鋳物とは？その材質の種類について解説します！

2022.09.30

鋳物とは（casting）

高温で溶かした金属を製品の形状に対応した型の空洞部に流し込み、それを冷やして固める加工法を「鋳造（ちゅうぞう）」といいます。鋳造で作られた金属製品のことを「鋳物（いもの）」と呼びます。鋳造で使用される型を「鋳型（いがた）」と呼び、砂を固めて作った砂型、金属を削って作った金型、樹脂型や石膏型などの種類があります。

鋳造は、金属を叩いて気泡を潰したり、結晶を整えたりする鍛造と比べると強度は劣りますが、加工工数が少なくコストがかかりません。また、溶けた金属を流し込むだけなので形状の自由度が高く、複雑な形状の製品を低コストで大量に生産することができます。そのため鋳物は、用途に合わせ素材や製法を変えることにより、船舶、鉄道、飛行機、産業機械等幅広く利用されています。

鋳物の材料と用途

鋳物に使用される材料は様々な物がありますが、代表的なものを下記に紹介します。

鋳鉄鋳物

鋳鉄は、鉄（Fe）を主成分に、炭素(C)を2.14 – 6.67%、ケイ素(Si)を約1 – 3%の範囲で含んでいる鉄の合金の総称で、その鋳造品のことを鋳鉄鋳物といいます。

鋳鉄は多くの炭素を含んでいることで融点が下がり、低い温度で溶解するため、比較的容易に型に流し込んで成形できます。そのため鋳鉄は生産量が多く、鋳物に使用される機会が多い鋼材です。添加物や炭素の状態、製造方法などの違いから、ねずみ鋳鉄・白鋳鉄・まだら鋳鉄等多くの種類があります。

潤滑性に優れている、熱伝導が良い、振動吸収能が高い、熱衝撃に強い、切削加工が容易などの特徴があります。また、熱処理や添加する合金元素によって、強度特性を変化させられます。

使用例：クランクシャフト、カムシャフトブレーキ、ブレーキロータ、オイルポンプハウジング、シリンダブロック、ディーゼル用シリンダベッド、アクスルハウジング、シートスプリング、ブルドーザー用ケース、フォークリフト用ミッションケース・トルコンケース、デフケース、マンホール蓋、すき焼き鍋、フライパン、鉄瓶、鍋、ストーブ、水道管など

鋳鋼鋳物

鋳鋼は、鉄（Fe）を主成分に炭素(C)を0.02～2.14％含んでいる鋳造性良好な合金で、その鋳造品である鋼鋳物のことを鋳鋼鋳物といいます。特殊元素を含まない炭素鋼鋳鋼とマンガン、クロム、ニッケルなどを添加した合金鋼鋳鋼があります。

鋳鉄と比べると炭素量が少ないため溶解温度が高く、凝固収縮が大きいなど鋳造難度は高い（巣不良などが発生しやすい）ですが、耐食性、耐摩耗性、強靭性、耐衝撃性などが高く、一般的には鋳鉄よりも強度が高いため、鋳鉄では強度が不足する製品に用いられます。また、溶接も可能です。

使用例：歯車、キャタピラ、クラシャ、粉砕器用ハンマ、ローラ、ロールハウジング、クランクシャフト、船舶用クランクスロー・スタンフレーム・ラダーホーン、鉄道用連結器、ブレーキシュー、化学プラント用ポンプ、タービンハウジングなど

銅合金鋳物

銅合金は銅を主成分とする合金で、その鋳造品を銅合金鋳物といいます。

銅合金鋳物は、電気・熱伝導、耐食性、耐圧性に優れるほか、低温に強く、強度、耐摩耗性、軸受特性がよく、数少ない有色金属として美しいという特徴があります。黄銅系、高力黄銅系、青銅系などの種類があります。

使用例：水道蛇口、排水金具、電気用ターミナル、給水栓用バルブ・継ぎ手、油圧・空圧用バルブ、ポンプ胴体、海水ポンプ、船舶用プロペラ、釣り鐘、仏像、お鈴（仏具）、ブックエンド、トレイ、銅像、ブロンズ彫刻など

アルミニウム合金鋳物

アルミニウム合金はアルミニウムを主成分とする合金で、その鋳造品をアルミニウム合金鋳物といいます。

アルミニウム合金鋳物（アルミ鋳物）は、軽量で熱・電気伝導、耐食性、機械的性質、リサイクル性に優れており、外観も美観であるという特徴があります。

砂型鋳造、金型鋳造、ダイカストなど様々な鋳造法があり、Al-Cu系合金、Al-Si系合金、Al-Mg系合金などの種類があります。

使用例：シリンダブロック、トランスミッションケース、シリンダベッド、エンジンマウントブラケット、コンバータハウジング、エスカレータステップ、エクステリア、ガーデンチェア・ベンチ、門扉、フェンスなど

マグネシウム合金鋳物

マグネシウム合金はマグネシウムを主成分とする合金で、その鋳造品をマグネシウム合金鋳物といいます。

マグネシウムは実用金属中でもっとも軽い金属ですので、マグネシウム合金鋳物は非常に軽量です。他にも、比強度・比剛性、熱伝導性、放熱性、振動吸収性、電磁シールド性に優れているという特徴があります。砂型鋳造、金型鋳造、ダイカストなどの鋳造法がありますが、主にダイカストで生産されています。Mg-Al系合金、Mg-Zr系合金、Mg希土類元素系合金などの種類があります。

使用例：ノートパソコン筐体、携帯電話筐体、一眼レフカメラ筐体、ビデオカメラ筐体、プロジェクタ用レンズフレームなど

亜鉛合金鋳物

亜鉛合金は亜鉛を主成分とする合金で、その鋳造品を亜鉛合金鋳物といいます。亜鉛にアルミニウム(Al)4%、銅(Cu)0.8%、加えた合金はダイカスト用合金として用いられます。

亜鉛合金鋳物は、融点が低く材質の流動性が高いため、薄肉で複雑な形状に対応可能です。また、硬度が高い、寸法精度、切削性、耐衝撃性、めっき性に優れているという特徴があります。

砂型鋳造、金型鋳造、精密鋳造、ダイカストなどの鋳造法がありますが、主にダイカストで生産されています。

使用例：自動車のドアハンドル、業務用冷蔵庫ハンドル、自動販売機ロック操作レバー、配電盤ハンドル、コピー機用フランジ軸、カメラ用ファインダ部品、コネクタ部品など

上記の他にも、ステンレス鋳物、ニッケル合金鋳物、チタン合金鋳物などがあります。

鋳物には様々な金属材料が使用され、それぞれの用途や形状に適した鋳物材料があります。良い鋳物製品を作るためには、適切な材料を使用することが大切です。

弊社での製品事例

鋳物加工　ブラケット　FC200 材料調達①

スペック・仕様

材質	FC200
ロット	10ヶ/ロット
大きさ	30×60×300
公差レベル	±0.01
納期目安	材料調達含み1.5ヶ月
金額	1万円未満
製品用途・業界	産業機器

材料調達～機械加工～塗装まで一貫しての対応が可能です。
リチウムイオン電池の製造ラインに使用されます。

アルミ鋳物（ダイカスト）シリンダヘッド中ロット短納期

スペック・仕様

材質	アルミ鋳物(ADC12)
ロット	200ヶ/月
大きさ	100×200×250
公差レベル	±0.02
納期目安	数量によって変動するため要相談
金額	要相談
製品用途・業界	自動車開発(二輪、四輪)