I. 精密鋳造の原理
精密鋳造技術は、金型を用いて溶融金属を金型キャビティ内に注入し、冷却して固化させる加工方法です。精密鋳造の原理は、高温高圧で金属を溶かして液体にし、金型の形状や構造を通して金型のキャビティに注入し、最後に冷却して固化させて目的の部品を得るというものです。この方法では複雑な形状の部品を製造でき、他の加工方法で発生する可能性のある欠陥や変形も回避できます。
II.精密鋳造の工程の流れ
精密鋳造のプロセス フローには次のステップが含まれます。 A: 金型の準備: 必要な部品の形状とサイズに応じて、対応する金型を作成します。 B：材料の準備：材料を一定の割合で混合し、加熱して溶かします。 C: 注湯: 溶融した液体を注湯口から金型に注入します。 D：冷却固化：液体が冷却固化した後、金型を開けて必要な部品を取り出します。 E: 後処理: 得られた部品に対してバリ取りや研磨などの後処理を実行します。-
Ⅲ．精密鋳造の応用分野
精密鋳造技術は航空宇宙、自動車、医療機器、電子製品などの分野で幅広く活用されています。たとえば、精密鋳造技術は、航空機エンジン ローター、自動車エンジン部品、医療機器などの高精度部品の製造に使用でき、大きな市場が見込まれています。{1}
IV.精密鋳造の利点と限界
A: 精密鋳造技術には次の利点があります。
1. 精密鋳造は優れた設計柔軟性を提供し、複雑で精密なコンポーネントを完成品に非常に近い形状に鋳造することができます。鋳造材料にほぼ無制限の自由が与えられます。幅広い適応性があり、鋳物のサイズ、厚さ、複雑さによって制限されません。商標、名前、番号などのシンボルを製品に直接キャストすることもできます。
2. 様々な材質の精密鋳造が可能です。これらの材料には、ステンレス鋼、炭素鋼、低炭素合金鋼、銅、アルミニウム、鉄、コバルトなどが含まれます。したがって、精密鋳造プロセスで製造された鋳物は、さまざまな産業で使用できます。
3. 精密鋳造は様々な産業に応用できます。主に航空宇宙、発電、銃器、自動車、軍事、商業、食品サービス、天然ガスおよび石油、エネルギー産業で使用されています。たとえば、銃器産業は、銃のレシーバー、引き金、ハンマー、その他の精密部品の鋳造部品に注目しています。したがって、どの業界に属していても、企業が精密鋳造部品やコンポーネントの利点を活用できるのであれば、それらはすべてのプロジェクトにとって最適な金属の選択肢となる可能性があります。
4. 精密鋳造にはより厳しい公差があり、±0.2 ミリメートルという厳しい寸法公差が可能になり、高精度の鋳造が可能になります。-
5.精密鋳造加工により優れた表面処理を実現。必要な二次加工、それに関連する時間とコストが削減されます。これは、機械加工やその他の精密な機械加工作業を回避するために重要です。さらに、製品の外側に複雑なテキストや商標をキャストできるため、後でレーザーマーキングや彫刻を行う必要性が減ります。
6. 精密鋳造では、鋳造後の処理が大幅に削減されるため、労働時間と納期を削減できます。-同時に、精密鋳造は納品サイクル内で多数の製品を納品できるため、顧客の市場での競争に役立ちます。
7. 精密鋳造プロセスは、小規模バッチと大規模バッチの両方のコンポーネントの製造に使用できます。-非常に信頼性の高いテクノロジーと低コストの反復操作を提供します。-
8. 他のプロセスと比較して、精密鋳造金型のセットアップコストがはるかに低く、コストが低レベルに抑えられます。さらに、精密鋳造のニア-ネット-形状には機械加工がほとんど必要ないため、材料の無駄が最小限に抑えられ、エネルギー、材料消費量、金型コストが削減されます。製品開発の初期投資は最小限で済みます。したがって、製造コストは非常に競争力があります。
9. 精密鋳造により、高品質の製品が得られ、鋳造欠陥が減少します。-信頼性の高い工程管理が可能で、砂型鋳造に比べ不良率が大幅に低くなります。
10. 精密鋳造により、大型鋳物から小型鋳物までの生産が可能です。重さ 50kg までの大型部品だけでなく、重さ 30g 以下の複雑な小型部品も鋳造できます。
ただし、精密鋳造技術の実用化には依然としていくつかの制限があります。
1. プロセスは複雑で、高度な技術的および専門的な知識が必要です。- 2. 設備や材料費が高い。 3. 部品の品質と性能を保証するには、厳格な品質管理が必要です。したがって、プロセス効率と経済的利益を高めるには、さらなる研究と改善が必要です。
V. 精密鋳造の動向
産業技術の進歩に伴い、精密鋳造技術も進化しています。精密鋳造技術の将来の動向には次のような側面が含まれます。
