JP2005138159A - Aluminum die cast molding, die casting method, and die for die casting - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はアルミダイカスト品、ダイカスト方法及びダイカスト用金型に関する。 The present invention relates to an aluminum die cast product, a die casting method, and a die casting die.
一般的なアルミダイカスト品は単一種類のアルミニウム合金を溶融した溶湯によって形成された母材からなる。このようなアルミダイカスト品はおよそ以下のように製造される(例えば、非特許文献1参照。)。すなわち、まず圧入口と連通するキャビティを形成するダイカスト用金型を用意する。次いで、そのキャビティ内に溶湯を注湯しつつその溶湯に圧力を加える。そして、そのキャビティ内で溶湯を固化させ、母材とする。こうして得られるアルミダイカスト品は、圧縮機のハウジング、ピストン等、ある程度の強度を有しつつ軽量性が要求される多くの部品に採用される。 A general aluminum die-cast product consists of a base material formed by a molten metal obtained by melting a single type of aluminum alloy. Such an aluminum die-cast product is manufactured as follows (see, for example, Non-Patent Document 1). That is, first, a die casting die for forming a cavity communicating with the pressure inlet is prepared. Next, pressure is applied to the molten metal while pouring the molten metal into the cavity. Then, the molten metal is solidified in the cavity to form a base material. The aluminum die-cast product obtained in this way is used for many parts such as a compressor housing and a piston, which have a certain degree of strength and require light weight.
また、溶湯による母材とは成分が異なる母材がインサート部材としてインサートされたアルミダイカスト品も知られている。このようなアルミダイカスト品はおよそ以下のように製造される(例えば、非特許文献2参照。)。この場合もまず圧入口と連通するキャビティを形成するダイカスト用金型を用意する。次いで、そのキャビティ内にインサート部材をインサートした後、そのキャビティ内に溶湯を注湯しつつその溶湯に圧力を加える。そして、そのキャビティ内で溶湯を固化させ、母材とする。こうして得られるアルミダイカスト品も多くの部品に採用される。 Also known is an aluminum die-cast product in which a base material having a component different from that of a base material made of molten metal is inserted as an insert member. Such an aluminum die-cast product is manufactured as follows (see, for example, Non-Patent Document 2). Also in this case, first, a die casting mold for forming a cavity communicating with the pressure inlet is prepared. Next, after inserting an insert member into the cavity, pressure is applied to the molten metal while pouring the molten metal into the cavity. Then, the molten metal is solidified in the cavity to form a base material. Aluminum die cast products obtained in this way are also used for many parts.
しかし、単一種類の溶湯のみによって形成された一般的なアルミダイカスト品は、その溶湯によって形成される母材が単一種類であるため、その成分による強度、耐摩耗性、熱伝導性、線熱膨張係数、加工性等、物理的又は機械的な特性が限られたものとなってしまっており、部分的に異なる物理的又は機械的な特性を発揮することができない。そのような部分的な特性の変更を行おうとする場合には、そのアルミダイカスト品に他の成分からなる部材を接合したり、メッキや塗膜等の表面処理を施したりする必要があり、この場合には、母材とこれらとの間の密着力に懸念を生じてしまう。また、この場合には、製造時の工程増加が避けられず、製造コストの高騰化を生じてしまう。 However, in general aluminum die-cast products formed only from a single type of molten metal, the base material formed by that molten metal is a single type, so the strength, wear resistance, thermal conductivity, wire, Physical or mechanical properties such as thermal expansion coefficient and workability are limited, and partially different physical or mechanical properties cannot be exhibited. When such partial characteristic changes are to be made, it is necessary to join members made of other components to the aluminum die-cast product, or to perform surface treatment such as plating or coating. In some cases, there is concern about the adhesion between the base material and these materials. In this case, an increase in manufacturing process is inevitable, resulting in an increase in manufacturing cost.
この点、溶湯による母材とは成分が異なるインサート部材をインサートしたアルミダイカスト品であれば、溶湯からなる母材とインサート部材からなる母材とによって部分的に異なる物理的又は機械的な特性が発揮されることとなる。また、この場合には、インサート部材をキャビティ内に設ける手間はあるものの、さほどの製造工程の増加を生じず、製造コストの高騰化もさほど生じない。しかしながら、発明者らの試験結果によれば、こうして得られたアルミダイカスト品では、母材とインサート部材との間の密着力が必ずしも十分なものではない。 In this regard, if an aluminum die-cast product with an insert member having a different component from that of the molten base material, the physical or mechanical characteristics partially differ depending on the base material made of the molten metal and the base material made of the insert member. Will be demonstrated. In this case, although there is a trouble of providing the insert member in the cavity, the manufacturing process is not increased so much and the manufacturing cost is not increased so much. However, according to the test results of the inventors, the aluminum die cast product thus obtained does not necessarily have sufficient adhesion between the base material and the insert member.
なお、特開2000−280277号には、例えばマグネシウムの溶湯及び未固化の樹脂を用い、これらを二層かつ一体に成形するための金型及び方法が開示されている。しかしながら、この技術は、マグネシウム及び樹脂等、主要となる成分が異なる異種材料を母材とするものであり、異種材料間の大きく異なる特性差を利用しているに過ぎない。このため、主要となる成分がアルミニウムで共通する同種材料を母材とするアルミダイカスト品を製造しようとする場合には、同種材料間の特性差が異種材料間程大きくなく、そのままこの技術を採用することができない。 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-280277 discloses a mold and a method for forming two layers integrally with, for example, a molten magnesium and an unsolidified resin. However, this technique uses a different material having different main components such as magnesium and resin as a base material, and only uses a greatly different characteristic difference between different materials. For this reason, when manufacturing aluminum die-cast products that use the same type of material, the main component of which is aluminum, as the base material, the difference in characteristics between the same type of materials is not as great as that between different types of materials, and this technology is used as is. Can not do it.
