JP2687055B2 - ダイカスト用金型 - Google Patents
ダイカスト用金型Info
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Description
製作に用いられるダイカスト用金型に関し、とくに熱応
力による金型の大割れを防止するようにしたダイカスト
用金型に関する。
車両部材へのアルミ合金の適用が進められており、その
一例としてダイカストによるアルミホイールが商品化さ
れている。ダイカストは、周知の通り溶湯に圧力を加え
て、精度の高い鋳物の鋳造する方法であり、今日では鋳
造欠陥の発生防止や溶湯と金型の熱交換率を高めるた
め、溶湯をたとえば800〜1200kg/cm2 に加
圧する高圧鋳造が採用されている。
力条件の過酷化などから、高温強度、靭性、焼入性等が
とくに要求される。ダイカスト用金型は、ヒートクラッ
クにより寿命に至る場合が大半であり、金型の寿命を高
めるためにはヒートクラックの発生を抑制することが必
要となる。ヒートクラックは、溶湯による加熱および冷
却水による冷却に起因する熱的繰返し応力(引張応力お
よび圧縮応力)によって生じるものである。初期のヒー
トクラックは、同一部位に発生する傾向にあり、図6に
示すように、自動車用アルミホイールのダイカスト金型
1の場合では、形状の急変部2の近傍にヒートクラック
3が生じる。アルミホイールの鋳造の場合は、ヒートク
ラックが生じると、このヒートクラックが鋳造品に転写
されるため、意匠面の品質が低下する。したがって、ヒ
ートクラックが所定値に達した金型は、鋳造品の見栄え
品質の観点から寿命と判断され、短期間の使用で廃却さ
れることになる。これは、鋳造コストの面で大きな問題
となる。
策として、金型全体の硬度を、たとえばHRC43からH
RC50に上げることが有効であることが日本鋳物協会発
行の「鋳物、第62巻第12号」に記載されているが、
これにも後述するような問題が残されている。なお、鋳
造用金型において金型全体の硬度を高める先行技術とし
て、特開昭63−40641号公報、特開昭64−48
637号公報、特開平1−309752号公報が知られ
ている。
体の硬度を上げることにより、ヒートクラックの発生が
抑制され金型の寿命をたとえば約40%程度向上させる
ことが可能となるが、金型の形状が複雑化し大型化する
傾向にある今日では、金型全体の硬度を単に高めただけ
では、逆に靭性(シャルピー衝撃値)の低下により、冷
却水通路を起点とした大割れが発生するおそれがある。
これは、ヒートクラックの発生よりも大きな問題とな
る。そのため、現状では金型の大割れの発生を考慮し、
耐ヒートクラック性を犠牲にして金型全体の硬度を決定
している。
抑制するとともに、大割れの発生を確実に防止すること
が可能なダイカスト用金型を提供することを目的とす
る。
明に係るダイカスト用金型は、金型を冷却する冷却水通
路が形成されているダイカスト用金型において、金型全
体を焼入れ焼もどし処理することにより金型全体の硬度
を上げた後金型を金型の型彫面と反対側の面から金型厚
さ方向に部分的に再焼もどし処理することにより再焼も
どしした部分の硬度を金型の型彫面側の部分に比べて下
げ、再焼もどしによって硬度を下げた部分に前記冷却水
通路を配置したものから成る。
型全体の焼入れ焼もどしによって型彫面側の硬度が高く
なるので、溶湯に接触しても型彫面でヒートクラックは
発生しにくい。また、再焼もどしして金型の型彫面側の
部分より硬度を下げた部分は靭性が高いので、溶湯によ
る加熱および冷却水による冷却に起因する繰返し熱応力
がかかっても冷却水通路を起点とする大割れは発生しに
くい。
ましい実施例を、図面を参照して説明する。
図4は、ダイカスト金型を用いて自動車用アルミホイー
ルの鋳造を行なう高圧鋳造装置10の全体を示してい
る。図中、11は下型用のダイカスト金型を示してお
り、21は上型用のダイカスト金型を示している。本発
明は、鋳造品であるアルミホイールの意匠面を鋳造する
下型用のダイカスト金型11を対象としている。なお、
上型用のダイカスト金型21による鋳造面は、アルミホ
イールが自動車に装着された段階では外部から見えなく
なる。
されたホルダ32に取外し可能に保持されている。ダイ
カスト金型11の上方には、上型用のダイカスト金型2
1が位置している。ダイカスト金型21は、スライドプ
ラテン33に固定されたホルダ34に取外し可能に保持
されている。ダイカスト金型11とダイカスト金型21
との間には、アルミホイールの外周面を鋳造するための
スライドコア35が配置されている。スライドプラテン
33の上方には、型締シリンダ36が配置されている。
てベース31と連結されている。スライドプラテン33
は、型締シリンダ36と連結されており、スライドプラ
テン33は、型締シリンダ36の往復動によってタイバ
ー37に沿って昇降するようになっている。スライドプ
