鋳造の欠陥を理解する：鋳造はいつ返品可能ですか？

鋳物は現代の製造業であり、キャスト製品は街灯柱からスペースシャトルまで耐久消費財の90％で利用されています。それでも、完璧なキャスティングはありません。シミュレーションとプロセス技術の最近の革新があっても、ほぼすべての鋳造製品にはある程度の欠陥が含まれています。鋳造の欠陥を明確に理解することは、鋳造施設で作業する際の現実的な期待を導くのに役立つため、鋳造の顧客にとって不可欠です。

経験豊富な鋳造施設はコストと品質のバランスを見つけることに熟練していますが、購入者は成果物の欠陥の許容レベルを決定することに密接に関与する必要があります。

一般的な鋳造の欠陥

鋳造欠陥の最も一般的なタイプのいくつかは気孔率です および包含 。多孔性は合金中のガスによって引き起こされる可能性があり、その場合、結果として生じる欠陥は通常、形状が楕円形の小さな負の欠陥です。気孔率は、特定の領域で十分な供給材料が利用できない場合に発生する収縮によっても発生する可能性があります。場合によっては、気孔率は、金型内に侵入する介在物や酸化物によって引き起こされることもあります。

砂型鋳造およびインベストメント鋳造では、注入中に型の破片から介在物が分離するのを見るのは比較的一般的です。 、または鋳物の側面に焼き付けられます。インベストメント鋳造では、シェルインクルージョン 固化した部分にセラミックの小片がくっついているように見えます。シェル成形された鋳物は、バーンインを表示することがあります 、金型からの砂が合金と結合するため、シェイクアウト中に砂を取り除くことができません。介在物は、顧客に出荷する前に鋳造所によって修理されることが多く、多くの場合、最終製品には低レベルの介在物が許容されます。

より頻繁に返品可能な欠陥には、熱い涙が含まれます コールドラッピング 、曲げ 、ミスラン および振れ 。ホットティアは、金型内の過熱したスポットが原因で鋳造物に形成される亀裂です。コールドラッピングは、注入温度または注入速度が最適化されていない場合に発生する可能性があり、一方の側がもう一方の側に接触する前に冷却しすぎた鋳造物の区分として表示されます。曲げは、ほぼすべての鋳造プロセスで発生する可能性がありますが、永久成形の場合のように、再利用可能な金型で最も一般的です。ミスランは、溶融金属が金型キャビティを充填できない場合に発生します。これは、金型が傾いている、注入が不十分、または注入温度が不適切であることが原因である可能性があります。特に砂型鋳造では、振れも一般的な欠陥になる可能性があります。振れは、金型の損傷またはコープとドラッグの間の不十分なシールが原因で、金型から金属が漏れたときに発生します。

鋳造欠陥の防止または修復

欠陥が返品または社内スクラップにつながる場合、鋳造施設はワークフローを調整して、その発生を削減または排除します。溶融プロセスとデガッシング対策を調整して、ガスの多孔性を減らすことができます。収縮の気孔率は、より大きな半径のコーナーを設計するか、金型と注入温度を最適化することで防ぐことができます。溶解中にスラグをより完全に除去するか、金型をコーティングして、シェイクアウトまで無傷のままにすることで、介在物を減らすことができます。ミスランは、多くの場合、注入プロセスのエラーによって引き起こされ、指示によって修正できます。

鋳造欠陥の種類、重大度、頻度に応じて、鋳造施設は研削などの後処理によって欠陥を修正することを選択する場合があります。 および溶接 。正の欠陥は、滑らかな表面を形成するために削り取ることができます。ガスや収縮による気孔率、場合によってはミスランも、溶接によって修復できます。溶接（上の写真）は、欠陥がなくても可能だったのと同じ仕様に部品を復元することができます。特に熱処理後、溶接された材料は完全に鋳造された部品とほぼ同じ物理的特性を持っています。

鋳造品が返却可能な場合

部品がいつ返品可能かを判断することは、製品開発プロセスの重要な側面です。顧客と鋳造施設は、許容できる欠陥レベルについて事前に合意する必要があります。たとえば、合意されたレベルを超える気孔率は返品可能ですが、それ以下の場合は合格です。

パーツの特定の特性には、異なる要件がある場合があります。たとえば、ガスの多孔性は、表面が機械加工されるまで見えないことが多く、鋳造物の内部に負の欠陥が現れます。顧客の設計では、機械加工後に滑らかな表面を確保するために、機械加工される特定の領域に非常に低いレベルの多孔性が必要になる場合があります。

他の欠陥は返品可能に見えるかもしれませんが、綿密な検査ではそうではありません。小さな介在物や収縮は、顧客の品質管理が検査中にフラグを立てる美的傷を生み出す可能性があります。ただし、重要ではない表面の一定レベルの変動に対応する合意に達することは、顧客とファウンドリの両方にメリットがあります。美的欠陥を完全に排除するためのコストは、鋳造所または最終顧客のいずれにとっても、部品が利益を生むには高すぎる可能性があります。

ASTM、ASME、SAEなど、いくつかの業界グループが、許容可能な欠陥レベルの決定に役立つ標準のガイドラインと評価システムを提供しています。これらの規格は、欠陥の発生率を測定するための尺度を提供しますが、部品ごとに異なる要件があります。製造プロセスを改善および調整して部品の規模を拡大することができますが、品質が高いほど、ほとんどの場合、コストが高くなります。

双方にとって満足のいく結果を確実にするために、鋳造施設と顧客は協力して鋳造品質、欠陥のレベル、および全体的なコストの間のバランスを決定する必要があります。

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