JP2001179394A - 鋳造金型 - Google Patents
鋳造金型Info
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- JP2001179394A JP2001179394A JP36737299A JP36737299A JP2001179394A JP 2001179394 A JP2001179394 A JP 2001179394A JP 36737299 A JP36737299 A JP 36737299A JP 36737299 A JP36737299 A JP 36737299A JP 2001179394 A JP2001179394 A JP 2001179394A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶湯から金型への放熱量が熱伝達率と接触面
積及び温度差に比例することに基づき、溶湯と金型の温
度差を小さくすることにより、成形機や金型の初期コス
トと運転コストを抑え、大型でかつ薄肉の成形品であっ
ても高品質、高精度に成形することのできる鋳造金型を
提供する。 【解決手段】 溶融金属を成形する鋳造金型において、
金型を金型母材４ａ，５ａとキャビティ３に面する複数
の層とにより形成し、このキャビティ３に面する層７
は、金型母材４ａ，５ａに対して熱伝導率の良い材料か
らなる伝熱層７にて形成し、この伝熱層７と金型母材４
ａ，５ａの間の層を、金型母材に対して熱伝導率の悪い
材料からなる低伝熱層８で形成して、上記課題を解決し
ている。
積及び温度差に比例することに基づき、溶湯と金型の温
度差を小さくすることにより、成形機や金型の初期コス
トと運転コストを抑え、大型でかつ薄肉の成形品であっ
ても高品質、高精度に成形することのできる鋳造金型を
提供する。 【解決手段】 溶融金属を成形する鋳造金型において、
金型を金型母材４ａ，５ａとキャビティ３に面する複数
の層とにより形成し、このキャビティ３に面する層７
は、金型母材４ａ，５ａに対して熱伝導率の良い材料か
らなる伝熱層７にて形成し、この伝熱層７と金型母材４
ａ，５ａの間の層を、金型母材に対して熱伝導率の悪い
材料からなる低伝熱層８で形成して、上記課題を解決し
ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属材料を成形す
るための鋳造金型及びこの鋳造金型を用いて成形品を製
造する製造方法に関するものである。
るための鋳造金型及びこの鋳造金型を用いて成形品を製
造する製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に鋳造成形を行う場合には、図４に
示されるような鋳造金型が用いられる。この図４の鋳造
金型おいて、金型Aは主として、固定型金型４及び移動
型金型５によって構成され、この両金型４，５の間にキ
ャビティ３が形成されている。この図４における１は金
型の湯口、６は湯口１からの湯道、２はキャビティ３の
湯口である。
示されるような鋳造金型が用いられる。この図４の鋳造
金型おいて、金型Aは主として、固定型金型４及び移動
型金型５によって構成され、この両金型４，５の間にキ
ャビティ３が形成されている。この図４における１は金
型の湯口、６は湯口１からの湯道、２はキャビティ３の
湯口である。
【０００３】この鋳造金型を用いて成形する場合には、
成形材料を溶融状態にしてなる溶湯を成形機より湯口１
に流し込むと、溶湯は金型Aの湯道６及びキャビティ３
の湯口２を通ってキャビティ3内に流入する。溶湯はキ
ャビティ３内で冷却されることによって、キャビティ３
に設けられている所定の立体形状に対応する形状を保持
したまま固化し、金型Aを開くことによって所望の形状
を有する成形品が得られる。
成形材料を溶融状態にしてなる溶湯を成形機より湯口１
に流し込むと、溶湯は金型Aの湯道６及びキャビティ３
の湯口２を通ってキャビティ3内に流入する。溶湯はキ
ャビティ３内で冷却されることによって、キャビティ３
に設けられている所定の立体形状に対応する形状を保持
したまま固化し、金型Aを開くことによって所望の形状
を有する成形品が得られる。
【０００４】成形材料が例えば金属である場合、溶湯は
溶融状態に保つために成形機内において、成形材料であ
る金属の融点以上または固相線温度以上の温度に保つ必
要がある。
溶融状態に保つために成形機内において、成形材料であ
る金属の融点以上または固相線温度以上の温度に保つ必
要がある。
【０００５】例えば、成形材料がマグネシュウム合金で
ある場合には、成形機の溶解炉は５００℃以上に設定さ
れている。一方、金型の温度は一般に２００〜３００℃
に設定されているため、溶融金属をなす溶湯がキャビテ
ィ内に注入されると、金型に対し放熱を開始して、溶湯
自体の温度は降下し、溶湯の凝固を早めることになる。
ある場合には、成形機の溶解炉は５００℃以上に設定さ
れている。一方、金型の温度は一般に２００〜３００℃
に設定されているため、溶融金属をなす溶湯がキャビテ
ィ内に注入されると、金型に対し放熱を開始して、溶湯
