JP2002178126A - ダイカスト金型用の弁装置 - Google Patents
ダイカスト金型用の弁装置Info
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
し、かつオーバーホールを簡単にする。 【解決手段】 弁装置1、特にダイカスト金型の通気弁
において、ピストンのボア19の少なくとも一つはピス
トンの運動表面となるブシュ20を備える。ブシュの耐
磨耗性は、弁装置の本体の基材より高いことが望まし
く、ブシュは交換が可能である。ブシュの材質と表面の
特性が目的に従い選択、調整できるために、装置の耐用
年数が長くなる。磨耗した場合特にピストンの実際のボ
ア7を広げることなく運動表面を交換することが可能と
なる。
Description
ンブル部に記載のダイカストに関し、特に金属ダイカス
ト用の弁装置に関する。
前に出願した欧州特許出願第EP−A−0,936,00
9号によって知られている。ここで、参考のために前記
欧州特許出願第EP−A−0,936,009号を本明細
書に含めておく。そこに記載された弁は、特に、制御要
素、即ちピストンがもはや熱せられた金属と接触しない
ため、より長い耐用年数を有する通気弁である。
シリンダーと制御ピストンのシリンダーは、従来のバル
ブの場合と同様に、時々オーバーホールしなければなら
ない。この目的のために、弁ブロック全体をはずし製造
業者に戻さなければならない。オーバーホールの結果ボ
アは大きくなり、新たな表面処理が必要になると共にや
寸法を大きくしたピストンを準備する必要がある。その
ため、このような処理の後、ユーザーは寸法を大きくし
たピストンを保管しなければならない。
は、このような弁の耐用年数を伸ばすことである。
を簡単にすることである。
一つは請求項1で定義した装置により達成される。他の
請求項は好ましい態様を定義する。
入されたブシュの中をピストンが動くことに特徴があ
る。ブシュは周囲の弁本体より耐磨耗性の高い材質から
なる。そして/又はピストンが動く表面は、少なくとも
部分的に、即ち特定の露出した場所に、特に耐磨耗性の
高い表面を備えている。このような表面を得る方法それ
自身は、この技術分野の当業者によって知られたもので
ある。そして、このような表面は、例えば種々の窒化や
硬質の層の物理的蒸着といった様々な方法で得ることが
できる。
説明される。
6,009号に記載された弁と類似した弁を示す。本質
的な機能部品は通気弁3であり、この通気弁3は、ボア
7に移動可能に通されている。通気弁3は、リヤエンド
部で空気圧要素(制御ピストン11)により動作するレ
バー9に蝶番式に取り付けられている。これにより、空
気圧要素11の活性化(activation)と非活性化(deac
tivation)によりピストン3が移動し、開口部13が空
いたり閉まったりする。空いた状態では、開口部13は
第2の連絡路15と繋がっている。開口部13は、例え
ばダイカスト金型の通気口と繋がっていて、連絡路15
は出口として使用することができる。
して、図2には、この種の弁としては従来型の構造であ
るものを示す。図2に示す構造では、ピストン3が空気
圧要素ではなく制御ピストン17により動作する。制御
ピストン17が、金型のキャビティと繋がっており、通
気弁3と同様な応力(stress)に曝される。
操作では、大変高い応力が生じる(例えば、700℃、
流速:100m/s、圧力:850バール)。そのう
え、弁、特にピストン3と17は液状の金属と直接接触
する。それゆえに、ピストン3、17及びボア7、16
はそれぞれ相当な磨耗に曝される。
ン17は比較的簡単にその場で交換できる。本発明によ
れば、図1に示す態様のように、ブシュ20はバルブの
本体1のボア19に挿入される。ブシュ20はスクリュ
ー14によりボアに固定されるもので、特に耐磨耗性が
高く本発明での使用に適した材料からなる。ブシュもそ
の場で交換できるため、長い耐用年数と迅速な点検が可
能となる。そのほかに、寸法を大きくしたピストンがも
はや必要とされないため、交換ピストン(通気弁3)の
保管がユーザーにとってはるかに簡略化される。
体1の制御弁17のボア21も、付随するスクリュー2
3によりボア21に固定されるブシュ18を備える。
ブシュ18の拡大図である。類推されるように、以下の
議論は制御ピストン17のブシュ18にもあてはまる。
ている。ブシュ20は出口の開口部25と固定用のスク
リュー14を受けるボア26を備えている。ブシュ18
ではボア28がこの役割を果たす。ブシュ18と20は
適宜に選択される材料からなる。好ましい材料は適当な
後処理をした高張力スチール(high-strength steels)
であり、特に以下に示すものである(DIN(ドイツ工
業規格)に従った名称であり、ここにおいて及びここ以
降、重量パーセントで表す) X38 CrMoV 5 1(平均値: 0.36
C; 1.1 Si; 5.0 Cr; 1.1 M
o; 0.4 V)、硬化(hardened)して浸炭窒化
(carbonitrided)したもの; X40 CrMoV 5 1(平均値: 0.4 C;
1.0 Si; 5.2 Cr; 1.3 Mo;
1.0 V)、硬化(hardened)して浸炭窒化(carbon
itrided)したもの; X2 NiCoMo 18 9 5(平均値: 0.0
3 C; 5.3 Mo; 18.5 Ni; 9.0
Co; 0.6 Ti; 0.1 Al)、人工時効
(artificially aged)させ、窒化珪素、つまり化学元
素シリコンの窒化物でライニングしたもの; X53 CrMnNi N 21 9(平均値: 0.
