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鋳造とは、溶融した金属をあらかじめ作られた金型の空洞に流し込み、冷却して固化させることで、特定の形状・寸法・性質を持つ金属部品または素形を製造する成形プロセスです。
その基本的な原理は、金属の流動性を利用して複雑な構造を持つ部品のニアネット成形を実現することです。鋳造は製造業において最も基本的かつ広く使用されている金属熱間加工法であり、「産業の礎」とも呼ばれています。一般的な製品にはエンジンブロック、ギア、水道管継手、芸術作品などがあります。
説明: 砂型鋳造は最も伝統的で広く使用されている鋳造方法です。この方法は成形砂（通常は粘土や他の結合材と混合したシリカ砂）を使用して鋳型を作製します。鋳型は通常、上型と下型の2つの半分と内部空洞を形成するコアで構成されます。溶融金属が砂型の空洞に注ぎ込まれます。凝固後、砂型を破壊して鋳物を取り出します。砂型は一般的に一回限りの使用となります。
特徴: 非常に広範な適応性を持ち、ほぼあらゆるサイズ、複雑さ、合金の鋳造品を製造できます。金型（木型または金属型）のコストは比較的低コストです。ただし、鋳造品の寸法精度および表面仕上げは比較的劣り、後工程の加工余裕が大きく、生産効率が比較的低いです。
主な用途: エンジンブロック、工作機械のベッド、大型バルブ、ウォーターポンプのハウジング、彫刻芸術作品など。
説明: 精密鋳造は、通常インベストメント鋳造（溶融鋳造）を指し、「ロストワックス法」とも呼ばれます。工程は以下の通りです：まず、ワックスなどの可溶性材料で精密な可溶性モデルを作製します。次に、特別に調合された耐火コーティングをモデルに繰り返し塗布し、その上に砂粒を振りかけます。硬化および乾燥後、一体型のシェルを形成します。その後、熱湯または蒸気でモデルを溶かして排出します。最後に、シェルを高温で焼成し、溶融金属を流し込みます。
特徴: 非常に高い寸法精度と良好な表面仕上げを持つ鋳造品を得ることができ、他の方法では加工が困難な非常に複雑な形状の部品を鋳造することが可能です。ほぼすべての合金に適用でき、特に高融点合金や機械加工が困難な合金に適しています。ただし、工程が煩雑で製造サイクルが長く、単一鋳造のコストが高いという欠点があります。
主な用途: 航空宇宙エンジンのタービンブレード、ゴルフクラブヘッド、医療機器、ギア、工芸品など。
説明: ダイカストと略称されます。その原理は、高圧下で溶融金属を高速で高精度の金属型の空洞内に充填し、その後圧力をかけながら急速に冷却・凝固させて鋳物を形成するものです。金型は通常、耐熱性合金鋼で作られており、再利用が可能です。
特徴: 生産効率が非常に高く、大量生産に適しています。鋳造品は寸法精度が高く、表面仕上げが良く、薄肉で複雑な部品を製造することができます。ただし、設備や金型の費用が非常に高額です。一般的には低融点合金（亜鉛、アルミニウム、マグネシウム合金など）に適用されるのが限定的です。充填速度が速いため金型内のガスを排出しきれず、鋳造品に気孔ができやすいという欠点があります。一般的には熱処理を行うことができません。
主な用途: 自動車部品（トランスミッションケースなど）、3C製品の外装（携帯電話、ノートパソコン）、おもちゃのモデル、日常用五金部品など。
説明: 一般的に、重力鋳造とは、溶融金属が地球の重力の影響で金型に充填されるプロセスを指します。ただし、通常は特に金属型鋳造を意味します。つまり、金属製の金型（「永久型」と呼ばれる）を使用し、溶融金属自体の重力に依存してキャビティを充填する鋳造方法です。金型は数百回から数万回まで再利用できます。
特徴: 金属型の急速な冷却により、鋳造構造は緻密で優れた機械的特性を持ちます。寸法精度および表面品質は砂型鋳造より優れていますが、ダイカストに比べると劣ります。一度に一つの品物を鋳造するものの、比較的高い生産効率を有しています。ただし、金属型のコストは砂型よりも高額です。通気性が悪く、金型の排気には高い要求が求められます。非常に複雑な形状の部品には不向きです。
主な用途: 高機械性能が要求される非鉄金属の中小型鋳造品。例えば、アルミニウム合金製ホイール、エンジンシリンダーヘッド、ピストン、ブレーキハブなど。
| 主要な特徴 | 一般的な用途分野 | |
| グレーキャストアイアン | 低コスト、耐摩耗性・減振性に優れるが脆性がある | エンジンブロック、工作機械のベッド、配管 |
| 球状黒鉛鋳鉄 | 高強度、優れた靭性および総合的な性能 | クランクシャフト、ギア、重機部品 |
| 鋳造鋼 | 高強度、優れた靭性および耐衝撃性 | 圧力容器、発電設備、構造部品 |
| ステンレス鋼 | 耐食性、耐熱性に優れ、美観に優れる | 化学設備、食品機械、医療機器 |
| アルミニウム合金 | 軽量、耐食性に優れ、熱伝導性に優れる | 自動車部品、電化製品の外装、航空宇宙部品 |
| 銅合金 | 耐摩耗性・耐食性に優れ、熱伝導性が良好 | ベアリング、バルブ、船舶用付属品 |
| マグネシウム合金 | 極めて軽量で比強度が高い | 3C製品の外装、航空宇宙部品 |
| 亜鉛合金 | 鋳造性に優れ、電気めっきが可能で、コストが低い | おもちゃ、ハードウェア、ジッパー |
| 合金 | 比強度が極めて高く、耐食性に優れており、コストが非常に高い | 航空宇宙エンジン、人体インプラント |
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