JP4706948B2 - Surface treatment method for light alloy castings - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として軽合金鋳造製品の表面処理方法に関し、特に、ショットブラスト加工とエアブラスト加工を組み合わせて表面の欠陥を効率よく補修するための工程を含む表面処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
回転羽根車で加速したショットを作用させて鋳物製品の表面に付着した酸化皮膜や離型剤を除去する表面処理方法は汎用的に使用されている。回転羽根車でショットを加速する所謂ショットブラスト装置は、多量のショットを広い範囲に作用させることができて、大きな鋳造製品や多量の鋳造製品の表面処理を効率よく行うことができる反面、狭い部分を集中的にブラスティングすることはできない。ショットブラスト装置の投射密度はバケットの速度を調節することにより設定できるが、一般的に意図的に設定を変更することはなく、あまり高くない投射密度に設定されている初期設定のままで使用され、そのような設定では被加工物品の表面は梨地状に仕上がる。
【0003】
圧搾空気で加速したショットを作用させて鋳造製品表面に生じた欠陥を補修する表面処理方法は汎用的に使用されている。圧搾空気でショットを加速する所謂エアブラスト装置は、ショットを高密度に狭い範囲に作用させることができて、欠陥の補修などの狭い部分の表面処理を集中的に行うことができる反面、大きな鋳造製品や多量の鋳造製品の表面処理を効率よくブラスティングすることはできない。エアブラスト装置の投射密度はミキシングバルブにより設定できるが、一般的に意図的に設定を変更することはなく、比較的高い投射密度に設定されている初期設定のままで使用され、そのような設定では被加工物品の表面は部分的に硬化し、光沢のある状態に仕上がる。
【0004】
軽合金鋳造製品を鉄系合金製ショットにより表面処理をすると表面が黒っぽく変色して商品価値を下げることがある。また、アルミニウム系合金製ショットにより表面処理をすると粉塵爆発事故を誘発しやすい。このような理由から、本発明者等は亜鉛合金製ショット(特許第2887228号)を開発し、提供している。亜鉛または亜鉛合金製ショットはショットブラスト装置またはエアブラスト装置による軽合金鋳造製品の表面処理に汎用的に使用されている。
【0005】
【本発明が解決しようとする課題】
従来、脱型した軽合金鋳造製品の表面処理は、ショットブラスト装置により亜鉛または亜鉛合金製のショットを作用させて表面の異物を除去し、次いで表面の欠陥を検査し、表面に欠陥が発見された軽合金鋳造製品に対しては、砥粒入ブラシまたはグラインダーにより欠陥部を削り取って補修し、再びショットブラスト装置によりブラスティングして補修部分を含む全体を均一な梨地状にしていた。
【0006】
しかしながら、高価な砥粒入ブラシの利用や熟練工が手作業によって行うグラインディング作業は納期を遅らせ、表面処理のコストを押し上げていた。さらに、補修部分を目立たなくするために全体的にブラスティングする工程は、不要な部分へのブラスティングが多くて、表面処理の効率を低下させていた。
【0007】
エアブラスト装置によって補修を行うとすれば、熟練工によらなくても、比較的短時間に補修ができるが、前期のように補修部分のみが光沢のある表面状態となって全体の美観を損なう問題があった。さらに、補修部分を目立たなくするために全体的なブラスティングを行うとしても、前記のように、補修部分の表面が硬化してブラスティングの効果が発現し難いから、長時間のブラスティングが必要となって、効率的な表面処理を行うことは難しかった。
【0008】
本発明はかかる課題を解決するために成されたものであり、その目的は、軽合金鋳造製品の表面処理方法であって、高価な砥粒入ブラシや熟練工によるグラインディング作業を省いて効率のよいブラスティングにより欠陥を補修し、さらに、補修部分を目立たなくするための全体的なブラスティングを省くことを可能とする新しい、効率的な表面処理方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために成された本発明の軽合金鋳造製品の表面処理方法は次の3段階の特徴的な工程を含む。
