遠心鋳造とは何ですか?

遠心鋳造は、鋳型内で溶融金属を回転させます。回転により金属が外側に投げられます。最初に金型の壁に当たって固まり、その後内側に向かって進みます。その結果、緻密な外皮を備えたチューブまたはシリンダーが得られます。

私がこの仕事に携わるようになったのは約 14 年前、当店でショット スリーブの初期不良が発生し始めたときでした。私たちはオハイオ州のサプライヤーから静的キャストスリーブを購入していました。おそらく 35,000 ショットまでは正常に動作しましたが、その後 ID が消え始めます。ウィスコンシン州の遠心鋳造スリーブに切り替えました。同じH13素材です。スリーブを引っ張る前に、90,000 ショットを超えました。

それが私の注意を引きました。

物理学

回転する型に鋼を流し込むと、重いものは外側に出ます。介在物、気泡、スラグ-はすべてボアに向かって移動します。外面は、静的に流し込んだものよりもきれいになります。粒子構造もより緻密になっています。これにより、金型壁の冷却が速くなります。

穴はゴミだよ。ほとんどのツーリング アプリケーションではとにかく機械加工するので、気にする必要はありません。重要なのは、OD 上の作業面です。

回転速度が異なります。当社のスリーブ サプライヤーは、標準的なアルミニウム ショット スリーブの場合、約 900 RPM で動作します。私はかつて彼らの冶金学者に、より速く走れるかどうか尋ねました。同氏は、ある時点を超えると炭化物の偏析の問題が発生すると述べた。それらは外径で固まり、最終的には脆い表面層ができてしまいます。スイートスポットがあります。

ダイカストで重要な点

ショットスリーブ。ダイカスト業界の誰もが遠心鋳造に注目する理由の 90% はこれです。

ショットスリーブはレードルとダイの間に配置されます。 1250°Fの溶融アルミニウムがサイクルごとにその中を流れます。プランジャーチップは高圧下で内部を前後にスライドします。浸食、熱衝撃、機械的磨耗-あらゆる悪影響がショット スリーブに起こります。

遠心鋳造スリーブは、表面がより緻密であるため、これをより適切に処理します。微細孔が少ないということは、熱チェックの開始部位が少ないことを意味します。スリーブの表面に最初に形成される亀裂は終わりの始まりです。密度の高い素材はそれを遅らせます。

一部の大型コアピンには遠心鋳造ブランクも使用しています。直径が約 2 インチを超えるものであれば、鋳造工場では棒材から得られるよりも優れたブランクを製造できます。そのサイズ範囲の鍛造バーには、元のインゴットからの中心線の多孔性が存在する場合があります。遠心鋳造では、機械加工する箇所に多孔性が生じます。

私が学んだこと

遠心キャストと静的キャストのパフォーマンスの差は、アプリケーションによって異なります。亜鉛を実行していますか？スリーブにはアルミニウムが生み出す悪影響はほとんど見られません。遠心鋳造の割増コストは元に戻らない可能性があります。アルミニウムを高いサイクル時間で金属速度を上げて運転していますか?違う話。

鋳造プロセスの温度管理は、ほとんどの購入者が認識している以上に重要です。私は 2019 年にドイツの遠心鋳造施設を見学しました。そこでは、注入温度がプラスまたはマイナス 15 °F 以内で監視されていました。金型の予熱も同じ方法で制御されていました。前年にメキシコで訪れた店は、もっとゆったりとした営業をしていた。どちらも同じ硬度仕様を満たす製品を販売しました。当社の金型ではドイツの素材の方が優れた性能を発揮しました。劇的ではありませんが、追跡しました。

バイメタルスリーブがより一般的になりました。コンセプトは、タフなインナー素材とハードなアウターシェルです。遠心鋳造により凝固中にそれらが結合します。両方の利点を最大限に活用できます。私たちはこれらを約5年前に試しました。パフォーマンスは良好でしたが、サプライヤーが配送に問題を抱えていました。モノリシック H13 に戻りました。経済性が考慮されるいくつかの大量のジョブでは、これらを引き続き使用します。-

こんなものを買う

リードタイムが長い。最低 10 週間、場合によってはそれより長くなります。来週配達予定の遠心キャストショットスリーブを電話して注文することはできません。事前に計画を立てるか、予備を棚に保管しておいてください。

スペックは重要です。 「遠心鋳造 H13 ショット スリーブ」と寸法だけが記載されている発注書を見たことがあります。それだけでは十分ではありません。最小の G- 力または回転パラメータ、OD ゾーンの空隙率の制限、および期待するテストを指定したいと考えています。作業面領域のUT検査が標準です。一部のサプライヤーはそれを含んでいますが、一部のサプライヤーは追加料金を請求します。

価格は、同等のスリーブの静的キャストより 20% ～ 35% 高くなります。サプライヤーと数量に応じた見積もりをあちこちで見てきました。ワンオフ品は 1 個あたりの価格が高くなります。-同じサプライヤーから年間 50 枚のスリーブを購入する場合は、交渉できます。

限界

遠心鋳造によりシリンダーやチューブが製造されます。それでおしまい。内部フィーチャーや複雑な形状が必要な場合、このプロセスは役に立ちません。

実際的な最小の壁厚もあります。工具鋼の約 0.5 インチ以下では、回転中に金属が急速に凍結します。薄い部分に不完全な充填や気孔が発生します。とにかく分厚いショットスリーブには問題ありません。

ボア面の加工が必要です。いつも。一部の購入者は、鋳造ボアを使用することでコストを節約できると考えています。-彼らは別の方法で学びます。

今でもスタティックキャストスリーブを使用しているショップを見かけますが、なぜそんなに頻繁に交換するのかと疑問に思っています。ダウンタイムやスリーブ交換の手間を考慮すると、初期費用の差はそれほど大きくありません。独自のアプリケーションで数値を実行します。アルミニウムの年間ショット量が約 50,000 ショットを超える場合は、通常、遠心鋳造が最適です。