自体の温度は降下し、溶湯の凝固を早めることになる。
【０００６】溶湯の凝固時間が速いことは、成形サイク
ルを縮めることには有利であるが成形品の欠陥、特に未
充填や湯境、湯じわの原因にもなる。
ルを縮めることには有利であるが成形品の欠陥、特に未
充填や湯境、湯じわの原因にもなる。
【０００７】未充填等の欠陥の発生が予測される場合、
溶湯の凝固を遅延する施策がなされる。溶湯の凝固は溶
湯から金型への熱放出によって起こるため、一般に遅延
するためには溶湯−金型間の熱伝達を抑制するか、両者
の温度差を小さくすることが行われる。
溶湯の凝固を遅延する施策がなされる。溶湯の凝固は溶
湯から金型への熱放出によって起こるため、一般に遅延
するためには溶湯−金型間の熱伝達を抑制するか、両者
の温度差を小さくすることが行われる。
【０００８】溶湯と金型の温度差を小さくすることを考
えるとき溶湯の温度は、物性としての融点や固相線温度
の問題から簡単に下げることができないので、金型の全
体温度をこれまでより高い温度に設定して、成形するこ
とも試みられている。
えるとき溶湯の温度は、物性としての融点や固相線温度
の問題から簡単に下げることができないので、金型の全
体温度をこれまでより高い温度に設定して、成形するこ
とも試みられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱容量
の膨大な金型の全体温度を３００℃以上の高温に保つた
めには、金型に内蔵すべきヒータの容量も非常に大きな
ものが必要であり、またヒータの運転コストも金型の設
定温度を上げれば上げるだけ多くかかってしまうという
問題がある。
の膨大な金型の全体温度を３００℃以上の高温に保つた
めには、金型に内蔵すべきヒータの容量も非常に大きな
ものが必要であり、またヒータの運転コストも金型の設
定温度を上げれば上げるだけ多くかかってしまうという
問題がある。
【００１０】本発明では、溶湯から金型への放熱量が熱
伝達率と接触面積及び温度差に比例することに基づき、
溶湯と金型の温度差を小さくすることにより、成形機や
金型の初期コストと運転コストを抑え、大型でかつ薄肉
の成形品であっても高品質、高精度に成形することので
きる鋳造金型を提供することを目的とする。
伝達率と接触面積及び温度差に比例することに基づき、
溶湯と金型の温度差を小さくすることにより、成形機や
金型の初期コストと運転コストを抑え、大型でかつ薄肉
の成形品であっても高品質、高精度に成形することので
きる鋳造金型を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の本発明の鋳造金型は、溶融金属を成形
する金型において、金型を金型母材とキャビティに面す
る複数の層とにより形成し、このキャビティに面する第
１の層を、金型母材に対して熱伝導率の良い材料からな
る伝熱層にて形成し、この伝熱層と金型母材の間に形成
した第２層を、金型母材に対して熱伝導率の悪い材料か
らなる低伝熱層で形成したことを特徴としている。
めに、請求項１の本発明の鋳造金型は、溶融金属を成形
する金型において、金型を金型母材とキャビティに面す
る複数の層とにより形成し、このキャビティに面する第
１の層を、金型母材に対して熱伝導率の良い材料からな
る伝熱層にて形成し、この伝熱層と金型母材の間に形成
した第２層を、金型母材に対して熱伝導率の悪い材料か
らなる低伝熱層で形成したことを特徴としている。
【００１２】このような構成では、キャビティに面する
第１層を、金型母材に対して熱伝導率の良い材料からな
る伝熱層にて形成して、この伝熱層の温度を上昇させる
ことにより、金型母材自体ではなく、キャビティ側の金
型温度を上昇させることで溶湯の凝固を遅延させること
ができ、そのため溶湯から金型への熱伝達を抑制して、
成形機や金型の初期コストと運転コストを抑え、大型で
かつ薄肉の成形品であっても、温度低下による溶湯の粘
度の上昇や早期の凝固が起こりにくく、流動性が良く転
写性の良い高品質、高精度の成形品が得られる。
第１層を、金型母材に対して熱伝導率の良い材料からな
る伝熱層にて形成して、この伝熱層の温度を上昇させる
ことにより、金型母材自体ではなく、キャビティ側の金
型温度を上昇させることで溶湯の凝固を遅延させること
ができ、そのため溶湯から金型への熱伝達を抑制して、
成形機や金型の初期コストと運転コストを抑え、大型で
かつ薄肉の成形品であっても、温度低下による溶湯の粘
度の上昇や早期の凝固が起こりにくく、流動性が良く転
写性の良い高品質、高精度の成形品が得られる。
【００１３】また、請求項２記載の本発明の鋳造金型
は、溶融金属を成形する金型において、金型を金型母材
とキャビティに面する層とにより形成し、このキャビテ
ィに面する層は、金型母材に対して熱伝導率の良い材料
からなる伝熱層にて形成し、上記金型母材を、熱伝導率
の悪い材料からなる低伝熱層として形成したことを特徴
としている。
は、溶融金属を成形する金型において、金型を金型母材
とキャビティに面する層とにより形成し、このキャビテ
ィに面する層は、金型母材に対して熱伝導率の良い材料