また、実全昭61−55188号公報に記載されているように、第1混合粉によって形成された第1母材と、第1母材と一体に形成され、第1混合粉とは成分が異なる第2混合粉によって形成された第2母材とからなる焼結品を用いることも考えられる。この焼結品は、第1混合粉からなる第1圧粉体と、第2混合粉からなる第2圧粉体とを冷間静水圧(CIP)成形法により一体に成形して複合圧粉体を得た後、第1圧粉体及び第2圧粉体に跨る口金をもつダイスを使用して複合圧粉体を熱間押出加工することにより得られる。こうして得られる焼結品は、第1母材と第2母材との成分が異なりながら、これらが一体に形成されているため、第1母材と第2母材との離反を生じることなく、部分的な特性の変更を実現することができる。しかしながら、このような焼結品は、複雑な形状に成形し難いとともに、製造時に材料を粉末にする必要があり、製造コストの面ではアルミダイカスト品等の鋳造品に比して不利である。 Moreover, as described in Japanese Utility Model Publication No. 61-55188, the first base material formed by the first mixed powder and the first base material are integrally formed. It is also conceivable to use a sintered product composed of a second base material formed of different second mixed powders. In this sintered product, a first green compact made of a first mixed powder and a second green compact made of a second mixed powder are integrally molded by a cold isostatic pressure (CIP) molding method to form a composite green compact. After the body is obtained, the composite green compact is obtained by hot extrusion using a die having a die straddling the first green compact and the second green compact. Since the sintered product obtained in this manner is formed integrally while the components of the first base material and the second base material are different, there is no separation between the first base material and the second base material. , Partial property changes can be realized. However, such a sintered product is difficult to be formed into a complicated shape and needs to be made into a powder at the time of manufacture, which is disadvantageous in terms of manufacturing cost as compared with a cast product such as an aluminum die-cast product.
さらに、特開平10−288079号公報、特開平10−323747号公報に記載されているように、単一の溶湯を用いつつ、ろ過材によってその溶湯中の硬質粒子を部分的に凝集させてなるアルミダイカスト品を用いることも考えられる。こうして得られるアルミダイカスト品によっても部分的な特性の変更を実現することができる。しかしながら、このアルミダイカスト品は硬質粒子の凝集による部分的な耐摩耗性の向上しか実現することができず、他の特性の部分的な変化を実現することができない。 Further, as described in JP-A-10-288079 and JP-A-10-323747, hard particles in the molten metal are partially aggregated by a filter medium while using a single molten metal. It is also possible to use an aluminum die-cast product. Partial changes in characteristics can also be realized by the aluminum die-cast product thus obtained. However, this aluminum die-cast product can realize only partial improvement in wear resistance due to aggregation of hard particles, and cannot realize partial changes in other characteristics.
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、アルミダイカスト品において、広く特性の部分的な変化を実現可能であるとともにその部分間の密着力に優れ、かつ製造コストの高騰化を生じないようにすることを解決すべき課題としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and in an aluminum die-cast product, it is possible to realize a wide range of partial changes in characteristics and excellent adhesion between the parts, and an increase in manufacturing cost. It is a problem to be solved to prevent the occurrence of complications.
発明者らは、上記課題解決のために鋭意研究を行った。この結果、インサート部材をもつアルミダイカスト品は、広く特性の部分的な変化の実現には有効であることを確認した。しかし、従来のインサート部材をもつアルミダイカスト品では、予め成形して常温まで冷却したインサート部材を用い、しかもそのキャビティ内のインサート部材がほぼ常温のままで溶湯を注湯しており、このために母材とインサート部材との間の密着力が必ずしも十分なものではなかったことを確認した。発明者らは、その原因の一つが常温まで冷却されたインサート部材の表面に強固な酸化膜が存在すること、また他の原因がキャビティ内のインサート部材がほぼ常温のままで溶湯を注湯してもそのような酸化膜を破壊することができないことにあることを発見したのである。こうして、本発明を完成させるに至ったのである。 The inventors have intensively studied to solve the above problems. As a result, it was confirmed that an aluminum die-cast product having an insert member is effective for realizing a partial change in characteristics widely. However, aluminum die-cast products with conventional insert members use insert members that have been molded and cooled to room temperature, and the molten metal is poured while the insert members in the cavities remain at about room temperature. It was confirmed that the adhesion between the base material and the insert member was not always sufficient. One of the causes is that a strong oxide film exists on the surface of the insert member cooled to room temperature, and another reason is that the molten metal is poured while the insert member in the cavity remains at room temperature. However, they discovered that such an oxide film cannot be destroyed. Thus, the present invention has been completed.