【0010】
第1の工程においては、脱型した軽合金鋳造製品に硬さがHv50〜60で平均粒径が0.4mm〜2.0mmである亜鉛または亜鉛合金製のショットを回転羽根車により加速して毎分500g/cm2以上の投射密度で作用させて表面の異物を除去する。
【0011】
既に説明したように、回転羽根車によりショットを加速して作用させる所謂ショットブラスト装置は大きな鋳造製品や多量の鋳造製品の全面を一度に、効率よくブラスティングするのに効果を発揮する。使用するショットは、対象とする軽合金鋳造製品の黒ずみを防止し、粉塵爆発事故の誘発を抑制するために亜鉛または亜鉛合金製ショットを使用する。ブラスティングによるショットの損耗を少なくするために、ショットの硬さはHv50〜60とする。さらに、効率よく酸化皮膜などの表面異物を除去するために平均粒径が0.4mm以上であって、表面を均一な梨地状に仕上げるために平均粒径が2.0mm以下の範囲であるショットを使用する。
【0012】
また、後で詳しく説明するように、汎用的なエアブラスト装置により安定的に実現可能である投射密度である毎分500g/cm2以上の投射密度とする。投射密度とは、1分間に投射するショットの重量を投射面積で除して得た値をいう。
【0013】
第2の工程においては、表面の欠陥を検査する。注意深く鋳造された軽合金鋳造製品の欠陥は、冷却段階で生じる収縮によるクラック状の浅い傷で、美観を損ねる理由により不良品と選別されるものである。従って、画像処理による自動選別装置を導入する余地はあるが、目視により選別すれば十分である。欠陥の発見されなかった製品は表面処理工程を終了し、必要に応じて、他の部品を組み付けるための組立工程などへ送る。欠陥の発見された製品は欠陥を補修するための次の工程へ送る。
【0014】
第3の工程においては、欠陥部に第1の工程と同じショットを同じ投射密度で作用させて前の工程において欠陥が発見された軽合金鋳造製品の欠陥の補修を行う。汎用的なエアブラスト装置は、投射密度が1700g/cm2程度となるように初期設定されているので、そのままブラスティングすれば、補修部分が光沢のある表面状態となって、補修部分が目立ってしまうことは先に説明した。第1の工程と同じショットを同じ投射密度で作用させるから補修部分が他の部分と同じ梨地状に仕上がり、再度全体をブラスティングして補修部分を目立たせなくする工程を省くことができるのである。なお、汎用的なエアブラスト装置において投射密度を500g/cm2未満に制御しようとすれば噴射が不安定になって均一なブラスティングが難しくなるから、第1の工程において500g/cm2以上の投射密度としなくてはならない。
【0015】
また、欠陥部を効率的に押し潰して補修するためには、ショットを加速する圧搾空気の圧力は0.4MPa以上としなくてはならず、ショットの損耗を抑制するために0.5MPa以下としなくてはならない。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【0017】
図中符号1は第1の工程を担うショットブラスト装置、符号2は第2の工程を担う目視検査ブース、符号3は第3の工程を担うエアブラスト装置である。ショットブラスト装置1はバケット1aにより加工室下方に溜まったショットをすくい上げて、回転羽根車1cに供給するよう構成されている。投射密度はバケット1aの速度を調節することにより変えることができる。使用したショットブラスト装置(新東ブレーター株式会社製製品記号DZB)の投射面積は100cm2である。本実施例では投射密度を700g/cm2とするために、バケット1aの速度を調節して毎分70kgのショットを供給するように設定した。ショットは平均粒径0.8mmである銅を微量含む亜鉛合金製ショット(新東ブレーター株式会社製製品記号AZ8)を選定した。
【0018】
第1の工程では、脱型したアルミ合金鋳造製品である直径6cm、長さ30cmのオートバイ用ショックアブソーバケースW(以下単にワークという)を回転ハンガー1dに吊るし、回転羽根車1cにより加速したショットを2分間作用させる。その結果、ワークW表面の酸化皮膜や離型剤などの異物は完全に除去され、ワークWの表面は梨地状に仕上がった。
