CN101992285B - 铸造用模具 - Google Patents

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Abstract

本发明实现了流动性良好且分型性优异的铸造用模具。模具(10)在型腔面(11)具备无方向性地分散形成有形成为半球面状的多个第一凹痕的凹痕区域，并且第一凹痕(12)形成为：构成以由两个以上凹痕结合而成的结合凹痕(12b)的第一凹痕(12)的数量相对于第一凹痕(12)的总数的比例来定义的连通率为80％以上。由此，在凹痕区域(D)形成多个作为随机且无方向性的短流路发挥作用的结合凹痕(12b)，提高了流动性。

Description

铸造用模具
技术领域
本发明涉及在压铸等中使用的铸造用模具。
背景技术
以往，对于利用铝等非铁金属来制造汽缸盖或歧管等构成汽车的发动机部件，使用压铸等模具铸造法。对于模具铸造法，若铸造时熔融金属在模具内的流动(流动性)变得不好，则很容易在铸造件上产生微小的气泡、皱纹等缺陷，因此为提高流动性而进行了各种研究。作为上述为了挺高流动性的方法，需要在模具的表面(型腔面)形成凹凸部来对熔融金属的流动进行整流，使得熔融金属遍布到上述型腔面的整个面地流动。
作为通过在上述型腔面形成凹凸部来提高熔融金属的流动性的方法，例如专利文献1中公开的压铸成型用的模具，在模具的型腔面以彼此相邻地展开的方式连续地形成四边形状的模凹部和模凸部，交替构成流动阻力大的部分和小的部分，使该四边形状的模凹部和模凸部的一边的方向相对于上述熔融金属的注入方向倾斜，从而被注入的熔融金属均匀地填充到上述型腔内的各部分。
【专利文献1】日本特开平7-246450号公报
在这里，在上述那样的技术中，通过利用硝酸类腐蚀液等腐蚀型腔面来形成凹凸部的纹理加工或放电加工来形成凹凸部。但是，对上述的加工方法而言，在能对型腔面进行加工的范围上受到制约，如果是具有复杂的型腔形状的模具将无法获得充分的流动性。此外，对于纹理加工而言，难以形成大小、深度、形状等受到高度地控制的凹凸部，因此无法获得充分的流动性。
此外，所形成的凹凸部的形状具有棱角，因此在将铸造件从模具分型时容易发生粘着，从模具进行分型的易操作性(分型性)降低。在凹凸部在一个方向上具有方向性这样的情况下，涂布于型腔面用来提高分型性的分型剂难以均匀地停留在型腔面，因此分型性降低。
发明内容
因此，本发明的目的在于实现流动性良好，同时分型性优异而不易粘砂并且耐久性优异的铸造用模具。
本发明是用于实现上述目的的铸造用模具，技术方案1中记载的发明使用了以下技术手段：在型腔面及浇道的至少一部分具备无方向性且分散形成有多个第一凹痕的凹痕区域，上述第一凹痕的深度形成为半球面状，并且以由两个以上凹痕结合而成的上述第一凹痕的数量相对于上述第一凹痕的总数的比例来定义的连通率为80％以上。
在这里，所谓“凹痕区域”即以包围第一凹痕的最外周而定义的区域。
根据技术方案1中记载的发明，铸造用模具在型腔面及浇道的至少一部分具备无方向性且分散形成有多个第一凹痕的凹痕区域，通过以连通率为80％以上的方式来形成第一凹痕，在凹痕区域，通过多个第一凹痕相结合而形成多个随机地无方向性的短流路。经由第一凹痕而流动的熔融金属中的、进入了上述流路的熔融金属的流动方向随机地变化，因而能使熔融金属在型腔内均匀地展开遍布，能提高流动性。
由于流动性提高，能够降低因气体卷入而产生的气孔、冷疤、皱纹等铸造缺陷。
而且，第一凹痕形成为半球面状的凹痕，因此能在铸造时容易地留住涂布于型腔面的分型剂。此外，与通过纹理加工等而形成的凹痕不同，形成为无角的半球面状，从而不会在对铸造件进行分型时发生粘着等，易于进行铸造件的分型，且不会损伤铸造件。