すなわち、本発明のアルミダイカスト品は、少なくとも一方は溶湯によって形成されている複数の母材を備え、前記複数の母材の主要となる成分はアルミニウムであり、それぞれケイ素の含有量が異なっており、前記複数の母材はお互いが冶金学的に一体に形成されていることを特徴とする。 That is, the aluminum die-cast product of the present invention comprises a plurality of base materials, at least one of which is made of molten metal, and the main component of the plurality of base materials is aluminum, each having a different silicon content. The plurality of base materials are metallurgically integrated with each other.
このアルミダイカスト品は、少なくとも一方が溶湯によって形成されている複数の母材を備えている。複数の母材の主要となる成分はアルミニウムで共通する同種材料であるが、それぞれケイ素の含有量が異なっている。そして、複数の母材はお互いが冶金学的に一体に形成されている。このため、このアルミダイカスト品は、各母材によって部分的な強度、耐摩耗性、熱伝導性、線熱膨張係数、加工性の変更等、広く特性の部分的な変化を実現することができる。より具体的には、ケイ素の含有量が多い母材では高硬度、低線熱膨張係数の特性を発揮し、ケイ素の含有量が少ない母材では低硬度、高線熱膨張係数の特性を発揮する。 This aluminum die-cast product includes a plurality of base materials, at least one of which is formed of molten metal. The main component of the plurality of base materials is the same kind of material common to aluminum, but the silicon content is different. The plurality of base materials are integrally formed metallurgically. For this reason, this aluminum die-cast product can realize a wide range of partial changes in properties, such as partial strength, wear resistance, thermal conductivity, linear thermal expansion coefficient, and change in workability, depending on the base material. . More specifically, a base material with a high silicon content exhibits characteristics of high hardness and low linear thermal expansion coefficient, and a base material with a low silicon content exhibits characteristics of low hardness and high linear thermal expansion coefficient. To do.
冶金学的に一体に形成されているとは、ある含有量のケイ素をもつアルミニウム合金のケイ素の配置を偏在させて各母材としたものとは異なり、ケイ素の含有量が異なる母材間の境界に酸化膜が存在しない部分が存在することを意味する。このため、このアルミダイカスト品は、異なる金属組織の複数の母材が優れた密着力の下で存在することとなる。本発明のアルミダイカスト品では、その境界に全く酸化膜がない場合と、酸化膜が残っているものの、その酸化膜が連続しておらず、部分的に破壊されている場合とがある。もちろん、その境界にはろう材や溶接材が存在しない。さらに、このアルミダイカスト品は、さほどの製造工程の増加を生じず、かつ焼結品に比して形状の制限がなく、焼結品のように製造時に材料を粉末にする必要がないため、製造コストの面で有利である。 Metallurgically integrated is different from the base material with different silicon content, unlike the case where each base material is made by unevenly distributing the silicon arrangement of aluminum alloy with a certain content of silicon. This means that there is a portion where no oxide film exists at the boundary. For this reason, in this aluminum die-cast product, a plurality of base materials having different metal structures exist under excellent adhesion. In the aluminum die-cast product of the present invention, there are a case where there is no oxide film at the boundary and a case where the oxide film remains but the oxide film is not continuous and is partially broken. Of course, there is no brazing material or welding material at the boundary. Furthermore, this aluminum die-cast product does not cause a significant increase in the manufacturing process, and there is no shape limitation compared to the sintered product, and it is not necessary to powder the material at the time of production as in the sintered product, This is advantageous in terms of manufacturing cost.
したがって、このアルミダイカスト品は、広く特性の部分的な変化を実現可能であるとともにその部分間の密着力に優れ、かつ製造コストの高騰化を生じないものである。このアルミダイカスト品をより局部的な強度向上、機械加工の容易性等が要求される例えばCO2圧縮機のハウジング、ピストン等に用いれば、そのCO2圧縮機の軽量化、小型化及びコストダウンを実現することができる。 Therefore, this aluminum die-cast product is capable of realizing a wide range of partial changes in characteristics, is excellent in adhesion between the portions, and does not cause an increase in manufacturing cost. If this aluminum die-cast product is used for, for example, a housing or piston of a CO 2 compressor that requires higher local strength and easier machining, the CO 2 compressor can be reduced in weight, size and cost. Can be realized.
複数の母材は全て溶湯によって形成され得る。この場合、溶湯以外のものを組み合わせた場合と比較して結合しやすい。 The plurality of base materials can all be formed by molten metal. In this case, it is easy to combine compared with the case where things other than molten metal are combined.
本発明のアルミダイカスト品は、母材が2種類に限定されないが、母材が2種類である場合には、3種類以上である場合に比べて成形がしやすい。 The aluminum die-cast product of the present invention is not limited to two types of base materials, but when there are two types of base materials, it is easier to form than when there are three or more types.
先に注湯する溶湯を後から注湯する溶湯に対して200°C程度高い温度で溶融することが好ましい。これにより、キャビティを形成するダイカスト用金型で先に注湯した溶湯が冷えても、後に注湯される溶湯まで極端に冷やされることがなく、本発明のアルミダイカスト品を確実に製造することができる。 It is preferable that the molten metal to be poured first is melted at a temperature about 200 ° C. higher than the molten metal to be poured later. As a result, even if the molten metal previously poured in the die casting mold that forms the cavity is cooled, the molten aluminum to be poured later is not extremely cooled, and the aluminum die-cast product of the present invention is reliably manufactured. Can do.
