遠心鋳造における気孔欠陥を回避する方法
現代の工業生産の分野では、 遠心鋳造 高密度、均一な構造、優れた機械的特性という利点により、高温、高圧、強い腐食環境での主要コンポーネントの製造に広く使用されています。特に高合金パイプ、熱処理装置部品、冶金ローラーなどの高性能製品において、遠心鋳造はかけがえのない技術的利点を持っています。
しかし、遠心鋳造プロセスで最も一般的で最も注意が必要な欠陥の 1 つは気孔率です。気孔率は鋳造品の外観品質に影響を与えるだけでなく、機械的特性の重大な劣化を引き起こし、使用中に早期の故障を引き起こす可能性さえあります。無錫東明関特殊金属製造有限公司は長年にわたり遠心鋳造技術の最適化と品質管理に取り組んでおり、豊富な実務経験を蓄積し、高度なシミュレーションと試験装置を活用して気孔欠陥率を効果的に低減し、複雑な作業条件下でも製品の安定した性能を確保しています。
毛穴の原因を簡単に分析
遠心鋳造における気孔の発生は主に以下の要因に関係しています。
溶融物のガス含有量が多すぎる: 製錬および注入プロセス中に、液体金属は大量の水素、酸素、窒素などを吸収し、閉じた気泡を形成します。
注湯プロセスにおける激しい乱流: 不当な注湯速度とモードにより、ガスが溶融金属内に引き込まれ、冷却中に組織内に閉じ込められます。
金型の排気不良: 金型の設計で通気性が十分に考慮されていないため、金型内にガスが滞留します。
不合理な速度制御：遠心力が不足または過剰であると、ガスの中心への移動および排出が妨げられる可能性があります。
合金元素の揮発または反応性ガスの発生: 高温では、一部の合金元素が分解してガスを放出することがあります。制御しないと、微細孔が容易に形成されます。
無錫東明関のソリューションと技術パス
東明関は長年にわたってハイエンド遠心鋳造の分野、特に放射線管、高温炉ローラー、製紙ローラー、廃棄物焼却炉の火格子バーなどの高合金遠心鋳物の製造に深く関わってきました。成熟した安定したプロセスシステムを備えています。細孔の生成を効果的に回避するために、同社は原材料の制御、プロセス設計、シミュレーション分析から検出フィードバックに至る一連の体系的なソリューションを構築しました。
1. 厳格な原料管理と製錬管理
同社は、原料中のガスに敏感な元素 (H、O、S など) の含有量を全プロセスで検出するために、直読式分光計とハンドヘルド分光計を備えています。製錬プロセス中、溶融物中のガス含有量は精製剤と脱ガス装置 (真空脱ガスや不活性ガスパージなど) を使用して制御され、ソースからの細孔の潜在的なリスクを軽減します。
2. インテリジェントな鋳造プロセスシミュレーション
ANYCASTING 鋳造プロセス シミュレーション システムを通じて、溶湯の流れ、ガス移動経路、金型排気領域の動的解析とビジュアル モデリングを実行し、乱流領域、停滞ガス領域、および潜在的な閉鎖ガス塊発生領域を事前に特定し、目標の改善を達成します。このデジタル予測技術により、プロセス設計がより科学的かつ信頼性の高いものになり、孔が発生する可能性が大幅に減少します。
3. 注湯と速度制御パラメータの最適化
遠心鋳造プロセスでは、速度制御が気孔を回避するための重要なリンクです。東明関では、さまざまな製品構造や材料特性に応じて速度範囲（500～1500rpmなど）を調整し、鋳物の壁厚や長さと組み合わせて最適な線速度分布を設定して、溶融金属が高速回転中に十分な遠心力を生成し、軽い不純物や気泡を効果的に内面または中央キャビティに押し出します。
また、プログレッシブ注入プロセスにより、液体金属の型内への衝撃速度が低減され、乱流の発生が抑制され、斜め注入または底注入型構造を採用することで、充填安定性が向上し、空気巻き込み現象がさらに軽減されます。
4. 緻密な金型設計と換気システムのレイアウト
金型の設計段階で、同社の技術チームはCAD/UGを使用して3次元モデリングを行い、高速回転中に金型キャビティ内の過剰なガスがスムーズに排出され、滞留ガスが気孔を形成するのを防ぐために、排気チャネルと通気プラグ穴を合理的に設定します。
5. 厳格な品質検査とフィードバッククローズドループ
完成した鋳物は、超音波探傷、磁粉探傷、気密試験などの一連の非破壊検査方法を結晶相分析、3D スキャン、幾何学的比較と組み合わせて実施し、欠陥の原因を正確に特定し、プロセス データの閉ループ フィードバック メカニズムを形成します。このプロセスは、製品の一貫性を向上させるだけでなく、その後のプロセス改善のための科学的根拠も提供します。
遠心鋳造における介在物欠陥の回避方法
