JP2002127016A

JP2002127016A - 美麗な表面を有する軽合金ダイカスト薄肉製品の製造法

Info

Publication number: JP2002127016A
Application number: JP2000323982A
Authority: JP
Inventors: Katsuichi Tsujimoto; 勝一辻本
Original assignee: Sintobrator Ltd
Current assignee: Sintobrator Ltd
Priority date: 2000-10-24
Filing date: 2000-10-24
Publication date: 2002-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の設備で表面が美麗な化成処理皮膜で覆
われた軽合金ダイカスト薄肉製品を容易に製造する方法
を提供する。【解決手段】薄肉のダイカスト鋳造品の所要表面に、
重量比で樹脂１００に対し平均粒子径が１０〜１００μ
ｍのステンレス鋼粉が１０〜２０の割合で混合されてい
る比重１．９〜２．３の投射材を、３０〜５０ｍ／ｓｅ
ｃの速度にてアークハイト０．０４〜０．０６ｍｍで投
射して乾式でブラスト加工した後、化成処理してむらの
ない美麗な化成処理皮膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合
金、マグネシウム合金等の軽合金よりなるダイカスト薄
肉製品であって、表面にクロメート処理やリン酸塩処理
などによる美麗な表面を有する軽合金ダイカスト薄肉製
品の製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ダイカスト鋳造品はその表面にバリを有
しているため、後処理として種々の手段でバリ取りを行
なった後、クロメート処理やリン酸塩処理などの化成処
理を施して表面仕上を行なっている。ところが、ダイカ
スト鋳造品であっても、表面に美麗さをさほど要求され
ることのない工業製品などにおいては従来法によっても
特に問題はないが、パソコンやデジタルカメラ、携帯電
話等のハウジングにような仕上表面が美感に富むもので
あることを要求される薄肉製品を軽量なアルミニウム合
金、マグネシウム合金等のダイカスト鋳造品に替えよう
とすると、従来法によっては得ることができない。すな
わち、薄肉の軽合金ダイカスト鋳造品は脆弱であるた
め、バリ取りを金属系の投射材を用いた乾式ブラスト法
で行なおうとすると、衝撃で製品に歪み、変形、打痕が
生じてしまい商品価値を損なってしまうため、バリ取り
を各種湿式法で行なってきたが、湿式法は排水処理設備
を必要とし、また、設置スペースも広く必要とするので
設備コストの高騰を招くものであった。

【０００３】そこで、ブラスト加工によっても歪み、変
形、打痕などが生じ難い樹脂系の投射材を用いた乾式ブ
ラスト加工をも試みたが、樹脂系の投射材を用いて有効
なバリ取りを行なえる程度の高速投射でバリ取りを行な
うと、樹脂自体が軟質であるため、投射材が高速で被加
工面に衝突する際に発生する衝撃熱により投射材の樹脂
の一部が溶融軟化してダイカスト鋳造品の表面に付着し
てしまい、この樹脂分がその後のクロメート処理、リン
酸塩処理などの化成処理をした場合に白い斑点として顕
れ、美麗な化成処理皮膜が得られないという問題があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
するところは上記した従来の問題点を解決し、従来の設
備で表面が美麗な化成処理皮膜で覆われた軽合金ダイカ
スト薄肉製品を容易に製造することを目的として完成さ
れた美麗な表面を有する軽合金ダイカスト薄肉製品の製
造法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明の美麗な表面を有する軽合金ダイカ
スト薄肉製品の製造法は、薄肉のダイカスト鋳造品の所
要表面に、重量比で樹脂１００に対し平均粒子径が１０
〜１００μｍのステンレス鋼粉が１０〜２０の割合で混
合されている比重１．９〜２．３の投射材を３０〜５０
ｍ／ｓｅｃの速度で乾式でブラスト加工した後、化成処
理してむらのない美麗な化成処理皮膜を形成することを
特徴とするものである。なお、前記した発明において
は、アークハイト値を０．０４〜０．０６mmの範囲とし
てブラスト加工し、投射面への投射材樹脂分の付着量を
０．１０mg/cm²以下とするのが好ましく、これを請求項
２の発明とする。

