JP2000071050A - 金型の製造方法及び金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金型を製造するための途中工程を大幅に
省略して、金型の製造コストを低減させる。 【解決手段】 本発明に係る金型の製造方法は、ワーク
の加工時に大きな応力を受ける要部の材質とその要部を
支える金型本体の材質とが異なる金型の製造方法におい
て、金型本体の材料である本体溶湯と要部の材料である
要部溶湯とのいずれか重い方の溶湯を鋳型１０の下側の
堰２１からキャビティ１４内に所定量だけ注入した後、
軽い方の溶湯を上側の堰２３からキャビティ１４内の重
い方の溶湯の上に注入し、本体溶湯と要部溶湯との比重
差を利用して両溶湯が混合し難いように保持して金型本
体と要部とを成形する。このため、一回の鋳造で金型本
体の材質と要部の材質とが異なる金型を成形できるよう
になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】ワークの加工時に大きな応力
を受ける要部の材質とその要部を支える金型本体の材質
とが異なる金型の製造方法及び金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】プレス金型の金型本体は通常鋳造により
製造されるため、その金型本体の材料としては鋳造性が
良く、さらに鋳造後の切削加工が容易なねずみ鋳鉄等が
好適に使用される。一方、プレス金型の切れ刃部や曲げ
刃部（以下、要部という）の材料は耐摩耗性等を考慮し
て金型本体よりも硬度が高い工具鋼等が好適に使用され
る。このためプレス金型の製造は一般的に金型本体に対
して別に製作された要部を組み付けることにより行われ
る（図７参照）。前記要部４の組み付け作業では、先ず
組み付け精度を出すために要部４が組み付けられる金型
本体２の受け部２ｕが機械加工される。次に金型本体２
に対する要部４の位置調整のためのすり合わせ作業が行
われる。このようにして、要部４の位置調整が完了した
段階で前記要部４がボルト６、ノック７等により金型本
体２に固定される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したプレス金型１
の製造方法では、要部４を金型本体２に組み付ける際に
その金型本体２の受け部２ｕの機械加工、要部４の位置
調整、さらに金型本体２に対する要部４の固定が必要と
なるため、作業に熟練を要し、組み付け時間も長く必要
となる。特に、多数の要部４を連結して曲がり部分を構
成するプレス金型１では、要部４の相互間の位置調整も
必要になるため組み付け時間はさらに長くなる。このた
めにプレス金型１の製造コストが高くなるという問題が
ある。

【０００４】そこで、本発明のうち請求項１に記載の発
明は、要部と金型本体との材質が異なる金型を鋳造によ
り一体成形できるようにし、要部と金型本体とを別々に
製作して一体化させる場合に必要となる組み付け作業を
不要にして、金型の製造コストを低減させることを目的
とする。また、請求項２、請求項３、請求項５に記載の
発明は、請求項１に記載の発明の目的に加えて、金型本
体の材料と要部の材料との混合範囲を極力狭くすること
を目的とする。また、請求項４、請求項６〜請求項８に
記載の発明は、請求項１に記載の発明の目的に加えて、
金型本体と要部との接続を強固にすることを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、以下の
特徴を有する金型の製造方法及び金型によって解決され
る。即ち、請求項１に記載の金型の製造方法は、ワーク
の加工時に大きな応力を受ける要部の材質とその要部を
支える金型本体の材質とが異なる金型の製造方法におい
て、金型本体の材料である本体溶湯と要部の材料である
要部溶湯とのいずれか重い方の溶湯を鋳型の下側の堰か
らキャビティ内に所定量だけ注入した後、軽い方の溶湯
を上側の堰からキャビティ内の重い方の溶湯の上に注入
し、本体溶湯と要部溶湯との比重差を利用して両溶湯が
混合し難いように保持して金型本体と要部とを成形す
る。

【０００６】本発明によると重い方の溶湯の上から軽い
方の溶湯を注入するために、重い方の溶湯の湯面近傍で
は両溶湯は混合するが、その湯面から離れた位置では両
溶湯は比重差により混合し難くなる。即ち、キャビティ
内には本体溶湯の層、本体溶湯と要部溶湯との混合層及
び要部溶湯の層が形成される。したがって、一回の鋳造
で金型本体の材質と要部の材質とが異なる金型を成形で
きる。このため、金型本体と要部とを別々に製作して組
み付ける従来の金型製造方法のように、組み付け精度を
出すための金型本体の機械加工、金型本体に対する要部
の位置調整及び要部の固定が不要になる。したがって、
金型を製造する手間が大幅に省略でき、金型の製造コス
トの低減を図ることができる。

