ロストワックスキャスティングからキャストされた製品を完成させる方法は？

投資キャスティングとも呼ばれる失われたワックスキャスティングは、複雑で高品質の鋳造製品を作成するために何世紀にもわたって使用されてきた時代であり、非常に正確な製造プロセスです。プロのLost Waxキャスティングサプライヤーとして、Lost Waxキャスティングからキャストされた製品を完成させる方法についての詳細な手順をあなたと共有できることを楽しみにしています。

1。パターン作成

失われたワックス鋳造プロセスの最初のステップは、パターン作成です。 「失われたワックスキャスティング」という名前が示すように、パターンは通常、ワックスから作られています。ワックスには、形を整えるのが簡単で、融点が低く、細かい詳細を正確に複製できるなど、いくつかの利点があります。

ワックスパターンを作成するさまざまな方法があります。 1つの一般的な方法は、射出成形を使用することです。この方法では、溶融ワックスは、目的の製品の正確な形状を持つカビの空洞に注入されます。型は通常、金属またはシリコンで作られており、注入されたワックスの圧力に耐えることができます。ワックスが冷えて固化した後、金型が開き、ワックスパターンが除去されます。

別の方法は手 - 彫刻です。これは、ユニークまたは1つのパターンを作成するためによく使用されます。熟練した職人は、特殊なツールを使用して、ワックスを希望の形状に刻み、細かい詳細とテクスチャを手作業で追加します。

2。ワックスパターンのアセンブリ

個々のワックスパターンが作成されると、中央のワックススプルーに組み立てられます。スプルーは、鋳造プロセス中に溶融金属がカビに流れるチャネルとして機能します。複数のワックスパターンをスプルーに取り付けて、ワックスツリーを作成できます。これにより、複数の部品の同時鋳造が可能になります。

ワックスパターンは、ワックスはんだを使用してスプルーに取り付けられているか、ワックスの小さな領域を溶かし、パターンをスプルーに押します。後続のステップ中に動きや剥離を防ぐために、パターンが適切に整列し、安全に接続されていることを確認するために注意する必要があります。

3。シェルビルディング

ワックスツリーが組み立てられた後、ワックスパターンの周りにセラミックシェルを構築する時が来ました。これは、ワックスツリーをセラミックスラリーに浸し、耐火物の層でコーティングする多段階のプロセスです。

セラミックスラリーは、細かいセラミックパウダーとバインダーの混合物です。ワックスツリーは最初にスラリーに浸され、ワックスパターンのすべての表面が完全にコーティングされるようにします。次に、濡れたスラリーを順守する細かい砂の層で覆われています。このプロセスは数回繰り返され、スラリーと砂の各層がシェルの厚さと強度に追加されます。

シェルが蓄積すると、粗い砂を外側の層に使用して、追加の強度を提供できます。シェルビルディングプロセスは通常、完了するのに数日かかります。各レイヤーは、次のレイヤーを適用する前に乾燥させて強化する必要があるためです。

4。脱線

セラミックシェルが完全に形成され、硬化すると、次のステップは脱線になります。これには、シェル内からワックスを除去し、目的のキャストされた製品の形の空洞を残します。

脱線にはいくつかの方法があります。一般的な方法の1つは、Steamオートクレーブです。セラミックシェルはオートクレーブに配置され、高圧蒸気が導入されます。蒸気からの熱はワックスを溶かし、スプルーを通ってシェルから排出します。

別の方法は、炉での発射です。シェルは、炉でワックスを溶かして蒸発させるのに十分な高さの温度まで加熱されます。ワックス蒸気は多孔質セラミックシェルを通って逃げ、きれいな空洞を残します。

5。金属の融解と注入

ワックスが除去された後、セラミックシェルは金属の鋳造の準備ができています。使用される金属の種類は、最終製品の要件によって異なります。失われたワックス鋳造で使用される一般的な金属には、ステンレス鋼、青銅、アルミニウム、チタンが含まれます。

金属は、融点に応じて特定の温度で炉で溶けます。たとえば、ステンレス鋼は通常、約1500〜1600°Cの温度で溶かす必要があります。金属が完全に溶けて、適切な温度と流動性に達すると、加熱されたセラミックシェルに注がれます。

溶融金属が気泡やボイドなしで空洞を完全にかつ均等に満たすように、注ぐプロセスを慎重に制御する必要があります。重力注入は一般的な方法であり、溶融金属は重力の下でシェルに単純に注がれます。場合によっては、鋳造の品質を改善するために真空または圧力の注入を使用することがあります。

6。冷却とシェルの除去

金属がシェルに注がれた後、冷却して固化することができます。冷却速度は、鋳造された製品の微細構造と特性に影響を与える可能性のある重要な要素です。ゆっくりと冷却すると、より粗い粒子構造が生じる可能性がありますが、迅速な冷却はより細かい粒子構造を生成し、製品の強度と硬度を改善する可能性があります。

金属が完全に固化すると、セラミックシェルが除去されます。これは、ハンマーやサンドブラストを使用するなどの機械的手段で行うことで、シェルを鋳造された金属から壊します。シェル除去プロセス中に鋳造された製品を損傷しないように注意する必要があります。

7。仕上げ操作

シェルが削除された後、鋳造された製品は一連の仕上げ操作を受け、目的の最終的な外観と寸法精度を実現します。

最初の仕上げステップの1つは、スプルーと他のキャスティングゲートを遮断することです。これは通常、のこぎりまたは切断トーチを使用して行われます。次に、鋳造された製品の表面が挽いて磨かれており、粗いエッジ、表面の欠陥、鋳造マークを除去します。

顧客が指定した正確な寸法と公差を達成するには、機械加工操作も必要になる場合があります。これには、製品の設計に応じて、ターニング、フライス加工、掘削、タッピングが含まれます。

鋳造された製品の機械的特性を改善するために、熱処理が適用される場合があります。たとえば、アニーリングは内部ストレスを緩和し、延性を改善するために使用できますが、クエンチングと抑制は金属の硬度と強度を高めることができます。

8。品質検査

キャストされた製品が配達の準備が整う前に、徹底的な品質検査を受けます。これには、亀裂、多孔性、包含物などの表面欠陥をチェックするための目視検査が含まれます。寸法検査は、製品が指定された公差を満たすようにするために、キャリパー、マイクロメーター、座標測定機（CMM）などの精密測定ツールを使用して実行されます。

超音波検査、Xレイテスト、磁気粒子試験などの非破壊試験方法は、肉眼では見えない内部欠陥を検出するために使用できます。

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参照

• ピーター・F・マクリーンによる「投資キャスティングハンドブック」
• Donald R. AskelandとPradeep P. Phuleによる「材料の科学と工学」
• Ak Biswasによる「Foundry Technology」