ダイキャスティングパーツの味付けされたサプライヤーとして、私はダイキャスティングプロセスで多様な材料を操作する特権を持っていました。ダイキャスティングパーツの品質と精度に大きな影響を与える重要な要因の1つは、使用される材料の収縮率です。これらの収縮率を理解することは、クライアントの正確な仕様を満たす高品質の部品を生産するために不可欠です。このブログでは、ダイキャスティングで一般的に使用されるさまざまな材料の収縮率を掘り下げます。
亜鉛ダイキャスティングパーツ
亜鉛は、ダイキャスティング業界で人気のある素材であり、亜鉛ダイキャスティングパーツ優れた寸法の安定性、高強度 - 重量比、および優れた表面仕上げで知られています。収縮に関しては、亜鉛の収縮率は比較的低いです。
亜鉛合金の収縮率は通常、約0.6％から0.8％の範囲です。この比較的低い収縮は、亜鉛の独自の物理的特性によるものです。亜鉛には融点が比較的低いため、ダイキャスティングプロセス中には、比較的迅速に冷却され、固化します。高速冷却プロセスにより、材料が収縮する時間を短縮し、収縮率が低くなります。
亜鉛の収縮率が低いため、耐性のある部品を生産するのに理想的な選択肢となります。たとえば、エレクトロニクス業界で使用されているような小規模で複雑なコンポーネントの生産では、正確な寸法を維持する能力が重要です。亜鉛ダイキャスティングにより、これらの厳しい許容度を高度な精度で達成することができ、部品が最終アセンブリに完全に適合するようにします。
アルミニウムダイキャスティングパーツ
アルミニウムは、ダイキャスティングで別の広く使用されている素材であり、アルミニウムダイキャスティングパーツ軽量、高強度、および良好な腐食抵抗が評価されています。ただし、アルミニウムは亜鉛と比較して収縮率が高くなっています。
アルミニウム合金の収縮率は、一般に1.1％から1.3％の間に低下します。アルミニウムのより高い収縮率は、その融点が高いことと、それが固まる方法に起因する可能性があります。アルミニウムは、ダイキャスティングプロセス中に冷却して固化するのに時間がかかります。これにより、材料の収縮時間が増えます。さらに、固化中に形成されるアルミニウムの結晶構造は、より高い収縮にも寄与します。
収縮率が高いにもかかわらず、アルミニウムダイキャスティングは、多くのアプリケーションで依然として一般的な選択肢です。たとえば、自動車業界では、アルミニウム部品の軽量性は燃料効率を向上させるのに役立ちます。より高い収縮を補うために、高度なダイデザイン手法を使用します。 Die Designにドラフト角度や適切なゲーティングシステムなどの機能を組み込むことにより、溶融アルミニウムの流れを制御し、最終的な部分寸法に対する収縮の影響を最小限に抑えることができます。
マグネシウムダイキャスティングパーツ
マグネシウムは、一般的なダイ - 鋳造金属の中で最も軽いものであるため、航空宇宙産業や自動車産業などの減量が優先事項であるアプリケーションにとって魅力的なオプションとなっています。ただし、マグネシウムの収縮率も比較的高いです。
マグネシウム合金の収縮率は、通常、約1.2％から1.4％です。アルミニウムと同様に、マグネシウムの高い融点とその固化挙動は、この収縮率に寄与します。マグネシウムは酸素と高い反応性を持っています。つまり、酸化を防ぐために、ダイ鋳造プロセス中に特別な予防策をとる必要があります。
マグネシウム部品の収縮を管理するために、溶融マグネシウムの冷却速度を慎重に制御します。制御された冷却技術を使用することにより、凝固プロセスをより制御された方法で減速させ、収縮を引き起こす内部応力を減らすことができます。これにより、正確な寸法でマグネシウムダイキャスティングパーツを生産するのに役立ちます。
銅ベースのダイキャスティングパーツ
銅ベースの合金は、高電気および熱伝導率、および優れた腐食抵抗で知られています。ただし、大幅な収縮率もあります。
銅ベースの合金の収縮率は、1.4％から1.6％の範囲です。銅には、比較的高い融点と複雑な凝固プロセスがあります。固化中、銅は異なる段階を形成し、不均一な収縮を引き起こす可能性があります。
銅ベースのダイキャスティングパーツの収縮に対処するために、ダイデザインの最適化と熱処理の組み合わせを使用します。 DIEの設計は、予想される収縮を可能にするように調整されており、熱処理を使用して内部応力を緩和し、部品の寸法安定性を改善します。
収縮率に影響する要因
材料自体とは別に、他のいくつかの要因がダイキャスティングパーツの収縮率に影響を与える可能性があります。
ダイデザイン
ダイの設計は、収縮を制御する上で重要な役割を果たします。適切なゲーティングおよび通気システムで設計されたダイは、溶融物質の均一な流れを確保し、不均一な冷却と収縮の可能性を減らします。ダイのドラフト角度も部品の排出に役立ち、部品の形状に対する収縮の影響を最小限に抑えることができます。
冷却速度
溶融物質の冷却速度は、収縮に直接影響を与えます。材料の収縮時間が短いため、より速い冷却速度は一般に収縮を減らします。ただし、冷却速度が速すぎる場合、部品に内部応力と亀裂を引き起こす可能性があります。したがって、各材料の最適な冷却速度を見つける必要があります。
合金組成
合金の組成は、収縮率にも影響を与える可能性があります。合金要素のわずかな変化は、その収縮挙動を含む材料の物理的特性を変える可能性があります。たとえば、特定の要素をアルミニウム合金に追加すると、収縮率を下げることができます。
結論
異なる材料の収縮率を理解することは、ダイキャスティングプロセスで基本的です。ダイキャスティングパーツのサプライヤーとして、次元の精度、強度、重量など、部品の特定の要件に基づいて適切な材料を選択することに細心の注意を払っています。また、Die Design、Cooling Control、およびAlloy Selectionの高度な技術を使用して、収縮を管理し、高品質の部品を生成します。
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参照
- J.キャンベルによる「ダイキャスティングハンドブック」
- 「材料科学と工学：紹介」WD Callister Jr.とDG Rethwischによる
- ダイキャスティングの材料とプロセスに関する業界調査報告。