【０００６】本発明は表面に美麗な化成処理皮膜を有す
る軽合金ダイカスト薄肉製品を製造するにあたり、鋳造
された未処理のダイカスト鋳造品の所要表面に、化成処
理の前処理として、粒子径が特定されたステンレス鋼粉
を樹脂に対して所定の割合で混合することにより比重を
１．９〜２．３とした特殊な投射材を用いることにより
乾式でブラスト法で投射速度を高くすることなくバリ取
り加工し、これにより薄肉の軽合金ダイカスト鋳造品に
歪み、変形、打痕などを生じさせることなくバリ取りと
表面清掃を行ってダイカスト鋳造品を後処理の化成処理
に適した被処理面とする点に特徴があり、特に、重量比
で樹脂１００に対し平均粒子径が１０〜１００μｍのス
テンレス鋼粉が１０〜２０の割合で混合されている比重
１．９〜２．３の投射材で乾式でブラスト加工すること
により、表面に投射材の樹脂分が衝撃熱により被加工面
へ付着することをなくし、これにより化成処理皮膜に白
い斑点が形成されることをなくして美麗な表面を有する
軽合金ダイカスト薄肉製品とする点に最大の特徴があ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】軽合金ダイカスト鋳造品のバリ取
りを効率良く行うには十分なエネルギーでもって投射材
を被加工面に投射する必要があるが、投射材の投射強度
を強くすることによって薄肉製品に付与される圧縮残留
応力が大きくなって歪みが大きくなる傾向にある。本発
明において用いる投射材は、軟質な樹脂に硬質なステン
レス鋼粉が所定量混合されたものであるから、被加工面
に衝突したときに樹脂が弾性変形して衝撃を吸収する弾
力性と、硬いステンレス鋼粉が衝突して被加工面を研掃
する高い噴射加工性能とを併せ持つものである。

【０００８】ここでステンレス鋼粉としては平均粒子径
が１０〜１００μｍのものを用いる。平均粒子径が１０
μｍ未満の場合には粒子が小さすぎて十分な研掃効率が
得られない。一方平均粒子径が１００μｍを超える場合
には、衝突による弾性変形によって樹脂とステンレス鋼
粒子との界面に応力集中が起きてクラックが生じやす
く、投射材の寿命の低下を招く。従って、ステンレス鋼
粉の平均粒子径は１０〜１００μｍとする必要がある。

【０００９】また、本発明において用いる投射材は、ス
テンレス鋼粉を重量比で樹脂１００に対し１０〜２０の
割合で混合して比重を１．９〜２．３としたものであ
る。樹脂１００に対しステンレス鋼粉の混合割合が１０
未満の場合には十分な比重の投射材を得ることができな
い。また、ステンレス鋼粉の混合割合が２０を超えると
投射材の比重が大きくなりすぎる。また、投射材の比重
は１．９〜２．３とする。比重が１．９未満の場合には
衝突力が弱くなって十分な研掃効率が得られず、また
２．３を超えると逆に衝突力が強くなって歪みが発生し
やすくなる。従って、投射材として比重が１．９〜２．
３であるものを用いる。

【００１０】また、投射材に用いる樹脂としては、ポリ
エチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミ
ド、ポリカーボネイト、塩化ビニールなどの汎用的な樹
脂を用いることができる。なお、投射材の形状には特に
制限はないが、直径１〜４ｍｍ、直径／長さ比がほぼ１
の円筒形状とすることにより、安価に投射材を製造する
ことができる。

【００１１】上記したような投射材は以下のような工程
にて製造される。１）基体に使用する樹脂原料およびステンレス鋼粉を所
定量秤量し、円筒型ブレンダーにより混合する工程。２）混合原料をスクリュー式押出成形機に移し、２５０
℃程度に加熱し、溶融、混練、押出しして、引き伸ばし
つつ冷却して１〜４ｍｍの紐状成形体を製造する工程。３）前記紐状成形体を切断機により直径と同じ長さに切
断して投射材を得る工程。