【0019】
第2の工程では、第1の工程を終えたワークWを目視検査ブース2に移動し、目視検査により欠陥の有無を調べる。その結果、表面処理した30本のワークWのうち6本に欠陥が発見された。欠陥の発見されなかった24本のワークWは表面処理工程を終了し、次の組立工程に搬送する。欠陥の発見された6本のワークWは、欠陥部分に油性マジックで印をつけて、表面処理の次の工程である第3の工程に搬送して欠陥を補修する。
【0020】
エアブラスト装置3は加圧タンク3aから噴射ノズル3bへ供給されるショットの量をミキシングバルブ3cにより調節するように構成されている。投射密度はミキシングバルブ3cを調節することにより変えることができる。使用したエアブラスト装置(新東ブレーター株式会社製製品記号AB)の投射面積は12cm2である。本実施例では投射密度を第1の工程と同じである700g/cm2とするために、ミキシングバルブ3cを調節して毎分8.4kgのショットを供給するように設定した。ショットは第1の工程で選定したものと同じもの(新東ブレーター株式会社製製品記号AZ8)を選定した。
【0021】
第3の工程では、欠陥が発見されたワークWを手で保持し、印を付けた欠陥部分Kに、欠陥の大きさに応じて、10秒〜30秒間圧搾空気で加速させたショットを作用させる。その結果、欠陥部は良好に押し潰されて欠陥を消失させることができた。さらに、第1の工程と同じショットを同じ投射密度で作用させたので、補修部は梨地状に仕上がって、補修した痕跡を目立たなくするための再度の全体的なブラスティングは必要ない。補修した6本ワークは表面処理工程を終了し、次の組立工程に搬送する。
【0022】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【0023】
脱型した軽合金鋳造製品に硬さがHv50〜60で平均粒径が0.4mm〜2.0mmである亜鉛または亜鉛合金製のショットを回転羽根車により加速して毎分500g/cm2以上の投射密度で作用させて表面の異物を除去する第1の工程を設けたから、効率的に酸化皮膜などの異物を除去することができると共に、効率的な補修工程である第3の工程を可能とする。
【0024】
表面の欠陥を検査するための第2の工程と、表面に欠陥が発見された軽合金鋳造製品に対して欠陥部に第1の工程と同じショットを圧力が0.4MPa〜0.5MPaの圧搾空気により加速して同じ投射密度で作用させて欠陥を補修する第3の工程を設けたから、表面に欠陥を生じた鋳造製品を含むとしても、それを不良品として破棄するのではなく、効率的に補修して製造工程の歩留まりを高めることができる。
【0025】
さらに、補修は第1の工程と同じショットを使用するから、補修のために高価な砥粒入ブラシを用意する必要がなく、形状転写性能の低いエアブラスト装置による補修を可能としたからグラインディング作業のように熟練工を必要としない。さらに、補修部分を目立たなくするために行われてきた全体的なブラスティングを省くことができるから、大幅に製造コストを低減させることが可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の表面処理工程を説明するための概念図である。
【符号の説明】
1 ショットブラスト装置(第1の工程)
1a バケット
1b 加工室
1c 回転羽根車
1d 回転ハンガー
2 目視検査ブース(第2の工程)
3 エアブラスト装置(第3の工程)
3a 加圧タンク
3b 噴射ノズル
3c ミキシングバルブ
W ワーク
K 欠陥[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention mainly relates to a surface treatment method for a light alloy casting product, and more particularly to a surface treatment method including a step for efficiently repairing surface defects by combining shot blasting and air blasting.
