第1章

これだけは知っておきたい

ダイカスト基礎のきそ1 ダイカストの基礎知識

ダイカストの定義と特徴❶ダイカストの定義
ダイカストは、アルミニウム合金、亜鉛合金、マグネシウム合金、銅合金などの溶融金属（溶湯）を精密な金型の空洞（キャビティ）の中に高速で充填した後に高い圧力をかけることで、精度が良く鋳肌の優れた鋳物を短時間にハイサイクルに生産する鋳造方式です｡ また、同方法により得られる製品も「ダイカスト」と呼ばれます｡ ダイカストの「ダイ（Die）」は「金型」で、「カスト（Cast）」は鋳物のことを指します。
❷ダイカストの特徴
高い寸法精度：ダイカスト製品は、高い寸法精度を有します。図 1‑1‑1 に、ダイカスト、精密鋳造、金型鋳造、砂型鋳造の寸法精度を示します。JIS B
0403 鋳造品「寸法公差方式および削り代方式」には、鋳造品の寸法精度を示す公差等級 CT1 〜 16 が規定されています。数値の小さい方が精度に優れ、アルミニウム合金ダイカストは CT5 〜 7 の等級に相当します。砂型鋳造の CT9〜 12、金型鋳造の CT6 〜 8 と比較して寸法精度が高く、精密鋳造の CT4 〜 6 に近い精度であることを示しています。また、亜鉛合金ダイカストの公差等級は
CT4 〜 6 で、アルミニウム合金ダイカストよりも高い寸法精度が得られます。
美麗な鋳肌：ダイカストは、溶融金属を金型キャビティに充填した後に、30〜 80 MPa の高い圧力をかけることで金型と密着するために、美麗で平滑な鋳肌が得られます。
薄い肉厚：ダイカストの肉厚は、小物ダイカストで 0.8 〜 3.0 mm、大物ダイカストで 2.0 〜 6.0 mm です。7 mm 以上になると、鋳巣などの内部欠陥が多く発生します。
微細な鋳造組織：ダイカストは、砂型鋳造や金型鋳造に比べて冷却速度が速いため、より微細な鋳造組織が得られます（図 1‑1‑2）。
高い強度：ダイカストは鋳造組織が微細なので、表 1‑1‑1 に示すように鋳放し（鋳造のまま）では砂型鋳造や金型鋳造よりも高い強度が得られます。
高い設計自由度：ダイカストは鋳抜きが容易で、寸法精度、鋳肌面粗度に優れているので、最終形状に近い鋳物が得られます。そのため、設計自由度に優8これだけは知っておきたい ダイカスト基礎のきそ第1章れているという特徴があります。しかし、鋳型は金属で構成されるため、アンダーカットのある鋳物には不向きです。
鋳込み金具の使用：ダイカストは、他の金属材料（鋳込み金具）を金型内に入れ、正確な位置に機械的に接着する（鋳包みと言う）ことができます。鋳込み金具を利用することで、ダイカスト合金では得られない硬さ、強度、耐摩耗性などが容易に得られます。
ニアネットシェイプ化：ダイカストは寸法精度が良く、面削、バフ加工、機械加工等を減少させることができ、ニアネットシェイプ化（最終製品に近い形状を得ること）が可能です。
図 1-1-1

アルミニウム合金鋳造品の寸法公差（JIS B 0403）
64
全寸法公差

ダイカスト：CT52

精密鋳造 ：CT40

砂型鋳造：CT9

金型鋳造：CT6（mm） -2-4-60

100200300

400

鋳放し鋳造品の基準寸法（mm）

図 1-1-2

アルミニウム合金鋳物のミクロ組織の例

表 1-1-1

鋳造法

100 m

砂型鋳物（AC4B）

100 m

重力金型鋳物（AC4B）

砂型鋳造
金型鋳造
ダイカスト

100 m

ダイカスト（ADC12）

要点 ノート

鋳放し鋳造品の実体強さの例
鋳造合金

実体強さ、MPa（鋳放し材）

AC2A

123 〜 150

AC4C

111 〜 127

AC4B

186 〜 249

AC4C

99 〜 176

ADC10241 〜 265

ADC12

227 〜 248

（出典：軽金属協会編「アルミニウム鋳鍛造技術便覧」カロス出版（1991）、（一社）日本
ダイカスト協会編「アルミニウム合金ダイカ
ストの実態強度と顕微鏡組織」（2011））

ダイカストは、精密な金型に溶湯を高速・高圧で射出、充填する鋳造法で短時間に薄肉で寸法精度に優れた鋳物を生産することができる。自動車部品を中心にさまざまな部品に使用されている。
91 ダイカストの基礎知識