【０００７】請求項２に記載の金型の製造方法は、請求
項１に記載された金型の鋳造方法において、本体溶湯の
温度と要部溶湯の温度とを制御してその本体溶湯と要部
溶湯との比重差を大きくする。これによって、本体溶湯
と要部溶湯との混合範囲を比較的狭くでき、確実に本体
溶湯の層と要部溶湯との層を形成することができる。

【０００８】請求項３に記載の金型の鋳造方法は、請求
項１に記載された金型の鋳造方法において、本体溶湯と
要部溶湯とのいずれか軽い方の溶湯に溶融温度でガス化
する物質を混入させてその本体溶湯と要部溶湯との比重
差を大きくする。これによって、請求項２に記載の発明
と同様の作用、効果を得ることができる。

【０００９】請求項４に記載の金型の鋳造方法は、請求
項１に記載された金型の鋳造方法において、重い方の溶
湯をキャビティに注入した後その溶湯の湯面が凝固する
前に、軽い方の溶湯を注入する。

【００１０】本発明によると、重い方の溶湯の湯面近傍
でその溶湯と軽い方の溶湯とが混合し易くなるため、金
型の要部と金型本体とを強固に接続させることができ
る。

【００１１】請求項５に記載の金型の鋳造方法は、請求
項１に記載された金型の鋳造方法において、消失模型を
使用して鋳型のキャビティを成形する。

【００１２】本発明によると、溶湯が消失模型を溶かし
ながらキャビティ内に注入されるため、その消失模型が
抵抗になって注入時の溶湯の流速が遅くなる。このた
め、本体溶湯と要部溶湯との混合範囲が狭くなり、両溶
湯の混合層を比較的薄くできる。また、重い方の溶湯が
キャビティに注入されることにより、熱で気化した消失
模型のガスが溶湯の湯面を覆うため、その湯面に酸化皮
膜が形成されることがない。このため、軽い方の溶湯が
キャビティに注入される際に湯面の近傍で両溶湯が混合
し易くなる。

【００１３】請求項６に記載の金型の鋳造方法は、請求
項５に記載された金型の鋳造方法において、重い方の溶
湯をキャビティに注入した後キャビティ内のガス圧が一
定以下になる前に、軽い方の溶湯を注入する。

【００１４】本発明によると、軽い方の溶湯をキャビテ
ィ内に注入するときにそのキャビティの製品成形面には
ガス圧によって消失模型の一部と塗型剤とが張り付けら
れている。このため、その軽い方の溶湯をキャビティに
注入してもその溶湯が直接的に製品成形面に接触するこ
とがなく、砂の巻き込み等の鋳造欠陥を防止できる。

【００１５】請求項７に記載の金型の鋳造方法は、請求
項４又は請求項６に記載された金型の鋳造方法におい
て、キャビティ内に注入された重い方の溶湯を冷却す
る。本発明によると、冷却により先に注入された重い方
の溶湯の流動性が低下するためその重い方の溶湯と軽い
方の溶湯との混合範囲がさらに狭くなり、両溶湯の混合
層をさらに薄くできる。

【００１６】請求項７に記載の金型は、ワークの加工時
に大きな応力を受ける要部の材質とその要部を支える金
型本体の材質とが異なる金型において、金型本体と要部
とは鋳造により一体成形されており、その金型本体と要
部との間が金型本体を構成する材料と要部を構成する材
料との混合層である。

【００１７】本発明により請求項１に記載の発明と同様
の作用、効果を得ることができる。さらに、金型本体と
要部との間が金型本体を構成する材料と要部を構成する
材料との混合層であるため、金型本体と要部とが強固に
接続される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図１から図６に基づいて本
発明の一の実施の形態に係る金型の製造方法及びその方
法によって製造された金型の説明を行う。本実施の形態
は消失模型を用いたフルモールド法においてプレス金型
を製造する際に本発明を利用したものであり、図１に本
実施の形態で使用される砂型１０の要部縦断面図が示さ
れている。

