合理的な部品構造により、多くの鋳造欠陥を防ぐことができます。高品質の鋳造を保証するには、部品構造の要件に関して次の点を考慮する必要があります。-
**1.鋳物の最小肉厚**
特定の鋳造条件下で、鋳造合金が型に完全に充填できる最小の厚さは、鋳造品の最小肉厚と呼ばれます。合金が金型に充填される能力を確保し、ミスランやコールドシャットなどの欠陥を回避するには、鋳造品の壁の厚さは最小厚さ以上でなければなりません。最小肉厚は、鋳造方法、鋳造合金、部品の構造、注入温度、金型の特性などの要因によって異なります。
**2.鋳物の臨界肉厚**
鋳物の壁厚を厚くすると、金型に充填する合金の能力が向上しますが、引け巣、気孔、粗大な微細構造、偏析などの欠陥が発生し、鋳物の機械的特性が低下する可能性もあります。さまざまな鋳造合金には、臨界肉厚が存在します。この臨界肉厚を超えると、鋳物の機械的特性は厚さに比例して増加せず、代わりに大幅に減少します。可鍛鋳鉄の場合、白鉄プリフォームを確実に製造するには、肉厚が過度に大きくなってはなりません。ダクタイル鋳鉄鋳物の場合、過度に厚い部分は黒鉛の浮きや球状変性を引き起こし、その結果、球状性が低下し、機械的特性が大幅に低下する可能性があります。したがって、ダクタイル鋳鉄鋳物の壁厚も妥当な制限内に維持する必要があります。
鋳物の構造設計では、鋳造合金や方法などの要素に基づいて肉厚を科学的に決定し、過度に厚い部分を避ける必要があります。適切な断面形状を選択し、補強リブを使用して肉厚を減らすことにより、肉厚を最小値と臨界値の間に維持することができ、それによって材料を節約し、鋳造品の重量を軽減します。臨界肉厚は、鋳造合金および鋳造方法に密接に関係しています。砂型鋳造の場合、さまざまな鋳造合金の臨界肉厚は、一般に最小肉厚の 3 倍と考えられます。
**3.鋳物の内壁の厚さ**
鋳物の内壁の放熱条件が悪く、冷却および凝固速度が遅くなります。内壁と外壁の間の接合部では熱応力が容易に形成され、鋳物に亀裂が発生する可能性があります。凝固収縮が大きい合金では、内壁にも引け巣や気孔が発生しやすくなります。したがって、均一な冷却を確保し、熱応力を最小限に抑えて亀裂などの欠陥を回避するには、鋳物の内壁を外壁よりも薄くする必要があります。
**4.鋳物壁の遷移と接続**
厚い部分を避け、ホットスポットの形成を防ぐために、鋳造壁の厚さはできるだけ均一である必要があります。鋳物の構造により、収縮に対する大きな抵抗が生じてはなりません。肉厚の変化とフィレットに注意を払い、段階的な変化と大きなフィレット半径を使用してセクションを接続し、応力集中による亀裂を防ぐ必要があります。
鋳物の壁接続のタイプは一般に、K{0}} 形、X- 形、H- 形、Y- 形、および十字- 形の 5 つの形式に分類できます。壁の接合部では、厚さが増すとホットスポットが生じ、凝固が遅くなり、応力集中、亀裂、変形、引け巣、気孔などの欠陥が発生します。したがって、ホットスポットを最小限に抑えて分散し、交差接続を回避するには、L- 形状の接続を優先する必要があります。
鋼鋳物など、体積収縮が大きい合金で作られた鋳物では、収縮欠陥が発生しやすいため、方向性凝固の可能性を確保するために部品の構造を慎重に検討する必要があります。
**5.鋳物の反りや変形の防止**
薄肉の細長い鋳物、大きな平らな鋳物、工作機械のベッドなど、肉厚が不均一な細長い箱型の部品は、反ったり変形しやすくなります。{0}{1}最初の 2 つのタイプでは、不十分な構造剛性と、さまざまな表面にわたる冷却速度の違いによって引き起こされる内部応力によって変形が発生し、大きな反りが発生します。後者の場合、肉厚の大きな違いによって変形が発生し、冷却中にかなりの内部応力が発生します。鋳物の反りや変形は、鋳物構造を改善するか、逆変形パターンを使用することで対処できます。
**6.大きな水平面を避ける**
注湯中、金型キャビティ内に大きな水平面が現れると、溶湯がこの領域に達すると断面が急激に拡大するため、溶湯の上昇速度が大幅に低下します。-金型の上面が熱に長時間さらされると、砂の混入、焼け、砂穴、ミスランなどの欠陥が発生しやすくなります。-これを軽減するために、水平の壁を傾斜した壁として再設計できます。構造変更が不可能な場合は、傾斜注入技術を採用する必要があります。
