鋳物の凝固過程では、一般にその断面には固体領域、凝固領域、液体領域の 3 つの領域が存在します。
凝固帯とは、液体帯と固体帯の間にある「固体と液体が共存する」領域です。その幅を凝固帯幅と呼びます。凝固帯の幅は鋳物の品質に大きな影響を与えます。鋳物の凝固方法は、鋳物の断面に現れる凝固帯の幅に基づいて、層ごとの凝固、ペースト凝固、中間凝固に分けられます。
積層固化やペースト固化といった固化法の特徴を見てみましょう。
層ごとの凝固: 凝固ゾーンの幅が非常に狭い場合、層ごとの凝固方法に属します。その凝固フロントは液体金属と直接接触します。狭い凝固帯に属する金属には、純金属（工業用銅、工業用亜鉛、工業用錫）、共晶合金（アルミニウム - シリコン合金、ねずみ鋳鉄などの近共晶合金）、および結晶化範囲が狭い合金（例えば、低炭素鋼）。 、アルミニウム青銅、結晶化範囲が狭い真鍮）。上記の金属ケースはすべて積層固化法に属します。
液体が固化して体積が収縮する場合、継続的に液体が補充されるため、分散した収縮が生じる傾向は小さいですが、鋳物の最終凝固部分には集中した収縮穴が残ります。集中した引け巣が除去されやすいため、収縮性が良好です。収縮の阻害によって生じる粒界亀裂は、溶融金属で容易に満たされて亀裂が修復されるため、鋳物は高温亀裂を起こす傾向がほとんどありません。また、充填工程中に固化が起こった場合の充填性も向上します。
ペースト凝固とは：凝固ゾーンが非常に広い場合、ペースト凝固法に属します。広い凝固帯に属する金属としては、アルミニウム合金、マグネシウム合金（アルミニウム銅合金、アルミニウムマグネシウム合金、マグネシウム合金）、銅合金（結晶化温度範囲が広い錫青銅、アルミニウム青銅、黄銅）、鉄炭素合金などがあります。 (高炭素鋼、ダクタイル鋳鉄)。
金属の凝固帯が広いほど、鋳造時に溶湯中の気泡や介在物が浮遊して除去されにくくなり、また、供給も困難になります。鋳物は熱割れを起こしやすいです。結晶間に亀裂が生じた場合、液体金属を充填して修復することはできません。このタイプの合金は充填プロセス中に凝固すると、充填能力も低下します。
中間凝固とは：狭い凝固帯と広い凝固帯の間の凝固を中間凝固帯と呼びます。中間凝固帯に属する合金には、炭素鋼、高マンガン鋼、一部の特殊黄銅、白鋳鉄などがあります。供給特性、熱亀裂傾向、金型充填能力は、積層固化法とペースト固化法の中間に位置します。このタイプの鋳物の凝固制御は、主にプロセスパラメータを調整し、鋳物の断面に好ましい温度勾配を確立し、鋳物断面の凝固領域を減らし、凝固モードをペースト状凝固から層状凝固に変更することです。 -層ごとの凝固により、適格な鋳物を得ることができます。
投稿日時: 2024 年 5 月 17 日