現代の鋳造業界では、介在物欠陥 (介在物) は金属鋳物の内部品質とサービスパフォーマンスに影響を与える重要な要素の 1 つです。介在物は材料の機械的特性を弱めるだけでなく、亀裂、漏れ、疲労破壊などの安全上の問題を引き起こす可能性があります。特に高温、高腐食、高負荷の環境下での鋳造では、介在物の生成と分布を制御することが重要です。効率的な鋳造方法として、遠心鋳造 (Centrifugal Casting) は、その独自のプロセス原理により介在物を回避できる構造上の利点を提供します。
鋳物中の介在物の原因分析
インクルージョンは主に次の側面から発生します。
製錬中の酸化介在物およびスラグ介在物。
金型または注入システムに異物が持ち込まれた。
合金組成中の非金属元素の反応によって生成される粒子。
精製および注入中に効果的に分離されなかったスラグまたは固相粒子。
これらの介在物が鋳物に残ると、密度、均一性、疲労強度に大きな影響を与えます。したがって、放射線管、炉ローラー、高温パイプライン、その他のコンポーネントなどのハイエンドの用途シナリオでは、介在物の効果的な制御が鋳造品質の重要な指標の 1 つとなっています。
遠心鋳造における介在物欠陥を構造的に回避する方法
の 遠心鋳造 プロセス自体は、自然な「含有物の除去」という物理的特性を備えています。
遠心分離効果
高速回転する鋳型では、溶融金属は遠心力の作用により鋳型壁に急速に移動しますが、低密度の介在物やガスは中心または上部に投げ飛ばされ、それによって「物理的に除去」され、鋳物の中心またはライザー領域に集中します。これにより、実際の完成品領域（管壁、スリーブなど）は純粋な構造となり、不純物率が極めて低くなります。
動的凝固プロセス
遠心鋳造は、「外側から内側へ」層ごとに凝固するダイナミックなプロセスを実現します。最初に外層が凝固してシェルを形成し、介在物は凝固層に包まれにくくなります。同時に、注湯後期に残った溶湯が鋳物の中心に集中しやすくなり、その後の加工で除去されやすくなります。
クリーンアロイシステムに適用可能
の heat-resistant, wear-resistant and corrosion-resistant alloys produced by Wuxi Dongmingguan, such as high chromium, high nickel, nickel-based alloys, high-sulfur free-cutting steel, etc., have stable composition and high control precision, and are particularly suitable for centrifugal casting to obtain the ideal effect of uniform organization and low inclusion content.
東明関の包含管理措置：技術管理の二重保証
無錫東明関は年間鋳造能力5,000トンの専門メーカーとして、介在物管理における全工程管理を採用しています。
1. 源からの介在物の生成を制御
原材料は工場への入場時に検査され、金属純度の検出には直読式分光計と手持ち式分光計が使用されます。
製錬前に厳密な前処理が行われ、ANYCASTING のシミュレーション結果に従ってさまざまな合金元素が最適化されます。
スラグ吸着剤やフラックスの標準使用など、炉前精製およびスラグ除去プロセスの制御。
過熱や金属の燃焼を避けるために、炉前温度と冶金反応時間が正確に制御されます。
2. 介在物を外部に排出するプロセス設計
の design of centrifugal casting molds fully considers the combination of inclusion collection area and riser system;
回転速度と注湯流量を制御して金属の流動状態を最適化し、乱流を低減します。
冷たい金属によって引き起こされるスラグの混入を避けるために、使用前に金型を設定温度まで予熱してください。
注湯工程中は密閉管理し、外部からの粉塵汚染を防ぎます。
3. 多次元検出法により最終製品の純度を保証
東明関市には、次のようなハイエンドの検出装置が多数装備されています。
超音波探傷器は介在物とその分布深さを検出できます。
磁粉探傷器は小さな非金属異物を識別します。
3DレーザースキャナGEOMAGIC比較解析システムは、製品サイズと設計モデルの高精度な比較を実現し、内部組織の異常の発見を支援します。
結晶相分析装置は微細構造の純度を評価します。
すべてのテストデータはデジタルシステムを通じてアーカイブおよび管理され、完全な品質のトレーサビリティを実現します。
遠心鋳造にはどのような部品が適していますか?
