JP2016221530A - ダイカスト金型 - Google Patents
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Abstract
Description
ダイカスト製品の引け欠陥は、通常当該ダイカスト製品において相対的に肉厚である部位(肉厚部)に発生する。これは、前記肉厚部は、相対的に凝固速度が他の部位より遅くなり、そのため、凝固収縮に伴う体積減少が、最終凝固部となる肉厚部に集中して、引け欠陥を生ずることになる。従って、肉厚部の冷却速度を速くし、凝固速度をその他の部位と同等の速度にすることで、肉厚部への引け欠陥の発生を防止できる。また、肉厚部の冷却速度を早くする手法としては様々な方法があるが、その一つとして溶融金属と接する金型の表面積を増加させる方法がある。金型内の溶融金属が凝固する際、溶融金属の熱は金型表面を通じて金型内部に伝達され、溶融金属の温度が低下し凝固する。この時、金型表面から金型内部に伝達される熱は、熱伝達の原理により溶融金属と接する金型の表面積に比例する。さらに、金型の表面積を増加させる方法としては、金型表面に微細なピット(凹部)を作る方法がある。そこで、本発明は、ダイカスト製品の引け欠陥の生ずる肉厚部に接する金型の表面に、微細なピット(凹部)を形成し、前記肉厚部の冷却速度を速くすることによって、引けを防止等するものである。さらに引けに伴う割れに関しては、表面の微細な凹凸が凝固時の収縮応力を分散させ割れの発生を防止することができる。なお、一般にダイカスト製品では、その製品で相対的に板厚の厚い部分を「肉厚部」と呼んでいるが、もちろん製品の大きさ、形状により「肉厚部」の範囲、厚さなどは異なり、本発明では、一般的な概念に従い、その製品の部位で相対的に肉厚であり、約10mm以上の部位を「肉厚部」とする。
金型用鋼材SKD61を用いたダイカスト金型1であり、平面の切削加工を施す肉厚部41を有するダイカスト製品4の当該肉厚部41と接するダイカスト金型1の表面に、機械的な打痕により、アスペクト比が0.5で、ピット深さが30〜70μmで、Rzが62μmのピット32を、ピット32の開口部の面積のピット形成領域31の面積に対する面積比を80%で形成し、切削後の切削面の欠陥検査を行った。溶融金属としては、アルミニウム合金(JIS ADC12)を使用した。不良の判定は、下記条件に従って目視判定を行い、結果を下記表1に併記した。
金型用鋼材SKD61を用いたダイカスト金型1であり、平面の切削加工を施す肉厚部41を有するダイカスト製品4の当該肉厚部41と接するダイカスト金型1の表面に、機械的な打痕により、アスペクト比が0.5で、ピット深さが40〜80μmで、Rzが75μmのピット32を、ピット32の開口部の面積のピット形成領域31の面積に対する面積比を80%で形成し、切削後の切削面の欠陥検査を行った。溶融金属としては、アルミニウム合金(JIS ADC12)を使用した。不良の判定は、下記条件に従って目視判定を行い、結果を下記表1に併記した。
金型用鋼材SKD61を用いたダイカスト金型であり、平面の切削加工を施す肉厚部41を有するダイカスト製品4の当該肉厚部41と接するダイカスト金型の表面にピット32を形成しない条件でダイカスト金型を用いてダイカスト製品4を作製し、欠陥検査を行った。溶融金属としては、アルミニウム合金(JIS ADC12)を使用した。不良の判定は、下記条件に従って目視判定を行い、結果を下記表1に併記した。
目視で観察し、欠陥・割れ品の標準サンプルと照合し、標準サンプルと同等の欠陥や割れのある場合を不良品とした。
金型用鋼材SKD61を用いたダイカスト金型1であり、旋盤加工により、穴あけを必要とするダイカスト製品4の肉厚部41と接するダイカスト金型1の表面に表面粗さRzが58μmのピット32を形成し、孔加工時の加工面の欠陥検査を2回行った。このときのピット32のアスペクト比は0.4であり、ピット深さは20〜70μm、ピット32の開口部の面積のピット形成領域31の面積に対する面積比75%であり、不良の判定は、上記条件に従って目視判定を行い、結果を下記表2に併記した。なお、溶融金属としては、アルミニウム合金(JIS ADC12)を使用した。
