ダイカストの代表的な鋳造不良10種とその対策

鋳物にできた空隙を鋳巣とよんでいます。代表的な鋳造不良であり、各社において欠陥のサイズ、個数が規定されています。引け巣、ブローホールに大別され、その生成原因はそれぞれ異なります。
引け巣は凝固収縮に対して溶湯補給がされない場合に生じます。ざく巣と呼ばれるアリの巣状の巣も狭義には引け巣になります。ブローホールは空気やガスが製品中に混入することで生成され、巻き込み巣、ガス巣などに細分されます。

湯回り不良とは、金型内に溶湯が充填される際、設計通りに湯が回らずに生成する鋳造不良のことをいいます。湯境不良、湯じわ不良に分類されます。これがあると製品強度が著しく低下したり、リークの原因になることから製品規格において厳しく制限されています。
湯じわ不良の定義は、ダイカスト表面に広く形成される溝の浅いしわ状の欠陥をいいます。湯境不良は、溶湯が融合できずに形成される境目を指します。いずれも金型温度、溶湯温度、離型剤塗布量などが湯回りに影響します。またダイカスト方案のガス抜けが不十分な場合にも湯回り不良は形成されます。

割れ不良とは、その名のとおりダイカスト鋳物が大なり小なり割れることをいいます。熱間割れ、冷間割れ、焼付、アンダーカットによる割れなど、その原因はさまざまです。外観品質を求められる鋳物にはあってはならない鋳造不良です。

ケーシングのように油路をもつダイカスト製品には、耐圧性が求められます。一定圧をかけてリークしてしまうと圧漏れ不良とカウントされます。鋳巣不良、湯回り不良などが重なって生じることが多いです。

焼付不良は、ダイカスト製品と金型が化学的に反応して焼き付くことによって生じます。粘着不良、かじり不良などに分類されます。化学反応を起こさせないことが対策になりますので、離型剤を増やす、金型を冷やすなどを実施することになります。しかしながら、こうした対策は焼付以外の品質とのトレードオフとなりますので注意が必要です。

金型設計通りの製品形状及び寸法にならないことがあります。これらを読んで字の如く、変形不良といいます。冷却バランスの変化、抜型時、機械加工時、使用時などいろいろなシーンで変形が生じます。

スリーブ内壁で溶湯が凝固したものが、射出時に引き剥がされて製品内部に含有したものを破断チル層といいます。空隙ではありませんので、一見すると欠陥にはみえません。しかし、物理的にくっついていないため強度を著しく低下させます。CTや超音波探傷で検出が困難であり、予期せぬ破壊に至るところもこわいところです。破断チル層の原因と対策について、以下に詳しく記述しています。

製品に固い介在物が混入した場合、機械加工時にツール先端が欠けることがあります。これをハードスポットないしチッピングと呼びます。主にスピネル(MgAl2O4)と言われる酸化物によって引き起こされます。加工工程の生産性を阻害するため、ダイカストメーカーは様々なハードスポット対策をとっています。

ダイカスト製品に塗装をした際にピンホール、ハジキ、密着不足といった不具合が生じることがあります。これらは総じて塗装不良と呼ばれます。塗装起因の不良のみならず、素材起因の不良がある場合があります。そのため、場合によっては塗装不良もダイカストの鋳造不良に分類されます。

変色不良とは、ダイカスト製品の表面色が全体ないし部分的に変化する不良をさします。黒色、白色、赤みがある銀色、さらには金色まで、さまざまな色が発現します。顧客と外観についての取り交わしの有無に限らず、変色すると不良として計上されることがあります。
鋳造後、熱処理後、表面処理後など、さまざまな工程後に変色不良が生じます。ダイカストだけでなく、重力鋳造、低圧鋳造にもみられる不良です。