JP3050368B2 - プレス成形用一体金型の製造方法 - Google Patents
プレス成形用一体金型の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車のボディ
ー等に用いる鉄板をプレス成形にて得るために用いる金
型の製造方法に係り、特定組成の球状黒鉛鋳鉄を用いて
鋳造により、本体と切刃部または曲げ刃部を一体とした
金型を得るに際し、金型の鋳放し状態における前記切刃
部または曲げ刃部基地を微細なパーライト組織とするこ
とによって、この基地の表面硬化焼入れ、特に火炎焼入
れを容易にし、これによって強靱で硬度のある刃部を形
成することのできるプレス成形用一体金型の製造方法に
関するものである。
ー等に用いる鉄板をプレス成形にて得るために用いる金
型の製造方法に係り、特定組成の球状黒鉛鋳鉄を用いて
鋳造により、本体と切刃部または曲げ刃部を一体とした
金型を得るに際し、金型の鋳放し状態における前記切刃
部または曲げ刃部基地を微細なパーライト組織とするこ
とによって、この基地の表面硬化焼入れ、特に火炎焼入
れを容易にし、これによって強靱で硬度のある刃部を形
成することのできるプレス成形用一体金型の製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車のボディー等に用いる鉄板
の成形、切断、打ち抜きにはプレス金型が用いられてい
る。そして、このプレス金型は、硬さ、耐久性などの点
から金型本体は鋳鉄材により鋳造し、また切刃部または
曲げ刃部は鋳鋼で別途に製造したうえ、この鋳鋼製切刃
部または曲げ刃部をボルトなどで金型本体に一体に取り
付けることにより得られている。
の成形、切断、打ち抜きにはプレス金型が用いられてい
る。そして、このプレス金型は、硬さ、耐久性などの点
から金型本体は鋳鉄材により鋳造し、また切刃部または
曲げ刃部は鋳鋼で別途に製造したうえ、この鋳鋼製切刃
部または曲げ刃部をボルトなどで金型本体に一体に取り
付けることにより得られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような金型本体と切刃部または曲げ刃部を別個に製造
して、両者をボルトなどで一体に取り付ける従来の金型
においては、刃材の製作加工、金型本体製造時における
刃材取付け部の加工、および刃材の金型本体への取付け
加工などと製造時の工数が多くて手間がかかることと、
それに応じてコスト面からも問題があった。
たような金型本体と切刃部または曲げ刃部を別個に製造
して、両者をボルトなどで一体に取り付ける従来の金型
においては、刃材の製作加工、金型本体製造時における
刃材取付け部の加工、および刃材の金型本体への取付け
加工などと製造時の工数が多くて手間がかかることと、
それに応じてコスト面からも問題があった。
【０００４】また、プレス型の一体金型を形成し、その
切刃部を火炎焼入れするプレハードン・フレームハード
ニング金型用鋼が提案されているが（特開昭６３−２５
９０５７号公報）、これは素材が炭素鋼であり、しかも
焼入れ、焼戻し処理を行った後に切刃部を火炎焼入れす
るものであって、特定した組成の球状黒鉛鋳鉄を用い、
しかも鋳造時に、鋳放し状態での切刃部または曲げ刃部
の火炎焼入れによる刃部形成を容易とする冷却促進を行
って、本体と切刃部または曲げ刃部とを一体化したプレ
ス用金型を得ることを目的とした本発明とは、発想、技
術的手段を異にするものである。
切刃部を火炎焼入れするプレハードン・フレームハード
ニング金型用鋼が提案されているが（特開昭６３−２５
９０５７号公報）、これは素材が炭素鋼であり、しかも
焼入れ、焼戻し処理を行った後に切刃部を火炎焼入れす
るものであって、特定した組成の球状黒鉛鋳鉄を用い、
しかも鋳造時に、鋳放し状態での切刃部または曲げ刃部
の火炎焼入れによる刃部形成を容易とする冷却促進を行
って、本体と切刃部または曲げ刃部とを一体化したプレ
ス用金型を得ることを目的とした本発明とは、発想、技
術的手段を異にするものである。
【０００５】この発明は、上記した従来のプレス成形用
金型の問題点を解消すべく検討した結果、従来金型本体
の製造に用いられている鋳鉄材よりも、火炎焼入れ性が
良好で、かつ高硬度で靱性が得られる合金組成とした球
状黒鉛鋳鉄を用いて切刃部または曲げ刃部をも含めた金
型全体を鋳造するに際して、切刃部または曲げ刃部のみ
