JP2011115849A - 薄肉有底円筒金属部材およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】金属からなる外筒2と、この外筒2の内部に収容されて、その内部に、先端部1aにて底部1dを有する有底穴とされた冷却穴1cが形成された金属からなる内筒4とを有してなる薄肉有底円筒金属部材1であって、前記外筒2の内周面2aと、前記内筒4の外周面4aとが、ロウ材を介して密着した状態で接合されている。
【選択図】図2
Description
冷却穴が形成されたコアピンを使用すれば、ダイカスト製品に生じる引け巣をコアピン位置から遠ざけることができるという点で有利とされている。
本発明に係る薄肉有底円筒金属部材は、金属からなる外筒と、この外筒の内部に収容されて、その内部に、先端部にて底部を有する有底穴とされた冷却穴が形成された金属からなる内筒とを有してなる薄肉有底円筒金属部材であって、前記外筒の内周面と、前記内筒の外周面とが、ロウ材を介して密着した状態で接合されている。
これにより、薄肉有底円筒金属部材の内周面が酸化し、薄肉有底円筒金属部材の内周面に錆が発生してしまうことを防止することができ、薄肉有底円筒金属部材の肉厚方向に亀裂や割れが発生して、冷却穴を通過する水等の冷却材が外に漏れ出すことを防止することができる。
また、外筒の内周面と内筒の外周面とが、銀ロウを介して密着した状態で接合され、外筒が水等の冷却材によって効率よく冷却されることになるので、薄肉有底円筒金属部材の焼き付きを防止できるとともに、ダイカスト製品に生じる引け巣を薄肉有底円筒金属部材位置から遠ざけることができる。
また、内筒の肉厚が0.1mm〜0.15mmと非常に薄く、冷却穴に流入した水等の冷却材による冷却効果が、内筒を有しない従来の薄肉有底円筒金属部材と略同じレベルに維持されることになるので、内筒を有しない従来の薄肉有底円筒金属部材の冷却穴にも内筒を挿入して、従来の薄肉有底円筒金属部材の改善を図ることができる。
また、外筒の内周面が、錆難いステンレスからなる内筒で覆われ、冷却穴に流入した水等の冷却材が、外筒の内周面に接触しないようになっている。
これにより、薄肉有底円筒金属部材の内周面が酸化し、薄肉有底円筒金属部材の内周面に錆が発生してしまうことを防止することができ、薄肉有底円筒金属部材の肉厚方向に亀裂や割れが発生して、冷却穴を通過する水等の冷却材が外に漏れ出すことを防止することができる。
さらに、外筒の内周面と内筒の外周面とが、BAg8を介して密着した状態で接合され、外筒が水等の冷却材によって効率よく冷却されることになるので、薄肉有底円筒金属部材の焼き付きを防止できるとともに、ダイカスト製品に生じる引け巣を薄肉有底円筒金属部材位置から遠ざけることができる。
本実施形態では、ダイカスト金型に用いるコアピン(中子ピン)を薄肉有底円筒金属部材の一例として、コアピンの使用形態およびコアピンの形状を説明した後に、コアピンの製造方法について説明する。
なお、図1はコアピンをダイカスト用金型に取り付けた状態を示す側断面図、図2はコアピンの断面図、図3は図2中の一点鎖線で囲んだ部分を拡大した図であって、本実施形態に係るコアピンの製造方法を示す図である。
コアピン1は、外筒2と内筒4とを備えている。外筒2は、例えば、ダイカスト金属材料として最も広く使用されているダイス鋼(SKD61)で作られており、基端部1b側に位置する大径部12と、先端部1a側に位置するとともに大径部12よりも小径とされた小径テーパ部14と、大径部12と小径テーパ部14との間に位置するとともに小径テーパ部14に対して連続的に接続された小径直線部16とを有している。
外筒2の長さは、250mmとされている。大径部12の長さは25mm、小径直線部16の長さは203mm、小径テーパ部14の長さは22mmとされている。
小径直線部16の肉厚は1.0mmとされ、小径テーパ部14の肉厚は、基端部1b側の最も厚い位置で0.5mmとされている。なお、コアピン1の小径テーパ部14の先端では直径が小さくなっているので、この位置における肉厚が最も薄くなる。
まずはじめに、内筒4となるステンレス製のパイプの外径との差(クリアランス)が0.01mm〜0.09mm(より好ましくは0.03mm〜0.05mm)となる内径を有する穴を、外筒2の中心軸線に沿って穿設(機械加工)する。
