2026年3月23日
" のように心臓工業用流体輸送において、遠心ポンプの性能と寿命は、その主要部品であるポンプケーシング/渦巻きケーシングの品質に大きく依存します。ポンプケーシングは、流体圧力、腐食、浸食に耐えるだけでなく、インペラによって生成された運動エネルギーを静圧エネルギーに変換する上で重要な役割を果たします。
ポンプ本体は一般的に、壁厚が大きく変化する複雑な渦巻き状の流路構造を持ち、鋳鉄、鋳鋼、ステンレス鋼などの材料で作られることが多いため、鋳造工程はポンプ製造において最も困難な工程の一つとなっています。本稿では、遠心ポンプ本体の鋳造工程の流れ、主要な技術的課題、一般的な欠陥分析、品質管理戦略について詳しく解説するとともに、この分野における今後の開発動向についても考察します。
1. 複雑な流路の成形品質
遠心ポンプの渦巻き状の流路はらせん状で、断面形状が大きく変化するため、砂芯の位置決めが困難です。砂芯がずれたり変形したりすると、流路が非対称になり、ポンプの油圧効率が著しく低下するだけでなく、振動や騒音の原因にもなります。
対策：高精度なコア製造機を使用して砂型コアを製造し、位置決め補助としてセラミックチューブまたはチラーを使用し、箱を閉じる前に厳密な寸法検査を実施する。
2. 収縮および収縮空洞の制御
ポンプ本体の壁厚が不均一（例えば、フランジ部が厚く、流路部が薄いなど）だと、厚い部分に収縮による緩みや収縮穴が生じ、圧力試験に不合格となる可能性がある。
対策：ライザー補償設計を最適化し、チラーを適用して局所冷却を促進し、逐次凝固を実現する。シミュレーションソフトウェアを使用してホットスポットの位置を正確に予測する。
3．気孔およびスラグ介在物
溶融金属中のガス（水素、窒素）および非金属介在物が、ポンプ本体からの漏れの主な原因である。
対策：原料の乾燥を強化し、製錬工程中に徹底的に脱ガスとスラグ除去を行い、注湯システムにフィルター（セラミックフィルター）を設置して、スラグの混入物が鋳型内部に入り込むのを防ぐ。
4. 鋳造残留応力
大型のポンプ本体や非対称構造のポンプ本体は、冷却プロセス中に大きな内部応力が発生しやすく、その結果、使用中に加工変形や亀裂が生じる可能性がある。
対策：鋳造構造のフィレット移行部を最適化し、科学的な熱処理工程曲線を確立し、必要に応じて振動時効処理を実施する。
