JP2019025498A - ダイカスト用金型およびダイカスト鋳造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)本発明は、加圧されたアルミニウム合金の溶湯に接触する表面の少なくとも一部に、Siを含まない熱硬化性樹脂からなる硬化樹脂層を有し、該硬化樹脂層は、Hv500以上の表面硬さを有する硬質面上に設けられているダイカスト用金型である。
本発明は、金型としてのみならず、それを用いたダイカスト鋳造方法(単に「鋳造方法」ともいう。)としても把握できる。例えば、Al合金の溶湯を加圧注湯する注湯工程と、キャビティ内の溶湯を冷却して凝固させた鋳物を得る凝固工程と、鋳物を金型から取り出す取出工程とを備え、Al合金の溶湯が接触する金型の少なくとも一部の表面に硬化樹脂層が設けられており、硬化樹脂層は、Hv500以上の表面硬さを有する硬質面上に設けられている鋳造方法である。
(1)本明細書でいう「Siを含まない」熱硬化性樹脂とは、主骨格にSiを含むシリコーン樹脂等ではないと共に、官能基や末端基にもSiが含まれない樹脂である。
(1)硬化樹脂層は、金型の硬質面に付着させた熱硬化性樹脂を熱硬化させてなる。熱硬化性樹脂の付着は、熱硬化性樹脂液を硬質面へ噴霧または塗布したり、熱硬化性樹脂液槽へ金型を浸漬等することにより行える。噴霧法によれば、均一的に薄い硬化樹脂層の形成が容易となる。
硬質面は、所望の表面硬さを有する限り、金型の基材面でも良いし、その基材面を改質(被覆を含む)した表面(改質面)でもよい。硬質な基材として、炭素工具鋼(SK材)、合金工具鋼(SKS材)、ダイス鋼(SKD材)等の鋼材を用いると好ましい。なお、これらの基材は、焼入れ、焼戻し等の熱処理が施されて、所望の硬さに調整(調質)され得る。
(1)ダイカスト用金型として、表面処理をしていないSKD61からなるピン(φ10×50mm)を用意した。その表面(壁面)に離型剤をショット毎にスプレー(噴霧)塗布して、Al合金のダイカスト鋳造を行った。
(1)金型
表1に示す各鋼種(基材)からなる複数のピンを用意した。各ピンの表面にレゾール型フェノール樹脂(熱硬化性樹脂)を刷毛塗りした。刷毛塗りはフェノール樹脂をエタノール等の溶剤で10重量%に希釈した溶液を用いて刷毛塗りした。なお、溶剤を用いた希釈濃度の調整により膜厚制御を行った。
各ピンの表面硬さをビーカス硬度計(荷重:20Kg)により測定し、その結果を表1に併せて示した。
表1から明らかなように、表面硬さが500Hv以上さらには600Hv以上の下地上に硬化樹脂層を設けた試料は、90ショット後でもAl付着が少なく、良好な外観を維持していることがわかった。なお、下地の表面硬さが450Hvである試料A2の場合、Alの付着は多くないが、全体に薄い焼付きがみられた。さらに、下地の表面硬さがかなり低い試料A1の場合、硬化樹脂層の効果が殆どなく、タフトライド処理した試料C1と同等にAlの付着が多かった。
(1)金型
DLC−Si上に熱硬化性樹脂のみからなる硬化樹脂層を形成した試料D1(既述した試料B1と同様)と、その硬化樹脂層を熱硬化性樹脂と無機粒子からなる複合層に変更した試料D2〜D7を用意した。
各試料に係るピンを、上述したAl合金の溶湯(600℃)中に、1分間浸漬した。いずれのピンにもAlの付着(焼付き)は見られなかった。試料D4に係るピンの試験前後の外観を図2に、試料D5に係るピンの試験前後の外観を図3にそれぞれ示した。
試料D1に係る硬化樹脂層と試料D4、D5に係る複合層とについて、それぞれ熱重量測定(TG)を行った。具体的にいうと、窒素雰囲気中で500℃まで昇温後に、500℃×30分間保持した後、各重量(残存重量)を測定した。試験前の重量に対する残存重量の割合を表2に併せて示した。
Claims (9)
- 加圧されたアルミニウム合金の溶湯に接触する表面の少なくとも一部に、Siを含まない熱硬化性樹脂からなる硬化樹脂層を有し、
該硬化樹脂層は、Hv500以上の表面硬さを有する硬質面上に設けられているダイカスト用金型。 - 前記熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂、フラン樹脂またはエポキシ樹脂のいずれか一種以上からなる請求項1に記載のダイカスト用金型。
- 前記硬化樹脂層は、無機粒子が前記熱硬化性樹脂中に分散した複合層からなる請求項1または2に記載のダイカスト用金型。
- 前記無機粒子は、前記複合層全体を100質量%として0.1〜25質量%含まれる請求項3に記載のダイカスト用金型。
- 前記硬化樹脂層は、厚さが0.1〜30μmである請求項1〜4のいずれかに記載のダイカスト用金型。
- 前記硬質面は、金型の基材面または該基材の改質面である請求項1〜5のいずれかに記載のダイカスト用金型。
- 前記改質面は、Siを含む非晶質炭素膜(単に「DLC−Si」という。)からなる請求項6に記載のダイカスト用金型。
- 前記DLC−Siは、該DLC−Si全体を100原子%としてSiを30原子%以下含む請求項7に記載のダイカスト用金型。
- 請求項1〜8のいずれかに記載のダイカスト用金型を用いたダイカスト鋳造方法。
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