鋳物における非金属介在物の生成

2026-04-21

溶融金属中の介在物やガスの発生源は、主に以下のいくつかの側面から考えられます。鋳型の熱分解・気化による残留物やガス、溶融金属の製錬中に発生するスラグやガス、溶融金属の酸化によって生成される酸化物スラグ、高温溶融金属による特定ガスの溶解、密閉された鋳型キャビティへの外部不純物の侵入です。

これらのスラグやガスの中で、溶融金属の製錬中に発生するスラグが最も大きな割合を占め、次いで高温溶融金属中の溶解ガスと金属自体の反応によって生成されるスラグ、および溶融金属の酸化によって生成される酸化物が続きます。実際には、鋳型の気化や熱分解による残留物は比較的少ない割合を占めます。それにもかかわらず、鋳型キャビティの密閉性が悪いと外部不純物が侵入し、重度の大量介在物欠陥を引き起こす可能性があります。

これらのスラグ、ガス、および外部から混入した固体不純物は、密度が低いという特徴があります。これらは溶融金属の充填および冷却固化中にゆっくりと上方に浮上し、負圧下で横方向の圧力が低い領域に移動します。金属が液体のままである間にこれらのスラグやガスが鋳物から逃げることができれば、介在物やブローホールの欠陥は発生しません。

ロストフォーム鋳造企業では、サンドボックス負圧システムの負圧チャンバーは、サンドボックスの底部と周囲の壁に配置されている場合がほとんどです。負圧吸引の方向は、スラグやガスの自然な上方浮上方向と垂直であり、不純物やガスの上方浮上と排出を妨げます。

溶融金属中の介在物の生成と除去を支配する熱力学的および速度論的要因は、ロストフォーム鋳造における介在物欠陥の発生を促進し、その除去を妨げます。国内の鋳造工場では、多様な原材料および補助材料が使用され、継続的なコスト削減の圧力下で、購入されたスクラップ鋼や銑鉄は複雑な組成と豊富な不純物を含んでいます。

ほとんどの鋳造工場では、鋳造生産のために中周波誘導炉でスクラップ鋼を溶解しており、溶融金属中の不純物元素含有量が高くなっています。同時に、国内のロストフォーム鋳造企業で使用されている鋳型材料は、主に建設および包装用のポリスチレンフォームです。溶融金属の充填と鋳型材料との間の複雑な物理的および化学的反応は、豊富な熱分解生成物を生成し、溶融金属中の介在物をさらに増加させます。

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