48〜0.58 C;0.25 Si; 8.0〜1
0.0 Mn; 20.0〜22.0 Cr;3.25
〜4.50 Ni; 0.35〜0.5 N)、硬化
(hardened)してTenifer特別法で窒化したも
の; 熱間加工スチール(hot-work steels、高応力に適し、
高温で取り扱われるタイプのスチール)、セラミック材
でライニングしたもの。特に、約1,700N/mm2
の引っ張り強さを有するもの。窒化とは窒素を含有する
硬質の表面をつくることであり、浸炭窒化とは窒化の一
つの変種である。特殊な塩浴で実施するものはTeni
fer法として知られている(デグッサ社,ドイツ
国)。硬化(hardening)、焼入れ(quenching)、及び、
焼き戻し(tempering)は、いずれもそれ自身ではスチー
ルの特性を変える方法として公知である。一定の時間、
一定の温度におく人工時効法によれば、焼き入れを行う
ことなく所望の強度を得ることができる。
る場所も特に抵抗力の高い表面又は層31、33を備え
ている(図3と4参照、よりはっきりとさせるため、層
は厚さを強調して示されている)。このような層は例え
ばPVD法により得られる。層がブシュへの開口部から
約4〜5ミリ広がっているのが好ましい。
体またはブシュ全体がそのような表面層を有していても
よい。
自身では公知である。
下の通りである。 − 材質: X32 CrMo V 3 3、(0.2
8〜0.35 C; 0.1〜0.4 Si; 0.1
5〜0.45 Mn; 2.7〜3.2 Cr;2.6
〜3.0 Mo; 0.4〜0.7 V) − 処理:硬化(hardened)及び焼き戻し(tempered) − 基本硬度: 48〜50 HRc − 表面: 侵炭窒化;高い強度を持つ部位31(ブシ
ュ20)及び33(ブシュ18)を含む表面22(ブシ
ュ20)及び27(ブシュ18)はPVDコートされて
いる。この表面22及び表面27は、金型の接触面に隣
接する効果的な部分に位置することが好ましい。 − 耐熱性: 620℃まで −PVD層: タイプ:TiBCN 厚さ:10μm 硬度:2,200〜2,600 HV20 耐熱性:700℃まで このブシュは無孔性(non-porous)で、厚みが約8マイ
クロミリで、主にγ’−窒化物からなる閉じたFe4N接合
層(closed Fe4N bonding layer)に特徴がある。
スト金型の通気弁において、ピストン3、17のボア1
9、21の少なくとも一つはピストンの運動表面となる
ブシュ20、18を備えている。ブシュの耐磨耗性は、
弁装置の本体の基材より高いことが望ましく、ブシュは
交換が可能である。ブシュの材質と表面の特性が目的に
従い選択、調整できるために、前者の特性により装置の
耐用年数が長くなる。後者の特性により、磨耗した場合
特にピストン3、17の実際のボア7、16を広げるこ
となく運動表面を交換することが可能となる。
下の通りである。 − 大変硬質な表面 − 鋳造材料による弱い湿潤性 − 良好な摩擦特性、それによるピストンの磨耗の減少 − 温度ショックに対する抵抗性の向上 − 良好な研磨の可能性 − 大変高い耐磨耗性 − 大変長い耐用年数 − ブシュ上でアルミニウムの剥がれる危険が減少 − 製造の際の大変小さな公差の遵守 前述の説明から、請求項で定義された発明の範囲を離れ
ることなく変更をするとは当業者にとって可能である。
lNのような、他のPVD層; − 少なくとも1,000HV20、好ましくは少なく
とも1,100HV20の表面硬度を有する熱間加工ス
チールからなるブシュ(18,20); − 内側のダイカスト金型への開口部で耐磨耗性のある
コーティングを少なくとも部分的に備えたブシュ、それ
によりコーティングの場所で少なくとも2,200HV
20、好ましくは2,400HV20の表面硬度を実現
することができる; − ブシュの内側に、例えば油で懸濁したグラファイト
などの潤滑油を塗ることによりブシュ18と20の耐用
年数を延ばす。用語解説 HRc:ロックウエル硬さ、スケールC;(DIN E
N 10109参照) HV20:ビッカース硬さ、ポンドで示されたテスト圧
力で測定;代表的な測定時間は25秒、DIN5013
3参照 PVD:物理蒸着
図
Claims (12)
- 【請求項1】 ダイカスト金型用の弁装置(1)、特
にダイカスト用の通気弁装置であって、ダイカスト金型
