何なのか？ 砂型鋳造
砂型鋳造は、世界中で最も一般的に使われている技術だ。 砂型鋳造 中国 砂の鋳造の典型的なプロセス フローは次の図に示されています：
砂は砂型鋳造システムの耐火物として使用される。砂型鋳造プロセスは、溶融金属を流し込む間、バインダーが鋳型の形状を維持します。砂型鋳造システムで使用される砂/バインダーシステムには幅広い種類があります。ベントナイト粘土は、最も一般的な砂鋳造システムであるグリーンサンドシステムでは、混合砂の4-10%まで使用されます。混合砂の約2-4%を占める水は、バインダーを活性化させます。木炭のような炭素質材料（総量の2-10%）も混合物に加えられ、還元環境を提供します。これは、注湯中に金属が酸化するのを防ぐのに役立つ。残りの85-95%は砂である。
他の砂型造型工程では、さまざまな化学バインダーが使用されている：オイルバインダーは、動物油、石油化学製品、植物油の混合物である。一般的な合成樹脂バインダーには、尿素ホルムアルデヒド、フェノール、フェノールホルムアルデヒド、尿素-ホルムアルデヒド/フルフリルアルコール、アルキルイソシアネート、フェノールイソシアネートなどがある。化学樹脂バインダーは鋳造用中子によく使用されるが、鋳型にはあまり使用されない。
パターンができるまで
新しい鋳物を開発する最初の段階は、型紙を作ることである。型紙は完成品のレプリカに過ぎない。一般的には 砂型鋳造プロセス は木で作られているが、金属、プラスチック、石膏も使用できる。これらの型紙は永久的なものなので、いくつもの型を作ることができる。パターン製作は高度な技術を要する精密な工程であり、最終製品の品質を左右する。最近のパターン・ショップの多くは、コンピュータ支援設計（CAD）を利用してパターンを設計しています。これらのシステムは、コンピューター支援製造（CAM）ツールで制御される自動切削工具と統合することもできる。中子は、鋳物の内面を形成するために、パターンと連動して製造されます。これらは、基本的に開発された永久鋳型であるコアボックスで製造される。
金型ができるまで
鋳型は、パターンを除去するのに役立つ2つの半分を持つ鋳型ボックスで形成される。砂型は一時的なものなので、個々の鋳造には毎回新しい型を作らなければなりません。次の図は、典型的な2分割の砂型を説明したものです：
炉の上部に炉心が挿入されると、そのバーナーは直ちに溶解プロセスを開始する。
鋳型の下半分であるドラグは、成形板の上で作られる。中子は、注湯中にその形を保持するために、より大きな強度を必要とする。また、内面は機械加工が難しく、エラーの修正にコストがかかるため、寸法精度も高くする必要がある。中子の成形には、化学結合システムのひとつが使用される。中子が挿入されると、鋳型の上半分またはコープが上に置かれる。2つの金型半分の間の界面はパーティングラインと呼ばれる。コープの上に錘を置くこともあり、これは2つの半体を固定するのに役立つ。
金型の設計には、溶融金属を金型のすべての部分にスムーズに運ぶように設計されたゲートシステムが含まれます。ゲートシステムには通常、スプルー、ゲート、ランナー、ライザーが含まれます。スプルーは金属を流し込む場所です。ゲートは、金属が走行システムに入るのを可能にします。ランナーは、溶融金属を鋳造キャビティに向かって運びます。ライザーは、ガスの排出を可能にするベント、漸進的凝固を助けるための鋳造キャビティ前のリザーバー、鋳造キャビティから金属を上昇させ、鋳造キャビティが充填されたことを確認し、最初に注湯された金属を鋳造キャビティから除去し、凝固の問題を回避するための廃棄物キャビティなど、いくつかの機能を有する場合がある。
溶融と注湯
多くの鉄系鋳物工場では、金属スクラップの割合が高い。そのため、鋳物工場は金属リサイクル産業において重要な役割を果たしている。社内で発生するランナーやライザーからのスクラップや不合格品もリサイクルされます。装入物は計量され、炉に導入される。所望の溶融物を製造するために、合金やその他の材料がチャージに加えられる。操業によっては、廃熱を利用してチャージを予熱することもあります。当業界で一般的に使用されている炉を以下に説明する。従来のプロセスでは、金属は炉内で過熱される。溶融金属は炉から取鍋に移され、目的の注湯温度に達するまで保持される。溶融金属は鋳型に注がれ、凝固させられる。
冷却とシェイクアウト
鋳型は、溶けた金属が流し込まれた直後に冷却エリアに運ばれる。鋳物を鋳型から取り出すには、長時間、多くの場合一晩かけて冷却する必要がある。鋳物の取り出しは、手作業で行うか、耐火物を鋳物から揺り動かす振動テーブルを使って行う。鋳物を急速に冷却するため、多くの鋳物工場では急冷浴も使用しています。これはプロセスをスピードアップし、特定の冶金的特性を達成するのにも役立ちます。酸化を防ぐため、急冷浴には化学添加物が含まれることがある。
