JP3855613B2 - マグネシウム合金用成形金型への離型剤の付着方法及び成形金型 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は，マグネシウム合金成形に用いる各種成形金型に対する離型剤の付着方法及び成形金型に関する。
【０００２】
【従来技術】
マグネシウム合金を成形金型を用いて成形するにあたり，成形金型の成形面やマグネシウム合金の溶湯を供給する材料供給路等，成形金型におけるマグネシウム合金と接する材料接触面に対し予め離型剤を塗布し，型開き後の成形品取り出しを容易としている。
従来は，図６に示すごとく，成形金型９を完全に開いた状態で，材料接触面９００を露出させ，固定型９１及び可動型９２の間から離型剤原液を水で希釈したものを直接スプレー９３で吹きつけることで，離型剤９３０の塗布を行なっていた。
【０００３】
【解決しようとする課題】
従来方法では，離型剤塗布により，材料接触面９００に離型剤９３０による潤滑皮膜９３１が形成されると共に成形金型９が冷却されてしまう。アルミニウム合金成形の場合は成形金型のオーバーヒートを防止できるため，上記従来方法は適している。
しかしながら，アルミニウム合金に比べ熱容量の小さいマグネシウム合金を成形する場合は成形金型９が過冷却されるため，マグネシウム合金溶湯の湯まわり性を悪化させ，成形品の外観品質の低下，成形品不良率の増加が生じる。
【０００４】
また，離型剤をむらなく材料接触面９００に対しスプレーするには相応の時間が必要である。また，離型剤９３０の吹き残りを乾燥させるためのエアブローの作業が必要である。このように，離型剤９３０をスプレーする方法は作業に時間がかかるため，成形のサイクルタイムを長くする要因にもなっている。
また，離型剤９３０をスプレーする際に成形金型９の外部への飛散９３５やたれ落ち等が発生し，作業環境の悪化も発生する。
【０００５】
また，図６に示すように，材料接触面９００でない，固定型９１と可動型９２との分割面９０１に離型剤が付着する問題もあった。
特に分割面９０１に離型剤が付着すると，成形時に発生するバリ等が付き，固定型９１と可動型９２との型締めが甘くなり，成形に支障が生じることもある。
【０００６】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，成形金型の過冷却を防ぎ，成形のサイクルタイムを短縮し，作業環境の悪化を防止できるマグネシウム合金用成形金型への離型剤の付着方法及び成形金型を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題の解決手段】
請求項１に記載の発明は，固定型（１１）と可動型（１２）と，前記固定型と前記可動型により形成される成形キャビティ（１０）と，前記成形キャビティに材料を供給する材料供給路（１９）とを有し，前記材料供給路（１９）の入口に設けられ，前記入口に対し，前進，後退する射出ノズル（２０）よりマグネシウム合金の溶湯を射出して成形品を成形するマグネシウム合金用成形金型において，
前記固定型（１１）と前記可動型（１２）とを型締め状態とするとともに，前記射出ノズル（２０）を前進させた状態で，
前記成形キャビティ（１０）の材料接触面（１０１，１０２）に対し、水分を含まない離型剤を付着させ、続いて溶湯を射出して上記成形キャビティ内に充填し、充填後射出ノズルを後退させることを特徴とするマグネシウム合金用成形金型への離型剤の付着方法にある。
【０００９】
次に，本発明の作用につき説明する。
成形品離型可能間隔とは，成形後に型開きして成形品を取りだすことができるもっとも狭い間隔のことで，各金型について一意に定まる。
本発明においては，上記の型締め状態において射出ノズルを前進させて離型剤を付着させることで，離型剤を付着させる必要のない固定型及び可動型の分割面等に対する離型剤付着を防止，または少なくできる。また，固定型及び可動型の外部への離型剤の飛散を防止，または少なくできる。
【００１０】
このように本発明にかかる方法では離型剤が無駄に使われず，離型剤を希釈する水分をなくして原液そのものを使用することができる。
