品質を確保するために、 ステンレス鋼鋳物 、ステンレス鋼の流動性と温度を管理することが不可欠です。これらの要因を効果的に制御して、鋳造欠陥を減らし、最終製品の品質を向上させるための一般的な方法とテクニックをいくつか紹介します。
鋳造温度の制御
鋳造温度は、ステンレス鋼の流動性、収縮、微細構造に直接影響します。適切な鋳造温度により、金属液の流動性と充填性が確保され、気孔や収縮などの鋳造欠陥が軽減されます。
適切な溶解温度
溶解温度の制御: ステンレス鋼の溶解温度は、使用する合金の種類に応じて、通常 1400°C から 1600°C の間です。たとえば、316 ステンレス鋼の溶融温度は 304 の溶融温度よりわずかに高くなります。
高温制御：温度が高すぎると、金属液体の粘度が低下し、鋳物の表面品質が低下する可能性があります。温度が低すぎると、金属液体が金型に完全に充填できず、鋳造欠陥が発生する可能性があります。
鋳造温度の安定性
鋳造プロセス中は、溶融温度を安定に保つ必要があります。温度が変動しすぎると結晶化ムラや収縮が発生し、不良の原因となる場合があります。
リアルタイム監視: 温度監視装置 (赤外線温度計、熱電対など) を使用して、溶融温度をリアルタイムで監視し、溶融温度が常に最適な鋳造範囲内にあることを確認します。
熱処理工程
鋳物を冷却するときは、速すぎる冷却によって生じる内部応力や亀裂を避けるために、冷却速度を制御する必要があります。
一部のステンレス鋼鋳物では、機械的特性や耐食性を向上させるために熱処理（溶体化処理、時効処理など）が必要な場合もあります。
ステンレス鋼の流動性を制御する
流動性とは、溶融金属が流れて金型を満たす能力を指します。流動性が良いということは、金属が金型内のあらゆる細部に均一に充填され、欠陥が減少することを意味します。
合金組成の最適化
合金組成の調整：ステンレス鋼の種類により流動性が異なります。ステンレス鋼の合金組成を調整する（モリブデン、ニッケル、クロムなどの元素を添加するなど）ことで、金属の流動性を最適化できます。
流動性と鋳造設計: 合金の流動性は、化学組成だけでなく、鋳造設計の複雑さ、厚さ、その他の要因にも関係します。適切な鋳造設計により、金属液体の流れの抵抗を軽減できます。
鋳造時の充填能力
金型設計の改善: 金型の設計では、ステンレス鋼の流動性を考慮し、デッドコーナー、狭いチャネル、および金属の流れを妨げるその他の設計を避ける必要があります。金型が金属液体を鋳物にスムーズに導くことができることを確認します。
ゲート システムの滑らかさを向上させる: ゲート、オーバーフロー、ライザーなどを含むゲート システムの設計を最適化し、金属が各金型キャビティに均一に流れ込み、空気の巻き込みを低減します。
適切なキャスト方法を使用する
ロストワックス鋳造（インベストメント鋳造）：この方法は非常に微細で複雑な鋳物を製造することができ、高い流動性が必要な鋳物に適しています。
加圧鋳造: 加圧鋳造プロセスでは、外力を使用して圧力を加え、金属をより均一かつ効率的に金型に充填し、それによって鋳物の流動性を向上させます。
鋳造工程における補助技術
温度と流動性の制御に加えて、ステンレス鋼鋳物の品質を向上させるために、鋳造プロセス中にいくつかの補助措置を講じることができます。
インベストメント鋳造（インベストメント鋳造）を使用する
この鋳造方法は精密鋳物の製造によく使用されます。インベストメント鋳造は金属の流動性と金型の設計を正確に制御できるため、高品質のステンレス鋼鋳物の製造によく使用されます。
溶融処理
脱ガス処理：真空脱ガスやアルゴンブローなどにより溶湯中に溶けているガスを除去し、気孔などの鋳造欠陥を低減します。
精錬: 溶融精錬では、合金元素やその他の化学成分を追加することでステンレス鋼の化学組成を最適化し、鋳物の品質を確保します。
金型の予熱
金型を予熱すると、金属液体の熱衝撃が軽減され、金型内を流れる際の溶湯の温度がより均一になり、過度の温度差によって引き起こされる欠陥を回避できます。
添加剤とレオロジー剤の使用
鋳造プロセス中に適切なレオロジー剤または離型剤を添加すると、金属液体の流動性が向上し、金属が金型の微細な部分にスムーズに流れ込み、気孔や欠陥が回避されます。
冷却固化制御
冷却速度の制御: 鋳物の品質を確保するには、冷却速度を合理的に制御することが重要です。冷却速度が速すぎると鋳物の表面に亀裂や変形が生じる可能性があり、冷却速度が遅すぎると結晶粒の成長に影響を及ぼし、機械的特性が不均一になる可能性があります。
冷却システムを使用する: 複雑な鋳造品の場合、冷却システムを使用して冷却速度を制御し、鋳物を均一に凝固させることができます。
品質検査と後処理
X線検査・超音波検査：鋳物の気孔や亀裂などの内部欠陥を検出し、鋳物の内部品質を確保します。
表面研磨と酸洗：鋳物の表面を酸洗と研磨すると、外観が改善されるだけでなく、鋳物の表面に残る酸化物を除去して腐食を防ぐことができます。
これらの方法を組み合わせて使用することで、ステンレス鋼の流動性と温度を効果的に制御でき、それによってステンレス鋼鋳物の品質を確保し、欠陥を回避し、機械的特性と耐用年数を向上させることができます。