[0002]
[Prior art]
A surface treatment method for removing an oxide film and a release agent attached to the surface of a casting product by applying a shot accelerated by a rotary impeller is widely used. A so-called shot blasting device that accelerates shots with a rotating impeller can act on a large amount of shots over a wide range, and can efficiently perform surface treatment of large cast products and large amounts of cast products, but narrow portions Cannot be blasted intensively. The shot blasting device's projection density can be set by adjusting the bucket speed, but generally does not intentionally change the setting and is used with the default setting set to a projection density that is not too high. In such a setting, the surface of the workpiece is finished in a satin finish.
[0003]
A surface treatment method for repairing a defect generated on the surface of a cast product by applying a shot accelerated with compressed air is widely used. The so-called air blasting device that accelerates shots with compressed air can apply shots to a narrow area with high density and can concentrate surface treatment of narrow parts such as defect repairs, but large castings. The surface treatment of products and large quantities of cast products cannot be blasted efficiently. The projection density of the air blast device can be set by a mixing valve, but generally the setting is not intentionally changed, and it is used with the initial setting set to a relatively high projection density. Then, the surface of the workpiece is partially cured and finished in a glossy state.
[0004]
If a light alloy cast product is surface-treated with an iron alloy shot, the surface may turn dark and the product value may be reduced. Further, if the surface treatment is performed with an aluminum alloy shot, a dust explosion accident is likely to occur. For these reasons, the present inventors have developed and provided a zinc alloy shot (Japanese Patent No. 2887228). Zinc or zinc alloy shots are widely used for surface treatment of light alloy casting products by shot blasting equipment or air blasting equipment.
[0005]
[Problems to be solved by the present invention]
Conventionally, the surface treatment of a light alloy casting product that has been removed from the mold is performed by removing shots from the surface by applying a shot made of zinc or zinc alloy using a shot blasting device, and then inspecting the surface for defects. For light alloy cast products, the defective portion was scraped and repaired with an abrasive brush or grinder, and blasting was performed again with a shot blasting device to make the entire surface including the repaired portion uniform.
[0006]
However, the use of expensive abrasive brushes and the grinding work performed manually by skilled workers have delayed delivery and increased the cost of surface treatment. Furthermore, the entire blasting process for making the repaired portion inconspicuous involves many blasting to unnecessary portions, which reduces the efficiency of the surface treatment.
[0007]
If repair is performed with an air blasting device, repair can be done in a relatively short time without using a skilled worker, but only the repaired part has a glossy surface state as in the previous period, which impairs the overall aesthetics. was there. Furthermore, even if the entire blasting is performed to make the repaired part inconspicuous, as described above, the surface of the repaired part is hardened and the blasting effect is difficult to be exhibited. Thus, it has been difficult to perform efficient surface treatment.
[0008]
The present invention has been made in order to solve such problems, and its object is a surface treatment method for light alloy casting products, which eliminates the need for expensive abrasive-filled brushes and grinding work by skilled workers. It is an object of the present invention to provide a new and efficient surface treatment method capable of repairing a defect by good blasting and further omitting an overall blasting for making a repaired portion inconspicuous.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The surface treatment method for a light alloy casting product of the present invention, which has been made to solve the above problems, includes the following three characteristic steps.
[0010]
In the first step, a shot made of zinc or zinc alloy having a hardness of Hv 50 to 60 and an average particle diameter of 0.4 mm to 2.0 mm is accelerated by a rotating impeller on the demolded light alloy cast product. It acts at a projection density of 500 g / cm 2 or more per minute to remove foreign matter on the surface.
[0011]
As already described, a so-called shot blasting apparatus that accelerates and acts on a shot by a rotating impeller is effective in efficiently blasting the entire surface of a large cast product or a large amount of cast product at a time. The shot to be used is a shot made of zinc or zinc alloy in order to prevent darkening of the target light alloy casting product and suppress the induction of dust explosion accidents. In order to reduce shot wear due to blasting, the hardness of the shot is Hv 50-60. Furthermore, shots having an average particle diameter of 0.4 mm or more in order to efficiently remove surface foreign matters such as oxide films, and an average particle diameter in the range of 2.0 mm or less in order to finish the surface into a uniform satin finish Is used.
