アルミ鋳物 課題解決センター

アルミ鋳造法には以下に示すような多種多様な鋳造法があります。

・重力鋳造法・・・砂型重力鋳造法、金型重力鋳造法、消失模型鋳造法など

・加圧鋳造法・・・低圧鋳造法（砂型および金型）、高圧鋳造法、普通ダイカスト、真空ダイカストなど（全て金型）

・減圧鋳造法・・・吸引鋳造法、差圧鋳造法（砂型および金型）

大量生産のアルミ鋳造品ではダイカストなどの金型鋳造法が用いられ、試作品などの少量生産品では一般的に砂型鋳造法が用いられます。

一方、鋳鉄品のほとんどは砂型の重力鋳造法で製造されます。大量生産の鋳鉄鋳物の鋳型は自動造型ラインで機械造型されます。少量生産ではアルミ砂型鋳物と同様に人による手込め造型が用いられます。

鋳鉄品では次のような理由で、金型鋳造はあまり行われません。
・鋳鉄は融点が高く、鋳型として鋼材が使いにくい。
・金型のように凝固速度が速いと、硬くて脆いセメンタイトが晶出してしまう。
一方、アルミ鋳造品では金型を用いて様々な鋳造方法が開発されています。その理由は、次のようなことと考えられます。

・アルミ材料は融点が低く、相変態も生じないことから金型が使用できる。

・金型の方が凝固速度が速く、生産性が良い。

・アルミ材料は凝固収縮量が大きく、引け巣ができやすい特性があります。

従って引け巣低減のために、加圧鋳造法などの様々な鋳造法を開発する必要があった。

アルミ鋳造品、特にダイカスト品は金型を使うことで面粗度や寸法精度に優れた鋳造品を短いサイクルタイムで製造することができます。

球状黒鉛鋳鉄の黒鉛形状は通常は球状ですが、球状化剤の添加量により形状が変化します。 国際規格のＩＳＯ９４５－１に記載された鋳鉄の黒鉛形状の分類を図１．に示します。

形状Ⅰは片状黒鉛で、球状化剤を添加しない一般的なねずみ鋳鉄の黒鉛の形状です。
形状Ⅱは球状化剤が多すぎた場合に生じる黒鉛形状です。
形状Ⅲは球状化剤が少なかった場合に生じる黒鉛形態で、いもむし状のＣＶ黒鉛鋳鉄がこの形状のものです。
形状Ⅵが完全な球状黒鉛で、通常の球状黒鉛鋳鉄はこの形状になります。

球状黒鉛鋳鉄品のＪＩＳ規格は２０２２年に改正されました。球状黒鉛鋳鉄の種類の記号や機械的性質の値などが改正されています。本稿では従来（２００１年）の規格と、現在（２０２２年）の規格の一部を抜粋して説明します。

ねずみ鋳鉄品の種類はＪＩＳ（Ｇ５５０１ー１９９５）では６種類が規定されており、これらの機械的性質を表１．に示します。

※表1.別鋳込み供試材の機械的性質

ＦＣ１００などの記号の数字は、直径３０ｍｍの別鋳込み品を加工して供試した試験片での引張強さの下限値を表しています。

ねずみ鋳鉄の機械的性質は、含有するＣ量あるいは炭素当量（ＣＥ値）が増加すると引張強さは低下します。
また、冷却速度が遅い場合にも引張強さは低下します。従って、鋳物の肉厚（＝冷却速度）により引張強さは変化します。鋳物実体から試験片を切り出して強度を評価する場合は、表１．とは別に肉厚ごとの引張強さが規定されています。
規格の一例（ＦＣ２００の場合）を表２，に示します。