砂型鋳造：プロセスと特性|産業|冶金

この記事では、砂型鋳造のプロセスと特性について説明します。

砂型鋳造のプロセス：

科学研究が鋳造産業の分野で多くの応用と適応をもたらしたので、砂型鋳造の重要性は日々高まっています。これはおそらく、金属に望ましい形状を与えるための最も簡単で便利な方法です。

砂は、どんな形にも簡単に詰めることができ、高い浸透性と高温への耐性があるため、最も一般的に使用される材料です。したがって、砂型を使用することで複雑な形状を簡単に鋳造できますが、それ以外の方法では不可能な場合があります。最適なコストと品質のメリットを確保するために、以下の設計の詳細を十分に考慮する必要があります。

図3.41に砂型鋳造プロセスのフロー図を示します。

自動注入システム：

より低い材料費と人件費、生産性の向上、より良い品質とより良い労働条件を達成するために、完全な鋳造所の自動化に向かう​​傾向があります。最近、自動誘導注入システムの試みがなされてきた。

自動注入システムは、金型製作と溶解の間のインターフェースとして機能します。これらのシステムは、溶融金属を注入できる状態に保ち、必要に応じて溶融金属を金型に正確に注入します。

この目的のために、制御されたストッパーを使用して溶融金属を直接金型に、または投入量で中間鋳造取鍋に注入する誘導注入炉が使用され、これらは次の特性を備えています-溶融金属の温度と化学組成を一定に保つ保持して注ぐ;注がれた溶融金属からスラグ含有物を排除します。適切なタイミングで正確に測定された量で接種物と合金材料を追加します。型の取水能力に合わせて注入速度を調整します。注がれた金属の重量を正確に測定します。

このような注入炉は、耐火物のライニング、圧力シールされたカバー、フランジ付きチャネルインダクタ、ストッパー、および圧力制御システムを備えた円筒形シェルで構成されています。充填と注入は、下端が炉の基部にあるサイフォン型のダクトを介して行われ、実質的にスラグのない注入を保証します。

加圧ガスは、ストッパーを介して溶融金属を炉の注入ノズルに押し込みます。加圧ガスはまた、炉内の金属の量が変化しても、ノズル内の溶融金属のレベルを一定に保ちます。金属の注入速度は、ストッパーの動きによって制御されます。

空気圧サーボシリンダーは、注入プログラムに従ってストッパーの移動を継続的に調整します。

注湯位置は常に同じではないため、炉は成形プラントに対して2つの方向（縦方向と横方向）に移動できます。油圧式傾斜装置により、炉を完全に空にすることができます。

角度の付いたインダクタは、炉のベースにフランジで固定されています。フランジは水冷式です。より高温の金属が上昇する傾向があるため、喉の周りの領域はほとんどクラストの形成がなく、機械的な洗浄にアクセスできるようになっています。インダクタ自体は、炉の外側から簡単にアクセスできます。全高が比較的低いため、炉をピットに配置する必要はありませんが、鋳造所の床に設置することができます。

充填および注入サイフォンも機械的に簡単に清掃できます。特に溶融金属がマグネシウムで処理されている場合、サイフォンダクトで生成された浮遊酸化物粒子は、耐火物のライニングに堆積します。したがって、充填および注入サイフォンの上部は、簡単に清掃できるようにフランジが付いています。

誘導注入炉は、スラグの混入を排除し、必要な注入速度を確保し、溶融金属の重量を正確に測定し、注入中の溶融物の温度を一定に保ちます。溶融金属は、金型の吸入能力に一致する速度で注入する必要があります。

最新のファウンドリの進歩の中には、注入プロセスの電子監視があります。これは、ティーチイン原理を使用して開ループ制御することも、金型ゲートレベルを調整することによって閉ループ制御することもできます。

中間取鍋を使用することにより、生産性を大幅に向上させることができます。傾斜システムとして、または注入プロセスで特別な要求があった場合にストッパー制御を使用して操作します。