【００１９】前記砂型１０は次の手順で製造される。先
ず、発泡スチロール等の消失性材料を使用してプレス金
型Ｗと等しい形状の消失模型２０が製造される（図１及
び図４ステップ１０１参照）。ここで、プレス金型Ｗは
図５（Ａ）に示されるように金型本体Ｗｍの上部端縁に
板状ワークを切断するための切れ刃部Ｗｓ（以下、要部
Ｗｓという）を備えており、その金型本体Ｗｍと要部Ｗ
ｓとが異なる材料によって製造されている。しかしなが
ら、前記消失模型２０は金型本体Ｗｍと要部Ｗｓとを一
体化した形状、即ち、プレス金型Ｗの外形に等しい形状
に製作される。

【００２０】前記消失模型２０が製造されると、その消
失模型２０の下面２０ｂに消失材料製の下堰２１が接続
される。前記下堰２１は砂型１０のキャビティ１４内に
下方から溶湯を均等に注入できるように、予め決められ
た数でバランス良く配置されている。さらに、それぞれ
の下堰２１には同じく消失材料製のＦＣ湯道２２が接続
される。前記ＦＣ湯道２２は消失模型２０の下面２０ｂ
にほぼ平行になるように配置される。また、前記消失模
型２０の上面２０ｕでプレス金型Ｗの要部Ｗｓに相当す
る位置には消失材料製の上堰２３が接続される。前記上
堰２３は要部Ｗｓを成形するキャビティ１４の上部に上
方から溶湯を均等に注入できるように、予め決められた
数でバランス良く配置されている。これによって、要部
Ｗｓを成形する要部溶湯の量を極力少なくすることが可
能になる。さらに、それぞれの上堰２３には同じく消失
材料製のＦＣＤ湯道２４が接続される（図１及び図４ス
テップ１０２参照）。前記ＦＣＤ湯道２４は消失模型２
０の上面２０ｕにほぼ平行になるように配置される。

【００２１】このようにしてプレス金型Ｗの消失模型２
０に上下の堰２１，２３と湯道２２，２４がセットされ
ると、前記消失模型２０等に塗型剤が塗布される（図４
ステップ１０３参照）。そして、塗型剤が乾燥した後に
消失模型２０等が鋳枠１２に収納されて砂込めが行われ
る（図４ステップ１０４参照）。ここで、砂込め中にＦ
Ｃ湯道２２にはパイプ状のＦＣ湯口２６が接続され、Ｆ
ＣＤ湯道２４には同じくパイプ状のＦＣＤ湯口２７が接
続される。なお、砂込めは消失模型２０等の周囲に均等
に砂が充填されるように、繰り返し振動を加えながら行
う。

【００２２】このようにして砂込めが終了すると、砂型
１０のＦＣ湯口２６の上に第一かけ堰３１がセットされ
る。また、砂型１０のＦＣＤ湯口２７の上に第二かけ堰
３３がセットされる（図４ステップ１０５参照）。第一
かけ堰３１はプレス金型Ｗの金型本体Ｗｍの材料となる
本体溶湯（以下、ＦＣ溶湯という）を溜めてその溶湯を
砂型１０に注入する容器であり、ＦＣ湯口２６を開閉す
る第一ストッパ３２を備えている。第二かけ堰３３はプ
レス金型Ｗの要部Ｗｓの材料となる要部溶湯（以下、Ｆ
ＣＤ溶湯という）を溜めてその溶湯を砂型１０に注入す
る容器であり、ＦＣＤ湯口２７を開閉する第二ストッパ
３４を備えている。

【００２３】第一かけ堰３１及び第二かけ堰３３が砂型
１０にセットされると、第一かけ堰３１にＦＣ溶湯が供
給され、さらに第二かけ堰３３にＦＣＤ溶湯が供給され
て鋳造待機状態となる（図４ステップ１０６参照）。こ
こで、第一かけ堰３１及び第二かけ堰３３に供給される
ＦＣ溶湯とＦＣＤ溶湯との体積比は約２：１である。前
記ＦＣ溶湯はねずみ鋳鉄（ＦＣ300）の溶湯であり、そ
の成分はＴ．Ｃ3.0％、Ｓｉ1.6％、Ｍｎ0.8％である。
また、ＦＣ溶湯の温度は1340〜1360℃に保持されてい
る。前記ＦＣＤ溶湯は球状黒鉛鋳鉄の溶湯であり、その
成分はＴ．Ｃ3.0〜4.0％、Ｓｉ1.5〜2.0％、Ｍｎ0.5〜
1.0％、Ｎｉ0.2〜0.5％、Ｃｕ0.4〜0.6％、Ｍｏ0.2〜0.
5％、Ｍｇ0.01〜0.05％である。また、ＦＣＤ溶湯の温
度は1350〜1400℃に保持されている。なお、Ｔ．Ｃは化
合炭素と遊離炭素とを加えた全炭素を意味する。