つづいて、先端部(一端部)に球面形状が形成されるように、先端部が絞り加工された内筒4の外周面4a全体に、粉末状(粒子径0.01mm〜0.03mm)の銀ロウと、水と、フラックスとが、2:2:1の割合で混合された溶液20(図3(a)参照)を塗布し、内筒4の先端部が外筒2の底部と当接するまで内筒4を外筒2の穴内に挿入していく。このとき、内筒4を外筒2に対して何度か抜き差し、内筒4の外周面4aと外筒2の内周面2aとの間に形成される空気層を除去するようにするとさらに好適である。また、内筒4の先端部を絞り加工した際、先端に小さな穴(図示せず)があいてしまう場合には、この穴および冷却穴1cを介して内筒4の外周面4aと外筒2の内周面2aとの間に存する空気が大気中に流出することになり、内筒4の外周面4aと外筒2の内周面2aとの間に形成される空気層が、速やかに、かつ、完全に除去されることになる。
なお、内筒4の先端に形成された穴内には、溶けた銀ロウが流れ込み、この銀ロウによって内筒4の先端に形成された穴は完全に塞がれることになる。
これにより、コアピン1の内周面(より詳しくは、外筒2の内周面2aおよび内筒4の内周面4b)が酸化し、コアピン1の内周面に錆が発生してしまうことを防止することができ、コアピン1の肉厚方向に亀裂や割れが発生して、冷却穴1cを通過する冷却水が外に漏れ出すことを防止することができる。
また、外筒2の内周面2aと内筒4の外周面4aとが、銀ロウ18を介して密着した状態で接合され、外筒2が冷却水によって効率よく冷却されることになるので、コアピン1の焼き付きを防止できるとともに、ダイカスト製品に生じる引け巣をコアピン1位置から遠ざけることができる。
また、内筒4の肉厚が0.1mm〜0.15mmと非常に薄く、冷却穴1cに流入した冷却水による冷却効果が、内筒4を有しない従来の薄肉有底円筒金属部材と略同じレベルに維持されることになるので、内筒4を有しない従来の薄肉有底円筒金属部材の冷却穴にも内筒4を挿入して、従来の薄肉有底円筒金属部材の改善を図ることができる。
本実施形態に係るコアピンは、ロウ材としてBAg8(72%Ag28%Cu)が採用されているという点で上述した実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した実施形態のものと同じである。
まずはじめに、内筒4(図2参照)となるステンレス製のパイプの外径との差(クリアランス)が0.01mm〜0.09mm(より好ましくは0.03mm〜0.05mm)となる内径を有する穴を、外筒2(図2参照)の中心軸線に沿って穿設(機械加工)する。
つづいて、先端部(一端部)に球面形状が形成されるように、先端部が絞り加工された内筒4の外周面4a全体に、粉末状(粒子径0.01mm〜0.03mm)のBAg8と、水とが、1:1の割合で混合された溶液を塗布し、内筒4の先端部が外筒2の底部と当接するまで内筒4を外筒2の穴内に挿入していく。このとき、内筒4を外筒2に対して何度か抜き差し、内筒4の外周面4aと外筒2の内周面2aとの間に形成される空気層を除去するようにするとさらに好適である。また、内筒4の先端部を絞り加工した際、先端に小さな穴(図示せず)があいてしまう場合には、この穴および冷却穴1c(図2参照)を介して内筒4の外周面4aと外筒2の内周面2aとの間に存する空気が大気中に流出することになり、内筒4の外周面4aと外筒2の内周面2aとの間に形成される空気層が、速やかに、かつ、完全に除去されることになる。
なお、内筒4の先端に形成された穴内には、溶けたBAg8が流れ込み、このBAg8によって内筒4の先端に形成された穴は完全に塞がれることになる。
これにより、コアピン1の内周面(より詳しくは、外筒2の内周面2aおよび内筒4の内周面4b)が酸化し、コアピン1の内周面に錆が発生してしまうことを防止することができ、コアピン1の肉厚方向に亀裂や割れが発生して、冷却穴1cを通過する冷却水が外に漏れ出すことを防止することができる。
また、外筒2の内周面2aと内筒4の外周面4aとが、BAg8を介して密着した状態で接合され、外筒2が冷却水によって効率よく冷却されることになるので、コアピンの焼き付きを防止できるとともに、ダイカスト製品に生じる引け巣をコアピン位置から遠ざけることができる。
また、内筒4の肉厚が0.1mm〜0.15mmと非常に薄く、冷却穴1cに流入した冷却水による冷却効果が、内筒4を有しない従来の薄肉有底円筒金属部材と略同じレベルに維持されることになるので、内筒4を有しない従来の薄肉有底円筒金属部材の冷却穴にも内筒4を挿入して、従来の薄肉有底円筒金属部材の改善を図ることができる。
また、上述した実施形態では、内筒4として、ステンレスから作られたものを一具体例として挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、内筒4は、その他の金属(銅、真鍮、ダイス鋼(SKD61)等)から作られたものであってもよい。
さらに、上述した実施形態では、ロウ材として銀ロウを採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ロウ材としてニッケルロウ等を採用することもできる。