冷却する手段を講ずるならば、その後、この鋳造金型を
鋳放しの状態で上記切刃部または曲げ刃部を火炎焼入れ
することにより、靱性にすぐれた刃部が得られることを
見出し、この発明に至ったものである。
金型の問題点を解消すべく検討した結果、従来金型本体
の製造に用いられている鋳鉄材よりも、火炎焼入れ性が
良好で、かつ高硬度で靱性が得られる合金組成とした球
状黒鉛鋳鉄を用いて切刃部または曲げ刃部をも含めた金
型全体を鋳造するに際して、切刃部または曲げ刃部のみ
冷却する手段を講ずるならば、その後、この鋳造金型を
鋳放しの状態で上記切刃部または曲げ刃部を火炎焼入れ
することにより、靱性にすぐれた刃部が得られることを
見出し、この発明に至ったものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明は、切刃部または曲げ刃部を本体と一体に鋳造で
きるように造型した砂型鋳型の上記切刃部または曲げ刃
部面側に、上記切刃部または曲げ刃部に対応するように
冷却手段を配置した構成の鋳型内に、重量比でＣ ３．
０〜４．０％、Ｓｉ １．４〜３．０％、Ｍｎ ０．１
〜２．０％、Ｍｇ ０．０３〜０．１％、残部がＦｅか
らなる組成に、さらにＭｏ ０．１〜０．５％、Ｎｉ
０．１〜２．０％および／またはＣｕ ０．１〜２．０
％添加した成分の球状黒鉛鋳鉄の溶湯を鋳込んで金型を
鋳造するに際し、上記鋳型の切刃部または曲げ刃部に対
応する部分の冷却を促進せしめ、該部分の金型基地を微
細なパーライト組織としたのち、鋳放し状態で該部分を
表面硬化焼入れして刃部を形成することを特徴とするプ
レス成形用一体金型の製造方法である。
の発明は、切刃部または曲げ刃部を本体と一体に鋳造で
きるように造型した砂型鋳型の上記切刃部または曲げ刃
部面側に、上記切刃部または曲げ刃部に対応するように
冷却手段を配置した構成の鋳型内に、重量比でＣ ３．
０〜４．０％、Ｓｉ １．４〜３．０％、Ｍｎ ０．１
〜２．０％、Ｍｇ ０．０３〜０．１％、残部がＦｅか
らなる組成に、さらにＭｏ ０．１〜０．５％、Ｎｉ
０．１〜２．０％および／またはＣｕ ０．１〜２．０
％添加した成分の球状黒鉛鋳鉄の溶湯を鋳込んで金型を
鋳造するに際し、上記鋳型の切刃部または曲げ刃部に対
応する部分の冷却を促進せしめ、該部分の金型基地を微
細なパーライト組織としたのち、鋳放し状態で該部分を
表面硬化焼入れして刃部を形成することを特徴とするプ
レス成形用一体金型の製造方法である。
【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記冷却手段が所要径の吸引孔を所要間隔
に複数個穿孔した吸引管を、その吸引孔が上記切刃部ま
たは曲げ刃部に対応するように配置し、この吸引管の鋳
枠外方に引出した一方端を送風機に接続させた構成であ
り、上記鋳型の切刃部または曲げ刃部に対応する部分の
冷却促進を、上記溶湯の鋳込みと同時に送風機による吸
引冷却により行うものである。
明において、上記冷却手段が所要径の吸引孔を所要間隔
に複数個穿孔した吸引管を、その吸引孔が上記切刃部ま
たは曲げ刃部に対応するように配置し、この吸引管の鋳
枠外方に引出した一方端を送風機に接続させた構成であ
り、上記鋳型の切刃部または曲げ刃部に対応する部分の
冷却促進を、上記溶湯の鋳込みと同時に送風機による吸
引冷却により行うものである。
【０００８】また請求項３の発明は、同じく請求項１記
載の発明において、鋳型の切刃部または曲げ刃部に対応
する部分の吸引冷却後に鋳放し状態で行う表面硬化焼入
れが火炎焼入れであることを特徴とするものであり、さ
らに、請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明にお
いて、上記鋳型の切刃部または曲げ刃部に対応する部分
の吸引冷却によって、鋳放し状態での切刃部または曲げ
刃部の金型基地をパーライト面積率８５〜９５％、フェ
ライト面積率５〜１５％の微細なパーライト組織とする
ことを特徴とするものである。
載の発明において、鋳型の切刃部または曲げ刃部に対応
する部分の吸引冷却後に鋳放し状態で行う表面硬化焼入
れが火炎焼入れであることを特徴とするものであり、さ
らに、請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明にお
いて、上記鋳型の切刃部または曲げ刃部に対応する部分
