高クロム鋳鉄

高クロム鋳鉄は、その硬質な微細構造のため白鋳鉄に分類されます。主な特性は次の通りです：

• 高硬度： 極めて硬く耐摩耗性に優れるクロム炭化物（M7C3）の存在による。
• 耐食性： クロム含有量により不動態酸化層が形成される。
• 耐摩耗性： 摩耗を伴う用途で不可欠。
• 高温安定性： 600°C以上の環境でも使用可能。

高クロム鋳鉄の特性は、さまざまな産業分野で理想的とされています：

• 採掘および鉱物処理： 破砕機ライナー、研磨球、ミルライナーなど。
• セメント業界： 研磨メディアや耐摩耗部品。
• 発電所： 灰処理システムや石炭粉砕設備。
• ポンプやスラリーシステム： 摩耗性スラリーにさらされる部品。

• 柔軟性： 高クロム鋳鉄を含む幅広い金属に適用可能。
• 規模対応力： 小規模な生産から大量製造まで対応可能。
• コスト効率： 複雑な形状にも対応可能。
• 再利用可能性： 砂は再利用可能な場合が多い。

砂、バインダー（通常は粘土）、および水を混合して型を作ります。高クロム鋳鉄の場合、高い注湯温度や冶金的特性に対応するための追加の考慮が必要です。

1. パターンの作成：
   木材、プラスチック、または金属でパターンを作成し、最終部品の形状を再現。
   パターンを鋳型箱に置き、周囲を砂で満たして型腔を形成。
   
2. 中子の形成：
   複雑な内部構造には砂中子を使用。
   中子は別途作成し、鋳造前に型腔内に配置。
3. 型のコーティング：
   高温から型を保護し、滑らかな表面仕上げを保証するため耐火性コーティングを施します。

1. 溶解炉の選択：
   高クロム鋳鉄は、成分と温度を正確に制御するため、誘導炉や電気アーク炉で溶解されることが多い。
2. 合金添加：
   クロム、炭素、およびモリブデンやニッケルなどの他の元素を追加して、所望の特性を実現。
3. 脱ガスおよび精製：
   不純物を除去する脱ガス処理により、最終鋳物の欠陥を防止。

溶融した高クロム鋳鉄を砂型に注ぎ込みますが、欠陥を防ぐために乱流を最小限に抑える必要があります。
注湯温度は通常1200～1400°Cであり、耐熱性の高い型材料と温度の慎重な監視が求められます。

均一な微細構造の発達を確保するために冷却速度を制御。

急速冷却は残留オーステナイトを引き起こし、遅い冷却は炭化物の偏析をもたらす可能性がある。

凝固後、型を破壊して（シェイクアウト）、鋳物を取り出します。 
余剰部分（湯口や押湯など）を取り除き、鋳物表面の砂や残留物を清掃。

焼きなましや焼き戻しのような熱処理を行い、硬度、靭性、および耐摩耗性を最適化。

高クロム鋳鉄は炭素含有量が高いため、凝固中に収縮しやすく、以下を引き起こす可能性があります：

• 内部空洞
• 鋳物の割れ

クロム炭化物の不均一な分布は、硬度の高い領域と弱い領域が混在する原因となります。冷却制御と鋳造後の処理がこの問題を軽減します。 

高クロム鋳鉄の高い注湯温度は、型表面を侵食し、介在物や粗い表面仕上げを引き起こす可能性があります。特別な耐火性コーティングや高品質な砂の使用で対策が可能です。

大型の耐摩耗部品を製造する場合、投資鋳造など他の方法よりも経済的です。

複雑な設計やさまざまなサイズに対応可能。

高温および高クロム鋳鉄の特定の要件を効果的に処理可能。

パターン用の3Dプリンティングなどの進歩により、砂型鋳造は迅速な開発サイクルをサポートします。

高クロム鋳鉄の耐摩耗性は、以下のような摩耗を受ける部品の製造に利用されます：

• ミルライナー
• 研磨ローラー
• シュートやコンベヤー

酸性または酸化性環境では、高クロム鋳鉄部品（スラリーポンプやインペラーなど）が欠かせません。

発電所やその他の高温環境では、高クロム鋳鉄が耐熱性と耐酸化性が求められる重要な部品に使用されています。

コンピュータ支援シミュレーションツールにより、以下の予測が可能です：

• 凝固パターン
• 収縮
• 熱応力

優れた熱特性を持つ改良された砂配合やバインダーシステムにより、型の強度と精度が向上します。

型の準備、注湯、および鋳造後の処理における自動化により、生産性と一貫性が向上しました。