【００２４】図６は、一般的に利用される鋳鉄溶湯の
Ｔ．Ｃ成分％、Ｓｉ成分％と比重との関係を表すグラフ
である。図６によるとＴ．Ｃ成分が3.0％の溶湯は比重
が6.6であり、Ｔ．Ｃ成分が3.6％の溶湯は比重が6.45で
ある。このため、ＦＣ溶湯とＦＣＤ溶湯とのＴ．Ｃ成分
差に起因した比重差は0.15となる。また、Ｓｉ成分が1.
6％の溶湯は比重が7.05であり、Ｓｉ成分が2.0％の溶湯
は比重が7.0である。このため、ＦＣ溶湯とＦＣＤ溶湯
とのＳｉ成分差に起因した比重差は0.05となる。このた
め、他の成分を無視するとＦＣ溶湯とＦＣＤ溶湯の比重
差は約0.2となる。即ち、ＦＣ溶湯とＦＣＤ溶湯との
Ｔ．Ｃ成分％、Ｓｉ成分％差により、ＦＣ溶湯の方がＦ
ＣＤ溶湯より約0.2（ｇ／ｃｍ３）重くなる。

【００２５】また、ＦＣＤ溶湯にはＭｇが0.02〜0.05％
含まれており、さらにＭｇの沸点は1100℃であるため溶
湯中でＭｇはガス化している。このため、ＦＣＤ溶湯中
には微細なガスの気泡が数多く存在しており、前記ガス
の影響でＦＣＤ溶湯の実際の比重は計算により求めた比
重よりも小さくなる。さらに、ＦＣ溶湯の温度が1340〜
1360℃であるのに対してＦＣＤ溶湯の温度は1350〜1400
℃であるため、両溶湯の温度が等しい場合よりもＦＣ溶
湯とＦＣＤ溶湯の比重差は大きくなる。

【００２６】第一かけ堰３１、第二かけ堰３３にそれぞ
れＦＣ溶湯、ＦＣＤ溶湯が注湯されて鋳造準備が完了す
ると、第一かけ堰３１の第一ストッパ３２が開かれて重
い方のＦＣ溶湯がＦＣ湯口２６から砂型１０に注入され
る。ＦＣ湯口２６から注入されたＦＣ溶湯は消失材料製
のＦＣ湯道２２、下堰２１を溶かし、消失模型２０によ
って形成されるキャビティ１４に導かれる。そして、前
記キャビティ１４に導かれたＦＣ溶湯は消失模型２０を
下側から溶かしながらキャビティ１４内を上昇する。こ
のとき、溶湯の注入を途中で止めることなく連続して行
う。これは、消失模型２０が熱で溶解することにより発
生するガスの圧力がキャビティ１４内でほぼ一定に保持
されるようにするためである。このようにして、予め決
められた量のＦＣ溶湯が砂型１０に注入されて湯面がレ
ベルＨ（図２参照）まで到達すると第一ストッパ３２が
閉じられる（図４ステップ１０７参照）。なお、ＦＣ溶
湯の湯面のレベルＨはプレス金型Ｗの金型本体Ｗｍと要
部Ｗｓとの位置関係によって決定される。

【００２７】このようにしてＦＣ溶湯の注入が終了する
と、次にＦＣＤ溶湯の注入が行われる。ここで、前述の
ようにキャビティ１４内は消失模型２０の溶解により生
じたガスが充満しており、そのガス圧によって消失模型
２０の一部とその表面に塗布された塗型剤はキャビティ
１４の製品成形面に張り付けられている。しかしなが
ら、前記ガス圧は時間の経過とともに低下するため、Ｆ
ＣＤ溶湯の注入は前記ガス圧が低下して塗型剤がキャビ
ティ１４の製品成形面から剥がれる前に行う必要があ
る。また、金型本体Ｗｍと要部Ｗｓとを強固に接続する
ためには、ＦＣ溶湯の湯面の近傍でそのＦＣ溶湯とＦＣ
Ｄ溶湯とが混合しなければならない。このため、ＦＣ溶
湯の湯面が凝固する前にＦＣＤ溶湯を注入する必要があ
る。