からなる伝熱層にて形成し、上記金型母材を、熱伝導率
の悪い材料からなる低伝熱層として形成したことを特徴
としている。
【００１４】このような構成では、上記請求項１の発明
の作用を有すると共に低伝熱層を形成するのに特別な部
材を設けて形成する必要がなく、金型本体を形成する金
型母材にて低伝熱層を形成することができるため、その
構成を簡略化することができる。
の作用を有すると共に低伝熱層を形成するのに特別な部
材を設けて形成する必要がなく、金型本体を形成する金
型母材にて低伝熱層を形成することができるため、その
構成を簡略化することができる。
【００１５】また、請求項３記載の本発明の鋳造金型
は、キャビティに面する伝熱層の熱伝導率は、１５０Ｗ
／ｍ／℃以上の材料からなることを特徴としている。
は、キャビティに面する伝熱層の熱伝導率は、１５０Ｗ
／ｍ／℃以上の材料からなることを特徴としている。
【００１６】このような構成では、上記請求項１または
２の発明の作用である伝熱効果をより良好に達成するこ
とができる。
２の発明の作用である伝熱効果をより良好に達成するこ
とができる。
【００１７】また、請求項４記載の本発明の鋳造金型
は、低伝熱層の熱伝導率は、１５W／ｍ／℃以下の材料
からなることを特徴としている。
は、低伝熱層の熱伝導率は、１５W／ｍ／℃以下の材料
からなることを特徴としている。
【００１８】このような構成では、上記請求項１または
２の発明の作用である断熱効果をより良好に達成するこ
とができる。
２の発明の作用である断熱効果をより良好に達成するこ
とができる。
【００１９】また、請求項５記載の本発明の鋳造金型
は、キャビティに面する伝熱層を、溶解炉の先端に設け
られた射出ノズルに接触される金型本体の射出ノズルタ
ッチ部の位置まで延長して形成したことを特徴としてい
る。
は、キャビティに面する伝熱層を、溶解炉の先端に設け
られた射出ノズルに接触される金型本体の射出ノズルタ
ッチ部の位置まで延長して形成したことを特徴としてい
る。
【００２０】このような構成では、成形機内の溶解炉を
加熱する熱を利用して、射出ノズルに接触される射出ノ
ズルタッチ部から伝熱層を加熱することができて、伝熱
層を加熱するための特別の加熱手段を設ける必要がな
い。
加熱する熱を利用して、射出ノズルに接触される射出ノ
ズルタッチ部から伝熱層を加熱することができて、伝熱
層を加熱するための特別の加熱手段を設ける必要がな
い。
【００２１】また、請求項６記載の本発明の鋳造金型
は、キャビティに面する伝熱層のごく近傍位置に、加熱
装置を備えたことを特徴としている。
は、キャビティに面する伝熱層のごく近傍位置に、加熱
装置を備えたことを特徴としている。
【００２２】このような構成では、加熱装置は、供給熱
量や供給時間を自由に設定できるため、成形品の形状や
欠陥の発生に応じた温度コントロールが可能であり、伝
熱層への加熱をより効率よく行うことができる。
量や供給時間を自由に設定できるため、成形品の形状や
欠陥の発生に応じた温度コントロールが可能であり、伝
熱層への加熱をより効率よく行うことができる。
【００２３】また、請求項７記載の本発明の鋳造金型
は、低伝熱層は、チタン合金、ニッケル合金、メタルセ
ラミックスの群から選ばれる材料で形成したしたことを
特徴としている。
は、低伝熱層は、チタン合金、ニッケル合金、メタルセ
ラミックスの群から選ばれる材料で形成したしたことを
特徴としている。
【００２４】このような構成では、低伝熱層を、チタン
合金、ニッケル合金、メタルセラミックスの群から選ば
れる材料で形成したことにより、より断熱効果を高める
ことができる。
合金、ニッケル合金、メタルセラミックスの群から選ば
れる材料で形成したことにより、より断熱効果を高める
ことができる。
【００２５】また、請求項８記載の本発明の鋳造金型
は、キャビティに面する伝熱層は、グラファイト、窒化
アルミニュウム、窒化硼素、炭化珪素、酸化ベリリュウ
ム等の高熱伝導セラミックスで形成したことを特徴とし
ている。
は、キャビティに面する伝熱層は、グラファイト、窒化
アルミニュウム、窒化硼素、炭化珪素、酸化ベリリュウ
ム等の高熱伝導セラミックスで形成したことを特徴とし
ている。
【００２６】このような構成では、伝熱層を、グラファ
イト、窒化アルミニュウム、窒化硼素、炭化珪素、酸化
ベリリュウム等の高熱伝導セラミックスで形成したこと
により、より伝熱効果を高めることができる。
イト、窒化アルミニュウム、窒化硼素、炭化珪素、酸化
ベリリュウム等の高熱伝導セラミックスで形成したこと
により、より伝熱効果を高めることができる。
【００２７】また、請求項９記載の本発明の成形品の製
造方法は、上記請求項１〜８の発明のいずれかの鋳造金
型において、マグネシュウム合金、アルミニュウム合
金、亜鉛合金等の低融点軽金属で成形品を製造すること
を特徴としている。
造方法は、上記請求項１〜８の発明のいずれかの鋳造金
型において、マグネシュウム合金、アルミニュウム合
金、亜鉛合金等の低融点軽金属で成形品を製造すること
を特徴としている。
【００２８】このような方法では、上記請求項１〜８の
