鋳造ちゅうぞう

鋳造ちゅうぞう（ちゅうぞう、英えい: casting）とは、金属きんぞく加工かこう法ほうのひとつで、原材料げんざいりょう（主おもに鉄てつ・アルミ合金ごうきん・銅どう・真鍮しんちゅうなどの金属きんぞく）を、融点ゆうてんより高たかい温度おんどで熱ねっして液体えきたいにした後のちに型かたに流ながし込こみ、冷ひやして目的もくてきの形状けいじょうに固かためる加工かこう方法ほうほうである。鋳造ちゅうぞうを行おこなう工場こうじょうなどの施設しせつを鋳造ちゅうぞう所しょ（ちゅうぞうじょ、英えい: foundry）と呼よぶ。

鋳造ちゅうぞうに使用しようする型かたを鋳型いがた（いがた）、鋳造ちゅうぞうして作つくった製品せいひんを鋳物いもの（いもの）という。英語えいごでcastingといえば、鋳造ちゅうぞうと鋳物いものの双方そうほうを指さす^[1]。鋳造ちゅうぞうによる製造せいぞう物ぶつは、原材料げんざいりょうの金属きんぞくにより鋳鉄ちゅうてつ、鋳鋼ちゅうこうなどと呼よばれる。

これに対たいし、金属きんぞくをハンマーなどで叩たたいて変形へんけいさせる加工かこう方法ほうほうを鍛造たんぞうといい、いずれも人類じんるいの歴史れきしの中なかで古ふるくから利用りようされてきたものである。

概要がいよう[編集へんしゅう]

古代こだいからある加工かこう方法ほうほうで、砂すなを型かたに利用りようした砂すな型がた鋳造ちゅうぞうは寺てらの梵鐘ぼんしょうの製造せいぞうなどに用もちいられていた。現在げんざいでも、大量たいりょう生産せいさん品しなの鋳造ちゅうぞうに幅広はばひろく用もちいられている。砂すな型がたで製造せいぞうしたものは表面ひょうめんのざらつきが大おおきく、そのまま機械きかい部品ぶひんとして使つかえないため、仕上しあげ加工かこうを行おこなうことが一般いっぱん的てきである。

一方いっぽう、工芸こうげい品ひん等ひとしの製作せいさくでは、石膏せっこう型かたを使つかうことが多おおい。石膏せっこう型かた鋳造ちゅうぞうでは原形げんけいを蜜蝋みつろう等ひとしの高温こうおんで溶とける材料ざいりょうで制作せいさくし、原形げんけいを石膏せっこうで塗ぬり固がためた後のち、加熱かねつによって原形げんけいを除去じょきょして材料ざいりょうを流ながし込こむ。この方法ほうほうでは砂すな型がたに比くらべて表面ひょうめんのざらつきが小ちいさく、型かたの合あわせ目めがないため、後処理あとしょりが容易よういになる。

詳細しょうさいは「ロストワックス」を参照さんしょう

また、金かね型がたを用もちいた金かね型がた鋳造ちゅうぞうもある。金かね型がたは高額こうがくだが、精度せいどの高たかい大量たいりょう生産せいさんが可能かのうなため、工業こうぎょう製品せいひんの生産せいさんなどに用もちいられる。

歴史れきし[編集へんしゅう]

鋳造ちゅうぞうによって作つくられた古代こだい中国ちゅうごくの鉄てつ刀がたな（環かん首くび刀がたな）

鋳造ちゅうぞうは紀元前きげんぜん3600年ねん頃ころにメソポタミアで青銅せいどうを利用りようして始はじまったとされる^[2]。さらにふいごの発明はつめいでより高たかい温度おんどを得えられるようになり青銅器せいどうき時代じだいは全盛ぜんせいとなった^[2]。

