銅合金投資鋳造製品

1. 導入

失われたワックスプロセスとしても知られている投資キャスティングは、スチールとニッケル合金をはるかに超えて拡大します.

銅の世界で繁栄しています, 複雑なジオメトリに比類のない精度を提供します.

銅の投資鋳造は、銅の熱的および電気的利点とセラミック型の設計の自由度を組み合わせています.

その結果, メーカー エレクトロニクス, 油 & ガス, 建築的, そして 海洋 セクターは、厳しいパフォーマンス要件を満たすためにこれらの鋳造に依存しています.

さらに, 小型化された電気コンポーネントと腐食耐性ハードウェアに対する需要の高まりは、世界の市場の成長を引き続き促進します, で投影 5.2 % CAGR を通して 2029.

2. 銅の投資鋳造とは何ですか?

銅合金 インベストメント鋳造, ワックスまたは3Dプリントポリマーパターンが最終部品を複製します. ゲーティングツリーにパターンを積み重ねた後, 技術者は周囲にセラミックシェルを構築します.

シェルが治ると, 彼らはワックスを溶かします (したがって、「ロストワックス」), シェルを予熱します, 溶融銅合金を注ぎます.

固化後, 脆いシェルが壊れます, ニアネットシェイプコンポーネントを明らかにします.

このプロセスは、同様にタイトな許容範囲を達成します ± 0.1 mm そして、表面が終了します ラ 0.8 μm, 下流の機械加工の削減.

3. 投資鋳造で使用される銅合金

銅合金は、優れたキャスティブのために投資鋳造で広く使用されています, 耐食性, 熱導電率と電気伝導率, 優れた機械的特性.

このプロセスで一般的に使用される銅合金の主なカテゴリは次のとおりです:

ブロンズ

ブロンズは、主にスズを含む銅合金です, 現代のブロンズには、アルミニウムなどの要素も含まれています, シリコン, そしてリン. 一般的なタイプには含まれます:

• リン青銅 (SN-Pで): 高強度で知られています, 耐摩耗性, 耐食性. ベアリングに最適です, 歯車, および海洋コンポーネント.
• アルミニウム青銅 (で): 優れた強さを示します, 耐食性 (特に海水では), と優れた耐摩耗性. 航空宇宙で使用されます, 船舶用ハードウェア, およびバルブコンポーネント.
• シリコンブロンズ (彼と): 良い力を提供します, 耐食性, と成形性. 多くの場合、建築用アプリケーションと海洋継手で使用されます.

真鍮

真鍮 銅亜鉛合金は、その良好な強さと優れた加工性で知られています.

• イエローブラス (銅亜鉛): 優れたキャスティブがあり、装飾品に使用されます, 配管継手, 低負荷の機械コンポーネント.
• 高強度の真鍮: マンガンのような追加の要素が含まれる場合があります, 鉄, または改善された機械的特性のためのアルミニウム.

ニッケルシルバー (cu-ni-zn)

これらは、外観が銀に似たニッケルと亜鉛を備えた銅合金です.

• 良好な耐食性を必要とするアプリケーションで使用, 適度な強さ, そして美的魅力 (例えば, 楽器, 装飾品).

ベリリウム銅 (と一緒に)

ベリリウム銅は、並外れた強度を提供する高性能合金です, 硬度, と導電性.

• 精密コンポーネントで使用されます, スプリングなど, コネクタ, および非吸収ツール. しかし, 処理中の健康被害のため, 慎重な取り扱いが必要です.

投資鋳造で使用される一般的な銅合金グレード

4. 銅合金鋳物の材料特性

機械的性質

• 延性: 真鍮合金は通常、優れた延性を提供します, キャスティング後の機械加工と形成を簡単にできるようにします.
• 耐摩耗性: アルミニウムブロンズとベアリングブロンズは、ハイロードに特に適しています, 優れた摩耗特性による低速アプリケーション.
• 疲労強度: ベリリウム銅は、高疲労抵抗と春の性能を必要とするアプリケーションで優れています.

熱 & 電気伝導率

熱伝導率:

• 純銅: 〜385 w/m・k
• 真鍮: 〜100–150 w/m・k
• ブロンズ: 〜50–70 w/m・k
• ベリリウム銅: 〜100–125 w/m・k

電気伝導率 (として % IACS):

• 純銅: 100%
• 真鍮 (C36000): 〜28–30％
• ブロンズ: 〜15–20％
• ベリリウム銅: 〜22–25％

腐食抵抗と環境耐久性

環境	適切な合金	注意事項
海水	私たちと (C70600), アルミニウム青銅 (C95800)	孔食に対する優れた抵抗, 隙間, とバイオフーリング
産業雰囲気	真鍮, 錫青銅	良好な一般的な大気抵抗
酸性媒体	リン青銅, 私たちと	硫酸および有機酸に抵抗します
飲料水	低い真鍮 (C46400, Envirobrass®)	現代のリード規制に準拠しています
高テンプル曝露	ベリリウム銅, C95400	温度強度と酸化に適しています

5. 銅合金鋳物の長所と短所

copper銅鋳物のプロ

優れた耐食性

• 銅合金 - 特にブロンズと銅ニッケルグレード - 海水の腐食に抵抗する際には, 酸性, および産業環境.
• マリンハードウェアに最適です, 配管継手, および化学プロセスコンポーネント.

