陥、成形および注入欠陥、および冷却欠陥が含まれます。

表面欠陥

表面鋳造の欠陥は、検査官に見えます。これらには、非常に粗いまたは不均一な表面が含まれます。高温での金型のひび割れによって引き起こされる「静脈」または「ラットテール」。急冷でしわが寄る「象皮」。焦げた砂;とストリッピングの欠陥。ストリッピング欠陥は、ガスが金型に閉じ込められることによって引き起こされる表面の金属の薄片です。

包含欠陥

スラグ含有

スラグの含有は、非金属材料が鋳造物にポケットまたはリボンのようなエントレインメントを作成する欠陥です。スラグは、シリカおよびカルシウムベースのスラグの化学プロセスが金属の粘度を変化させるため、高品質の鋳造に必要な、炉内の溶融プロセスの重要な部分です。ただし、注ぐ間、鋳造作業員はスラグを型自体に入れないようにする必要があります。注ぐ直前にスラグがスキミングされることがよくありますが、この段階ですべてのスラグが捕捉されるわけではありません。金型のスプルーまたはゲートも、金型をキャプチャするために形成する必要があります。このプロセスのいずれかのステップで障害が発生すると、スラグが金属を汚染する可能性があります。さらに、金属の酸化は、高温に長時間とどまっている金属にとって問題となる可能性があります。スラグは金型内に形成される可能性があります。酸化物だけがスラグではありません。炭化物、硫化物、または窒化物も故障している可能性があります。

砂の包含

砂の混入は非常に一般的です。すべての砂型鋳造品の表面深さで少量が予想されます。ただし、砂の含有量が多すぎると、鋳物が破損する可能性があります。この欠陥では、型からの砂が金属に閉じ込められます。

表面に砂が多く含まれている場合は、モールドウォッシュまたは別の成形システムが必要であることを示している可能性があります。安定性のために焼き上げられた鋳物砂では、おそらくカビはオーブンで長時間過ごしすぎて壊れやすくなりました。おそらく、より良い選択は、焼き付けなしの成形またはインベストメント鋳造でしょう。この欠陥は、強力なシェルを作成するのに十分なバインダーがなかったか、適切な種類のバインダーがなかったことも示唆している可能性があります。もう1つの可能性は、砂が十分に詰まっていないことです。

成形および注入の欠陥

土砂降りまたはミスランの欠陥

これらの鋳造欠陥は、金型を満たすのに十分な溶融金属が導入されていない場合に発生します。場合によっては、オープンライザーを使用して、金型がいつ満杯になるかを判断します。それらが置き忘れられた場合、鋳物が短時間注がれる可能性があります。時々、ミスランは注ぐ間の早期凍結によって引き起こされます。ミスランでは、鋳造の一部が不完全で、通常、金属が金型の壁に到達する前に凍結した丸いエッジがあります。

カビの発生またはフローティングコアの欠陥

このタイプの欠陥は、鋳造物の寸法が間違っている原因になります。溶融金属は圧力をかけます。コアが安定していないか、金型が適切に固定されていないと、金属が浮き上がり、鋳造物が変形する可能性があります。

点滅不良

結合時の点滅はキャストでは一般的ですが、削除する必要があります。フラッシングは、金型の閉じた接合部の間に液体金属が浸透するときに作成される薄いスキンです。金型に不安定性がある場合、フラッシングは鋳造物を変形させるのに十分なほど悪い可能性があります。

金型の不一致または金型シフトの欠陥

これは、コープとドラッグ、または金型を閉じたときに金型の上下の位置がずれている場合に発生する可能性があります。型の上部と下部が斜めになっているため、結果として得られる鋳造はしばしばコミカルです。

砂の不安定性の欠陥

砂の不安定性、不十分なパッキング、または鋳物砂の混合物の問題により、鋳物の細部が失われる可能性があります。この問題は、文字や装飾などの細部に影響を及ぼしたり、キャスト全体でエッジが揺れたりする可能性があります。