金型用鋼材SKD61を用いたダイカスト金型であり、ダイカスト製品4の肉厚部41と接するダイカスト金型の表面にピット32を形成しない条件でダイカスト金型を用いてダイカスト製品4を作製し、欠陥検査を2回行った。溶融金属としては、アルミニウム合金(JIS ADC12)を使用した。不良の判定は、上記条件に従って目視判定を行い、結果を下記表2に併記した。
金型用鋼材SKD61を用いたダイカスト金型1であり、リブ状の肉厚部を有するダイカスト製品4の肉厚部41と接するダイカスト金型1の表面に表面粗さRzが90μmのエッチングシボによるピット32を形成し、引け割れによる不良率を測定した。このピット32のアスペクト比は0.6であり、ピット深さは40〜100μm、ピット32の開口部の面積のピット形成領域31の面積に対する面積比は80%であった。また、金型内部冷却装置がない冷却の場合を実施例4、金型内部冷却装置を有して冷却する場合を実施例5とし、不良の判定は、浸透探傷液を用いて上記条件に従って目視判定を行って、結果を下記表3に併記した。なお、金型内部冷却装置は、ダイカスト金型1の内部に冷却管を配して、冷却を行い、溶融金属としては、アルミニウム合金(JIS ADC12)を使用した。
金型用鋼材SKD61を用いたダイカスト金型であり、リブ状の肉厚部を有するダイカスト製品4の肉厚部41と接するダイカスト金型の表面にピット32を形成しない条件でダイカスト金型を用いてダイカスト製品4を作製し、引け割れによる不良率を測定した。また、金型内部冷却装置がない冷却の場合を比較例3、金型内部冷却装置を有して冷却する場合を比較例4とし、不良の判定は、浸透探傷液を用いて上記条件に従って目視判定を行って、結果を下記表3に併記した。なお、溶融金属としては、アルミニウム合金(JIS ADC12)を使用した。
金型用鋼材SKD61を用いたダイカスト金型1であり、リブ状の肉厚部を有するダイカスト製品4の肉厚部41が、鋳造時に溶湯がダイカスト金型1にぶつかり引け割れの発生し易い肉厚部41であり、前記肉厚部41と接するダイカスト金型1の表面に表面粗さRzが120μmの機械的な打痕によるピット32を形成し、引け割れによる不良率を測定した。このピット32は、円錐状で開口部の直径は平均約600μm、ピット32の数は約300個/cm2であり、ピット32の開口部の面積のピット形成領域31の面積に対する面積比は約85%であり、不良の判定は、上記条件に従って目視判定を行い、結果を下記表4に併記した。なお、溶融金属としては、アルミニウム合金(JIS ADC12)を使用した。
金型用鋼材SKD61を用いたダイカスト金型であり、リブ状の肉厚部を有するダイカスト製品4の肉厚部41が、鋳造時に溶湯がダイカスト金型にぶつかり引け割れの発生し易い肉厚部41であり、前記肉厚部41と接するダイカスト金型の表面に表面粗さRzが120μmの機械的な打痕によるピット32を形成し、引け割れによる不良率を測定した。このピット32は、円錐状で開口部の直径は平均約600μm、ピット32の数は約150個/cm2であり、ピット32の開口部の面積のピット形成領域31の面積に対する面積比は約42%であり、不良の判定は、上記条件に従って目視判定を行い、結果を下記表4に併記した。なお、溶融金属としては、アルミニウム合金(JIS ADC12)を使用した。
ピットを形成しない以外は、実施例6と同様の条件で比較例6のダイカスト金型を作製し、引け割れによる不良率を測定した。不良の判定は、上記条件に従って目視判定を行って、結果を下記表4に併記した。なお、溶融金属としては、アルミニウム合金(JIS ADC12)を使用した。
