アルミニウム重力鋳造

アルミニウム重力ダイカストの包括的な概要

について アルミニウム重力鋳造 プロセスは、様々な産業におけるその用途の多様性により、非常に有利である。この汎用性は、多くの特性を持つアルミニウムの軽量性に由来する。そのため、多くの産業用途に使用することが望ましいのです。このほか、アルミニウム重力ダイカストは、さまざまな車両部品の製造に役立ちます。このような車両には、自動車、トラック、バルブ、コンプレッサー、チューブが含まれます。ライン、工作機械など

そこで、この記事では、メリット、デメリット、制限、産業における主な用途に焦点を当て、アルミ重力ダイカストプロセスについて説明します。

アルミ重力ダイカストをどのように定義できますか？

メーカーは金型を使って永久鋳造を行う。この金型は通常、鋼鉄製か鋳鉄製です。重力は、アルミニウム重力ダイカストプロセスで液体アルミニウム合金で金型を埋めるための原動力です。アルミ重力ダイカスト技術は、現代にその名を刻んでいます。この技術の主な利点は、気孔率を低減することです。さらに、鋳造中に金型内に空気を巻き込むことがありません。その結果、製造された部品や製品には欠陥がありません。

アルミニウム重力鋳造に使用されるさまざまなアルミニウム合金

ここでは、アルミニウム重力ダイカストで広く使用されている基本的なアルミニウム合金のリストを示します。それでは、その組成と生活のさまざまな分野での幅広い用途について説明しましょう。

合金	構成	主要物件	代表的なアプリケーション
A356	アル・シ	優れた強度、延性、機械加工性；中程度の耐食性	エンジンブロック、ハウジング、ブラケット
A380	アル・シ	優れた流動性、気密性、適度な強度	エンジンブロック、ハウジング、トランスミッション部品
A413	アル・シ	高圧気密性、良好な機械加工性、適度な強度	油圧シリンダー、バルブ、ポンプ
B390	Al-Cu	非常に高い強度と硬度、中程度の延性	ピストン、シリンダーヘッド
C355	Al-Cu	優れた強度、耐食性、延性	構造部品、ホイール、ブラケット
AM508	Al-Mg	高強度、靭性、溶接性	航空宇宙部品、構造部品
AM6061	Al-Mg	優れた強度、延性、耐食性	建材、押出材、構造部品
ZA8	Al-Zn	高強度、寸法安定性、適度な延性	公差の厳しいダイカスト部品
K合金	Al-Si-Cu-Mg系	優れた耐食性、高強度	海洋用途、過酷な環境
超共晶Al-Si	アル・シ	高い耐摩耗性と硬度、適度な強度	エンジンピストン、ライナー

アルミグラビティダイカストプロセスのステップ

This process is fully automated. It helps reduce labor costs and increase product efficiency. So the CNC machines (computer numerical control machines) shape the die, and gravity pours melted aluminum into it. Besides this, the mold cavities are filled with melted aluminum, shaping it into the mold. Special algorithms on automated machines help in the creation of various innovative designs. So, they drive the demand for the aluminum gravity die-casting process. Additionally, aluminum gravity die casting doesn’t solely utilize aluminum metal. It uses aluminum alloys in its applications.

ここでは、アルミニウム重力ダイカスト鋳造の各工程について、順を追って説明します。

1.設計と準備

アルミ重力ダイカストは、パターンを設計することから始まります。私たちはあらゆる製品の試作品やレプリカを作る必要があります。そのため、これらのパターンは通常、金属や木材で構成されます。これに加えて、これらのパターンは正確な寸法と設計仕様で構成されています。そのため、金型の精度を高めるのに役立ちます。さらに、金型は主に2つの部分から構成されています。これらは一般に鋼鉄か鋳鉄でできている。一方は固定金型として知られ、もう一方はエジェクター金型として知られています。これらの半割体は互いにぴったりと合うようになっている。そのため、パターン形状を再現した空洞ができる。

2.金型セットアップ

パターンが出来上がったら、次は金型のセットアップだ。金型は、鋳造に必要な型や金型を作るためのもの。そのため、まず徹底的な洗浄を行うことが重要だ。これは、以前の鋳造の破片や残留物を除去するのに役立ちます。さらに、溶けたアルミニウムが機械の中をスムーズに流れることを保証しなければなりません。その後、金型を特定の温度に予熱します。この予熱は熱衝撃にも有効です。つまり、メタルフローを増加させるのです。その結果、金型の寿命が延びるのです。

3.溶融アルミニウムの調製

アルミニウムは炉の中で溶かされる。このプロセスには約700℃の温度が必要です。そのため、炉はアルミニウムを溶かすのに十分な熱を持っています。これ以外にも、アルミニウム金属部品の強度と耐久性を高めるために、いくつかの合金が加えられます。さらに、溶けたアルミニウムから水素やその他の不純物を取り除くために脱ガスも行われます。これらの作業により、アルミニウムの耐久性が向上し、気孔ができにくくなります。こうして、完成品の強度が向上するのです。

