ダイカストの気孔を防ぐためのメーカー向けガイド

要点まとめ

ダイカストの気孔とは、金属部品内部に存在する微細な空洞であり、漏れや構造的な破損を引き起こす可能性がある。業界標準の解決策として、真空含浸が用いられる。これは耐久性のある密封剤を真空下でこれらの気孔内に引き込み、その後硬化させるプロセスである。この方法は部品の寸法や物理的特性を変えることなく、恒久的に漏れの経路を封鎖するため、信頼性が高く、圧力に耐える部品を製造する上で不可欠である。

ダイカストにおける気孔の理解：問題の根本

気孔はダイカスト成形プロセスにおいて内在する課題であり、溶融金属が冷却・固化する際に形成される微小な空洞または穴を指します。これらの欠陥はしばしば顕微鏡レベルですが、特に圧力を保持することが重要な用途においては、部品の性能に大きな影響を与える可能性があります。気孔の種類を理解することは、効果的なシーリング戦略への第一歩です。最も一般的な2つの形態は、ガス気孔と収縮気孔です。ガス気孔は、表面近くで捕らえられた気体が丸みを帯びた泡として形成されることによって生じます。一方、収縮気孔は、金属が冷却中に体積が減少することで発生し、部品内部のより深い位置に鋭く線状の空洞を作り出します。

これらの空洞は、その位置や構造によってさらに分類され、それぞれが独自の課題をもたらします。 ブラインド気孔 表面に接しているが部品を完全に貫通していない空洞です。即座に漏れを引き起こすことはないかもしれませんが、前処理工程で使用された洗浄液が内部に残留し、後に溶け出して粉体塗装や陽極酸化皮膜などの表面仕上げを損なう可能性があります。 貫通孔隙 は、一つの表面から別の表面へ直接的な漏れ経路を作り出し、気密性または液密性が要求されるあらゆる用途において部品を無用にしてしまいます。最後に、 完全に閉じた孔隙 は、鋳造品の壁内部に完全に閉じ込められた空洞で構成されています。これらは通常、その後の機械加工で露出しない限り無害ですが、露出した場合には貫通孔隙となってしまいます。

密封されていない孔隙による影響は重大であり、高価な部品の故障につながる可能性があります。主な問題には以下のようなものがあります：

• 漏れ経路： 最も深刻な問題であり、流体やガスが部品の壁を通って漏れる現象で、エンジンブロックやトランスミッションハウジングなどの部品でよく見られます。
• 表面仕上げの欠陥： 粉末塗装などの仕上げ処理の硬化過程で、閉じ込められた空気が膨張して逃げ出すことで、ピンホールやその他の外観上の欠陥が生じる可能性があります。
• 腐食発生ポイント： 空洞部は水分やその他の腐食性物質を保持し、部品内部から外部へ向けて早期の劣化を引き起こすことがあります。
• 構造的強度の低下： 微細な気孔（マイクロポロシティ）は部品を著しく弱体化させるとは限りませんが、より大きな空洞は負荷時に亀裂が生じる原因となる応力集中点を作り出します。

決定的な解決策：真空含浸プロセスの詳細分析

真空含浸は、ダイカスト部品の気孔を密封するための最も効果的で広く採用されている方法です。このプロセスでは、弾力性のあるポリマーで内部の空洞を確実に埋めることにより、恒久的かつ信頼性の高いシールを実現します。この工程は非常に再現性が高く、Ultraseal Internationalのような業界リーダーが詳述しているように、以下の4つの主要な工程に分けることができます。 Ultraseal International わかった このプロセスは自動車などの高品質な部門の部品にとって不可欠であり 部品の整合性を確保することは 質の高い製造から始まります 重要な用途では 精密鍛造のようなプロセスで 専門家の調達が 重要な第一歩です 例えば シャオイ (寧波) メタルテクノロジー 自動車用 堅牢な鍛造部品 浸透などの後続的なプロセスが最終的な性能を保証できる場合

段階的な浸透サイクルは以下のとおりです.

1. 含浸工程： パーツは,オートクラブまたは圧力容器に置かれ,真空を適用して,孔隙からすべての空気を除去します. 液体密封剤に浸し込み 真空を放出します 大気圧は密封剤を 微小な穴に押し込みます
2. 排水: 余分な密封剤は,部品の内外表面から排出され,回収され再利用されます.
3. 冷たい水で洗濯: 部品は洗浄ステーションに移動され、表面に付着している残留シーラントが丁寧に除去されます。これにより、部品の寸法や特徴が変化しないようにします。
4. 熱硬化： 最後に、部品を温水浴に入れ、内部の気孔に存在するシーラントを重合させます。これにより、液体のシーラントが耐久性のある固体ポリマーに変化し、熱、化学薬品、圧力に耐える永久的なシールが形成されます。

基本的な工程は同じですが、真空含浸にはいくつかの方法があり、それぞれ異なる用途や気孔の種類に適しています。選択は部品の複雑さや漏れ経路の性質によって決まります。

重要な判断ポイント：仕上げおよび機械加工の前か後かでの密封のタイミング

含浸処理のタイミングは、全体の生産プロセスの中で単なる好みの問題ではなく、密封処理と最終仕上げの両方の成功にとって極めて重要です。仕上げ専門家が説明する明確なルールとして、真空含浸処理は 機械加工後、表面処理の前に実施すべきです 塗装、粉体塗装、または陽極酸化処理などです。この手順を守ることで、高額でかつ取り返しのつかない欠陥を多数防ぐことができます。