而且，使用了如下技术手段：上述第一凹痕形成为开口部的直径为60～500μm、深度为4～30μm，上述第一凹痕相对于上述凹痕区域的面积率为50～90％。
优选第一凹痕形成为开口部的直径相对于深度为10倍以上的浅半球面状的凹痕，因此如技术方案2中记载的发明，优选第一凹痕形成为开口部的直径为60～500μm、深度为4～30μm，并且第一凹痕相对于上述凹痕区域的面积率为50～90％。而且，如技术方案3所述，优选上述面积率为71～86％。为了如技术方案1所述使连通率为80％以上，优选如本技术方案(技术方案2)所述使发明的面积率为50％以上，若该面积率超过90％，则在形成第一凹痕时几乎全部第一凹痕彼此重叠，因此无法使形状为半球面状。由此，由于难以保持分型剂，因而分型性变差。此外，第一凹痕的端部为具有棱角的状态，因而在进行铸造件的分型时会发生出现粘着等的问题，因而优选面积率为90％以下。
在技术方案4至技术方案6所述的发明中，还使用了如下技术手段：在上述凹痕区域混合形成有上述第一凹痕和尺寸比上述第一凹痕小的第二凹痕。
在技术方案4至技术方案6所述的发明中，在凹痕区域，混合形成第一凹痕和尺寸比第一凹痕小的第二凹痕，因此凹痕区域中的未形成第一凹痕的部分也能够成为消除了因型腔面的机械加工等而出现的加工痕且无方向性的表面性状。由此，能够使第一凹痕和第二凹痕在型腔面无方向性且均匀地分散，因此，该第一凹痕和第二凹痕：(1)增大了与熔融金属接触的模具的表面积，从而熔融金属的温度易于在模具传递而模具不易冷却；(2)在上述的凹凸中，形成于大的凹部(第一凹痕)的空气层还具有不降低熔融金属的温度等的熔融金属的保温作用，因此能够提高流动性。此外，凹痕区域中的未形成第一凹痕的部分也易于保持分型剂，因此能够提高分型性。
在技术方案7至技术方案9所述的发明中，使用了如下技术手段：上述第二凹痕形成为半球面状且开口部的直径为10～60μm、深度为1～7μm。
为了形成为消除因型腔面的机械加工等而出现的加工痕且成为无方向性的表面性状并提高流动性而形成了第二凹痕，优选不使表面粗糙度过大。例如，表面粗糙度Rz(十点平均粗糙度)为几μm左右即可。将第二凹痕形成为技术方案4至技术方案6所述的发明那样形成，从而形成为消除因型腔面的机械加工等而出现的加工痕且无方向性的表面性状，并且作为具有用于提高流动性的微小的凹凸的表面形状能够成为合适的形状。
在技术方案10的发明中使用了对上述型腔面实施了氮化处理的技术手段。
在技术方案10所述的发明中对型腔面实施了氮化处理，因此能够提高模具的耐久性而延长模具的寿命。
在技术方案11所述的发明中使用了上述凹痕区域设于上述浇道的技术手段。
在技术方案11所述的发明中凹痕区域设于上述浇道，因此能够减小向型腔内注入熔融金属时熔融金属通过的阻力，因此熔融金属被注入型腔内时的流动不会受到阻碍。由此，能提高熔融金属在型腔内的流动性。
在技术方案12所述的发明中使用了上述凹痕区域设于上述型腔面的底面部的技术手段。
在技术方案12所述的发明中凹痕区域设于上述型腔面的底面部，且该底面部常时与注入型腔内的熔融金属接触，因此能够更加有效地提高熔融金属的流动性。
在技术方案13所述的发明中使用了上述凹痕区域设于上述型腔面中的、沿着模具开闭方向延伸的立面部的技术手段。
型腔面中沿着模具开闭方向延伸的立面部是分型剂易向下方流动而脱离并且在进行铸造件的分型时易于发生粘着的部位。通过如技术方案13所述的发明那样将凹痕区域设于型腔面中的立面部，能够抑制上述问题的发生。
如技术方案14所述的发明，使用了上述凹痕区域设于上述型腔面的凸部分的技术手段。
型腔面的凸部分是分型剂易脱离、进行铸造件的分型时易发生粘砂、粘着等的部位。如技术方案14所述的发明那样，通过将凹痕区域设置在型腔面的凸部分，而能够抑制上述问题的发生。
