精密鋳造によるシェル製造技術の長所と短所

現在、国内のダイカスト生産における主な製殻技術の長所と短所は以下の通りである：
1、現在、国内のダイカスト部品の生産に広く採用されているシェル製造技術は以下の3種類がある：A、水ガラス型シェル、B、複合型シェル、C、シリカゾル型シェル、D水ガラス型シェルという技術は国内で50年近くの生産歴史があり、その工場点数は今でも我が国のダイカストメーカーの中でかなりの比重を占めている。長年にわたり背層型シェル耐火材料の改良と新型硬化剤の普及応用により、水ガラス型シェルの強度は倍増し、鋳物の表面品質、寸法精度及び歩留まりは大幅に向上した。安価なコスト、最短の生産サイクル、優れた脱殻性能、高通気性は、今でも他のいかなる型殻プロセスにも及ばない。
1.1存在する主な問題
（1）水ガラス接着剤の固有の欠点はNa 2 O含有量が高く、型殻の高温強度、耐クリープ能力がシリコン溶剤型殻にはるかに及ばないことである。加えて、表面層耐火物は低価格、粒度等級不良の石英砂（粉）を採用しているため、高品質のダイカストを得ることができない必要がある。
（2）型殻の生産条件が悪く、厳格な生産過程及びパラメータの制御が不足している。硬化剤の強い腐食性のため、除塵設備が粗末で、恒温、恒湿、除塵の生産環境がある職場は少ない。型殻と鋳物の品質に影響する塗料の調製、硬化、風乾、脱蝋などの工程は、業界規定の操作規範に従って厳格に制御することは極めて少ない。型殻の風乾所の温度、湿度、風速などはさらに制御されていないため、高、低温または梅雨の季節に大量廃棄の品質事故が発生することが多い。要するに、大部分の工場は手作業場の段階にとどまっており、科学的な品質管理ではなく技術によって生産されている。これは水ガラス型シェルが数十年来鋳物の品質が不安定で、廃品率、再修理率が高い重要な原因の一つである。
2、複合型シェル現在、多くの工場は第1、2層をジルコニウム英粉とムラ石粉、シリカゾル型シェルに変更している。背面層は依然として既存の水ガラス型シェル技術を用いなければならない。シリカゾル型シェルの優れた表面品質と水ガラスの低コスト、短周期の利点を組み合わせた改良案である。水ガラス型シェルに比べて、その鋳物の表面品質は大幅に向上し、表面粗さの低下、表面欠陥の減少、再修理率の低下があった。生産周期は水ガラス型シェルに近い。
2.1主な問題点
（1）背層に水ガラス接着剤が残っているため、その型殻全体の高温強度、耐クリープ能力はシリカゾル型殻より低く、鋳造物の寸法精度及び形状公差はシリカゾル型殻に及ばない。
（2）通気性は水ガラス型シェルに及ばず、シリカゾル型シェルにも及ばず、型シェルの高温強度はシリカゾル型シェルに及ばず、廃品になりやすい。
（3）複合型シェル鋳造物の品質安定性は水ガラスより良いが、シリカゾル型シェルにははるかに及ばない。
（4）複合型シェルは価格の高いジルコニウム英粉を表面層として採用したため、その型シェルのコストは水ガラス型シェルの4.5倍であり、もし背層にムライト砂粉を採用すれば、その型シェルのコストはシリカゾル型シェルのコストと大差がなく、そのコストが低い利点は明らかではない。
（5）複合型シェルは中温ワックス材料を使用できない。中温ワックスは温水脱ワックスを使用することはできません。オートクレーブで脱蝋する場合、高温、高圧のため、中温ワックス液は背層中の水ガラス及び残留硬化剤と激しい鹸化反応を起こし、回収処理を経ないと再利用できない。
3、シリカゾル型シェル1960年代、シリカゾルはセラミックシェル型接着剤として鋳造分野に応用され、すぐにその比類のない優位性でかつて広く使用されていた調製技術が煩雑で、汚染があり、コストが高い水ガラスとケイ酸エチル加水分解液に徐々に取って代わった。実践により、シリカゾル液をセラミックシェル型接着剤として使用することは以下の利点がある：調製技術が簡便で、塗料は貯蔵しやすく、浸漬塗布したスラリーは成分を調整した後に引き続き使用でき、材料の消費を減少し、浸漬塗布技術の性能が安定し、操作しやすく、シリカアセチルで加水分解する時のアンモニア乾燥をキャンセルし、作業環境が改善され、湿度を制御できる熱風乾燥を採用し、シェル型強度が高く、水系シリカゾルを採用し、安全性がよい。ケイ酸エチルからシリカゾルに切り替えた後、エネルギー消費が20 ~ 30%減少し、シェル型合格率が15 ~ 20%向上し、作業環境が大幅に改善されたという。
3.1シリカゾル（低温ワックス）型殻低温ワックスの成形が容易で、設備が簡単で、ワックス型の表面粗さの差が大きくなく、技術は複合型殻より品質が安定で、特に鋳物の寸法精度が高く、それは水ガラスの存在がないため、型殻の高温性能がよく、焼成後の型殻の通気性が高く、クリープ抵抗能力が強く、薄肉部品、複雑な構造の中小部品に適用することができ、また重さが50 ~ 100 kgの特大部品を生産することができる。
3.1.1問題がある
（1）低温ワックスを採用するため、大部分の型殻は水中で脱蝋し、鹸化物が型殻に残って鋳物表面の交雑を生じやすく、再修理率がやや高いことは避けられない。
（2）製殻の生産周期が長いことはその最大の欠点と不足であり、特に大きな部品、深い穴、深い溝の部品を生産する時、各層の乾燥は24 ~ 48 hを常用する。
（3）シリカゾル型シェル（低温ワックス）型シェルのコストは水ガラス型シェルより5倍高く、複合型シェルより17%高い。鋳物のコストは相応に高い。
3.2シリカゾル（中温ワックス）型シェルは国際的に通用する精密鋳造物の生産技術であり、それは最高の鋳造物品質、最低の再修理率を有し、特に表面粗さの要求が高く、寸法精度が高い中小品、特別小品に適している。
3.2.1問題がある
（1）コストが高く、その型殻の生産コストは水ガラス型殻の8倍である。低温ワックスシリカゾル型シェルよりも25%高い。
（2）生産周期は低温ワックスシリカゾル型シェルと同じで、水ガラス及び複合型シェルよりずっと長い。
（3）生産中の大型部品は往々にして中温液状ワックス及び高圧注入ワックスを採用し、厚肉ワックス型は縮みやすく凹みやすく、鋳物の寸法精度はあまり高くない。中大部品は寸法精度、表面粗さに対しても小部品ほど高くないので、中大部品はシリコンゾル（中温ワックス）型殻を採用することは少ない。
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