他の鋳造法との比較❶鋳造法の種類
鋳造法には、さまざまな種類があり、代表的なものには砂型鋳造法、精密鋳造法、金型鋳造法、低圧鋳造法、ダイカストがあります。表 1‑1‑2 に示すようにそれぞれ長所、短所があります。鋳造材料、鋳造品によって使い分けられています。
❷砂型鋳造法
砂型鋳造法は、砂で作った鋳型に溶湯を流し込んで鋳物を作る方法で、古くから行われています。鋳造する度に鋳型を作る必要がありますが、鋳型の製作コストが安く、設備も少なくてすみます。砂型は、上下 2 個また数個の型枠（鋳枠と言う）を使い、その枠を用いて型込めし、これを組み合わせて鋳型を作ります。砂型の種類はさまざまありますが、主なものとして生型砂、自硬性鋳型、ガス硬化性鋳型、熱硬化性鋳型があります。また、特殊な鋳造法として、発泡スチロールで作製した模型を乾燥砂中に埋め込んで注 湯して発泡スチロール模型を気化させて溶湯と置き換える消失模型鋳造法、プラスチック成形フィルムで覆った鋳型内を吸引力によって減圧して鋳物砂を造型して注湯する V プロセスなどがあります。砂型鋳造は、鋳鉄、鋳鋼、銅合金、アルミニウム合金などさまざまな鋳造合金に対応できます。
❸精密鋳造法
精密鋳造法は、複雑で寸法精度に優れ、鋳肌がきれいな製品を作る鋳造法としてアクセサリーから航空機部品まで広く使用されています。鋳造法には、模型を蝋や樹脂で作り耐火物微粉で鋳型を作るインベストメント法（ロストワックス法）、石膏で鋳型を作るプラスターモールド法、蝋模型にセラミックスをコーティングした後、焼成して鋳型を作るセラミックスモールド法などがあります。精密鋳造法ではさまざまな金属の鋳造が可能です。
❹金型鋳造法耐熱鋼あるいは鋳鉄などの金属製の鋳型（これを金型と言う）のキャビティに重力を利用して溶湯を流し込んで鋳物を作る方法を金型鋳造法と言います。
あるいは重力金型鋳造法と言います。砂型鋳造に比較して、寸法精度・鋳肌・
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第1章

これだけは知っておきたい ダイカスト基礎のきそ

機械的性質に優れることから耐圧性や強度が要求される製品に適用されます。
金型鋳造はアルミニウム合金、マグネシウム合金、銅合金などに適用されます。
❺低圧鋳造法
低圧鋳造法は、金型鋳造法と同様に金属でできた型を用いる鋳造法の一種です。金型鋳造法が重力を利用して金型のキャビティに溶融金属を鋳込むのに対して、低圧鋳造法は密閉された保持炉内に 0.01 〜 0.1 MPa の空気圧を作用させて溶湯を鋳込みます。溶湯が凝固した後、保持炉内を大気圧に開放して製品部以外の未凝固の溶湯がるつぼ内に戻るので歩留まりが良いことが特徴です。
表 1-1-2

各種鋳造法の長所・短所比較
概略

長所

短所

砂型鋳造

・多品種少量生産に向いている・寸法精度が悪い
木型や樹脂型で作った模型を・形状の自由度があり、複雑な形状や大きな鋳造物が ・鋳肌面が粗い
砂の中に埋没させてできた空成形できる・大量生産の製品には適さない
洞に溶湯を鋳込んで鋳物を作・初期投資（型費用）が安い
・冷却速度が遅いため組織が粗大でる鋳造法
・試作期間が短時間で済み、短納期に対応しやすい
機械的性質に劣る

精密鋳造

樹脂や蝋で模型を作り、石膏 ・表面が滑らかで寸法精度に優れる
やセラミックスで鋳型を作 ・鋳型の分割が不要で、自由な鋳物設計が可能
り、溶湯を鋳込んで寸法精度 ・装置化、自動化が容易の優れた鋳物を作る鋳造法
・ほとんどすべての材質に適用

・大型鋳物ができない
・凝固速度が遅く収縮欠陥が発生しやすい
・鋳型の生産性に劣る
・歩留まりが悪い

金型鋳造

・小ロットの製品よりも中量生産以上に向いている・砂型鋳造に比べ冷却速度が速く、組織が緻密で機械・初期投資（型費用）が砂型鋳造に的性質に優れた鋳物を製造できる金属で鋳型を作り、重力を利比べて高い・金型を用いるため、鋳肌がきれいで寸法精度が良い用して溶湯を金型内に鋳込ん・試作期間が長い・金型を使用するため寸法精度、鋳肌が良いで鋳物を作る鋳造法
・複雑で大型な鋳物製作に不向き
・T6、T7 熱処理、溶接ができる
・5mm 以下の薄肉品には不向き・中子を使用することで複雑なアンダーカット形状が成形できる

