要点まとめ

ダイカスト欠陥のトラブルシューティングとは、気孔、割れ、流れ痕、バリなどの不具合を特定することを含み、それらは金型設計、工程パラメータ、または材料品質の問題に起因します。これらの問題を解決する核心は、射出速度、材料および金型温度などの変数を体系的に最適化し、金型自体の完全性を確保することにあります。根本原因を明確に理解することは、高品質で欠陥のない部品を生産するための第一歩です。

ダイカスト欠陥の根本原因の理解

ダイカスト欠陥の効果的なトラブルシューティングは、その原因を正しく理解することから始まります。ほとんどの不完全な部分は、金型および鋳型の問題、工程パラメータの不整合、または材料の品質問題という、主に3つのカテゴリーのいずれかに起因します。これらの要因は互いに関連しており、ある分野の問題が別の分野の問題を悪化させることがあります。適切な対策を講じ、再発を防止するためには、体系的な診断が鍵となります。

金型の問題は、欠陥の大きな原因となります。排気が不十分な設計の不良な金型はガスを閉じ込め、気孔の発生を招きます。同様に、金型の摩耗や損傷、例えば半型同士のずれや摩耗などは、バリや部品の不一致を引き起こす可能性があります。金型の熱管理も極めて重要です。金型が低温すぎると流れ跡や冷接（コールドシャット）が生じ、局所的な過熱は溶融合金が金型表面に溶着する「すびれ」を引き起こすことがあります。これらの問題を防止するには、設計段階から対策を講じる必要があります。CAE解析を駆使し、高い金型基準を維持する経験豊富な製造業者と連携することは、 Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. 、初めから欠陥の発生可能性を最小限に抑える堅牢な金型を製作する上で不可欠です。

工程パラメータ—ダイカスト機械の特定の設定—は正確に制御されなければなりません。射出速度、圧力、冷却速度などの変数は、最終製品の品質に直接影響を与えます。たとえば、射出速度が高すぎると溶融金属の流れに乱流が生じ、空気が閉じ込められてガス偏析を引き起こす可能性があります。逆に、圧力が不十分だと金型の充填が不完全になり、「ショートショット」と呼ばれる欠陥が発生するおそれがあります。内部応力による割れや反りなどの欠陥を防ぐためには、凝固および冷却段階を含むサイクルのタイミングを最適化する必要があります。

最終的に、原材料の品質が基本となります。溶融金属合金は清浄で、適切な温度に保たれ、十分に脱ガスされている必要があります。酸化物やスラグなどの合金内の不純物や介在物は、鋳造物内部に弱点を生じさせ、構造的な破損につながる可能性があります。化学組成自体も極めて重要です。例えば、アルミニウム合金中の鉄含有量が低いと、溶着のリスクが高まります。合金の純度と温度を厳密に管理することで、鋳造プロセス中に材料が予測可能な挙動を示すようになります。

表面欠陥の一般的なトラブルシューティング

表面欠陥は、外観だけでなく、場合によっては機能にも影響を与える、ダイカスト部品で最も目立つ欠陥の一つです。一般的な問題には、ガス偏析、流れ痕、バブル（水泡）、割れなどがあります。それぞれに特有の原因があり、解決には的を絞ったトラブルシューティングが必要です。これらの外観上のサインを理解することは、基礎にある工程上の問題を診断するための第一歩です。

ガス偏析とバブル は、金属内に閉じ込められたガスが原因で生じる、密接に関連する欠陥です。ガス偏析は、表面または表面直下に現れる小さな、通常は丸い空洞として現れます。バブルは、鋳造品の薄い外層が膨張して表面が盛り上がったもので、特に熱処理時や金型からの脱型時に、閉じ込められたガスが膨張することによって形成されます。主な原因は、金型の充填時に発生する乱流による空気の巻き込み、または離型剤から発生するガスです。

1. 材料品質の確認： 使用前に合金が清潔で、乾燥しており、適切に脱ガスされていることを確認してください。
2. 射出条件の最適化： 射出速度を低下させて、より層流的な流れを作り出し、乱流を最小限に抑えてください。
3. ベントの改善： 金型のベント穴やオーバーフロー通路が清掃されており、空気をキャビティから逃がすのに十分な大きさであることを確認してください。真空成形システムを使用することは、非常に効果的な解決策です。
4. 潤滑剤の管理： 高品質な離型剤を使用し、過剰なガス発生を避けるために少量を塗布してください。