現代の金属製造の分野では、遠心鋳造は効率的で高品質の金属成形プロセスです。独自のプロセスメカニズムと優れた完成品品質により、多くの高度な産業分野でかけがえのない役割を果たしています。このプロセスでは、高速回転する鋳型を使用して、遠心力の作用下で液体金属を鋳型壁面に均一に分散させ、それにより均一な肉厚、緻密な構造、不純物が中心に集中または排除された高性能鋳物を製造します。従来の静的鋳造と比較して、遠心鋳造は構造強度、内部品質、完成品寿命の点で大きな利点があります。
無錫東明関特殊金属製造有限公司は専門の特殊金属鋳造会社として、耐熱性、耐摩耗性、耐食性の合金の遠心鋳造製品の研究開発と製造に長年取り組んできました。太湖畔という恵まれた立地と高い技術力を武器に、遠心鋳造の応用分野を拡大し続け、国内外のお客様の高機能部品に対する多様なニーズにお応えしています。
遠心鋳造にはどのような部品が適していますか?
遠心鋳造は、対称の中空構造、高い軸方向強度要件、および高温および高圧の耐食性を備えた部品の製造に最適です。東明関の生産経験によれば、該当する部品は次のように大まかに分類できます。
1. 高温熱処理装置部品
のse parts need to operate for a long time in a high temperature environment (generally 800℃~1200℃), requiring the material to have excellent oxidation resistance, thermal fatigue resistance and organizational stability. Centrifugal casting can significantly improve the density and thermal deformation resistance of parts, and is an ideal choice for manufacturing such equipment parts.
代表的な製品:
ラジアントチューブ
炉底ローラー
コンベアローラー
熱処理治具、ハンガー等
無錫東明関は、国内外の多くの著名な熱処理装置メーカー（エプソン、愛喜林、豊東など）に遠心鋳造ラジアントチューブと炉ローラーをバッチで提供してきました。実際の使用では、長寿命と優れた高温安定性を示し、多くの輸入類似製品を置き換えることに成功しました。
2. 冶金および鉄鋼圧延産業用ローラー
冶金装置のローラーは通常、複雑な機械的負荷と熱サイクルにさらされ、構造強度と熱亀裂に対する耐性に対して非常に高い要件が求められます。遠心鋳造では、均一な構造と収縮亀裂のないことを保証できるだけでなく、内側と外側の合金の設計を通じてローラーの性能と費用対効果をさらに向上させることができます。
代表的な製品:
冷間圧延加熱炉ローラー
熱間圧延プレスローラー
搬送ローラー、矯正ローラーなど
の high alloy furnace rollers, glass rollers, and galvanized tank sinking rollers produced by Dongmingguan are widely used in high-temperature continuous production lines such as steel and glass. They have been exported to Europe, Japan, South America and other countries and regions, and are well received by customers.
3. 耐摩耗・耐食パイプライン製品
腐食性媒体や高温媒体を長時間輸送する必要がある石油、化学、製紙、環境保護などの業界のパイプラインでは、従来の鋳造では耐用年数要件を満たすことが困難です。遠心鋳造プロセスは、緻密な管壁構造、欠陥のない構造、および内壁に砂穴や気孔のない構造を達成することができ、それによって管継手の耐食性と耐圧性が大幅に向上します。
代表的な製品:
高硫黄快削遠心鋳造管
高クロム・高ニッケル合金耐熱管
ニッケル基または鉄基の高合金耐食管
パルプローラー、コンベアローラー、沈下管
東明関は、外径50mmから1000mm、長さ4000mmまでの様々な遠心鋳造管製品を生産でき、顧客の要件に応じて合金組成、熱処理、機械加工の統合サービスをカスタマイズでき、石油化学およびエネルギー産業にマルチシナリオソリューションを提供します。
4. 高負荷中空回転部
エンジンのシリンダーライナー、耐摩耗性スリーブ、ベアリングスリーブなどのこれらの部品は、通常、寸法精度、耐摩耗性、内円と外円の同心度に対して高い要件が求められます。遠心鋳造は部品の同軸度を大幅に向上させ、加工代を削減できるため、このような構造部品の大量生産には費用対効果の高い選択肢です。
無錫東明関における遠心鋳造の利点
強力なプロセス能力：年間鋳造能力5,000トン、多彩な金型仕様と速度制御機能を備え、さまざまなサイズや材質の遠心鋳造ニーズに対応します。
特殊な材料: 耐熱性、耐摩耗性、耐食性の合金システムに焦点を当てており、さまざまな高条件の使用シナリオに正確に適合します。
充実した設備：焼鈍炉、焼きならし炉などの熱処理設備、旋盤、フライス盤、中ぐり盤などの全工程加工設備を備え、鋳造から完成品までの一貫納品を実現。
最先端の品質管理: 直読分光計、結晶相分析装置、3D スキャナ、超音波探傷装置、磁粒子探傷装置などを含む完全な試験装置を備え、顧客に全プロセスの品質保証を提供します。
高度なソフトウェア サポート: ANYCASTING 模擬鋳造や ABAQUS 応力シミュレーションなどのソフトウェア プラットフォームを導入して、プロセスの制御性を向上させ、試行錯誤のコストを削減します。
遠心鋳造
