ステンレス鋼精密鋳造

1910年頃、鋼のCr含有量が12%を超えると、優れた耐食性と耐酸化性を持つことが発見されました。典型的なステンレス鋼は12%以上のCrを含むだけでなく、Ni、Mo、Cu、Nb、Ti、N2などの一つ以上の他の合金元素も含んでいます。

ステンレス鋼鋳造は様々な種類や合金の鋳造に適しているだけでなく、他の鋳造方法よりも寸法精度と表面品質が高い鋳物を生産します。他の鋳造方法では鋳造が困難な複雑、耐高温、加工困難な鋳物でも、精密鋳造で鋳造することができます。

精密鋳造プロセスは、簡単に言えば、可溶性材料（ワックスやプラスチックなど）を使用して可溶性モデル（投資またはモデルと呼ばれる）を作り、その上に特殊な耐火コーティングを数層塗布し、乾燥・硬化させます。一体のシェルを形成した後、蒸気または温水でシェルからモデルを溶かし出し、シェルを砂箱に入れ、周囲に乾燥砂を充填し、最後に鋳型を焼成炉に入れて高温で焼成します（高強度鋳型を使用する場合、脱型後の鋳型シェルは直接焼成できます）。鋳型または型の焼成後、溶融金属を注入して鋳物を得ます。

精密鋳造の寸法精度は比較的高く、一般的にCT4-6（砂型鋳造はCT10~13、ダイカストはCT5~7）に達します。もちろん、精密鋳造のプロセスは複雑で、鋳物の寸法精度に影響を与える要因は多く、例えば鋳型材料の収縮、投資鋳型の変形、加熱・冷却過程でのシェルの線形変化、合金の収縮、凝固過程での鋳物の変形などがあるため、通常の精密鋳造の寸法精度は高いですが、その一貫性にはまだ改善の余地があります（中高温ワックスを使用した鋳物のサイズ一貫性は大幅に改善されるはずです）。

投資鋳型を加圧する際、キャビティの表面平滑度が高い圧力タイプを使用するため、投資鋳型の表面平滑度も比較的高くなります。さらに、シェルは特殊な高温接着剤と耐火材料で作られた耐火コーティングで、投資鋳型に塗布され、溶融金属と直接接触するキャビティの内表面は高い平滑度を持っています。そのため、精密鋳造の表面仕上げは一般的な鋳物よりも高く、通常Ra.1.6~3.2μmに達します。

精密鋳造の最大の利点は、精密鋳造品が高い寸法精度と表面仕上げを持つため、機械加工作業を減らすことができ、要求の高い部品にはわずかな加工代を残すだけでよく、一部の鋳物は研削・研磨代のみを残し、機械加工なしで使用できることです。精密鋳造法を使用することで、多くの工作機械設備と加工工数を節約し、金属原材料を大幅に節約できることがわかります。

精密鋳造法のもう一つの利点は、様々な合金の複雑な鋳物、特に高温合金鋳物を鋳造できることです。例えば、ジェットエンジンのブレードは、その流線型の形状と冷却キャビティを機械加工技術ではほとんど形成できません。精密鋳造プロセスによる生産は、量産を実現し、鋳物の一貫性を確保できるだけでなく、機械加工後の残留工具痕による応力集中を避けることができます。

ステンレス鋼の鋳造材料

鋳造ステンレス鋼は一般的に3つのカテゴリーに分類できます。すなわち、工業用構造用の中高強度マルテンサイト系ステンレス鋼、耐食性ステンレス鋼、耐熱性ステンレス鋼です。

• 中高強度マルテンサイト系ステンレス鋼：マルテンサイト系ステンレス鋼と析出硬化ステンレス鋼を含みます。工業用途では、機械的特性が主な指標であり、大気媒体やより穏やかな腐食性媒体（水や特定の有機物など）に対して良好な耐食性を持っています。金属組織は低炭素ラスマルテンサイトです。
• 耐食性ステンレス鋼：ステンレスおよび耐酸鋼とも呼ばれます。主にその耐食性を評価します。クロムステンレス鋼とニッケル-クロムステンレス鋼の2つのカテゴリーに分類できます。ステンレス鋼の耐食性に影響を与える主な要因は、炭素含有量と析出炭化物の量です。炭素は一般的に非常に低く、通常0.08%未満です。
• 耐熱性ステンレス鋼：耐熱性ステンレス鋼の場合、高温機械的特性は鋼中の安定した炭化物析出相に依存するため、炭素含有量は耐食性鋼よりも高く、約0.20%以上です。高合金耐熱鋼鋳物の耐熱温度は650℃以上に達することができます。

精密鋳造ステンレス鋼部品は、その望ましい物理的特性により、多くの産業で選択されるようになっています！ステンレス鋼は、その優れた物理的特性により、多くの鋳造プロジェクトで最も人気のある工業用合金の一つです。以下の利点により、ステンレス鋼部品・製品は多くの産業や用途で実行可能な選択肢となっていますが、特に医療、自動車、航空宇宙、ヘルスケア、民生用電子機器分野で好まれています。ステンレス鋼部品を大量生産する最良かつ最速の方法は精密鋳造、特に耐食性ステンレス鋼での鋳造であり、その用途は広範囲に及びます。