そのため，成形金型への離型剤付着にともなう温度低下を防止でき，熱容量の小さいマグネシウム合金に対する優れた湯まわり性を確保することができる。また，湯まわり性向上から，成形品の外観品質を高め，不良率を減らすことができる。
【００１１】
また，上記の状態で離型剤を塗布しているため，成形金型外への飛散やたれ落ち等が発生し難く，作業環境の悪化も生じ難い。成形金型が大きく開いた状態にないため，離型剤が材料接触面以外に付着し難い。
従って，離型剤付着に要する時間も短くて済み，付着させた離型剤乾燥のためのエアブロー等の所要時間も同様に短くて済む。よって，成形のサイクルタイムを短縮できる。
【００１２】
以上，本発明によれば，成形金型の過冷却を防ぎ，成形のサイクルタイムを短縮し，作業環境の悪化を防止できるマグネシウム合金用成形金型への離型剤の付着方法を提供することができる。
【００１３】
本発明はマグネシウム合金を成形する各種の成形金型に適用することができる。例えば，マグネシウムチクソモールディングに使用する成形金型や，マグネシウムダイカストに用いる成形金型である。
また，成形金型の構成についても特に種類等選ぶことなく適用できる。実施形態例では一つの可動型，一つの固定型で構成された成形金型について記載したが，それぞれが２つ以上の部分型からなるような場合も本発明を適用できる。
【００１４】
また，離型剤の種類も特に選択することなく本発明を適用できる。
例えば，離型剤として油性潤滑剤を用いることができる。
【００１５】
また，上記材料接触面とは，成形にあたりマグネシウム合金の溶湯が接する部分である。この面には成形品表面を形成する部分の他，溶湯等を導入する材料供給路等も含まれる。
また，上記溶湯は完全に溶融した状態にある場合，半溶融の状態にある場合とがある。
【００１６】
上記離型剤の具体的な付着方法としては，離型剤をスプレーで吹きつけて付着させる方法が挙げられる。この場合，単に吹きつけて付着させる方法と，外部から吸引しつつ吹きつけてやる方法とが考えられる。
その他，吸引のみで付着させる方法もある。
また，離型剤の吹きつけにノズル等を用いる場合，このノズルは成形金型において，固定型と可動型との材料接触面と対面する位置に設けることが好ましい。
【００１７】
なお，上記固定型と上記可動型とを型締めした状態となし，この状態で上記固定型及び上記可動型における材料接触面に対し離型剤を付着させる方法もある。
この場合には，確実に金型外への飛散やたれ落ちを防止して，作業環境の悪化を防止することができる。更に，確実に離型剤が材料接触面以外の箇所に付着することが防止できる。
また，離型剤の使用量を最小限にできる。
【００１８】
次に，請求項２に記載の発明のように，上記固定型と上記可動型との少なくともいずれか一方には，上記材料接触面に連通する離型剤供給路が設けてあり，該離型剤供給路より上記離型剤を材料接触面に対し供給することが好ましい。
これにより，確実に金型外への飛散やたれ落ちを防止して，作業環境の悪化を防止することができる。更に，確実に離型剤が材料接触面以外の箇所に付着することが防止できる。
また，離型剤の使用量を最小限にできる。
【００１９】
次に，請求項３に記載の発明のように，上記離型剤供給路には遮断機構が設けてあり，上記遮断機構を開放して上記供給口より上記離型剤を供給し，上記遮断機構を閉鎖してマグネシウム合金の成形を行なうことが好ましい。
これにより，成形中にマグネシウム合金の溶湯等が離型剤供給路に侵入することを防止できる。
上記遮断機構としては，例えば弁やシャッター等を用いることもできるし，遮断ピンを用いることもできる（実施形態例参照）。
【００２０】
次に，少なくとも固定型と可動型とよりなるマグネシウム合金用成形金型であって，上記固定型と上記可動型との少なくともいずれか一方には，上記固定型及び上記可動型における材料接触面に連通する離型剤供給路が設けてあると共に，上記固定型と上記可動型とを少しだけ開いた状態で支承可能とする支承機構が設けてあることを特徴とするマグネシウム合金用成形金型がある。
【００２１】
離型剤供給路から離型剤を供給するため，材料接触面以外に対する離型剤付着を防止できる。また，固定型及び可動型を少しだけ開いた状態で支承しているため，成形金型外部への離型剤の飛散を防止，または低減できる。