金型用鋼材SKD61を用いたダイカスト金型1であり、リブ状の肉厚部を有するダイカスト製品4の肉厚部41が、鋳造時に溶湯がダイカスト金型1にぶつかり引け割れの発生し易い湯口近傍の肉厚部41であり、前記肉厚部41と接するダイカスト金型1の表面に放電加工により2種類のピット32を形成し、引け割れによる不良率を測定した。実施例7では、円錐状ピット32で、開口部の直径は約700μm、Rzは80μm、ピット32の数は約200個/cm2であり、ピット32の開口部の面積のピット形成領域31の面積に対する面積比は77%であり、不良の判定は、上記条件に従って目視判定を行い、結果を下記表5に併記した。実施例8では、同様の円錐状ピット32で、開口部の直径は約500μm、Rzは80μm、ピット32の数は約250個/cm2であり、ピット32の開口部の面積のピット形成領域31の面積に対する面積比は49%であり、不良の判定は、上記条件に従って目視判定を行い、結果を下記表5に併記した。なお、溶融金属としては、アルミニウム合金(JIS ADC12)を使用した。
ピットを形成しない以外は、実施例7と同様の条件で比較例7のダイカスト金型を作製し、引け割れによる不良率を測定した。不良の判定は、上記条件に従って目視判定を行って、結果を下記表5に併記した。なお、溶融金属としては、アルミニウム合金(JIS ADC12)を使用した。
2 固定型
3 可動型
31 ピット形成領域(接触部)
32 ピット
4 ダイカスト製品
41 ダイカスト製品の肉厚部
5 キャビティ
金型用鋼材SKD61を用いたダイカスト金型1であり、平面の切削加工を施す肉厚部41を有するダイカスト製品4の当該肉厚部41と接するダイカスト金型1の表面に、機械的な打痕により、アスペクト比が0.5で、ピット深さが30〜70μmで、ピット32の形成による表面粗さRzが62μmで、ピット32をピット32の開口部の面積のピット形成領域31の面積に対する面積比を80%で形成し、切削後の切削面の欠陥検査を行った。溶融金属としては、アルミニウム合金(JIS ADC12)を使用した。不良の判定は、下記条件に従って目視判定を行い、結果を下記表1に併記した。
金型用鋼材SKD61を用いたダイカスト金型1であり、平面の切削加工を施す肉厚部41を有するダイカスト製品4の当該肉厚部41と接するダイカスト金型1の表面に、機械的な打痕により、アスペクト比が0.5で、ピット深さが40〜80μmで、ピット32の形成による表面粗さRzが75μmで、ピット32をピット32の開口部の面積のピット形成領域31の面積に対する面積比を80%で形成し、切削後の切削面の欠陥検査を行った。溶融金属としては、アルミニウム合金(JIS ADC12)を使用した。不良の判定は、下記条件に従って目視判定を行い、結果を下記表1に併記した。
金型用鋼材SKD61を用いたダイカスト金型1であり、旋盤加工により、穴あけを必要とするダイカスト製品4の肉厚部41と接するダイカスト金型1の表面にピット32形成による表面粗さRzが58μmとなるようにピット32を形成し、孔加工時の加工面の欠陥検査を2回行った。このときのピット32のアスペクト比は0.4であり、ピット深さは20〜70μm、ピット32の開口部の面積のピット形成領域31の面積に対する面積比75%であり、不良の判定は、上記条件に従って目視判定を行い、結果を下記表2に併記した。なお、溶融金属としては、アルミニウム合金(JIS ADC12)を使用した。
金型用鋼材SKD61を用いたダイカスト金型1であり、リブ状の肉厚部を有するダイカスト製品4の肉厚部41と接するダイカスト金型1の表面にピット32形成による表面粗さRzが90μmになるようにエッチングシボによるピット32を形成し、引け割れによる不良率を測定した。このピット32のアスペクト比は0.6であり、ピット深さは40〜100μm、ピット32の開口部の面積のピット形成領域31の面積に対する面積比は80%であった。また、金型内部冷却装置がない冷却の場合を実施例4、金型内部冷却装置を有して冷却する場合を実施例5とし、不良の判定は、浸透探傷液を用いて上記条件に従って目視判定を行って、結果を下記表3に併記した。なお、金型内部冷却装置は、ダイカスト金型1の内部に冷却管を配して、冷却を行い、溶融金属としては、アルミニウム合金(JIS ADC12)を使用した。
