真、半真、垂直遠心鋳造プロセスの主な違いは何ですか?

遠心鋳造は、遠心力を利用して溶融金属を金型内に分配する金属鋳造プロセスであり、その結果、機械的特性が向上した高密度で高品質の部品が得られます。この方法は、航空宇宙、自動車、製造などの業界でパイプ、シリンダー、リングなどの対称部品を製造するために広く使用されています。このプロセスでは、金型を高速で回転させ、金属を外側に押し出して目的の形状を形成します。バリエーションの中で、真、半真、垂直遠心鋳造が顕著であり、それぞれに異なる特徴と用途があります。

遠心鋳造とは何ですか?

遠心鋳造は、回転する鋳型に溶融金属を流し込み、遠心力を利用して均一な分布を実現し、スラグなどの不純物を除去する技術です。このプロセスにより、材料の密度と粒子構造が強化され、高応力用途に適したものになります。金型の向きと中子の使用方法に基づいて分類され、真、半真、垂直遠心鋳造法の開発につながります。

遠心鋳造の基本原理

• 金型は、材料と部品のサイズに応じて、制御された速度 (通常は 300 ～ 3000 RPM) で回転します。

• 遠心力によって溶融金属が金型の壁に押し付けられ、外圧を必要とせずに中空または中実の形状が形成されます。

• この方法により、気孔率が減少し、引張強度や耐疲労性などの機械的特性が向上します。

真の遠心鋳造

真の遠心鋳造 involves rotating a horizontal mold about its axis without using a central core. The molten metal is poured into the mold, and centrifugal force forms a cylindrical hollow part, such as pipes or tubes. This process is known for its simplicity and efficiency in producing seamless components.

真の遠心鋳造の主な特徴

• 金型は水平に回転し、円周に沿って金属が均一に分布するようにします。

• コアを使用しないため、内面が滑らかになり、機械加工の必要性が軽減されます。

• 水道本管や工業用パイプラインなど、肉厚が均一な対称部品に最適です。

• このプロセスでは、高い遠心力による収縮やガスの多孔性などの欠陥が最小限に抑えられます。

真の遠心鋳造の応用例

• 水道・ガス輸送用の大口径パイプの製造。

• 自動車エンジンのベアリングスリーブとシリンダーライナーの製造。

• 機械や装置の中空シャフトやローラーの製作。

セミトゥルー遠心鋳造

セミトゥルー遠心鋳造 is similar to the true method but incorporates a central core to create internal features or complex geometries. The mold rotates horizontally, and the core defines the inner shape, allowing for more intricate designs compared to true centrifugal casting.

セミトゥルー遠心鋳造の主な特徴

• コアは内部の空洞や細部を形成するために使用され、生産可能な部品の範囲を拡大します。

• 回転軸は水平のままですが、コアは金属の流れと凝固に影響を与えます。

• このプロセスにより、壁の厚さと内部寸法をより適切に制御できますが、追加の後処理が必要になる場合があります。

• ブッシュやフランジ部品など、外部精度と内部精度の両方が必要な部品に適しています。

セミトゥルー遠心鋳造の応用例

• 内部溝付きブッシュおよびベアリング ハウジングの製造。

• 石油およびガス産業におけるバルブ本体およびポンプ ケーシングの製造。

• 複雑な内部プロファイルを備えたカスタマイズされた工業用部品の作成。

縦型遠心鋳造

縦型遠心鋳造 involves rotating a mold about a vertical axis. This method is used for parts that are symmetric around a vertical centerline, such as wheels or disks. The vertical orientation affects metal distribution due to gravity, leading to variations in wall thickness from top to bottom.

竪型遠心鋳造の主な特徴

• 金型は垂直に回転するため、壁の厚さが先細りになり、底部の部分が厚くなります。

• 水平方向の回転が現実的でない、より短く、より大きな直径のコンポーネントによく使用されます。

• このプロセスにより、半径方向の構造的完全性が強化された中実部品または中空部品の製造が可能になります。

• 偏析などの欠陥を最小限に抑えるには、注湯速度と回転の制御が重要です。

竪型遠心鋳造の応用例

• 発電システムのフライホイール、ギア、タービンディスクの製造。

• 円対称の装飾品や芸術的な鋳物の製造。

• 農業機械の羽根車や滑車などの部品を製作しています。

真、半真、垂直遠心鋳造の主な違い

これらの遠心鋳造プロセスの違いは、金型の向き、コアの使用法、および結果として得られる部品の形状にあります。以下は事実パラメータに基づく比較分析です。

金型の向きと回転

• 真の遠心鋳造: Utilizes horizontal rotation, ideal for long, cylindrical parts like pipes.

• セミトゥルー遠心鋳造: Also employs horizontal rotation but includes a core for internal features.

• 縦型遠心鋳造: Uses vertical rotation, suited for disk-shaped or short components.

コアの使用

• 真の遠心鋳造: Does not involve cores, leading to simpler hollow parts.

• セミトゥルー遠心鋳造: Incorporates cores to achieve complex internal shapes.

• 縦型遠心鋳造: May or may not use cores, depending on the part design; often used for solid parts.

部品の形状と公差

• 真の遠心鋳造: Produces parts with uniform wall thickness and high dimensional accuracy on the outer surface.

• セミトゥルー遠心鋳造: Allows for varied internal geometries but may require machining for precision.

• 縦型遠心鋳造: Results in non-uniform wall thickness due to gravity effects, often needing additional finishing.

産業用途

• 真の遠心鋳造: Commonly applied in infrastructure for piping systems and automotive components.

• セミトゥルー遠心鋳造: Used in specialized manufacturing for parts with internal details, such as in hydraulic systems.

• 縦型遠心鋳造: Preferred for rotational symmetric parts in aerospace and heavy machinery.

遠心鋳造 True、Semi-True、Vertical 法などのプロセスは、高信頼性の金属部品を製造するための多用途のソリューションを提供します。各バリエーションは、金型の向き、コアの使用法、幾何学的な機能の違いを通じて、特定の産業ニーズに対応します。真の遠心鋳造はシームレスな中空部品の作成に優れ、セミ真の遠心鋳造は複雑な内部構造を可能にし、垂直遠心鋳造は上下対称の品目に最適です。これらの主な違いを理解することは、製造要件に適したプロセスを選択し、さまざまな分野のアプリケーションで効率と品質を確保するのに役立ちます。