銅鋳造とは包括的なガイド

I.銅鋳造とは何ですか？

銅鋳造 基本的には金属形成プロセスです。その核となる原理には、固体銅（CU）またはその合金を高温で完全に溶融状態に加熱し、それらを液体液体金属に変換します。この液体金属は、特定のキャビティ形状の事前に準備された金型に注がれます（注がれます）。金型内で冷却（冷却）と固化（固化）後、金型空洞の形状に一致する固体金属製品（鋳造）が最終的に得られます。

このプロセスは単純に見えますが、実際には、材料科学、熱力学、流体力学、工学技術を統合する複雑なシステムエンジニアリングタスクです。銅鋳造を理解するには、次の重要な特性と意味合いを把握する必要があります。

コア目的：形状とパフォーマンスの統合

• 形状の複製：
  キャスティングの基本的な利点は、非常に複雑な形状、内部空洞、またはチャネルを持つ部品を経済的に生産する能力です。これは、他の多くの金属処理方法（鍛造、機械加工など）で達成することが困難または費用がかかります。型は形状の「負」です。液体金属はそれを満たし、固化し、空洞の形状を正確に複製します。

• パフォーマンスに与える：
  鋳造は、形状だけでなく、材料特性を形成するプロセスでもあります。さまざまな銅合金（真鍮、ブロンズ、カプロニッケルなど）を選択し、融解品質を制御し、凝固プロセスを最適化し、必要な加熱トリートメントを適用することにより、鋳物には、必要な機械的特性（強度、硬度、靭性）、物理的特性（電気伝導率、熱伝導率）、化学的特性（耐性抵抗性、耐摩耗性、耐摩耗性、特別な耐摩耗性）に恵まれます。非磁気、反バイオフーリング）。

コアプロセスチェーン：固体から液体、固体まで

1. 溶融：
   銅および合金の元素は、高温炉（誘導炉など）で溶け、その後に精製（脱酸化、脱ガス、デスラグ）、合金（組成調整）、および適切な温度で純粋で組成的に均一な溶融金属を得るための温度制御が続きます。これは、鋳造の内部品質を確保するための基盤です。

2. 金型作り：
   適切な金型は、鋳造の形状、サイズ、精度の要件、および生産量に基づいて選択および製造されています。これは、鋳造プロセスの多様性を具体化します。

   • 使い捨て型： たとえば、砂型（砂型 - 緑の砂、樹脂砂、ケイ酸ナトリウム砂など）、投資シェル（投資型）。鋳造が固化して冷却された後、型を破壊して鋳造を除去します。

   • 永久型： たとえば、金属ダイ（永久型/ダイ）、ダイキャスティングダイ（ダイキャスティングダイ）。数百から何万回も再利用できます。

3. 注ぐ：
   溶融銅は炉からひしゃくに移動し、設計されたゲーティングシステム（ゲーティングシステム）を介してカビの空洞に急速に注ぎます（ゲーティングシステム）。注ぐ温度と速度は、重要な制御パラメーターです。

4. 固化と冷却：
   液体金属は金型内で熱を放出し、液体から固体への相変化（固化）を受け、室温まで冷却を続けます。凝固プロセスは、鋳造の内部構造、密度（収縮多孔度の存在）、および最終的な特性を決定します。給餌（ライザーを介して）と固化制御（例えば、悪寒を使用する）がこの段階の焦点です。

5. ノックアウト＆クリーニング：
   キャストが十分に冷却されると（歪み/亀裂を防ぐために）、金型から除去されます（ノックアウト）。ゲーティングシステム、ライザー、およびフラッシュ/バリが除去され、表面クリーニング（ショットブラスト、砂の爆破など）が実行されます。このステップにより、最終的な成果物キャストが得られます。

6. 後処理：
   必要に応じて実行されます：熱処理（例：アニーリング、溶液処理老化）、溶接修復、機械加工、表面処理（例：メッキ、塗装）は、特性をさらに強化したり、最終的な寸法と外観要件を達成したりします。

材料基盤：豊富な銅合金ファミリー

純粋な銅（赤い銅）は、優れた電気的および熱伝導率がありますが、鋳造性と強度は限られています。したがって、銅鋳造は主にさまざまな銅合金（銅合金）を使用し、他の元素（亜鉛ZN、スズ-SN、鉛PB、アルミニウムAL、ニッケル-NI、シリコン-SI、ベリリウム-SI、ベリリウム-SI、マンガン-MNなど）を追加して、銅を銅を得るために、優れた包括的な特性を得るために：

