JP2000158092A - ダイカスト鋳造用中子 - Google Patents

ダイカスト鋳造用中子

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JP2000158092A
JP2000158092A JP10349334A JP34933498A JP2000158092A JP 2000158092 A JP2000158092 A JP 2000158092A JP 10349334 A JP10349334 A JP 10349334A JP 34933498 A JP34933498 A JP 34933498A JP 2000158092 A JP2000158092 A JP 2000158092A
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casting
core
alloy
film
die casting
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JP10349334A
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Eiji Shiotani
英爾 塩谷
Akira Tsujimura
明 辻村
Yuichiro Hara
裕一郎 原
Masato Motoyoshi
正人 元吉
Akimitsu Suyama
了充 須山
Souko Hasegawa
宗候 長谷川
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋳造時における中子の崩壊および中子表面へ
の金属溶湯の噛込みがなく、鋳造後の砂落としが容易な
ダイカスト鋳造用中子を提供するものである。 【解決手段】 ダイカスト鋳造に用いられる中子1にお
いて、中子本体2の表面に、ダイカスト用合金またはダ
イカスト用合金と略同じ化学組成を有した鋳物用合金の
被膜3を形成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイカスト鋳造に
用いられる中子に係り、特に、けい砂、ジルコン砂など
を主原料としたダイカスト鋳造用砂中子に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】ダイカスト鋳造法は、高速・高圧の条件
下で、溶融したダイカスト用合金を鋳型内に射出して鋳
造を行うため、生産性が高く、寸法精度が良好であると
共に、複雑な形状にも対応が可能である。これらの理由
などから、ダイカスト鋳造法は、多くの工業製品の製造
法として用いられている。
【0003】ここで、自動車部品においては、ダイカス
ト鋳物の生産性の高さ及び軽量化のためのAl部品化の
流れにより、Alダイカスト鋳物が多くの部品に用いら
れている。
【0004】特に、自動車部品の中でも、シリンダーヘ
ッド、シリンダーボディーなどの大型部品は、内部にウ
ォータジャケットやオイルギャラリーなどを備えている
ため、外形ばかりではなく内部までも複雑な形状を呈し
ている。このため、部品内部にウォータジャケットやオ
イルギャラリーなどの空間を形成すべく、砂や塩などで
作製した中子を鋳型の中に配置した状態でダイカスト鋳
造を行っている。
【0005】ここで、ダイカスト鋳造法におけるダイカ
スト用合金溶湯の鋳造条件は、重力鋳造法などの他の鋳
造法の鋳造条件と比較して高速・高圧であるため、“鋳
造時における中子の崩壊”や“中子表面への金属溶湯の
噛込み”などの問題が生じる。このため、ダイカスト鋳
造法においては、中子自体または中子の表面に塗布する
塗型材に対して、次のような対策を施している。
【0006】 中子を形成する砂などの粒子の粒径を
より小さくすることで、中子自体の強度向上を図ると共
に、中子表面の凹凸を小さくし、中子の崩壊および中子
表面への金属溶湯の噛込みを防止する。
【0007】 塗型材中に混入する炭酸カルシウムな
どの球状粒子の平均粒子径をより小さくすることで、中
子表面の凹凸を小さくし、中子表面への金属溶湯の噛込
みを防止する。
【0008】 塗型材中にマイカ( MgO・SiO2 ・H2 O
)等の鱗片状の粒子を混入することで、中子表面の凹
