どんな鋳造にも欠陥があります。これらの欠陥の存在は、鋳造の内部品質に大きな隠れた危険をもたらします。これらの欠陥を製造工程で解消するための溶接修理も、製造工程に大きな負担をもたらします。.特に、バルブは圧力と温度にさらされる薄肉鋳造品であるため、内部構造のコンパクト化は非常に重要です。したがって、鋳物の内部欠陥は、鋳物の品質に影響を与える決定的な要因になります。
バルブ鋳物の内部欠陥には、主に気孔、スラグ介在物、収縮気孔、亀裂が含まれます。
主な不具合の一つであるスラグ介在物とクラックをご紹介します。
(1) 砂の混入（スラグ）：
一般にトラコーマとして知られる砂の混入 (スラグ) は、鋳物の内部にある一貫性のない円形または不規則な穴です。穴には鋳物砂や鉄滓が混じっており、大きさが不揃いです。上部に多くの場合、1 つまたは複数の場所に集まります。
砂の混入（スラグ）の原因：
スラグ介在物は、溶鋼の製錬または注湯プロセス中に溶鋼とともに鋳物に個別の鋼スラグが入ることによって形成されます。砂の巻き込みは、成形時のキャビティの締まりが不十分なために発生します。キャビティに溶鋼を流し込むと、鋳物砂が溶鋼によって洗い流され、鋳物の内部に入ります。また、箱の修理や閉める際の誤操作、砂抜け現象も砂混入の原因となります。
砂の混入を防ぐ方法（スラグ）：
①溶鋼を製錬する際は、排気、スラグを極力排出する。溶鋼が放出された後、取鍋で沈静化する必要があります。これは、鉄鋼スラグの浮遊を助長します。
② 溶鋼の注湯袋は極力ひっくり返さず、急須袋や底の注湯袋を使用し、溶鋼上部のスラグが溶鋼に沿って鋳巣内に入らないようにする。 .
③ 鋳鋼スラグ対策は、溶鋼注入時に溶鋼と共にキャビティ内に鋼スラグが入り込まないようにすること。
④砂の混入を少なくするため、成形時は砂型のコンパクトさを確保し、型直しの際は砂を落とさないように注意し、箱を閉める前に型穴をきれいにブローしてください。
(2)クラック:
鋳物の亀裂の多くは、不規則な形状、貫通または非貫通、連続または断続的な高温亀裂であり、亀裂の金属は黒ずんだり、表面が酸化したりしています。
クラックが発生する原因には、高温応力と液膜変形の 2 つがあります。
高温応力とは、溶鋼が高温で収縮・変形することで生じる応力です。この温度で応力が金属の強度または塑性変形限界を超えると、クラックが発生します。液膜変形とは、溶鋼の凝固・晶析時に溶鋼粒間に液膜が形成されることです。固化と結晶化の進行に伴い、液膜が変形します。変形量と変形速度がある限界を超えるとクラックが発生します。ホットクラックの発生温度範囲は約1200～1450℃です。
クラックの発生要因：
①鋼中のS、P元素は割れの原因となる有害因子です。鉄との共晶により、高温での鋳鋼の強度と可塑性が低下し、亀裂が発生します。
②鋼中のスラグの混入・偏析により応力集中が高まり、高温割れの傾向が強まる。
③ 鋼種の線収縮係数が大きいほど、熱割れが発生しやすくなります。
④鋼種の熱伝導率が高いほど、表面張力が大きくなり、高温での機械的性質が良くなり、熱割れの傾向が小さくなります。
⑤鋳物の構造設計は、製造性が悪い。たとえば、フィレットが小さすぎる、肉厚の差が大きすぎる、応力集中が深刻でクラックが発生するなどです。
⑥砂型のコンパクト度が高すぎ、中子の譲歩が悪いと鋳物の収縮が妨げられ、亀裂の傾向が高まります。
⑦ その他、湯沸かしの配置不良、鋳物の冷却速度が速すぎる、湯沸かしの切断による過大な応力、熱処理などもクラックの発生に影響します。
上記の亀裂の原因と影響因子を考慮して、対応する対策を講じて、亀裂欠陥の発生を減らし、回避することができます。
上記の鋳造欠陥の原因の分析に基づいて、既存の問題を見つけ、対応する改善策を講じることで、鋳造欠陥を解決する方法を見つけることができ、それは鋳造品質の改善に有益です。
投稿時間: 2022 年 8 月 11 日