4.鋳造工程

この後、セーティング工程が始まる。溶融アルミニウムを重力ダイキャビティに流し込む。通常、入念に設計された注湯槽とランナーシステムを使用して行われます。その後、ダイキャビティのすべての部分で金属がゆっくりと流れれば、重力によって均等な分布が保証されます。溶けたアルミニウムが冷えると凝固し、ダイキャビティの形状になります。

5.排出と後処理

次のステップは射出だ。アルミの重力金型が開き、エジェクターピンを使ってアルミのソリッド部品が出てきます。また、この工程では金属部分に傷がつかないよう、細心の注意が必要です。

Besides this, the post-processing comprises removing the excessive material and giving a smooth finish to the aluminum parts. So, it involves trimming and fettling. It helps remove the excessive materials, i.e., the gating system, runners, and risers. It is usually done using different machining methods. They may include sawing, grinding, or machining. Moreover, the finishing of the material part also uses heat treatments. So, it can increase the part’s mechanical properties.

6.仕上げとコーティング

最終段階は、アルミニウム部品の仕上げとコーティングです。これは通常、鋳造部品の美観を高めるために行われます。これに加えて、仕上げとコーティングはどちらも金属部品の耐久性を高めます。アルミニウム部品の表面に積極的な酸化層を作るために、複数の処理が行われます。これらの処理は耐食性を高めます。そのため、塗装や粉体塗装が行われることもあります。これらのコーティングは金属部品に快適で滑らかな外観を与えます。また、強度も向上します。

アルミニウム重力ダイカストの表面仕上げオプション

仕上げにはさまざまなタイプがある。これらについて詳しく説明しよう。

仕上げタイプ	プロセス説明	メリット
ショットブラスト仕上げ	高速スチールショットを表面に噴射し、欠陥を除去して表面品質を向上させる。	– High rate of material removal
		– Uniform surface finish
		– Prepares surface for further finishing or painting
パウダーコート仕上げ	乾燥粉末を静電的に表面に塗布し、熱で硬化させて硬く耐久性のある皮膜を形成する。	– Environmentally friendly
		– Durable and long-lasting finish
		– Wide range of colors and textures available
陽極酸化仕上げ	電気化学的に金属表面を装飾的で耐久性があり、耐食性のある酸化皮膜に変える。	– Enhanced corrosion resistance
		– Improved aesthetic appearance
機械加工仕上げ	コンピュータ数値制御(CNC)マシンを使用して、ダイカスト部品から材料を除去し、希望の形状と仕上げを実現する。	– High precision and repeatability
		– Suitable for complex geometries
		– Can achieve tight tolerances

  アルミ重力鋳造の利点とは？

重力鋳造アルミは需要がある。複数の利点があります。それらについて詳しく説明しよう。

1. 高い精度と一貫性： 複雑な形状の部品を作るために使われる。その上、重力鋳造アルミニウム部品に高い寸法精度を与えます。大規模な生産を通して一貫性を発揮します。
2. 機械的特性の向上：重力鋳造アルミニウム は、より緻密で強固な金属構造を与えるのに役立ちます。これに加えて、アルミニウム重力鋳造部品の引張強度や硬度のような機械的特性を向上させます。
3. 良好な表面仕上げ： アルミニウム重力鋳造は、滑らかな表面仕上げを実現します。その上、追加の後処理や機械加工の必要性が減少します。
4. デザインの多様性： 金属部品に設計の柔軟性を与える。さらに、複雑な形状にも対応できる。他の方法では実現できない。
5. 気孔率の低下： よりゆっくりとした、より制御された注湯プロセスを保持します。そのため、最終的な部品におけるガスの巻き込みや空隙を減らすことができる。さらに、金属部品の構造的完全性を高めます。
6. 大量生産で経済的： コストは通常、金型に関連する。そのため、金型が設計されれば、1個あたりのコストは減少する。そのため、中規模から大規模の生産量では、かなり費用対効果の高いソリューションとなる。
7. リサイクル可能： アルミニウムは熱伝導率が高い。その上、炉の中で溶ける。そのため、使用済みのアルミニウムを溶かし、他のさまざまな用途にリサイクルすることができます。

アルミ重力鋳造の限界は何ですか？

アルミ重力鋳造には、利点のほかにいくつかの制限もあります。そこで、ここではそれらについて詳しく説明しましょう。

1. 高い初期金型費用： 初期段階に関しては、金型に十分な投資が必要であることに注意する必要がある。少量生産では経済的に優しくない。
2. コンプレックスは少ないに越したことはない： この工法は複雑な部品にも対応できる。しかし、ダイカスト部品の複雑さには限界があります。
3. 生産率の低下： アルミ重力ダイカストは、他のダイカスト法よりもかなり遅い。そのため、生産量が極端に多い場合には不向きです。
4. 重量制限： この技法は、小型または中型の金属部品に適している。大きな部品は重くなります。そのため、アルミニウム重力鋳造部品の品質を扱うには、その重量が課題となります。

