チタン酸アルミニウムリフト液体パイプ

「反重力」鋳造の主要部品であるセラミック液体リフティングチューブ

 古代から、私たちは鋳造という金属熱処理技術を習得してきました。つまり、金属を一定の要件を満たす液体に溶解して鋳物に流し込み、冷却凝固、洗浄処理を経て所定の形状、サイズ、性能を得るという鋳造プロセスです。これは、最古の青銅が写真に写っているように、鋳型を薄肉化することです。鋳型の薄肉化は、現代の鋳造技術の発展方向であり、軽量製品開発の前提です。航空宇宙、自動車、電子などの分野で鋳物の薄肉化を実現することは非常に重要な意義を持っています。充填タイプは、薄肉鋳物の製造技術の鍵です。大型で複雑な薄肉鋳物は、放熱が速く、凝固時間が短く、充填抵抗が大きいという特徴があります。そのため、その鋳造成形は常に製造業における難題の一つであり、特に超合金の大型で複雑な薄肉鋳物の鋳造成形は困難です。

 反重力鋳造は、その合理的な温度分布、スムーズな充填特性、良好な流動収縮特性により、高品質のアルミニウムマグネシウム合金鋳物の製造に広く利用され、主流の成形技術となっています。特に、大型で複雑な薄肉の高品質部品の製造においては、ほぼ不可欠な生産手段となっています。鋳造は、低圧鋳造、差圧鋳造、調圧鋳造、真空吸引鋳造に分けられます。

1.反重力鋳造とは何ですか？

 日常生活で感じる重力の中にある反重力。反重力鋳造について考える前に、まず重力鋳造の概念について考えてみましょう。重力鋳造とは、地球の重力の作用下で金属液体を鋳造することを指し、重力鋳造とも呼ばれます。一般的な重力鋳造には、砂型鋳造、金属鋳造、溶解鋳造、ダイカスト鋳造、泥型鋳造などが含まれます。狭義の重力鋳造は、主に金属鋳造を指します。

反重力鋳造（Counter-Gravity Casting、CGC）は、1950年代に開発された鋳造成形プロセスであり、パスカルの原理を鋳造生産に応用したものです。坩堝内の金属を圧力の作用下で上昇管に沿って重力やその他の抵抗を克服させ、加圧鋳造する方法です。鋳造時に合金液が充填される駆動力が重力方向と逆方向であり、合金液が重力と逆方向に流れるのが特徴です。

パスカルの原理

液体圧力の伝達

密閉された液体に圧力を加えると、

シーズン2 15

それぞれの側でサイズを変更できない

ECT FS

この法律を可決するには

奇妙な

パスカルの原理(P1=P2)

 パスカルの原理: 液体の圧力伝達。

 反重力鋳造における金属液の充填は、重力と印加駆動力の共通作用によって行われます。外部駆動力は金属液充填プロセスにおける支配的な力であり、金属液が自身の重力、型内抵抗、その他の外力を克服して充填・鋳造を完了することを可能にします。外部駆動力の存在により、反重力鋳造は制御可能なプロセスとなります。金属液充填プロセスでは、印加力を制御することで、異なる充填速度の充填を実現できます。また、鋳物は強力な作用下で凝固し、金属液の充填収縮能力が向上し、ひけ巣、気孔、ピンホールなどの鋳造欠陥が減少します。

反重力成形技術は、成形プロセス全体をパラメータ化することで再現性の高いプロセスを実現し、高品質鋳物の製造に広く利用されています。反重力鋳造は幅広い材料に適しており、アルミニウム合金、マグネシウム合金、銅合金、チタン合金、耐熱合金など、鋳造重量が数十グラムから数トンに及ぶ幅広い材料に使用できます。