発明と同様の作用を達成しながら、低融点軽金属の成形
品を製造することができる。
発明と同様の作用を達成しながら、低融点軽金属の成形
品を製造することができる。
【００２９】また、請求項１０記載の本発明の成形品の
製造方法は、請求項１〜８の発明のいずれかの鋳造金型
を備えたチクソモールド成形機を用いて、マグネシュウ
ム合金、アルミニュウム合金のいずれかの群から選ばれ
る金属材料で成形品を製造することを特徴としている。
製造方法は、請求項１〜８の発明のいずれかの鋳造金型
を備えたチクソモールド成形機を用いて、マグネシュウ
ム合金、アルミニュウム合金のいずれかの群から選ばれ
る金属材料で成形品を製造することを特徴としている。
【００３０】このような構成では、チクソモールド成形
機を用いて、上記金属材料で成形品を製造するようにし
ているため、上記請求項１〜８の発明と同様の作用を有
し、より精度よく加工性のよい成形品を製造することが
できる。
機を用いて、上記金属材料で成形品を製造するようにし
ているため、上記請求項１〜８の発明と同様の作用を有
し、より精度よく加工性のよい成形品を製造することが
できる。
【００３１】本発明のそれ以上の目的及び特徴は、以下
の詳細な説明及び図面によって明らかになる。本発明の
各特徴は、可能な限りにおいて、それ単独で、あるいは
種々な組み合わせで複合して用いることができる。
の詳細な説明及び図面によって明らかになる。本発明の
各特徴は、可能な限りにおいて、それ単独で、あるいは
種々な組み合わせで複合して用いることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本発明におけるいくつかの
実施の形態について図１〜図１０を参照しながら説明
し、本発明の理解に供する。
実施の形態について図１〜図１０を参照しながら説明
し、本発明の理解に供する。
【００３３】（実施の形態１）本実施の形態１は、図１
に示されているように、溶融金属を成形する金型Ａにお
いて、金型を金型母材とキャビティ３に面する複数の層
とにより形成し、このキャビティ３に面する第１の層
を、金型母材４ａ、５ａに対して熱伝導率の良い材料か
らなる伝熱層７にて形成し、この伝熱層７と金型母材４
ａ、５ａの間に形成される第２の層を、金型母材４ａ、
５ａに対して熱伝導率の悪い材料からなる低伝熱層８で
形成している。金型母材４ａ，５ａは、固定型金型４と
移動型金型５の主要部を構成し、この両金型４，５のそ
れぞれのキャビティ３に面する第１の層には、それぞれ
伝熱層７が設けられている。
に示されているように、溶融金属を成形する金型Ａにお
いて、金型を金型母材とキャビティ３に面する複数の層
とにより形成し、このキャビティ３に面する第１の層
を、金型母材４ａ、５ａに対して熱伝導率の良い材料か
らなる伝熱層７にて形成し、この伝熱層７と金型母材４
ａ、５ａの間に形成される第２の層を、金型母材４ａ、
５ａに対して熱伝導率の悪い材料からなる低伝熱層８で
形成している。金型母材４ａ，５ａは、固定型金型４と
移動型金型５の主要部を構成し、この両金型４，５のそ
れぞれのキャビティ３に面する第１の層には、それぞれ
伝熱層７が設けられている。
【００３４】固定型金型４及び移動型金型５のそれぞれ
の金型母材４ａ，５ａは、安価な熱間ダイス鋼母材で形
成されている。
の金型母材４ａ，５ａは、安価な熱間ダイス鋼母材で形
成されている。
【００３５】低伝熱層８は、伝熱層７と金型母材４ａ，
５ａ間に介在された断熱ブロック８、８により形成され
ると共にこの断熱ブロック８、８は、伝熱層７に対応し
た面に形成されている。
５ａ間に介在された断熱ブロック８、８により形成され
ると共にこの断熱ブロック８、８は、伝熱層７に対応し
た面に形成されている。
【００３６】このような構成では、キャビティ３に面す
る層を、金型母材４ａ，５ａに対して熱伝導率の良い材
料からなる伝熱層７にて形成して、この伝熱層７の温度
を上昇させることにより、金型本体を形成する金型母材
４ａ，５ａ自体ではなく、キャビティ３側の金型温度を
上昇させることで溶湯の凝固を遅延させることができ、
溶湯から金型Ａへの熱伝達を抑制して、成形機や金型の
初期コストと運転コストを抑え、大型でかつ薄肉の成形
品であっても精度良く成形することのできるものとな
る。
る層を、金型母材４ａ，５ａに対して熱伝導率の良い材
料からなる伝熱層７にて形成して、この伝熱層７の温度
を上昇させることにより、金型本体を形成する金型母材
４ａ，５ａ自体ではなく、キャビティ３側の金型温度を
上昇させることで溶湯の凝固を遅延させることができ、
溶湯から金型Ａへの熱伝達を抑制して、成形機や金型の
初期コストと運転コストを抑え、大型でかつ薄肉の成形
品であっても精度良く成形することのできるものとな
る。
【００３７】また、図２に示される溶融金属を成形する
金型Ａにおいては，両金型４，５を金型母材４ａ、５ａ
とキャビティ３に面する層とにより形成し、このキャビ
ティ３に面する層を、金型母材４ａ，５ａに対して熱伝
導率の良い材料からなる伝熱層７にて形成し、上記金型
母材４ａ，５ａを、熱伝導率の悪い材料からなる低伝熱