最新の自動注入システムでは、溶融金属を常に注入できる状態に保ち、必要に応じて正確に金型に注入できるようにすることで、連続的な鋳造作業が可能になります。

ゲーティングプロビジョニング：

砂型鋳造は、「ゲート」と呼ばれるポートから溶融金属を型に流し込むことによって製造されます。 ゲートをパーティングラインまたは鋳造物の最下部に配置するのが従来の方法です。

ゲートシステム（注入槽、スプルー、ランナー、ゲートなどで構成される）は、を実現します。 次の目的：

（i）最小の乱流で溶融金属を金型に向けること。過度の乱気流は、空気の吸引とドロスの形成を引き起こします。

（ii）金型システムを完全に充填する。 （それは最小限の妨害でそうするべきであり、それによって清潔さを促進し、酸化を減らします）。

（iii）金型材料の侵食とその結果としての砂の混入を減らすために、最も乱れの少ない金属を分配すること。

（iv）ドロスまたはその他の異物をスキミングまたは分離するには、つまり、金属がゲートシステムを流れるときに、スキミングアクションを提供して、緩んだ砂、酸化物、およびスラグが金型の空洞に入らないようにする必要があります。 （金属の流れを妨げる付属物は使用しないことが望ましい。また、溶銑にさらされたときに剥離する可能性のある薄いコアまたは仕切り壁は、設計上回避する必要があります）。

重いセクションには、収縮許容値を補うために、ヘッドとライザーを介して十分な溶銑を供給する必要があります。

理想的なゲーティングシステムの要件：

すでに述べたように、ゲートシステムには、流域、スプルー、ランナー、ライザー、およびゲートが含まれます。ゲートシステムは、方向性凝固に有利な温度勾配を促進する必要があります。金属の侵入速度は、金型とコアの表面の侵食を避けるために、乱流が最も少なく、乱流がないようにする必要があります。ゲートシステムは、金型キャビティと同じかそれよりも強く突っ込む必要があります。

乱流や浸食を防ぐために、ゲートシステムのさまざまな部分を丸く、滑らかにし、流線型にする必要があります。それは、酸化物や他のドロスの形成を避け、緩い砂がないように保ち、鋳造への通過を防ぐ必要があります。ランナーは、金属の最初の流れからのドロスをトラップするために、最後のゲートを超えてある程度の距離を伸ばす必要があります。取鍋に存在するドロスとスラグは、金型キャビティに運ばないでください。

ゲートシステムは、金属を通過する際の空気/ガスの金属への同伴または吸収を回避する必要があります。過熱度が高い金属は、金属のガス含有量を増加させ、より多くのドロスを生成し、方向性凝固に悪影響を与える可能性があります。ゲートは、金属を鋳物のより重い部分に、できればライザーの下またはライザーを通して導く必要があります。最後に、ゲートは実用的で経済的に作成できる必要があります。

注入システム：

鋳物の注入システムの設計で考慮すべき重要なポイントは次のとおりです。

（i）液体の流れが金型の壁を損傷（侵食）してはなりません。

（ii）液体は砂やグロスを鋳物に運んではいけません。

（iii）溶融金属の流れへのガスの吸引は避けるべきである。

（iv）温度の低下を最小限に抑えて金属を注入し、金型表面および金属内に温度勾配を確立して、ライザーへの方向性凝固を促進します。

これはすべて、ゲートシステムと適切なポアリングシステムを適切に設計することで実現できます。

ゲートの下方通路で液体金属に空気が吸収されないようにするために、ゲートの形状は、ゲート通路の任意の点での液体の圧力が大気圧を下回らないようにする必要があります。これは、ダウンゲートの側面が断面で双曲面になっている場合に可能です。

双曲線形状は作成が難しいため、上部の直径が大きく、下部の直径が小さいテーパーセクションが目的に役立ちます。実際には、図3.43に示すように、注入槽が上部に設けられ、金属は先細の垂直スプルーと短い水平ゲートを介して供給されます。この配置により、流入する金属の力が減少するため、酸化が最小限に抑えられ、金型キャビティへの損傷が減少します。