【００１２】以上のようにして製造した投射材によりバ
リ取りを行うに際しては、投射材を３０〜５０ｍ／ｓｅ
ｃの投射速度で投射する。投射速度が３０ｍ／ｓｅｃ未
満では十分なエネルギーでもって被加工面に投射材を衝
突させることができないからであり、一方投射速度が５
０ｍ／ｓｅｃを超えると衝突力が強すぎて投射材の寿命
が短くなってしまうからである。

【００１３】また、ショットピーニング強度を表すため
に慣用的に使用される特性値であるアークハイト値は
０．０４〜０．０６ｍｍとして投射材を被加工面に投射
する必要がある。アークハイト値が０．０４ｍｍ未満の
場合には投射材の衝突力が弱くバリ取り能率が低下す
る。一方アークハイト値が０．０６ｍｍを超えると投射
材の衝突力が強くなって、樹脂の付着量の増大、投射材
の寿命の低下、歪みの発生が大きくなるなどの種々の問
題を招く。従ってアークハイト値は０．０４〜０．０６
ｍｍとする。

【００１４】そして、バリ取りを行った後の被加工面へ
の投射材の付着量は０．１０ｍｇ／ｃｍ²以下とする。
投射材の付着量が０．１０ｍｇ／ｃｍ²を超えると、化
成処理後の皮膜に白い斑点が形成されたり、ダイカスト
鋳造品と化成処理膜との間に樹脂が介在したりしてその
後の塗装密着性を不良なものとするからである。なお、
投射材の付着量を０．０１ｍｇ／ｃｍ²以下とするのが
望ましい。付着量を０．０１ｍｇ／ｃｍ²以下とするこ
とによりさらに化成処理性を良好なものとすることがで
きる。

【００１５】

【実施例】マグネシウム合金製ダイカストのパソコンケ
ースに種々の投射材を、インペラー型ブラストマシンに
より投射してバリ取り試験を行い、バリ取り性、歪み
量、化成処理性を調査した。試験条件および試験結果を
表１に示す。ここでバリ取り性は被加工面に残ったバリ
の状況を目視により確認し、バリが極めて良好に除去で
きたものを◎、ほぼ良好に除去できたものを○、明らか
に残存してしまったものを×とした。歪みはパソコンケ
ースに発生した歪みをデジタル測長器により測定し、歪
み６０μｍ以下のものを◎、６０超〜１００μｍのもの
を△、１００μｍ超のものを×とした。投射材の付着量
は、付着した樹脂を剥離して分離しその重量を測定し、
被加工面の単位面積当りの付着量を求めた。また、化成
処理性は、バリ取り後のパソコンケースに化成処理を施
したのち塩水を噴霧することにより試験し、その結果、
樹脂成分が付着して白い斑点状の腐食が発生したものを
×、腐食の発生しなかったものを◎と判定した。

【００１６】

【表１】

【００１７】試験Ｎｏ．１においては、投射材がφ1mm
のアルミニウム線を１mmに切断したカットワイヤーであ
って、バリ取り時のアークハイト値が大きく、その結果
バリ取り性は良好であるが、大きな歪みが発生してしま
った。試験Ｎｏ．２においては、投射材がφ３×３ｍｍ
の円柱状のナイロン製であって、投射速度を大きくしな
ければバリを取ることができず、従って樹脂が０．１ｍ
ｇ／ｃｍ²を超えて付着したために化成処理皮膜に白い
斑点状の腐食が発生してしまった。