【００２２】
従って，上記成形金型を用いることで，離型剤が無駄に使われず，離型剤を希釈する水分をなくして原液そのものを使用することができる。
そのため，成形金型への離型剤付着にともなう温度低下を防止でき，熱容量の小さいマグネシウム合金に対する優れた湯まわり性が確保された成形金型を得ることができる。また，湯まわり性向上から，成形品の外観品質を高め，不良率を減らすことができる。
【００２３】
更に，固定型と可動型とを少しだけ開いた状態で離型剤を塗布しているため，成形金型外への飛散やたれ落ち等が発生し難く，作業環境の悪化も生じ難い。成形金型が大きく開いた状態にないため，離型剤が材料接触面以外に付着し難い。
従って，離型剤付着に要する時間も短くて済み，付着させた離型剤乾燥のためのエアブロー等の所要時間も同様に短くて済む。よって，成形のサイクルタイムを短縮できる。
【００２４】
以上，本発明によれば，成形金型の過冷却を防ぎ，成形のサイクルタイムを短縮し，作業環境の悪化を防止できるマグネシウム合金用成形金型を提供することができる。
【００２５】
上記支承機構は，成形に伴って行われる成形金型の型締め，型開きにおいて使用される成形金型の駆動機構と兼用させることができる。
また，支障機構や駆動機構としては，油圧式のものの他，電動式のものを使用することができる。
【００２６】
次に，上記離型剤供給路には，上記離型剤を上記材料接触面に対し供給する際には開放され，マグネシウム合金成形時には閉鎖されるよう構成された遮断機構が設けてあることが好ましい。
マグネシウム合金成形にあたり溶湯を金型に供給する際，この遮断機構によって，溶湯が離型剤供給路への侵入を防止できる。
上記遮断機構としては，開閉弁，開閉シャッター等の他，実施形態例に示すような上記離型剤供給路に前進後退可能に挿入配置された遮断ピンを用いることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
実施形態例
本発明の実施形態例にかかるマグネシウム合金用成形金型，及びこの成形金型に対する離型剤の付着方法につき，図１〜図５を用いて説明する。
図１に示すごとく，本例の成形金型１は，固定型１１と可動型１２とよりなるマグネシウム合金用の成形金型１である。上記固定型１１には材料接触面１０９に連通する離型剤供給路１３が設けてある。
【００２８】
この成形金型１でマグネシウム合金の溶湯を導入するに先だって，上記固定型１１の材料接触面１０１と上記可動型１２の材料接触面１０２とを成形品離型可能な間隔未満に対面配置した状態とする。この状態で上記材料接触面１０１，１０２等に離型剤を付着させる。離型剤は上記離型剤供給路１３から供給される。
なお，本例においては，図３（ａ）に示すごとく，特に成形金型１を型締めした状態で離型剤の付着を行なう。
【００２９】
以下，詳細に説明する。
本例にて使用する成形金型１について説明すると，図１に示すごとく，固定型１１と可動型１２とよりなり，両者を型締めすることにより，マグネシウム合金を成形するための成形キャビティ１０が構成される。また，成形キャビティ１０と面する壁面は材料接触面１０１，１０２を形成する。
また，図１にかかる符号１０４は成形金型１を型締めした際に固定型１１と可動型１２とが直に当接する分割面である。
【００３０】
また，上記可動型１２に対し図示を略した電動式の金型駆動機構が設けてあり，上記固定型１１に対し図２，図５に示す矢線方向に対し前進及び後退可能となるよう構成されている。
【００３１】
上記固定型１１には上記成形キャビティ１０と連通する材料供給路１９が設けてある。この材料供給路１９は固定型１１の外部に設けた射出装置（図示略）から射出シリンダ２１が接続され，該射出シリンダ２１を通じて射出ノズル２０が導入される。そして，上記射出ノズル２０からマグネシウム合金の溶湯が成形キャビティ１０内に供給される（図４参照）。
この材料供給路１９と対面する壁面は前述した成形キャビティ１０の壁面と共に材料接触面１０９を形成する。
【００３２】
上記固定型１１における材料供給路１９に対し，固定型１１の外部と連通した離型剤供給路１３が連通形成されている。
