インベストメント鋳造用シェルビル

インベストメント鋳造とは、ワックス型の表面に耐火コーティングを何層もコーティングすることです。硬化・乾燥後、ワックスモールドを加熱溶融し、ワックスモールドの形状に対応した空洞を有するシェルを得る。焼成後、鋳物に流し込むことから、ロストワックス鋳造とも呼ばれます。生産技術の継続的な改善により、新しいワックス成形プロセスが登場し続け、成形に使用できるさまざまな材料が増加しています。これで、型抜きの方法は溶融に限らず、成形材料もワックス材料に限定されなくなりました。プラスチック金型も使用できます。この方法で得られた鋳物は、寸法精度が高く、表面粗さが小さいため、精密鋳造とも呼ばれます。

の基本的な特徴はインベストメント鋳造シェルを作るときに、溶ける使い捨ての金型が使用されることです。金型の絞り加工が不要なため、シェルはパーティング面のない一体型で、シェルは高温性能に優れた耐火物でできています。インベストメント鋳造では、最小肉厚 0.3mm、鋳造穴の最小直径 0.5mm の複雑な形状の鋳物を製造できます。製造時には、構造を変更して複数の部品で構成された一部の部品を組み合わせて、インベストメント鋳造によって直接形成することができます。これにより、加工工数や金属材料の消費を抑えることができ、鋳造部品より合理的です。

インベストメント鋳造で製造される鋳物の重量は、一般的に数十グラムから数キログラム、さらには数十キログラムの範囲です。重すぎる鋳物は、成形材料の性能の制限とシェルの作成の難しさから、インベストメント キャスティングには適していません。

インベストメント鋳造によって製造された鋳物合金の種類に限定されず、特に切削や鍛造が困難な合金の場合、その優位性を示すことができます。ただし、インベストメント鋳造の生産には、主に多数のプロセス、長い生産サイクル、複雑な技術プロセス、鋳造の品質に影響を与える多くの要因があり、生産を安定させるために厳密に管理する必要があるため、いくつかの欠点もあります。

他の鋳造方法と比較して、インベストメント鋳造の顕著な特徴は、シェルを作るために溶融可能な金型を使用することです。シェルが製造されるたびに、インベストメント モールドが 1 つ消費されます。寸法精度が高く、表面粗さが低い高品質の鋳物を得るために必要な前提条件は、寸法精度が高く、表面粗さが低いインベストメントモールドです。したがって、成形材料（金型材料と呼ばれる）の性能、成形の品質（インベストメントをプレスするために使用されるパターン）、および成形プロセスは、インベストメント鋳造の品質に直接影響します。

インベストメント鋳造金型は、現在、多層耐火材料で作られたシェルで一般的に使用されています。モジュールをディップして耐火塗料を塗布した後、粒状の耐火材料を散布し、乾燥・硬化させる作業を何度も繰り返し、耐火材料層が必要な厚みになるまで行います。このようにして、モジュール上に多層シェルが形成されます。モジュールは通常、完全に乾燥して硬化するまで一定時間放置され、その後脱型されて多層シェルが得られます。多層シェルの中には、砂で満たす必要があるものと、そうでないものがあります。焙煎後、直接注ぐことができます。これは高強度シェルと呼ばれます。

シェルの品質は、鋳造の品質に直接関係しています。シェルの動作条件によると、シェルのパフォーマンス要件には主に次のものが含まれます。
1) 常温強度が高く、高温強度に適しており、残留強度が低い。
2) 通気性（特に高温通気性）と熱伝導性に優れています。
3) 線膨張係数が小さく、熱膨張が小さく均一な膨張です。
4) 急速な耐寒性、耐暑性、熱化学的安定性に優れています。

シェルのこれらの特性は、シェルの製造に使用される材料とシェルの製造プロセスに密接に関連しています。シェル材料には、耐火材料、結合剤、溶剤、硬化剤、界面活性剤などが含まれます。そのうち、耐火材料と結合剤が直接シェルを形成し、これが主なシェル材料です。インベストメント鋳造に使用される耐火材料は、主にケイ砂、コランダム、アルミノケイ酸塩耐火物 (耐火粘土、アルミニウムバナジウムなど) です。また、ジルコンサンドやマグネシアサンドを使用することもあります。

粉状の耐火物とバインダーを調合して耐火塗料を作り、その上に粒状の耐火材料をまぶして殻を作ります。耐火塗料に使用される結合剤には、主にケイ酸エチル加水分解物、水ガラス、シリカゾルなどがあります。エチルシリケートで調製された塗料は、良好なコーティング特性、高いシェル強度、小さな熱変形、得られた鋳物の高い寸法精度、および良好な表面品質を備えています。主に、重要な合金鋼鋳物や、高い表面品質が要求されるその他の鋳物を製造するために使用されます。中国で産出されるエチルシリケートの SiO2 含有量は一般的に 30% から 34% (質量分率) であるため、エチルシリケート 32 と呼ばれます (32 はエチルシリケート中の SiO2 の平均質量分率を表します)。ケイ酸エチルは、加水分解後にのみ結合の役割を果たすことができます。

水ガラスでコーティングされたシェルは変形しやすく、割れやすいです。エチルシリケートと比較して、製造された鋳物は寸法精度が低く、表面粗さが高い。水ガラスバインダーは、小型の普通鋼鋳物の製造に適しています。非鉄合金鋳物.インベストメント鋳造用の水ガラスは通常、弾性率が 3.0 ～ 3.4、密度が 1.27 ～ 1.34 g/cm3 です。

シリカゾルバインダーは、シリカゾルとも呼ばれるケイ酸の水溶液です。価格はエチルシリケートの1/3～1/2程度です。シリカゾルをバインダーとして製造した鋳物の品質は、水ガラスよりも優れています。結束剤が大幅に改良されました。シリカゾルは安定性が良く、長期保存が可能です。シェルを作るときに特別な硬化剤は必要ありません。シェルの高温強度はエチルシリケートシェルよりも優れていますが、シリカゾルはインベストメントへの濡れ性が悪く、硬化に時間がかかります。シェル製造の主なプロセスには、モジュールの脱脂、コーティングとサンディング、乾燥と硬化、脱型と焙煎が含まれます。