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Vプロセス鋳造の主な利点と主な欠点の分析

2025-09-09 09:50

I. Vプロセス鋳造の7つの主な利点

Vプロセス鋳造の利点は、成形、鋳造品質、材料利用率、適用範囲、コスト管理、環境への配慮など、生産プロセス全体に及びます。具体的な効果は以下の通りです。


  1. 便利な成形、低い金型コスト、長い耐用年数
    • 成形工程では、砂型は真空の作用で固化するため、脱型抵抗が低くなり、 簡単に型から取り外せる;

    • 金型は従来の成形のような摩擦や衝撃に耐える必要がないため、 摩耗は最小限、金型の耐用年数が大幅に延長されます。

    • 金型材料の要件は柔軟であり、 木材 を使用することで、金型の製造コストとサイクルを削減できます。

  2. 高い鋳造精度、優れた表面品質、成熟した典型的な製品
    • 鋳物は高い寸法精度と明確な輪郭を持ち、鋳鉄部品の表面粗さは ラ18-25μm;

    • 応用事例は多岐にわたります。フォークリフトの鋳鉄製カウンターウェイトはその代表的な例です(例えば、安徽海力フォークリフトグループ合肥鋳造鍛造工場で製造されたカウンターウェイトは、2002年の第4回北京国際鋳造産業博覧会で鋳物部門最優秀賞を受賞しました)。さらに、世界中のフォークリフトや建設車両に必要なカウンターウェイトやバランスウェイトのほぼすべてが、Vプロセス鋳造によって製造されています。

  3. 溶融金属の流動性が強く、厚肉鋳物と薄肉鋳物の両方の製造に適しています。
    • 二重の効果で流動性が向上します。Vプロセス乾燥砂の保温効果により溶融金属の冷却が遅くなり、真空吸引効果により鋳型キャビティ内のガス抵抗が排除されます。試験により、生砂鋳造と比較して、Vプロセス鋳造の溶融金属の流動性は向上することが証明されています。 27%増加可能;

    • Vプロセス鋳造は幅広い用途を有し、厚肉鋳物だけでなく、薄肉鋳物も安定的に生産できます。例えば、南京東陶有限公司は日本製の生産ラインを導入し、サイズ1829mm×1067mm×650mm、重量180kg、肉厚わずか7mmの高級鋳鉄浴槽を製造しました。また、天津永昌ピアノ鋳造有限公司が製造する鋳鉄製ピアノフレームも、Vプロセス鋳造による薄肉部品の代表的な製品です。

  4. 砂型の安定性が良好で、溶湯利用率が大幅に向上
    • 砂型は優れた性能を持っています。従来の生砂型と比較して、Vプロセス砂型は問題がありません。 型壁の動き砂型の硬度は90~95度に達し、乾燥砂の保温時間が長いため、ライザー(溶融金属を供給するための構造物)の容積を小さくすることができる。 5%~15%;

    • 材料ロスの低減:溶湯利用率が大幅に向上し、特にダクタイル鋳鉄鋳物の利用率は約25%、鋼鋳物の利用率は約20%向上します。ダクタイル鋳鉄鋳物(Vプロセス鋳造によるダクタイル鋳鉄製後車軸など)や鋼鋳物(天瑞グループがVプロセス鋳造で製造した鉄道機関車鋼製側枠など)の製造に適しています。

  5. アルミ合金鋳物に適しており、大型部品から高精度小型部品まで対応可能
    • プロセス特性はアルミ鋳物のニーズと一致しています。Vプロセス砂型は真空環境にあり、水分を含まず、優れた保温性能を備えているため、特にアルミ鋳物の製造に適しています。 内部空洞がほとんどないか全くない少量生産のアルミニウム合金鋳物;

    • 多様な応用シナリオ:日本ではかつて大型Vプロセス成形機と特大砂場(7000mm×4000mm×1000/800mm)を使用して鋳造アルミヨットの船体を生産していました。ウクライナ、オランダ、米国などの企業はこれを使用して医療、電子、通信業界向けの小型アルミ鋳物を生産しており、表面品質は金型鋳造アルミ部品(米国のハーモニー鋳造会社の製品など、大きな平面の厚さは4.7mm、局所的な厚さは2.3mmと薄い)に匹敵します。

  6. 低い投資コストとエネルギー消費コスト、高い生産経済性
    • 初期投資が低い:他の先進的な鋳造プロセスと比較して、V プロセス鋳造の設備投資は低くなります。

    • 制御可能な運用コスト:砂処理システムは構造がシンプルで、砂の混合や乾燥などの複雑なリンクを必要とせず、運用中のエネルギー消費が少なくなります。

  7. 環境に優しく、省エネと排出削減の要件に準拠
    • 生産現場は清潔です:低騒音、鋳造ショットブラスト洗浄の量が削減されます 50%以上必要な労働力は 35%以上;

    • 汚染物質の排出が少ない:注入中に発生するフィルム、コーティング、樹脂砂コアからの排気ガスは、真空システムによってポンプで排出され、乾湿式濾過後に基準値まで排出されます。

    • 資源リサイクル:乾燥砂の再生率は 95%固形廃棄物の排出量も少なく、現代産業の省エネ・排出削減のニーズにも合致しています。

II. Vプロセス鋳造の5つの主な欠点

V プロセス鋳造は、プロセス原理と技術の成熟度によって制限されるため、アプリケーション シナリオと製造プロセスに明らかな制限があります。


  1. 複雑な形状の鋳物の製造には適していません
    成形はプラスチックフィルムの被覆率と伸長率に依存しますが、フィルムの伸長率は限られているため、複雑な金型キャビティ(多重曲面、深いキャビティ、複雑なボス構造など)の表面にフィットできず、フィルム破裂や成形不完全などの問題が発生しやすくなります。
  2. 未熟な中子製造技術、複雑な内部空洞を持つ鋳物の製造における限界
    Vプロセスにおける中子製造プロセス自体はまだ画期的な進歩を遂げていません。内部空洞を有する鋳物を製造する必要がある場合、樹脂砂中子や珪酸ナトリウム砂中子といった外部中子製造プロセスに頼る必要があり、生産工程とコストが増加するだけでなく、砂中子と砂型のマッチング問題により鋳造品質に影響を及ぼす可能性があります。
  3. 真空システムを砂型に連続的に接続する必要があり、生産の柔軟性が低い
    砂型の安定性は真空環境の維持にかかっています。鋳込みから鋳型閉じ、注湯、冷却までの全工程において、真空システムは維持される必要があります。 いつでも砂型に接続可能従来の砂型のように柔軟に移動させることができず、生産ラインのレイアウトや量産効率に制約が生じます。
  4. 小型鋳物には適さず、生産効率の向上が難しい
    小型鋳物のプロセスフロー(フィルム被覆、真空排気、砂型の凝固など)の単位時間あたりの生産量比は低く、小型鋳物の生産では、精度と材料利用率の点で V プロセスのメリットを十分に発揮できず、生産効率は従来の緑砂鋳造よりもはるかに低くなります。
  5. 鋳鋼品は欠陥が発生しやすく、低炭素鋼の浸炭問題が顕著である
    鋳鋼品を製造する際、真空環境は溶融金属と砂型およびコーティングとの反応を激化させ、気孔やスラグ介在物などの欠陥が発生しやすくなります。特に低炭素鋼部品の場合、砂型内の炭素元素(樹脂砂中子およびコーティング内の有機成分など)が鋳物に浸透しやすく、 鋳造浸炭 機械的特性に影響を与えます。


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