【００２８】一方、ＦＣ溶湯の湯面から離れた位置では
そのＦＣ溶湯とＦＣＤ溶湯とが混合してはならない。こ
のため、ＦＣ溶湯の流動が治まった状態でＦＣＤ溶湯を
注入する必要がある。したがって、本実施の形態ではＦ
Ｃ溶湯の注入が完了してから0〜30秒の間にＦＣＤ溶湯
の注入を開始するようにしている。

【００２９】第二かけ堰３３の第二ストッパ３４が開か
れれると、ＦＣＤ溶湯はＦＣＤ湯口２７から砂型１０に
注入されて消失材料製のＦＣＤ湯道２４、上堰２３及び
消失模型２０を溶かして上側からキャビティ１４内に供
給される（図４ステップ１０８参照）。このとき、ＦＣ
Ｄ溶湯は消失模型２０を溶かしながらキャビティ１４に
注入されるため、消失模型２０が抵抗になってＦＣＤ溶
湯の流速は小さくなる。これによって、ＦＣＤ溶湯がＦ
Ｃ溶湯の湯面に衝突することにより形成される両溶湯の
混合層が比較的薄くなる。ここで、本実施の形態におい
てはＦＣＤ溶湯の注湯時の流速は100ｃｍ／ｓ以下に設
定されている。

【００３０】このようにして所定量のＦＣＤ溶湯が砂型
１０に注湯されると、砂型１０のキャビティ１４は図３
に示されるようにＦＣ溶湯とＦＣＤ溶湯とに満たされ
る。ここで、ＦＣ溶湯はＦＣＤ溶湯よりも重く、さらに
両溶湯は時間差を設けてキャビティ１４内に注湯される
ため、前記キャビティ１４の下面からレベルＨの近傍ま
ではＦＣ溶湯で満たされており、レベルＨの近傍はＦＣ
溶湯とＦＣＤ溶湯との混合溶湯、レベルＨの近傍からキ
ャビティ１４の上面まではＦＣＤ溶湯で満たされてい
る。即ち、キャビティ１４内の鋳鉄溶湯は上からＦＣＤ
溶湯の層、ＦＣＤ溶湯とＦＣ溶湯との混合層、ＦＣ溶湯
の層の三層に分けられる。

【００３１】溶湯の注入が終了して砂型１０内の溶湯が
凝固すると、砂型１０が解体されて内部のプレス金型鋳
物が取出される（図４ステップ１０９参照）。前述のよ
うにキャビティ１４内の鋳鉄溶湯は上からＦＣＤ溶湯の
層、混合層、ＦＣ溶湯の層の三層に分離しているため、
前記溶湯が凝固して成形された前記プレス金型鋳物も上
から球状黒鉛鋳鉄の層、球状黒鉛鋳鉄とねずみ鋳鉄との
混合層、ねずみ鋳鉄の層の三層から構成される。

【００３２】このようにして製造されたプレス金型鋳物
は砂が除去された後、表面が切削加工されてプレス金型
Ｗに仕上げられる。このとき、プレス金型Ｗの下部から
レベルＨ近傍までを構成する金型本体Ｗｍは比較的柔ら
かいねずみ鋳鉄（ＦＣ３００）によって成形されている
ため切削加工が容易になる。一方、プレス金型Ｗの上部
からレベルＨ近傍までを構成する要部Ｗｓは焼き入れが
可能な硬い球状黒鉛鋳鉄で成形されているため、火炎焼
き入れをすることによりその要部Ｗｓに鋼材と同等の性
質を持たせることができる。また、プレス金型Ｗの金型
本体Ｗｍと要部Ｗｓとの間の混合層Ｗｃ（レベルＨ近
傍）はねずみ鋳鉄と球状黒鉛鋳鉄とが混合した組織にな
るため（ＣＶ：芋虫状黒鉛）、この混合層Ｗｃによって
金型本体Ｗｍと要部Ｗｓとは強固に接続される。

