JP2015150568A

JP2015150568A - 金型および金型の製造方法

Info

Publication number: JP2015150568A
Application number: JP2014024267A
Authority: JP
Inventors: 昌巳藤田; Masami Fujita; 隆義田中; Takayoshi Tanaka; 浩久遠藤; Hirohisa Endo; 昌和渡邉; Masakazu Watanabe; 克彦渡邉; Katsuhiko Watanabe
Original assignee: BIYONZU KK; Nakazatomekki Co Ltd
Current assignee: BIYONZU KK; Nakazatomekki Co Ltd
Priority date: 2014-02-12
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2015-08-24

Abstract

【課題】腐食を防ぐことができる金型および金型の製造方法を提供する。
【解決手段】金型の製造方法は、本体部１２０を筒状に形成すると共に本体部１２０の先端部１３０を閉塞したことで、本体部１２０の内側に冷却穴１１０を形成したメッキ処理前のダイカスト用鋳抜きピン１００用いて、本体部１２０の先端部１３０の内側に、メッキ液１を供給するための供給パイプ２６の供給口２７を対面させる手順と、供給口２７から冷却穴１１０にメッキ液１を供給する手順と、メッキ液１により本体部１２０の内面にメッキ層を形成する手順と、を経る。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えばダイカスト鋳造などに用いられる金型および金型の製造方法に関するものである。

従来、ダイカスト鋳造では、例えば、融解したアルミニウム・マグネシウム・亜鉛などの金属の溶湯が、ダイカスト金型に圧入されて製品が製造され、その際、ダイカスト金型としてダイカスト用鋳抜きピンが用いられて製品のボルト穴などが形成される。ダイカスト用鋳抜きピンは筒状であり、内側に冷却穴が形成されている。ダイカスト鋳造において、ダイカスト用鋳抜きピンは、高温（６７０℃から７２０℃）の溶湯に外側がさらされると共に、内側の冷却穴に冷却水が供給されるため、冷却水が溶湯の熱によって気化し、内側から腐食する。この腐食によりクラックが生じると、水漏れの原因になる。

上記のような事象を防止するための提案として、例えば下記特許文献１に記載された薄肉底筒金属部材の製造方法がある。この方法によれば、筒状に形成された金属製の外筒の内側に、筒状に形成されたステンレス製の内筒が挿入され、外筒が加熱された後に急冷されて薄肉底筒金属部材が製造される。これにより、内筒に流入した水が外筒の内側に接触することが妨げられ、外筒の腐食が防止される。

特開２０１１−２５１３１２号公報

本発明は、金型の腐食防止に関し、創意工夫が施されて提案されたものである。すなわち、腐食を防ぐことができる金型および金型の製造方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る金型の製造方法は、本体部が筒状に形成されると共に前記本体部の先端が閉塞されたことで、前記本体部の内側に冷却穴が形成された金型の製造方法において、メッキ液により前記本体部の内面に防腐層を形成する手順を含む、ことを特徴とする。

本発明に係る金型の製造方法は、前記メッキ液を供給するためのメッキ液供給部材の供給口を前記先端の内側に対面させる手順と、前記供給口から前記冷却穴に前記メッキ液を供給する手順と、を含む、ことを特徴とする。

本発明に係る金型は、本体部が筒状に形成されると共に前記本体部の先端が閉塞されたことで、前記本体部の内側に冷却穴が形成された金型において、メッキ液により前記本体部の内面に防腐層が形成された、ことを特徴とする。

本発明に係る金型および金型の製造方法は、上記した構成である。この構成により、冷却穴に流入した水が本体部の内側に直接接触することが妨げられる。したがって、腐食を防ぐことができる。

本発明の実施形態に係る金型の断面が示された断面図である。防腐層を形成するための手順を説明するための説明図である。本発明の実施形態に係る金型の製造方法による処理を説明するための説明図である。

以下に、本発明の実施形態に係る金型を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る金型としてのダイカスト用鋳抜きピン１０の縦断面が示されている。なお、以下の説明はダイカスト金型についてのものであるが、本発明の実施形態は、例えば、プレス用、鋳造用、鍛造用、ガラス用、プラスチック用、ゴム用、粉末冶用などの金型が含まれる。

