2M 材料加工学 前期中間試験 （赤字で模範解答を示しています）

2M 材料加工学 前期中間試験（赤字で模範解答を示しています）
June 13, 2011
出席番号
氏名
1. 以下の鋳造に関する英語の日本語訳を書きなさい．
4. 生型，乾燥型，焙り型について説明せよ．
(i)
casting
鋳造
生型：鋳物砂で型をつくったままの型のこと．大量生
(ii)
casting sand
鋳物砂
産に向いていて，鋳型作りが能率的に行えるが，鋳
(iii)
mold
鋳型
込み時に砂に含まれる水分が水蒸気になるため，鋳
(iv)
bronze
青銅
物に巣ができやすい．
(v)
molten metal
湯
乾燥型：生型を 520～620K の乾燥炉内で水分を除去
し，十分に乾燥させたもの．生型に比べて強度の改
2. 金属材料の融点が，高い温度から低い温度へと並
んでいるものはどれか．
善が図れる．大物や複雑な機械部品を作るのに用い
られる．
① brass，aluminium，cast iron，tin
焙り型：生型の表面をガスバーナや炭火などで焙る
② brass，cast iron，aluminium，tin
（焼く）もの．生型と乾燥型の中間に位置する．
③ brass，cast iron，tin，aluminium
④ cast iron，brass，tin，aluminium
5. 鋳型の主要部分について，下図の①～④から 3 つ
⑤ cast iron，brass，aluminium，tin
番号
選び，その名称と機能について説明せよ．
①
5
3. 遠心鋳造法について，(i)その原理と(ii)主な特徴を
説明せよ．ただし，簡単な図を用いても良い．
原理
②
③
④
鋳鉄管のようなパイプ状の鋳物をつくる場合，高速回
転する円筒状の鋳型に湯を流し込むと遠心力によっ
て湯は円筒内面に貼り付けられる．この状態で湯が凝
図
鋳型の主要部分
固すると中空鋳物ができる．このようにして鋳物をつ
くる方法のこと．
① 湯だまり（かけぜき）
・・・・湯を注ぐ場所で，湯
を静かに湯口へと導く役目を担っている．また，
ゴミを排除する機能ももっている．
主な特徴
この方法によれば，中子を使うことなく中空鋳物を作
② ガス抜き穴・・・・鋳込み時に発生する水蒸気や
ガスを鋳型内部から鋳型の外へ逃がす役目
ることができる．また，できあがった鋳物は緻密でム
ラがなく，巣の発生も尐ない．
③ 押湯・・・・ひけ防止のために設けられる．また，
湯に圧力を加えてガス抜けを良くする働きもある．
6. 金型を砂型と比較して，その長所と短所を述べよ．
10. キュポラ，るつぼ炉，アーク炉の中から 2 つ選び，
（可能であれば図を用いて）説明しなさい．
長所：一回の鋳込みごとに型を作り直す必要がないた
め，大量生産が可能．また，型の耐久性が良いため，
キュポラ：円筒状の容器の底に一定の高さまでコーク
寸法精度に優れた鋳物をつくることができる．
スを詰め，着火後に円筒容器上部に設けた装入口から
地金，コークス，尐量の石灰石を一定の比率で交互に
短所：製造コストが高い．アルミニウムなどの低融点
入れる．キュポラは鋳鉄の溶解に利用されており，熱
金属しか鋳込めない．大形の鋳物をつくれない．
効率が高く，経済的である．
7. なぜ一般に模型はオーバーサイズに（製品寸法よ
るつぼ炉：炉内に置かれた「るつぼ」の中に地金を入
り大きく）つくられるか．理由を 2 つ書け．
れ，間接的に地金を溶解する方法．溶湯は直接空気や
縮み代（金属が凝固するときに縮む分の補正），反り
燃料に触れないため，不純物の混入が尐ない．間接加
代（機械仕上げで反りを削ってなくす分の補正），仕
熱であるため，熱効率は低い．
上げ代（仕上げのために機械加工で削り取る部分の寸
法）を考慮すると，オーバーサイズに作らざるを得な
11. 造型用機械(Molding machine)と関連する語句を
いから．
以下の語群から 2 つ選び○で囲みなさい．
8. 各種の鋳物欠陥の発生原因と防止方策について，
アプセット，インベストメント，スクイズ，チッ
下の表の空欄に記述せよ．
ピング，ディッピング，アクアジェット，シザー
クロス，ジョルト，ダブルスィッチ
名称
原因
対策
(鋳)巣
通気性不良
ガス抜き穴
乾燥型
12. シェルモールド法について知るところを可能な限
り書きなさい．
鋳込み前の脱ガス
ひけ
湯の補給不良
押し湯
シェルモールド鋳造法は，けい砂にフェノール系樹
脂の粉末を粘結剤として 3～6％加え，この熱硬化反応
湯さかい
湯を継ぎ足した
連続的に湯を流す
鋳込み温度が低い
鋳肌不良
で砂の粒子を強く結合し，丈夫で軽く，取り扱いの容
易なシェルを作り，これを組み合わせて注湯する方法
砂粒が粗い
肌砂を丁寧にふる
鋳込み温度が高い
突き固めも丁寧に
突き固め不良
適切な鋳込み温度
型砂に使うプラスチックが高価なため大きな鋳物を
湯の通り道や鋳型
残留している砂をハ
作る場合には限界がある．
内に砂が残留
ケでキレイに除去
湯まわり
鋳込み温度が低す
温度を高めて湯流れ
不良
ぎる
を良くする
砂噛み
である．
大量生産でき，鋳肌が美しく，寸法精度も高いが，
9. 鋳物にしやすい金属とはどのような性質をもつ金
属か，4 つ答えなさい．
13. 模型の一種として，
「ひき型(板)」がある．これは
どのような鋳物を作る場合に用いられるか？
・低融点
・湯足が長い
・ガスの吸収が尐ない
・収縮率が小さい
鋳物が軸対称である場合