凸を小さくすると共に、中子表面に平滑な膜を形成し、
中子表面への金属溶湯の噛込みを防止する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、の場
合、中子自体の強度が向上しているため、ダイカスト鋳
造時における中子の崩壊を防ぐことはできるものの、ダ
イカスト鋳造後の中子除去の際、中子が崩壊しにくく、
鋳物内部からの砂の排出が困難となる。このため、Al
ダイカスト鋳物(製品)の使用過程において、鋳物の内
部表面に残留した砂が冷却水などに混入し、様々な不具
合を引き起こす原因となる。
【0010】の場合、ダイカスト鋳造時、塗型材に高
速・高圧のダイカスト用合金溶湯が押し付けられるた
め、鋳物の内部表面に塗型材が付着・残留する。その結
果、と同様に、Alダイカスト鋳物の使用過程におい
て、鋳物の内部表面に残留した塗型材が剥離して冷却水
などに混入し、様々な不具合を引き起こす原因となる。
【0011】の場合、金属溶湯の噛み込みは、と比
較して更に少なくなるものの、ダイカスト鋳造時、塗型
材に高速・高圧のダイカスト用合金溶湯が押し付けられ
るということはと同じであり、鋳物の内部表面への塗
型材の付着・残留は避けられない。
【0012】また、中子表面に塗型材を塗布する際、塗
型材中の粒子の形状に関係なく、中子の予熱工程、塗型
材の塗布(ディッピング)工程、および塗型材の乾燥工
程が必要である。尚、乾燥工程の際、塗型材の被膜に割
れが生じることもあるため、乾燥条件の管理が重要であ
る。
【0013】そこで本発明は、上記課題を解決し、鋳造
時における中子の崩壊および中子表面への金属溶湯の噛
込みがなく、鋳造後の砂落としが容易なダイカスト鋳造
用中子を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1の発明は、ダイカスト鋳造に用いられる中子
において、中子本体の表面に、ダイカスト用合金または
ダイカスト用合金と略同じ化学組成を有した鋳物用合金
の被膜を形成したものである。
【0015】請求項2の発明は、上記ダイカスト用合金
または上記鋳物用合金がAl合金である請求項1記載の
ダイカスト鋳造用中子である。
【0016】請求項3の発明は、上記被膜の膜厚が0.
2〜1.0mmである請求項1記載のダイカスト鋳造用
中子である。
【0017】以上の構成によれば、中子本体の表面にダ
イカスト用合金または鋳物用合金の被膜が形成されてい
るため、ダイカスト鋳造時に中子が崩壊することはな
い。また、被膜は、ダイカスト鋳造後、金属の殻として
母材と一体化するため、製品使用時に被膜が母材表面か
ら剥離することはない。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
【0019】本発明のダイカスト鋳造用中子の模式図を
図1に示す。ここで、図1(a)はシリンダーボディー
のウォータジャケット用砂中子の模式図であり、図1
(b)は、図1(a)のA−A線断面図である。
【0020】本発明のダイカスト鋳造用中子1は、砂中
子本体2の表面に、ダイカスト用合金またはダイカスト
用合金と略同じ化学組成を有した鋳物用合金の被膜(以
下、合金被膜と呼ぶ)3を形成したものである。
【0021】合金被膜3の構成材としては、ダイカスト
用合金またはダイカスト用合金と略同じ化学組成を有し
た鋳物用合金を用いる以外は特に限定するものではな
く、例えば、ダイカスト用合金としてADC12(JI
S規格;アルミニウム合金ダイカスト)を用いる場合、
合金被膜3としてはADC12の他、AC8A(JIS
規格;アルミニウム合金鋳物)等のダイカスト用合金の
組成に近い鋳物用Al合金が挙げられる。
【0022】また、合金被膜3の膜厚tは、ダイカスト
鋳造時におけるダイカスト用合金溶湯の熱により合金被
膜3が溶融・消失しない程度の厚さであれば特に限定す
るものではないが、0.2〜1.0mmが望ましい。
【0023】合金被膜3の形成方法は、特に限定するも
のではなく、例えば、溶射、ディッピング(塗布)など
が挙げられる。
【0024】次に、本発明のダイカスト鋳造用中子1の
作製方法を説明する。
【0025】現在一般的に使用されているけい砂(又は