の吸引冷却によって、鋳放し状態での切刃部または曲げ
刃部の金型基地をパーライト面積率８５〜９５％、フェ
ライト面積率５〜１５％の微細なパーライト組織とする
ことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】プレス成形用金型の切刃部または
曲げ刃部は、大きな摩擦と衝撃がかかるため、高硬度と
靱性が必要であり、このために均一で緻密な焼入れ組織
にする必要がある。しかし、一般に鋳鉄は鋼と異なっ
て、強力な黒鉛化促進元素であるＳｉの添加量が高いた
め、オーステナイト化の温度が高く、オーステナイト中
に炭素が固溶しにくいので均一な焼入れ組織が得にくい
と言われている。
曲げ刃部は、大きな摩擦と衝撃がかかるため、高硬度と
靱性が必要であり、このために均一で緻密な焼入れ組織
にする必要がある。しかし、一般に鋳鉄は鋼と異なっ
て、強力な黒鉛化促進元素であるＳｉの添加量が高いた
め、オーステナイト化の温度が高く、オーステナイト中
に炭素が固溶しにくいので均一な焼入れ組織が得にくい
と言われている。
【００１０】また、焼入れ組織は硬度は高いが、靱性に
欠ける傾向があり、化学成分、特に合金元素の量に大き
く影響されると言われている。
欠ける傾向があり、化学成分、特に合金元素の量に大き
く影響されると言われている。
【００１１】この発明は、上記したように、従来の球状
黒鉛鋳鉄材組成に焼入れによって靱性が低下しない程度
に、ＭｏとＮｉおよび／またはＣｕの合金元素を添加し
た組成の球状黒鉛鋳鉄材の溶湯を、切刃部または曲げ刃
部を一体に造型した砂型鋳型に鋳込んで金型を鋳造する
時に、切刃部または曲げ刃部の金型基地の部分のみを冷
却することによって、この部分の鋳放し状態での基地組
織を化合炭素が均一に分布したパーライト面積率８５〜
９５％、フェライト面積率５〜１５％の微細なパーライ
ト組織にして、表面硬化焼入れ、特に火炎焼入れによる
焼入れ組織を得やすくしたものであり、上記した従来の
別鋳込みの刃材を取り付ける時の工数や手間を省くこと
によってコスト等の節減をも図るだけでなく、靱性、硬
度にすぐれた刃部を形成することができるのである。
黒鉛鋳鉄材組成に焼入れによって靱性が低下しない程度
に、ＭｏとＮｉおよび／またはＣｕの合金元素を添加し
た組成の球状黒鉛鋳鉄材の溶湯を、切刃部または曲げ刃
部を一体に造型した砂型鋳型に鋳込んで金型を鋳造する
時に、切刃部または曲げ刃部の金型基地の部分のみを冷
却することによって、この部分の鋳放し状態での基地組
織を化合炭素が均一に分布したパーライト面積率８５〜
９５％、フェライト面積率５〜１５％の微細なパーライ
ト組織にして、表面硬化焼入れ、特に火炎焼入れによる
焼入れ組織を得やすくしたものであり、上記した従来の
別鋳込みの刃材を取り付ける時の工数や手間を省くこと
によってコスト等の節減をも図るだけでなく、靱性、硬
度にすぐれた刃部を形成することができるのである。
【００１２】この発明で従来の球状黒鉛鋳鉄材に添加す
るＭｏ、Ｎｉおよび／またはＣｕの合金元素の量として
は、重量比でＭｏは０．１〜０．５％、ＮｉとＣｕは
０．１〜２．０％であるが、ＭｏとＮｉまたはＣｕの２
種を添加する場合の好ましい量は、Ｍｏが０．２〜０．
４％で、ＮｉまたはＣｕは０．４〜０．８％であり、ま
たＭｏとＮｉおよびＣｕの３種を添加する場合には、Ｍ
ｏは０．３〜０．５％、Ｎｉは０．４〜０．８％、Ｃｕ
は０．２〜０．４％が特に好ましい。
るＭｏ、Ｎｉおよび／またはＣｕの合金元素の量として
は、重量比でＭｏは０．１〜０．５％、ＮｉとＣｕは
０．１〜２．０％であるが、ＭｏとＮｉまたはＣｕの２
種を添加する場合の好ましい量は、Ｍｏが０．２〜０．
４％で、ＮｉまたはＣｕは０．４〜０．８％であり、ま
たＭｏとＮｉおよびＣｕの３種を添加する場合には、Ｍ
ｏは０．３〜０．５％、Ｎｉは０．４〜０．８％、Ｃｕ
は０．２〜０．４％が特に好ましい。
【００１３】上記のように添加合金元素の量を限定する
のは、夫々の添加量が下限量より少ないと、切刃部また
は曲げ刃部を火炎焼入れして刃部を形成するときに刃部
として必要な硬度までの十分な焼入れ組織が得られず、
また上限量より多く用いると、靱性が低下して金型使用
中に刃部が刃こぼれを引き起こすおそれがあるためであ
る。
のは、夫々の添加量が下限量より少ないと、切刃部また
は曲げ刃部を火炎焼入れして刃部を形成するときに刃部
