コラム
COLUMN
鋳物製品について
鋳物とは、加熱して溶かした金属を型に流し込み、冷えて固まった後、型から取り出して作った製品を言い、金属が使用され始めた頃から使われているの技法です。
古くは古代から用いられており、天然資源の金、銀、銅などを使用し、様々な用途に活用されていました。
奈良の大仏は、世界最大の鋳物の仏像です。
現在では、技術の発展からアルミニウム、亜鉛、マグネシウム等の鋳物製品も多数生産され、街の中の街灯やマンホール、家の中の蛇口や鍋、自動車、航空、船舶など様々なところで鋳物が活用されています。
世界でも有名な南部鉄器など日本独自の鋳物も高い評価を受け、趣向を凝らした新しい鋳物製品や最新技術を屈指した鋳物への注目は高まっています。
鋳物に用いられる熱処理の基本は、熱入れ、焼もどし、焼きなまし、焼ならしの4つです。鋳物に用いる金属を構成する微細な組織を加熱や冷却をして調整し、鋳物の硬さや強さ、軟らかさを得ます。
一般的に鋳物は溶接できないと考えられていますが、技術の進歩によって溶接補修することができるようになりました。船舶業界には欠かせない技術です。様々な材質のものも溶接補修ができます。
ブローホールは鋳物に最も多く発生する欠陥です。ブローホールにも様々な形態があり、鋳物の表面に開孔したり、内部に丸みを帯びた穴が生じます。発生原因に適切な対策や対処が必要です。
砂型鋳物は砂にベントナイトと水を混ぜてつくった鋳型砂を強く固めた鋳型を使用するのに対して、ロストワックス鋳造は金属による射出成型でつくられたワックス模型を製作します。
鉄の中に炭素やケイ素を含み、銑鉄を原料としてつくられる銑鉄鋳物は、製造方法によって銑鉄の種類が異なります。銑鉄鋳物の種類はねずみ銑鉄、球状黒鉛銑鉄、可鍛鋳鉄の3つです。
鋳物は切削加工によって製品に仕上げていきます。その際には特別な機械を用いて、刃物を使って削っていくことになります。仕上がるものの品質というのは、機械の剛性によって変わります。
鋳物は切削加工をする際に金属の熱が上がってしまうことがあります。切削温度が上がってしまうと製品として使い物にならなくなることがあるのです。そのため、切削油を用いて温度を下げます。
鋳物は様々な方法が用いられて作られています。従来の方法よりも高性能で幅広い加工が可能な技術としてレーザー切断があります。そのため、より精度の高い仕上がりを実現できます。
鋳物における加工技術の一つに絞り加工があります。難易度が高いですが、工数の削減、コストダウン、高品質などの特徴があります。特徴を把握し、製造物に適切な加工技術を用いましょう。
鋳物を製造する場合、最も重要な作業は溶湯をつくることです。単に材料を溶解して溶湯をつくるだけでは良い湯にはなりません。溶解方法の流れについて知っておきましょう。
クランクシャフトは鍛造のものだけではなく、鋳物で作られた鋳造のものもあります。実用エンジンであれば十分な強度を持っており、鍛造クランクに比べて安価で作ることができます。
鋳物ステンレスとは、ステンレス鋳鋼品のことで、現在では様々なシーンで使われております。鍛造品に比べて強度が劣ると言われていますが現在ではそれもかなり鍛造品に近づいてきています。
鋳造と鍛造はどちらも金属を加工する方法ですが、全く違う方法ですので、それぞれに向いているものがあります。鋳造と鍛造の製法を比較して、どのような違いがあるのか見てみましょう。
鋳物が各部品に利用される理由となるのは、用途や大きさに合わせるのが容易であるのが大きいです。また、複雑な形状の製品に対応できるとともに、安く大量生産もできます。
鋳物加工の特徴は形状の自由度が高く、複雑な形状の製品でも成型ができることです。ただ、欠陥品が発生する可能性から品質管理を徹底して行わないといけないデメリットもあります。
鋳物における溶解原材料は適切な選択が必要であり、それぞれの特徴を抑える必要があります。それぞれの種類にはメリットデメリットがあり、選択するのが難しくなる理由です。
日本の主要産業の1つでもある自動車業界において、鋳物の技術はなくてはならないものです。主にエンジン周辺の自動車部品は大量に複雑な形の物が必要なためこの技術によって作られています。
私たちが普段使っている製品の多くは高品質なものを大量生産するために型を使って部品を作っています。鋳物も作るための型が必要で、使われている金型にもそれぞれの特徴があります。
私たちが暮らしている身の回りの製品には、鋳物技術を使って作られたものが溢れています。家の中や街で見る意外な高いデザイン性のものでもクオリティを保ったまま再現することができます。
鋳物の生産においてコストを安くするにはまず砂型と金型の選択があります。また、高度な製造法を採用するかどうかの問題もあります。総合的な判断で決めていくのが望ましいです。
鋳物の金型を軽量化する設計方法を決めるにあたって、軽量化を志向した形状設定が肝心です。総合技術の向上、騒音や振動の問題をクリアするということも考えないといけません。
鋳物生産において重要になるのが試作品の製作や小ロット生産が実現するかです。それぞれの製法には一長一短あるものの、将来的に量産していけるかを確かめるのが肝心となります。
金属加工には鋳造と鍛造という方法があり、鋳造は古くから私たちの生活に役立てられてきました。現在では鋳物は使う型により、大きく分けて砂型鋳造と金属鋳造という加工方法があります。
金属を型に流して冷やし固める鋳造は様々な物を作る時に役立っている技術です。しかし、大型の鋳物を作るには反りができたり穴ができるなどの問題もあり、高い技術が必要とされます。
金属を溶かして型に流し込む鋳物には鉄や鋼を使った鋳鉄や鋳鋼といった種類のものがあります。耐熱性に不安がある物でも、添加物を入れることによって耐熱温度を上げることができます。
鋳鉄の比重は炭素とケイ素の多い、荒い破面の鋳物の場合は7.0に近く、逆の場合は7.7となるように、黒鉛の含有率によって変化します。鋳物の重量計算をする際は7.25の値をとって計算します。
鋳物にもよく使われる鋳鉄は鋼に比べて耐蝕性の高いものとなっていますが、それ以上の耐食性を求めるのであれば、何らかの合金元素を添加して材質を変えることで耐食性を高めることが可能です。
ねずみ鋳鉄は普通鋳鉄とも呼ばれ、鋳物でよく使われる金属となっており、身近なところで様々なものに使われています。成分とそれによる特徴がどのようなものがあるのかご紹介します。
鋳物でつくられる球状黒鉛鋳鉄品は、ダクタイル鋳鉄やノジュラ鋳鉄とも呼ばれています。球状黒鉛鋳鉄品の性質や用途などの特徴について知り、製造物に適切な鋳物を選ぶことが大切です。
様々なものに使われる鋳物は金属を温めて溶かし、砂などで作った型の空洞部分に流し込んで固めたものを言います。薄い、軽い、頑丈さが求められるものを作る際に鋳物が使われることが多いです。
日常生活で見かける製品の中には、鋳物で作られていることが多いですが、意識して見たことがない人も多いでしょうか。家の中、街の中など様々な場所に鋳物で作られたものがたくさんあります。