【００３３】ここで、図５（Ｂ）はプレス金型Ｗの要部
Ｗｓ（鋳込み上部）の金属組織の顕微鏡写真であり、図
５（Ｃ）はプレス金型Ｗの混合層Ｗｃ（鋳込み中央）の
金属組織の顕微鏡写真、図５（Ｄ）はプレス金型Ｗの金
型本体Ｗｍ（鋳込み下部）の金属組織の顕微鏡写真であ
る。なお、本実施の形態ではプレス金型Ｗの要部Ｗｓを
上側にして鋳込みを行っているため要部Ｗｓの位置に不
純物が浮くようになる。このため、プレス金型Ｗの要部
Ｗｓを切削加工する際に加工代を増やす必要がある。し
かし、溶湯中の不純物を少なくして切削加工の加工代を
極力少なくするために、塗型剤の通気度をアップしてキ
ャビティ内のガス抜きを良好にしたり、低Ｍｇ合金を使
用したり、また硫黄分の少ない溶湯を使用すること等も
好適に行われる。

【００３４】このように本実施の形態に係る金型の製造
方法によると、金型本体Ｗｍと要部Ｗｓとが異なる材質
で製作されているプレス金型Ｗを鋳造により一体成形す
ることができるため、金型本体と要部とを別々に製作し
て組み付ける従来の金型製造方法のように、金型本体の
機械加工、要部の位置調整及び要部の固定が不要にな
る。したがって、プレス金型Ｗを製造する手間が大幅に
省略でき、プレス金型Ｗの製造コストを低減させること
ができる。

【００３５】また、ＦＣ溶湯とＦＣＤ溶湯との成分の違
いによる比重差がさらに大きくなるようにＦＣ溶湯とＦ
ＣＤ溶湯とを温度制御し、さらにＦＣＤ溶湯に溶融温度
でガス化するＭｇを混入させているため、ＦＣ溶湯とＦ
ＣＤ溶湯との混合範囲が比較的狭くなり両溶湯の混合層
を比較的薄くすることができる。

【００３６】また、ＦＣ溶湯の注入とＦＣＤ溶湯の注入
とに時間差を持たせているため、先に注湯された重いＦ
Ｃ溶湯が流動していない状態で軽いＦＣＤ溶湯が注湯さ
れるようになり、ＦＣ溶湯の湯面から離れた位置ではＦ
Ｃ溶湯とＦＣＤ溶湯とが混合し難くなる。さらに、ＦＣ
溶湯の湯面が凝固する前にＦＣＤ溶湯が注湯されるた
め、その湯面の近傍では両溶湯が混合し易くなる。この
ため、プレス金型Ｗの金型本体Ｗｓと要部Ｗｓとを強固
に接続することができる。

【００３７】また、フルモールド法により鋳造を行って
いるため、溶湯が消失模型２０を溶かしながらキャビテ
ィに注入されるようになり、その消失模型２０が抵抗に
なって溶湯の注入速度が小さくなる。このため、ＦＣ溶
湯とＦＣＤ溶湯との混合範囲が狭くなり、両溶湯の混合
層を薄くすることができる。また、ＦＣ溶湯がキャビテ
ィ１４に注湯されることにより、熱で気化した消失模型
２０のガスがＦＣ溶湯の湯面を覆うため、その湯面に酸
化皮膜が形成されることがない。このため、その湯面の
近傍ではＦＣ溶湯とＦＣＤ溶湯とが混合し易くなる。

【００３８】さらに、ＦＣ溶湯が注入された後、ＦＣＤ
溶湯をキャビティ１４内に注入するときにそのキャビテ
ィ１４の製品成形面にはガス圧によって消失模型２０の
一部と塗型剤とが張り付けられている。このため、ＦＣ
Ｄ溶湯をキャビティ１４内に注入してもその溶湯が直接
的に製品成形面に接触することがなく、砂の巻き込み等
による鋳造欠陥を防止できる。

【００３９】なお、本実施の形態に係る砂型１０では特
に溶湯の冷却装置を設けてはいないが、冷却装置を設置
して先にキャビティ１４に注入されたＦＣ溶湯を冷却す
ることにより、そのＦＣ溶湯の流動性を低下させること
ができる。これによって、ＦＣＤ溶湯を注入する際にそ
のＦＣＤ溶湯とＦＣ溶湯との混合範囲が狭くなり、両溶
湯の混合層をさらに薄くすることができる。