として必要な硬度までの十分な焼入れ組織が得られず、
また上限量より多く用いると、靱性が低下して金型使用
中に刃部が刃こぼれを引き起こすおそれがあるためであ
る。
【００１４】次に、この発明の金型の製造方法の一例を
図１について説明すると、図において、１は鋳造鋳型で
あり、所要の形状に発泡ポリスチレンでフルモールド法
によって作られている。２はこの鋳型１の切刃部または
曲げ刃部（以下、これを切刃部という）を構成する部分
であり、３は吸引管である。この吸引管３は、上記鋳型
１の切刃部構成部分２に沿って配置され、切刃部構成部
分２に対応する面に約２〜３ｍｍφの吸引孔４が約５０
ｍｍ間隔に複数個穿孔されている。そして、この吸引管
３の他端は鋳枠５の外部に引き出し、送風機６に接続さ
れている。７は鋳物砂である。
図１について説明すると、図において、１は鋳造鋳型で
あり、所要の形状に発泡ポリスチレンでフルモールド法
によって作られている。２はこの鋳型１の切刃部または
曲げ刃部（以下、これを切刃部という）を構成する部分
であり、３は吸引管である。この吸引管３は、上記鋳型
１の切刃部構成部分２に沿って配置され、切刃部構成部
分２に対応する面に約２〜３ｍｍφの吸引孔４が約５０
ｍｍ間隔に複数個穿孔されている。そして、この吸引管
３の他端は鋳枠５の外部に引き出し、送風機６に接続さ
れている。７は鋳物砂である。
【００１５】この図に示すように、この発明は、鋳枠５
内の鋳型１の切刃部構成部分２に沿って配置した吸引管
３の切刃部構成部分２に対応する側に吸引孔４を穿孔
し、その他端を鋳枠５外で送風機６に接続するようにし
て冷却手段を構成したことによって、この鋳型１内に上
記した化学組成の球状黒鉛鋳鉄材の溶湯を鋳込む際に、
同時に送風機からのエア吸引によって、切刃部構成部分
２に対応する部分のみ鋳込み時の熱を吸引して該部分の
冷却を促進させ、鋳造した金型の鋳放し時の金属組織を
切刃部の基地のみパーライト面積率８５〜９５％、フェ
ライト面積率５〜１５％の微細なパーライト組織とする
ことができるのであり、これによって切刃部の十分な火
炎焼入れを可能とし、靱性のある刃部を形成できるので
ある。
内の鋳型１の切刃部構成部分２に沿って配置した吸引管
３の切刃部構成部分２に対応する側に吸引孔４を穿孔
し、その他端を鋳枠５外で送風機６に接続するようにし
て冷却手段を構成したことによって、この鋳型１内に上
記した化学組成の球状黒鉛鋳鉄材の溶湯を鋳込む際に、
同時に送風機からのエア吸引によって、切刃部構成部分
２に対応する部分のみ鋳込み時の熱を吸引して該部分の
冷却を促進させ、鋳造した金型の鋳放し時の金属組織を
切刃部の基地のみパーライト面積率８５〜９５％、フェ
ライト面積率５〜１５％の微細なパーライト組織とする
ことができるのであり、これによって切刃部の十分な火
炎焼入れを可能とし、靱性のある刃部を形成できるので
ある。
【００１６】上記において、鋳造した金型の切刃部基地
の鋳放し時の組織を微細なパーライト組織とするため
に、パーライト面積率８５〜９５％、フェライト面積率
５〜１５％とするのは、パーライト面積率が多くなる
と、硬度は大となるが靱性に欠け、またフェライト面積
率が上記の範囲外では硬度に欠けるので、切刃部基地と
して靱性と硬度のバランスをとるためである。
の鋳放し時の組織を微細なパーライト組織とするため
に、パーライト面積率８５〜９５％、フェライト面積率
５〜１５％とするのは、パーライト面積率が多くなる
と、硬度は大となるが靱性に欠け、またフェライト面積
率が上記の範囲外では硬度に欠けるので、切刃部基地と
して靱性と硬度のバランスをとるためである。
【００１７】なお、上記した送風機に接続した吸引管に
よる冷却手段は、これを水冷管による方式や、冷し金を
装填する方式とすることも可能である。
よる冷却手段は、これを水冷管による方式や、冷し金を
装填する方式とすることも可能である。
【００１８】
【実施例】次に、この発明を実施例により詳細に説明す
る。下記の表１に示す夫々の化学組成を有する球状黒鉛
鋳鉄材料Ａ〜Ｃを試料として用いた。試料Ａ、Ｂはこの
発明で用いる鋳鉄材組成、試料Ｃは従来の鋳鉄材組成で
ある。
る。下記の表１に示す夫々の化学組成を有する球状黒鉛
鋳鉄材料Ａ〜Ｃを試料として用いた。試料Ａ、Ｂはこの
発明で用いる鋳鉄材組成、試料Ｃは従来の鋳鉄材組成で
ある。
【００１９】表１のＡ、Ｂの試料を、５００ｋｇ高周波
