JP2007111728A - ダイカスト品の検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】特別な検査設備を必要とせず、ダイカスト品への破断チル層の混入状況を簡易に認識することが可能なダイカスト品の検査方法の提供。
【解決手段】ダイカスト品の検査方法では、検査片抽出工程と面積率算出工程と比較判断工程とを行う。検査片抽出工程では、ゲート近傍のランナー部内で凝固した溶湯から、表面の一部が検査面１１Ａをなす検査片１１を切出す。面積率算出工程では、検査片１１の検査面１１Ａの面積に対する検査面１１Ａに露出している破断チル層の面積の面積率を算出する。比較判断工程では、面積率算出工程により算出された面積率と所定の基準値とを比較することにより、ダイカスト品３０が不良品となる程度の量の破断チル層がダイカスト品３０中に含まれているか否かを判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイカスト品の検査方法に関し、特にダイカスト品中に破断チル層が含まれることにより不良となる当該ダイカスト品を検出するためのダイカスト品の検査方法に関する。

ダイカスト法では、ダイカスト金型においてプランジャーチップを駆動させることにより、アルミニウム合金等の溶湯をスリーブを介してダイカスト金型のキャビティに充填する。ダイカスト法が行われる際に溶湯がスリーブに注入されると、溶湯とスリーブの内面との接触により溶湯の一部が急冷凝固され、スリーブ内面に沿って破断チル層が形成される。破断チル層はプランジャーチップの駆動によりスリーブ内面から剥ぎ取られ、破断チル層を含有する溶湯は、ランナー部、ゲート部を通してキャビティ内へ流入し、キャビティ内で形成されるダイカスト品に破断チル層が混入する。

破断チル層はゲートの手前で止まり、キャビティ内へ流入しないことが望ましいが、実際には、溶湯と共にキャビティ内へ流入し、前述のようにダイカスト品に混入された状態となる。破断チル層は溶湯が正常に凝固してなる正常部中に混入して未溶着部を形成する。破断チル層による未溶着部の存在は、ダイカスト品の強度、耐久性、外観などの品質を低下させる原因となる。そこで、ダイカスト品中の破断チル層の有無の検査をする必要がある。

ダイカスト品に混入した破断チル層を検査する方法としては、ダイカスト品自体を切断して検査を行う破壊検査が行われている。この破壊検査では、製品であるダイカスト品を切断してしまうため、破壊検査に用いられたダイカスト品をその後の強度試験や耐久試験といったワーク全体についての試験に供することができないという問題がある。

近年では、例えば、特開２００５−９１２８８号公報に記載されているように、超音波探傷法やＸ線ＣＴ測定により、ダイカスト品を破壊せずに行う非破壊検査も行われている。このような非破壊検査では、ダイカスト品を切断等することによる破壊を行わないため、検査に用いられたダイカスト品を、その後の強度試験や耐久試験といったダイカスト品全体についての試験に供することができる。
特開２００５−９１２８８号公報（２頁〜５頁、図３）

しかし、非破壊検査には、超音波探傷法やＸ線ＣＴ測定を行うための特別な検査設備を必要とするという問題がある。そこで、本発明は、特別な検査設備を必要とせず、ダイカスト品への破断チル層の混入状況を簡易に認識することが可能なダイカスト品の検査方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ダイカスト品を鋳造するために金型のランナー部及びゲートを通してキャビティ内へ溶湯を充填し、該溶湯が該キャビティ、該ゲート、及び該ランナー部において凝固した後に、該ランナー部内で凝固した該溶湯１０から、表面の一部が検査面１１Ａをなす検査片１１を切出す検査片抽出工程と、該検査片１１の該検査面１１Ａの面積に対する該検査面１１Ａに露出している破断チル層の面積の面積率を算出する面積率算出工程と、該面積率算出工程により算出された該面積率と所定の基準値とを比較することにより、該ダイカスト品３０が不良品となる程度の量の該破断チル層が該ダイカスト品３０中に含まれているか否かを判断する比較判断工程とを有するダイカスト品の検査方法を提供している。