スプルーの断面は、円形、正方形、または長方形にすることができます。スプルーのサイズは通常、小さな鋳物（12 kg未満）の場合の10 mmの正方形から、重い鋳物の場合の約20mmの正方形までさまざまです。スプルーのサイズは、注入操作全体を通して完全に保たれるように十分なサイズにする必要があります。また、金属が高速で金型キャビティに入り、飛び散りや乱流を引き起こさないようにする必要があります。

スプルーが真っ直ぐで角が鋭い場合、激しい吸引が発生し、金属に乱流が発生します。スプルーが先細りで、角が丸く、スプルーが十分に備えられており、ダムタイプの注水池が作られている場合、乱流がなくても吸引は無視できます。

注湯槽はまた、炉から直接来る液体金属流の侵食効果を低減し、一定の注湯ヘッドを維持するのに役立ちます。ドロスを取り除くために、セラミックストレーナをスプルーの上部に配置することができます。

セラミックスプラッシュコアをスプルーの下部に配置して、液体金属ストリームの侵食力を低減することができます。水平ゲートに配置されたスキムボブトラップを提供して、より重くて軽い不純物が金型に入るのを防ぐことができます。

ゲーティングの設計：

ゲートは、ランナー（多数のキャビティに金属を供給するための一般的な通路）から金型への開口部として定義されます。ゲートのサイズと位置は、金型の迅速な充填、金型キャビティ内の金属の適切な速度での分布、過度の温度損失、乱流、金型の最小侵食、ガスやスラグの閉じ込め、発生のないようにする必要があります。冷却時に亀裂が発生し、鋳造物に損傷を与えることなくゲートを簡単に取り外すことができます。

緩んだ砂やドロスが金型の空洞に入るのを防ぎ、金属が小さな流れに落ちるのを防ぐために、スプルーカムライザーの上部に大きなサイズの注入槽を設けるか、注入にストレーナコアを取り付けることができます。たらい。

金属が金型キャビティに非常にゆっくりと注がれると、完全に充填されていなくても凝固が始まる場合があります。非常に速く注ぐと、高速で金型表面が侵食されます。したがって、最適な注入速度が不可欠です。

ゲートは、その位置に応じて、トップ、パーティング、ボトムタイプの場合があります。トップゲーティングの場合、溶融金属はヘッドまたはライザーに注がれます。したがって、金属を落とすことによるカビの侵食は、硬いカビを作ることによって確実にされるべきである。この場合、溶銑は上部に留まるため、ライザーに向かう方向性凝固のために適切な温度勾配が確立されます。トップゲートをライザーとして使用することができます。

トップゲートは通常、耐侵食性材料の型で作られた小さくて単純な型またはより大きな鋳物に限定されます。トップゲーティングは、乱流の注入による閉じ込めの恐れがあるため、アルミニウムやマグネシウムなどの軽くて酸化しやすい金属にはお勧めできません。

パーティングラインゲーティングシステムでは、金属は金型ジョイントまたはパーティングラインと同じレベルで金型キャビティに入ります。スプルーは、ゲートを介して水平方向に鋳物に接続されます。したがって、金属中のスラグまたは砂をトラップするためのスキムボブまたはスキムゲートを提供することが可能です。制限として機能するチョークは、流量を制御します。

ボトムゲーティングシステムでは、溶融金属は抗力で金型キャビティの底を流れ、鋳造物の底から入り、金型内およびコアの周りで穏やかに上昇します。ボトムゲートは、大型の鋳鋼に最適です。この場合、乱流とカビの侵食が最も少なくなります。ただし、金型の充填にかかる時間は長くなります。

ボトムゲーティングでは、金属が金型キャビティに熱を失い続け、ライザーに到達すると金属がはるかに低温になるため、方向性凝固を実現するのは困難です。

吸引効果：

欠陥のある金型設計では、金属の速度が速く、圧力が大気圧より低くなる可能性があり、有機化合物のベーキングから発生するガスが溶融金属の流れを変化させ、多孔質の鋳造物を生成する可能性があります。

負圧が発生する可能性のある金型では、2つのケースが考えられます。 1つはスプルー設計で、もう1つは流れの方向が突然変わる場所です。図3.47を参照すると、ポイント1と3の圧力は大気圧であることがわかります。