在技术方案16所述的发明中还使用了上述凹痕区域设于型腔面的凹部分的技术手段。
在技术方案17所述的发明中还使用了上述型腔面的凹部分是角落部的技术手段。
型腔面的凹部分是应力集中的部位，以往是易发生热裂纹的部位。凹部尤其显著。通过如技术方案16所述的发明那样将凹痕区域设于型腔面的凹部分，上述凹部分尤其是角落部形成有凹痕且成为应力能分散的形状，因此能够防止热裂纹的发生。在上述凹部分设置凹痕区域的情况下的上述角落部的形状以图5(C)为例进行了说明，但是并不局限于该形状。
在技术方案18所述的发明中还使用了上述第一凹痕通过喷丸加工形成的技术手段。
通过如技术方案18所述的发明那样通过喷丸加工形成第一凹痕，从而即便在具有复杂型腔形状的模具的型腔面也能形成，并且通过适当选择喷丸加工中使用的喷射材料、喷射条件等，能够容易地形成具有所需的尺寸以及面积率、连通率的第一凹痕。
在技术方案15所述的发明中还使用了上述型腔面的凸部分是角部的技术手段。
如上所述，通过在将凹痕区域设于型腔面的凸部分的方法方面使用喷丸加工法，上述加工面会被除去或发生塑性变形，因此上述凸部分的角部被磨圆。对于模具而言，型腔面的凸部分尤其是角部是分型剂难以附着且对铸造件进行分型时易于发生粘砂和粘着等的位置，并且是成为热裂纹的基点的位置，但是通过喷丸加工，上述角部被磨圆，而易于附着分型剂且不易发生粘砂和粘着，并且成为应力被分散的形状，因此能防止热裂纹的发生。上述角部的形状以图5(B)为例进行了说明，但是并不局限于该形状。
在技术方案19所述的发明中还使用了如下技术手段：在上述凹痕区域形成上述第二凹痕的情况下，上述第二凹痕通过喷丸加工形成。
通过如技术方案19所述的发明那样通过喷丸加工形成第二凹痕，从而即便在具有复杂型腔形状的模具的型腔面也能形成，并且通过适当选择喷丸加工中使用的喷射材料、喷射条件等，能够容易地形成具有所需的尺寸以及面积率、连通率的第二凹痕。
由以上说明可知，在现有的铸造用模具中，铸造了约5万个产品之后，发生粘砂或热裂纹，需要进行补修，有时还需要进行再氮化处理，但是本申请发明的实施例喷丸加工法的铸造用模具，在型腔面的凸部的角部及凹部的角落部也形成凹痕，成为被磨圆且应力能分散的形状，并且能够是以往分型剂难于附着的型腔面的立面部、凸部的角部也能容易地附着分型剂，并且能增大分型剂的保持力，因此能够提供即便铸造了10万个产品也能维持良好的流动性，不发生粘砂、热裂纹且不需要进行再氮化处理的耐久性优异的铸造用模具。
附图说明
图1是表示本实施方式涉及的铸造用模具的构造的说明图。图1(A)是打开了的状态的铸造用模具的一侧的截面说明图，图1(B)是从图1(A)的X方向观察设于型腔面的底面部的凹痕区域的一部分的俯视放大示意图，图1(C)是图1(B)的沿A-A箭头方向观察的截面图。
图2是示意性表示凹痕区域对流动性提高的效果的说明图。
图3是表示凹痕区域的变更例的截面说明图。
图4是例示设置凹痕区域的位置的说明图。图4(A)是从铸造用模具的开口观察的俯视说明图，图4(B)是图4(A)沿B-B箭头方向观察的截面图。
图5是例示铸造用模具的凸部分的角部被除去及凹部分被修正后的状态的说明图。图5(A)是设有凹痕区域的铸造用模具的整体图，图5(B)是图5(A)的A部放大图，图5(C)是图5(A)的B部放大图。
图6是表示在实施例1的铸造用模具中，因第一凹痕的面积率、连通率、凹痕区域的俯视图像及各铸造用模具而造成的铸造件的好坏判定结果的说明图。
图中符号说明：
10...模具；11...型腔面；11a...底面部；11b...立面部；11c...凸部；11d...角部；11e...角落部；12...第一凹痕；12a...单独凹痕；12b...结合凹痕；13...第二凹痕；14...浇道；D...凹痕区域。
具体实施方式
