技術の進歩に伴い、21世紀以降、グリーン鋳造は鋳造業界の主流となっています。エネルギー消費量の削減、工程歩留まりと完成品率の向上、そして高品質で環境に優しい鋳造品の製造は、業界共通の目標です。断熱発熱ライザースリーブは、溶銑の断熱を提供するだけでなく、必要に応じて発熱性能も発揮します。ライザースリーブの実効弾性率を効果的に高め、鋳造品の供給を容易にし、鋳造歩留まりを向上させます。ホイールハブ、プラネタリーキャリア、メイン減速機ハウジング、タービンハウジング、ステアリングナックル、ステアリングギアハウジング、クランクシャフト、アクスルハウジングなどの自動車部品や、各種鋼鋳物に幅広く適用されており、従来のライザーでは解決が困難な収縮空洞や気孔を効果的に除去し、鋳造工程の最適化においてかけがえのない役割を果たしています。

1. 既存の問題点

鋳造品には、気泡、ピンホール、多孔性などの欠陥が時折発生する。ライザースリーブ自体の材質に加え、ライザースリーブ周辺への溶融鉄の閉じ込めが主な原因である。

従来のライザースリーブは、上部が小さく下部が大きいテーパー構造を採用しており、対応するコアは逆テーパー構造になっています。そのため、ライザースリーブとコアの間に隙間が生じます。また、ライザースリーブには上部に通気孔が設けられているものもあります。溶融鉄は、ライザースリーブと鋳型の間の隙間やライザースリーブの上部に容易に浸透し、通気孔を部分的または完全に塞いでしまいます。その結果、鋳型キャビティ内のガスがスムーズに排出されず、キャビティ内圧の上昇やライザースリーブへの鋳型充填の不完全につながります。同時に、ライザースリーブは内外両面から加熱され、燃焼速度が不安定になり、ガス発生と発熱が加速します。これにより、鋳造品の供給タイミングが乱れ、ブローホール、ピンホール、金属の浸透、気孔などの問題が生じます。深刻な場合には、鋳型が浮き上がり、深刻な気孔や寸法公差の逸脱につながります。

溶融鉄がライザースリーブと外型との隙間に浸み込み、スリーブを包み込んでしまうと、閉じ込められた材料を手作業で除去しなければならず、清掃作業量が増加し、生産効率が大幅に低下します。除去が不完全な場合、ライザースリーブ材料に含まれる金属アルミニウムが再溶解時に溶融鉄に混入し、鋳造品に水素ピンホールが発生するリスクが高まります。さらに、除去作業中に発生する鉄くずの飛散は、ライザーを切断する作業員にとって重大な安全上の危険となります。加えて、溶融鉄の閉じ込めは材料の無駄や生産コストの増加にもつながります。

2. 解決策

上記の問題に対処するため、Xindaは高精度で隙間がなく、通気性に優れた断熱・発熱ライザースリーブを開発しました。その主な利点は以下のとおりです。

（１）高精度

従来のライザースリーブは、生産効率が高くコストも低いという利点があるものの、成形・硬化時の外力によって変形しやすく、寸法公差は通常±1mm程度です。当社独自の成形プロセスを採用することで、ライザースリーブは±0.3mmという安定した寸法公差を実現し、コアの精度に匹敵します。また、正確な全高寸法により、上型上の砂圧縮リングに完璧にフィットします。これにより、砂の混入による欠陥の原因となる過度の干渉によるライザースリーブのひび割れを防ぎ、スリーブの浮き上がりやそれに伴う溶融鉄の混入も解消します。

（２）逆テーパー設計

ライザースリーブの開口端は、コアの形状に合わせた逆テーパー形状に設計されており、密着性を高め、組み立て時の隙間をほぼ完全に解消します。

（３）高い通気性

3. 適用結果

ある鋳造工場は、量産のために生砂製造ラインに高精度ブラインド発熱断熱ライザースリーブ40/70を導入しました。その結果、金型あたりの平均注湯時間が2秒短縮されました。ライザースリーブへの溶融鉄の付着や、ライザースリーブの亀裂による砂の混入欠陥は完全に解消されました。全体的な不良率は3.2%から2.1%に30%減少し、工程歩留まりは55%から59%に向上しました。

除去すべき異物がなくなったため、ライザー切断作業員の人数は15人から12人に削減されました。切断作業中に飛散する鉄くずによる労働災害は報告されていません。高精度ライザースリーブは、企業に目覚ましい経済的利益をもたらしました。

4. 結論

高精度で隙間がなく、通気性に優れた断熱・発熱ライザースリーブは、従来のライザーに起因する様々な欠点を効果的に解消し、以下のような総合的な強みを備えています。

• 溶融鉄の混入によって引き起こされる気泡、ピンホール、気孔、金属浸透などの欠陥を完全に除去し、鋳造品の総合的な合格率を向上させる。

• 混入した異物を清掃する必要がないため、生産効率が向上します。また、溶融鉄の廃棄物を削減し、工程歩留まりを高め、リサイクル溶融鉄にアルミニウムが混入することによる水素ピンホールの発生を防ぎます。

• ライザー切断時に飛散する破片による安全上のリスクを排除する。

• 鋳造工場に優れた包括的な経済効果をもたらします。