ベルヌーイの定理によれば、スプルーが点線で示されている場合、圧力は2で負になります。この問題を克服するには、スプルーをテーパー状にする必要があります。できれば、1と2の間のしっかりした線で示すような曲線を使用してください。

その他の条件を図3.48に示します。ここでは、金属の流れの方向が変化するため、静脈収縮効果が発生します。この領域での陰圧を避けるために、型の形状は静脈収縮プロファイルに従う必要があります。

ゲート比：

ゲート比は、総ゲート面積に対する総ランナー面積に対するスプルー面積の比率として定義されます。ゲート比が4：3：2の場合、システムは加圧されます。このシステムでは、スプルー、ランナー、およびゲートの断面積の比率が、ゲートでの液膜制限によってゲートシステムの背圧が維持されるように調整されています。このシステムは、鋼、鉄、真ちゅうなどの金属に採用されています。

加圧ゲートシステムは金属でいっぱいに保たれています。ゲートでの制限による背圧は、結果として空気を吸引して金型壁から金属が引き離される危険性を最小限に抑える傾向があります。加圧されたシステムは、一般に、加圧されていないシステムよりも、特定の金属流量に対して体積が小さくなります。

したがって、ゲートシステムに残る金属が少なくなり、鋳造の歩留まりが高くなります。ただし、注意深い流線型を使用しないと、ジャンクションやコーナーで激しい乱流が発生する可能性があります。高速で乱流が発生すると、閉じ込め、ドロスの形成、カビの侵食が発生します。

加圧されていないシステムの場合、流体に対する主な制限は、スプルーまたはその近くにあります。 1：3：3、1：2：2のようなゲート比は、加圧されていないシステムを生成します。このようなシステムは、アルミニウムやマグネシウムなどの軽量で酸化可能な金属に採用されており、金属の流量を遅くすることで乱流を最小限に抑えることができます。

加圧されていないシステムの場合、注ぐ間、充填された状態に保たれるように注意深く設計する必要があります。ドラッグランナーとコープゲートは、フルランナーを維持するのに役立ちますが、分離効果とその結果としての空気吸引を排除するには、注意深い合理化が不可欠です。

方向性凝固：

金型内の溶融金属が冷えると、凝固して体積が収縮します。鋳物のすべての部品が同じ速度で冷却されるわけではないため、断面の変化、隣接する金型壁への熱損失の速度の変化などにより、鋳物の特定の領域にボイドやキャビティが形成されやすくなります。

優れた鋳造設計では、これらの空隙は、鋳造物のまだ液体である部分からの液体金属で満たされます。したがって、凝固は、最初に凝固する最も薄い部分からライザーに向かって徐々に継続する必要があり、ライザーは最後に凝固する必要があります。このプロセスは「DirectionalSolidification」と呼ばれ、サウンドキャスティングの作成を目的としています。

ゲートシステムとライザーを適切に設計および配置し、パディングを使用して鋳造物の特定のセクションの厚さを増やし、ライザーまたは鋳造物の特定の部分の周りの対面砂に発熱材料を使用し、型の悪寒。

以下を観察することにより、不純物が鋳物に移動するのを防ぐことができます。

（i）適切なサイズの注入槽を設けることは、溶湯が取鍋から注入されるときに、溶融金属の流れの侵食力を分解するのに役立ちます。注湯槽の適切な設計により、金属の侵入速度が調整され、金属がスプルーにスムーズに流れ込み、乱流が防止されます。

（ii）ダウンスプルーにセラミックストレーナを設けることで、取鍋からのドロスが鋳物に入るのを防ぐことができます。

（iii）垂直スプルーの底部で最大の衝撃が感じられ、そこから砂が侵食されて型に入る可能性があります。これは、垂直スプルーの下部にセラミックスプラッシュコアを設けることで防ぐことができます。

（iv）乱流やデッドポケットを避けるために、金属流路の鋭い角を合理化する必要があります（図3.46を参照）。

（v）スキムボブの提供は、鋳造物に向かって流れる重い不純物と軽い不純物の両方をトラップするのに役立ちます。

セクションの厚さ：

凝固温度や流動性の違いにより、各種金属に流し込むことができる最小断面厚さには限界があります。ランニングを確実にするために過度の温度を必要とせずに、必要な強度または重量を提供する最小セクション厚さを使用する必要があります。

