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鋳造についての疑問
- 鋳造における上型と下型の間にのりを書いてくっつける作業で、のりの厚みによって湯が漏れるか疑問がある。
- 鋳造におけるのりの厚みと湯の流れる隙間の関係について知りたい。
- 溶湯の粘性や流速、圧力が影響するのか、のりの厚みによって湯が漏れるか確認したい。
- 鍛造金型
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皆さんの回答でほぼ解決していると思いますが、ご質問されている点についてお答えします。 溶湯の圧力によりバリの出かたは変わります。御社がどのような鋳込み姿勢かによりますが、パーティングラインが水平の状態でシェル造型ということを考えると、スプルカップから製品までの距離はせいぜい200mmだと思います（スタックの場合は別ですが）。この場合、0.3程度でバリは出ないと思います。 これとは別にパーティングラインが垂直の状態で上側と下側に2段・3段と製品の配置が行われた場合は、同じ隙間でも下側にバリが出るようになります。上側と下側ではスプルカップからの距離が違うためです。 これが、圧力差によるバリの発生です。 ただ、隙間をまったくなくせばよいかというとそうではありません。型からのガス発生分を鋳型の隙間は逃がしてくれるからです。隙間をなくせば徹底したガス抜き対策が必要となると思います。 溶湯のスピードに関しては、温度低下による流動性の低下分が少ないため、バリは発生しにくいとおもいますが、その場合、鋳肌に影響が出たりするのでそっちの方が問題かと思います。 よって、私は0.2－0.3mmぐらいが問題ないと思います。 回答としては現場的回答ですが、参考までに。
隙間から漏れるか漏れないかは、溶湯が隙間に入っていく力と 溶湯が隙間から排除される力のバランスで決まります。 下記のURLには鋳型に溶湯が差し込む場合についての説明があります。 今回のご質問に類似した内容ですのでご参考に。 溶湯が隙間に入っていく力に相当するものは ヘッド高さであったり、溶湯のスピード（というより加速度）です。 溶湯が隙間から排除される力に相当するものは 表面張力や、隙間を流れるときの流動抵抗、鋳型から噴き出すガスの圧力になります。
お礼
Ｔさん、回答ありがとうございます。 溶湯が隙間に入っていく力には溶湯を流すスピードだけでなく、ヘッド高さも関係するんですね。 とても参考になりました。 回答して頂いて、ありがとうございました。
実際には隙間が0.3までは溶湯は漏れないと思います(0.4mmでもOKだと思います)。FCとFCDの溶湯でいくらかは変わりますが、さほどの大差はありません。隙間というのは糊の厚みもありますが、型によっては糊を使用しなくても鋳型の干渉で生じる隙間もあります。これによる隙間も含んで考慮しなくてはいけません。 使用されている糊が何かはわかりませんが、貼るときの条件で糊の厚みは変わりますのでその分だけ糊をつけるところにクリアランスを持たせるのが普通です。大体0.4-0.5かと思います。 かいとさんの会社では、シェルモールドとのことですので鋳型はしっかりしていると思いますので、組み立て時の鋳型の破損は無いでしょうから、焼成時に鋳型がそらないようにして上型と下型の間で隙間を作らないようにするのも大事です。 たとえば、鋳型の肉厚バランス・焼成後の保管方法などです。
>>上司に聞いてもこの疑問は分かりません。 そうゆうのは、よくある話です 経験と、カンで作っているから 今までの日本がそのような状態ですが 同じことを、やって、上記の例だと、漏れ出したら、手が付けられません 技術的なメカニズムは、回答１で正解ですが
お礼
はははさん、回答ありがとうございます。 とても参考になりました。 回答して頂いて、ありがとうございました。
金属の溶湯は粘性が低くて水より良く流れますが、表面張力が大きいので あまり狭い隙間には入り込みにくいです。下の絵のような感じで止まります。 また、薄いすきまに入った湯は すぐに冷えて固まるのでそこで漏れが止まるといったこともあります。 品物にバリがでているのがこの状態ですね。 大型の鋳物では圧力が大きくなるので、実際に漏れることもあります。 Ｉ Ｉ 上型 Ｉ 湯 －－－－－－－－－－－－－ ） すきま －－－－－－－－－－－－－ Ｉ Ｉ 下型 Ｉ ＞隙間がだいたい0.4ミリメートル以下だと溶湯が漏れないとのことですが、その漏れない隙間の値は溶湯の粘性や表面張力によって決まっているんですか？ 回答４のリンク先が完璧な説明ですが、表面張力や粘性と、湯の圧力のつりあいですね。 圧力が高いほど、すきまは狭くしないと危ないということです。 すごく極端な例ですが、数グラムの湯（指輪や歯の金冠）だと、２ミリの穴でも 入ってゆきません。ガス等で圧力をかけてはじめて流れ込みます。 ＞（私が勤務している会社や他の鋳造会社で）糊の厚みの隙間で湯が漏れないのは、おそらく、その湯の圧力の強さでも溶湯が漏れない隙間に調整しているからですよね？ そうなんですが、じっさいには型枠の締め付けや、水平置きの場合は上に 大量に重りを載せるなどの対処で、「すきまが何ミリかはわかんないけど 出来るかぎり密着させる」というやりかたのとこが多いかと。 回答２の方がおっしゃるとおり経験とカンで（＾＾； 実作業上は、湯の重量や浮力で型が押し広げられるほうが 大きな問題で、これに耐えるようにしっかり拘束していれば 糊の厚みが問題になるケースは少ないのでみんなあまり意識してないのだと 思います。 砂型鋳物の場合、「漏れることもある」前提で、パーテーションラインまで 砂に埋めて鋳込みをしたりもします。 ＞あと、湯の圧力を凄く強くした場合、（上型と下型の間の隙間が全くない状態でないと）少しでも上型と下型の間の隙間があると溶湯が流れ込んでしまうことってあるんでしょうか？ これはあります。ダイキャストやプラスチック成型で圧力をかけて 鋳込む場合は百分の数ミリのすきまでもバリが出ます。 それと、回答４とそのリンク先をよーく読んでください。 ここでいわれている「差し込み」というのは（型の合わせ目ではなく） 砂の一粒一粒のすきまに湯がしみ込んでいく現象です。 そういうことも実際に起きます。 いや、漏れるでしょう。先にも書いたとおり、差込みといって、 砂粒と砂粒の間（百分の数ミリですよね？）に入り込むことも あるんですから。品物の重量がトンのレベルになると底の方は 圧力すごいですよ。 数キログラム程度の大きさの品物で、押し湯を高くしたり 鋳込み速度を速めたりした程度でしたら全然問題ないと思います。 ダイキャストを例に出したのは、あれは湯に機械的に圧力をかけて 何十気圧とかそういう高圧で型に充填するので、 「圧力を凄く強くした」場合の極端な例として挙げました。 公式は上下型すきまにも使えるはずです。 設計の段階でいちいちそこまで詳細な計算はしてないとこがほとんどだと 思います。（断言はしませんが。） 何か問題がおきたときに確認のためにやることはあるでしょう。 他所の仕事をそうそうたくさん見てるわけじゃないので この辺になるとこの程度の回答が精一杯ですね。
お礼
ヒプノスさん、回答ありがとうございます。 ヒプノスさんの回答、とても分かりやすかったんですけど、もう少しお聞きしたいことがあります。 （私が勤務している会社や他の鋳造会社で）糊の厚みの隙間で湯が漏れないのは、おそらく、その湯の圧力の強さでも溶湯が漏れない隙間に調整しているからですよね？ あと、湯の圧力を凄く強くした場合、（上型と下型の間の隙間が全くない状態でないと）少しでも上型と下型の間の隙間があると溶湯が流れ込んでしまうことってあるんでしょうか？ くどくてすいませんが、よろしくお願いします。 ヒプノスさん、回答ありがとうございます。 もう一つヒプノスさんにお聞きしたいんですけど、ダイキャストやプラスチック成型だと溶湯が漏れやすいみたいですけど、砂型の場合はどんなに圧力をかけても百分の数ミリ程度の隙間では溶湯は漏れませんよね？ よろしくお願いします。 ヒプノスさん、返信が遅くなりすいません。回答ありがとうございます。 回答４をもう一回よく読んでみました。この回答４の差し込みの公式（Pst＋Pdyn＋Pexp＝Pr＋Pf＋Pgas）はけい砂の粒子と粒子の間の隙間だけではなくて、上型と下型の型の合わせ目の隙間にも使えますよね？ あと、いくら鋳造会社の技術部や設計などの専門分野の部署の人でも回答４の差し込みの公式（上記している公式）に実際の自分の会社の数値（溶湯の静圧、動圧や毛細管圧など）を入れて、溶湯が漏れない隙間の数値の値を計算することなんてしてないですよね？ すいませんが回答よろしくお願いします。 ヒプノスさん、親切に回答して頂きありがとうございます。 何度もくどく質問してすいません。 自分が勤務している会社の実際の数値（動圧や静圧、毛細管圧、など）が分からなくても、この公式（Pst＋Pdyn＋Pexp＝Pr＋Pf＋Pgas）が分かっていれば、「何故のりの厚みでできる上型と下型の隙間からは溶湯が漏れないのか」という疑問は理解したことになりますよね？ （自分の会社の）実際の動圧、静圧や毛細管圧などの数値が分かっても分からなくても上記の公式が分かれば、理解の程度に変わりはありませんよね？ これでヒプノスさんへの質問は最後にしたいと思いますので、回答よろしくお願いします。
お礼
usrkitaさん、回答ありがとうございます。 親切な回答でとても分かりやすかったです。 確認させて頂きたいんですけど、（0.2～0.3ミリぐらいの隙間なら溶湯漏れしないということが）現場的な回答ということは、どこかの資料にその数値（0.2～0.3ミリぐらい）が乗っていたという訳ではなくて、現場で実験をして分かった（得た）数値（0.2～0.3ミリぐらい）ということですよね？ しつこくてすいませんが回答、よろしくお願いします。