ダイカストに生成される鋳巣の種類

鋳造欠陥といったら「鋳巣！」とイメージされる方が多いと思います。鋳巣はそれぐらいポピュラーな欠陥ですが、不良形成のメカニズムですとかその原因は様々です。このページでは、ダイカストで発生する鋳巣の種類について、SEM画像付きで解説します。

ガス成分が製品中に残留して巣を形成したものをガス巣とよびます。
ガス巣は、空気の巻き込みによるものをブローホール、水分が蒸発してできたものを水残りガス巣と区別されます。ダイカストの場合はそれらが重畳されることが多いため、不良原因の判断に迷う場合あります。その場合はガスクロを用いてガス成分を分析するとよいでしょう。
下の画像は水残りによって形成されたガス巣のSEM像です。ヒダが形成されていることが特徴です。ダイカストの鋳造圧力によってヒダが形成されます。

巻き込まれながら形成される巣を巻き込み巣とよびます。
狭義には、巻き込み巣はガス巣に分類されます。シワが折り重なったように見えるのが特徴です。ダイカストは溶湯が乱流状態になるため、巻き込みが形成されやすくなります。巻き込み巣は重力鋳造にも見られますが、発生頻度は圧倒的にダイカストの方が多いです。
下の画像は巻き込み巣のSEM画像です。

凝固収縮により生成した巣を引け巣とよびます。
引け巣の特徴は鋳巣内部にデンドライトの突起がみられることです。これはα-Al相がデンドライト状に成長した後、共晶融液が凝固して移動し、デンドライトが露出するためです。主に厚肉部にみられることが特徴です。適正な方案設計、製品設計が求められます。
下のSEM画像には、鋳巣内部にデンドライトがみられます。

もしかすると上の画像1)が頭をよぎった方もいるかもしれません。

当社代表の頭の中はコレでした。
新入社員当時、現場で「ざく巣」ときいて直感的にわかりませんでした。
そして今もわかっていません。

「ザクザクしてるからざく巣なんだよ」

と当時の上司に教えていただいたのですが、理解できませんでした。
もしご存知の方がいらっしゃれば教えてください。

さて、ざく巣は引け巣の一種です。引け巣がアリの巣状に連続してつながっているとざく巣、独立していると引け巣ないし単にポロシティと呼ばれます。
写真左側(スマホでは上側)はざく巣のSEM画像、右側(スマホでは下側)はざく巣のミクロ組織画像です。いずれもデンドライトとよばれる突起状の組織がみられます。
漏れ不良はざく巣の形成によって生じることが多いです。

出典
1) OLeon