と繋がっていてダイカスト金型のキャビティへのダクト
を遮蔽する少なくとも一つのピストン(3,17)と、
ボア(19,21)に挿入された少なくとも一つのブシ
ュ(18,20)と、を包含し、該ピストン(3,1
7)が移動可能に配置されていて、該ブシュが磨耗した
場合に交換できるよう取り外し可能であることを特徴と
する弁装置。 - 【請求項2】 耐磨耗性を高めるために、該ブシュ
(18,21)の材質が前記弁装置(1)の本体の材質
より高い磨耗性を有することを特徴とする請求項1に記
載の弁装置。 - 【請求項3】 少なくとも一つのブシュ(18,2
0)が、下記に重量百分率で示された成分比を有する材
質(a)〜(g)より成る群から選択された材質からなること
を特徴とする請求項2に記載の弁装置; (a) スチール X38 CrMoV 5 1、特に成
分比が以下の平均値を有するもの: 0.36 C;
1.1 Si; 5.0 Cr; 1.1 Mo;
0.4 V: (b) スチール X40 CrMoV 5 1、特に成
分比が以下の平均値を有するもの: 0.4 C;
1.0 Si; 5.2 Cr; 1.3 Mo;1.
0 V: (c) スチール X2 NiCoMo 18 9 5、
特に成分比が以下の平均値を有するもの: 0.03
C; 5.3 Mo; 18.5 Ni; 9.0 C
o; 0.6 Ti; 0.1 Al: (d) スチール X53 CrMnNi N 21
9、特に成分比が以下の平均値を有するもの: 0.4
8〜0.58 C; 0.25 Si; 8.0〜1
0.0 Mn; 20.0〜22.0 Cr; 3.2
5〜4.50 Ni;0.35〜0.5 N: (e) 熱間加工スチール: (f) セラミック材でライニングした熱間加工スチー
ル: (g) スチール X32 CrMoV 3 3、特に成
分比が以下の平均値を有するもの: 0.28〜0.3
5 C; 0.1〜0.4 Si; 0.15〜0.4
5 Mn; 2.7〜3.2 Cr; 2.6〜3.0
Mo; 0.4〜0.7 V.。 - 【請求項4】 該ブシュの表面が、少なくとも内側
は、特に硬化、窒化、侵炭窒化、焼き入れ、焼き入れ及
びそれに引き続く焼き戻し、及び人工時効、より成る群
から選択された方法により硬化させられたことを特徴と
する請求項1から請求項3のいずれかに記載の弁装置。 - 【請求項5】 前記弁装置(1)が通気弁であり、前
記ピストンが通気弁の弁ピストンであることを特徴とす
る請求項1から請求項4のいずれかに記載の弁装置。 - 【請求項6】 少なくとも一つのブシュ(18,2
0)、好ましくはすべてのブシュが少なくとも約1,7
00N/mm2の引っ張り強さを有することを特徴とす
る高張力熱間加工スチールからなることを特徴とする請
求項1から請求項5のいずれかに記載の弁装置。 - 【請求項7】 少なくとも一つのブシュ(18,2
0)、好ましくはすべてのブシュがその基材より高い耐
磨耗性を有する層(31,33)を備え、該層が少なく
ともブシュの内側とダイカスト金型の接触面に隣接する
効果的な部分(22,27)に存在することを特徴とす
る請求項1から請求項6のいずれかに記載の弁装置。 - 【請求項8】 該熱間加工スチールの表面の硬度が少
なくとも1,000HV20、好ましくは1,100H
V20に相当することを特徴とする請求項7に記載の弁
装置。 - 【請求項9】 前記表面層(31,33)の硬度が
2,200HV20、好ましくは2,400HV20に
相当することを特徴とする請求項7又は請求項8に記載
の弁装置。 - 【請求項10】 前記表面層が、蒸着、特に物理蒸着
法(PVD)、により作られたものであって、TiN;
TiC;TiCN;TiAlCN;TiBCNより成る
群より選択されたタイプのものであることを特徴とする
請求項7から請求項9のいずれかに記載の弁装置。 - 【請求項11】 請求項1から請求項10のいずれか
に記載の弁装置を包含することを特徴とするダイカスト
機。 - 【請求項12】 該ブシュ(18,20)の耐用年数
を延ばすために、少なくとも一つのブシュ、好ましくは
すべてのブシュの内側に潤滑剤、特に油で懸濁したグラ
ファイトを塗布することを特徴とする請求項1から請求
項10のいずれかに記載の弁装置の操作方法。
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