層８として形成している。
金型Ａにおいては，両金型４，５を金型母材４ａ、５ａ
とキャビティ３に面する層とにより形成し、このキャビ
ティ３に面する層を、金型母材４ａ，５ａに対して熱伝
導率の良い材料からなる伝熱層７にて形成し、上記金型
母材４ａ，５ａを、熱伝導率の悪い材料からなる低伝熱
層８として形成している。
【００３８】このような構成では、低伝熱層８を特別な
部材にて形成する必要がなく金型本体を形成する金型母
材４ａ，５ａにて低伝熱層８を形成することができ、そ
の構成が簡略化されたものとなる。キャビティ３に面す
る伝熱層７の熱伝導率は、金型母材４ａ，５ａの熱伝導
率５０Ｗ／ｍ／℃に対して熱伝導率の良い１５０Ｗ／ｍ
／℃以上の材料からなることが好ましい。
部材にて形成する必要がなく金型本体を形成する金型母
材４ａ，５ａにて低伝熱層８を形成することができ、そ
の構成が簡略化されたものとなる。キャビティ３に面す
る伝熱層７の熱伝導率は、金型母材４ａ，５ａの熱伝導
率５０Ｗ／ｍ／℃に対して熱伝導率の良い１５０Ｗ／ｍ
／℃以上の材料からなることが好ましい。
【００３９】また伝熱層７に面する低伝熱層８の熱伝導
率は、金型母材４ａ，５ａの熱伝導率５０Ｗ／ｍ／℃に
対して１５W／ｍ／℃以下の材料からなることが好まし
い。
率は、金型母材４ａ，５ａの熱伝導率５０Ｗ／ｍ／℃に
対して１５W／ｍ／℃以下の材料からなることが好まし
い。
【００４０】なお図２に示される金型母材４ａ，５ａに
て低伝熱層８を形成する構成のものにおいては、この金
型母材４ａ，５ａの熱伝導率も上記１５W／ｍ／℃以下
の材料からなることが好ましい。
て低伝熱層８を形成する構成のものにおいては、この金
型母材４ａ，５ａの熱伝導率も上記１５W／ｍ／℃以下
の材料からなることが好ましい。
【００４１】また図１及び図２に示されるキャビティ３
に面する伝熱層７は、溶解炉１１の先端に設けられた射
出ノズル１２に接触されるように、金型Ａをなす固定型
金型４に形成された射出ノズルタッチ部１３の位置まで
延長して射出ノズル１２に臨ませて形成している。
に面する伝熱層７は、溶解炉１１の先端に設けられた射
出ノズル１２に接触されるように、金型Ａをなす固定型
金型４に形成された射出ノズルタッチ部１３の位置まで
延長して射出ノズル１２に臨ませて形成している。
【００４２】成形材料がマグネシュウム合金である場
合、成形機には多くのヒータ１４が設けられており、こ
のヒータ１４により、一般に溶解炉１１の中は５００℃
〜６００℃、射出ノズル１２は４５０℃以上に保温され
ている。
合、成形機には多くのヒータ１４が設けられており、こ
のヒータ１４により、一般に溶解炉１１の中は５００℃
〜６００℃、射出ノズル１２は４５０℃以上に保温され
ている。
【００４３】伝熱層７は製品を形作るキャビティ３面か
ら射出ノズルタッチ部１３まで臨ませた連続的な層をな
しており、射出ノズル１２が金型に接触した際に溶解炉
１１の熱を上記射出ノズルタッチ部１３から伝熱層７に
伝えることができるようにしてある。
ら射出ノズルタッチ部１３まで臨ませた連続的な層をな
しており、射出ノズル１２が金型に接触した際に溶解炉
１１の熱を上記射出ノズルタッチ部１３から伝熱層７に
伝えることができるようにしてある。
【００４４】このような構成では、成形機内の溶解炉１
１を加熱する熱を利用して、射出ノズル１２に接触され
る射出ノズルタッチ部１３から伝熱層７を加熱すること
ができて、伝熱層７を加熱するための特別の加熱手段を
設ける必要がないものとなり、また熱源が溶湯そのもの
でないため、溶湯の熱は奪われることなく、熱容量の大
きな成形機の溶解炉から継続的かつ安定に熱を供給する
ことができる。
１を加熱する熱を利用して、射出ノズル１２に接触され
る射出ノズルタッチ部１３から伝熱層７を加熱すること
ができて、伝熱層７を加熱するための特別の加熱手段を
設ける必要がないものとなり、また熱源が溶湯そのもの
でないため、溶湯の熱は奪われることなく、熱容量の大
きな成形機の溶解炉から継続的かつ安定に熱を供給する
ことができる。
【００４５】また型開時に金型表面の温度を低下させる
際には、溶解炉１１の射出ノズル１２を金型の射出ノズ
ルタッチ部１３から外し、熱が伝わらないようにするこ
とによって成形サイクルを早めることができる。
際には、溶解炉１１の射出ノズル１２を金型の射出ノズ
ルタッチ部１３から外し、熱が伝わらないようにするこ
とによって成形サイクルを早めることができる。
【００４６】一方上記伝熱層７に面した低伝熱層８を形
成する断熱ブロック８は、チタン合金、ニッケル合金、
メタルセラミックス等の群から選ばれるいずれか１つの
材料で形成して、より断熱効果を高めるようにしてあ
る。
成する断熱ブロック８は、チタン合金、ニッケル合金、
メタルセラミックス等の群から選ばれるいずれか１つの
材料で形成して、より断熱効果を高めるようにしてあ
る。
【００４７】この断熱ブロック８は、両金型母材４ａ，
５ａに対し螺子止め等の固着手段により着脱自在に固着
してある。
５ａに対し螺子止め等の固着手段により着脱自在に固着
してある。
【００４８】さらに、キャビティ３に面する伝熱層７