针对本发明的铸造用模具，以在型腔面的底面部具备形成了第一凹痕的凹痕区域的模具为例并参照图来进行说明。
本实施方式的铸造用模具，是在例如铝合金等的压铸中使用的铸造用模具。在图1中，为打开了模具10的状态，且仅表示了一侧。如图1所示，模具10在型腔11的底面部11a具备由第一凹痕12和第二凹痕13形成的凹痕区域D。在这里，凹痕区域D是包围第一凹痕12的最外周的区域，在实施方式中形成于底面部11a的大致整面。
第一凹痕12形成为深度浅的半球面状的凹痕，在凹痕区域D内无方向性且均匀分散地形成。在凹痕区域D混合形成了单独凹痕12a和结合凹痕12b，其中，单独凹痕12a为一个半球面状的第一凹痕12，结合凹痕12b为多个第一凹痕12相结合而形成短流路的凹痕。
在这里，单独凹痕12a的数量为A个、构成结合凹痕12b的第一凹痕12的数量为B个时，由B/(A+B)、即构成结合了两个以上的凹痕的结合凹痕12b的第一凹痕12的数量相对于第一凹痕12的总数的比例来定义“连通率”。
在模具10的凹痕区域D，以上述定义的连通率为80％以上的方式来无方向性且均匀地分散形成第一凹痕12，从而随机地形成多个无方向性且成为短流路的结合凹痕12b。如图2中示意性表示所示，经过浇道14从浇注口14a注入型腔内的熔融金属，大多数进入了结合凹痕12b。进入了结合凹痕12b的熔融金属的流动方向如图中箭头所示随机地变化，因此能够使熔融金属在型腔内均匀地展开遍布，因而能够提高流动性，能够降低因卷入气体而导致的气孔、冷疤、皱纹等铸造缺陷。
第一凹痕12形成为半球面状的凹痕，因此在铸造时能够容易地留住涂布于型腔面11的分型剂。此外，与通过纹理加工等形成的凹痕不同而形成为无角的半球面状，从而不会在进行铸造件的分型时发生粘着，能够容易地对铸造件进行分型而不损伤铸造件。
为了更为有效地发挥上述效果，优选第一凹痕12形成为开口部的直径相对于深度为10倍以上的浅半球面状的凹痕，并且优选形成为开口部的直径为60～500μm、深度为4～30μm、相对于凹痕区域D的面积率为50～90％。
此外，为了使连通率为80％以上，需要使面积率为50％以上，但若该面积率为90％以上，则几乎所有第一凹痕12处于彼此重叠的状态，无法使该第一凹痕12的形状为半球面状，因此难以保持分型剂，分型性变差。此外，第一凹痕12的端部为具有棱角的状态，因而在进行铸造件的分型时会发生出现粘着等的问题，因而优选面积率为90％以下。
第二凹痕13形成为尺寸比第一凹痕12小，混合形成于凹痕区域D。在本实施方式中，如图1(C)所示，第二凹痕13形成于凹痕区域D中的未形成第一凹痕12的区域。
如上所述，由于形成了第二凹痕13，凹痕区域D中的未形成第一凹痕12的部分也能够成为消除了因型腔面11的机械加工等而出现的加工痕且无方向性的表面性状。由此，能够使第一凹痕12和第二凹痕13在型腔面11上无方向性且均匀地分散，通过由该第一凹痕12和第二凹痕13形成的凹凸，进一步地，(1)增大了与熔融金属接触的模具的表面积，从而熔融金属的温度易于在模具传递而模具不易冷却；(2)在上述的凹凸中，形成于大的凹部(第一凹痕12)的空气层还具有不降低熔融金属的温度等的熔融金属的保温作用，因此能够提高流动性。此外，凹痕区域D中的未形成第一凹痕12的部分还易于保持分型剂，因此能够提高分型性。
为了更为有效地发挥上述效果，优选不使第二凹痕13的表面粗糙度过大。例如，表面粗糙度Rz(十点平均粗糙度)为几μm左右即可。将第二凹痕13形成为半球面状且开口部的直径为1～60μm、深度为0.1～7μm，从而能够形成为消除因型腔面11的机械加工等而出现的加工痕且无方向性的表面性状，并且作为具有用于提高流动性的微小的凹凸的表面形状而成为适当的形状。