低圧鋳造

・押湯がないので、鋳物の鋳造歩留りが高い（90% 以上）
溶融金属を密閉された保持炉
・砂中子を用いた薄肉の複雑形状の鋳物ができる
内に 0.01 〜 0.1MPa の空気圧・ひけ巣やガス欠陥などの内部欠陥が少ないを作用させて溶湯を低圧・低・砂型鋳造や重力鋳造に比較して寸法精度が高い
速で金型に充填し鋳物を成形・鋳造材料の範囲が広い
する鋳造方法・ダイカストより設備費が安い
・自動化しやすい

ダイカスト

・生産性に優れる（ハイサイクルで鋳造できる）
・寸法精度に優れる
・鋳肌が滑らかで美麗である
精密な金型に溶融金属を高 ・薄肉製品に向いている
速・高圧で射出・充填して鋳 ・金属組織が微細で、鋳放しでの機械的性質に優れる物を成形する鋳造法
・リサイクルが容易である
・鋳抜き穴が容易に作れる・インサートの利用が容易である
・大量生産に向いている・ストークを通しての溶湯供給が、押湯を兼ねるため、湯口の位置や数が制約され、重力鋳造に比べて自由度が少ない
・金型温度が高いため、鋳造サイクルが長い
・保持炉内で溶湯の上下があるた
め、介在物生成やガス含有の可能性が高い
・製品内のガス量が多く、溶接やT6 熱処理ができない・鋳造による欠陥発生が多い
・アンダーカットが不得意（特に中空品は難しい）
・設備費、金型費が高い
・小量生産には不向き

要点 ノート
鋳造法には、ダイカスト以外にも砂型鋳造法、精密鋳造法、金型鋳造法、低圧鋳造法などがあり、鋳造材料や鋳造品の仕様によってはダイカスト以外の鋳造法を選択することが必要な場合がある。
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1 ダイカストの基礎知識

ダイカストの用途❶ダイカストの用途
ダイカストに使われる合金には、アルミニウム合金、亜鉛合金、マグネシウム合金、銅合金などがあります。詳細は第 2 節を参照してください。用途は一般機械用、電気機械用、自動車用、二輪自動車用、その他用があり、自動車用がアルミニウム合金では約 9 割、亜鉛合金では約 5 割を占めます。なお、その他のダイカストにはマグネシウム合金と銅合金が含まれます。
表 1‑1‑3 に合金別ダイカストの用途例を示します。
❷アルミニウム合金ダイカスト
アルミニウム合金は、密度が約 2.7g/cm3 と軽量で耐食性に優れ、経年寸法変化が少ないことからダイカスト合金の中ではもっとも多く用いられ、ダイカスト全体の約 97.9 % を占めており、多くの産業分野で使用されています｡ 図
1‑1‑3 は自動車エンジン用のシリンダーブロックに使用されている例です。
❸亜鉛合金ダイカスト
亜鉛合金は、薄肉で複雑な形状の鋳物が製造可能で、寸法精度が高く、優れた機械的性質、特に衝撃値が高く、めっきなどの表面処理性にも優れています｡
ただし、密度が 6.6g/cm3 と大きく軽量化には不向きです。また、伸びや衝撃値は、0 ℃以下では低い値（− 20 ℃での伸びは室温の 1/2、衝撃値は 1/10）を示すので寒冷地での使用には注意が必要です。図 1‑1‑4 に自動車のドアハンドルに使用されている例を示します。
❹マグネシウム合金ダイカスト
マグネシウム合金は、密度が約 1.8 で鉄の 1/4、アルミニウムの 1/4 と小さく実用金属中でもっとも軽量です。また、振動吸収性や耐くぼみ性に優れています。これらの特徴から、自動車のステアリングホイールや携帯電話の筐体などに使用されています。図 1‑1‑5 はノートパソコン筐体の使用例です。
❺銅合金ダイカスト
銅合金は、電気・熱伝導性に優れ、強度が高く、耐食性に優れています。密度は 8.9g/cm3 と大きく重い金属です。また、融点（黄銅の場合）が 900 ℃程度と高いためダイカストしにくい材料です。図 1‑1‑6 は水栓金具の例を示しま12