は、グラファイト、窒化アルミニュウム、窒化硼素、炭
化珪素、酸化ベリリュウム等の群から選ばれるいずれか
１つの高熱伝導セラミックスで形成して、より伝熱効果
を高めるようにしてある。
は、グラファイト、窒化アルミニュウム、窒化硼素、炭
化珪素、酸化ベリリュウム等の群から選ばれるいずれか
１つの高熱伝導セラミックスで形成して、より伝熱効果
を高めるようにしてある。
【００４９】この伝熱層７を積層するための手段として
は、無機バインダを混入して吹き付ける方法やＰＶＤ，
ＣＶＤ等の一般に良く行われる表面コーティング処理が
なされる。
は、無機バインダを混入して吹き付ける方法やＰＶＤ，
ＣＶＤ等の一般に良く行われる表面コーティング処理が
なされる。
【００５０】この伝熱層７を積層するための表面コーテ
ィング処理する基板には、上記低伝熱層８を形成する断
熱ブロック８をその基板としてもよく、またライニング
板材を設けて、この板材をその表面コーティング処理の
基板としてもよい。
ィング処理する基板には、上記低伝熱層８を形成する断
熱ブロック８をその基板としてもよく、またライニング
板材を設けて、この板材をその表面コーティング処理の
基板としてもよい。
【００５１】また図２に示される伝熱層７は、両金型母
材４ａ，５ａ自体に表面コーティング処理がなされる。
材４ａ，５ａ自体に表面コーティング処理がなされる。
【００５２】このような構造の金型のキャビティ３に溶
湯が流れ込むと、キャビティ３表面に設けられている伝
熱層７に沿って伝熱され、キャビティ３面は少ない熱量
で高温にすることができる。
湯が流れ込むと、キャビティ３表面に設けられている伝
熱層７に沿って伝熱され、キャビティ３面は少ない熱量
で高温にすることができる。
【００５３】また、キャビティ３面は熱伝導が良いが、
その外周は伝熱層７に面した低伝熱層８に囲まれている
ため、熱は外部に逃げにくくなり高温を維持してかつ均
一になりやすい。そしてキャビティ３面が高温で温度分
布が少ないため、温度低下による溶湯の粘度の上昇や早
期の凝固が起こりにくく薄肉であっても流動性が長く転
写性の良い高品質の成形品が得られる。
その外周は伝熱層７に面した低伝熱層８に囲まれている
ため、熱は外部に逃げにくくなり高温を維持してかつ均
一になりやすい。そしてキャビティ３面が高温で温度分
布が少ないため、温度低下による溶湯の粘度の上昇や早
期の凝固が起こりにくく薄肉であっても流動性が長く転
写性の良い高品質の成形品が得られる。
【００５４】（実施の形態２）図３に示される本実施の
形態２の鋳造金型Aは、図１に示される実施の形態１の
鋳造金型と同様に、このキャビティに面する伝熱層７
は、金型母材４ａ，５ａに対して熱伝導率の良い材料か
らなる伝熱層７にて形成し、この伝熱層７と金型母材４
ａ，５ａの間に形成される層を、金型母材４ａ，５ａに
対して熱伝導率の悪い材料からなる低伝熱層８で形成し
ている。
形態２の鋳造金型Aは、図１に示される実施の形態１の
鋳造金型と同様に、このキャビティに面する伝熱層７
は、金型母材４ａ，５ａに対して熱伝導率の良い材料か
らなる伝熱層７にて形成し、この伝熱層７と金型母材４
ａ，５ａの間に形成される層を、金型母材４ａ，５ａに
対して熱伝導率の悪い材料からなる低伝熱層８で形成し
ている。
【００５５】この図３に示される構成においては、伝熱
層７と低伝熱層８をなす断熱ブロック８との間であっ
て、固定型金型４と移動型金型５におけるそれぞれの伝
熱層７のごく近傍位置に、加熱装置２１を備えている。
層７と低伝熱層８をなす断熱ブロック８との間であっ
て、固定型金型４と移動型金型５におけるそれぞれの伝
熱層７のごく近傍位置に、加熱装置２１を備えている。
【００５６】この加熱装置２１は、電熱線ヒータや電磁
誘導加熱等一般的なものでよく使用されるものでよい。
本実施の形態では、瞬時に大量の熱を発生することがで
きる点で、電磁誘導加熱装置が用いられている。
誘導加熱等一般的なものでよく使用されるものでよい。
本実施の形態では、瞬時に大量の熱を発生することがで
きる点で、電磁誘導加熱装置が用いられている。
【００５７】この場合の加熱装置２１は、ライニング板
材に伝熱層７を形成したものにおいて、この伝熱層７を
形成したライニング板材と低伝熱層８との間にあって、
それぞれの両金型４，５における伝熱層７、７のごく近
傍位置に設けてある。
材に伝熱層７を形成したものにおいて、この伝熱層７を
形成したライニング板材と低伝熱層８との間にあって、
それぞれの両金型４，５における伝熱層７、７のごく近
傍位置に設けてある。
【００５８】この鋳造金型のキャビティ３においては、
溶湯が流れ込む直前に金型内の加熱装置を稼動させる
と、発生した熱は伝わりやすいキャビティ３表面の伝熱
層７を伝わりキャビティ３内の温度を上昇させることが
できる。
溶湯が流れ込む直前に金型内の加熱装置を稼動させる
と、発生した熱は伝わりやすいキャビティ３表面の伝熱
層７を伝わりキャビティ３内の温度を上昇させることが
できる。
【００５９】このような構成の加熱装置２１では、供給
熱量や供給時間を自由に設定できるため、成形品の形状