誘導電気炉にて溶解した後、フルモールド法にて造型し
た砂型鋳型の切刃部構成部分に沿って該切刃部構成部分
に対応する側に吸引孔を設け、その他端を鋳枠外の送風
機に接続した吸引管を配置した図１に示す構成からなる
鋳型内に、上記の溶湯を１３００〜１４００℃で鋳込
み、同時に送風機からのエア吸引によって切刃部構成部
分の近傍のみ鋳込み時の熱を吸引しながら鋳造を行っ
た。そして２４時間放置してから解枠し、ショットブラ
スト等で砂落としをして、５００ｍｍ×５００ｍｍ×２
００ｍｍｔの枡型形状の供試材を得た。
誘導電気炉にて溶解した後、フルモールド法にて造型し
た砂型鋳型の切刃部構成部分に沿って該切刃部構成部分
に対応する側に吸引孔を設け、その他端を鋳枠外の送風
機に接続した吸引管を配置した図１に示す構成からなる
鋳型内に、上記の溶湯を１３００〜１４００℃で鋳込
み、同時に送風機からのエア吸引によって切刃部構成部
分の近傍のみ鋳込み時の熱を吸引しながら鋳造を行っ
た。そして２４時間放置してから解枠し、ショットブラ
スト等で砂落としをして、５００ｍｍ×５００ｍｍ×２
００ｍｍｔの枡型形状の供試材を得た。
【００２０】また、表１の試料Ｃについては、図１のよ
うな吸引管のない通常のフルモールド法による砂型鋳型
を用い、同じようにして５００ｍｍ×５００ｍｍ×２０
０ｍｍｔの枡型形状の供試材を得た。
うな吸引管のない通常のフルモールド法による砂型鋳型
を用い、同じようにして５００ｍｍ×５００ｍｍ×２０
０ｍｍｔの枡型形状の供試材を得た。
【００２１】
【表１】
【００２２】上記で得た５００ｍｍ×５００ｍｍ×２０
０ｍｍｔの枡型形状の供試材を用いて下記の試験を行っ
た。
０ｍｍｔの枡型形状の供試材を用いて下記の試験を行っ
た。
【００２３】（１）顕微鏡試験：試料ＡおよびＣより得
た上記鋳放し状態の供試材からそれぞれ切出した所要大
きさの試験片の被鏡面に２〜３％の硝酸アルコール溶液
をスポイド滴下して被鏡面を腐食させたのち、水洗、乾
燥を行ったものを検鏡試験片として用いて、金属顕微鏡
で１００倍の解像力でそれぞれの試験片の金属組織を観
察した。
た上記鋳放し状態の供試材からそれぞれ切出した所要大
きさの試験片の被鏡面に２〜３％の硝酸アルコール溶液
をスポイド滴下して被鏡面を腐食させたのち、水洗、乾
燥を行ったものを検鏡試験片として用いて、金属顕微鏡
で１００倍の解像力でそれぞれの試験片の金属組織を観
察した。
【００２４】その結果、この発明の試験片Ａは、球状黒
鉛鋳鉄材料組成としてＭｏ、Ｎｉを添加しているのに加
えて、鋳造時に切刃部に対応する部分の冷却促進をはか
って微細で緻密なパーライト組織（パーライト面積率９
２％）としたことによって、図２の顕微鏡写真による金
属組織からも明らかなように、球状黒鉛粒子の周囲を緻
密なパーライト組織が取り囲んでおり、火炎焼入れによ
って焼入れ組織が得やすいことを示している。
鉛鋳鉄材料組成としてＭｏ、Ｎｉを添加しているのに加
えて、鋳造時に切刃部に対応する部分の冷却促進をはか
って微細で緻密なパーライト組織（パーライト面積率９
２％）としたことによって、図２の顕微鏡写真による金
属組織からも明らかなように、球状黒鉛粒子の周囲を緻
密なパーライト組織が取り囲んでおり、火炎焼入れによ
って焼入れ組織が得やすいことを示している。
【００２５】これに対して、Ｍｏ、Ｎｉなどを添加して
いない従来の球状黒鉛鋳鉄材料による試験片Ｃは、図３
の顕微鏡写真の金属組織から明らかなように、球状黒鉛
粒子の回りをフェライト組織（白い部分）が取り囲み、
その外側にパーライト組織が存在する形となっているの
で、球状黒鉛の回りのフェライト組織のために火炎焼入
れを行っても均一な焼入れ組織が得られにくく、従って
硬度ムラが出やすいことを示している。
いない従来の球状黒鉛鋳鉄材料による試験片Ｃは、図３
の顕微鏡写真の金属組織から明らかなように、球状黒鉛
粒子の回りをフェライト組織（白い部分）が取り囲み、
その外側にパーライト組織が存在する形となっているの
で、球状黒鉛の回りのフェライト組織のために火炎焼入
れを行っても均一な焼入れ組織が得られにくく、従って
硬度ムラが出やすいことを示している。
【００２６】（２）火炎焼入れ試験：上記で得た鋳放し
状態の供試材Ａ、Ｂ、Ｃを用い、それぞれの上面周縁を
酸素−アセチレンバーナにて９５０〜１０００℃×２〜
３分急熱し、直後に空冷する火炎焼入れを行った。その