本発明のアルミダイカスト品は、例えば、一方の母材がケイ素を16.0〜18.0質量%含有し、他方の母材がケイ素を9.6〜12.0質量%含有している。発明者らはこのようなアルミダイカスト品を製造し、その効果を確認した。このアルミダイカスト品によれば、一方の母材で高耐摩耗性を実現しつつ他方の母材で機械加工の容易性を実現し、高性能並びに軽量化、小型化及びコストダウンを実現することができる。 In the aluminum die-cast product of the present invention, for example, one base material contains 16.0 to 18.0% by mass of silicon, and the other base material contains 9.6 to 12.0% by mass of silicon. The inventors manufactured such an aluminum die-cast product and confirmed its effect. According to this aluminum die-cast product, high wear resistance is achieved with one base material while easy machining is achieved with the other base material, realizing high performance, light weight, downsizing and cost reduction. Can do.
本発明のダイカスト方法は、第1溶湯及び第2溶湯は主要となる成分がアルミニウムであり、小キャビティ内に該第1溶湯を注湯しつつ該第1溶湯に圧力を加える第1工程と、該小キャビティ内で該第1溶湯の流動性が低くなった時点で該小キャビティを拡大して大キャビティとし、該大キャビティ内に該第1溶湯とはケイ素の含有量が異なる該第2溶湯を注湯しつつ該第2溶湯に圧力を加える第2工程と、該大キャビティ内で該第1溶湯及び該第2溶湯を固化してアルミダイカスト品を得る第3工程とを備えたことを特徴とする。 In the die casting method of the present invention, the first molten metal and the second molten metal are mainly composed of aluminum, and a first step of applying pressure to the first molten metal while pouring the first molten metal into a small cavity; When the fluidity of the first molten metal in the small cavity becomes low, the small cavity is enlarged to form a large cavity, and the second molten metal having a different silicon content from the first molten metal in the large cavity. A second step of applying pressure to the second molten metal while pouring the molten metal, and a third step of solidifying the first molten metal and the second molten metal in the large cavity to obtain an aluminum die cast product. Features.
このダイカスト方法では、主要となる成分がアルミニウムである第1溶湯及び第2溶湯を用い、まず第1工程において、小キャビティ内に第1溶湯を注湯しつつ第1溶湯に圧力を加える。そして、第2工程において、小キャビティ内で第1溶湯の流動性が低くなった時点で小キャビティを拡大して大キャビティとし、大キャビティ内に第1溶湯とはケイ素の含有量が異なる第2溶湯を注湯しつつ第2溶湯に圧力を加える。この後、第3工程において、大キャビティ内で第1溶湯及び第2溶湯を固化してアルミダイカスト品を得る。こうして、本発明のアルミダイカスト品を製造することができる。 In this die casting method, a first molten metal and a second molten metal whose main component is aluminum are used, and first, in the first step, pressure is applied to the first molten metal while pouring the first molten metal into the small cavity. Then, in the second step, when the fluidity of the first molten metal is lowered in the small cavity, the small cavity is enlarged to form a large cavity, and the second molten metal is different from the first molten metal in the large cavity. Pressure is applied to the second molten metal while pouring the molten metal. Thereafter, in the third step, the first molten metal and the second molten metal are solidified in the large cavity to obtain an aluminum die cast product. Thus, the aluminum die cast product of the present invention can be manufactured.
第2工程において、第2溶湯を第1溶湯に直接当たらないように注湯することが好ましい。これによって先に注湯された第1溶湯によって形成された母材の形状を維持し易い。 In the second step, it is preferable to pour the second molten metal so as not to directly hit the first molten metal. Thereby, it is easy to maintain the shape of the base material formed by the first molten metal previously poured.
小キャビティ内で第1溶湯の流動性が低くなった時点とは、第1溶湯が内部は溶融状態であり、外殻は固化状態となった時点をいう。この時点で第2工程を行えば、第2工程で第2溶湯によって第1溶湯の外郭を再溶融することができる。第1溶湯の外郭は固化により酸化膜を形成し得るが、その酸化膜は第2工程の第2溶湯によって破壊される。 The point in time when the fluidity of the first molten metal is lowered in the small cavity refers to the point in time when the first molten metal is in a molten state and the outer shell is in a solidified state. If a 2nd process is performed at this time, the outline of a 1st molten metal can be remelted with a 2nd molten metal at a 2nd process. The outer shell of the first molten metal can form an oxide film by solidification, but the oxide film is destroyed by the second molten metal in the second step.
本発明のダイカスト方法は、例えば、第1アルミニウム合金がケイ素を16.0〜18.0質量%含有し、第2アルミニウム合金がケイ素を9.6〜12.0質量%含有している。発明者らはこのようなダイカスト方法によりアルミダイカスト品を製造し、その効果を確認した。この場合、第1アルミニウム合金を800〜850°Cで溶融して溶湯とし、第2アルミニウム合金を650〜700°Cで溶融して溶湯とすることが好ましい。 In the die casting method of the present invention, for example, the first aluminum alloy contains 16.0 to 18.0% by mass of silicon, and the second aluminum alloy contains 9.6 to 12.0% by mass of silicon. The inventors manufactured an aluminum die-cast product by such a die casting method, and confirmed its effect. In this case, it is preferable to melt the first aluminum alloy at 800 to 850 ° C. to make a molten metal, and to melt the second aluminum alloy at 650 to 700 ° C. to make a molten metal.
