鋳造法案の湯道とは？【基礎知識】

ここでは鋳造と鋳造方案について解説をしていきます。

鋳造には型が必要で、その型には

• 砂型：砂を固めて作った型
• 金型：金属を削って作った型
• その他、樹脂製の型や石膏による型

• 複雑な形の部品を低コスト大量生産できる。
• 中空部を作ることが出来る。
• 大きさに制限がない。

鋳造法案とは、製品の設計図から鋳物をどのようにして製作していくかの基本的な計画のことをいいます。鋳造はまず「方案」を練ることから始まります。

仕上がりの大きさや、肉厚などをしっかり検討して、どのような型を作るか、そして熔解する成分をどうするかなどを詳細に検討していきます。

冷却によって、鉄が狙い通りの形に固まっても鋳型から取り出せないと意味ないので、鋳型をいくつに分割するか、それをどこで分割するかを検討していきます。製品の形状によっては、上型、下型だけでなく、3つ以上の型に分割する場合もあります。

製品内部に空洞部分を作るためには、中子と呼ばれる型も仕込みます。不純物の混入を防ぐ方法、溶けた鉄を万遍なく鋳型に流し込む方法、冷却の際の収縮に対する対応など、型の設計にも様々なノウハウが必要となります。

流し込む溶湯の温度管理も大事な要素で、最新の機材を導入しただけでは解決できない問題もあり得ます。型の設計から最終チェックまで、鋳造製品のすべてを見通しての製造計画を検討していくことが方案であり、もっとも重要な作業といっても過言ではありません。
 

• 鋳造図

• 模型方案

• 湯口方案

湯道とは鋳造において、溶けた金属が湯口(ゆぐち)から注がれ、鋳型へ流れ込む水平の通路のことをいいます。「湯道」は、ノロが鋳型内に流入するのを防ぐ役割もしています。ノロとは、装入地金の酸化物と、ライニング材などの反応によって生じるカスのことを示し、スラグとも呼ばれます。

温泉の湧き出る湯の出口を湯口と言いますが、鋳造においては、溶けた金属を鋳型の枠に流し入れる入口のことを湯口と言います。湯口から入った溶けた金属は垂直に流れ落ちて、湯道へと流れていきます。湯口は鋳型に溶湯を導入する役目のほか、製品より高い位置まで注湯することで、製品に静圧を与える役目も持っています。
 

湯口部分の入口は面取りをします。湯口は鋳物の大きさや形状によってそれぞれに適した湯口を設ける必要がありますが、理想的な形状、寸法のものを見つけることは、なかなか難しいものです。特に注意すべきポイントを解説します。
 

• 飛ばされに注意

• ノロやカスに対する対策

• 湯口は垂直に

• 乱流できるだけを少なくして、溶湯を鋳型内に導くようにします。
• 溶湯の溶カスが湯道系を流れる際に浮上させて、鋳型内への流れこまないようにします。
• 適正な速度で鋳型に溶湯が流入するようにします。
• 歩留まりの向上を図るために、湯口・押湯を最少にします。

この記事では以下の内容についてご説明しました。

• 鋳造に必要な型には砂型・金型・樹脂製や石膏による型があります。
• 鋳造の特徴として、複雑な形の部品を低コスト大量に生産できることや中空部を作ることが出来る、そして大きさに制限がないことを説明しました。
• 鋳造方案では、鋳造図、模型法案・湯口法案を準備する必要があります。
• 鋳造における湯道とはノロを防ぐ効果があり、鋳型へ流れ込む水平の通路です。
• 湯口は溶けた金属を鋳型の枠に流し入れる入口のことで湯道は鋳型へ流れ込む水平の通路です。
• 湯道の検討時の留意点として、飛ばされに注意、ノロやカスに対する対策、そして湯口は垂直に、という３つのポイントを説明しました。
• 湯口方案設定において考慮すべき事項として、溶湯を鋳型内に導くようにする、溶カスが鋳型内への流れこまないようにする、溶湯の流入速度を適切に、そして湯口・押湯を最少にする、という４つのポイントを解説しました。