後、この焼入れ部分をエコーチップ硬さ試験機（Ｄ型シ
ョア硬さ試験機の改良型）にて複数個所の硬さを測定し
た。測定結果は、それらの最大値、最小値および平均値
を硬さ換算対照表によってロックウエルＣ硬さに換算し
て表２に示した。なお、比較として火炎焼入れ前の鋳放
し状態における各試料の硬度についても表２に示した。
また、火炎焼き入れ後の供試材Ａ、Ｃの金属組織の状態
を図４、５に夫々示した。
状態の供試材Ａ、Ｂ、Ｃを用い、それぞれの上面周縁を
酸素−アセチレンバーナにて９５０〜１０００℃×２〜
３分急熱し、直後に空冷する火炎焼入れを行った。その
後、この焼入れ部分をエコーチップ硬さ試験機（Ｄ型シ
ョア硬さ試験機の改良型）にて複数個所の硬さを測定し
た。測定結果は、それらの最大値、最小値および平均値
を硬さ換算対照表によってロックウエルＣ硬さに換算し
て表２に示した。なお、比較として火炎焼入れ前の鋳放
し状態における各試料の硬度についても表２に示した。
また、火炎焼き入れ後の供試材Ａ、Ｃの金属組織の状態
を図４、５に夫々示した。
【００２７】
【表２】
【００２８】表２に示すように、ＡおよびＢの本実施例
の試料よりなるものは、数点の測定にてその最大、最小
の幅が小さく、火炎焼入れ部分全体がほぼ均一で良好な
硬度を有していたのに対し、従来例Ｃのものは硬度のバ
ラツキが大きかった。
の試料よりなるものは、数点の測定にてその最大、最小
の幅が小さく、火炎焼入れ部分全体がほぼ均一で良好な
硬度を有していたのに対し、従来例Ｃのものは硬度のバ
ラツキが大きかった。
【００２９】また、火炎焼入れ後における供試材Ａ、Ｃ
の金属組織を見ると、本実施例に係る供試材Ａは、球状
黒鉛鋳鉄として従来の化学組成にＭｏ、Ｎｉおよび／ま
たはＣｕの元素を特定量加えたこと、さらに鋳造時に切
刃部近傍の冷却を促進せしめて該切刃部の組織を微細な
パーライト組織にしたこと、によって図４のように球状
黒鉛の周囲のパーライトがマルテンサイトに変化してい
ることが認められ、火炎焼入れが十分に行われたことを
示している。
の金属組織を見ると、本実施例に係る供試材Ａは、球状
黒鉛鋳鉄として従来の化学組成にＭｏ、Ｎｉおよび／ま
たはＣｕの元素を特定量加えたこと、さらに鋳造時に切
刃部近傍の冷却を促進せしめて該切刃部の組織を微細な
パーライト組織にしたこと、によって図４のように球状
黒鉛の周囲のパーライトがマルテンサイトに変化してい
ることが認められ、火炎焼入れが十分に行われたことを
示している。
【００３０】これに対して、供試材Ｃにあっては、図５
のように球状黒鉛の周囲にフェライト組織やパーライト
組織が混在して分布しており、火炎焼入れが十分でない
ことを示しているのである。
のように球状黒鉛の周囲にフェライト組織やパーライト
組織が混在して分布しており、火炎焼入れが十分でない
ことを示しているのである。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明は特定し
た化学成分を有する球状黒鉛鋳鉄材料を用いて、切刃部
または曲げ刃部を本体と一体に鋳造できるように造型し
た砂型鋳型にて、切刃部または曲げ刃部を含む金型を一
体に鋳造するとき、請求項記載のように、砂型鋳型の上
記切刃部または曲げ刃部面に所要径の吸引孔を所要間隔
に複数個穿孔した吸引管を、その吸引孔が上記切刃部ま
たは曲げ刃部に対応するように配置し、この吸引管の鋳
枠外方に引出した一方端を送風機に接続させた構成の冷
却手段を備えた鋳型内に上記材料の溶湯を鋳込んで金型
を鋳造する際に、溶湯の鋳込みと同時に送風機の吸引に
よって、鋳型の切刃部または曲げ刃部に対応する部分の
熱を速やかに吸引して該部分の冷却を促進せしめて該部
分の金型基地を微細なパーライト組織とすることによっ
て、得られた鋳造品の鋳放し状態での切刃部または曲げ
刃部に対する十分な火炎焼入れを可能とし、靱性、硬度
にすぐれた刃部とすることができて、金型本体に一体的
に刃部を設けたプレス用金型を得ることができるのであ
り、従来のプレス用金型のように金型本体と切刃部を別
個に作成してボルト等で取り付けて一体とする時のよう
な工数と手間を大幅に省くことが可能となり、コスト低
減にも大きく寄与するのである。
た化学成分を有する球状黒鉛鋳鉄材料を用いて、切刃部
または曲げ刃部を本体と一体に鋳造できるように造型し
た砂型鋳型にて、切刃部または曲げ刃部を含む金型を一
