改訂新版 世界大百科事典 「遠心鋳造」の意味・わかりやすい解説
遠心鋳造 (えんしんちゅうぞう)
centrifugal casting
鋳型を水平または垂直の回転軸を中心に高速で回転させ，その中に溶湯（溶融金属）を注入して鋳物を製造する方法。溶湯は，遠心力によって鋳型内壁に押しつけられた状態で凝固するので，円筒形の鋳型を用いれば，中子を用いずに円筒または円環状の製品が鋳造できる。これを〈真の遠心鋳造法〉という。鉄道用車輪などでは，ハブのところを垂直の回転軸，押湯，湯口とし，鋳型を高速で回転させれば，遠心力によって溶湯がスポーク部を通ってリム部を充てんするように入り，車輪が鋳造できる。これを〈半遠心鋳造法〉といい，車輪のほか歯車地，プーリー，スプロケットなどをつくっている。垂直の回転軸上に設けた湯口より放射状に湯道を出し，その先端に各種の形状の鋳型を複数個配置することにより，不規則な形状の製品を高重力のもとで一度に多数個鋳造することができる。これを〈遠心加圧鋳造法〉といい，座金，ブレーキシューなどの小物の鋳造に使われるが，1回に鋳込む製品は，鋳型を回転する場合にバランスをとる必要があるので，同一か類似の形状が望ましい。
工業的には〈真の遠心鋳造法〉の水平軸回転式が最も多く使われている。鋳型の内壁は，砂を内張りしたり，水冷金型を用いたり，金型に薄く砂の層を焼き付けたサンドレジン法を用いたりする。鋳型は高速で回転するローラーにより支持および駆動される。鋳型の回転は，速すぎると鋳物に高温割れが発生し，遅いと溶湯が滴下して，酸化物が生成したり湯境などの欠陥が生じる。適切な回転速度は，金属および鋳型の種類，製品の肉厚によって異なるが，一般に重力の60～75倍の遠心力を生じる回転速度がよいとされる。主要製品には鋳鉄管があり，日本で年間90万tが上水道用，土木用として製造されている。径4～260cm，長さ3～9m程度のものがつくられ，厚さは約6mmまで薄くできる。
径に対し長さの短い製品，たとえばシリンダーライナーなどの鋳造には〈真の遠心鋳造法〉の垂直軸回転式が用いられる。この場合，溶湯内面は回転放物面となるが，回転速度を上げればほぼ円筒内面が得られる。したがって，垂直軸式は水平軸式より大きな遠心力を必要とし，重力の100倍くらいの遠心力が生じる回転速度が選ばれる。
いずれの方式にも共通な遠心鋳造の利点は，（1）密度の低いスラグや砂は，鋳物内壁に集まるので，容易に切削・除去できる，（2）圧力下で凝固するので組織がち密になる，（3）中子，湯道，湯口，押湯が不必要なので歩留りがよい，（4）大量生産に適する，などである。欠点は，（1）通常の設備のほかに専用設備が必要である，（2）形状・寸法に制限がある，（3）溶湯と初晶の比重差が大きいときは，重い相は外部に軽い相は内部に集まり偏析を起こす，（4）比重の大きい鋳鉄や銅合金には適するが，アルミニウム合金などでは問題が残る，などである。以上の遠心鋳造の特徴をいかした製品の例として鋼の熱間圧延用ロールがある。まず耐摩耗性のある材料で外層部を遠心鋳造し，つぎに靱性（じんせい）のある材料で内部を充てんし，耐摩耗性も靱性もあるロールをつくることができる。
執筆者：梅田 高照
出典 株式会社平凡社「改訂新版 世界大百科事典」改訂新版 世界大百科事典について 情報