【００１８】試験Ｎｏ．３〜７の投射材は、種々の樹脂
にステンレス鋼（ＳＵＳ）粉を混合したものである。こ
こで、試験Ｎｏ．３、４、６においてはステンレス鋼粉
として５０μｍの平均粒子径のものを用い、試験Ｎｏ．
５においては９０μｍのものを、試験Ｎｏ．７において
は２０μｍのものを用いている。試験Ｎｏ．３において
は、樹脂とステンレス鋼粉との混合割合が１００：６と
低く、このため比重が本発明の範囲を下回って小さいも
のであるために、研掃効率が低くバリ取り性が不良であ
った。また、試験Ｎｏ．４においては、逆に樹脂とステ
ンレス鋼粉との混合割合が高く、比重が本発明の範囲を
上回って大きいものであるために、バリ取り性は良好な
るもやや大きな歪みが発生してしまった。

【００１９】これに対し、試験Ｎｏ．５〜７において
は、樹脂とステンレス鋼粉との混合割合および比重が適
切な値であり、また投射速度、アークハイト値も適切で
あったので、バリ取り性が良好で歪みの発生が小さかっ
たうえに、樹脂付着量も０．１ｍｇ／ｃｍ²以下と小さ
く、従って化成処理性も良好であった。また、試験Ｎ
ｏ．８のものは試験Ｎｏ．６と同じ投射材を用いたもの
であるが、投射速度及ぶアークハイト値が本発明の範囲
を超えて大きく、従って歪みが発生し、また樹脂が付着
して化成処理性が不良であった。試験Ｎｏ．９のものも
試験Ｎｏ．６と同じ投射材を用いたものであるが、投射
速度及ぶアークハイト値が本発明の範囲を下回って小さ
かったために、バリ取り性が不良であった。なお、試験
Ｎｏ．６の投射材においてステンレス鋼粉の平均粒子径
を５μｍとして樹脂と混合し、その他の条件は同一とし
て投射材を投射した場合には、投射材の研掃効果が低下
してバリ取り性不良であった。また同様にステンレス鋼
粉の平均粒子径のみを１２０μｍとした場合には投射材
に早期にクラックが発生して寿命が短く、また歪みの発
生も大なるものであった。

【００２０】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の美麗な
表面を有する軽合金ダイカスト薄肉製品の製造法によれ
ば、軽合金性ダイカストなどの薄肉製品の被加工面に、
樹脂に微細なステンレス鋼粉を適量混合した投射材を適
当な投射速度で噴射することにより、歪みの発生を小さ
く抑えてバリ取りを効果的に行うことができるととも
に、被加工面に樹脂の付着による化成処理性の低下を招
くことない。また、本発明によれば乾式のサンドブラス
ト加工によりバリ取りを行なうことが可能になり、排水
設備を必要とせず、環境を汚染することがない。投射材
として樹脂（金属粉を含まない比重の小さい樹脂）を用
いた場合より投射速度を小さくすることができて、負荷
電流を小さくすることができ電気代を節約することがで
き、且つ、衝撃エネルギーの減少により樹脂の寿命を延
長させることができる。また、金属の粒子を投射材とし
て用いた場合よりも、バリ取り後に発生する金属微粉の
量が少ないので暴爆の心配がなく、設備に暴爆対策を取
る必要がないので、設備を安価に設置することができ
る。従って、本発明は工業上有益な価値を有するもので
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄肉のダイカスト鋳造品の所要表面に、
重量比で樹脂１００に対し平均粒子径が１０〜１００μ
ｍのステンレス鋼粉が１０〜２０の割合で混合されてい
る比重１．９〜２．３の投射材を３０〜５０ｍ／ｓｅｃ
の速度で乾式でブラスト加工した後、化成処理してむら
のない美麗な化成処理皮膜を形成することを特徴とする
美麗な表面を有する軽合金ダイカスト薄肉製品の製造
法。
【請求項２】アークハイト値を０．０４〜０．０６mm
の範囲としてブラスト加工し、投射面への投射材樹脂分
の付着量を０．１０mg/cm²以下とした請求項１に記載の
美麗な表面を有する軽合金ダイカスト薄肉製品の製造
法。