在上述的实施方式中，第二凹痕13形成于凹痕区域D中的未形成第一凹痕12的区域，但是作为其他实施方式，如图3所示，也能形成于第一凹痕12的内部。熔融金属的流动状态因所铸造的产品的形状、即型腔面11的形状的不同而变化，可以选择与该不同的情况相适合的表面性状。
如果型腔面11上没有阻碍流动性的因机械加工等而形成的大的加工痕等，可以不在凹痕区域D形成第二凹痕13。此外，由于第二凹痕13用于除去型腔面11的因机械加工而形成的加工痕等，因而能形成于凹痕区域D以外的区域。
对于模具10的型腔面11，可以在形成了凹痕区域D之后实施热处理来进行表面改质、或通过氮化处理来形成覆膜。由此，能提高模具10的耐久性，延长铸造用模具的寿命。此外，可以在形成凹痕区域D之前实施热处理来进行表面改质或通过氮化处理形成覆膜，但是，这种情况下，为了避免覆膜等在形成第一凹痕12、第二凹痕13时出现损伤，优选使用球状的喷射材料并适当设定形成条件。
以下，表示了形成上述的第一凹痕12和第二凹痕13的工序的一例。
首先，在形成凹痕区域D的区域全域形成第二凹痕13。第二凹痕13的形成是通过使用由硬度在模具10的构成材料的硬度以上的材料形成的喷射材料，对型腔面11实施喷丸加工来进行。优选第二凹痕13的表面粗糙度不会过大，例如形成表面粗糙度Rz(十点平均粗糙度)为几μm左右的型腔面11即可。
为了形成上述的型腔面11，喷射材料需要具有下述特性。首先，需要具有在模具10的构成材料以上的硬度。作为铸造用模具的材料，例如能举出铝合金等的压铸中所使用的热作模具用合金工具钢SKD61(JIS G 4404)等。上述的材料中，具有维氏(Vickers)硬度Hv为500左右的材料和高硬度的材料，优选使用维氏硬度为500Hv以上，更优选地使用700以上的高硬度的喷射材料。
此外，为了形成表面粗糙度Rz为几μm左右的型腔面11，优选喷射材料的粒径为10μm～100μm左右。
喷射材料的形状可以是不定形、球形、其他形状，但是使用不定形的喷射材料时，该喷射材料起到研削作用，会对型腔面11进行研削而使得模具10的尺寸精度降低，因此对于凹痕的形成，优选主要使用具有塑性变形作用的球形的喷射材料。此外，使用球形的喷射材料时，能够因残留应力的赋予而起到喷丸强化作用，能提高模具10的寿命。
作为满足上述特性的喷射材料，优选使用例如本发明的申请人之前申请的日本特开2002-80949号(特许第4317930号)公报、日本特开2005-76083号公报中记载的铁类非结晶球形粒子等。
接着，在第二凹痕13上混合形成比第二凹痕13大的半球面状的第一凹痕12。第一凹痕12的形成是通过使用由硬度在模具10的构成材料以上的材料形成、且粒径比形成第二凹痕13时使用的喷射材料大的球形喷射材料对形成凹痕区域D的区域实施喷丸加工而形成。
在这里，以使连通率为80％以上的方式来形成第一凹痕12。
优选上述的第一凹痕12形成为，开口部的直径相对于深度为10倍以上的浅半球面状的凹痕，为此，优选喷射材料的粒径为100μm～1000μm左右。此外，优选第一凹痕12相对于凹痕区域D的面积率为50～90％，更加优选为70％左右。
使用如上述那样在型腔面11形成了凹痕区域D的模具10来进行压铸时，首先对模具10的型腔面11涂布氮化硼等分型剂。接着，向型腔浇注铝合金等的熔融金属。然后，通过推出销将熔融金属凝固而形成的成形品从模具推出来进行分型。
在这里，由于凹痕区域D形成为混合有第二凹痕13和第一凹痕12的面，因而流动性良好，并且第一凹痕12的分型剂的保持力良好，分型性优异，因此能够制造不出现气孔、皱纹等缺陷的良好的铸造件。此外，对于第一凹痕12和第二凹痕13，若通过喷丸加工来形成，则即便相对于具有复杂型腔形状的模具的型腔面也能容易地形成。
