バルブコンポーネントの精密鋳造に関する上級ガイド: 材料、技術、および品質基準

Core Casting Processes for High-Performance Valve Components

バルブコンポーネントの製造には、圧力、温度変動、腐食性媒体に耐えるための高い構造的完全性が必要です。 Investment casting, often referred to as lost-wax casting, is the preferred method for complex valve bodies and internals.このプロセスにより、従来の砂型鋳造では実現が困難であった複雑な形状や薄肉セクションが可能になります。セラミック金型を使用することで、メーカーは優れた表面仕上げを実現でき、バルブのシール面での大規模な二次加工の必要性が大幅に減少します。

砂型鋳造は、ゲート バルブ本体や大径バタフライ バルブ ディスクなどの大型バルブ コンポーネントにとって依然として定番です。インベストメント鋳造に比べて精度は低くなりますが、最新のレジンサンド技術により寸法精度が向上しています。真鍮やアルミニウムシートなどの小型の非鉄バルブ部品の大量生産には、サイクルタイムが短く再現性が優れているため、ダイカストがよく利用されます。適切な鋳造方法を選択することは、バルブ設計の複雑さ、必要な材料特性、および総生産量の間のバランスをとることによって決まります。

工業用バルブ鋳造の重要な材料選択

適切な合金を選択することは、バルブの寿命を確保する上で最も重要なステップです。さまざまな産業環境では、早期故障を防ぐために特定の冶金的特性が求められます。次の表は、バルブ コンポーネントの鋳造に使用される一般的な材料とその主な用途をまとめたものです。

バルブ鋳造における技術的課題と欠陥防止

気孔率と収縮の制御

圧力下でのバルブ漏れの主な原因は、ガスの気孔や引け巣などの内部欠陥です。これらのリスクを軽減するために、エンジニアは高度な鋳造シミュレーション ソフトウェアを使用して、最適なゲートおよびライザー システムを設計します。金型の適切な通気により、溶融金属がキャビティに入るときにガスが確実に逃げることができます。さらに、厚肉バルブ部分の高温裂傷や亀裂の原因となる内部応力を防ぐためには、冷却速度の制御が不可欠です。

精密加工手当

鋳造によりニアネットシェイプが生成されますが、バルブシート、ステム穴、フランジ面などの重要な領域には高精度の機械加工が必要です。バルブの鋳造を成功させるには、戦略的な「機械加工代」、つまり鋳造物に残った余分な材料を後で除去する必要があります。許容値が小さすぎると、鋳肌がきれいにならない可能性があります。大きすぎると、工具の摩耗と無駄が増加します。最新の CNC 統合により、鋳造コンポーネントから完成品の高公差部品へのシームレスな移行が可能になります。

品質保証と非破壊検査 (NDT)

バルブは圧力がかかる機器であるため、品質管理は ASME B16.34 などの厳格な国際規格によって管理されています。鋳造施設は、最終製品の安全性を確保するために厳格な試験プロトコルを実施する必要があります。次の NDT 方法は業界の標準です。

• X 線検査 (RT): X 線を使用して、バルブ本体内の内部異物、亀裂、または空隙を検出します。
• 磁性粒子検査 (MPI): 強磁性材料の表面および表面近くの不連続性を特定するのに効果的です。
• Dye Penetrant Inspection (DPI): A cost-effective way to reveal surface cracks on non-magnetic stainless steel castings.
• 静水圧試験: 技術的にはバルブアセンブリの試験ですが、漏れや破裂を起こすことなく圧力を保持する鋳物の能力を検証します。
• 超音波検査 (UT): 高周波音波を使用して壁の厚さを測定し、深く根付いた内部欠陥を検出します。

バルブ鋳造部品のサプライチェーンの最適化

高品質なものを調達する 鋳造バルブ部品 requires a deep partnership between the foundry and the valve manufacturer.鋳造工場に詳細な 3D モデルと、化学組成と機械的特性に関する明確な仕様を提供することが不可欠です。現在、多くの現代の鋳造工場は、熱処理、粗加工、表面コーティング (ENP や塗装など) を含む「ワンストップ」サービスを提供しています。これにより、生産スケジュールが合理化され、製造ライフサイクル全体にわたって品質管理が向上します。