2. 反重力鋳造の主要部品の一つ：リフティングチューブ

昇降管は反重力鋳造の重要な部品の一つです。注湯時には、空気圧の作用により、金属溶湯がるつぼから上昇管を通って鋳物に入ります。圧力解放時には、未固化の金属溶湯も上昇管を通ってるつぼに戻ります。注湯システムの重要な部品である昇降管は、分流と収縮の機能を持ちます。気密性、化学的慣性、そして充填プロセスの安定した信頼性を備え、反重力鋳造プロセスにおいて重要な役割を果たします。昇降管は様々な材料で作ることができますが、材質によって主に金属昇降管とセラミック昇降管に分けられます。ダイカスト工程では、アルミニウム溶湯（温度700～900℃）が鋳物内部に注入されます。℃）は、3～5分ごとに液体ドラフトチューブから金型キャビティに押し出されます。液体ドラフトチューブの寿命を延ばすには、熱膨張係数が低く、耐熱衝撃性に優れている必要があります。

1. 金属製液体リフティングチューブ

金属製油圧管は、主にシームレス鋼管の溶接またはねずみ鋳鉄鋳物で作られ、内外面には耐火コーティングが施されています。金属製油圧管は、優れた機械的性質、良好な気密性、加工性、低価格といった利点がありますが、欠点としては、金属とコーティングの熱膨張係数の差、コーティングの剥離、金属管の腐食、合金汚染、使用中の変形などが挙げられます。これらの問題は、合金液の流量と方向に影響を与えます。また、鋳鉄製の油圧管の耐用年数は短く、部品交換の頻度が生産効率に影響を及ぼします。

2、チタン酸アルミニウムセラミックリフティングチューブ

 チタン酸アルミニウムセラミックは、融点が高い（1860℃）、低い熱膨張係数（α チタン酸アルミニウムは、2.0×10-6 / Kという高い粘性を持つだけでなく、アルミニウムなどの多くの非鉄金属の特性も備えているため、鋳造アルミニウム用の液体上昇管の製造に最適な材料です。しかし、チタン酸アルミニウムは容易に分解されます。 α -Al2O3およびルチルTiO2（750～1300）℃これにより、材料の機械的特性と耐熱衝撃性が低下します。国内のチタン酸アルミニウム上昇液管に関する研究は、主に耐熱衝撃性の向上に焦点を当てています。従来の鋳鉄ライザーと比較して（後述する窒化ケイ素およびセロンセラミックスも同様）、低圧ダイカスト中に熱を保持できます。

チタン酸アルミニウム製リフト液管は、良好な製品寿命は3ヶ月以上、通常の製品寿命は約10日です。チタン酸アルミニウム管は長期間使用でき、コストパフォーマンスに優れ、広く使用されています。

3. 窒化ケイ素セラミック液上げ管

 高度な耐火材料である窒化ケイ素は、低い熱膨張係数、優れた耐熱衝撃性、高い高温機械的特性、そして強い金属侵食耐性などの利点を有しています。窒化ケイ素の融点は1900℃です。℃熱膨張係数は2.5×10-6/Kで、多くの金属を濡らしません。純窒化ケイ素リフトチューブは、チタン酸アルミニウムリフトチューブよりも耐熱衝撃性と耐熱性に優れており、長寿命ですが高価です。

シリコン窒化物製リフティングチューブは高価ですが、耐久性に優れ、14ヶ月以上の長寿命が期待できます。シリコン窒化物とシリコンカーバイド製リフティングチューブを組み合わせた場合、通常の連続運転寿命は30日以上で、コストパフォーマンスも優れています。他の材料と比較して耐久性は優れていますが、コストが比較的高いため、適切なバランスポイント、性能、寿命を考慮して材料を選定する必要があります。

4. セロンセラミック液体リフティングチューブ

 セロンセラミックは、Si3N4-Al2O3系の高温焼結材料であり、Al2O3のAl原子とO原子がSi3N4中のSi原子とN原子に部分的に変換され、Si-Al-ON系を形成します。セロンセラミックは、優れた高温強度、室温および高温での優れた化学的安定性、優れた耐摩耗性、低い熱膨張係数（2.4～3.2×10-6 / K）、優れた耐熱衝撃性などの利点を備えています。