ジルコン砂)などを主原料として、先ず、所望(図1で
はシリンダーボディーのウォータジャケット用)の砂中
子本体2を作製する。その後、溶射、ディッピング(塗
布)などの方法により、砂中子本体2の表面に膜厚tの
合金被膜3を形成し、ダイカスト鋳造用中子1を作製す
る。
【0026】ここで、合金被膜3は、ダイカスト鋳造
後、金属の殻としてダイカスト鋳物の母材と一体化する
ため、製品使用時に合金被膜3が母材表面から剥離する
ことはない。よって、冷却水などに合金被膜3が混入す
ることはなく、様々な不具合などが生じるおそれもな
い。
【0027】また、合金被膜3と母材の化学組成は同じ
又は略同じであるため、両者が一体化しても、製品特性
に悪影響を及ぼすおそれは殆どない。
【0028】さらに、砂中子本体2の表面に合金被膜3
を形成する際の圧力は、ダイカスト鋳造時におけるダイ
カスト用合金溶湯の鋳造圧と比較するとかなり低いた
め、砂中子本体2表面に合金被膜3が噛み込むおそれは
ない。よって、ダイカスト鋳造後、ダイカスト鋳物の砂
落としを行う際、鋳物内部からの砂の排出が容易とな
る。
【0029】
【実施例】(実施例1)けい砂を主原料として、シリン
ダーボディーのウォータジャケット用の砂中子本体を作
製する。その後、溶射法の1つであるダイヤモンドジェ
ット法(ガス温度:2,600℃,ガス速度:2,20
0m/sec)により、アルミニウム合金鋳物(JIS
AC8A)の粉末を、1,000〜1,200m/s
ec,0.15MPaの条件で砂中子本体に溶射し、砂
中子本体の表面に膜厚0.5mmの合金被膜を形成し、
ダイカスト鋳造用中子を作製する。
【0030】その後、このダイカスト鋳造用中子を鋳型
内に配置し、その鋳型内に高速・高圧(40m/se
c,50MPa)でダイカスト用合金としてアルミニウ
ム合金ダイカスト(JIS ADC12)の溶湯を注湯
する。溶湯を冷却した後、鋳型内から鋳物を取り出し、
ノックアウト法により砂落としを行ってAl製シリンダ
ーボディーを得る。
【0031】(比較例1)けい砂を主原料として、シリ
ンダーボディーのウォータジャケット用の砂中子本体を
作製する。その後、砂中子本体の表面に、球状粒子とし
て炭酸カルシウムを混入した塗型材を0.3mmの厚さ
で塗布し、ダイカスト鋳造用中子を作製する。
【0032】その後、このダイカスト鋳造用中子を鋳型
内に配置し、実施例1と同様にしてAl製シリンダーボ
ディーを得る。
【0033】(比較例2)けい砂を主原料として、シリ
ンダーボディーのウォータジャケット用の砂中子本体を
作製する。その後、砂中子本体の表面に、鱗片状の粒子
としてマイカ( 3MgO・4SiO2 ・H2 O )を混入した塗型材
を0.3mmの厚さで塗布し、ダイカスト鋳造用中子を
作製する。
【0034】その後、このダイカスト鋳造用中子を鋳型
内に配置し、実施例1と同様にしてAl製シリンダーボ
ディーを得る。
【0035】実施例1および比較例1、2におけるAl
製シリンダーボディーのウォータジャケット部の断面を
SEM観察した写真を図2〜図4に、また、実施例1お
よび比較例1におけるAl製シリンダーボディーのウォ
ータジャケットの表面をSEM観察した写真を図5、図
6に示す。尚、図2〜図4の写真は倍率が500倍、図
5、図6の写真の倍率は400倍である。
【0036】図2および図5に示すように、本発明のダ
イカスト鋳造用中子を用いて作製したAl製シリンダー
ボディーのウォータジャケット部の表層においては、砂
中子表面に形成した合金被膜(図2中の中央部分の白色
領域)とAl母材(図2中の右端部分の白色領域)とが
一体化している。また、合金被膜の外表面(ウォータジ
ャケット部の外表面)は平滑であり、中子砂の噛み込み
は観察されなかった。
【0037】これに対して、図3、図4、図6に示すよ
うに、従来のダイカスト鋳造用中子を用いて作製したA
l製シリンダーボディーのウォータジャケット部の外表
面においては、中子砂の噛み込みは観察されないもの
の、ダイカスト用合金の溶湯の鋳造圧により押し付けら
れた塗型材の残留が観察された。
【0038】本発明のダイカスト鋳造用中子は、Al合
金のダイカスト鋳造のみばかりではなく、中子を用いて
成形を行うMg合金、Zn合金等のダイカスト鋳造全般
に適用することが可能である。
