空気圧機械鋳造品の亀裂を解決する方法

その過程で 空気圧機械鋳造 、亀裂は深刻かつ複雑な欠陥です。その影響は、鋳物の外観品質に反映されるだけでなく、鋳物の機械的特性や耐久性も大幅に低下させます。極端な場合、実際の用途では亀裂により鋳物が破損し、重大な安全上の事故につながる可能性があります。したがって、亀裂の発生メカニズムとその防止策を深く理解することが特に重要です。

クラック発生原因の解析
クラックの発生は、次のようなさまざまな要因と密接に関係しています。
応力集中：鋳物の凝固過程において、温度勾配、相変化、金型形状の不均一性などにより、鋳物内部に応力集中が発生します。この応力が鋳物の引張強度を超えると、亀裂が発生する可能性があります。
高温割れ: 高温割れは一般に、鋳物の凝固の後期段階で発生します。このとき、鋳物内部の温度勾配が大きくなり、各部に不均一な収縮が生じ、熱応力が発生してクラックが発生します。さらに、合金中に特定の元素（硫黄、リンなど）が存在すると、高温割れのリスクが高まります。
低温割れ: 低温割れは通常、鋳物が室温または室温付近まで冷却されるときに発生します。このとき、鋳物内部に残留応力や水素などの有害元素が蓄積する可能性があります。これらの要因により、外部応力の作用により亀裂が発生する可能性があります。
金型と鋳物間の相互作用: 金型の材質、温度、潤滑条件、金型と鋳物間の熱交換などの要因はすべて、亀裂の発生に影響を与える可能性があります。たとえば、金型温度が高すぎたり低すぎたりすると、鋳物に亀裂が発生する可能性があります。
鋳造プロセスパラメータ: 鋳造プロセス中の注入温度、注入速度、冷却速度などのプロセスパラメータは、鋳物の内部応力と温度勾配の形成に直接影響します。プロセスパラメータの設定が不合理であると、鋳物内部の応力が大きくなり、亀裂のリスクが高まることがよくあります。

クラック問題の解決策
亀裂が形成される上記の理由を考慮すると、次の対策を講じることで亀裂の発生を効果的に軽減または回避できます。
鋳造プロセスを最適化します。
注湯温度と注湯速度を正確に制御して金属液体の過熱や過冷却を防ぎ、温度勾配や熱応力の影響を軽減します。
冷却システムの設計を改善して、鋳造品のすべての部品を均一に冷却し、残留応力の形成を軽減します。
適切な鋳造合金を選択し、割れやすい材料は避けてください。
金型設計の改善:
熱伝導性と熱安定性の良い金型材料を選択し、金型の材質と構造を最適化します。
金型の冷却システムを適切に設計して金型温度を均一かつ適度に保つことで、鋳物に亀裂が発生する可能性を減らします。
金型の予熱・保温処理を強化し、金型と鋳物の温度差を小さくし、熱応力の発生を低減します。
鋳物の熱処理を強化します。
鋳物に焼きなましや焼き戻しなどの適切な熱処理を実行して、鋳物内部の残留応力を除去し、組織構造を改善します。
熱処理工程では温度と時間を厳密に管理し、新たなクラックの発生を防ぎます。
合金組成の制御:
亀裂の傾向を減らすために、合金中の有害元素 (硫黄、リンなど) の含有量を厳密に監視します。
鋳物の耐亀裂性を向上させるために、適切な量の合金元素 (モリブデン、ニッケルなど) を追加します。