砂の埋め立て
鋳物工場では、廃砂のかなりの割合を回収して社内で再利用している。これにより、購入して廃棄しなければならない砂の量を大幅に減らすことができる。一般的に、鋳物砂は機械的に再生される。中子や大きな金属塊は振動スクリーンで除去され、結合剤は砂粒子同士が擦れ合うアトライションで除去されます。
ファインサンド鋳造 と結合剤は抽出によって除去され、バッグハウスに集められる。システムによっては、磁石やその他の分離技術を使って金属を除去するものもある。機械的な再生利用を行う場合、リサイクル率は70%程度に制限されることが多い。
This is due to the need to maintain a minimum sand casting quality. For large iron foundries, where sand casting quality requirements are less stringent, over 90% reclamation can be achieved by mechanical means . For many processes, mechanically reclaimed sand is not of sufficiently high quality to be used for core production. Thermal reclamation is becoming more widely used in Queensland. Sand Casting Process heats the sand to the point where organic materials, including the binders, are driven off. Sand Casting Process process can return the sand to an ‘as new’ state, allowing it to be used for core making. Thermal reclamation is more expensive than mechanical systems.
鋳物砂は、湿式洗浄やスクラビング技術によって再生することもできる。これらの方法は高品質の砂を生産するが、廃液が大量に発生し、砂の乾燥にさらにエネルギーを投入する必要があるため、一般的には使用されていない。内部再利用の量は、使用する技術の種類と鋳造プロセスの品質要件に依存する。再生プロセス、特に機械的なものは砂粒子を分解するため、一部の金属の品質に影響を与える可能性がある。また、機械的な再生技術では、時間の経過とともに砂に不純物が蓄積し、材料の一部が無駄になる可能性がある。大規模な鋳鉄工場では高い砂品質を必要としないため、一般的に業界で最も高い再利用率を達成しています。多くの場合、砂は細かく粉砕され、バグハウスで除去されるまで、操業を繰り返します。
フェッティング、洗浄、仕上げ
The gating system is removed, after the casting has cooled, using abrasive cut-off wheels, bandsaws, or electrical cut-off devices. A ‘parting line flash’ is typically formed on the casting and must be removed by grinding or with chipping hammers. Castings may also need to be repaired by welding, brazing or soldering to eliminate defects.
鋳物は、所望の表面品質を達成するために、さらに研削や研磨を受けることがある。その後、亜鉛メッキ、粉体塗装、電気メッキなどの塗装や金属仕上げを行う。
砂型鋳造の利点
低料金。
実現可能な最大のキャスティングサイズ。
他の技術よりはるかに安価である。
ディテールを保持することができ、加熱しても変形しにくい。
このプロセスは、鉄および非鉄金属鋳物の両方に適している。
他のどの鋳造法よりも多様な製品を扱うことができる。
小型精密鋳物から1トンまでの大型鋳物まで製造。
均一な締め固めができれば、非常に近い公差を達成できる。
金型の準備時間は、他の多くの工程に比べて比較的短い。
工程が比較的単純なため、機械化には理想的である。
高レベルの砂の再利用は可能である。
他の技術に比べて廃棄物が少ない。