冶金鋳造の代表的欠陥27種：原因・対策・検査法完全マニュアル

主要鋳造欠陥と原因・対策

以下に砂型鋳造で頻発する27欠陥を分類解説します。

表面・外観欠陥

1. 表面粗さ：粗い型砂、高注湯温度。鋼では型-金属界面酸化反応（FeO+SiO₂）で粗面化。サブサーフェスポロシティ/ピンホール併発。
2. スカブ/バックル：コープ面砂剥離で金属層が砂層隔てて分離。スカブ小、バックル大。原因：過細砂、低透気性、高水分、不均一締め固め、低/断続注湯。対策：高熱塑性/低膨張砂、膨張緩衝材、高速注湯。
3. ブローホール：内部ボイド（滑らか円形/楕円、光沢面）、分散ポロシティ、表面窪み。過剰ガス排出不能。原因：硬締め、過剰水分、低透気性、過剰微粒、不完全ベント、低型温、過剰炭素/有機物。不良パターン/コアボックスでガス閉じ込めも。上記管理で制御。
4. ピンホール：表面反応起因のサブサーフェスポロシティ。Al-Mg合金（Mg>1%）でMg+H₂O→H₂ガス生成。鋼では溶湯脱酸不完全でサブサーフェス発生。
5. サンドスポット：不規則窪みがランダム/クラスター分布。ランナー/型壁から砂粒洗い流し、ゲート乱流、溶湯スパッタ。適正造型・ゲート・溶解で制御。
6. スウェル：注湯時型腔膨張。締め固め不足、注湯過速。
7. 収縮（シュリンク）：凝固収縮集中によるボイド。ゲート・ランナー不適切位置、不良設計、コーナーフィレット不足。
8. ホットティア：凝固時引張応力で発生する鋭利割れ。収縮阻害、凝固直後に発生。原因：過剰型硬度/締め固め、高乾燥/高温強度、不適切冶金/注湯温度管理、接合部フィレット/ブラケット不足。
9. コールドクラック：ホットティア類似だが不連続度低く、270℃以下で発生。
10. コールドショット/表面ラップ：低温溶湯2流が未融合。注湯遅延、不良設計、小ゲート。高温溶湯、流線型スパインで滑らかな流れ確保。ショット状微小球が鋳物から分離。
11. リフト/シフト：パターン部品、フラスク装置、型ジャケット不適合、型取扱い不良によるミスアライメント外観欠陥。
12. スポンジ/ハニカム：近接多数キャビティ。溶湯中異物/スワーム、不完全スキミング、溶湯品質不良。
13. コア変位：溶湯中コア浮力で移動。確実固定必須。長コアは剛性コアアイロン、正位置シャプレットで曲げ防止。
14. コア位置ズレ：組立時厚み確認怠りで肉厚不均一。
15. ポアショート：レードル溶湯不足、注湯中断で未充填。
16. ガスポロシティ：滑らか壁の丸いボイド。溶解・注湯時溶解ガス起因。不完全給湯ではデンドライト腕突出の角張ボイド。微細ポロシティは非鉄に多く、ガス含有+収縮起因。
17. ランアウト：型腔から溶湯流出。不完全鋳物。原因：過大パターン、マッチプレート面不均一、不十分型ウェイト/クランプ、過剰注湯圧。
18. 金属浸透：砂粒隙間へ溶湯浸透。金属-砂融着凝集物で粗面化。原因：軟締め、過粗型/コア砂、過剰溶湯温度。
19. フィン：鋳物非意図薄肉突起。分割面・コア分割面に発生。ランアウト、型/コア嵌合不良、高溶湯圧、不十分ウェイト/クランプ。
20. 内部エアポケット：沸騰溶湯注湯、急速注湯。
21. ドロス/砂インクルージョン：被鋳金属酸化物等反応生成物。レードルで除去必須。溶解・注湯管理不良、ゲート設計、型砂プラクティス起因。防止：注湯前スキミング、底注レードル、注湯バシンでスラグ浮上分離、ランナー系にスキミング作用付与、流線型化で巻き込み防止。型透気性・ガス管理で空気/型ガス巻き込み、型-金属反応ドロス最小化。
22. ミスラン：コーナー/型腔未充填。低注湯温度、流動性不足、小ゲート、ゲート系過剰制限。コールドショットは2冷流合流未融合で未充填。
23. ピンホール/ガスホール（再掲）：ショットブラスト後表面に多数微小孔（ピンホール）。高水分・発ガス砂、不良金属起因。ガスホールは機械加工断面で発見。同起因。
24. シーム：2溶湯流合流接合部欠陥。
25. 歪み：収縮応力起因。
26. ドローイング：黒色微小/大孔。型内金属収縮伴う。周囲凝固後も液相残る厚肉ボスに多発。チル囲い込み急冷で対策。

微小欠陥

ドロップ、クラッシュ、カット、ウォッシュ。ドロップ：型上面割れ砂落下。低緑強度、低型硬度、熱砂使用、補強不足等。

不完全給湯起因欠陥

凝固収縮が多くの欠陥の最大要因。

外部不完全

未給湯ホットスポットの局所キャビティ（コープ/上面窪み）。給湯極端不足なら外部指標として：壁貫通穴、最弱部ディッシング変形、ライザー部コープ面伸長ワームホール、コープ面皺寄せ内引きドロス様欠陥、ピンホール様微小ボイド出現。

内部不完全

総収縮、中心線収縮、微細ポロシティは凝固収縮由来：

• 中心線収縮：板状大断面鋳物中心線付近の狭い連続ボイド。狭い凝固温度範囲合金（鋼等）特有。
• デンドライト間収縮（微細ポロシティ）：広い凝固温度範囲合金で不適切給湯・溶解ガス起因。
• 内部ホットティア：不適切給湯起因。低密度域から放射状に内部不連続。放射線透過で検出。外部ホットティア類似だが平行でなく放射状。