【0039】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
【0040】(1) 中子本体の表面に、ダイカスト用
合金またはダイカスト用合金と略同じ化学組成を有した
鋳物用合金の被膜を形成したことで、ダイカスト鋳造時
における中子の崩壊および中子表面への金属溶湯の噛込
みがなくなり、鋳造後の砂落としも容易となる。
【0041】(2) 中子本体の表面に形成された合金
被膜は、ダイカスト鋳造後、母材と一体化することで、
製品使用時に合金被膜が母材表面から剥離することはな
く、また、合金被膜と母材の化学組成が同じ又は略同じ
であることから、製品特性に悪影響を及ぼすおそれは殆
どない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のダイカスト鋳造用中子の模式図であ
る。
【図2】実施例1におけるAl製シリンダーボディーの
ウォータジャケット部の断面をSEM観察した写真であ
る。
【図3】比較例1におけるAl製シリンダーボディーの
ウォータジャケット部の断面をSEM観察した写真であ
る。
【図4】比較例2におけるAl製シリンダーボディーの
ウォータジャケット部の断面をSEM観察した写真であ
る。
【図5】実施例1におけるAl製シリンダーボディーの
ウォータジャケット部の表面をSEM観察した写真であ
る。
【図6】比較例1におけるAl製シリンダーボディーの
ウォータジャケット部の表面をSEM観察した写真であ
る。
【符号の説明】
1 ダイカスト鋳造用中子 2 中子本体 3 合金被膜(被膜) t 合金被膜の膜厚
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 裕一郎 神奈川県藤沢市土棚8番地 株式会社い すゞ中央研究所内 (72)発明者 元吉 正人 神奈川県藤沢市土棚8番地 株式会社い すゞ中央研究所内 (72)発明者 須山 了充 神奈川県藤沢市土棚8番地 株式会社い すゞ中央研究所内 (72)発明者 長谷川 宗候 神奈川県藤沢市土棚8番地 株式会社い すゞ中央研究所内 Fターム(参考) 4E093 QA02 QA04 QB03 QB07 QC00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダイカスト鋳造に用いられる中子におい
    て、中子本体の表面に、ダイカスト用合金またはダイカ
    スト用合金と略同じ化学組成を有した鋳物用合金の被膜
    を形成したことを特徴とするダイカスト鋳造用中子。
  2. 【請求項2】 上記ダイカスト用合金または上記鋳物用
    合金がAl合金である請求項1記載のダイカスト鋳造用
    中子。
  3. 【請求項3】 上記被膜の膜厚が0.2〜1.0mmで
    ある請求項1記載のダイカスト鋳造用中子。
JP10349334A 1998-11-25 1998-11-25 ダイカスト鋳造用中子 Pending JP2000158092A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009092850A1 (en) * 2008-01-25 2009-07-30 Alteams Oy Core for high-pressure die-casting and method in high-pressure die-casting and high-pressure die-cast piece
CN105364046A (zh) * 2014-08-11 2016-03-02 福特全球技术公司 孔桥冷却通道

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WO2009092850A1 (en) * 2008-01-25 2009-07-30 Alteams Oy Core for high-pressure die-casting and method in high-pressure die-casting and high-pressure die-cast piece
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