本発明の請求項１記載のダイカスト品の検査方法によれば、溶湯がキャビティ、ゲート、及びランナー部において凝固した後に、ランナー部内で凝固した溶湯から、表面の一部が検査面をなす検査片を切出す検査片抽出工程と、検査片の検査面の面積に対する検査面に露出している破断チル層の面積の面積率を算出する面積率算出工程と、面積率算出工程により算出された面積率と所定の基準値とを比較することにより、ダイカスト品が不良品となる程度の量の破断チル層がダイカスト品中に含まれているか否かを判断する比較判断工程とを行うようにしたため、ダイカスト品自体に対して切断等することによる破壊を行わずに、ダイカスト品中の破断チル層の混入状況を認識することができる。このため、検査に用いられたダイカスト品を、その後の強度試験や耐久試験といったダイカスト品全体についての試験に供することができる。また、検査を行うための特別な検査設備を必要としないため、ダイカスト品を製造するためのコストを低減することができる。

本発明の実施の形態によるダイカスト品の検査方法について図１を参照しながら説明する。ダイカスト品の検査方法では、先ず、検査片抽出工程を行う。検査片抽出工程では、ダイカスト金型のスリーブにアルミニウム合金等の溶湯を注入する。次に、ブランジャーチップを駆動させることにより、スリーブ内の溶湯を、ビスケット、ランナー部、及びゲートを通してキャビティ内へ充填する。

キャビティ内への溶湯の充填が終了したときには、キャビティのみならず、ビスケット、ランナー部、及びゲート内にも溶湯が充填した状態となっている。その後、溶湯を冷却することにより、ビスケット、ランナー部、ゲート、及びキャビティ内において溶湯が凝固し、例えば、図１に示されるような形状の凝固物１となる。凝固物１においては、ゲート内において凝固した溶湯２０は、図１に示されるように、キャビティ内において凝固した溶湯３０とランナー部内において凝固した溶湯１０とに接続されている。また、ランナー部内において凝固した溶湯１０は、ビスケット内において凝固した溶湯４０に接続されている。

次に、ダイカスト品の部分、即ち、キャビティ内において凝固した溶湯３０の部分を、ゲート内において凝固した溶湯２０から切り離す。そして、ランナー部内において凝固した溶湯１０を、図１において二点差線で示される位置で切断することにより検査片１１となる凝固した溶湯の断片を切出す。二点差線で示される切断位置はゲート内において凝固した溶湯２０の近傍位置である。検査片１１の切断面は検査面１１Ａをなす。以上が検査片抽出工程である。

次に、面積率算出工程を行う。面積率算出工程では、先ず、検査片１１の切断面を研磨紙により研磨して、後述のように腐食液によって腐食させたときの当該腐食した部分がよく分かるようにする。次に、腐食液によって検査片１１を腐食させる。破断チル層の部分と正常な部分とでは組織が異なるため、検査片１１を腐食させることにより色異差が生じ、破断チル層の存在を顕著にすることができる。

次に、後述のスキャナーにより検査面１１Ａの画像を読取り可能とするために、破断チル層をカラーインキ等で着色する。次に、スキャナーで検査面１１Ａの画像を取込み、コンピュータの画像処理により、検査片１１の検査面１１Ａの面積に対する検査面１１Ａに露出している破断チル層の面積の面積率を算出する。以上が面積率算出工程である。

次に、比較判断工程を行う。比較判断工程では、面積率算出工程により算出された面積率と所定の基準値とを比較することにより、ダイカスト品３０が不良品となる程度の量の破断チル層がダイカスト品３０中に含まれているか否かを判断する。例えば、基準値が８．５％であり、面積率算出工程により算出された面積率が８．５％以下であれば、キャビティ内で形成されたダイカスト品３０中の破断チル層の量は、検査片１１中の破断チル層の量よりも少量であると考えられ、ダイカスト品３０が不良品となる程度の量の破断チル層は当該ダイカスト品３０中に含まれていないと考えられる。このため、破断チル層を少量化するための対応は不要と判断する。