本発明のダイカスト用金型は、主要となる成分がアルミニウムの第1溶湯を注湯するための第1圧入口と、該第1圧入口と連通する小キャビティとを形成する第1金型及び第2金型を備え、
該第1金型及び該第2金型は、主要となる成分がアルミニウムの第2溶湯を注湯するための第2圧入口と、該小キャビティを拡大し、該第2圧入口と連通する大キャビティとを形成すべく相対移動可能に構成されていることを特徴とする。
The die casting mold according to the present invention includes a first mold for forming a first pressure inlet for pouring a first molten metal whose main component is aluminum, and a small cavity communicating with the first pressure inlet. With a second mold,
The first mold and the second mold have a second pressure inlet for pouring a second molten metal whose main component is aluminum, expand the small cavity, and communicate with the second pressure inlet. It is configured to be relatively movable so as to form a large cavity.
このダイカスト用金型では、第1金型及び第2金型により、まず第1圧入口から第1溶湯を注湯しつつ第1溶湯に圧力を加えることが可能である。そして、第1金型及び第2金型により、小キャビティ内で第1溶湯の流動性が低くなった時点で大キャビティ内に第2溶湯を注湯しつつ第2溶湯に圧力を加えることができる。この後、大キャビティ内で第1溶湯及び第2溶湯を固化してアルミダイカスト品を得ることができる。こうして、本発明のアルミダイカスト品を製造することができる。 In this die casting mold, it is possible to apply pressure to the first molten metal by first pouring the first molten metal from the first pressure inlet by the first mold and the second mold. Then, the first mold and the second mold can apply pressure to the second molten metal while pouring the second molten metal into the large cavity when the fluidity of the first molten metal becomes low in the small cavity. it can. Thereafter, the first molten metal and the second molten metal can be solidified in the large cavity to obtain an aluminum die cast product. Thus, the aluminum die cast product of the present invention can be manufactured.
以下、本発明を具体化した実施例1、2を図面を参照しつつ説明する。 Embodiments 1 and 2 embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、図1〜4に示すダイカスト用金型を用意する。このダイカスト用金型では、固定型1と可動型2とが互いに離れる水平方向に移動可能に設けられており、固定型1の図中の左面には第1金型3が固定され、可動型2の図中の右面には第2金型本体4が固定されている。固定型1と可動型2との水平方向の移動により、第1金型3及び第2金型本体4は水平方向に型開き可能に構成されている。
First, the die casting mold shown in FIGS. In this die casting mold, the fixed
可動型2には第1金型3に向かうスライド穴2aが形成され、第2金型本体4にはスライド穴2aと連続して第1金型3に向かうスライド穴4aが形成されている。これらスライド穴2a、4aには、図1〜3に示すように、第1スライド型5aがピン6aにより水平移動可能に設けられているとともに、図4に示すように、第2スライド型5bがピン6bにより水平移動可能に設けられている。
The
図1に示すように、第1金型3の左面及び第1スライド型5aは小キャビティC1を形成している。第1金型3には小キャビティC1内に突出する固定ピン3cが固定されている。
As shown in FIG. 1, the left surface of the
また、図2〜4に示すように、第1スライド型5aがスライド穴2a、4a内を左方向に移動し、第2スライド型5bがスライド穴2a内に位置することにより、第1金型3の左面及び第2スライド型5bは、小キャビティC1より大きい大キャビティC2を形成する。第2金型本体4、第1スライド型5a及び第2スライド型5bが第2金型である。第1金型3、第2金型本体4、第1スライド型5a及び第2スライド型5bはNi−Cr−Mo合金からなる。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
第1金型3には、小キャビティC1と水平に連通する第1圧入口3aと、大キャビティC2と水平に連通する第2圧入口3bとが形成されている。第1圧入口3aは小キャビティC1の下方に連通しており、第2圧入口3bは、小キャビティC1から離反し、大キャビティC2の下方に連通している。
The
第1圧入口3aには第1インジェクション7が設けられている。第1インジェクション7は、第1圧入口3aと連通する第1射出スリーブ7aと、この第1射出スリーブ7a内を摺動するプランジャ7bと、プランジャ7bをロッドによって前進及び後退させるシリンダ7cとからなる。また、第2圧入口3bには第2インジェクション8が設けられている。第2インジェクション8は、第2圧入口3bと連通する第2射出スリーブ8aと、この第2射出スリーブ8a内を摺動するプランジャ8bと、プランジャ8bをロッドによって前進及び後退させるシリンダ8cとからなる。
A
以上のダイカスト用金型を用い、まず第1工程において、図1に示すように、第1スライド型5aをスライド穴4a内に位置させ、小キャビティC1を第1金型3の第1圧入口3aと連通させる。この状態において、第1インジェクション7の第1射出スリーブ7a内に第1溶湯M1を一定量入れ、図2に示すように、シリンダ7cによってプランジャ7bを前進させる。この第1溶湯M1は、Cuが4.0〜5.0質量%、Siが16.0〜18.0質量%、Mgが0.45〜0.65質量%、Znが1.5質量%以下、Feが1.3質量%以下、Mnが0.5質量%以下、Niが0.3質量%以下、Snが0.3質量%以下、Alが残部のADC14(第1アルミニウム合金)であり、800〜850°Cで溶融されている。こうして、小キャビティC1内に第1溶湯M1を注湯しつつ第1溶湯M1に圧力を加える。
Using the above die casting mold, first, in the first step, as shown in FIG. 1, the