穴あけ、ねじ切り、フライス加工などの機械加工工程では、それまで密閉されていた内部の気孔が露出し、新たな漏れ経路が生じる可能性があります。したがって、こうした新たに開いた空洞を確実に封止するためには、すべての機械加工完了後に含浸処理を行う必要があります。もし機械加工前に含浸処理を行った場合、切削工具によって新たな未封止の気孔が開いてしまうため、その処理は無効になります。

逆に、含浸処理の前に表面処理を施すと、重大な故障につながる可能性があります。たとえば、部品を先に塗装した場合、含浸プロセス（ sealing agent への浸漬および約195°F／90°Cの熱水処理を含む）によって塗膜の密着性が低下したり、変色や水垢が生じたりする可能性があります。同様に、クロメート皮膜などの化学処理も、sealant の硬化工程における高温によって損傷を受けることがあります。最も一般的な問題の一つとして、粉末塗装時のガス放出（アウトガス）があります。気孔が密封されていない場合、粉末塗装の高温硬化中に空洞内に閉じ込められた空気が膨張します。この逃げ出す空気が溶融した粉末を吹き抜け、完成した表面に微細なピンホールを生じさせます。これにより外観だけでなく耐食性も損なわれます。最初に含浸処理を行うことで、これらの空洞は固体ポリマーで満たされ、閉じ込められた空気がなくなり、滑らかで欠陥のない仕上がりが保証されます。

こうした問題を回避するためには、以下の簡単なガイドラインに従ってください：

• しない 部品が完全に機械加工される前に含浸処理を行う。
• しない 部品を塗装、粉体塗装、または陽極酸化処理した後に含浸処理を行う。
• DO 部品を仕上げ工程へ移動する直前の最終工程として含浸処理を実施する。

適切な材料の選定：含浸シーラントのガイド

真空含浸の効果は、使用するシーラントの品質と特性に大きく依存します。一般的に、これらのシーラントは非常に小さなマイクロポアまで浸透し、その後硬化して永久的かつ不活性な固体となるよう設計された低粘度樹脂です。適切なシーラントは、部品が使用される環境における熱的および化学的耐性に優れている必要があります。現代のシーラントは、寸法精度を損なうことなく、アルミニウム、亜鉛、青銅などのさまざまな金属鋳物に対して適合するように設計されています。

シーラントは広く分類され、それぞれ特定のニーズに応じた異なる組成が用いられる。主要な違いの一つはリサイクル可能タイプと非リサイクルタイプの違いである。リサイクル可能なシーラントは、部品から洗浄された過剰分を水から分離して再利用できるように設計されており、コスト削減と環境への利点が大きい。一方、非リサイクル型シーラントは回収が困難なシステムで使用される。硬化方法も別の違いであり、最近の多くのシステムでは温水浴による熱硬化が採用されている。空気のない環境で硬化する嫌気性シーラントも存在するが、大量生産のダイカスト用途ではあまり一般的ではない。

シーラントを選定する際には、用途の要求仕様に合うように、いくつかの重要な特性を検討する必要がある。

Hernon Manufacturing Hernon Manufacturing ultrasealは、これらの要件を満たすさまざまな専用樹脂を提供している。適切なシーラント供給業者に相談することで、特定の部品に対して選択した材料が性能基準を満たし、気孔に対する信頼性が高く永続的なシールが保証される。

完璧なシールを実現するための最終的な考察

ダイカスト部品の気孔を密封することは、単なる補正措置ではなく、部品の品質、信頼性、性能を確保する現代製造工程において極めて重要なステップです。真空含浸処理は、気孔が多く、漏れの可能性がある鋳造品を、耐圧性が高く高性能な部品へと変える、業界で広く信頼されている決定的な方法として特に際立っています。気孔の性質を理解し、含浸プロセスを正確に順守し、加工後・仕上げ前の生産工程内における適切なタイミングで実施することで、メーカーは漏れ経路を効果的に排除し、外観上の欠陥を防止できます。

さらに、適切な耐熱性および耐薬品性を備えたシーラントを注意深く選定することで、そのシールが部品の耐用期間全体にわたり機能し続けることが保証されます。最終的には、含浸処理プロセスを習得することで、製造業者は廃棄率を低下させ、製品品質を向上させ、自動車産業から航空宇宙産業に至るまで、ますます厳しくなる産業の要求に応える部品を提供できるようになります。

よく 聞かれる 質問

1. ダイカストにおける含浸処理の主な目的は何ですか？

含浸処理の主な目的は、ダイカスト工程中に金属部品内部に形成される微細な空隙や穴（内部の気孔）を密封することです。この密封により、流体やガスが部品の壁を通って漏れるのを防ぎ、部品を耐圧状態にして、所定の用途に適した状態にします。

2. 含浸処理は部品の寸法を変化させますか？

いいえ、適切に実施された真空含浸処理では、部品の寸法や外観は変化しません。封止剤は鋳造品内部の微細な空隙内にのみ存在します。洗浄および硬化工程により、部品表面からの余分な封止剤がすべて除去されるため、部品の幾何学的形状は変更されません。

3. あらゆる種類の気孔は含浸処理で密封できるのでしょうか？

真空含浸は、漏れ経路を形成する盲孔および貫通孔を含むマイクロポロシティ（微細気孔）の密封に非常に効果的です。この処理は大きな構造的欠陥を修正することを目的としているわけではありませんが、マイクロおよびマクロの両方の気孔を密封するために使用されます。このプロセスは、本来健全な鋳物を耐圧状態にするために設計されており、根本的に不良な部品を修復するものではありません。