1a 先端部
1c 冷却穴
1d 底部
2 外筒
2a 内周面
4 内筒
4a 外周面
18 銀ロウ(ロウ材)
20 溶液
Claims (9)
- 金属からなる外筒と、この外筒の内部に収容されて、その内部に、先端部にて底部を有する有底穴とされた冷却穴が形成された金属からなる内筒とを有してなる薄肉有底円筒金属部材であって、
前記外筒の内周面と、前記内筒の外周面とが、ロウ材を介して密着した状態で接合されていることを特徴とする薄肉有底円筒金属部材。 - 金属からなる外筒と、この外筒の内部に収容されて、その内部に、先端部にて底部を有する有底穴とされた冷却穴が形成されたステンレスからなる内筒とを有してなる薄肉有底円筒金属部材であって、
前記外筒の内周面と、前記内筒の外周面とが、銀ロウを介して密着した状態で接合されていることを特徴とする薄肉有底円筒金属部材。 - 前記内筒の肉厚が、0.1mm〜0.15mmとされていることを特徴とする請求項1または2に記載の薄肉有底円筒金属部材。
- 前記薄肉有底円筒金属部材は、ダイカスト用金型に用いられるコアピンとされていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の薄肉有底円筒金属部材。
- 金属からなる外筒と、この外筒の内部に収容されて、その内部に、先端部にて底部を有する有底穴とされた冷却穴が形成された金属からなる内筒とを有してなる薄肉有底円筒金属部材の製造方法であって、
前記内筒の外径との差が0.01mm〜0.09mmとなる内径を有する穴を、前記外筒の中心軸線に沿って穿設し、
前記内筒の外周面全体に、粉末状のロウ材と、水と、フラックスとが、所定の割合で混合された溶液を塗布して、
前記内筒の先端部が前記外筒の底部と当接するまで前記内筒を前記外筒の穴内に挿入していき、
前記内筒が挿入された前記外筒を、前記ロウ材の溶解温度よりも高い温度で加熱した後、水中または油中で急冷するようにしたことを特徴とする薄肉有底円筒金属部材の製造方法。 - 金属からなる外筒と、この外筒の内部に収容されて、その内部に、先端部にて底部を有する有底穴とされた冷却穴が形成されたステンレスからなる内筒とを有してなる薄肉有底円筒金属部材の製造方法であって、
前記内筒の外径との差が0.01mm〜0.09mmとなる内径を有する穴を、前記外筒の中心軸線に沿って穿設し、
前記内筒の外周面全体に、粉末状の銀ロウと、水と、フラックスとが、所定の割合で混合された溶液を塗布して、
前記内筒の先端部が前記外筒の底部と当接するまで前記内筒を前記外筒の穴内に挿入していき、
前記内筒が挿入された前記外筒を、前記銀ロウの溶解温度よりも高い温度で加熱した後、水中または油中で急冷するようにしたことを特徴とする薄肉有底円筒金属部材の製造方法。 - 金属からなる外筒と、この外筒の内部に収容されて、その内部に、先端部にて底部を有する有底穴とされた冷却穴が形成された金属からなる内筒とを有してなる薄肉有底円筒金属部材の製造方法であって、
前記内筒の外径との差が0.01mm〜0.09mmとなる内径を有する穴を、前記外筒の中心軸線に沿って穿設し、
前記内筒の外周面全体に、粉末状のBAg8と、水とが、所定の割合で混合された溶液を塗布して、
前記内筒の先端部が前記外筒の底部と当接するまで前記内筒を前記外筒の穴内に挿入していき、
前記内筒が挿入された前記外筒を、真空熱処理炉内において前記BAg8の溶解温度よりも高い温度で加熱した後、水中または油中で急冷するようにしたことを特徴とする薄肉有底円筒金属部材の製造方法。 - 金属からなる外筒と、この外筒の内部に収容されて、その内部に、先端部にて底部を有する有底穴とされた冷却穴が形成されたステンレスからなる内筒とを有してなる薄肉有底円筒金属部材の製造方法であって、
前記内筒の外径との差が0.01mm〜0.09mmとなる内径を有する穴を、前記外筒の中心軸線に沿って穿設し、
前記内筒の外周面全体に、粉末状のBAg8と、水とが、所定の割合で混合された溶液を塗布して、
前記内筒の先端部が前記外筒の底部と当接するまで前記内筒を前記外筒の穴内に挿入していき、
前記内筒が挿入された前記外筒を、真空熱処理炉内において前記BAg8の溶解温度よりも高い温度で加熱した後、水中または油中で急冷するようにしたことを特徴とする薄肉有底円筒金属部材の製造方法。 - 前記薄肉有底円筒金属部材は、ダイカスト用金型に用いられるコアピンとされていることを特徴とする請求項5から8のいずれか一項に記載の薄肉有底円筒金属部材の製造方法。
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