对于凹痕区域D的形成位置，若通过喷丸加工来形成，则能够在想要提高流动性、分型性的任意位置容易地形成。例如，如图4所示，除了底面部11a以外，还能在向型腔内注入熔融金属的路径即浇道14或沿着模具10的开闭方向延伸的立面部11b、型腔面11的凸部分11c等上形成。
若在浇道14形成凹痕区域D，则能够减小向型腔内注入熔融金属时熔融金属通过的阻力，因此熔融金属被注入型腔内时的流动不会受到阻碍。由此，能提高熔融金属在型腔内的流动性。立面部11b是分型剂易向下方流动而脱离并且在进行铸造件的分型时易于发生粘着的部位。通过在立面部11b设置凹痕区域D，能够抑制上述问题的发生。
型腔面11的凸部分11c是分型剂易脱离、进行铸造件的分型时易发生粘着、并且易发生热裂纹的部位。通过在凸部分11c设置凹痕区域D，能够抑制粘着等的发生。此外，如图5所示，此时凸部分的角部11d被磨圆，锐角面被去除，因此能够防止铸件产品与上述角部11d的熔接和该铸件产品的缺损现象出现，以及能够防止热裂纹的发生。
此外，型腔面11的凹部分特别是角落部是易发生热裂纹的部位。通过在凹部分设置凹痕区域D，上述凹部分的角落部11e也成为形成有凹痕且应力能分散的形状，能够防止热裂纹的发生。
凹痕区域D仅在需要提高流动性、分型性的部位形成，从而能够降低铸造件的表面粗糙度，能够提高产品的外观特性。例如，在形成于底面部11a的情况下，若形成于浇注口14a附近，能够更有效地使熔融金属展开而提高流动性。
此外，凹痕区域D的由第一凹痕12和第二凹痕13形成的凹凸的作用效果为更进一步地：(1)增大了与熔融金属接触的模具的表面积，从而熔融金属的温度易于在模具传递而模具不易冷却；(2)在上述的凹凸中，形成于大的凹部的空气层还具有不降低熔融金属的温度等的对熔融金属的保温作用，因此能够提高流动性。
(实施例1)
在本实施例中，利用形成有凹痕区域D的铸造用模具来铸造薄板材，确认了第一凹痕12的连通率会影响铸造件的好坏。另外，本发明并不局限于以下的实施方式。
本实施例中使用的模具由合金工具钢SKD61(硬度为Hv470～500)形成，在型腔面11首先形成了第二凹痕13。第二凹痕13通过以下方式形成：使用重力式的喷丸装置“マイブラストMYBLAST”TM(新东工业株式会社制MY-30A)，以喷射压力0.3MPa、喷射距离100mm、喷嘴角度90°的条件喷射10秒硬度为Hv900、平均粒径为50μm的球形的非结晶形粒子“アモビ一ズAMBEADS”TM(新东工业株式会社制AM-50)。
接着，改变面积率来形成第一凹痕12，形成凹痕区域D。在本实施例中，使型腔面11整面为凹痕区域D。第一凹痕12通过使用直压式喷丸装置(新东工业株式会社制MY-30AP)，以喷射压力0.5MPa、喷射距离100mm、喷嘴角度90°的条件喷射硬度为Hv700、平均粒径为600μm的球形的钢珠(新东工业株式会社制SB-6PH)来形成。
由此，凹痕区域D能形成为均匀地分散混合有第二凹痕13和深度浅的半球面状的第一凹痕12。第一凹痕12为深度约为13μm、开口部的直径为240μm左右的浅半球面状。
能够通过控制形成第一凹痕12时的喷射时间来控制相对于凹痕区域的面积率，制作出面积率在28～97％之间的5标准的模具10和，为了进行比较而未形成第一凹痕12(面积率为0％)的模具10。
在这里，面积率是通过利用CCD照相机来拍摄凹痕区域，并使用对所得的图像实施了二值化处理后得到的二值化图像来算出的。此外，连通率是通过从CCD照相机所得的图像中计数凹痕的总个数和相邻的凹痕彼此连通的元凹痕的个数，并根据它们的比来算出的。
使用六种模具10进行铸造实验，确认了第一凹痕12的连通率对铸造件的好坏带来的影响。熔融金属方面使用铝合金(ADC12：密度2.72g/cm3)，以熔融温度700℃、模温300℃注入型腔内。对铸造件进行分型后判定好坏。