や欠陥の発生に応じた温度コントロールをすることがで
き、伝熱層７への加熱をより効率よく行うことができ
る。
熱量や供給時間を自由に設定できるため、成形品の形状
や欠陥の発生に応じた温度コントロールをすることがで
き、伝熱層７への加熱をより効率よく行うことができ
る。
【００６０】この鋳造金型を用いて成形品を製造する方
法の場合は、少なくとも１種の金属材料を用いるだけで
もよい。
法の場合は、少なくとも１種の金属材料を用いるだけで
もよい。
【００６１】また、この鋳造金型を用いて成形品を製造
する方法は、チクソモールド成形機を用いて、マグネシ
ュウム合金、アルミニュウム合金等のいずれかの群から
選ばれる金属材料で成形品を製造することができる。
する方法は、チクソモールド成形機を用いて、マグネシ
ュウム合金、アルミニュウム合金等のいずれかの群から
選ばれる金属材料で成形品を製造することができる。
【００６２】このような方法では、より精度よく加工性
のよい成形品を製造することができる。
のよい成形品を製造することができる。
【００６３】
【発明の効果】本発明によれば、キャビティに面する層
を、金型母材に対して熱伝導率の良い材料からなる伝熱
層にて形成して、この伝熱層の温度を上昇させることが
できるので、金型本体を形成する金型母材自体ではな
く、この伝熱層の温度を上昇させることで溶湯の凝固を
遅延させることができ、溶湯から金型への熱伝達を抑制
して、成形機や金型の初期コストと運転コストを抑え、
大型でかつ薄肉の成形品であっても、温度低下による溶
湯の粘土の上昇や早期の凝固が起こりにくく、流動性が
長く転写性の良い高品質、高精度の成形品が得られる。
を、金型母材に対して熱伝導率の良い材料からなる伝熱
層にて形成して、この伝熱層の温度を上昇させることが
できるので、金型本体を形成する金型母材自体ではな
く、この伝熱層の温度を上昇させることで溶湯の凝固を
遅延させることができ、溶湯から金型への熱伝達を抑制
して、成形機や金型の初期コストと運転コストを抑え、
大型でかつ薄肉の成形品であっても、温度低下による溶
湯の粘土の上昇や早期の凝固が起こりにくく、流動性が
長く転写性の良い高品質、高精度の成形品が得られる。
【図１】 本発明の第１の実施の形態を示す鋳造金型の
断面図である。
断面図である。
【図２】 本発明の第１の実施の形態の変形例を示す鋳
造金型の断面図である。
造金型の断面図である。
【図３】 本発明の第２の実施の形態を示す鋳造金型の
断面図である。
断面図である。
【図４】 従来例を示す鋳造金型の断面図である。
３ キャビティ ４ 固定型金型 ４ａ 金型母材 ５ 移動型金型 ５ａ 金型母材 ７ 伝熱層 ８ 低伝熱層 １１ 溶解炉 １２ 射出ノズル １３ 射出ノズルタッチ部 Ａ 金型
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２２Ｄ 21/04 Ｂ２２Ｄ 21/04 Ａ Ｂ 27/04 27/04 Ｚ
Claims (10)
- 【請求項１】 溶融金属を成形する金型において、金型
を金型母材とキャビティに面する複数の層とにより形成
し、このキャビティに面する第１の層を、金型母材に対
して熱伝導率の良い材料からなる伝熱層にて形成し、こ
の伝熱層と金型母材の間に形成される第２の層を、金型
母材に対して熱伝導率の悪い材料からなる低伝熱層で形
成したことを特徴とする鋳造金型。 - 【請求項２】 溶融金属を成形する金型において、金型
を金型母材とキャビティに面する層とにより形成し、こ
のキャビティに面する層を、金型母材に対して熱伝導率
の良い材料からなる伝熱層にて形成し、上記金型母材
を、熱伝導率の悪い材料からなる低伝熱層として形成し
たことを特徴とする鋳造金型。 - 【請求項３】 キャビティに面する伝熱層の熱伝導率
は、１５０Ｗ／ｍ／℃以上の材料からなることを特徴と
する請求項１または請求項２記載の鋳造金型。 - 【請求項４】 低伝熱層の熱伝導率は、１５W／ｍ／℃
以下の材料からなることを特徴とする請求項１〜３のい
ずれかに記載の鋳造金型。 - 【請求項５】 キャビティに面する伝熱層を、溶解炉の
先端に設けられた射出ノズルに接触される金型本体の射
出ノズルタッチ部の位置まで延長して形成したことを特
徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の鋳造金型。 - 【請求項６】 キャビティに面する伝熱層のごく近傍位
置に、加熱装置を備えたことを特徴とする請求項１〜４
のいずれかに記載の鋳造金型。 - 【請求項７】 低伝熱層は、チタン合金、ニッケル合
金、メタルセラミックスの群から選ばれる材料で形成し
たことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の鋳
造金型。 - 【請求項８】 キャビティに面する伝熱層は、グラファ
イト、窒化アルミニュウム、窒化硼素、炭化珪素、酸化
ベリリュウム等の高熱伝導セラミックスで形成したこと
を特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の鋳造金