そして、第2工程において、図3に示すように、小キャビティC1内で第1溶湯M1の流動性が低くなった時点で、第1スライド型5aを左方向に移動させ、図4に示すように、第2スライド型5bをスライド穴2a内に位置させる。この小キャビティC1内で第1溶湯M1の流動性が低くなった時点とは、第1溶湯M1が内部は溶融状態であり、外殻は固化状態となった時点である。こうして、小キャビティC1を拡大して大キャビティC2とする。また、図3及び図4に示すように、大キャビティC2を第1金型3の第2圧入口3bと連通させる。この際、図3に示すように、第1溶湯M1からなる部分は固定ピン3cによって大キャビティC2内に保持されている。この状態において、第2インジェクション8の第2射出スリーブ8a内に第2溶湯M2を一定量入れ、図4に示すように、シリンダ8cによってプランジャ8bを前進させる。この第2溶湯M2は、Cuが1.5〜3.5質量%、Siが9.6〜12.0質量%、Mgが0.3質量%以下、Znが1.0質量%以下、Feが1.3質量%以下、Mnが0.5質量%以下、Niが0.5質量%以下、Snが0.2質量%以下、Alが残部のADC12(第2アルミニウム合金)であり、650〜700°Cで溶融されている。こうして、大キャビティC2内に第2溶湯M2を注湯しつつ第2溶湯M2に圧力を加える。
Then, in the second step, as shown in FIG. 3, when the fluidity of the first molten metal M1 becomes low in the small cavity C1, the
こうして、この時点で第2工程を行えば、第2工程で第2溶湯M2によって第1溶湯M1の外郭を再溶融することができる。第1溶湯M1の外郭は固化により酸化膜を形成し得るが、その酸化膜は第2工程の第2溶湯M2によって破壊される。また、第1溶湯M1を第2溶湯M2に対して200°C程度高い温度で溶融しているため、ダイカスト用金型で第1溶湯M1が冷えても、第2溶湯M2まで極端に冷やされることがない。また、第2圧入口3bが大キャビティC2の下方に連通しているため、第2溶湯M2が第1溶湯M1からなる部分に直接当たらず、第1溶湯M1からなる部分の形状を維持する。こうして、後述するアルミダイカスト品P1を確実に製造することができる。
Thus, if the second step is performed at this time, the outer shell of the first molten metal M1 can be remelted by the second molten metal M2 in the second step. The outer shell of the first molten metal M1 can form an oxide film by solidification, but the oxide film is destroyed by the second molten metal M2 in the second step. Further, since the first molten metal M1 is melted at a temperature about 200 ° C. higher than the second molten metal M2, even if the first molten metal M1 is cooled by the die casting die, it is extremely cooled to the second molten metal M2. There is nothing. Further, since the
この後、第3工程において、大キャビティC2内で第1溶湯M1及び第2溶湯M2を固化してアルミダイカスト品P1を得る。こうして、図5(A)に示すように、実施例1のアルミダイカスト品P1を製造することができる。このアルミダイカスト品P1は、図5(B)に示すように、第1溶湯M1からなる第1母材M1と、第1母材M1とは酸化膜が存在しない部分のある境界によって一体に形成され、第2溶湯M2からなる第2母材M2とからなる。 Thereafter, in the third step, the first molten metal M1 and the second molten metal M2 are solidified in the large cavity C2 to obtain an aluminum die cast product P1. In this way, as shown in FIG. 5A, the aluminum die-cast product P1 of Example 1 can be manufactured. As shown in FIG. 5 (B), the aluminum die-cast product P1 is integrally formed by the first base material M1 made of the first molten metal M1 and the first base material M1 at a boundary where there is no oxide film. And a second base material M2 made of the second molten metal M2.
このアルミダイカスト品P1は、第1母材M1と第2母材M2との成分が異なることから、部分的な強度、耐摩耗性、熱伝導性、線熱膨張係数、加工性の変更等、広く特性の部分的な変化を実現することができる。より具体的には、ADC14からなる第1母材M1は、引張強さ320MPa、0.2%耐力250MPa、伸び1%未満、硬さ108HB(10/500)、衝撃強さ3.8kJ/m2、ヤング率81.2GPa、密度2.73g/cm2、熱伝導率134W/m・K、線熱膨張係数18×10-6/K、導電率37%(IACS)等の特性を発揮する。一方、ADC12からなる第2母材M2は、引張強さ310MPa、0.2%耐力150MPa、伸び3.5%、硬さ86HB(10/500)、衝撃強さ8.1kJ/m2、密度2.68g/cm2、熱伝導率96W/m・K、線熱膨張係数21×10-6/K、導電率23%(IACS)等の特性を発揮する。 Since this aluminum die-cast product P1 is different in the components of the first base material M1 and the second base material M2, the partial strength, wear resistance, thermal conductivity, linear thermal expansion coefficient, workability change, etc. A partial change in characteristics can be realized widely. More specifically, the first base material M1 made of ADC14 has a tensile strength of 320 MPa, a 0.2% yield strength of 250 MPa, an elongation of less than 1%, a hardness of 108 HB (10/500), and an impact strength of 3.8 kJ / m. 2 , Young's modulus 81.2 GPa, density 2.73 g / cm 2 , thermal conductivity 134 W / m · K, linear thermal expansion coefficient 18 × 10 −6 / K, conductivity 37% (IACS), etc. . On the other hand, the second base material M2 made of ADC12 has a tensile strength of 310 MPa, a 0.2% proof stress of 150 MPa, an elongation of 3.5%, a hardness of 86 HB (10/500), an impact strength of 8.1 kJ / m 2 , and a density. 2.68 g / cm 2 , thermal conductivity 96 W / m · K, linear thermal expansion coefficient 21 × 10 −6 / K, electrical conductivity 23% (IACS), etc. are exhibited.