• 真鍮（Cu-Znベースの合金）：
  良好な流動性、キャストしやすく、比較的低コスト。鉛（鉛の真鍮）を追加すると、機械加工性が向上します。アルミニウム、マンガン、鉄を追加すると、強度と腐食抵抗が増加します（たとえば、アルミニウムの真鍮、マンガン真鍮）。バルブ、パイプ継手、ギア、装飾部品で広く使用されています。

• ブロンズ（もともとCu-SN合金は、現在は主にZnなしの銅合金を広く指定しています）：

  • ティンブロンズ： 優れた耐摩耗性、耐食性（特に海水、希釈酸）、低摩擦係数。ベアリング、ギア、アートキャスティングに使用されます。

  • アルミニウムブロンズ： 高強度、高耐摩耗性、高耐食性、高温抵抗。頑丈なギア、船のプロペラ、摩耗部品に使用されます。

  • リードブロンズ： 例外的な防止、埋め込み性、および自己潤滑。スライドベアリング用の主な材料。

  • シリコンブロンズ： 良好な強さ、耐食性、キャスティブ、溶接性。ポンプ/バルブの本体に使用されます。

  • ベリリウムブロンズ： 超高強度、高い弾力性、耐摩耗性、非磁性。精密弾性成分、カビのインサートに使用されます。

• Cupronickels（Cu-Niベースの合金）：
  優れた海水腐食抵抗、アンチバイオフーリング、魅力的な銀色。船舶コンデンサー、海水バルブ、医療機器に使用されます。

• 純粋な銅： 主に、非常に高い電気/熱伝導率を必要とする鋳物に使用されます。

コアの利点と適用性

• 複雑な形状の製造機能： 複雑な内部空洞、湾曲した表面、薄い壁、細かい部分を持つ部品を生成できます。多くの場合、多くの複雑な構造部品（アートワーク、ポンプハウジング、バルブボディなど）に対して好ましいまたは実行可能なプロセス。

• 高い材料利用： 重要なほぼネット形状の可能性があり、その後の機械加工と保存材料を減らします。ゲーティング/ライザースクラップは、主にリサイクルできます。

• 広いサイズの適応性： 数グラム（宝石、電子部品など）から数十トン（船のプロペラ、大きな彫像など）までの範囲の部品を鋳造できます。

• 優れた包括的なプロパティ： 銅合金の固有の特性（強度、靭性、耐摩耗性、耐食性、電気/熱伝導率、抗菌、美学）は、鋳造プロセスを通じて完全に実現および利用されます。

• バッチ生産エコノミー： 特に永久型（金属ダイ、ダイキャスティングダイ）を使用するバッチ生産の場合、単位コストは競争力があります。

他の銅処理技術からの区別

• vs鍛造： 鍛造は金属の形状を変化させ、プラスチックの変形（ハンマーリング、プレス）を通じて構造を改良し、強度/靭性を改善しますが、複雑な内部空洞と闘い、通常は鋳造よりも材料の利用率が低くなります。キャストは複雑な形で優れています。

• VS加工： 機械加工は、材料を削減することで形状を達成し、高精度であるが重大な材料、特に複雑な部品に対して非効率的/費用がかかります。キャスティングはネットシェイプ形成です。廃棄物は主にゲーティング/ライザー（リサイクル可能）で、複雑な部分ブランクに適しています。

• vsパウダー冶金（PM）： PMは、多孔質または特別な材料部品に適した金属粉末を押したり焼いたりすることで形状を形成します。ただし、一般に、鋳造は、大規模で高密度の高性能（特に導電性/熱導電性）銅部で優れています。

• vs添加剤の製造（3D印刷）： 3Dプリンティングは、層ごとのシェイプを構築し、極端なデザインの自由を提供し、小さなバッチの複雑な部品やプロトタイプに適しています。鋳造は、大きなバッチ、大きな部品、特定の材料特性（例：高密度、高い熱/電気伝導性）のコストとパフォーマンスの利点を保持しますが、2つ（例：3Dプリント金型/コア）を組み合わせることがトレンドです。

ii。コアプロセス：銅鋳造のテクニカル分析

銅鋳造は、いくつかの重要なステップを含む複雑な物理化学プロセスです。

合金の設計と融解準備

• 材料の選択： 鋳造の最終用途の要件（強度、導電率、腐食/耐摩耗性、色、コスト）に基づいて、適切な銅合金グレード（純粋なCU、真鍮、銅、カプロニッケル、特別なCU合金）を選択します。

• 電荷計算： 純粋な銅の割合を正確に計算し、要素を合金化する（Zn、Sn、Pb、ni、al、si、be、mn）、およびリターン（スクラップ）の割合を計算します。

• 融解装置： 主に中周波誘導炉（効率的、省エネ、正確な温度制御、均一な合金組成、比較的環境に優しい組成）。るつぼ、反響、およびアーク炉には特定の用途があります。