鉄てつの鋳造ちゅうぞう技術ぎじゅつは紀元前きげんぜん7世紀せいき頃ころに中国ちゅうごくで発明はつめいされた^[2]。しかし、古代こだいの鋳鉄ちゅうてつは黒鉛こくえんをほとんど含ふくまない硬かたくて脆もろい材料ざいりょうで加工かこうが困難こんなんであった^[2]。紀元前きげんぜん470年ねん頃ころにはそれを約やく900℃から1000℃の酸化さんか鉄てつ内うちで3日間にちかん加熱かねつして可鍛鋳鉄かたんちゅうてつにする熱処理ねつしょりの技術ぎじゅつが用もちいられていたという研究けんきゅうもある^[2]。

ヨーロッパでは、18世紀せいきまで鋳鉄ちゅうてつは硬かたくて脆もろいものとされていたため鍛造たんぞうした鉄てつが重宝ちょうほうされていた^[2]。その後ご、1735年ねんにエイブラハム・ダービー2世せい（英語えいご版ばん）が高炉こうろでの鋳鉄ちゅうてつの製造せいぞうに成功せいこうし、シリコン含有がんゆう量りょうの高たかい加工かこう可能かのうな鋳鉄ちゅうてつを製造せいぞうできるようになったことで、蒸気じょうき機関きかんなどの製造せいぞうが可能かのうとなり産業さんぎょう革命かくめいが起おこるに至いたった^[2]。

改鋳かいちゅう[編集へんしゅう]

貨幣かへいについては「貨幣かへい改鋳かいちゅう」を参照さんしょう

金属きんぞく製品せいひんは長期ちょうきの使用しようや保存ほぞんに耐たえうる性質せいしつに優すぐれるが、それでも劣化れっかにより用ようをなさなくなったときは、既存きそんの鋳物いものを原料げんりょうに再ふたたび鋳造ちゅうぞうして製品せいひんとすることがよく行おこなわれる。これを改鋳かいちゅう、吹替ふきかえと呼よぶ。梵鐘ぼんしょうなど歴史れきし的てきな鋳造ちゅうぞう品ひんは劣化れっか（亀裂きれつや焼損しょうそん）に伴ともないしばしば改鋳かいちゅうされる。

溶接ようせつ[編集へんしゅう]

鋳造ちゅうぞうの技術ぎじゅつはまた、破損はそんした金属きんぞく製品せいひんの修理しゅうりにも使用しようされていた。修理しゅうりしたい製品せいひんを鋳型いがたに入いれ、破損はそん箇所かしょに同おなじ材料ざいりょうを溶とかして流ながし込こむことで接合せつごうさせる鋳掛いかけという手法しゅほうがこれにあたる。溶接ようせつの祖先そせんとなる方法ほうほうであり、実際じっさいに製品せいひんの縁えんの部分ぶぶんが溶解ようかいするため「溶接ようせつ」の定義ていぎも満みたしている。

硬貨こうかの「鋳造ちゅうぞう」と「改鋳かいちゅう」[編集へんしゅう]

硬貨こうかの製造せいぞうも「鋳造ちゅうぞう」(英えい: minting) と表現ひょうげんするが、これは砂金さきんや地金じがねを重量じゅうりょうによって取引とりひきする秤量ひょうりょう貨幣かへいに対たいする、額面がくめん保証ほしょうの刻印こくいんを有ゆうする鋳造ちゅうぞう貨幣かへい^[3]の製造せいぞうを指さす。鋳い貨は古ふるくは実際じっさいに鋳物いものとして製造せいぞうされたが、現代げんだいの硬貨こうかでは鋳造ちゅうぞうは原料げんりょうインゴットの製作せいさく工程こうていに留とまり、圧延あつえん・円形えんけい打うち抜ぬき・図像ずぞうのプレス加工かこうによって成形せいけいされる^[4]。

硬貨こうかの品位ひんい・量目りょうめの変更へんこうも、鋳物いものの作つくり直なおしと同様どうように「改鋳かいちゅう」(英えい: remint) と呼よばれる。