また、このアルミダイカスト品P1では、第1母材M1が第1溶湯M1によって形成されていることからその成分に基づいて同一の金属組織となり、第2母材M2が第2溶湯M2によって形成されていることからその成分に基づいて同一の金属組織となり、第1母材M1と第2母材M2との境界は金属組織は異なるものの酸化膜が存在しない部分が存在していることとなる。このため、このアルミダイカスト品P1は、異なる金属組織の第1母材M1及び第2母材M2が優れた密着力の下で存在することとなる。このため、このアルミダイカスト品P1は優れた耐久性を発揮することができる。 Further, in this aluminum die-cast product P1, since the first base material M1 is formed of the first molten metal M1, the same metal structure is formed based on the components, and the second base material M2 is formed of the second molten metal M2. Therefore, the same metal structure is formed on the basis of the components, and the boundary between the first base material M1 and the second base material M2 has a portion where the metal structure is different but there is no oxide film. For this reason, in the aluminum die-cast product P1, the first base material M1 and the second base material M2 having different metal structures exist under excellent adhesion. For this reason, this aluminum die-cast product P1 can exhibit excellent durability.
さらに、このアルミダイカスト品P1は、さほどの製造工程の増加を生じず、かつ焼結品に比して形状の制限がなく、焼結品のように製造時に材料を粉末にする必要がないため、製造コストの面で有利である。 Further, the aluminum die cast product P1 does not increase the number of manufacturing steps so much, and there is no limitation on the shape as compared with the sintered product, and it is not necessary to make the material powder at the time of manufacture unlike the sintered product. This is advantageous in terms of manufacturing cost.
したがって、このアルミダイカストP1品は、広く特性の部分的な変化を実現可能であるとともにその部分間の密着力に優れ、かつ製造コストの高騰化を生じないものである。このアルミダイカスト品P1をCO2圧縮機のハウジング、ピストン等に用いれば、そのCO2圧縮機の軽量化、小型化及びコストダウンを実現することができる。 Therefore, this aluminum die-cast P1 product can realize a wide range of partial changes in characteristics, is excellent in adhesion between the portions, and does not cause an increase in manufacturing cost. Using this aluminum die cast product P1 housing of CO 2 compressor, the piston or the like, it is possible to achieve weight reduction of the CO 2 compressor, the size and cost.
まず、図6〜11に示すダイカスト用金型を用意する。このダイカスト用金型では、図6〜8に示すように、固定型11と第1可動型12とが互いに離れる水平方向に移動可能に設けられているとともに、図9〜11に示すように、固定型11と第2可動型13とも互いに離れる水平方向に移動可能に設けられている。図6〜11に示す固定型1の図中の左面には第1金型14が固定されている。図6〜8に示す第1可動型12の図中の右面には第2金型の第1型15が固定され、図9〜11に示す第2可動型13の図中の右面には第2金型の第2型16が固定されている。固定型11と第1、2可動型12、13との水平方向の移動により、第1金型14及び第1型15と第1金型14及び第2型16とはともに水平方向に型開き可能に構成されている。
First, the die casting mold shown in FIGS. In this die casting mold, as shown in FIGS. 6 to 8, the fixed
図6〜8に示すように、第1金型14の左面及び第1型15は小キャビティC1を形成している。第1金型14には小キャビティC1内に突出する固定ピン14cが固定されている。
As shown in FIGS. 6 to 8, the left surface of the
また、図9〜11に示すように、第1可動型12及び第1型15が左方向及び上下方向に移動し、第2可動型13及び第2型16が第1金型14と型閉じされれば、第1金型14の左面及び第2型16は、小キャビティC1より大きい大キャビティC2を形成する。第1型15及び第2型16が第2金型である。第1金型14、第1型15及び第2型16はNi−Cr−Mo合金からなる。
Further, as shown in FIGS. 9 to 11, the first
図6〜11に示すように、第1金型14には小キャビティC1と水平に連通する第1圧入口14aが形成され、図9〜11に示すように、第2型16には、第1圧入口14aと逆側において、大キャビティC2と水平に連通する第2圧入口16aが形成されている。第1圧入口14aは小キャビティC1の下方に連通しており、第2圧入口16aは、小キャビティC1から離反し、大キャビティC2の下方に連通している。第1圧入口14aには実施例1と同様の第1インジェクション7が設けられ、第2圧入口16aには実施例1と同様の第2インジェクション8が設けられている。
As shown in FIGS. 6 to 11, the
以上のダイカスト用金型を用い、まず第1工程において、図6に示すように、第1可動型12及び第1型15で型閉じを行い、小キャビティC1を第1金型14の第1圧入口14aと連通させる。この状態において、図7に示すように、実施例1と同様、小キャビティC1内に第1溶湯M1を注湯しつつ第1溶湯M1に圧力を加える。
Using the above die casting mold, first, in the first step, as shown in FIG. 6, the first
そして、第2工程において、図8に示すように、小キャビティC1内で第1溶湯M1の流動性が低くなった時点で、第1可動型12及び第1型15の型開きを行い、図9及び図10に示すように、第2可動型13及び第2型16の型閉じを行う。こうして、小キャビティC1を拡大して大キャビティC2とする。また、大キャビティC2を第2型16の第2圧入口16aと連通させる。この際、第1溶湯M1からなる部分は固定ピン14cによって大キャビティC2内に保持されている。この状態において、図11に示すように、実施例1と同様、大キャビティC2内に第2溶湯M2を注湯しつつ第2溶湯M2に圧力を加える。
In the second step, as shown in FIG. 8, when the fluidity of the first molten metal M1 becomes low in the small cavity C1, the first
この後、第3工程において、大キャビティC2内で第1溶湯M1及び第2溶湯M2を固化してアルミダイカスト品P2を得る。こうして、図5(A)及び(B)に示すように、実施例2のアルミダイカスト品P2を製造することができる。このアルミダイカスト品P2も実施例1のものと同様の作用効果を奏することができる。 Thereafter, in the third step, the first molten metal M1 and the second molten metal M2 are solidified in the large cavity C2 to obtain an aluminum die cast product P2. Thus, as shown in FIGS. 5A and 5B, an aluminum die-cast product P2 of Example 2 can be manufactured. This aluminum die-cast product P2 can also exhibit the same effects as those of the first embodiment.
