鋳造冷却時間の計算

鋳造後の急冷による鋳物の変形、亀裂等の欠陥を防止し、砂洗浄時に十分な強度と靱性を確保するために、鋳型内で十分な冷却時間を確保する必要があります。連続生産される鋳物は、鋳物の冷却時間を確保するために十分な冷却セクション長を備えて設計する必要があります。

鋳物の型内冷却時間は、鋳物の重量、肉厚、複雑さ、合金の種類、金型の特性、製造条件、その他の要因などの多くの要因に関連します。

一、砂型中での鋳鉄部品の冷却時間

砂型内の鋳鉄部品の冷却時間は、開梱時の温度に基づいて決定されます。以下のデータを参照できます。 一般的な鋳物の場合は 300 ～ 500 °C。低温割れや変形が起こりやすい鋳物の場合は 200 ～ 300°C。高温割れを起こしやすい鋳物には200～300℃ 鋳造温度は800～900℃。開梱後すぐに注湯ライザーを取り外し、砂中子を洗浄し、熱砂ピットに置くか炉に入れてゆっくり冷却します。

1、砂型内での鋳鉄部品の冷却時間は、通常、表11-2-1および表11-2-3を参考にして選択できます。

表11-2-1 砂型内中・小型鋳物の冷却時間

注：薄肉、軽量、構造が単純な鋳物の場合は冷却時間を小さくし、それ以外の場合は冷却時間を長くしてください。

表11-2-2 大型鋳物の砂型冷却時間

注: ピットモデリングの場合、鋳物の冷却時間を約 30% 長くする必要があります。

表11-2-3 中小型鋳物の製造注湯時の砂型冷却時間

注: 1. 鋳造重量は、各ボックス内の総重量を指します。

2、鋳物は生産ラインの換気により強制冷却され、冷却時間が短い。

主な鉄鋳物の型内冷却時間は、次の経験式で計算できます。

t=vG (2-1)

式中 t——鋳造冷却時間（h）

v——鋳造冷却速度、4~8h/tかかります

g——鋳造重量(t)

k は、鋳物の重量とその輪郭体積の比です。 k 値が大きいほど、鋳物の肉厚は厚くなり、冷却時間が長くなります。 kの計算式は、

k=G/V (2-2)

式中、k——鋳物の重量とその輪郭体積比（t/m3）。

G——鋳物の重量(t)

V——緩やかな外側輪郭体積（m3）

二、砂型鋳鋼の冷却時間

油圧砂洗浄、ショットブラスト砂洗浄、空気圧工具砂洗浄用の鋼鋳物は、砂型内で 250 ～ 450°C に冷却して振り出します。 450℃以上の落下砂は鋳物の変形や亀裂を引き起こす可能性があります。砂型内の冷却時間を図11-2-1と図11-2-3に示します。

上記 3 つの画像を使用する場合は、次の点に注意する必要があります。

(1) 炭素鋼鋳鋼の重量が 110t を超える場合は、図 11-2-2 より 110t に相当する冷却時間の値を求め、重量が 1t 増加するごとに冷却時間を 1～3h 増加させます。

(2) ZG310-570 および合金鋼鋳物の重量が 8.5t を超える場合、図 11-2-1 および図 11-2-2 により求めた炭素鋼鋳物の冷却時間の値と比較して、冷却時間を 2 倍にすることができます。 。

(3) 単純な形状で肉厚が均一な厚肉鋳物（アンビルなど）は、図に指定されている冷却時間より 20 ～ 30% 早く緩める（またはこじ開ける）ことができます。このような鋳物は炉内で熱処理せずに鋳込みピット内で自然冷却することもでき、保温時間は24時間ごとに1.5～2tと計算されます。

(4) 構造が複雑で肉厚差が大きく割れやすい鋳物の場合は、冷却時間を図の値より30％程度長くしてください。

(5) 一部のピット型鋳物では、事前にカバーボックスを持ち上げたり、砂型をこじ開けたりする必要があります。これにより冷却速度が速くなり、冷却時間を10％短縮できます。

三、非鉄合金鋳物の金型温度

非鉄合金鋳物の成形温度は表11-2-4により求められます。

表11-2-4 非鉄合金鋳物の押出温度