雪のプリンセス

金属を加熱して溶融し、これを目的の形をもたせた鋳型に流し込み、冷却、凝固させて製品をつくる方法で、塑性加工、粉末冶金、溶接などと並ぶ重要な金属加工法の一つである。

しかも溶融金属は鋳型の形状に応じていかなる複雑な形をもとりうるので、形状複雑な工業製品や、製作者の創作意欲のままにつくりあげられる美術工芸品など、われわれの身の回りには鋳造によってつくられた金属製品はきわめて多い。
これらを総称して鋳物という。

鋳物は溶融金属が凝固したあとは熱処理を施すことはあるが、塑性加工などによりそれ以上の変形を加えることはなく、凝固したままの組織で、すなわち鋳造組織で十分な強度をもたねばならない。

したがって二相組織などにするため比較的合金量が多いのが特徴である。
鋳鉄は鋼よりも炭素量、ケイ素量が多く、アルミニウム合金鋳物も10％以上のケイ素を含むなどがその例である。

また銅合金も青銅鋳物では10％までのスズを含み、黄銅鋳物では40％までの亜鉛を含む。アルミニウム合金、銅合金の溶融にはるつぼ炉や低周波電気炉が用いられる。

るつぼ炉は、黒鉛製のるつぼの周囲で重油あるいはコークスを燃焼させるもので、構造が簡単で古くから使われている。

低周波誘導電気炉は、通常の配電網の50または60ヘルツの周波数の交流を鉄心に巻いた一次コイルに流し、鉄心の間隙に設けたチャンネルとよばれる溶湯の道を短絡二次回路として大電流を誘導させて昇温する。

鋳鉄の溶融にはキュポラcupolaとよばれる直立した円筒形炉が古くから用いられている。

この中にコークスと地金とを入れて空気を送り込み、コークスを燃焼させて地金を溶融し炉底から溶湯を取り出す。また、1960年ごろから、るつぼ型低周波電気炉が広く用いられている。

これは前述のチャンネル型とは異なり鉄心を用いず、るつぼ型の炉の外周にコイルを巻き、これに低周波電流を流し、るつぼ内の鋳鉄に二次電流を誘起させて昇温溶融させる。

鋼の溶融には三相交流を用いるエルー式電気アーク炉あるいは1000ヘルツ以上の周波数の交流電流を用いるるつぼ型高周波誘導電気炉を用いる。

これらの炉によって溶融された金属は、耐火れんがで裏張りされた取鍋に移され、鋳型のところまで運搬され、取鍋を傾けるか、あるいは取鍋の底につけたストッパーを引き上げることによって、鋳型に注入される。
これを鋳込みという。

update:2010年01月31日