フローマークおよび割れ は熱管理と応力に関連しています。フローマーク（または冷隔）とは、凝固する金属の流れの跡に沿って表面に現れる筋状の模様、線、またはパターンのことです。これは溶融金属が金型表面に接触した際に急速に冷却され、個別の流れが完全に融合しないことで発生します。割れとは、急激または不均一な冷却による熱応力、あるいは金型から取り出す際の機械的応力によって生じる亀裂のことです。

1. 温度の調整： 金型と溶融金属の温度を上げて流動性を改善し、早期固化を防ぎます。
2. ゲートの最適化： ゲートの位置とサイズを再設計して、金型が迅速かつ均一に充填されるようにし、金属が移動する距離を最小限に抑えます。
3. 熱管理の強化： 金型の冷却システムが正しく機能していることを確認し、応力の原因となる不均一な温度勾配を回避します。
4. 部品形状の見直し： 肉厚の急激な変化を最小限に抑え、亀裂が発生しやすい応力集中部位を緩和するために十分なフィレットを追加します。

内部および構造的欠陥の解決

表面欠陥は外観上の問題となる一方で、内部欠陥は部品の構造的完全性を損ない、現場での重大な破損を引き起こす可能性があります。主な内部欠陥には収縮孔や介在物があり、また表面に影響を与える重要な欠陥としてスoldering（金型溶着）があります。これらの欠点はしばしば目には見えず、防止するためには慎重な工程管理と材料管理が必要です。

収縮気孔 鋳造物の内部、特に厚い部分に、ギザギザで角ばった空洞または空隙として現れます。これは、溶融金属が凝固中に収縮し、その結果生じる空洞を補うだけの液体金属が供給されない場合に発生します。その原因は、壁厚が均一でないなどの不適切な部品設計や、ゲート系からの供給不足であることが多いです。収縮による気孔を防ぐには、可能な限り均一な断面を持つように部品を設計することが重要です。欠陥防止についてさらに詳しい情報については、 Dynacastが詳細なガイドを提供しています 。凝固中の適切な金属供給を確保するためには、効果的な熱管理および適切なサイズのゲートと湯道が非常に重要です。

はんだ付け 金型の表面に溶融合金が化学的に溶着する欠陥です。この現象は、部品の脱型時に部品自体と金型の両方に損傷を与え、高額な停止時間と修理費用を引き起こします。溶着は鋳物の表面に粗い斑点や線として現れることが一般的です。主な原因は局所的な高温、金型表面の摩耗、または合金組成の不適切さ（特にアルミニウム合金における鉄分の不足）です。予防策には以下のことが含まれます。

• ホットスポットを避けるため、金型の冷却を適切に確保する。
• 合金の化学組成を管理し、特に特定の合金において鉄含有量を0.8％から1.1％の間で維持する。
• 保護バリアを形成するために高品質の金型離型剤を使用する。
• 溶着の発生源となる粗さを除去するために金型キャビティを研磨する。

含有物 金属マトリックス内に閉じ込められた異物です。これらは金属系（例：スラグ）または非金属系（例：鋳型からの砂、酸化物、耐火物の破片など）である可能性があります。介在物は応力集中点を生じさせ、部品の強度を著しく低下させ、負荷時に亀裂の発生を促すことがあります。主な原因としては、不純物を含む合金、溶融金属の不十分な清浄処理、または金型キャビティ内のごみの混入が挙げられます。 Dolin Casting によると、徹底的な清浄さが極めて重要です。これには清浄なインゴットの使用、溶融金属からのスラグの完全な除去、るつぼや工具の清掃、および毎回の射出前に金型キャビティがごみのない状態であることを確認することが含まれます。

寸法および幾何学的欠陥の修正

形状や幾何学的欠陥は鋳造物の最終形状と精度に関係し,組み立て物に適合し機能する能力に直接影響します. このカテゴリーの一般的な問題は,フラッシュ,歪み,不一致です. この欠陥は,しばしば,鋳造機や鋳造機そのものに問題があること,冷却中に熱圧がかかることを示す. 生産効率を維持し,後処理コストを削減するために,これらの修正は不可欠です.

