永久鋳型鋳造は、重力ダイカストとしても知られ、再利用可能な金型 (通常は鋼鉄または鋳鉄で作られる) を使用して、安定した高品質の金属コンポーネントを製造する非常に効率的な金属鋳造プロセスです。使用するたびに型が破壊される砂型鋳造とは異なり、永久型は再現性、寸法精度、滑らかな表面仕上げを提供し、中規模から大量の生産量に最適です。
仕組み:
溶融金属 (通常はアルミニウム、マグネシウム、または銅合金) が重力によって予熱された金型に注入されます。金属は金型の熱伝導率が高いため急速に凝固し、その結果粒子構造がより細かくなり、機械的特性が向上します。冷却されると金型が開き、固化した部品が取り出され、機械加工または表面仕上げの準備が整います。
このプロセスは、自動車、航空宇宙、機械製造などの業界で広く使用されており、コンポーネントの強度、寸法の一貫性、長期にわたるコスト効率が求められます。
パーマネントモールド鋳造の主な利点:
急速冷却により機械的強度が向上します。
最小限の加工で優れた寸法精度を実現します。
装飾または構造用途に適した優れた表面仕上げ。
金型寿命が長く、高い生産効率を実現します。
使い捨て金型方式と比較して材料の無駄を削減します。
このプロセスは、次を使用して強化することもできます。加圧永久鋳型鋳造または傾けて注ぐ技術これにより、金属の流れがさらに改善され、気孔率が最小限に抑えられ、製品の一貫性が向上します。
永久鋳型鋳造は、幅広い合金、形状、生産規模にわたる柔軟性を提供します。次の表は、次の点を強調しています。主なパラメータと仕様プロセスのパフォーマンスを定義するものは次のとおりです。
| パラメータ | 仕様範囲/説明 |
|---|---|
| 金型材料 | 高級鋼または鋳鉄（H13、ねずみ鋳鉄） |
| 金型の寿命 | 10,000 – 120,000 サイクル (合金とメンテナンスによって異なります) |
| 注湯温度 | 650℃～800℃（アルミニウム合金の場合） |
| 冷却時間 | 30 ～ 180 秒 (金型温度と鋳造量によって制御) |
| 鋳造重量 | コンポーネントあたり 0.1 kg ～ 50 kg 以上 |
| 寸法許容差 | ±0.1mm～±0.3mm |
| 表面仕上げ(Ra) | 1.6μm～3.2μm |
| 使用合金 | アルミニウム(A356、A380)、マグネシウム、銅、亜鉛 |
| 生産率 | 1時間あたり10～30回のキャスティング |
利用可能な二次プロセス:
強度最適化のための熱処理 (T5、T6)
CNC 加工による厳しい公差機能
美しい仕上げのためのショットブラストまたは陽極酸化処理
品質保証のための非破壊検査（X線、染料浸透剤）
パーマネントモールド鋳造の強みは、再現性と精度の組み合わせにあります。公差が変動することが多い砂型鋳造とは異なり、永久型では必要最小限の仕上げでニアネットシェイプの製品を実現できます。この効率によりコストが削減され、リードタイムが短縮されるため、中規模から大規模の製造業務でよく使用されています。
1. 自動車部品
パーマネントモールド鋳造は、自動車分野でエンジンブロック、ピストン、シリンダーヘッド、サスペンションコンポーネントの製造に広く使用されています。これらの部品には、軽量特性と機械的完全性の両方が求められます。制御された凝固プロセスにより均一な粒子構造が確保され、気孔や収縮などの内部欠陥が最小限に抑えられます。
2. 航空宇宙と防衛
航空宇宙では、強度を損なうことなく軽量化することが重要です。永久鋳型を通して鋳造されたアルミニウムとマグネシウムの合金は、密度と引張強度の理想的なバランスを実現します。ブラケット、ハウジング、ギアエンクロージャなどのコンポーネントは、優れた耐疲労性と腐食性能の恩恵を受けます。
3. 海洋・産業機械
永久鋳型鋳物は、寸法の信頼性と滑らかな表面仕上げにより、プロペラ、ポンプ ハウジング、およびコンプレッサー部品に好まれます。強化された冶金学的構造により、砂型鋳造の代替品と比較して優れた耐摩耗性と耐腐食性も提供されます。
4. 電気・電子部品
高導電性銅合金は、永久鋳型を使用して効果的に鋳造され、正確な公差と一貫した電気特性を備えたローター、コネクタ、および電気ハウジングを製造できます。
他の鋳造方法との比較:
| プロセス | 工具コスト | 寸法精度 | 表面仕上げ | 生産量の適合性 | 代表的な合金 |
|---|---|---|---|---|---|
| 砂型鋳造 | 低い | 適度 | 粗い | 低～中 | 鉄、スチール、アルミニウム |
| 永久鋳型鋳造 | 中くらい | 高い | スムーズ | 中～高 | アルミニウム、銅、マグネシウム |
| ダイカスト（高圧） | 高い | 非常に高い | 素晴らしい | 高 – 非常に高 | アルミニウム、亜鉛 |
ダイカストは高度な自動化とさらに高速なサイクルを実現しますが、永久金型鋳造は工具への投資と製品パフォーマンスの完璧なバランスを実現します。気孔率が低く、強度に優れているため、熱処理や機械加工が行われる部品に適しています。
Q1: パーマネントモールド鋳造は砂型鋳造と比較して製品の品質をどのように向上させますか?
A1: パーマネントモールド鋳造は、より速く凝固することで製品の品質を向上させ、その結果、より細かく緻密な粒子構造が得られます。これにより、引張強度や延性などの機械的特性が向上します。再利用可能なスチール製の型により、砂型鋳造でよく見られる、一貫した寸法、滑らかな表面、気孔や介在物などの欠陥が最小限に抑えられます。
Q2: 永久鋳型鋳造用途に適した合金を選択するにはどうすればよいですか?
A2: 合金の選択は、強度、耐食性、熱伝導率などの性能要件によって異なります。軽量構造部品には、アルミニウム合金 (A356、A380) が最適です。高い導電性を実現するために、銅合金が使用されます。耐熱性や剛性が必要な場合には、マグネシウム合金が好ましい場合があります。また、流動と凝固を最適化するために、各合金を正しい金型設計と温度制御に適合させる必要があります。
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