体に鋳造するとき、請求項記載のように、砂型鋳型の上
記切刃部または曲げ刃部面に所要径の吸引孔を所要間隔
に複数個穿孔した吸引管を、その吸引孔が上記切刃部ま
たは曲げ刃部に対応するように配置し、この吸引管の鋳
枠外方に引出した一方端を送風機に接続させた構成の冷
却手段を備えた鋳型内に上記材料の溶湯を鋳込んで金型
を鋳造する際に、溶湯の鋳込みと同時に送風機の吸引に
よって、鋳型の切刃部または曲げ刃部に対応する部分の
熱を速やかに吸引して該部分の冷却を促進せしめて該部
分の金型基地を微細なパーライト組織とすることによっ
て、得られた鋳造品の鋳放し状態での切刃部または曲げ
刃部に対する十分な火炎焼入れを可能とし、靱性、硬度
にすぐれた刃部とすることができて、金型本体に一体的
に刃部を設けたプレス用金型を得ることができるのであ
り、従来のプレス用金型のように金型本体と切刃部を別
個に作成してボルト等で取り付けて一体とする時のよう
な工数と手間を大幅に省くことが可能となり、コスト低
減にも大きく寄与するのである。
【図１】この発明の金型鋳造に用いる鋳型の構成を示す
説明図である。
説明図である。
【図２】この発明の方法で鋳造した試料の鋳放し状態の
金属組織を示す顕微鏡写真である。
金属組織を示す顕微鏡写真である。
【図３】従来の方法で鋳造した試料の鋳放し状態の金属
組織を示す顕微鏡写真である。
組織を示す顕微鏡写真である。
【図４】この発明の方法で鋳造した試料の鋳放し状態で
火炎焼入れした後の金属組織を示す顕微鏡写真である。
火炎焼入れした後の金属組織を示す顕微鏡写真である。
【図５】従来の方法で鋳造した試料の鋳放し状態で火炎
焼入れした後の金属組織を示す顕微鏡写真である。
焼入れした後の金属組織を示す顕微鏡写真である。
１ 鋳型 ２ 鋳型の切刃部構成部分 ３ 吸引管 ４ 吸引孔 ５ 鋳枠 ６ 送風機 ７ 鋳物砂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鷹島 弘 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 中出 英治 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 和気 久夫 兵庫県姫路市大津区勘兵衛町３丁目12 虹技株式会社 姫路東工場内 (72)発明者 松本 智汎 兵庫県姫路市大津区勘兵衛町３丁目12 虹技株式会社 姫路東工場内 (72)発明者 白山 啓二 兵庫県姫路市大津区勘兵衛町３丁目12 虹技株式会社 姫路東工場内 (56)参考文献 特開 昭63−18035（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−134723（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−9354（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−104841（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−145444（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−227567（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 37/04 B22C 5/00 C22C 33/08
Claims (4)
- 【請求項１】 切刃部または曲げ刃部を本体と一体に鋳
造できるように造型した砂型鋳型の上記切刃部または曲
げ刃部面側に、上記切刃部または曲げ刃部に対応するよ
うに冷却手段を配置した構成の鋳型内に、重量比でＣ
３．０〜４．０％、Ｓｉ １．４〜３．０％、Ｍｎ
０．１〜２．０％、Ｍｇ ０．０３〜０．１％、残部が
Ｆｅからなる組成に、さらにＭｏ ０．１〜０．５％、
Ｎｉ ０．１〜２．０％および／またはＣｕ ０．１〜
２．０％添加した成分の球状黒鉛鋳鉄溶湯を鋳込んで金
型を鋳造するに際し、上記鋳型の切刃部または曲げ刃部
に対応する部分の冷却を促進せしめ、該部分の金型基地
を微細なパーライト組織としたのち、鋳放し状態で該部
分を表面硬化焼入れして刃部を形成することを特徴とす
るプレス成形用一体金型の製造方法。 - 【請求項２】 上記金型鋳造において、上記冷却手段が