• 融解プロセス：

  • 充電と融解： 順番に金属電荷を追加します（通常、溶けが困難なCu、Ni、次に酸化/揮発性Zn、PBなど）。誘導炉は、電磁誘導渦電流を使用して金属を溶かします。

  • カバーと脱酸化： カバー剤（炭、ホウ砂、ガラス）を使用して、酸化とガスの吸収（主にH₂）を減らします。デオキシジ酸剤（例えば、蛍光体銅、シリコンカルシウム合金）を加えて溶解した酸素を除去し、ガスの多孔性と酸化物の包含を防ぎます。

  • 精製（必要に応じて）： 不純物を削除します（例：S、Fe）。高需要の鋳物の場合、不活性ガス（例えば、AR）精製または真空融解が使用される場合があります。

  • 合金： 溶融温度が適切な場合は合金要素を追加します。均一な溶解のために徹底的にかき混ぜます。

  • 温度制御： 流動性、摂食、穀物のサイズに不可欠な、温度（通常は合金上の50〜150°Cよりも50〜150°C）を正確に制御します。熱電対と赤外線ピロメーターを使用して監視されます。

カビ製造：金属の形をします

金型は、鋳造の外部輪郭と内部空洞を形成するコアツーリングです。銅鋳造用の一般的な金型プロセスは次のとおりです。

• 砂鋳造： 最も広く使用され、適応可能な鋳造方法。

  • 成形砂： 主にベースサンド（シリカ砂、ジルコン砂、クロマイト砂など）、バインダー（粘土、ケイ酸ナトリウム、樹脂など）、および添加物（石炭塵、水など）で構成されています。適切な強度、透過性、屈折率、折りたたみ性が必要です。

  • 成形方法：

    • ハンドモールディング： プロトタイプ、小さなバッチ、大型または複雑な部品に適した柔軟性が高くなります。効率が低く、品質は労働者のスキルに依存しています。

    • マシンモールディング： （ジョルトスイーズ、シュートスイーズ、静的圧力、空気衝撃など）効率とカビの圧縮の均一性を大幅に改善します。バッチ生産に適しています。

  • バインダーシステム：

    • クレイグリーンサンド： 低コスト、広く使用されています。緑の強さが高く、透過性/折りたたみが比較的低い。

    • ケイ酸ナトリウム砂： （CO₂硬化、エステル硬化）高速硬化、高強度、良好な折りたたみ性（特にエステル硬化）。吸湿性の困難な砂の埋め立て。

    • 樹脂砂： （Furan、フェノール、アルカリフェノール帯なしの砂の砂）高い鋳造寸法精度、表面仕上げ、強度、良好な折りたたみ性。より高いコスト、環境への懸念（ホルムアルデヒド、フェノール排出）。

  • コアメイキング： 内部穴または複雑な空洞のコア（砂コア）を作成します。多くの場合、樹脂砂、油砂、ケイ酸ナトリウム砂で作られています。金型に適切な強度、透過性、折りたたみ性、信頼できる位置が必要です（コアプリント、牧師）。

  • コーティング： 耐火性コーティング（グラファイトベースの、ジルコンベースなど）を適用して、表面仕上げを改善し、金属の浸透を防ぎ、金属の流れを強化するために、カビとコアをカビ型にします。

• 投資キャスティング（ロストワックスキャスト）： 高精度、高複数の、高表面品質の鋳物を好む。

  • ワックスインジェクション： 液体/貼り付けパターン材料（ワックスまたは樹脂ベース）を金属ダイに注入して、正確なワックスパターンを作成します。

  • 組み立て： 複数のワックスパターンをワックスゲーティングシステムに溶接して（Pouring Cup、Sprue、Runner、Gigate）、パターンクラスターを形成します。

  • シェルビルディング： クラスターを繰り返し浸漬して、耐火物スラリー（シリカゾル/ケイ酸ナトリウムジルコン粉、アルミナ粉など）とスタッコ（異なるグリットサイズ）に浸し、各層を乾燥/硬化させます。通常、5〜9層は十分な強度のシェルを形成します。

  • dewaxing： シェル（蒸気、お湯、または炉）を加熱してパターン材料を溶かし、中空のシェルを残します。

  • 発砲： シェルを高温（800〜1100°C）で発射して、残留パターンの材料と水分を除去し、シェルの強度/透過性を高め、注ぐために予熱します。

  • 利点： 高次元精度（CT4-7）、良好な表面仕上げ（RA3.2-12.5μm）は、非常に複雑な形状（薄い壁、深い穴、細かい穴）、マシンの困難な合金に適した最小限の分割線フラッシュを鋳造できます。 短所： 多くのステップ、長いサイクル時間、高コスト、サイズの制限。