シンプルなデザインの鋳物の最小厚さの通常の値は、鋳鉄で3 mm、可鍛鋳鉄で2.25 mm、鋼で6 mm、真ちゅうと青銅で2.25 mm、アルミニウムで3mmです。流れの長さが長い場合は、上記の値よりも厚い厚さを指定する必要があります。金型キャビティに複雑な部分がある場合、健全な鋳造を得るための厚さの最小値は高くなります。

ボスまたはラグの適切な供給を可能にするために、ボスおよびラグと鋳造物の本体との間の金属部分の均一性を可能な限り高くする必要があります。

ライザー：

ライザーは、溶湯が鋳造物の最高点を超えて上昇できるようにするために、コープに穴を開けて成形したものです。金型キャビティの充填を確認するための視覚的なチェックを提供します。

これは、収縮を補償するために溶融金属を主鋳造キャビティに供給するためのフィーダーとして機能します。ライザーの設計は、鋳物がライザーに向かって方向的に固化するように、鋳物内に温度勾配を確立するようにする必要があります。また、金型に溶融金属を充填しながら、金型キャビティから蒸気、ガス、空気を簡単に排出するのにも役立ちます。

健全性を高めるために、薄いセクションで鋳造する場合は、いくつかのライザーを使用できます。効果を上げるには、ライザーを鋳造の最後の部分にして固化させる必要があります。

ライザーの規定：

金型が充填された後、金属がライザーに入ります。ライザーはリザーバーおよび温度勾配レギュレーターとして機能し、液体金属および凝固収縮を補償するために必要な液体金属を提供します。ライザーは通常、供給されるセクションの最上部にあります。

鋳造される金属に応じて、それらの体積は鋳造物の25〜55％に保たれます。ライザーは適切に配置されているため、完成した輪郭を作成するために金属を過度に除去する必要がないことに注意することが重要です。ライザーはゲートと呼ばれる金属のネックによって鋳造物に接続されており、凝固後にライザーを鋳造物から簡単に取り外すことができます。

ライザーの設計：

鋳造中にライザーが提供されない場合、凝固は壁から始まり、中央の液体金属は凝固したシェルに囲まれ、収縮する液体は鋳造の中心に向かってボイドを生成します。中央の固体をさらに冷却すると、鋳造に望ましくない応力が発生します。

ライザーの提供は、これらの問題を克服します。これらは、凝固鋳造用の溶融金属を供給するからです。この目的のために、ライザーは、鋳造物が固化した後も液体を維持するのに十分な大きさである必要があり、収縮損失を提供するのに十分な金属を含む必要があります。さらに、これらは、凝固期間を通して金属を供給し続けるように配置する必要があります。

ライザーの設計と配置：

特定のサイズのライザーの最も効率的な形状は、熱損失を最小限に抑え、高温を維持し、金属を可能な限り溶融状態に保つ形状です。言い換えれば、ライザーは、鋳造よりも遅い冷却速度を維持しながら、可能な限り最小の体積で設計する必要があります。

上記の目的を達成するための一般的な鋳造の実行に最適な形状はシリンダーです。ライザーの高さは、ライザー内に形成されたパイプが鋳物を貫通しないように十分に高くする必要があります。高さと直径の比率は通常、1：1から3：2まで変化します。

特定の鋳造物に最適なライザー直径は、次のルールによって取得できます。

（a）Chvorinovのルール：

凍結時間

と記載されています

（b）Caineの方法：

この方法は、キャスティングとライザーの相対的な凍結時間に基づいています。これは、鋳造とライザーの相対的な凍結時間を定義します。

これは、凝固が完了するまでの相対的な凍結時間を、鋳造物の表面積÷鋳造物の体積：ライザーの表面積÷ライザーの体積の比率として定義します。

Caineによれば、（1）鋳物が無限に急速に凝固する場合、フィーダー（ライザー）の体積は鋳物の凝固収縮と等しくなり、（2）フィーダーと鋳物が同じ速度で凝固する場合、フィーダーは無限に大きい。