【００４０】また、本実施の形態では本体溶湯として重
いＦＣ溶湯を使用し、要部溶湯して軽いＦＣＤ溶湯を使
用する例を示したが、例えば要部溶湯に本体溶湯よりも
重い溶湯を使用し、プレス金型Ｗの要部Ｗｓが下側に、
また金型本体Ｗｓが上側になるように鋳造を行うことも
可能である。また、本実施の形態ではＦＣ溶湯とＦＣＤ
溶湯との体積比を約２：１に設定したがキャビティの形
状によっては、１〜３：１に設定することも可能であ
る。

【００４１】

【発明の効果】本発明によると、金型本体と要部との材
質が異なる金型を鋳造により一体成形することができる
ため、金型を製造する手間が大幅に省略でき、金型の製
造コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一の実施の形態に係る金型の製造方法
に使用される砂型の縦断面図である。

【図２】本発明の一の実施の形態に係る金型の製造方法
の一工程を表す図である。

【図３】本発明の一の実施の形態に係る金型の製造方法
の一工程を表す図である。

【図４】本発明の一の実施の形態に係る金型の製造方法
を表すフローチャートである。

【図５】本発明の一の実施の形態に係る金型の製造方法
によって製造されたプレス金型の正面図（Ａ）、プレス
金型の要部（鋳込み上部）の金属組織の顕微鏡写真
（Ｂ）、プレス金型の混合層（鋳込み中央）の金属組織
の顕微鏡写真（Ｃ）、プレス金型の金型本体（鋳込み下
部）の金属組織の顕微鏡写真（Ｄ）である。

【図６】鋳鉄溶湯のＴ．Ｃ成分、Ｓｉ成分と密度との関
係を表すグラフである。

【図７】従来のプレス金型の正面図である。

【符号の説明】

Ｗ プレス金型 Ｗｍ 金型本体 Ｗｃ 混合層 Ｗｓ 要部 １０ 砂型 １４ キャビティ ２０ 消失模型 ２１ 下堰 ２２ ＦＣ湯道 ２３ 上堰 ２４ ＦＣＤ湯道

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 享 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 鷹島 弘 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 松本 智汎 兵庫県姫路市大津区勘兵衛町３丁目12 虹 技株式会社内 (72)発明者 佐藤 一弘 兵庫県姫路市大津区勘兵衛町３丁目12 虹 技株式会社内 Ｆターム(参考） 4E093 NA03 NA07 NB08

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークの加工時に大きな応力を受ける要
   部の材質とその要部を支える金型本体の材質とが異なる
   金型の製造方法において、 金型本体の材料である本体溶湯と要部の材料である要部
   溶湯とのいずれか重い方の溶湯を鋳型の下側の堰からキ
   ャビティ内に所定量だけ注入した後、軽い方の溶湯を上
   側の堰からキャビティ内の重い方の溶湯の上に注入し、
   本体溶湯と要部溶湯との比重差を利用して両溶湯が混合
   し難いように保持して金型本体と要部とを成形する金型
   の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された金型の鋳造方法に
   おいて、 本体溶湯の温度と要部溶湯の温度とを制御してその本体
   溶湯と要部溶湯との比重差を大きくする金型の製造方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載された金型の鋳造方法に
   おいて、 本体溶湯と要部溶湯とのいずれか軽い方の溶湯に溶融温
   度でガス化する物質を混入させてその本体溶湯と要部溶
   湯との比重差を大きくする金型の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載された金型の鋳造方法に
   おいて、 重い方の溶湯をキャビティに注入した後その溶湯の湯面
   が凝固する前に、軽い方の溶湯を注入する金型の製造方
   法。
5. 【請求項５】 請求項１に記載された金型の鋳造方法に
   おいて、 消失模型を使用して鋳型のキャビティを成形する金型の
   鋳造方法。
6. 【請求項６】 請求項５に記載された金型の鋳造方法に
   おいて、 重い方の溶湯をキャビティに注入した後キャビティ内の
   ガス圧が一定以下になる前に、軽い方の溶湯を注入する
   金型の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項４又は請求項６に記載された金型
   の鋳造方法において、 キャビティ内に注入された重い方の溶湯を冷却する金型
   の鋳造方法。
8. 【請求項８】 ワークの加工時に大きな応力を受ける要
   部の材質とその要部を支える金型本体の材質とが異なる
   金型において、 金型本体と要部とは鋳造により一体成形されており、そ
   の金型本体と要部との間が金型本体を構成する材料と要
   部を構成する材料との混合層である金型。