1. 生産効率の向上：プロセスと設備を改善することで、生産効率と品質を向上させ、市場の需要に応えます。
2. コストの削減: 材料配合の改善と設備コストの削減により、生産コストを削減し、市場競争力を強化します。
3. 設計の最適化: コンピュータ支援設計とシミュレーション技術を利用して、精密鋳造部品の設計を最適化し、その性能と精度を向上させます。-
4. 新しい材料の探索: 高温高圧環境での使用など、特定の領域のニーズを満たす新しい材料を研究および開発します。-
5. 品質管理の強化: 高度な検出装置と品質管理システムを導入することで、精密鋳造部品の品質と性能を確保します。-
VI.国産精密鋳造製品の課題解決
(1) 工程レベルが低く、精密鋳造製品の品質が低い
1. 重度の鋳物亀裂. 2. 大きな鋳物における重度の偏析と介在物。大型の鋳鋼部品と大型の鋼インゴットには、ライザーの根元と凝固後の鋳物の厚い部分に巨視的な偏析と粗粒の問題があります. 3. シミュレーション ソフトウェアの不適切な適用。鋳造プロセスのシミュレーションは、鋳物生産に必要なステップです。海外ではコンピューターによるシミュレーション技術がないと受注できません。中国の鋳造業界は早くからコンピューターシミュレーションを始めたが、中核となるコンピューティング部分の開発能力は高いものの、全体的なソフトウェアパッケージング能力が低く、その結果、成熟した商用ソフトウェアの開発は先進国に大きく遅れをとっている。相当数の鋳造企業がコンピュータシミュレーション技術に躊躇しており、信頼を欠いています。現在では、この状況は若干改善されてきましたが、鋳造シミュレーションソフトを購入した企業の中で、活用できる企業はまだ稀です。企業の従業員にソフトウェア アプリケーションのトレーニングを提供することが緊急に必要です。
4. 通常の鋳物の生産能力が過剰である一方、高精度の鋳物の製造は依然として困難です。-コア技術や主要製品は依然として輸入に依存している。
5. 精密鋳造で取り代が大きい。科学的な設計ガイダンスが欠如しているため、プロセス設計者は経験に基づいて変形の問題を制御することが困難であると感じています。鋳物の加工代は海外に比べて1～3倍が一般的です。大きな加工代は、深刻なエネルギー消費と材料消費、長い加工サイクル、低い生産効率につながり、業界の発展のボトルネックとなっています。
6. 注湯システムの設計が不適切。不適切な設計により、ガス混入や介在物などの欠陥が発生し、鋳造生産量や合格率が低下します。
(3) エネルギー消費量と原材料消費量が多い
精密鋳造産業のエネルギー消費量は、機械産業の総エネルギー消費量の 25% ～ 30% を占めています。平均エネルギー利用率は17%で、エネルギー消費量は鋳造先進国の約2倍となっています。 1 トンの認定鋳鉄部品を生産するためのエネルギー消費量は標準石炭 550 ～ 700 キログラムですが、海外では標準石炭 300 ～ 400 キログラムです。 1 トンの認定鋳鋼部品を生産するためのエネルギー消費量は標準石炭 800 ～ 1000 キログラムですが、海外では標準石炭 500 ～ 800 キログラムです。統計によると、鋳造プロセスにおける材料とエネルギーの投入は、総生産額の約 55% ～ 70% を占めます。中国の鋳物の総重量は外国に比べて平均して10～20％高く、鋳鋼部品の平均加工生産率は55％であるのに対し、外国では70％に達することもある。鋳造プロセスで使用される原料と燃料には、主に銑鉄、鋼鉄くず、コークス、石灰石、鋳型砂、中子砂などが含まれます。これらのプロセスの輸送、砂の混合、鋳型、中子製造、焼成、溶解、注入、冷却、洗浄、後処理には、機械的な振動や騒音が伴います。一部の操作は高温での溶解および注入条件下で行われ、刺激臭が発生するものもあります。{28}}粉塵が舞う作業環境はさらに過酷です。これらはすべて、中国の精密鋳造業界における環境問題の深刻さを示している。高度な技術を採用してグリーン鋳造を実現することは、現在焦点を当てて解決する必要がある重要な問題です。中国の鋳造産業の変革と高度化が加速しているため、精密鋳造企業は管理レベルの向上、プロセスの適応性の強化、現場の人的資源への依存の削減、技術資源の確保の強化、従業員の労働環境の改善、労働集約度の軽減、環境保護投資の増加に取り組む必要があります。{33}}特に、技術研究開発と技術人材の確保を重視し、企業の長期的な発展のために安定した人的および知的サポートを提供する必要があります。-