図。 3.49は、相対凍結時間と相対体積の間のこの双曲線関係を示しています。

さらに、立方体および球体の場合のように、低いＡ ／ Ｖ比を有する鋳造物の場合、１つの中央ライザーが鋳造物全体を供給することができる場合がある。ただし、バーやプレートのようにA / V比が高い場合は、複数のライザーが必要になります。このような場合、ライザーの適切な位置が不可欠です。

厚さ100mmの鋼板の場合、ライザーの端から最大送り距離が4.5t未満であれば中央ライザー1本で十分です[図3.51（a）参照]。より多くのライザーが必要な場合は、ライザーの最も近い2つのエッジ間の距離を4 t未満にする必要があります[図3.51（6）を参照]。

側面が50〜200 mmの正方形のバーの場合、最大送り距離がエッジから30√sで、2つのライザー（最も近いエッジ）間の距離が1.2秒未満であれば、中央のライザーが適しています。

ライザーの送り距離は、急な温度勾配を提供し、送り抵抗を減らすチルを使用することで増やすことができます。シングルライザーの場合、チルは最後に配置する必要があり、複数のライザーの場合は、2つのライザーの中間に配置する必要があります。

ライザーの適切な配置も同様に重要です。これは、固化する鋳物に効果的に供給することができるはずだからです。鋳造物が立方体または球形の場合（つまり、A _c の値が低い分厚い形状の場合） / V _c ）次に、凝固時にキャスティングを供給するには、単一のライザーで十分です。ただし、A _c の値が / A _c 高い場合（棒状および板状の鋳造物の場合のように）、複数のライザーが必要になる場合があります。

このような場合に単一のライザーのみを使用すると、凝固直前のスラッシュ状態が単一のライザーからの金属の流れを制限し、中心線の収縮を引き起こす可能性があります。経験則として、送り長さが厚さ12〜100 mmの鋼板のプレートの厚さの4.5倍未満であれば、ライザーは1つで十分であると言えます。

サイズ（側面）が50〜200 mmの正方形のバーの場合、Vバーサイズの6倍未満の距離には中央ライザーを使用できます。チルを使用することにより、上記よりも長い送り距離が可能になります。これにより、冷却速度が上がり、中心線の送り抵抗が減少します。鋼よりも中心線の供給抵抗が高い合金の場合、最大の強度を必要とする鋳造部品の健全性を確保するために、チルを使用する必要があります。

発熱材料は、熱を発生させることによって方向性凝固を生成するためにライザーで使用されることがあります。それらは、鉄、クロム、ニッケル、銅などの金属の酸化物と粉末状のアルミニウム金属で構成されています。

これらの化合物は、注入直後にライザー内の溶融金属の表面に添加するか、ライザー壁の砂に添加することができます。溶融金属との接触により化学反応が起こり、大量の熱が発生します。したがって、ライザー内の金属は過熱され、長時間溶融したままになります。

ライザーの周りに断熱パッドとスリーブを設けると、熱を節約できます。所望の場所に適切な悪寒を提供することも、方向性凝固を促進するのに役立ちます。

凝固の影響：

鋳造セクションの設計は、ライザーが溶銑の供給と方向性凝固の制御のニーズを満たすことができるようにする必要があります。たとえば、図3.52では、溶融金属は進行性凝固によって金型界面から内側に凝固します。

温度差の適切な条件で、漸進的な凍結の交点は、ライザー内にあるはずの最もホットなスポットの場所に上向きに移動します。これは「方向性凝固」と呼ばれます 。

いずれかの断面の高さが断面と比較して高すぎる場合、進行性凝固速度は方向性凝固を超え、微細な中心線の多孔性、またはより大きなまたは一連の大きな空洞をもたらします。このような状態を回避するためには、断面が下向きに先細りになり、上部が大きく、下部が小さくなることが不可欠です。