上記実施例1、2と同様のダイカスト方法により、ベーン型圧縮機のベーンを製造することも可能である。この場合、ベーンの先端部分を高硬度の母材とし、他の部分を低硬度の母材とする。 It is also possible to manufacture the vane of the vane type compressor by the same die casting method as in the first and second embodiments. In this case, the tip portion of the vane is a high hardness base material, and the other portion is a low hardness base material.
また、上記実施例1、2と同様のダイカスト方法により、ピストン型圧縮機のピストンが摺動するシリンダブロックを製造することも可能である。この場合、シリンダブロックの摺動部分を高硬度の母材とし、他の部分を低硬度の母材とする。 Moreover, it is also possible to manufacture a cylinder block on which the piston of the piston compressor slides by the same die casting method as in the first and second embodiments. In this case, the sliding part of the cylinder block is a high hardness base material, and the other part is a low hardness base material.
さらに、上記実施例1、2と同様のダイカスト方法により、ヒートシンク部品を製造することも可能である。この場合、受熱部分を高熱伝導性の母材とする。 Further, the heat sink component can be manufactured by the same die casting method as in the first and second embodiments. In this case, the heat receiving portion is a high thermal conductivity base material.
また、上記実施例1、2と同様のダイカスト方法により、種々の圧縮機の軸受部分を製造することも可能である。この場合、回転部分を鉄系材料からなる駆動軸に近い線熱膨張係数の母材とする。 Moreover, it is also possible to manufacture bearing parts of various compressors by the same die casting method as in the first and second embodiments. In this case, the rotating portion is a base material having a linear thermal expansion coefficient close to the drive shaft made of an iron-based material.
本発明は、圧縮機のハウジング、ピストン等、ある程度の強度を有しつつ軽量性が要求される多くの部品及びその製造方法に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for many parts such as a compressor housing and a piston, which have a certain degree of strength and require light weight, and a method for manufacturing the same.
M1…第1溶湯、第1母材
M2…第2溶湯、第2母材
C1…小キャビティ
C2…大キャビティ
P1、P2…アルミダイカスト品
3a、14a…第1圧入口
3、14…第1金型
4、5a、5b、15、16…第2金型
M1 ... 1st molten metal, 1st base material M2 ... 2nd molten metal, 2nd base material C1 ... Small cavity C2 ... Large cavity P1, P2 ... Aluminum die-
Claims (10)
該小キャビティ内で該第1溶湯の流動性が低くなった時点で該小キャビティを拡大して大キャビティとし、該大キャビティ内に該第1溶湯とはケイ素の含有量が異なる該第2溶湯を注湯しつつ該第2溶湯に圧力を加える第2工程と、
該大キャビティ内で該第1溶湯及び該第2溶湯を固化してアルミダイカスト品を得る第3工程とを備えたことを特徴とするダイカスト方法。 A first step in which the main component of the first molten metal and the second molten metal is aluminum, and pressure is applied to the first molten metal while pouring the first molten metal into a small cavity;
When the fluidity of the first molten metal in the small cavity becomes low, the small cavity is enlarged to form a large cavity, and the second molten metal having a different silicon content from the first molten metal in the large cavity. A second step of applying pressure to the second molten metal while pouring
A die casting method comprising: a third step of solidifying the first molten metal and the second molten metal in the large cavity to obtain an aluminum die cast product.
該第1金型及び該第2金型は、主要となる成分がアルミニウムの第2溶湯を注湯するための第2圧入口と、該小キャビティを拡大し、該第2圧入口と連通する大キャビティとを形成すべく相対移動可能に構成されていることを特徴とするダイカスト用金型。 A first mold and a second mold for forming a first pressure inlet for pouring a first molten metal whose main component is aluminum, and a small cavity communicating with the first pressure inlet;
The first mold and the second mold have a second pressure inlet for pouring a second molten metal whose main component is aluminum, expand the small cavity, and communicate with the second pressure inlet. A die casting mold characterized by being configured to be relatively movable so as to form a large cavity.
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