面積率算出工程により算出された面積率が８．５％を越える場合には、キャビティ内で形成されたダイカスト品３０中の破断チル層の量は、ダイカスト品３０が不良品となる程度であると考えられる。このため、破断チル層を少量化するための対応の工程が必要であると判断する。破断チル層を少量化するための対応の工程としては、例えば、溶湯温度を変更したり、射出遅延タイマーの調整、即ち、ラドルから溶湯をスリーブ内へ注入してからキャビティに溶湯を充填するためにプランジャーチップを駆動し始めるまでの時間の調整を行ったり、スリーブ冷却方法を変更したり等することにより、ダイカスト法の条件の確認及び見直しを行う工程が挙げられる。

そして、破断チル層を少量化するための対応の工程を行った後に、比較判断工程において面積率算出工程により算出された面積率が所定の基準値以下となるまで、検査片抽出工程と、面積率算出工程と、比較判断工程と、破断チル層を少量化するための対応の工程とを繰返し行う。以上のようにして、ダイカスト品３０の検査方法を行うようにしたため、ダイカスト品３０自体に対して切断等することによる破壊を行わずに、ダイカスト品３０中の破断チル層の混入状況を認識することができる。このため、検査に用いられたダイカスト品３０を、その後の強度試験や耐久試験といったワーク全体についての試験に供することができる。また、検査を行うための特別な検査設備を必要としないため、ダイカスト品３０を製造するためのコストを低減することができる。

次に、検査片１１の検査面１１Ａの面積に対する検査面１１Ａに露出している破断チル層の面積の面積率と、当該検査片１１とともにダイカスト金型内のキャビティにおいて成形されたダイカスト品３０中の破断チル層の数との関係を調べる実験について説明する。実験では、検査片１１における当該面積率が基準値である８．５％以下のときのダイカスト品３０を本発明品として用いた。また、検査片１１における当該面積率が基準値である８．５％を超えるときのダイカスト品３０を比較品として用いた。

本発明品、比較品についてはそれぞれ４つずつ用意した。図２の左から１番目、２番目の本発明品は、検査片１１における当該面積率が２．９％であったものである。図２の左から３番目の本発明品は、検査片１１における当該面積率が０．０％であったものである。図２の左から４番目の本発明品は、検査片１１における当該面積率が１．６％であったものである。また、図２の左から５番目〜８番目の比較品は、いずれも検査片１１における当該面積率が１０％以上であったものである。本発明品１と比較品１とは同一形状のダイカスト品３０である。これら本発明品、比較品を、断面１〜断面６の所定断面位置において切断し、当該断面において露出している破断チル層の数を数えることにより実験を行った。

試験結果は図２のグラフに示されるとおりである。図２のグラフにおいて縦軸は、断面１〜断面６に露出している破断チル層の個数である。図２のグラフに示されるように、左から１番目の本発明品では、断面１〜断面６のうちの断面２においてのみ破断チル層が検出されており、検出された破断チル層の個数は１つのみである。従って、断面１〜断面６において検出された破断チル層の総数は１つであり、極めて少ない個数になっている。

図２の左から２番目の本発明品では、断面１〜断面６のうちの断面１と断面６とにおいてのみ破断チル層が検出されており、断面１において検出された破断チル層の個数は１つのみである。また、断面６において検出された破断チル層の個数は３つである。従って、断面１〜断面６において検出された破断チル層の総数は４つであり、少ない個数になっている。

図２の左から３番目の本発明品では、断面１〜断面６のうちの断面３と断面４とにおいてのみ破断チル層が検出されており、断面３、断面４において検出された破断チル層の個数は、それぞれ１つのみである。従って、断面１〜断面６において検出された破断チル層の総数は２つであり、極めて少ない個数になっている。

図２の左から４番目の本発明品では、断面１〜断面６のうちのいずれにおいても破断チル層は検出されていない。従って、断面１〜断面６において検出された破断チル層の総数は０である。

