純金の鋳造欠陥（引け）を防ぐには？

質問

純金の鋳造欠陥（引け）を防ぐには？
金属を扱っている者です。
非金属や貴金属全般の鋳造の経験があります。
今回、純金の鋳造をしたところ、金属は入っているのですが、部分的に厚みがある所に窪みが出来ます。
”引け”と呼ばれるものものだろうと思います。
20カラット以下の金合金では、このようなことが起きませんでした。純金24カラットでこのような鋳造トラブルに遭遇しました。
今までに試した解決方法は、鋳造後に鋳込んだリングを電気炉に戻して一晩かけて除冷しました。このようにすると少しは改善しましたが、根本的に解決しません。
どのようにしたらトラブルを防ぐことが出来ますか？

回答No.3

kagakusuki

回答番号:ANo.2です。
　私もダイキャスト部品の発注側だった経験が僅かにあるだけで、質問者様から見られれば素人なので、こんな事は釈迦に説法だと思いますし、押し湯等の引け巣対策は、既に御存知で、実行済みの事とは思いますが、念の為に、以下のサイトを御参考にされては如何でしょうか。

【参考URL】
　［サントク］　株式会社　三条特殊鋳工所 > 鋳物屋雑感 > [2005/03/03]「金ヘンに“す（寿）”のある物と書いて鋳物（２）」
　　http://www.e-santoku.co.jp/cgi-bin/column.cgi?page=2

　川重テクノロジー株式会社 > サイトマップ > 発生原因と防止対策：材料 > 鋳造欠陥の発生と防止対策　　http://www.kawaju.co.jp/jigyo/zairyo/m_hassei_03.html

　それから、このサイトでは、一般人からの質問数が膨大なため、技術系の質問が専門知識を持つ回答者の目にとまる確率が低いかも知れません。
　ですから、技術系の質問でしたら、以下のサイトに投稿された方が、欲しい情報が得られ易いのではないかと思いますので、そちらの方でも質問を投稿されては如何でしょうか。

【参考URL】
　製造業Q&Aサイト - 技術の森
　　http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&event=TE0001

回答No.2

kagakusuki

樹脂やアルミダイキャスト等では、厚みがある部分に引けが出来るおそれが生じる事を避けるために、なるべく厚みがある部分が無い様な形状とした上で、強度が不足する場合には、内側等の目立たない箇所にリブを設ける事で対処する様に、型を設計して貰う場合が多いと思うのですが、今更型の大幅変更（しかも肉を薄くする方向）は無理なのでしょうか？

お礼

ご回答ありがとうございます。肉厚はある程度有するものにしていますので、薄くすることは難しいところです。

補足

私にとって解らないものは、インゴットや大きな金塊が引けも無く作られていることです。
このことから、必ず純金においても肉厚なものであっても必ず旨く鋳造できると思っています。
インゴットや大きな金塊はどのような鋳造方法を採っているのでしょう?ヒントがそこに隠されているような気がします。

回答No.1

IrGacria

鋳造については素人ですので、想像でお答えします。

むかし、鉛からルアーを鋳造しようとして、「ス」が入りすぎて失敗したことがあります。鋳型を余熱しなかったからだとおもいます。おそらく、プロの方ですから、こういったことはすべてご存知なのでしょう。。。それ以外のことを、考えてみました。

一般に、柔らかい金属ほど熱膨張率（熱収縮率）が大きくなります。また、合金は純金属より熱膨張率は小さくなります。合金の方が純金属よりも硬いのも偶然ではありません。純度・硬さ・熱膨張率には一定の関係があります。

で、問題は、鋳型に流し込んで冷やす過程で歪みが解消し切れずに割れることですよね。

理想は、金と熱膨張率が同じ鋳型を用いることでしょう。あるいは金よりも熱膨張率が大きな鋳型でもいいです。これはかなり難しいと思いますが・・・

金属の硬さ・熱膨張率を変える手段として、不純物が使えない場合は格子欠陥を沢山いれる方法があります。原子レベルの欠陥です。しかし、合金ならいざしらず、金の場合はどうやってやればいいのか分かりません。温度と圧力（瞬間的な”打撃”も含む）、冷却方法に最適条件があるんだとは思いますが。。。

あるいは、厚みや長さを小さくするのも効果的だとおもいます。小さな部品に分解し、あとで圧着整形するとか。

あるいは、初めから凹みを作っておいて後から凹みを埋めるとか。冷える際の熱収縮による歪みを解消する構造が必要です。

最後の手段は、鋳型を圧縮性のものにして、冷やす過程で等方的に高い圧力をかけることでしょうか。

あまりお役に立てなくて申し訳ありません。

お礼

想像とはいえ、しっかりとした回答ありがとうございます。
”冷える際の熱収縮による歪みを解消する構造が必要です。”
まさに、ここの部分が問題となっています。
製作しているものをロー付けなどを使わず最初から最後まで一塊の純金で鋳造法で作ろうとするため、このようなトラブルが起きています。
”最後の手段は、鋳型を圧縮性のものにして、冷やす過程で等方的に高い圧力をかけることでしょうか。”
これは理想的なものです。しかし、現実に出来るかというと、今の私の力では出来ないというところです。
ありがとうございました。