弁の鋳造は弁の製造過程における重要な工程であり、良好な鋳物が得られれば、良い弁の成功の大部分が決まる。以下に鋳造工法設計および弁業界でよく用いられるいくつかの鋳造工法を紹介する。

（一） 鋳物の鋳造工法設計：

正確かつ有効に鋳物の凝固を制御することは、良質の鋳鋼品を得るための最重要条件であり、注湯系、押し湯および冷し金、工法補正量などの適切な工法措置を講じて、合理的な工法案を形成する。弁用鋳鋼品は肉厚が不均一であるため、順次冷却・順次凝固の原則を採用し、鋳物内部の応力、収縮巣および収縮疏などの欠陥を低減すべきである。

⑴ 鋳鋼品の順次凝固を制御する工法措置：

1）合理的な分割面位置、注湯位置および注湯系を設計する。

2）押し湯は鋳物が最後に凝固する部位に設計し、押し湯による補給作用を果たすと同時に、押し湯周囲の溶鋼の凝固を遅延させ、順次凝固の条件を作り出す。

3）注湯操作時に、溶鋼が押し湯高さの1/4まで上昇した時点で、押し湯の頂上から注湯に切り替える。その作用により溶鋼の圧頭を増加させることができ、さらに押し湯の温度を向上させることもできる。

4）鋳鋼押し湯寸法の決定：その方法にはモジュール法（鋳物の熱容量により決定）、体積収縮法（溶鋼の凝固収縮率により決定）、比值法（鋳物の補給タイプにより決定）および熱節円法（鋳物の熱節円により決定）がある。現在、工場では簡便な設計要求を満たすため、熱節円法がよく用いられ、押し湯の寸法を決定している。

5）鋳物収縮率の選定：鋳鋼品は凝固冷却の過程において、その体積と寸法が収縮して減少する。液態から凝固して固態となる収縮量は、一般に長さの変化量である線収縮率で表される（%）。

鋳造収縮率に影響する要因は多く、鋳物が鋳型中で固態収縮する際に外部の抵抗の影響も受け、実際の収縮量が減少することがある。これを非自由収縮と呼び、非自由収縮率は常に自由収縮率より小さい。鋳造収縮率に影響する主な要因には金属合金の種類、鋳物の構造と寸法・長さがあり、さらに造型材料、中子の締め固め程度なども鋳物の非自由収縮率に影響する。

（二）砂型鋳造：弁業界でよく用いられる砂型鋳造は、粘結剤の違いによりさらに生型砂、乾型砂、水ガラス砂およびフラン樹脂自硬性砂などに分けられる。

（1）生型砂はベントナイトを粘結剤とする造型工法であり、その特徴は：造型した砂型の乾燥が不要であり、硬化処理も不要で、砂型にはある程度の湿潤強度があり、中子、外殻の崩壊性が良好で、鋳物の清掃・落とし砂に便利である。造型の生産効率が高く、生産周期が短く、材料コストが低く、流水線生産の組織に便利である。その欠点は：鋳物にガス巣、砂噛み、焼付きなどの欠陥が発生しやすく、鋳物の品質、特に内在品質が十分に理想とは言えない。

（2）乾型砂は粘土を粘結剤とする造型工法であり、ベントナイトを少量添加することで湿潤強度を向上させることができる。その特徴は：砂型の乾燥が必要であり、通気性が良好で、砂噛み、焼付き、ガス巣などの欠陥が発生しにくく、鋳物の内在品質が良好である。その欠点は砂型乾燥設備が必要であり、生産周期が比較的長いことである。

（3）水ガラス砂は水ガラスを粘結剤とする造型工法であり、その特徴は：水ガラスはCO2に触れると自動硬化の機能を有し、ガス硬化法による造型および造芯の各種の利点があるが、鋳型の崩壊性が悪く、鋳物の砂落としが困難であり、かつ旧砂の再生・回収率が低いという欠点がある。

（4）フラン樹脂自硬性砂造型はフラン樹脂を粘結剤とする鋳造工法であり、常温において粘結剤が硬化剤の作用下で化学反応を起こして型砂を硬化させる。その特徴は砂型の乾燥が不要であり、これにより生産周期が短縮され、エネルギーが節約される。樹脂型砂は締め固めやすく、崩壊性が良好で、鋳物の型砂の清掃が容易であり、鋳物の寸法精度が高く、表面仕上げが良好で、鋳物品質を大幅に向上させることができる。その欠点は：原砂の品質要求が高く、生産現場に軽微な刺激臭があり、かつ樹脂のコストも比較的高いことである。

（三）精密鋳造：近年、弁メーカーは鋳物の外観品質と寸法精度にますます注力している。良好な外観は市場の基本要求であり、また機械加工の第一工程の位置決め基準でもあるためである。

弁業界でよく用いられる精密鋳造はロストワックス鋳造であり、以下に簡潔に紹介する。

（1）ロストワックス鋳造の二つの工法：①低温ワックス系モデル材料（ステアリン酸＋パラフィン）、低圧注蠟、水ガラス外殻、熱水脱蠟、大気溶解注湯工法を採用し、主に品質要求が一般の炭素鋼および低合金鋳物に用いられ、鋳物の寸法精度は国家標準のCT7～9級に達する。②中温樹脂系モデル材料、高圧注蠋、シリカゾル外殻、蒸気脱蠋、急速大気または真空溶解注湯工法を採用し、鋳物の寸法精度はCT4～6級の精密鋳物に達する。

（2）ロストワックス鋳造の特徴：

①鋳物の寸法精度が高く、表面が滑らかで、外観品質が良好である。

②構造形状が複雑で、他の工法では加工が困難な部品の鋳造が可能である。

③鋳物材料は制限を受けず、各種の合金材料、例えば炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼、アルミニウム合金、高温合金、および貴金属などの材料、特に鍛造、溶接および切削加工が困難な合金材料に対応できる。

④生産の柔軟性が高く、適応性が強い。大量生産にも、単品または小ロット生産にも適している。

⑤ロストワックス鋳造にも一定の制限があり、例えば工法フローが煩雑で、生産周期が長い。採用できる鋳造工法手段が限られるため、耐圧薄殻弁鋳物を鋳造する場合、その耐圧能力を高くすることはできない。