ラテン33には、上型用のダイカスト金型11に設けら
れた押出ピン38を押圧する押出シリンダ39が装着さ
れている。
れる保温炉42が配置されている。溶湯41は、保温炉
42の近傍に配置され、ラドル43を有する給湯機44
によって自動的に汲上げられるようになっている。下型
用のダイカスト金型11の下方には、給湯機44からの
溶湯41を両ダイカスト金型11、21に向けて供給す
るプランジャ45が設けられている。プランジャ45
は、溶湯41を金型のキャビティ20内に高圧で注湯す
る機能を有している。プランジャ45は、傾転機構部4
6を介して傾転可能にベース31に支持されている。鋳
造されたアルミホイールは、タイバー37の近傍に配置
された取出機47によって金型から自動的に搬出される
ようになっている。
型11を示している。図2に示すように、ダイカスト金
型11は、平面形状が円形となっている。図1は、ダイ
カスト金型11の断面を示しており、鋳造面(型彫面)
11aとなる型彫側の形状は、アルミホイールの形状と
同一の複雑な凹凸形状となっている。ダイカスト金型1
1の鋳造面11aのうち、中心部11bが外周部よりも
軸方向(軸線Y方向)に突出している。ダイカスト金型
11の中心部11bの内側には、テーパ状の湯口12が
形成されている。ダイカスト金型11の鋳造面11aの
反対側の裏面11cは、平坦面に形成されている。
裏面11cを含む他の部位よりも熱処理による硬度が高
くなっている。硬度が鋳造面11aよりも低下する部位
には、金型を冷却水によって冷却する冷却水通路13が
配置されている。冷却水通路13は、外周面11dから
中心部11bに向って裏面11cと平行に延びる2本の
通路13a、13bと、この通路13a、13bに接続
され、裏面11cから中心部11bの上端近傍に延びる
通路13cとから構成されている。本実施例では、鋳造
面11aの硬度がたとえばHRC53と最も高く裏面11
cの硬度がたとえばHRC40と最も低くなっている。
くなる図1の2点鎖線Bよりも下方に配置されている。
なお、通路13cの一部が図示の関係上、2点鎖線より
も突出しているが、鋳造面11aから通路13cまでの
距離は十分に確保されているので、通路13cは他の通
路13a、13bと同様に硬度が所定値よりも低い部位
に配置されることになる。
離と、硬度との関係を示している。本実施例のダイカス
ト金型11は、裏面11cから鋳造面11aの中心部1
1bの頂面までの高さがL1 (L1 =136mm)あ
り、外周面部における裏面11cから鋳造面11aまで
の高さがL2 (L2 =80mm)となっている。表−1
のH1 〜H9 は、図3のC−C線に沿う硬度の変化を示
している。
制するための硬度を有する硬化層Sの深さを1〜10m
m程度に設定し、これ以外の部位に、冷却水通路13を
配置するようにしている。なお、この硬化層Sの深さの
値は一例であり、金型材料および金型の大きさ等によっ
て変動する。
法は各種存在する。本実施例では金型材料として低炭素
鋼DH33相当(たとえば炭素量0.20%)を用いら
れており、初めに金型全体の焼入れ焼もどし処理を行
い、その後、裏面(型彫側面11aと反対側の面)11
c側のみソルト炉浸漬を行ない型彫面側を断熱材で覆い
金型を厚さ方向に部分的に再焼戻しする方法がある。
説明する。保温炉42に貯溜された溶湯41は、給湯機
44によって汲上げられた後、傾転状態のプランジャ4
5の注湯口45aに注湯される。プランジャ45への注
湯が完了すると、プランジャ45は傾転機構部46によ
って垂直に姿勢制御される。この状態では、注湯口45
aは下型用のダイカスト金型11の湯口12の直下に位
置している。つぎに、プランジャ45のロッドの上昇に
より注湯口45aに注湯された溶湯41が金型の湯口1
2を介してキャビティ20内に注湯される。キャビティ
20内に注湯された溶湯は、プランジャ45の押圧によ
って高圧とされる。そのため、溶湯14内の巣が押しつ
ぶされ、鋳造欠陥のない鋳物の鋳造が可能となる。ま
た、注湯14が高圧になることにより、溶湯14と金型
との熱交換率が高められ、鋳造のサイクルタイムが迅速
化される。
造面11aは、他の部分よりも熱処理によって硬度が高
くなっているので、ヒートクラックの発生が著しく抑制
され、金型の寿命が大幅に向上される。また、再焼もど
しによってダイカスト金型11の鋳造面11aよりも硬
度が低下されている部位は、靭性が鋳造面11a側より
も高くなるので、溶湯14による加熱および冷却水によ
る冷却に起因する繰返し熱応力に対して強くなり、この
部位に冷却水通路13を配置しても、冷却水通路13を
起点とする大割れの発生は抑制される。
が第1実施例と異なるところは、鋳造面の硬化個所のみ
であり、その他の部分は第1実施例に準じるので、準じ
る部分に第1実施例と同一の符号を付すことにより準じ
