DISOCOにおける生砂型鋳鉄鋳造工程：型製作から仕上げ加工まで

生砂鋳造 – 機械産業の基盤となる製造技術

生砂鋳造 (Green Sand Casting) は、機械製造業で最も一般的に使用されている鋳造技術の一つです。様々な形状やサイズの部品を柔軟に製造できるため、自動車、電動機、産業機械、ポンプ、バルブ、機械設備などの分野で幅広く応用されています。ソンコンディーゼル有限会社 (DISOCO)では、生砂鋳造プロセスは自動および半自動鋳造ラインシステムで実施され、品質管理システムと鋳造後の機械加工が組み合わされています。各工程の統合的な管理により、国内外の多くの産業分野における品質、精度、安定性の要求に応えるねずみ鋳鉄 (FC) および球状黒鉛鋳鉄 (FCD) 製品を製造しています。

生砂鋳造とは？

生砂鋳造 (Green Sand Casting) は、シリカ砂、ベントナイト、水の混合物から作られた鋳型を用いて鋳物を成形する方法です。溶融した鋳鉄が鋳型に注がれて凝固した後、鋳型は破壊され製品が取り出されます。この技術は、単純な部品から複雑な構造の製品まで多様な生産が可能であるため、広く使用されています。さらに、処理後の鋳型砂は再利用可能であり、生産コストを最適化し、単品生産から量産まで対応可能です。

鋳造プロセスの主要構成要素

完全な鋳鉄製品を製造するために、砂型鋳造プロセスでは主に3つの構成要素を使用します。

• 模型 (Pattern): 製品の複製であり、鋳型の空洞を形成するために使用されます。鋳型が完成した後、模型は取り出され、その後の生産で引き続き使用されます。
• 砂型 (Mold): 製品の外形を形成する型です。溶融した鋳鉄が鋳型の空洞に注がれ、この形状に沿って凝固します。
• 中子 (Core): 製品の内部に穴や空洞がある場合に使用されます。中子は鋳鉄を注ぐ前に鋳型にセットされ、製品が凝固した後に破壊され、設計通りの空洞構造を形成します。

DISOCOにおける生砂鋳造プロセス

ステップ1. 鋳型砂の準備と処理

鋳型砂の品質は、鋳物の精度と表面品質を決定する重要な要素です。鋳型砂の混合物は、シリカ砂、ベントナイト、水、および添加剤を適切な比率で配合し、鋳造プロセス中の強度、通気性、安定性を確保します。DISOCOでは、鋳型を形成する前に砂の品質を管理するために砂処理システムが統合的に運用されており、各生産バッチの安定性を確保するのに貢献しています。

ステップ2. 中子の製造

内部に空洞、穴、または通路がある製品の場合、中子は鋳型に組み込む前に個別に製造されます。中子は設計通りの形状を確保し、組み立ておよび鋳鉄注入プロセス中に十分な強度を持ち、製品が凝固した後に容易に破壊できる必要があります。様々な製品形状に対応するため、DISOCOではシェル中子およびフェニックス中子製造技術を導入し、複雑な構造を持つ部品の精度向上に貢献しています。

ステップ3. 鋳型の作成

鋳型砂が要件を満たした後、模型が鋳枠にセットされ、周囲の砂が締め固められます。模型が取り出されると、残された空間が鋳造する製品と同じ形状の鋳型空洞を形成します。DISOCOでは、この工程は新東工業製自動砂型鋳造ライン (日本)で実施されており、各鋳型の生産性、均一性、安定性の向上に貢献しています。

ステップ4. 中子のセットと型合わせ

鋳型が作成された後、中子は製品内部の空洞や通路を形成するために、技術図面に従って正確な位置に配置されます。その後、鋳型の2つの半分が密閉され、固定され、金属注入工程に進む前に検査されます。