コールドラップまたはコールドシャット

これらは、金型または溶融材料の温度が低すぎる場合に発生します。金型全体をすばやく流れるのではなく、金属の流れの一部が遅くなり、硬化し始めます。この凍りつくような膨らみは、残りの金属が周りを渦巻く障害物になります。川の岩のように、障害物の下流側に障害が発生することがよくあります。コールドラップの目に見える丸いリップは、鋳造物の表面に永続的な不連続性を生み出します。この欠陥は表面に見られ、粉砕または充填するのに十分小さい場合もありますが、コールドシャットまたはラップは鋳造物の構造的完全性を脅かすほど深くなる可能性があります。

コールドショット

コールドショットも同様に、一部の金属の早期凍結によって引き起こされます。それらは、周囲の素材に保持され、吊り下げられた小さな鉄球または涙滴のように見えます。

ピンホールとブローホールまたはガスの多孔性

これは、金型内のガスが溶融金属を押して、冷却時にボイドや気泡を残すことによって発生する可能性があります。閉じ込められたガスは、ガスを逃がすのに十分な多孔性がない場合、金型の状態によって引き起こされる可能性があります。金属くずのさびた、水素が豊富な電荷は、より多くの水素をもたらすため、ピンホール欠陥を引き起こす可能性が高くなります。ガス気孔率は収縮気孔率とは異なりますが、どちらも鋳造物に小さな穴を残し、同じ金属片に見られます。ガスの多孔性により、金型の上部近くに通常の泡状のピンホールが残る傾向があります。

冷却不良

収縮気孔率

収縮気孔率は、金型内の金属の量が不十分なために発生します。金属が冷えて収縮すると、鋳造全体に小さな穴が残ります。これらの穴は、ガスによって引き起こされる滑らかな浮遊ピンホールと比較して、通常ギザギザになっています。

収縮キャビティ

これらは、鋳造物が冷えて収縮するときに空間を満たすのに十分な金属がないという点で、収縮気孔率のようなものです。ただし、この欠陥はより深刻な構造上の問題になる傾向があります。多くの場合、これらの収縮空洞は、金属のボリュームの中心にある大きくて不規則な隙間のように見えます。鋳物は外側から内側に向​​かって冷却されるため、最後に冷却する場所にキャビティが形成されます。これは普遍的なケースではありません。鋳物を支えるゲート、ランナー、ライザーのインフラストラクチャによっては、鋳物の外側に見える収縮のくぼみが現れることがあります。これらのくぼみは通常、ギザギザや開いているのではなく、意図した形状と比較して金属が沈んでいるように見える場所です。多くの収縮に悩まされているオブジェクトは、鋳造デザインを変更するか、壁を先細りにしてコーナーを滑らかにするか、パターンに追加のライザーを配置するか、ゲートが現れる場所を変更することで修正できます。

低温欠陥

型が冷たすぎる場合、または鋳物が砂からあまりにも早く除去される場合、冷却鋳物の欠陥が発生する可能性があります。急速に凍結すると、鋳物が空気急冷されたかのように、鋳物の表面が非常に脆くなる可能性があります。欠陥が機械的であるが構造的ではない場合、鋳造物を焼きなましすることで、熱処理によって脆性を取り除くことにより、欠陥を救うことができる場合があります。

熱い涙やひび割れ

急速な冷却では、高温の裂け目やひび割れも発生する可能性があります。これらは収縮キャビティに似ていますが、急速な収縮によって引き起こされる金属のリボン状のボイドです。高温の裂け目やひび割れのある鋳造品は、機械的に性能が低下します。

冷却変形

これは非常に長くて薄い鋳造物によく見られる欠陥ですが、他の形状でも発生する可能性があります。この欠陥では、冷却中に金属鋳造物が意図した形状から反り、指定された許容範囲外になります。

検査

寸法公差や表面仕上げの問題は、目視検査や測定でよく見られます。機械的特性のテストも簡単に行うことができます。気孔率や収縮キャビティなどの他の問題のいくつかは、鋳造の内部にあります。荷重がかかった状態で鋳造が予期せず失敗しないように、内部の問題を検出するためのテスト方法を利用できます。

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