精密鋳造は、従来の鋳造プロセスに関連する鋳造方法です。比較的正確な形状が得られ、高い鋳造精度が得られます。より一般的な方法は、最初に目的のブランクの電極を作成し (マージンをほとんどまたはまったく残さずに残すことができます)、次に電極で金型を侵食してキャビティを形成することです。
その後、鋳造法によりワックスを流し込み、オリジナルのワックス型を作製します。次に、ワックス型を高温耐性の液体研磨剤で一層ブラシで磨きます。十分な厚さが得られた後、乾燥し、内部のワックス型を溶解するために加熱して、目的のブランクと一致するキャビティを取得します。空洞内で鉄を鋳造し、硬化後にシェルを剥がすことで精密な製品が得られます。


インベストメント鋳造の歴史と発展
ロストワックス鋳造(現在はインベストメント鋳造と呼ばれています)は、切削が少ない、または切削が不要な鋳造プロセスの一種であり、鋳造業界の優れた加工技術であり、非常に広く使用されています。さまざまな種類や合金の鋳物に適用できるだけでなく、他の鋳造法に比べて寸法精度や表面品質が高い鋳物、さらには複雑で高温に強く加工が難しい鋳物も製造できます。
インベストメント鋳造は古代のワックス鋳造に基づいて開発されました。古代文明として、中国はこの技術を早くから使用していた国の一つで、紀元前数百年に遡り、中国の古代の労働者たちはこのロストワックス鋳造技術を生み出し、鐘のさまざまな細かい模様や言葉を鋳造するために使用されていました。
工業生産における現代のインベストメント鋳造法は 1940 年代に実用化されました。当時、航空ジェットエンジンの開発には、ブレード、インペラ、ノズルなどの複雑な形状や、精密で滑らかな表面の耐熱合金部品のサイズの製造が必要でした。
耐熱合金材料のため機械加工が難しく、部品形状が複雑です。彼らは新しい精密成形プロセスを見つける必要があったため、古くから伝わるロストワックス鋳造を参考にし、材料とプロセスの改善を経て、重要な発展に基づいた古代プロセスの現代のインベストメント鋳造方法を採用しました。


インベストメント鋳造プロセス
- モデルの作成: まず、ワックスやプラスチックなどの可融性材料を使用してモデルを作成します。これは可融モデルまたはモールドとして知られています。
- コーティングの適用: 次に、このモデルは特殊な耐火材料の複数の層でコーティングされます。
- シェルの形成: コーティングが乾燥して硬化すると、モデルの周囲に固体のシェルが形成されます。
- モデルの削除: 蒸気または熱水を使用してシェルの内側から可融性材料を溶かして除去し、モデルの形状の中空のキャビティを残します。
- キャストの準備: 空の殻を砂場に置き、サポートとして乾燥した砂で囲みます。
- 高温焙煎: 殻は砂場に置かれ、ロースターで高温に加熱されます。殻が十分に丈夫であれば、砂場を使わずに焙煎することができます。
- 金属の鋳造: 最後に、加熱されたシェルに溶融金属が注入されます。金属が冷えて固まると、最終的な鋳物が形成され、元のモデルの形状が複製されます。


インベストメント鋳造の精度
インベストメント鋳造の寸法精度は高く、一般的に CT4 ~ 6 (砂型鋳造の場合は CT10 ~ 13、ダイカストの場合は CT5 ~ 7) までです。
| 鋳造加工法 | 合金タイプ | 公差クラス (CT) |
|---|---|---|
| サンドハンドシェイプ | 鋳鋼 | 11-13 |
| サンドハンドシェイプ | ねずみ鋳鉄 | 11-13 |
| サンドハンドシェイプ | ダクタイル鋳鉄 | 11-13 |
| サンドハンドシェイプ | 可鍛鉄 | 11-13 |
| サンドハンドシェイプ | 銅合金 | 10-12 |
| サンドハンドシェイプ | 軽金属合金 | 9-11 |
| サンドマシン成形とシェル形状 | 鋳鋼 | 8-10 |
| サンドマシン成形とシェル形状 | ねずみ鋳鉄 | 8-10 |
| サンドマシン成形とシェル形状 | ダクタイル鋳鉄 | 8-10 |
| サンドマシン成形とシェル形状 | 可鍛鉄 | 8-10 |
鋳物の寸法精度に影響を与える要因
これらには、溶融プロセス中の金型の収縮と変形、および加熱/冷却サイクル中の線形体積変化が含まれます。
-凝固の過程で、合金の収縮や鋳造物の変形により、材料の収縮や歪みが生じる可能性があります。
インベストメント鋳造の利点
インベストメント鋳造の利点は次のとおりです:
- 高い精度と正確性
-優れた表面仕上げ
-複雑な部品設計に対応する複雑な設計能力
-材料の無駄が減り、多様な材料の選択肢が利用可能
-優れた耐熱性を備えた耐熱部品の製造が可能
結論
精密鋳造は、ワックスやプラスチックモデルから作成された鋳型を鋳造材料のソースとして使用して、正確な寸法を持つ高精度の部品を作成する製造技術です。
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