これに対して図２の左から５番目の比較品では、断面１〜断面６のうちの断面３〜断面６において破断チル層が検出されており、断面３、断面５、断面６において検出された破断チル層の個数はそれぞれ１つである。断面４において検出された破断チル層の個数は２つである。従って、断面１〜断面６において検出された破断チル層の総数は５つであり、破断チル層の個数は多い。

図２の左から６番目の比較品では、断面１〜断面６のうちの断面２〜断面６において破断チル層が検出されており、断面２において検出された破断チル層の個数は２つである。断面３、断面４において検出された破断チル層の個数はそれぞれ１つである。断面５において検出された破断チル層の個数は３つである。断面６において検出された破断チル層の個数は８つである。従って、断面１〜断面６において検出された破断チル層の総数は１５個であり、破断チル層の個数は非常に多い。

図２の左から７番目の比較品では、断面１〜断面６のうちの断面２〜断面６において破断チル層が検出されており、断面２において検出された破断チル層の個数は２つである。断面３において検出された破断チル層の個数は６つである。断面４、断面５において検出された破断チル層の個数はそれぞれ４つである。断面６において検出された破断チル層の個数は２つである。従って、断面１〜断面６において検出された破断チル層の総数は１８個であり、破断チル層の個数は非常に多い。

図２の左から８番目の比較品では、断面１〜断面６のうちの断面１、断面３〜断面６において破断チル層が検出されており、断面１において検出された破断チル層の個数は２つである。断面３において検出された破断チル層の個数は８つである。断面４において検出された破断チル層の個数は１つである。断面５において検出された破断チル層の個数は５つである。断面６において検出された破断チル層の個数は３つである。従って、断面１〜断面６において検出された破断チル層の総数は１９個であり、破断チル層の個数は非常に多い。

以上の試験より、検査片１１の検査面１１Ａの面積に対する検査面１１Ａに露出している破断チル層の面積の面積率が基準値である８．５％以下の場合には、ダイカスト品３０である本発明品中の破断チル層の個数も少ないという関係があることが確認できる。逆に、検査片１１の検査面１１Ａの面積に対する検査面１１Ａに露出している破断チル層の面積の面積率が基準値である８．５％を超える場合には、ダイカスト品３０である本発明品中の破断チル層の個数も多いという関係があるがあることを確認することができる。

本発明によるダイカスト品の検査方法は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、ダイカスト金型のビスケット、ランナー部、ゲート、及びキャビティの形状は、本実施の形態におけるダイカスト金型のビスケット、ランナー部、ゲート、及びキャビティの形状に限定されない。
また、本実施の形態では基準値は８．５％であったが、この値はダイカスト品の形状や材質等によって変わる。従って、基準値については、ダイカスト品の形状や材質等を考慮した上で適宜設定する必要がある。

本発明のダイカスト品の検査方法は、ダイカスト品中に破断チル層が極力含まれていないことが要求されるダイカスト法の分野において極めて有用である。

本発明の実施の形態によるダイカスト品の検査方法で用いられる検査片を切出す検査片抽出工程を示す概念図。 本発明の実施の形態によるダイカスト品の検査方法において、検査片の検査面の面積に対する検査面に露出している破断チル層の面積の面積率と、ダイカスト品の破断チル層の数との関係を調べるための試験の試験結果を示すグラフ。

符号の説明

１１ 検査片
１１Ａ 検査面

Claims (1)

1. ダイカスト品を鋳造するために金型のランナー部及びゲートを通してキャビティ内へ溶湯を充填し、該溶湯が該キャビティ、該ゲート、及び該ランナー部において凝固した後に、該ランナー部内で凝固した該溶湯から、表面の一部が検査面をなす検査片を切出す検査片抽出工程と、
   該検査片の該検査面の面積に対する該検査面に露出している破断チル層の面積の面積率を算出する面積率算出工程と、
   該面積率算出工程により算出された該面積率と所定の基準値とを比較することにより、該ダイカスト品が不良品となる程度の量の該破断チル層が該ダイカスト品中に含まれているか否かを判断する比較判断工程とを有することを特徴とするダイカスト品の検査方法。

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