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（鋳造欠陥）について紹介しています。
「鋳造欠陥とその対策」※1（日本鋳造工学会）が
参考になりました。大阪大学での実験結果も
含めて、整理をしていきたいと思います。
「基礎から学ぶ鋳造工学」※2も分かりやすいです。
（2020年9月11日）
コロナ社 大学講義シリーズ24 溶融加工学※3も
読みやすいです。（大中逸雄・荒木孝雄 共著）
アグネ技術センター 鋳造伝熱工学 新山英輔著は
押湯について詳しく書いてあります。
●鋳造シミュレーション技術 ●鋳造の技術史
●「鋳物の技術史（人物編）」も編集中です。
参考になりました。大阪大学での実験結果も
含めて、整理をしていきたいと思います。
「基礎から学ぶ鋳造工学」※2も分かりやすいです。
（2020年9月11日）
コロナ社 大学講義シリーズ24 溶融加工学※3も
読みやすいです。（大中逸雄・荒木孝雄 共著）
アグネ技術センター 鋳造伝熱工学 新山英輔著は
押湯について詳しく書いてあります。
●鋳造シミュレーション技術 ●鋳造の技術史
●「鋳物の技術史（人物編）」も編集中です。
| 凝固欠陥として※3 １．ミクロ偏析 ２．マクロ偏析 （正偏析・負偏析、正常偏析・逆偏析、V偏析 逆Ｖ偏析・Ａ偏析） ３．気孔欠陥 （ガス気孔欠陥、ひけ巣欠陥） ４．高温割れ ５．その他の欠陥 （組織欠陥、介在物欠陥、高温変形） などがあげられます。このページでは、特に、３．気孔欠陥に ついてとりあげています。 SEM（走査型電子顕微鏡）を使って、欠陥内部の拡大画像が 得られ、やEDS（エネルギー分散型X線分析）を使って、 成分の分析をします。 鋳造欠陥の名前、 鋳造法、 金属の種類、 要因、 対策の 順番で書いてあります。（対策は方案で出来るものを優先） ※1 |
「優れた鋳物製造のために 必要な１０のルール」※2 （John Campbell教授） １．良い溶湯の準備 ２．湯面の乱れをなくす事 ３．表面酸化物の取り込みを なくすこと ４．気泡の取込をなくす事 ５．中子ガスを逃す事 ６．引け巣対策（押湯設計） ７．溶湯の対流防止 ８．偏析防止 ９．残留応力の低減 １０．寸法基準点の正しい 設定 上記のうち、２～７までが 鋳造方案に関係するもの。 鋳造欠陥の8割は注湯時の 湯面の乱れによるもの。 |
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| 鋳造品を製作するための生産設計を「鋳造方案」と 呼びます。 内引け巣 低圧鋳造 アルミ合金（AC2B）   右は拡大写真 その部位が速く冷却されるようにします。 鋳鉄などでは、冷却速度が早過ぎるとチルや割れ等の 欠陥が生じやすく、アルミニウム合金では、冷却速度が 早い方がポロシティ欠陥が発生しにくい。 |
●凝固設計について※3 製品の薄肉部→厚肉部 →押湯の順に凝固を終了 させます（指向性凝固） １．押湯の場所と個数 有効範囲の表を参考にする ２．押湯の種類と形状  |
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内引け巣 生型 ねずみ鋳鉄（FC300）  中子ガスの発生による欠陥。押湯設計、冷やし金の活用。 |
３．押湯の寸法 押湯方程式というものがある。 モジュラスM（M=V（体積）/S) を使って凝固時間を表現した、 クボリノフの式がある。 ４．冷や金の設計 指向性凝固によって ホットスポットの位置を 変更できる。 ５．肉厚こう配による 押湯の省略も可能 |
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ざく巣 フルモールド鋳造 球状黒鉛鋳鉄（FCD600）  凝固時の体積収縮による溶湯供給不足 鋳込み温度を 上げる。 |
●湯口設計について※3 （流動設計） １．湯口系の種類の選択  |
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ザク巣 フルモールド鋳造 球状黒鉛鋳鉄（FCD450）    鋳込み温度が低いと集中型、高いと分散型になる。 （上：1398℃ 下：1453℃） 鋳込み温度を低くする。冷やし金を使って指向性 凝固させる。 |
２．湯道、堰の数、位置 寸法 溶湯が均等、迅速に 流入するようにする ３．湯口比 湯口断面積の設計 加圧方式（鋳鉄系） 非加圧方式（Ai,Mg合金） ４．鋳込速度、鋳込温度 速い→砂かみ、のろかみ ガス欠陥、鋳型破損 遅い→湯まわり不良 湯じわ、照らされ 高い→ガス、ひけ巣欠陥 （参考） 注湯時に生じる鋳型破損の例  溶湯流により、鋳型の一部が 欠ける → 飛ばされ、 鋳型の一部がえぐられる → 荒され（洗われ） 鋳型と溶湯が反応する→焼着き |
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| ガス吹かれ(ブローホール) シェルモールド鋳造 ねずみ鋳鉄（FC250）   粘結剤を減らす、空気およびガス抜きを適切にする。 |
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| ピンホール（残渣がスラグ化） 生型鋳造 球状黒鉛鋳鉄 （FCD450）   黒鉛球状化剤の残渣。球状黒鉛化処理温度、出湯温度を 上げる。 |
５．ヘッドの有効高さ 有効ヘッドの高さを ベルヌーイの式に適用 して、湯口比、鋳込 時間を使って、湯口系の 断面積が決定される  |
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| ＜方案に正解はない＞ ① 堰の設置位置 ② 湯道の形状（湯流れの方向性） ③ 押し湯のサイズ、位置 ④ 湯口、湯口底、湯道 （断面積など 湯口：湯道：堰総断面積） ＜方案の自動設計の注意点（ソフトを信じてはいけない）＞ シミュレーションソフトの自動設計に慣れると 最終充填部、最終凝固部しか見ないように なる傾向があります。現象のメカニズムの理解し、 過程が分からないといけません。そのためにも、 特に商用の鋳物の場合は、ミニマムコストが 要求され、仕上げの様子など（中子と仕上げは コストに関係する）現場を見ないと分からない ことも含めて、色々な検討が必要になります。 |
もう少し、詳しく知りたい方は→ 鋳造技術のアレコレ へ 色々な検討とは、 仕上げに方案の痕跡を残さない 型バラシしやすい、 見切り面の制限、堰の除去 除肉（駄肉の除去）、 歩留まり向上など、 |
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