• 永久型鋳造（重力ダイ鋳造）：
  金属製（鋳鉄、鋳鉄、銅合金など）で作られた再利用可能な金型を使用します。

  • 利点： より速い冷却、密度の高い構造、より良い機械的特性。高次元精度、良好な表面仕上げ。高い生産率（成形は不要）。 短所： 金型コスト、長い金型リードタイム。一部の複雑さの制限。コーティングとカビの温度制御が必要です。

  • 応用： 比較的単純から中程度の複雑な銅合金鋳物の大量生産、たとえば、ギアブランク、ブッシング、バルブ部品。

• キャスティングダイ：
  高速度で高圧力（数百から数百MPa）下で液体または半固体銅合金を精密金属ダイカビティに強制し、圧力下で急速に固化します。

  • 利点： 非常に高い生産率。非常に高次元の精度と表面仕上げ。薄い壁の複雑な部品を生成できます。密な構造（セミソリッドダイキャスティングが良くなります）。 短所： 高価な機器;非常に高いダイコスト。ガス気孔率が生じる。一般に、低融点の自由に流れる合金（たとえば、いくつかの真鍮）にのみ適しています。サイズの制限。

  • 応用： 小型、薄壁、高精度の銅合金部品、例えばロック、ハードウェア、小さなギア、電気コネクタの大量生産。

• 遠心鋳造：
  溶融金属を高速で回転させるカビに注ぎ、空洞を満たし、遠心力の下で固化します。

  • 利点： 密な鋳造構造（特にガス/収縮気孔率に敏感な部品に適しています）;優れた機械的特性;円筒形/リング型部品（ブッシング、リング、パイプ）の鋳造を簡素化します。 短所： 主に特定の形状の場合。内径の寸法精度/表面仕上げが不十分です（機械加工が必要）。分離が発生する可能性があります。

  • 応用： スリーブ、ブッシング、フランジ、バルブボディ、リングコンポーネントを搭載した銅合金。

• 継続的なキャスト：
  溶融銅を継続的に水冷型型（クリスタルライザー）に注ぎ、特定の断面形状（スラブ、ビレット、チューブ）に固まり、継続的に撤回されます。

  • 利点： 非常に高い生産効率。均一で密な構造;高い材料収量;簡単な自動化。 短所： 高い機器投資;主に、その後のローリング、押し出し、鍛造のためのビレットを生産するために使用されます。

  • 応用： 純粋な銅、真鍮、ブロンズスラブ、ビレット、チューブをさらにプラスチック製造して生産します。

注ぎ：液体金属の注入

適切な温度で溶融銅を炉からひしゃく（マニュアル、クレーン揚げ、自動注入機）に移し、型のゲーティングシステムにスムーズに、連続的に、そして迅速に（中断を回避します）移動します。

キーコントロール：

• 注ぐ温度： 高すぎる原因は、気孔率、金属の浸透、粗い穀物の収縮を引き起こします。低すぎると、コールドシャット、ミス、包含が原因です。合金、部品サイズ/壁の厚さ、カビ材料に基づいて正確に制御します。

• 注ぎ速度： カビの充填安定性、空気の閉じ込め、空洞通気に影響します。多くの場合、「遅いスロー」の原理に従います（通気のためのスロースタート、高速充填、給餌の遅い端）。

• ゲーティングシステムの設計： 導かれて、空洞をスムーズに、秩序だった、乱流するように導きます。トラップスラグ;通気ガス;冷却/固化シーケンスを制御します。注入カップ、スプルー、ランナー、インゲート、ライザーなどが含まれています。デザインは非常に重要で、キャスティング品質に直接影響を与えます。

凝固と冷却：フォームの定義

銅がカビ内で熱を失い、液体から固体に変換するプロセス。熱伝達、位相の変化、および体積収縮を含む複雑な物理的プロセス。

固化特性：

• 凍結範囲： 銅合金には、固化範囲が大きく大きく異なります（液体から固体温度差）。広い凍結範囲の合金（例えば、いくつかのハイリードブラス）はどろどろした固化する傾向があり、摂食を困難にし、微小術を受けやすくなります。狭い凍結範囲の合金（例：アルミニウム青銅、いくつかのマンガン青銅）は方向性凝固に向かっているため、摂食は比較的容易になります。

• 縮小： 銅合金は、冷却中に液体収縮、凝固収縮、固体収縮を受けます。凝固縮小は、収縮空洞と多孔性の主な原因です。固体収縮により、最終的な寸法と歪みの傾向が決まります（金型設計の収縮手当を考慮する必要があります）。