模具的好坏判定通过如下比例来判定，该比例为在制造了一定量的铸造件的情况下，以使用未形成凹痕区域D的模具制造出的铸造件的次品的个数B来除使用本申请发明的模具制造出的铸造件的次品的个数A的比例(A/B)。若该值小则判定为改善效果好，设定判定基准如下。
○：A/B＝未满50％
△：A/B＝50～90％
×：A/B＝超过90％
如图6所示，面积率越大，多个凹痕结合而成的结合凹痕12b的数量越多，连通率越大。若面积率为50％以上，则连通率为80％以上。
铸造件的好坏判定结果为，在面积率未满50％(0％、28％)和面积率超过90％(97％)的情况下，为×或△，确认未通过形成凹痕区域D而带来了大的改善效果。面积率未满50％(0％、28％)的情况下的铸造不良为臌胀、皮卷缩、皱纹、冷疤、粘砂等，是由流动性不足而引起的。面积率超过90％的情况下的铸造不良是由粘着等分型性变差而引起的。
另一方面，在使用面积率为50％、71％、86％、即连通率为80％以上的模具10的情况下，铸造件的好坏判定结果为○。
由此，在凹痕区域D以连通率为80％以上、即面积率为50～90％的方式来形成第一凹痕12，从而确认了与具有通过以往的加工而得的型腔面的模具相比，流动性及分型性提高。
(实施例2)
对合金工具钢SKD61进行喷丸加工，调查了第一凹痕12及第二凹痕13的深度与开口部的关系。第一凹痕12是通过以喷射压力0.5MPa、喷射距离100mm、喷嘴角度90°的条件喷射由平均粒径为100、600、1000μm的三种钢球形成的喷射材料(钢珠)来形成的。第二凹痕13是通过以与上述相同的条件喷射由平均粒径为50、100μm的球形状的非结晶粒子及平均粒径为20μm的球形状的氧化铝粒子形成的喷射材料来形成的。从截面照片中测定的凹痕的深度和开口部的直径的关系表示于表1。
【表1】
根据表1可以确认：通过使用平均粒径为100～1000μm的喷射材料进行喷丸加工能形成开口部直径为75～380μm、深度为5～21μm的第一凹痕12，通过使用平均粒径为20～100μm的喷射材料进行喷丸加工能形成开口部直径为12～61μm、深度为1～7μm的第二凹痕13。
【实施方式的效果】
根据本发明的模具10，在模具10的型腔面11及浇道14的至少一部分，具备无方向性且均匀地分散形成了第一凹痕12的凹痕区域D，在该凹痕区域D，将第一凹痕12形成为其连通率为80％以上，从而均匀地分散形成多个第一凹痕12的结合凹痕12b，该结合凹痕12b随机地成为无方向性的短的流路。经由该第一凹痕12的结合凹痕12b而流动的熔融金属中的、进入了上述流路的熔融金属的流动方向随机变化，因此，能够使熔融金属在型腔内均匀地展开遍布，通过形成于凹痕区域D的凹凸，进一步地(1)增大了与熔融金属接触的模具的表面积，从而熔融金属的温度易于在模具传递而模具不易冷却；(2)在上述的凹凸中，形成于大的凹部的空气层还具有不降低熔融金属的温度等的熔融金属的保温作用，因此能够提高流动性。
由于流动性提高，能够降低因气体卷入而产生的气孔、冷疤、皱纹等铸造缺陷。
而且，第一凹痕12形成为半球面状的凹痕，因此能在铸造时容易地留住涂布于型腔面11的分型剂。此外，与通过纹理加工等而形成的凹痕不同，形成为无角的半球面状，从而不会在对铸造件进行分型时发生粘着等，易于进行铸造件的分型，且不会损伤铸造件。
在凹痕区域D，混合形成第一凹痕12和尺寸比第一凹痕12小的第二凹痕13，因此，凹痕区域D中的未形成第一凹痕12的部分也能够成为消除了因型腔面11的机械加工等而出现的加工痕且无方向性的表面性状。由此，能够使第一凹痕12和第二凹痕13在型腔面11无方向性且均匀地分散，并且通过形成于凹痕区域D的凹凸，进一步地，(1)增大了与熔融金属接触的模具的表面积，从而熔融金属的温度易于在模具传递而模具不易冷却；(2)在上述的凹凸中，形成于大的凹部的空气层还具有不降低熔融金属的温度等的熔融金属的保温作用，因此能够提高流动性。