セクションプロポーショニング：

セクションに適切に給電できる場合、セクションのプロポーショニングの制限は、ジャンクションの設計ほど重要ではありません。温度勾配が大きく異なることによる収縮応力に注意する必要があります。ライザーから離れたセクションの変動に関して、セクションの厚さが隣接するセクションの80％以上または120％を超える場合、通常、チルに頼らずに鋳物を製造することが可能です。

接合部と収縮：

不適切な方向性凝固によって引き起こされる収縮空洞は、L、T、Y、Xセクションで発生する可能性が最も高く、大きなセクションが小さなセクションと突然結合します。これらのセクションで発生するのは、接合点の質量が脚に比べて大きいため、接合点の領域がホットスポットになり、方向性のある凍結がホットスポットに向かって進行し、それが脚に供給されて収縮キャビティが発生することです。 。

ホットスポットは、断面をより均一にするか、より大きな質量の断面の近くで悪寒を使用することによって排除できます（図3.53を参照）。 「ホットスポット」になる可能性のある重いセクションの分離を防ぐためにあらゆる努力を払う必要がありますが、それが困難になる場合もあります。

このような状況では、次の方法で凍結を制御するのは鋳造業者に任されています。

（i）金型内のライザーの位置の特別な操作

（ii）注ぐ速度の制御

（iii）ライザーに溶銑を利用する

（iv）異なる熱特性の金型材料を使用する。

フィレット：

すべての交差点で適切なフィレットを使用すると、鋳物の強度の健全性が大幅に向上します。フィレットのサイズは、使用する金属、壁セクションの形状と厚さ、および鋳物のサイズによって異なります。フィレット半径は、セクションの厚さを超えてはなりません。

ホットティアの排除：

鋳造では、温度勾配によって高温の裂け目が生じ、凝固中にさまざまな収縮率が確立され、それによって、破壊を引き起こすのに十分な大きさの砂の抵抗による応力が発生します。これらは、優れた設計を採用することで最小限に抑えることができます。つまり、断面の急激な変化、鋭角、フランジに接続された不均一なウェブを回避できます。

鋳物中のガスの除去：

鋳物中のガスは、ガス穴（大きな穴、鋳造物のいくつかの場所に分布する数が少ない）、ピン穴（小さな穴、鋳造物の上部近くに多数ある）、ピン穴（鋳造物全体に分布する小さな穴）として現れることがあります）。これらの欠陥を回避するためには、適切なライザー設計と透過性モールドの適切な通気が不可欠です。

別のガス源は、高温で液体金属に溶解したガスからであり、冷却すると放出されます。真空溶解と真空デガッシング（溶存ガスを除去するために液体金属を低圧チャンバーに入れる）を使用して、溶融物中のガスを減らすことができます。

砂型鋳造の特徴：

1.金属の凝固は非平衡状態にあるため、設計に適切な注意を払わないと、鋳物は冷却亀裂の影響を受けやすくなります。収縮の問題は、テーパーの使用による方向性凝固、金型壁の金属の悪寒、および均一なセクションの接合部でのホットスポットの減少を促進することによって対処できます。

2.凝固した金属の仕上がりが悪い。表面は、パターン仕上げ、砂の構造、型のドレッシング、型の通気、および型を閉じる前に緩んだ砂の粒子を取り除くための型へのアクセスの影響を受けます。

3.砂型鋳造は十分に多孔性であるため、耐圧容器には使用できません（通常、最大10 kg / cm ² で使用されます。 ）。

4.砂型鋳造によって得られる構造は緩く、したがって鍛造製品よりも強くはありません。

5.粒子が接近していないため、鋳造物の密度が低く、強度が低くなります。

6.成形工程で得られた鋳物は硬度が良い。鋭い角や物理的な拘束を避けることで、内部応力を取り除くことができます。

7.砂型鋳造は延性が低い。

8.成形方法は、中程度の、特に大きな鋳造に適しており、薄い部分には適していません。

9.砂型鋳造の適合性は、溶融金属の融点が高いことにあります。

10.砂型鋳造は、砂型のコストが低いため、コストが低くなります。

11.凝固中のガス発生を最小限に抑え、注湯中の乱流を回避することにより、鋳物の内部の健全性を確保できます。熱引き裂きにつながるため、身体的拘束は防止する必要があります。