ステップ5. 鋳鉄の溶解

原料鋳鉄は、鋳型に注ぐ前に誘導炉で適切な温度まで溶解されます。このプロセス全体を通して、化学成分と金属温度が管理され、要求される材料グレードが確実に満たされます。DISOCOでは現在、ねずみ鋳鉄 (FC) および球状黒鉛鋳鉄 (FCD) 製品を製造しており、注入前に専用の分析システムを用いて化学成分検査を実施しています。

ステップ6. 鋳鉄の注入

溶融した鋳鉄は、注入システムを介して鋳型の空洞に供給されます。金属は鋳型空洞全体を満たし、中子を囲んで製品の完全な形状を形成します。DISOCOでは自動注入システムを使用しており、金属量、温度、注入速度を安定して制御することで、湯不足、ガス巻き込み、スラグ混入などの欠陥を抑制しています。

ステップ7. 冷却と凝固

注入後、溶融した鋳鉄は鋳型内で凝固を開始します。冷却時間は、各製品のサイズ、厚さ、構造に合わせて計算され、機械的特性を確保し、変形を抑制します。

ステップ8. 型ばらしと鋳物取り出し

製品が完全に凝固した後、鋳型砂は破壊され、鋳物が取り出されます。中子を使用する製品の場合、内部の中子も破壊され、設計通りの空洞や通路が形成されます。

ステップ9. クリーニングとショットブラスト

型ばらし後、製品は引き続き以下の工程に進みます。

• 湯口・押湯の切断。
• バリ取り。
• 表面に付着した砂や酸化層を除去するためのショットブラスト。

この工程は、検査または機械加工に進む前に表面品質を向上させるのに役立ちます。

ステップ10. 品質検査

出荷前に、製品は以下の技術基準に従って検査されます。

• 化学成分。
• 機械的特性。
• 寸法。
• 外観。
• 表面および内部欠陥 (必要に応じて)。

プロセス全体にわたる品質管理により、様々な産業分野のお客様の要求を満たす製品が保証されます。

ステップ11. 機械加工と製品仕上げ

鋳鉄鋳物の提供に加え、DISOCOでは鋳造後の機械加工工程も実施しています。

• CNC旋盤加工。
• CNCフライス加工。
• 穴あけ、リーマ加工。
• 研削。
• 表面処理。
• 仕上げ塗装。

これにより、お客様は鋳物素材から完全に加工された部品まで選択でき、生産時間の短縮とサプライチェーンの最適化に貢献します。

DISOCOの砂型鋳造能力

鋳鉄鋳造分野における長年の発展を経て、DISOCOは砂型鋳造ライン、溶解システム、品質管理から鋳造後の機械加工まで統合的に投資し、多くの産業分野で鋳物素材から完成部品までの生産ニーズに応えています。DISOCOの主な強みは以下の通りです。

1. 自動砂型鋳造システム

✔ 新東工業製ライン (日本) ✔ 生産能力: 10,000トン/年 ✔ 造形速度: 30秒/型 ✔ 鋳枠サイズ: 700 × 600 × 500 mm ✔ 溶解炉システム:

• 1トン/バッチ炉 1組
• 1.5トン/バッチ炉 1組

✔ 製品重量: 1 – 70 kg

2. 半自動砂型鋳造システム

✔ 生産能力: 5,000トン/年✔ 鋳型技術: 生砂 (砂 + ベントナイト)✔ 中子製造技術:

• シェル中子
• フェニックス

✔ 製品重量: 1 – 100 kg

3. 鋳型砂の管理、化学成分分析、機械的特性検査、金属組織検査から寸法測定、非破壊検査 (NDT) まで、包括的な品質管理システムにより、各製品の安定した品質を保証します。

4. 鋳造後の仕上げ加工: お客様の要求に応じて、鋳物素材から加工済み完成部品まで提供

砂型鋳造技術を用いた鋳鉄製品の製造パートナーをお探しの場合、DISOCOは技術コンサルティング、材料選定から、お客様の要求に応じた生産、仕上げ加工まで、喜んでサポートさせていただきます。