此外，凹痕区域D中的未形成第一凹痕12的部分也易于保持分型剂，因此能够提高分型性。
在对型腔面11实施了氮化处理的情况下，能提高模具10的耐久性而延长模具寿命。
第一凹痕12和第二凹痕13通过喷丸加工而形成，从而，能够将凹痕区域D形成于流动性受到要求的浇道14、底面部11a、立面部11b、或者分型剂易脱离、对铸造件进行分型时易发生粘着的型腔面11的凸部，因此能够进一步提高流动性和分型性。此外，能够形成于具有复杂型腔形状的模具的型腔面，并且通过适当选择喷丸加工中所使用的喷射材料和喷射条件，能够容易地形成为具有所需要的尺寸及面积率的凹痕。
【其他实施方式】
在上述的实施方式中，主要针对压铸中使用的模具进行了说明，但是本发明不局限于此，能适用于低压铸造、吸引差压铸造等各种铸造法中使用的模具。

Claims (17)

1.一种铸造用模具，其特征在于，
在型腔面及浇道的至少一部分具备无方向性地分散形成有多个第一凹痕的凹痕区域，
上述第一凹痕形成为开口部的直径相对于深度为10倍以上的浅半球面状的凹痕，
并且以由两个以上凹痕结合而成的上述第一凹痕的数量相对于上述第一凹痕的总数的比例来定义的连通率为80％以上的方式，随机地形成多个无方向性且成为短流路的结合凹痕。
2.根据权利要求1所述的铸造用模具，其特征在于，
上述第一凹痕形成为开口部的直径为60～500μm、深度为4～30μm，上述第一凹痕相对于上述凹痕区域的面积率为50～90％。
3.根据权利要求1所述的铸造用模具，其特征在于，
上述第一凹痕形成为开口部的直径为60～500μm、深度为4～30μm，上述第一凹痕相对于上述凹痕区域的面积率为71～86％。
4.根据权利要求1所述的铸造用模具，其特征在于，
在上述凹痕区域混合形成有上述第一凹痕和尺寸比上述第一凹痕小的第二凹痕。
5.根据权利要求3所述的铸造用模具，其特征在于，
在上述凹痕区域混合形成有上述第一凹痕和尺寸比上述第一凹痕小的第二凹痕。
6.根据权利要求4所述的铸造用模具，其特征在于，
上述第二凹痕形成为半球面状且开口部的直径为10～60μm、深度为1～7μm。
7.根据权利要求5所述的铸造用模具，其特征在于，
上述第二凹痕形成为半球面状且开口部的直径为10～60μm、深度为1～7μm。
8.根据权利要求1～7中任意一项所述的铸造用模具，其特征在于，对上述型腔面实施了氮化处理。
9.根据权利要求1～7中任意一项所述的铸造用模具，其特征在于，上述凹痕区域设于上述浇道。
10.根据权利要求1～7中任意一项所述的铸造用模具，其特征在于，上述凹痕区域设于上述型腔面中的底面部。
11.根据权利要求1～7中任意一项所述的铸造用模具，其特征在于，上述凹痕区域设于上述型腔面中沿着模具开闭方向延伸的立面部。
12.根据权利要求1～7中任意一项所述的铸造用模具，其特征在于，上述凹痕区域设于上述型腔面的凸部分。
13.根据权利要求12所述的铸造用模具，其特征在于，上述型腔面的凸部分是角部。
14.根据权利要求1～7中任意一项所述的铸造用模具，其特征在于，上述凹痕区域设于上述型腔面的凹部分。
15.根据权利要求14所述的铸造用模具，其特征在于，上述型腔面的凹部分且易发生热裂纹的部位是角落部。
16.根据权利要求1～7中任意一项所述的铸造用模具，其特征在于，上述第一凹痕通过喷丸加工形成。
17.根据权利要求4～7中任意一项所述的铸造用模具，其特征在于，在上述凹痕区域形成上述第二凹痕的情况下，上述第二凹痕通过喷丸加工形成。
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