• 給餌： 固化の収縮を補うために、空洞/気孔率を防ぐために、ライザー（熱中心または凍結式の断面の上にある溶融金属の貯留層）が一般的に使用されます。ライザーの設計（場所、サイズ、形状）および断熱/発熱測定は、効果的な給餌の鍵です。

• 方向性固化： 冷却方向を制御する（例えば、悪寒、絶縁者のライザー）を制御して、キャスティングをライザーからライザーに向かって最も遠い領域から徐々に固化させ、ライザーが最後に固化し、鋳造に効果的に餌を与えることができるようにします。

• 冷却速度： 穀物のサイズ、樹状突起の腕の間隔、微小分離、第二相分布に影響を与え、それによって最終的な機械的/物理的特性に影響を与えます。金属型/ダイキャスティングは速く冷却され、細かい構造が生まれます。砂/投資キャスティングはゆっくりと冷却されます。

ノックアウト、クリーニング、後処理

• ノックアウト： キャストが十分に冷却された後（歪み/亀裂を防ぐために）、金型（振動、シェイクアウトマシン）からそれを取り除きます。

• ゲート/ライザーの削除： ノッキング、のこぎり、研削、炎の切断、油圧せん断によって、ゲーティングシステムとライザーをキャスティングから取り除きます。

• 表面のクリーニング：

  • ショット/サンドブラスト： 高速スチールショット/砂を使用して表面に衝撃を与え、接着された砂、スケール、バリを除去し、きれいな表面を達成し、肌を硬くします。

  • 化学クリーニング： 漬物（スケールを除去）、アルカリ洗浄（コア砂の残留物を除去）など。環境と安全の考慮事項は重要です。

  • 研削と仕上げ： フラッシュ、バリ、ゲート/ライザースタブを手動または機械的に削除します。表面を着せます。

• 熱処理（必要に応じて）：

  • ストレス緩和（アニーリング）。

  • 微細構造の均一性と機械的特性の改善（特にベリリウム銅、アルミニウムブロンズの溶液処理老化）。

  • 次元の安定性の向上（ストレス緩和）。

• 溶接修復（オプション）： 許容される鋳造の欠陥を修復します（たとえば、小さな毛穴、微量性）。

• 最終検査とコーティング： 質の高い検査に合格した後、腐食抵抗または美学に必要に応じて、表面処理（例えば、パッシベーション、電気栄養、塗装）を適用します。

iii。銅鋳物の種類

多様な銅合金が鋳造に使用され、多様な特性があります。主なカテゴリは次のとおりです。

• 純粋な銅（赤い銅）：

  • グレード：例：C11000（電解硬いピッチ銅-ETP）。

  • 特性：非常に高い電気（〜100％IACS）および熱伝導率、優れた延性、良好な腐食抵抗（特に大気中、淡水）。鋳造性が低い（中程度の流動性、酸化/ガス吸収の傾向、高い収縮）。

  • 鋳造アプリケーション：主に、非常に高い電気/熱伝導率、例えば大きな電気成分、金型（たとえば、連続鋳造金型）、アートキャスティングを必要とする鋳造。一般的に砂鋳造、遠心鋳造。

• 真鍮（銅亜鉛合金）： 最も広く使用されている鋳造銅合金。

  • プレーンブラス： Cu-Znバイナリ合金（例：C85800、C86100）。 Znとともに強度が増加し、延性ピークが減少します。優れたキャスティブ（良好な流動性、中程度の収縮）。

  • 特別な真鍮： プロパティを改善するために他の要素を追加します。

    • リードブラス： PB（C83600、C84400、C85700など）を追加します。加工性と耐摩耗性を大幅に改善し、自己潤滑を強化します。バルブ、パイプ継手、ギア、ベアリング、ロック、時計部品で広く使用されています。キャストブラスの主力。環境の傾向では、鉛フリーのフリーマシニングブラス（BI、SE、TEなどを追加）が発展しています。

    • ブリキのブラス： SN（例：C87500、C87600）を追加します。強度、硬度、および海水腐食抵抗（脱Zifization抵抗）を増加させます。海洋部品、ポンプボディに使用されます。

    • アルミニウムのブラス： AL（例：C86200、C86300）を追加します。強度、硬度、耐摩耗性、耐食性（特に海水侵食腐食）を大幅に増加させます。頑丈なギア、ワーム、ベアリング、船のプロペラに使用されます。

    • マンガンブラス： MN（例：C86500、C86700）を追加します。高強度、高靭性、優れた海水/蒸気腐食抵抗、良好な減衰。海洋プロペラ、ヘビーデューティベアリング、ギア、ポンプボディ、バルブに使用されます。

    • シリコンブラス： Si（例：C87500、C87800）を追加します。優れた鋳造性、中程度の強度、高い耐食性（特に高速水）、簡単なろう付け。パイプフィッティング、ポンプハウジング、蛇口バルブボディに使用されます。