金型用鋼材SKD61を用いたダイカスト金型1であり、リブ状の肉厚部を有するダイカスト製品4の肉厚部41が、鋳造時に溶湯がダイカスト金型1にぶつかり引け割れの発生し易い肉厚部41であり、前記肉厚部41と接するダイカスト金型1の表面にピット32形成による表面粗さRzが120μmになるように機械的な打痕によるピット32を形成し、引け割れによる不良率を測定した。このピット32は、円錐状で開口部の直径は平均約600μm、ピット32の数は約300個/cm2であり、ピット32の開口部の面積のピット形成領域31の面積に対する面積比は約85%であり、不良の判定は、上記条件に従って目視判定を行い、結果を下記表4に併記した。なお、溶融金属としては、アルミニウム合金(JIS ADC12)を使用した。
金型用鋼材SKD61を用いたダイカスト金型であり、リブ状の肉厚部を有するダイカスト製品4の肉厚部41が、鋳造時に溶湯がダイカスト金型にぶつかり引け割れの発生し易い肉厚部41であり、前記肉厚部41と接するダイカスト金型の表面にピット32形成による表面粗さRzが120μmになるように機械的な打痕によるピット32を形成し、引け割れによる不良率を測定した。このピット32は、円錐状で開口部の直径は平均約600μm、ピット32の数は約150個/cm2であり、ピット32の開口部の面積のピット形成領域31の面積に対する面積比は約42%であり、不良の判定は、上記条件に従って目視判定を行い、結果を下記表4に併記した。なお、溶融金属としては、アルミニウム合金(JIS ADC12)を使用した。
金型用鋼材SKD61を用いたダイカスト金型1であり、リブ状の肉厚部を有するダイカスト製品4の肉厚部41が、鋳造時に溶湯がダイカスト金型1にぶつかり引け割れの発生し易い湯口近傍の肉厚部41であり、前記肉厚部41と接するダイカスト金型1の表面に放電加工により2種類のピット32を形成し、引け割れによる不良率を測定した。実施例7では、円錐状ピット32で、開口部の直径は約700μm、ピット32形成によるRzは80μm、ピット32の数は約200個/cm2であり、ピット32の開口部の面積のピット形成領域31の面積に対する面積比は77%であり、不良の判定は、上記条件に従って目視判定を行い、結果を下記表5に併記した。実施例8では、同様の円錐状ピット32で、開口部の直径は約500μm、ピット32形成によるRzは80μm、ピット32の数は約250個/cm2であり、ピット32の開口部の面積のピット形成領域31の面積に対する面積比は49%であり、不良の判定は、上記条件に従って目視判定を行い、結果を下記表5に併記した。なお、溶融金属としては、アルミニウム合金(JIS ADC12)を使用した。
Claims (6)
- キャビティに溶融金属を圧入してダイカスト製品を鋳造するダイカスト金型であって、
前記ダイカスト製品が肉厚部を有し、
前記ダイカスト金型と前記肉厚部の接触部が、表面粗さRzが50μm以上のピットを200個/cm2以上有するピット形成領域であることを特徴とするダイカスト金型。 - キャビティに溶融金属を圧入してダイカスト製品を鋳造するダイカスト金型であって、
前記ダイカスト製品が肉厚部を有し、
表面粗さRzが50μm以上のピットの開口部の面積が、前記ダイカスト金型と前記肉厚部の接触部の面積の70%以上を占めることを特徴とするダイカスト金型。 - キャビティに溶融金属を圧入してダイカスト製品を鋳造するダイカスト金型であって、
前記ダイカスト製品が肉厚部を有し、
前記ダイカスト金型と前記肉厚部の接触部が、表面粗さRzが50μm以上のピットを200個/cm2以上有するピット形成領域であり、
前記ピットの開口部の面積が、前記ダイカスト金型と前記肉厚部の接触部の面積の70%以上を占めることを特徴とするダイカスト金型。 - 前記ピットのアスペクト比が、0.1以上である請求項1〜3のうちいずれか一項に記載のダイカスト金型。
- 前記ピットのピット深さが、30μm〜200μmである請求項4記載のダイカスト金型。
- 前記ダイカスト金型と前記肉厚部の前記接触部に金型内部冷却装置を有する請求項1〜5のうちいずれか一項に記載のダイカスト金型。
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