[0012]
Further, as will be described in detail later, the projection density is 500 g / cm 2 or more per minute, which is a projection density that can be stably realized by a general-purpose air blast device. A projection density is a value obtained by dividing the projecting reflecting surface product the weight of the shot to be projected in one minute.
[0013]
In the second step, surface defects are inspected. The defects of carefully cast light alloy casting products are cracked shallow scratches caused by shrinkage that occurs during the cooling stage, and are classified as defective products for reasons of detracting from aesthetics. Therefore, although there is room for introducing an automatic sorting device by image processing, it is sufficient to sort by visual inspection. The product in which no defect is found ends the surface treatment process and is sent to an assembly process for assembling other parts, if necessary. The product in which the defect is found is sent to the next process for repairing the defect.
[0014]
In the third step, the same shot as in the first step is applied to the defective portion at the same projection density to repair the defect of the light alloy cast product in which the defect was found in the previous step. The general-purpose air blasting device is initially set so that the projection density is about 1700 g / cm 2, so if blasting is performed as it is, the repaired part becomes a glossy surface state, and the repaired part is conspicuous I explained earlier. Since the same shot as the first step is applied at the same projection density, the repaired part is finished in the same satin shape as the other parts, and the process of blasting the whole again and making the repaired part inconspicuous can be omitted. . Note that if the projection density is controlled to be less than 500 g / cm 2 in a general-purpose air blasting apparatus, the injection becomes unstable and uniform blasting becomes difficult. Therefore, in the first step, 500 g / cm 2 or more is required. It must be the projection density.
[0015]
Further, in order to efficiently crush and repair the defective part, the pressure of the compressed air for accelerating the shot must be 0.4 MPa or more, and 0.5 MPa or less to suppress shot wear. Must-have.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0017]
In the figure,
[0018]
In the first step, a motorcycle shock absorber case W (hereinafter simply referred to as a workpiece) having a diameter of 6 cm and a length of 30 cm, which is a molded aluminum alloy casting product, is hung on a
[0019]
In the second step, the workpiece W that has finished the first step is moved to the
[0020]
The
[0021]
In the third step, the workpiece W in which a defect is found is held by hand, and a shot accelerated with compressed air for 10 to 30 seconds is applied to the marked defect portion K depending on the size of the defect. Let As a result, the defective part was crushed well and the defect could be eliminated. Furthermore, since the same shot as in the first step is applied at the same projection density, the repaired part is finished in a satin finish, and there is no need for the entire blasting again to make the repaired trace inconspicuous. The repaired six workpieces finish the surface treatment process and are transported to the next assembly process.
[0022]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0023]
Zinc or zinc alloy shot with a hardness of Hv 50-60 and an average particle size of 0.4 mm to 2.0 mm is accelerated by a rotary impeller to the light alloy cast product which has been removed from the mold, and the weight is 500 g / cm 2 or more per minute. Since the first step of removing the foreign matter on the surface by operating at a projection density of 2 is provided, it is possible to efficiently remove the foreign matter such as the oxide film and the third step which is an efficient repairing process is possible. And
[0024]
A second step for inspecting a surface defect, and a light alloy casting product in which a defect is found on the surface, the same shot as the first step is applied to the defective portion at a pressure of 0.4 MPa to 0.5 MPa Since the third step of repairing defects by accelerating with air and acting at the same projection density is provided, even if a cast product with defects on the surface is included, it is not discarded as a defective product, but efficient Can improve the manufacturing process yield.
[0025]
Furthermore, since the repair uses the same shot as the first step, it is not necessary to prepare expensive abrasive brushes for repair, and it is possible to repair with an air blasting device with low shape transfer performance. It doesn't require skilled workers like work. Furthermore, since the entire blasting performed to make the repaired portion inconspicuous can be omitted, the manufacturing cost can be greatly reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a surface treatment process of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Shot blasting equipment (first process)
1a Bucket
3 Air blasting device (third process)
3a
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