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「鋳造」や「鋳物」って何?

だれでもわかる鋳物の作り方
鋳物の歴史
鋳物の長所
鋳物ポスト
当社生産システム
鋳物ができるまで

 
「鋳造」や「鋳物」って何?
「鋳造」や「鋳物」という言葉はなんとなく知っていても、実際にどのように作られているかはなかなか知る機会がないものです。
ここでは「鋳物」がどのようにつくられているかを、わかりやすくご紹介します。

みなさんは、小学校や中学校の社会見学で、鋳物工場に行かれたことはありませんか?
鋳物工場でなくても、自動車工場の見学で各種の部品やエンジンが鋳物であったり、修学旅行でいった神社仏閣の大仏などが鋳物で作られているという話は聞かれたことがあると思います。

普段の生活の中では、ほとんどの金属は「固体」です。しかし、ある温度に達すると流動性をもった「液体」になります。この「液体」を「型」に流し込んで冷やすと「固体」に戻ります。この工程によって作られた形ある金属製品を「鋳物」といいます。

もう少しわかりやすく説明しましょう。「だれでもわかる鋳物の作り方」に進んでください。

<コラム>
金属が液体になる(溶ける)温度を「溶融温度(ようゆうおんど)」といいます。金属が「純金属(1種類の金属元素からできている金属)」の場合は、特に「融点(ゆうてん)」といいます。この言葉は学校で習いましたね(沸点ではありませんよ)。

但し、金属とはいっても種類は様々で、それぞれ融点も違います。例えば、「金(Au)」の融点は「1063度」、「銀(Ag)」は「960.5度」です。しかし「鉄(Fe)」は、なんと「1539度」で、金や銀よりも高い温度でないと溶けません。ちなみに「アルミニウム(Al)」は「660.2度」です。

尚、2種類以上の元素から構成されるものを「合金(ごうきん)」といいます。例えば「ハンダ」は「錫(すず)」と「鉛(なまり)」の合金です。「錫(Sn)」の融点は「231.9度」、「鉛(Pb)」の融点は「327.4度」ですが、その合金である「ハンダ」は「180度前後」で溶け、純金属の融点とは異なる溶融温度となります。
近年の鋳物は、純金属の使うことは少なく、殆どが合金です。

   
     
だれでもわかる鋳物の作り方
鋳物の製作過程は、バレンタインデーに自作のチョコレートを作る事によく似ています。

手作りチョコの場合
鋳物の場合
元になるチョコレートを買ってくる 銑鉄やアルミなどの主原料を用意する
このようなものです
理想の型を用意する 砂などで鋳型を作る
チョコレートを溶かす 銑鉄を溶かす。これを「湯」と呼びます。チョコレートは手でさわっているだけで溶けますが、 銑鉄などは1550度ぐらいで溶かします。
用意した型に、溶けたチョコを流し込む 型に湯を注ぐ(注湯)
冷えるのを待つ 冷却
型から外す 型から外す
デコレーションをする 切削加工などを施す
出来具合を確認 組立・検査・検品
包装紙で包んで 出荷
大好きな彼にドキドキしながら渡す 得意先へ納入
キスのお礼が...? 得意先からのキスはありません(たぶん...)

わかりやすく説明したつもりですが、どうでしょうか?


実際の生産システムはこちらでご覧いただけます。


鋳物製品の、ほんの一例を挙げます。
・車のホイール
・マンホールの蓋
・蛇口
・ゴルフクラブ
・金や銀のアクセサリー
・ベンチや門柱
・お寺の梵鐘
・貨幣
・ベーゴマなどのおもちゃ

このように、鋳物は普段の生活の中に深く浸透しています。鋳物がなければ、生活できないといっても過言ではありません。

<コラム>
ロダン作「考える人」に代表される「ブロンズ像」がありますが、ブロンズは銅と錫(すず)の合金です。彫刻と言う言葉から、ロダンが100トンぐらいのブロンズの塊をノミのようなものでガンガン削っていったかのように思われがちですが、そんなことをしていたら、お金もかかりますし、ひとつの作品を作るのにそうとうの時間を要してしまいます。
実際には、粘土(おそらく木の骨組みや針金なども利用して)で、作品を作ります。粘土なら加工も簡単です。完成後、石膏で「型」を取り、ご紹介したような鋳造方法により、ブロンズ像となるわけです。このように、街中で見かけるブロンズ像のオブジェも鋳物だったのです。

   
     
鋳物の歴史
鋳物の歴史は古く、紀元前3000年ごろから始まったと言われています。メソポタミア地方(現在のイラン・イラク)から、当時鋳造された斧や鋳型が発見されているそうです。武器や農機具、装飾品などを製造し、その技術は急速に発展したと言われています。
日本には、中国大陸から朝鮮半島を経て、弥生時代中期(紀元前100年ごろ) に、鋳造の技術が伝わったとされています。当時の鋳型は石製だったそうです。
このように、鋳物は5000年以上の歴史を経て、現在にいたっています。

   
     
鋳物の長所
鋳物には様々な長所があります。
<1>どんな形でも作ることができ、比較的安価
<2>鋳物になった後でも、加工できる
<3>腐食しにくい
<4>振動を抑える効果が大きい
<5>リサイクルが容易

不要の空缶や錆びで捨てられている金属でも、再溶解することにより立派に再生します。ですから環境問題の解決にも役立っています。

但し「脆(もろ)い」という短所があります。しかし、鋳造技術の進化と共に、この脆さを補った「ダクタイル鋳鉄(球状黒鉛鋳鉄)」というものができました。マグネシウム(Mg)などの添加物を加えることにより、組織に変化がおこり、鋼に近い性質をもつようになります。強度の必要な部品の多くは「ダクタイル鋳鉄」で作られています。

<コラム>
皆さんは、金属の顕微鏡写真をごらんになられたことがありますか?
ここでは、 鋳物の顕微鏡写真(約100倍から400倍)をご覧頂きます。

片状黒鉛鋳鉄

球状黒鉛鋳鉄(ダクタイル)

パーライト鋳鉄

合金鋳鉄

アルミニウム(AC4C)鋳鉄
ご覧のように、様々な表情があります。

   
     
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