所要径の吸引孔を所要間隔に複数個穿孔した吸引管をそ
の吸引孔が上記切刃部または曲げ刃部に対応するように
配置し、この吸引管の鋳枠外方に引出した一方端を送風
機に接続させた構成であり、鋳型の切刃部または曲げ刃
部に対応する部分の冷却促進を、溶湯の鋳込みと同時に
上記送風機による吸引冷却により行うことを特徴とする
請求項１記載のプレス成形用一体金型の製造方法。 - 【請求項３】 鋳型の切刃部または曲げ刃部に対応する
部分に吸引冷却後の鋳放し状態で行う表面硬化焼入れが
火炎焼入れであることを特徴とする請求項１記載のプレ
ス成形用一体金型の製造方法。 - 【請求項４】 上記鋳型の切刃部または曲げ刃部に対応
する部分の吸引冷却によって、鋳放し状態での切刃部ま
たは曲げ刃部の金型基地をパーライト面積率８５〜９５
％、フェライト面積率５〜１５％の微細なパーライト組
織とすることを特徴とする請求項１記載のプレス成形用
一体金型の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7296206A JP3050368B2 (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | プレス成形用一体金型の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7296206A JP3050368B2 (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | プレス成形用一体金型の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09111395A JPH09111395A (ja) | 1997-04-28 |
| JP3050368B2 true JP3050368B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=17830551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7296206A Expired - Lifetime JP3050368B2 (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | プレス成形用一体金型の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3050368B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI118738B (fi) * | 2005-01-05 | 2008-02-29 | Metso Paper Inc | Pallografiittivalurauta ja menetelmä pallografiittivaluraudan valmistamiseksi lujuutta ja sitkeyttä vaativia koneenrakennusosia varten |
| DE202010006651U1 (de) * | 2010-05-10 | 2010-08-05 | Shw Casting Technologies Gmbh | Gusskörper |
| JP5649111B2 (ja) * | 2010-04-13 | 2015-01-07 | 株式会社キーレックス | 球状黒鉛鋳鉄からなるプレス成形用金型及びその製造方法 |
| KR102076368B1 (ko) * | 2013-01-23 | 2020-02-12 | 두산인프라코어 주식회사 | 고강도 편상 흑연 주철 및 이의 제조방법, 상기 주철을 포함하는 내연기관용 엔진바디 |
| CN103911543B (zh) * | 2014-04-02 | 2016-03-02 | 常熟市红洲模具有限公司 | 一种铜镍铸铁模具材料 |
-
1995
- 1995-10-18 JP JP7296206A patent/JP3050368B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09111395A (ja) | 1997-04-28 |
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