図１に示されているとおり、ダイカスト用鋳抜きピン１０は金属製であり、例えば熱間工具鋼（ＳＫＤ）などの合金工具鋼である。ダイカスト用鋳抜きピン１０は、本体部１２が筒状に形成されると共に、本体部１２の一方の先端である先端部１３が閉塞し、他端の先端である基端部が開放している（図３：１４０参照）。この構成により本体部１２の内側は冷却穴１１が形成されている。冷却穴１１の寸法は任意であるが、例えばφ２（直径２ｍｍ）、Ｌ６００（全長６００ｍｍ）である。本体部１２の内面は防腐層としてのメッキ層１５が形成されている。なお、先端部１３の形状は任意である。

メッキ層１５は、例えば亜鉛（Ｚｎ）メッキ、ニッケル（Ｎｉ）メッキ、クロム（Ｃｒ）メッキ、コバルト（Ｃｏ）メッキ、ニッケル無電解メッキなどである。メッキ層１５の膜厚は、例えば約２μｍ以上である。メッキ層１５の表面は、三価クロメート層１６が形成されている。

次に、本発明の実施形態に係るダイカスト用鋳抜きピンの製造方法を図面に基づいて説明する。図２は、亜鉛メッキ層を形成するためのメッキ処理手順が示されている。図３は、本実施形態に係るダイカスト用鋳抜きピンの製造方法の概略が示されている。なお、以下の説明は、電解メッキによって亜鉛メッキ層を形成する手順であるが、メッキ層１５は、例えば無電解メッキなどによって形成されてもよく、また、メッキ層１５は亜鉛以外であってもよい。

図２に示されているとおり、メッキ層１５を形成するためのメッキ処理手順は、脱脂手順、酸洗手順、アルカリ電解手順、亜鉛メッキ手順、硝酸手順、三価クロメート手順、を経る。なお、各手順の間に、適宜水洗手順を経てもよい。

脱脂手順では、メッキ処理前のダイカスト用鋳抜きピン１００（図３参照）を例えば苛性ソーダなどに浸漬し、表面に付着した油などを除去する。溶剤による脱脂の他、アルカリ、電解、超音波、などによるものであってもよい。酸洗手順では、塩酸や硫酸などに浸漬し、機械加工の際に生じたスケールなどを除去する。アルカリ電解手順では、電解液中に直流電流を流し、各手順で除去されなかった付着物を除去する。亜鉛メッキ手順では、電流を流して亜鉛皮膜を析出させる。硝酸手順では、硝酸に浸漬し、酸化被膜などを除去する。三価クロメート手順では、クロム酸を主成分とする水溶液に浸漬し、クロム酸化合物の被膜を形成する。

亜鉛メッキ手順について詳説すれば、図３に示されているとおり、治具２０が用いられる。治具２０は湯２が張られた水槽部２１、メッキ処理前のダイカスト用鋳抜きピン１００を支持する支持部２２、メッキ液１を給排する給排部２３が備えられている。メッキ液１は、例えば亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、またはこれらの合金などの金属イオンである。なお、金属イオンの含有量は任意である。

給排部２３は、供給部２４と排出部２５とから構成されている。供給部２４はメッキ液供給部材としての供給パイプ２６が備えられ、先端の供給口２７からメッキ液１が供給される。供給パイプ２６は、例えばステンレス（ＳＵＳ）製であり、φ１（直径１ｍｍ）以下である。供給パイプ２６は、例えば不導体のフロンチューブ（図示省略）がスパイラル状に巻き付けられ、または不導体のＯリング（図示省略）が取り付けられている。排出部２５は排出パイプ２８が備えられ、メッキ液１が排出される。

亜鉛メッキ手順では、治具２０を用いて、メッキ液１を供給するための供給パイプ２６の供給口２７を先端部１３０の内側に対面させる手順と、供給口２７から冷却穴１１０にメッキ液１を供給する手順と、メッキ液１により本体部１２０の内面にメッキ層１５を形成する手順とを経る。

詳説すれば、給排部２３をメッキ処理前のダイカスト用鋳抜きピン１００に取り付ける。すなわち、供給パイプ２６を基端部１４０側から冷却穴１１０に挿入し、供給パイプ２６の供給口２７を先端部１３０の内側に対面させると共に、排出パイプ２８を基端部１４０側に取り付ける。その際、本体部１２０の内面に供給パイプ２６を接触させないようにする。メッキ処理前のダイカスト用鋳抜きピン１００を支持部２２に取り付け、本体部１２０の外面を湯２に浸す。