アルミ重力ダイカストとアルミ砂型鋳造の比較

アルミダイカストと砂型鋳造の比較です。

特徴	アルミニウム重力ダイカスト	アルミ砂型鋳造
金型材料	金属製の永久鋳型（通常、鋼鉄または鋳鉄製）	砂とバインダーでできた仮の鋳型
初期金型費用	高い（耐久性のある金型による）	低～中程度（砂型は製造コストが低い）
リードタイム	長い（金型製作に時間がかかるため）	より短い（砂型は準備に時間がかかる）
生産量	中規模から大規模の生産に経済的	少量生産から大量生産まで対応
寸法精度	より高い（厳しい公差と一貫した寸法）	低い（ばらつきが大きく、精度が低い）
表面仕上げ	より良い（仕上がりがより滑らかで、後処理が少なくて済む）	より粗い（より多くの機械加工と仕上げが必要な場合がある）
機械的特性	より良い（制御された冷却により、より密度が高く、より強い）	低い（多孔質構造が多く、特性が弱くなる可能性がある）
デザインの複雑さ	中程度（複雑な形状を作成できるが、いくつかの制限がある）	高い（非常に複雑で複雑なデザインに対応可能）
生産率	より遅い（手作業による注湯と冷却のため）	高速化（大量処理に自動化プロセスを使用可能）
欠陥	より低い（管理されたプロセスにより気孔が少なく、欠陥が少ない）	より高い（空隙や介在物のような欠陥が発生しやすい）
素材範囲	限定的（主にアルミニウムと他の特定の合金に使用される）	幅広い（様々な金属や合金を使用できる）
リサイクル性	高い（アルミニウムと金属型はリサイクル可能）	高い（砂は再利用可能、アルミニウムはリサイクル可能）

アルミニウム重力ダイカストの用途

アルミニウム重力ダイカストは、その特性から様々な産業で多くの用途があります。では、それらについて詳しく説明しましょう。

1. 自動車産業： 自動車分野では、エンジン部品（シリンダーヘッド、エンジンブロックなど）の製造に多くの用途がある。このほか、ギアボックス、トランスミッションケース、サスペンション部品、ブレーキ部品の製造にも役立っている。
2. 航空宇宙産業： 同様に、航空宇宙分野でも構造部品の製造に使用されている。このほか、エンジン部品、電子システム用ハウジング、ブラケットや金具の製造にも役立っている。
3. コンシューマー・エレクトロニクス ノートパソコンやスマートフォンのカバーに使われている。さらに、ヒートシンクや冷却システムの部品の製造にも応用されている。
4. 産業機械： 同様に、アルミニウム重力ダイカストは、ポンプハウジング、バルブボディ、ギアボックスの製造にも使用されます。このほか、モーターハウジングの製造にも役立っています。
5. 電気と照明： アルミ重力ダイカストは、電化製品や照明の製造に広く使用されている。照明器具、電気筐体、LED照明用ヒートシンク、コネクターや継手などである。

結論

アルミ重力ダイカスト は、金属部品の製造に広く使用されています。複雑なデザインや複雑な形状にも対応している。そのため、さまざまな分野で多くの用途があります。一般的には、高精度、良好な表面仕上げ、機械的特性の向上、中規模から大規模の生産における費用対効果などが挙げられます。さらに、自動車、航空宇宙、家電、産業機械など、さまざまな分野で役立っています。そのため、高品質のアルミニウム部品を製造するための一般的な選択肢となっている。しかし、初期金型費用が高く、生産速度が遅いという欠点もあります。しかし、これらの欠点にもかかわらず、アルミニウム重力ダイカストには、高品質の金属部品を提供するだけでなく、多くの利点があります。

よくある質問

Q1.一般的に重力ダイカストで使用されるアルミ合金の種類は？

一般的に使用されるアルミニウム合金は、A356、A380、A413、B390、C355、AM508、AM6061、ZA8、K合金、および過共晶Al-Siです。これらはすべて異なる特性を持っている。そのため、それぞれ異なる用途に適している。

Q2.アルミ重力鋳造は自動化できますか？

はい、可能です。アルミ重力ダイカスト鋳造は、CNCマシンと特別なアルゴリズムを使用して完全に自動化することができます。CNCマシンは、金型の成形と溶融アルミニウムの注入を支援します。そのため、最終的にはプロセスが自動化され、人件費が削減されます。こうして、プロセス全体の効率が向上するのです。

Q3.アルミ重力鋳造で気孔率の低下が重要なのはなぜですか？

空隙率の低減はかなり重要である。なぜなら、それが最終製品に構造的完全性と強度をもたらすからです。そのため、アルミニウム重力ダイカストは、損傷のない、適切な メタル の部品だ。