合金鋼 vs 炭素鋼:インベストメント キャスト製品に何を選択するか

鋳造の専門家は、合金鋼は炭素鋼よりも鋳造が難しいと言うでしょうが、これは金属の選択に影響を与えるべきではありません.実際、インベストメント鋳造合金鋼は、同じプロセスを炭素鋼に使用するよりも大きなメリットをもたらします。これが矛盾しているように思える場合、その説明はインベストメント キャスティングの利点を理解することにあります。

合金と炭素鋼の違い

鋼は、0.0002 ～ 2.1% の炭素を含む鉄です。このような炭素鋼は、SAE 分類システムの下で 10XX の指定を受けており、XX は炭素の割合を表します。これらの鋼は強度と延性に優れているため、さまざまな用途に適しています。さらに、炭素含有量が約 0.2% の鋼は被削性も良好です。

合金鋼は、追加の元素が組み込まれたものです。マンガン、ニッケル、シリコン、クロムは最も一般的なものです。合金元素の割合が全体の 5 ～ 20% の場合、得られる高合金鋼は工具鋼と見なされます。

炭素鋼とは異なり、合金鋼は熱処理によって容易に硬化および/または強化されます。ただし、実際の合金組成に応じて、機械加工と鋳造がより困難になります。

インベストメント キャスティングの利点

インベストメント鋳造は、スチール部品に適しています。これは、セラミック金型が関連する高温を処理し、最終的な機械加工をほとんど必要としない正味の形状に近い形状が得られるためです。

鋳型は、セラミックスラリーでワックスパターンをコーティングすることによって作成されます。これは層状に積み上げられ、層の厚さは凝固速度を制御する方法として使用されます。スラリーが乾燥すると、ワックスが溶けて空洞から出ます。残ったセラミック シェルは、注がれた溶融金属に対する冷却効果を減らすために加熱される場合があります。

インベストメント鋳造は、細かい部分や薄い部分を作ることができます。表面仕上げは、元のワックス パターンを反映したもので、スラリーから粒状性が追加されています。最初の層に非常に細かいスラリーを使用すると、鋳造部品を滑らかに仕上げることができます。

幾何学的精度は非常に良好です。インベストメント鋳造は通常、1 インチあたり 0.005 インチを超える公差を維持できます。

インベストメント キャスティングで機械加工を最小限に抑える

高精度、細部までこだわった優れた表面仕上げにより、最終寸法に非常に近い部品を鋳造することができます。さらに、砂型鋳造とは異なり、抜き勾配は必要ありません。これらを組み合わせることで、取り付け面、穴、ボアを作成するために必要な機械加工の量を最小限に抑えます。

インベストメント鋳造用の合金または炭素鋼?

鋳造の専門家は、通常、合金鋼は炭素鋼よりも鋳造が少し難しいと報告しています。これは、合金元素の特性と、溶融時の挙動によるものです。ただし、影響は小さいため、鋳造部品の性能を損なう理由にはなりません。設計に合金鋼が必要な場合 (通常、強度や熱処理によって硬度を上げることができるという理由で)、それが使用する金属です。

より大きな問題は、インベストメント鋳造による機械加工を最小限に抑える能力です。必要な機械加工の量を削減することで、多くの時間、工具費、スクラップを節約できます。

組成によっては、合金鋼は重大な加工上の課題を引き起こす可能性があります。一部の高合金鋼は、EDM や研削などの時間とコストのかかるプロセスによってのみ機械加工できます。インベストメント キャスティングのようなニア ネット シェイプ プロセスでは、機械加工の必要性が減るため、時間と費用を節約できます。

インベストメント キャスティングで時間とお金を節約する方法について Impro に質問する

インベストメント鋳造プロセスは、鉄と非鉄の両方の金属で複雑な部品を製造するのに適しています。セラミック金型は非常に高温に耐えることができるため、鉄系金属の場合に特に有益です。さらに、ニアネット シェイプ フォームを生成できるため、二次加工を最小限に抑えることができます。

炭素鋼と合金鋼の両方がインベストメント鋳造の良い候補です。通常、炭素鋼グレードは鋳造性がわずかに優れていますが、合金鋼は機械加工の課題が大きいため、より大きな利点を実現します。合金鋼の材料特性を必要とする顧客の場合、インベストメント キャスティングは必要な機械加工の量を減らします。詳細については、キャスティング スペシャリストとの話し合いをスケジュールするためにお問い合わせください。