メッキ液１を供給口２７から供給すると、メッキ液１が先端部１３０の内側に当たって本体部１２０の内側（冷却穴１１０）を上昇し、排出パイプ２８から排出されて循環する。メッキ処理前のダイカスト用鋳抜きピン１００を陰極、供給パイプ２６を陽極として直流電流を流し、陰極側であるメッキ処理前のダイカスト用鋳抜きピン１００の本体部１２０の内面に亜鉛メッキ層を析出させる。亜鉛メッキ手順の条件は任意であるが、例えば電圧が約３から１０Ｖ、電流が約０．１から１０Ａ、処理時間が約１０から６０分、処理温度が約１９から２９℃である。亜鉛メッキ層の膜厚は約２μｍ以上である。

次に、本実施形態の効果を説明する。

上記したとおり、本実施形態によれば、供給パイプ２６を基端部１４０側から冷却穴１１０に挿入し、供給パイプ２６の供給口２７を本体部１２０の内側の先端部１３０に対面させると共に、排出パイプ２８を基端部１４０側に取り付ける。メッキ処理前のダイカスト用鋳抜きピン１００を陰極、供給パイプ２６を陽極として直流電流を流し、陰極側であるメッキ処理前のダイカスト用鋳抜きピン１００の本体部１２０の内面に亜鉛メッキ層を析出させる。この構成により、ダイカスト鋳造の際、冷却穴１１に流入した水が本体部１２の内側に直接接触することが妨げられる。したがって、腐食を防ぐことができる。

また、供給パイプ２６の供給口２７を先端部１３０の内側に対面させることにより、供給口２７から供給されたメッキ液１が、先端部１３０の内側に当たって本体部１２０の内側を上昇し、排出パイプ２８から排出されて循環する。したがって、メッキ液１を円滑に循環させて効率よく反応させることができる。

本実施形態によれば、供給パイプ２６は、例えば不導体のフロンチューブがスパイラル状に巻き付けられ、または不導体のＯリングが取り付けられている。この構成により、メッキ処理前のダイカスト用鋳抜きピン１００の本体部１２０の内面に供給パイプ２６を接触させないようにする。したがって、通電によるスパークを防止することができる。

本実施形態によれば、メッキ処理前のダイカスト用鋳抜きピン１００を支持部２２に取り付け、本体部１２０の外面を湯２に浸す。この構成により、メッキ処理前のダイカスト用鋳抜きピン１００の基端部１４０と、給排部２３とのジョイント部分から、メッキ液１が漏れた場合、メッキ液１が湯２に流れる。したがって、メッキ液１が本体部１２０の外面に接触することが妨げられ、外面にメッキ層が形成されることを防止することができる。また、メッキ処理前のダイカスト用鋳抜きピン１００の温度を上げると共に処理温度を調節しやすくすることができる。

なお、他の実施形態では、メッキ処理前のダイカスト用鋳抜きピン１００の外面にメッキ層を析出させない処理を施す。この場合、湯２に浸さなくてもよい。この構成により、メッキ液１が漏れた場合であっても、メッキ処理前のダイカスト用鋳抜きピン１００の外面にメッキ層が析出しない。したがって、外面にメッキ層が形成されることを防止することができる。

さらに他の実施形態において、メッキ層が無電解メッキによって形成される場合、供給パイプ２６は、例えば不導体のフロンチューブやＯリングが取り付けられていなくてもよい。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。

１メッキ液
２湯
１０ダイカスト用鋳抜きピン
１１冷却穴
１２本体部
１３先端部
１５メッキ層
１６三価クロメート層
２０治具
２１水槽部
２２支持部
２３給排部
２４供給部
２５排出部
２６供給パイプ
２７供給口
２８排出パイプ
１００メッキ処理前のダイカスト用鋳抜きピン
１１０冷却穴
１２０本体部
１３０先端部
１４０基端部

Claims

本体部が筒状に形成されると共に前記本体部の先端が閉塞されたことで、前記本体部の内側に冷却穴が形成された金型の製造方法において、
メッキ液により前記本体部の内面に防腐層を形成する手順を含む、
ことを特徴とする金型の製造方法。
前記メッキ液を供給するためのメッキ液供給部材の供給口を前記先端の内側に対面させる手順と、
前記供給口から前記冷却穴に前記メッキ液を供給する手順と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載された金型の製造方法。
本体部が筒状に形成されると共に前記本体部の先端が閉塞されたことで、前記本体部の内側に冷却穴が形成された金型において、
メッキ液により前記本体部の内面に防腐層が形成された、
ことを特徴とする金型。