フラッシュ 鋳造物の分離線または噴射ピンの周りに形成される薄くて望ましくない金属片である. 溶融金属が高圧下で 鋳造孔から脱出すると発生します 最も一般的な原因は,機械からの十分な圧縮力,模具の磨かれたまたは損傷した分離線表面,または過剰な注射圧です. 詳細な説明を 快速軸は,死者の着用を強調 重要な貢献者なのです この問題のトラブルシューティングには,体系的なチェックが必要です.

• 固定力確認: 射出圧力に対してダイの半分をしっかりと閉じた状態に保つために、機械のトン数が十分であることを確認してください。
• 金型の点検： 分割面にごみ、摩耗、または損傷がないか確認してください。定期的な金型メンテナンスは極めて重要です。
• 工程パラメータの最適化： 製品を完全に充填しつつも金属をキャビティ外に押し出さないレベルまで、射出速度または圧力を低下させてください。

歪み と 変形 歪み（ワーピング）とは、鋳造品が凝固中または凝固後に意図した形状から変形する現象を指します。これは通常、不均一な冷却によって内部応力が発生し、その応力が部品を引っ張ったりねじったりすることで引き起こされます。薄肉部分は厚肉部分よりも速く冷却および収縮するため、このような応力が生じます。その他の原因としては、まだ熱い状態の部品を不適切にエジェクトすることによる機械的弯曲が挙げられます。歪みを解決するには、金型の冷却チャネルを調整して均一な冷却を実現するとともに、肉厚の大きな差異を抑えるような部品設計を行うことが重要です。また、エジェクションピンの配置を調整してバランスの取れた力をかけることで、変形を防ぐこともできます。

不一致 キャストの両半分が正しく位置合わせされていないために発生する欠陥であり、分割線に沿って段差またはずれが生じます。これはほとんど常に金型または機械に起因する機械的な問題です。金型内の摩耗または破損した位置決めピン、ダイカスト機械の緩んだ部品、または不適切な金型セットアップがすべてミスマッチの原因となります。解決策としては、毎サイクルで金型の両半分が正確かつ再現性高く位置合わせされるように、金型と機械の両方を徹底的に点検・整備することが必要です。

ダイカスト欠陥に関するよくある質問

1. ダイカストで最も一般的な欠陥は何ですか？

最も一般的なダイカスト欠陥は、3つのカテゴリーに分類できます。表面欠陥には、気孔、ブリスター、流れ跡、割れが含まれます。内部または構造的欠陥には、収縮気孔および介在物が含まれます。寸法上の欠陥には、バリ、反り、ミスマッチが含まれます。それぞれのタイプには、工程、材料、または金型設計に関連した明確な原因があります。

2. キャスト欠陥は通常どのように特定されますか？

フラッシュ、流れ跡、割れ、反りなどの多くの欠陥は、注意深い外観検査によって特定できます。気孔や介在物などの内部欠陥については、非破壊検査手法が必要です。これには、部品内部を確認するためのX線検査や、隠れた欠陥を検出するための超音波検査が含まれます。

3. キャスト欠陥を防止するための鍵は何ですか？

予防の鍵は、3つの分野に注力した包括的なアプローチにあります。第一に、適切なゲート設計、ベント設計、および熱管理を確保する堅牢な金型設計です。第二に、射出速度、圧力、温度を最適化する厳密な工程管理です。第三に、清浄で適切に処理された合金を使用し、清潔な生産環境を維持する高品質な材料管理です。

4. 鋳造品に関連する主な故障のカテゴリは何ですか？

鋳造に関連する故障は、部品の完全性を損なう欠陥が原因となるのが一般的です。これらは、コーティングや外観に影響を与える表面欠陥、機械的強度を低下させ破断につながる可能性のある気孔や亀裂などの構造的欠陥、および反りやずれなどの寸法誤差により適切な組み立てや機能が妨げられるといったものに分類できます。