    • 鉄の真鍮： Fe（多くの場合、MN、AL、たとえばC86300、C86500）を追加します。穀物を洗練し、強度を高め、耐摩耗性を獲得します。

• ブロンズ（もともとCu-SN合金、現在はZnのない、またはZnを伴わないCu合金）：

  • ティンブロンズ： Cu-SNバイナリまたはマルチアロイ（例：C90300、C90500、C90700、C91000、C91300）。

    • 特性：優れた耐摩耗性、耐食性抵抗（特に海水、希釈酸）、低摩擦係数（抗凝視）、良好なキャスティブ（良好な流動性、低収縮、分離傾向）。強度/硬度はSN含有量とともに増加し、延性は低下します。歴史的に最も重要な鋳造合金。

    • アプリケーション：ベアリング、ブッシング、ギア、ワーム、袖の摩耗、バルブ部品、ポンプボディ、アート彫刻、鐘。高性能摩耗部品の高錫ブロンズ（> 10％SN）。

  • アルミニウムブロンズ： Cu-alバイナリまたはマルチアロイ（多くの場合、Fe、Ni、Mn、例えば、C95200、C95400、C95500、C95800）。

    • 特性：最高の強度と硬度銅合金の中で。優れた耐摩耗性、耐食性（特に海水、硫酸/有機酸）;良い衝撃/疲労抵抗;高温酸化抵抗（最大500°C）;火花耐性。鋳造可能性許容可能性（良好な流動性ですが、収縮が高く、酸化/ガス吸収が発生しやすい）。

    • アプリケーション：ヘビーデューティギア、ワーム、ベアリング、ブッシング、バルブシート、ポンプインペラ、船プロペラ、マイニング機械部品、化学機器腐食耐性部品、火花耐性ツール。

  • リードブロンズ： CU-PBバイナリまたはマルチアロイ（多くの場合、SN、例えば、C93200、C93400、C93500、C93700、C93800、C94300）。

    • 特性：大量の不溶性鉛粒子（5〜25％）が含まれており、特に低速で高負荷ベアリングに適した優れた埋め込み性と適合性（摩耗/防止）、防止、および自己潤滑を提供します。比較的低い強度/硬度。

    • アプリケーション：エンジン、重機、鉄道車両で使用されるスライドベアリング（ブッシング、シェル）の主要な材料。

  • シリコンブロンズ： Cu-Siバイナリまたはマルチアロイ（多くの場合、Zn、Mn、Fe、例えば、C87300、C87500、C87800）。

    • 特性：良好な強度、腐食抵抗（特に海水）、鋳造性、溶接性。非磁気;火花耐性。良好な流動性、低収縮。

    • アプリケーション：ポンプハウジング、バルブボディ、パイプ継手、船舶備品、化学機器、アートキャスティング、爆発防止ツール。

  • ベリリウムブロンズ： Cu-beバイナリまたはマルチアロイ（多くの場合、Ni、Co、例えば、C82000、C82200、C82500）。

    • 特性：鋳造銅合金の中で最高の強度レベル（溶液の老化後）;優れた弾力性、疲労強度、耐摩耗性、耐性抵抗、熱伝導率、非磁性;優れたキャスティブ（優れた流動性）。高コスト、ベリリウムは厳格な保護を必要とする毒性です。

    • アプリケーション：精密弾性コンポーネント（スプリング、ダイアフラム）、ハイウィアパーツ（プラスチック型挿入物、火花耐性ツール）、航空宇宙/電子機器コンポーネント、高性能スイッチコンタクト。

• カプロニケルズ（銅ニッケル合金）：

  • プレーンカップロニケルズ： Cu-Niバイナリ合金（例：C96200、C96400）。

    • 特性：優れた腐食抵抗（特に海水、有機酸、アルカリ）;優れた強さ、タフネス、ホット/コールドワーキング性。魅力的な銀色。アンチバイオフーリング。許容可能なキャスティブ。

    • アプリケーション：船舶コンデンサーチューブプレート、海水ポンプ/バルブ部品、化学装置の腐食耐性部品、医療機器、コイン、装飾部品。

  • 複雑なカプロニケルズ： Fe、Mn、Cr、Alなどを追加します（例：C70600 -CUNI10FE1MN、C71500 -CUNI30MN1FE）。

    • 特性：さらなる強度、腐食抵抗（例：高速海水侵食、ストレス腐食）、耐熱性。

    • アプリケーション：高性能船コンデンサーチューブ（よく使用される）、熱交換器、高温/高圧バルブ、オフショアプラットフォーム機器。

IV。アプリケーションエリア：銅鋳物の広大な領域

包括的なパフォーマンスの利点を活用して、銅鋳造は現代社会のあらゆる側面に浸透します。

• 産業機器および機械製造：

  • バルブとパイプフィッティング： 蛇口体、ゲート/グローブ/ボール/バタフライ/チェックバルブボディ、ボンネット、ディスク（一般的に鉛の真鍮、シリコン真鍮、アルミニウム青銅）。