る部分の説明を省略し、異なる部分についてのみ説明す
る。
造面11aの全面を同一の硬度に構成したが、本実施例
ではヒートクラックの発生が多発する部位Eのみを対象
として硬度を高くしている。
ば、金型全体を焼入れ焼もどし処理することにより金型
全体の硬度を上げた後金型を金型の型彫面と反対側の面
から金型厚さ方向に部分的に再焼もどし処理することに
より再焼もどしした部分の硬度を金型の型彫面側の部分
に比べて下げ、再焼もどしによって硬度を下げた部分に
前記冷却水通路を配置したので、型彫面でのヒートクラ
ックの発生を十分抑制できるとともに、冷却水通路を起
点とする大割れの発生を確実に防止することができる。
その結果、ダイカスト用金型の寿命が向上し、鋳造コス
トを低下させることができる。また、予備の金型の在庫
数も低減することができる。さらに、金型の型彫面側部
分のみ硬度が高くされているので、冷却水通路および金
型セット時の基準面の加工性が向上し、金型の製作コス
トを低減することができる。
あって、図2のA−A線に沿う断面図である。
示す断面図である。
の概略構成図である。
断面図である。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 金型を冷却する冷却水通路が形成されて
いるダイカスト用金型において、金型全体を焼入れ焼も
どし処理することにより金型全体の硬度を上げた後金型
を金型の型彫面と反対側の面から金型厚さ方向に部分的
に再焼もどし処理することにより再焼もどしした部分の
硬度を金型の型彫面側の部分に比べて下げ、再焼もどし
によって硬度を下げた部分に前記冷却水通路を配置した
ことを特徴とするダイカスト用金型。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3165280A JP2687055B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | ダイカスト用金型 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3165280A JP2687055B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | ダイカスト用金型 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04367360A JPH04367360A (ja) | 1992-12-18 |
JP2687055B2 true JP2687055B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=15809334
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3165280A Expired - Lifetime JP2687055B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | ダイカスト用金型 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2687055B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5626511B2 (ja) * | 2010-04-02 | 2014-11-19 | トヨタ自動車株式会社 | 入子のヒートクラック及び割れ防止方法 |
JP6330158B2 (ja) * | 2014-03-28 | 2018-05-30 | 大同Dmソリューション株式会社 | ダイカスト金型の製造方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4918627A (ja) * | 1972-06-19 | 1974-02-19 | ||
JPS5318970B2 (ja) * | 1972-07-11 | 1978-06-17 | ||
JPS5822373A (ja) * | 1981-08-03 | 1983-02-09 | Hitachi Metals Ltd | 金型の熱処理方法 |
JPS6030535A (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-16 | Masuzo Hamamura | 金属溶射による耐久性金型の製造方法 |
-
1991
- 1991-06-11 JP JP3165280A patent/JP2687055B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04367360A (ja) | 1992-12-18 |
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