この離型剤供給路１３は，固定型１１の外壁面から材料供給路１９に対し図面の斜方向に延びたＡ部と，材料供給路１９に対し図面の垂直方向に伸びたＢ部とより形成され，Ａ部とＢ部との境界は曲折部１３０となっている。
この曲折部１３０に対し，固定型１１の外壁面から延設形成された遮断ピン挿入穴１４０が設けてあり，この穴１４０に対し遮断ピン１４が前進，後退可能（図３〜図５参照）に挿通されている。
遮断ピン１４が最大に前進した場合，遮断ピン１４の先端が材料接触面１０９に達して，Ａ部が遮断され，Ｂ部が閉塞される。
【００３３】
次に，上記成形金型１を用いたマグネシウム合金の成形について説明する。
本例にかかる成形金型１を用いた成形のプロセスを時系列に列挙すると，（１）成形金型１の型締め，（２）射出ノズル２０前進，（３）溶湯射出，（４）成形キャビティ１０の充填完了，（５）溶湯固化，（６）射出ノズル２０後退，（７）成形金型１の型開き，（８）成形品３取出しである。
上記（１）〜（８）が成形の１サイクルとなる。
【００３４】
図２に示すごとく，可動型１２を固定型１１に対し当接させて，成形金型１を型締めする。
続いて，図３（ａ）に示すごとく，射出ノズル２０を材料供給路１９の入り口となるＭの位置まで前進させ，材料供給路１９を封止する。
続いて，離型剤供給路１３に対し離型剤３１の噴射ノズル（図示略）を導入，噴射ノズル，離型剤供給路１３を通じて成形キャビティ１０及び材料供給路１９の壁面よりなる材料接触面１０１，１０２，１０９に対し離型剤３１を噴射する。図３（ｂ）に示すごとく，この噴射により材料接触面１０１，１０２，１０９に離型剤３１の潤滑被膜３２が形成された。
【００３５】
この時用いた離型剤３１は，油性離型剤で，薄めずに原液のままで使用した。また，噴射の圧力は０．４ＭＰａ，噴射は５秒間，離型剤の使用量は０．５ｃｃ／ショットで行なった。
所定時間の噴射を終えた後，噴射ノズルを成形金型１の外部へと後退させると共に，図４に示すごとく，遮断ピン１４を前進させ，Ａ部を遮断する。
【００３６】
ところで，射出ノズル２０を上記Ｍの位置まで前進させた後，実際に溶湯射出を行なうまでに，ノズル先端の固化したプラグをリリースしやすくするためにタイムラグを設ける。
上記離型剤３１の噴射はこのタイムラグ内に行なった。
【００３７】
続いて，図４に示すごとく，上記射出ノズル２０からマグネシウム合金の溶湯３３を射出，成形キャビティ１０内を必要量の溶湯で充填する。
充填後，成形金型１を冷却し，溶湯を固化させ，射出ノズル２０を後退させる。
そして，図５に示すごとく，金型駆動機構により可動型１２を固定型１１より離脱させ，型開きを行なう。そして，マグネシウム合金成形品３を取出す。
その後，図２に示すごとく，再び型締めをして，次の成形のサイクルに入る。
【００３８】
次に本例の作用効果について説明する。
本例においては，型締めした状態で固定型１１と可動型１２とを配置し，固定型１１に設けた離型剤供給路１３から成形キャビティ１０及び材料供給路１９の壁面よりなる材料接触面１０１，１０２，１０９に対し離型剤３１を噴射する。
型締めが行われた後に離型剤３１をスプレーしているため，固定型１１及び可動型１２の分割面１０４は既に当接状態にあって，ここに離型剤が付着することはない。また，型締めされているため，成形キャビティ１０や材料供給路１９は外部と切り離され閉塞された状態にある。従って，余計な箇所への離型剤３１の付着や外部への離型剤３１の飛散を防止できる。
【００３９】
従って，本例にかかる方法では離型剤３１が無駄に使われず，離型剤３１を希釈する水分をなくして原液そのものを使用することができる。
そのため，成形金型１への離型剤付着にともなう温度低下を防止でき，熱容量の小さいマグネシウム合金に対する優れた湯まわり性を確保することができる。また，湯まわり性向上から，成形品３の外観品質を高め，不良率を減らすことができる。
【００４０】
更に，型締めした状態で離型剤３１を塗布しているため，成形金型１外への飛散やたれ落ち等が発生し難く，作業環境の悪化も生じ難い。成形金型１が大きく開いた状態にないため，離型剤３１が材料接触面１０１，１０２，１０９以外に付着することも生じ難い。
従って，離型剤３１付着に要する時間も短くて済み，付着させた離型剤３１の乾燥時間も同様に短くて済む。