型。 - 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載の鋳造金
型を用いて、マグネシュウム合金、アルミニュウム合
金、亜鉛合金等の低融点軽金属で成形品を製造すること
を特徴とする成形品の製造方法。 - 【請求項１０】 請求項１〜８のいずれかに記載の鋳造
金型を備えたチクソモールド成形機を用いて、マグネシ
ュウム合金、アルミニュウム合金のいずれかの群から選
ばれる金属材料で成形品を製造することを特徴とする成
形品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36737299A JP4387531B2 (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 鋳造金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36737299A JP4387531B2 (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 鋳造金型 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001179394A true JP2001179394A (ja) | 2001-07-03 |
| JP2001179394A5 JP2001179394A5 (ja) | 2007-02-01 |
| JP4387531B2 JP4387531B2 (ja) | 2009-12-16 |
Family
ID=18489152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36737299A Expired - Lifetime JP4387531B2 (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 鋳造金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4387531B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004039518A1 (ja) * | 2002-10-30 | 2004-05-13 | Honda Motor Co., Ltd. | 鋳造用金型およびその製造方法 |
| JP2010274327A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-12-09 | Nishikimi Chuzo Kk | 薄肉鋳鉄製品の鋳造用金型及び薄肉鋳鉄製品の製造装置、薄肉球状黒鉛鋳鉄製品の製造方法 |
| JP2012148329A (ja) * | 2011-01-20 | 2012-08-09 | Toyota Motor Corp | 鋳造型の加熱方法 |
| JP2013063459A (ja) * | 2011-09-20 | 2013-04-11 | Nakakin:Kk | アルミ鋳造装置 |
-
1999
- 1999-12-24 JP JP36737299A patent/JP4387531B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004039518A1 (ja) * | 2002-10-30 | 2004-05-13 | Honda Motor Co., Ltd. | 鋳造用金型およびその製造方法 |
| CN1310717C (zh) * | 2002-10-30 | 2007-04-18 | 本田技研工业株式会社 | 铸造模具及其制造方法 |
| US7497243B2 (en) | 2002-10-30 | 2009-03-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Mold for casting and method for manufacture thereof |
| JP2010274327A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-12-09 | Nishikimi Chuzo Kk | 薄肉鋳鉄製品の鋳造用金型及び薄肉鋳鉄製品の製造装置、薄肉球状黒鉛鋳鉄製品の製造方法 |
| JP2012148329A (ja) * | 2011-01-20 | 2012-08-09 | Toyota Motor Corp | 鋳造型の加熱方法 |
| JP2013063459A (ja) * | 2011-09-20 | 2013-04-11 | Nakakin:Kk | アルミ鋳造装置 |
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|---|---|
| JP4387531B2 (ja) | 2009-12-16 |
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