アルミダイカストの9大不良と実証済み対策ガイド

ダイカストプロセスの多くの特性により、非鉄合金鋳物の精度向上、生産効率改善、表面品質向上において大きな利点を発揮します。自動車・オートバイ産業の発展、鋳物品質向上、省エネ、公害低減といった設計要求の実現に伴い、非鉄合金ダイカスト、特に軽合金ダイカストの適用範囲は急速に拡大しています。中でも最も広く使用されているのがアルミダイカストです。

データによれば、工業先進国ではアルミ合金・マグネシウム合金鋳物による鋼鋳物の置き換えが重要なトレンドになっています。現在、ダイカストは自動車用アルミ合金成形プロセスの中で最も広く用いられており、様々な自動車成形プロセスの49%を占めています。

しかし、ダイカスト製造現場では些細なトラブルが発生し、製品に欠陥が生じることがあります。本記事ではアルミダイカストの9つの代表的不良とその解決策をまとめました。同じ問題に直面した際の解決に役立ててください。

1. 流れ跡（フローマーク）と模様が表面に現れる

目視検査: 鋳物表面に溶湯の流れ方向と一致する筋があり、金属地肌とは異なる色調の明確な非方向性ラインが見られ、進行傾向はありません。

流れ跡の原因:

1. 金型温度が低すぎる
2. ランナー設計不良、ゲート位置不適切
3. 材料（溶湯）温度が低すぎる
4. 充填速度が遅い、充填時間が短い
5. 湯道システムが不合理
6. ガス抜き（ベント）不良
7. 離型剤噴霧が不適切

模様の原因: 型腔内への離型剤噴霧過多、または離型剤品質不良。

対策・予防:

1. ゲートの断面積または位置を調整
2. 金型温度を上げる
3. ゲート速度と圧力を調整
4. 適切な離型剤の選定と噴霧量調整

2. コールドシャット（冷間隔離）

目視検査: ダイカスト表面に明確な、不規則な、凹んだ線状の跡（貫通・非貫通の2タイプ）があり、形状は小さく狭い。界面エッジが滑らかなこともあり、外力で破断する場合がある。

原因:

1. 2つの金属流が衝突したが完全に融合せず、介在物もないが、結合力が極めて弱い
2. 湯温または金型温度が低い
3. ランナー位置が不適切、または流路が長すぎる
4. 充填速度が遅い

対策・予防:

1. 湯温を適切に上げる
2. 射出比圧を改善し、充填時間を短縮、射出速度を上げる
3. ガス抜きと充填条件を改善

3. 表面にクラック（ひび割れ）が発生する

目視検査: ダイカスト部品表面に網目状のヘアライン状の隆起または凹みがあり、ダイカストショット数の増加とともに拡大・延伸する。

原因:

1. ダイカスト金型キャビティ表面にクラックがある
2. 金型の予熱が不均一

対策・予防:

1. ダイカスト金型を定期的に、または一定ショット数ごとに焼きなましし、キャビティ内の応力を除去
2. キャビティ表面にクラックがある場合、成形面を研磨してクラック層を除去

金型予熱は均一に行うこと

4. アルミダイカスト部品にへこみ（陥没）が生じる

目視検査: ダイカストの最肉厚部に滑らかなへこみ（ディスク状）が見られる。

原因:

1. 収縮による不適切な鋳物設計：肉厚差大、ゲート位置不適切、射出比圧低、保圧時間短、金型局部温度高
2. 冷却システム設計不良
3. 開型時期が早すぎる
4. 湯温が高すぎる

対策・予防:

1. 肉厚を均一にする
2. 肉厚変化を緩やかにする
3. 湯流れ導入位置を正しく選定、ゲート断面積を拡大
4. 射出圧力を上げ、保圧時間を延長
5. 湯温と金型温度を適切に下げる
6. 局部高温箇所を局所冷却
7. オーバーフロー条件を改善

5. 表面に付着跡（溶着痕）が出る

外観検査: 小さな薄片状の金属または非金属が金属地肌と溶着し、外力で剥離する。

原因:

1. ダイカスト金型キャビティ表面に金属・非金属残渣がある
2. 湯注ぎ時に異物が混入しキャビティ表面に付着

対策・予防:

1. ダイカスト前にキャビティ、プレッシャーチェンバー、湯道系を清掃し、金属・非金属付着物を除去
2. 湯注ぎ合金も清浄化
3. 適切な離型剤を選び、均一に塗布

6. 表面剥離（スキン・ピーリング）

目視検査または破壊検査: 鋳物の一部に明確な金属層が見られる。

原因:

1. 金型剛性不足。溶湯充填時に金型プレートが振動
2. 射出時にプランジャがクリープ（這い）する
3. ランナーシステム設計不適切

対策・予防:

1. 金型剛性を強化し、金型部品を締め付けて安定化
2. 射出プランジャとプレッシャーチェンバーの嵌合を調整し、クリープ現象を解消
3. ゲート（内部ランナー）を合理的に設計

7. ダイカスト部品の表面摩擦・アブレーション（浸食）

目視検査: ダイカスト表面の一部に粗面が見られる。

原因:

1. ダイカスト金型のゲート位置・方向・形状が不適切
2. ゲート部での溶湯浸食箇所の冷却不足

対策・予防:

1. 流入チャンネルの位置と方向を改善
2. 冷却条件を改善、特に溶湯が激しく浸食する箇所
3. 浸食部に離型剤を追加塗布
4. 合金液流速を調整し、キャビテーションを発生させない
5. 金型（ダイ）工具への合金付着を除去

8. イロージョン（浸食・侵食）

目視検査: ダイカストの局所に窪みや隆起が見られる。

原因:

1. ゲート位置設定が不適切
2. 冷却条件不良

対策・予防:

1. ゲート厚を適切に設定
2. ランナーの位置・方向・設定方法を修正
3. 浸食部の冷却を強化

9. ダイカスト部品表面のクラック（割れ）

目視検査: 鋳物をアルカリ溶液に浸すと、クラックが暗灰色に見える。金属地肌の破損・割れは直線的または波状の線で、細く長く、外力により進行傾向がある。

アルミ合金鋳物のクラック原因:

1. 合金中のFe過多、またはSi不足；有害不純物過多で合金の延性低下；Al-Si合金やAl-Si-Cu合金でZnやCu過多；Al-Mg合金でMg過多
2. 金型保持時間短、保圧時間短；鋳物の肉厚急変
3. 局部保持力過大、抜き勾配時の力が不均一

対策・予防:

1. 合金成分を適切に管理。純アルミインゴット追加でMg低減、Al-Si母合金追加でSi増加など
2. 金型温度上昇；鋳物構造変更、コア引き機構調整、イジェクタピン応力均等化
3. 抜き勾配角拡大、局部に強力離型剤使用
4. 金型保持時間延長、保圧時間延長