砂型鋳造は、ポンプ製造業界において最も広く用いられ、費用対効果の高い鋳造プロセスであり、主に中型から大型のポンプ本体、ポンプカバー、ベアリングハウジング、その他比較的堅牢な大型の鋳鉄または鋼製部品の製造に用いられている。
ポンプ部品の特性に関して、砂型鋳造の具体的な用途は以下のとおりです。

1. 適用可能なシナリオと構成要素
主な構成要素:ポンプケーシング(渦巻きケーシング)、ポンプカバー、サポート(ベアリングハウジング)、大型インペラ(通常直径500mm)。
適用材料:ねずみ鋳鉄(HT200/250)、ダクタイル鋳鉄(QT400/500)、炭素鋼、低合金鋼。ステンレス鋼製ポンプ部品の場合も砂型鋳造が一般的に用いられますが、鋳型砂の耐火性にはより高い要求が課されます。
バッチとサイズ:単体、小ロットから大ロットまで対応可能。特に、ヘビーデューティーまたは特大ポンプハウジング(DN500以上)に最適です。
2. 一般的な砂型鋳造プロセスの種類
粘土湿式砂型鋳造:
最も伝統的な方法である自動成形機(例えば、生砂成形ライン)は非常に効率的である。
小型から中型の清水ポンプ本体の量産に適しており、低コストであるが鋳造精度は平均的(CT10~12)で、表面は比較的粗い。
樹脂自己硬化砂型鋳造(フェノール樹脂/フラン樹脂):
ポンプ業界で最も主流な砂型鋳造法は、特にピット鋳型法または手動鋳型法である。
利点:高強度、優れた寸法精度(CT9-11)、優れた折り畳み性、複雑なランナーシステムやらせん状の流路の形成が可能、容易な改造。
単体部品、少量生産、または大型ポンプ本体の製造に一般的に使用されます。
3. ポンプ部品の砂型鋳造における技術的要点
分割線の選択:ポンプ本体は通常、軸またはフランジ面に沿って分割されます。複雑な渦巻き形状のポンプ本体の場合、内部流路を形成するために、多キャビティ成形(3キャビティ以上)または多数のコア(砂型コア)の使用が必要となる場合があります。
砂型コア製造:
内部流路、入口/出口フランジ穴、およびシールリング座は、通常、砂型を用いて形成される。
インペラの砂型鋳造では、ブレード間の通路を形成するために、非常に精密な砂型コアが必要となるのが一般的である(これは大型の鋳鋼製インペラによく見られる)。
ゲートシステム:ポンプ本体は主に圧力を受ける部品であるため、砂の流出やスラグの混入を防ぎ、溶融金属による鋳型キャビティのスムーズな充填を確保し、静水圧試験中の漏洩リスクを最小限に抑えるために、ゲートシステムは合理的に設計する必要があります(例:底部ゲートまたは段付きゲート)。
4.利点と欠点の分析
利点:
極めて高い柔軟性:部品の形状、サイズ、重量にほとんど制約されない。
低コスト:型(木製またはアルミニウム製)は安価で、成形材料(砂)も手頃な価格でリサイクル可能です。
適用可能な材料範囲は広く、鋳鉄から鋳鋼まで幅広く使用できます。
デメリット:
精度が低い:寸法公差が大きく、機械加工代は通常3~8mm必要となるため、精密鋳造に比べて材料利用率が低くなる。
表面品質は平均的です。粗さが直接流路の要件を満たしていないため、洗浄のために後続のショットピーニング処理が必要です。
労働集約度:手作業による成形は依然としてかなりの割合を占めており、作業員の技術力に大きく左右される。
要約:ポンプ部品が大型の鋳鉄/鋳鋼製構造部品である場合、または金型コストが非常に低い小ロット生産の場合は、樹脂砂型鋳造が最も一般的な選択肢となります。一方、小型の鋳鉄部品を大量生産する場合は、自動湿式砂型鋳造ラインが選択されます。