セロンセラミックスは、窒化ケイ素（高強度、高硬度、破壊靭性、低熱膨張）とアルミナ（耐腐食性、化学的慣性、高温耐性、耐酸化性）の総合的な性能と、非常に優れた熱的・機械的特性を兼ね備えています。データによると、専門メーカーが製造するセロンセラミック液体リフトチューブは、優れた耐熱衝撃性と最大12ヶ月の耐用年数を備えています。

5.複合材料液体リフティングチューブ

複合材料油圧管は、主に鋳鋼や耐熱鋼を骨組みとして、内外面に一定の厚さの耐熱セラミックなどの非金属材料をコーティングまたは埋め込み、気密性や機械的性質に優れた金属油圧管と、非金属材料の耐高温性や高温化学安定性といった利点を備えています。しかし、このような揚水管の製造工程は複雑で、コストも高くなります。

上記と比較して、チタン酸アルミニウム系のセラミックスは以下のように紹介されています。

1. 製品生産の背景：

チタン酸アルミニウム（Al 2 TiO 5）は、1モルのアルミナ（Al 2 O 3）と1モルの二酸化チタン（TiO 2）からなる耐火化合物です。この多結晶セラミック材料は、通常、アルミナと二酸化チタンの粉末を反応焼結して化学量論比の固溶体を形成することによって製造されます。優れた耐薬品性、低い熱伝導率、高い耐熱衝撃性（低い熱膨張係数による）により、チタン酸アルミニウムは、鋳造部品（ノズル、るつぼ、ゲート）など、さまざまな技術アプリケーションに適した材料となります。自動車コンバーター、ガラス産業の金型チタン酸アルミニウムシリーズセラミックは、室温と高温での強度が高く、耐腐食性と耐熱膨張性が低く、スラグがなく、割れがなく、長寿命で、アルミニウム溶液の浸透がないという特徴があり、冶金低圧鋳造業界の液体パイプ、水、出口の理想的な材料となっています。現在、高品質の液体リフティングチューブは依然として主に輸入に依存しており、その一因はコストの高さ、二つ目は生産の継続性が保証されていないことです。チタン酸アルミニウム複合セラミック液体リフティングチューブの誕生は、中国の伝統的な産業技術の転換と推進、そして自動車エレクトロニクス産業の振興にとって、計り知れない意義を持っています。

 製品の特徴:

1. 優れた耐熱性と耐衝撃性。チタン酸アルミニウム（Al 2 TiO 5）は、優れた耐熱性と耐衝撃性を備えています。強度のばらつきが小さいにもかかわらず、この材料で作られた部品は、そのような状況にも耐えることができます。

2. アルミニウム溶融塩やその他の非鉄金属溶液は浸透しません。チタン酸アルミニウムは、液体アルミニウムによって湿潤しないセラミック材料であり、優れた耐熱衝撃性でも知られています。

3、室温が高く、高温強度が最大限に発揮されます。動作温度：900℃（20～600℃で<1×10-6 K 0-1）の極めて低い熱膨張率、高い絶縁性（1.5 W / mK）。

4、優れた耐摩耗性と耐腐食性。ヤング率が低い（17～20GPa）ため、耐薬品性に優れ、溶融金属との濡れ性も低い。優れた耐薬品性と耐摩耗性により、高い溶融純度が保証される。

5であり、熱膨張係数が低い。チタン酸アルミニウムは、従来の材料では耐えられない非鉄金属溶融金属業界の厳しい条件にも容易に対応できる。

6. 熱伝導率が低い。そのため、チタン酸アルミニウム管はアルミニウム鋳造工場に最適です。その低熱伝導率は省エネにつながり、比類のない熱衝撃耐性を有し、通常、部品の高い熱応力レベルに耐えるために使用され、低圧鋳造機の生産工程における自動化と連続性を実現することで、生産効率を向上させ、生産コストを削減します。

3. 製品パフォーマンス指標：

4. 製品のサイズ：

注：お客様のニーズに応じて、さまざまなタイプのチタン酸アルミニウムリフティングチューブを加工できます。