  • パンプス： ポンプハウジング、インペラ、遠心/ギア/スクリューポンプ用のリングを着用してください（一般的にアルミニウムブロンズ、ブリキブロンズ、マンガンブラス）。

  • ベアリングとブッシング： プレーンベアリング（鉛ブロンズ、ブリキブロンズ、アルミニウムブロンズ）、スラストベアリング、ブッシング（さまざまな機械式伝送システムで広く使用されています）。

  • ギアとワーム： スモール/ミディアムギア（鉛の真鍮）、頑丈なハイロードギアとワーム（アルミニウムブロンズ、マンガンブロンズ）。

  • 一般的な機械部品： 継手、ブッシング、フランジ、コネクタ、ハウジング、摩耗プレート。

• 交通機関：

  • マリン： プロペラ（高マンガンアルミニウム青銅、ニッケルアルミニウム青銅）、海水ポンプバルブ、コンデンサーチューブプレート（カプロニッケル）、船尾チューブベアリング（Lignum vitae cupronickel/bronze）、配管システムのフィッティング、装備部品。

  • 自動車： キャブレター部品（伝統）、ラジエーターキャップ、オイルポンプ部品、ロックシリンダー、ベアリングケージ、シンクロナイザーリング（特別な真鍮、ブロンズ）。

  • 鉄道： 機関車/ローリングストックベアリングシェル（鉛ブロンズ）、ブレーキシステム部品、パントグラフコンタクトストリップ（銅合金粉末冶金）。

  • 航空宇宙： 高性能ベアリング、ギア、油圧バルブ、導電性成分（多くの場合、ベリリウム青銅、特別なアルミニウム青銅など）。

• 建設と配管：

  • 配管システム： パイプフィッティング、肘、ティー、キャップ（キャスト鉛の真鍮、リードフリーの真鍮を重く使用）。

  • 配管ハードウェア： 蛇口体、ハンドル、シャワーヘッド、排水コンポーネント（主に鋳造真鍮、CRでメッキされた表面、NIなどを使用）。

  • 建築装飾： ドアハンドル、ヒンジ、ロック、プラーク、アートの手すり、屋根の装飾品（ブロンズ、真鍮）。

• Power＆Electronics：

  • 導電性コンポーネント： スイッチの接点、クランプ、バスバーコネクタ（純粋な銅、高伝道銅合金鋳物）。

  • ヒートシンクコンポーネント： ヒートシンクベース、ヒートパイプパーツ（純粋な銅、銅合金）。

  • 電子パッケージ： いくつかのハウジング、ベース（特別な銅合金）。

  • モーターと電化製品： モーターエンドシールド、ローターバー（純粋なCU鋳物、ほとんど鍛造）、アプライアンスハウジング。

• 芸術と文化：

  • 彫刻： 大規模な都市の彫刻、彫像、動物の姿（一般的にティンブロンズ、シリコンブロンズ、砂、または投資キャスト）。

  • ベルとチャイム： 教会の鐘、カリヨン、アートベル（ハイティンブロンズ）。

  • 宗教的および装飾的なオブジェクト： センサー、ろうそく足、トロフィー、プラーク、レリーフ（ブロンズ、真鍮）。

  • 楽器部品： サックスボディ、トランペットベル（真鍮）、シンバル（特別青銅）。

• 他のフィールド：

  • ハードウェアとツール： レンチ、ハンマーヘッド（いくつかの銅合金鋳物）、火花耐性ツール（ベリリウム青銅、アルミニウムブロンズ）。

  • 部品を着用： マイニング機械ライナー、ロール（アルミニウムブロンズ）。

  • 消費財： ロック、ジッパープル、眼鏡フレーム（主に亜鉛ダイプスト、ブラス）、装飾品。

V.銅鋳造品質管理：欠陥と検査

鋳造プロセスは複雑であり、多くの影響要因があり、欠陥は避けられません。一般的な欠陥と原因：

• キャビティタイプの欠陥：

  • ガス気孔率： 凝固中に沈殿する金属（主にh₂）に溶解したガス、または金属に閉じ込められたカビ/コアによって生成されたガスが逃げられない。滑らかな壁を持つ球形または梨型の空洞として表示されます。 防止： 徹底的な脱酸化/脱酸化、砂の透過性の改善、ゲーティングベントを適切に確保し、注ぐ温度を制御します。

