鋳造工程において、溶融金属中の酸化スラグ、溶融スラグ、砂の混入は、スラグの混入、漏れ、機械的特性の低下といった鋳造欠陥の主な原因となります。二層構造のろ過機構とそれに合わせたゲートシステム設計を特徴とするセラミックフォームフィルターは、溶融金属の清浄度を効果的に向上させ、欠陥の発生を低減します。これらは、ダクタイル鋳鉄、ねずみ鋳鉄、その他の鋳物の製造に広く用いられています。

Ⅰ．濾過機構とプロセス適応

セラミックフォームフィルターの精製は、機械的ふるい分けとケーキろ過の2段階で行われます。機械的ふるい分けでは、相互に連結した内部細孔を利用して、細孔径よりも大きな介在物粒子や不純物凝集体を直接捕捉します。フィルターの入口表面に不純物が蓄積すると、徐々にフィルターケーキが形成され、細孔径よりも小さな微細な酸化介在物を捕捉することで、溶融金属の高度な精製を実現します。

このフィルター部品は、粘土砂水平パーティングおよび垂直パーティングを含む主流の成形プロセスに対応しています。水平パーティング生産ラインでは、生産中の砂の削り取りや落下を防ぐため、フィルター配置のために適切な設置クリアランスと抜き勾配を確保する必要があります。垂直パーティング生産ラインでは、底部ゲートと金型キャビティ通気構造を組み合わせた、まず閉じてから開く方式のゲートシステムを採用しています。これにより、溶融金属の流速が安定し、砂の侵食、溶融鉄の再酸化、および多孔性のリスクが低減され、安定したろ過性能が保証されます。

Ⅱ．工学的応用事例

事例1：400kg RUT450鋳造 ― 大型鋳造における効率的なスラグ除去とバランスの取れた鋳型充填

鋳造品の重量は400kgで、ランナーには対称的な2ピース構造で15ppiのセラミックフォームフィルターが設置されています。大型鋳造では溶融金属の流れが大きくなります。この方式は、溶解および注湯中に発生する溶融スラグを効率的に捕捉し、両側の溶融金属の流れを均衡させ、片側充填速度が速すぎることによる乱流を排除し、充填プロセスを安定させ、厚肉鋳造におけるスラグ混入のリスクを低減し、全体的な微細構造を均一化します。

ケース2：240kgダクタイル鋳鉄製車軸ハウジング ― 鋳造における介在物除去と供給のバランス調整

車軸ハウジングは、内部の清浄度と密度に厳しい要求が課される、高荷重かつ安全性が極めて重要な鋳造部品です。この240kgのダクタイル鋳鉄製車軸ハウジングでは、10ppiのセラミックフォームフィルターが左右対称に配置され、サイドライザーインゲートを備えたゲート構造と組み合わされています。このフィルターは溶融金属から微細な介在物を除去し、内部スラグ欠陥を防止します。同時に、ゲートシステム全体により、安定した流れと供給が実現し、鋳造品の凝固プロセスが最適化され、収縮気孔が低減され、高荷重部品に求められる高い強度と信頼性の基準を満たします。

事例3：HT300渦巻きケーシング ― 不良率の高い鋳造品に対するプロセス変更

HT300渦巻き鋳物の従来製造工程では、再酸化スラグと微量の砂の混入が大きな問題となっており、スラグ混入の除去率は30%を超えていました。大量の鋳造品が廃棄され、生産コストが上昇していました。高多孔性セラミックフォームフィルターを採用して工程を最適化した結果、微細な酸化スラグと浮遊砂粒子を効果的に捕捉し、混入欠陥を発生源で制御できるようになりました。改良後、鋳造品のスラグ混入除去率は1.0%以下に低下し、材料の無駄と再加工が大幅に削減され、工程の安定性が著しく向上しました。

炭化ケイ素セラミックフォームフィルターは、最高1500℃までの使用温度での溶融金属ろ過に適しています。溶融金属温度が1450℃を超えると、フィルターの耐荷重能力が低下します。工程設計段階では十分な安全係数を確保し、少量生産による試作検証を実施する必要があります。製品の保管および輸送中は、耐衝撃性と防湿性を確保しなければなりません。設置前に製品寸法を再確認し、金型キャビティ内の浮遊砂を除去することで、寸法誤差による溶融金属の迂回を防ぎ、ろ過不良を防止します。

鋳造業界は精密製造への進化を続けています。鋳造品の本質的な品質を管理する重要な工程として、溶融金属の精製はますます重要性を増しています。Xindaのセラミックフォームフィルターは、安定した不純物捕捉能力を備え、重量や材質の異なる鋳造品の生産ニーズに対応します。長年のプロセスマッチング経験に裏打ちされたXindaは、鋳造工場が介在物関連の欠陥を解消し、製品品質を安定させるための信頼性の高いプロセスソリューションを提供します。

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