高い熱伝導率と電気伝導率

• 真鍮と純粋な銅ベースの合金は、優れた電気伝導率を持っています (まで 100% 純粋な銅のIAC).
• 熱伝導率は、100〜400 w/m・kの範囲です, ヒートシンクに理想的にします, 電気コネクタ, と端子.

優れたキャスティブ可能性

• 銅合金は鋳造中によく流れます, 薄壁の生産を可能にします, 緊密な許容範囲を備えた複雑な形状.
• 投資キャスティングに適しています, 大規模な後処理を必要とせずに複雑なデザインを可能にする.

多様な機械的特性

• ソフトからの範囲, 延性真鍮 (C36000) 高強度ベリリウム銅へ (C17200) 引張強度を超えています 1,200 MPa.
• アルミニウムブロンズは、高負荷部品に優れた耐摩耗性と引張強度を提供します.

美的魅力 & 仕上げ性

• 真鍮やブロンズの魅力的な赤みがみの色調はそれらを装飾に理想的にします, 建築的, および芸術的なアプリケーション.
• よく磨き、緑青や保護コーティングを受け入れて美学を強化します.

リサイクル性 & 環境上の利点

• 銅とその合金はそうです 100% プロパティを失うことなくリサイクル可能.
• 低リードまたは鉛フリーの真鍮の使用 (例えば, Envirobrass®) 持続可能な製造慣行をサポートし、飲料水の規制を満たします.

copper合金鋳物の短所

中程度から高い材料コスト

• 銅, ニッケル, スズは比較的高価なベース要素です.
• ベリリウム銅, 優れた強さと導電性を提供しながら, 最も費用のかかる銅ベースの合金の1つです.

鋼と比較して強度が低い

• そのカテゴリでは強い間, 銅合金は通常、炭素および合金鋼よりも引張強度が低く、降伏強度があります.
• 高度に荷重または構造コンポーネント用, 追加の設計上の考慮事項が必要になる場合があります.

高温でのパフォーマンスが制限される

• ほとんどの銅合金は、300°Cを超える高温で柔らかくなります.
• 例外には、アルミニウム青銅とベリリウム銅が含まれます, 中程度の高温で機械的完全性を維持します.

鋳造欠陥はリスクがあります

• 多くの鋳造プロセスと同様に, 気孔率, 収縮, または、適切に管理されていない場合、分離が発生する可能性があります.
• 経験豊富な鋳造制御とキャスト後の検査が必要です.

加工性の課題

• 一部の合金 (例えば, アルミニウム青銅, ハイティンブロンズ) ハードメタリックのため、機械加工が難しい場合があります.
• ツールの摩耗がより頻繁に発生します, また、特別な切削工具や技術が必要になる場合があります.

6. 銅合金鋳物の用途

海洋および海洋

銅合金 - 特に アルミニウム青銅 そして ニッケルアルミニウムブロンズ - 海水腐食に対して非常に耐性があります, バイオフーリング, とキャビテーション.

• プロペラとインペラ
• ポンプとバルブの本体
• シャフトスリーブとベアリング
• マリンファスナーとパイプフィッティング

配管と液体の取り扱い

真鍮と鉛のブロンズキャスティングは、機械性のために配管システムで一般的に使用されています, 耐食性, 低摩擦特性.

• 蛇口, バルブ, と付属品
• パイプコネクタとカップリング
• ウォーターメーターハウジング
• 逆流防止剤

電気と エレクトロニクス

それらの優れた電気伝導率のため, 銅ベースの合金は、送電と信号成分の両方に使用されます.

• コネクタと端子
• バスバー
• 回路ブレーカーとスイッチギアコンポーネント
• 接地機器

産業機械

高強度の銅合金は摩耗に使用されます- 重機の耐荷重部.

• ギアとギアブランク
• ブッシングとスラストワッシャー
• レールを導き、プレートを着用します
• 金型コンポーネント

航空宇宙と防衛

アルミニウムブロンズとベリリウム銅は、航空宇宙と防御で使用されます。, 疲労耐性, および非吸収プロパティ.

• 着陸装置コンポーネント
• 構造括弧
• 精密コネクタとクリップ
• 非磁気および火花耐性ツール

自動車

銅合金鋳物は、熱伝導率と機械的強度の両方を必要とするシステムで使用されています.

• 冷却システムコンポーネント (例えば, ウォーターポンプハウジング)
• トランスミッションブッシュ
• ブレーキパーツ
• エンジンコンポーネント

装飾的で建築的

真鍮, ブロンズ, ニッケルシルバーは外観と腐食抵抗に人気があります.

• 彫像と彫刻
• ドアハンドルとハードウェア
• 照明器具
• グリルとゲート

石油とガス / マイニング

非駐車, 腐食耐性銅合金は、危険または研磨環境に最適です.

• ダウンホールツール
• バルブとカップリング
• 非浸漬ハンドツール
• ポンプハウジング

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