  • 収縮空洞/収縮気孔率： 金属固化の収縮が適切に補償されていない場合に形成されます。キャビティ：大きな濃縮ボイド。気孔率：細かい分散ボイド。 防止： 方向性固化のための合理的なライザー/チル設計。十分な摂食圧力を確保します。コントロール合金組成（広い凍結範囲を避けます）。

  • スラグインクルージョン（インクルージョン）： スラグ、酸化物、空洞に金属で溶け込んだ砂粒子、またはカビ/ゲーティング表面の噴霧。スラグを含む不規則な空洞。 防止： 融解中の徹底的なデスラグ。注ぐ際のスラグトラッピング（ひしゃく唇、フィルター）;ゲーティングシステムを清潔に保ちます。

• 表面欠陥：

  • 金属浸透（バーニングオン）： 金属は砂の毛穴を浸透させるか、化学的に砂で反応し、砂が鋳造表面にしっかりと付着します。機械的浸透（物理）、化学浸透（低M.P。化合物の形成）。 防止： より細かい砂、耐火性コーティングを使用します。注ぐ温度を制御します。砂の特性を最適化します（圧縮、屈折率）。

  • かさぶた/バックル： カビの表面のバックル/亀裂が熱の下で、金属は金属砂の塊を形成します。 防止： 砂熱強度を上げます（例：粘土、ベントナイトを追加）。過度の表面乾燥を避けてください。下の注ぐ温度。

  • コールドシャット/ミスラン： 金属の流れは完全に融合できません（コールドシャット）、または空洞を埋める（ミスラン）。薄いセクションでは、ゲートから遠く離れた領域で一般的です。縫い目または不足している切り身として表示されます。 防止： 注ぎの温度/速度を上げます。流動性（合金、過熱）を改善します。インゲートエリアを増やします。通気を改善します。

• 形状と寸法の欠陥：

  • 歪み（ワーパー）： 収縮（カビ、コア、部分幾何学）または不均一なストレスによる固化/冷却中の鋳造ワープ。 防止： 設計を最適化します（均一な壁、補強材）;カビ/コアの折りたたみ性を改善します。ブレースを使用します。ノックアウト時間を制御します。ストレスは緩和します。

  • 金型シフト/コアシフト： 金型アセンブリ中のCOPE/ドラッグまたはコアの不整合により、寸法/形状偏差が発生します。 防止： パターン/コアボックスの精度を向上させます。金型/コアの位置を強化する（ダボピン）;正確な成形/アセンブリを確認してください。

• クラックタイプの欠陥：

  • 熱い涙： 抑制された収縮（カビ、コア、パーツデザイン）のため、最終凝固中または直後に高温で発生する粒骨間亀裂。亀裂表面は酸化されています。 防止： カビ/コアの折りたたみ性を改善します。設計を最適化します（ホットスポット、鋭い角を避けます）。下の注ぐ温度;有害な要素（例：s）を制御します。

  • コールドクラック： キャストストレス（熱、変換、機械的拘束）により、材料強度を超えるキャストストレス（弾性状態）に冷却するときに発生する経粒亀裂が発生します。まっすぐ亀裂、表面はきれいです。 防止： 設計を最適化して、ストレス集中を減らす。折りたたみ性を向上させます。制御冷却速度（例：スロークール）;ストレスは緩和します。

品質検査方法：

• 目視検査（VT）： 最も基本的な方法は、表面欠陥をチェックし、輪郭の完全性を確認します。

• 寸法検査： キャリパー、ゲージ、調整測定機（CMM）を使用してキー寸法をチェックします。

• 液体浸透試験（PT）： 表面破壊の欠陥（亀裂、毛穴、気孔率）を検出します。

• 磁気粒子試験（MT）： 強磁性材料にのみ適用されます（Feの高いCu合金）。表面/表面近くの欠陥を検出します。

• X線撮影テスト（RT-X-ray/γ線）： 内部欠陥（気孔率、収縮キャビティ/気孔率、包含、亀裂）を検出し、視覚的に欠陥の形状/サイズ/場所を示します。一般的な方法。

• 超音波検査（UT）： 内部欠陥を検出し、厚さを測定し、平面欠陥（亀裂）に敏感です。熟練した操作/解釈が必要です。

• 圧力テスト： 漏れをチェックするために、圧力含有鋳物（例：バルブ、ポンプ体）の静水圧または空気圧テスト。

• メタログラフ分析： サンプルは、粒度、相組成、包含、欠陥の性質を評価するために顕微鏡的に調査し、熱処理を検証しました。

• 機械的プロパティテスト： 材料特性を確認するための引張、硬度、衝撃テスト。

• 化学組成分析： 分光測定など、合金組成を検証します。