【００４１】
更に，本例では離型剤３１の付着を独立した工程として設けずに，射出ノズル２前進後，実際に溶湯射出を行なうまでのタイムラグ内に行なっている。このため，成形のサイクルタイムを短縮できる。
従来は，図６に示すごとく，型開きして成形品を取出した後，改めて成形金型９をより大きく開いた状態となし，その上で離型剤９３０を材料供給面９００にスプレーし，その後，再び型締めして，次の成形サイクルに入っていた。
【００４２】
ここに次のような試験を行なって，従来方法と本例とを比較する。
本例にかかる離型剤供給路を設けた成形金型を準備し，上述した方法でマグネシウム合金の成形を行なった。
これに対し同金型で離型剤供給路を使用せず，従来の，型開きして成形品を取出し，離型剤をスプレー，その後型締め，という方法でマグネシウム合金の成形を行なった。
【００４３】
その結果，本例にかかる方法は１サイクルタイムが２９秒であった。従来方法は１サイクルタイムに４４秒必要であった。
本例と従来方法との差の１５秒は，成形金型を大きく開いた状態で離型剤をスプレーするに要した時間である。
本例は射出ノズル２前進後から溶湯の射出を行なうまでのタイムラグ内に離型剤をスプレーしているため，独立した離型剤付着工程が必要ない。
このように，本例によれば大きくサイクルタイムを短縮できて，成形所要時間を短くすることができる。
【００４４】
以上，本例によれば，成形金型の過冷却を防ぎ，成形のサイクルタイムを短縮し，作業環境の悪化を防止できるマグネシウム合金用成形金型への離型剤の付着方法及び成形金型を提供することができる。
【００４５】
なお，本例では完全に型締めしてから離型剤の付着を行なったが，型を少しだけ開いた状態で離型剤を付着させることもできるし，可動型と固定型との間の隙間から離型剤の噴射することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例における，成形金型の説明図。
【図２】実施形態例における，成形金型を型締めした状態の説明図。
【図３】実施形態例における，（ａ）型締めした成形金型の材料接触面に対し離型剤を付着させる状態の説明図，（ｂ）材料接触面に形成された潤滑被膜の説明図。
【図４】実施形態例における，成形キャビティに射出ノズルから溶湯を射出する状態の説明図。
【図５】実施形態例における，型開きして成形品を取出す状態の説明図。
【図６】実施形態例における，従来方法での離型剤の付着についての説明図。
【符号の説明】
１．．．成形金型，
１０．．．成形キャビティ，
１０１，１０２，１０９．．．材料接触面，
１３．．．離型剤供給路，
３．．．成形品，
３１．．．離型剤，

Claims (3)

1. 固定型（１１）と可動型（１２）と，前記固定型と前記可動型により形成される成形キャビティ（１０）と，前記成形キャビティに材料を供給する材料供給路（１９）とを有し，前記材料供給路（１９）の入口に設けられ，前記入口に対し，前進，後退する射出ノズル（２０）よりマグネシウム合金の溶湯を射出して成形品を成形するマグネシウム合金用成形金型において，
   前記固定型（１１）と前記可動型（１２）とを型締め状態とするとともに，前記射出ノズル（２０）を前進させた状態で，
   前記成形キャビティ（１０）の材料接触面（１０１，１０２）に対し、水分を含まない離型剤を付着させ、続いて溶湯を射出して上記成形キャビティ内に充填し、充填後射出ノズルを後退させることを特徴とするマグネシウム合金用成形金型への離型剤の付着方法。
2. 請求項１において，上記固定型と上記可動型との少なくともいずれか一方には，上記材料接触面に連通する離型剤供給路が設けてあり，該離型剤供給路より上記離型剤を材料接触面に対し供給することを特徴とするマグネシウム合金用成形金型への離型剤の付着方法。
3. 請求項２において，上記離型剤供給路には遮断機構が設けてあり，上記遮断機構を開放して上記供給口より上記離型剤を供給し，上記遮断機構を閉鎖してマグネシウム合金の成形を行なうことを特徴とする離型剤の付着方法。

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