JP5482628B2 - Casting inspection method - Google Patents

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Description

本発明は、鋳造品の検査方法に関する。特に、鋳造品の内部の異常を特定する技術に関する。   The present invention relates to a method for inspecting a cast product. In particular, the present invention relates to a technique for identifying an abnormality inside a cast product.

特許文献1には、鋳造品内部に渦電流を生じさせ、渦電流の分布や変化を検出することによって、鋳造品の欠陥を特定する技術が開示されている。ここでいう「欠陥」とは、典型的には鋳造品の強度が不足する箇所である。   Patent Document 1 discloses a technique for identifying a defect in a cast product by generating an eddy current in the cast product and detecting the distribution and change of the eddy current. The “defect” here is typically a portion where the strength of the cast product is insufficient.

特開2005−91288号公報JP 2005-91288 A

渦電流は、鋳造品の温度によって流れ方が変化する。このため、特許文献1の技術では、高温状態にある鋳造品の欠陥を正確に特定することができない。また、特許文献1の技術では、渦電流を検出するために鋳造品にプローブを取り付ける必要がある。高温状態にある鋳造品にプローブを取り付けることは通常はできない。以上の理由から、特許文献1の技術では、高温状態にある鋳造品の検査を行うことができない。したがって、特許文献1の技術では、型から取り出した鋳造品が冷却された後でなければ、鋳造品を検査できない。検査のための冷却時間を省略することができれば、鋳造品の製造効率を向上させることができる。即ち、高温状態にある鋳造品の検査を行うことができれば、製造効率の向上が見込める。なお、「高温状態にある鋳造品」とは、典型的には、鋳造直後の鋳造品である。   The flow of the eddy current changes depending on the temperature of the casting. For this reason, with the technique of patent document 1, the defect of the casting in a high temperature state cannot be pinpointed correctly. Moreover, in the technique of patent document 1, it is necessary to attach a probe to a casting in order to detect an eddy current. It is usually not possible to attach the probe to a casting that is in a high temperature state. For the above reasons, the technique disclosed in Patent Literature 1 cannot inspect a cast product in a high temperature state. Therefore, in the technique of Patent Document 1, the cast product can be inspected only after the cast product taken out from the mold is cooled. If the cooling time for the inspection can be omitted, the production efficiency of the cast product can be improved. That is, if inspection of a cast product in a high temperature state can be performed, improvement in manufacturing efficiency can be expected. The “cast product in a high temperature state” is typically a cast product immediately after casting.

本明細書は、高温状態にある鋳造品の検査を行うことができる鋳造品の検査方法を提供する。   The present specification provides a method for inspecting a cast product capable of inspecting a cast product in a high temperature state.

本明細書が開示する技術は、鋳造品の表面から発せられる赤外線強度を用いて鋳造品を検査する技術を提供する。この技術は、詳しくは後述するが、鋳造品の品質と鋳造品表面の粗さとの間に相関があるという知見、及び、鋳造品表面の粗さと表面から放射される赤外線強度との間にも相関があるという知見に基づいて創作されたものである。   The technology disclosed in this specification provides a technology for inspecting a cast product using infrared intensity emitted from the surface of the cast product. Although this technology will be described in detail later, there is also a finding that there is a correlation between the quality of the cast product and the roughness of the cast product surface, and between the roughness of the cast product surface and the infrared intensity emitted from the surface. It was created based on the knowledge that there is a correlation.

本明細書が開示する鋳造品の検査方法は、鋳造品表面において熱放射赤外線比率が基準値よりも高い高放射領域の赤外線強度を検出するとともに、鋳造品表面において検査対象として定められた検査領域の赤外線強度を検出するステップと、検査領域の赤外線強度と高放射領域の赤外線強度との比率を算出するステップを有している。なお、上記の「領域の赤外線強度」とは、その領域内の鋳造品の表面で生じている赤外線の強度を意味する。典型的には、「領域の赤外線強度」は、鋳造品の表面をサーモグラフィ装置で撮影したときにその領域で計測される赤外線の強度に相当する。   The method for inspecting a cast product disclosed in the present specification detects an infrared intensity of a high radiation region having a thermal radiation infrared ray ratio higher than a reference value on the surface of the cast product, and an inspection region defined as an inspection object on the surface of the cast product. Detecting the infrared intensity of the light source, and calculating the ratio between the infrared intensity of the inspection area and the infrared intensity of the high radiation area. The “infrared intensity of the region” means the intensity of infrared rays generated on the surface of the casting in the region. Typically, the “infrared intensity of the region” corresponds to the infrared intensity measured in the region when the surface of the casting is photographed with a thermography device.

高放射領域及び検査領域の赤外線強度を検出するステップでは、これらの領域の赤外線強度に加えて他の領域の赤外線強度を検出してもよい。例えば、典型的には、サーモグラフィ装置で鋳造品表面の広い範囲の赤外線強度分布を計測した後、計測範囲に含まれる高放射領域と検査領域について、それらの領域の赤外線強度を特定すればよい。また、検査領域は、複数存在していてもよい。   In the step of detecting the infrared intensity of the high emission area and the inspection area, the infrared intensity of other areas may be detected in addition to the infrared intensity of these areas. For example, typically, after measuring an infrared intensity distribution in a wide range on the surface of a cast product with a thermography apparatus, the infrared intensity of those areas may be specified for a high radiation area and an inspection area included in the measurement range. A plurality of inspection areas may exist.

また、鋳造品の表面で観測される赤外線には、鋳造品からの熱放射により生じる赤外線と、鋳造品の表面で反射した赤外線が含まれている。上記の「熱放射赤外線比率」とは、鋳造品の表面で生じている赤外線のうちで熱放射により生じている赤外線の割合を意味する。したがって、上記の「高放射領域」とは、熱放射により生じている赤外線の割合が高い部分を意味する。鋳造品に形成されている凹部の内側等の部分には、外部から赤外線が到達し難いので、反射による赤外線が少なくなる。したがって、このような部分は、熱放射赤外線比率が高くなり、高放射領域として用いることができる。赤外線強度を検出する高放射領域は、予め決めておいてもよいし、検査する毎に特定してもよい。高放射領域の熱放射赤外線比率は、なるべく高いことが好ましい。例えば、基準値を95%等の100%に近い値に設定することができる。この場合には、熱放射赤外線比率が95%以上の領域の中で高放射領域を選択することができる。また、基準値は、相対的に定めることもできる。例えば、周囲の領域よりも熱放射赤外線比率が相対的に高い領域を高放射領域としてもよいし、鋳造品表面の赤外線強度の観測範囲の中で熱放射赤外線比率が最大の領域を高放射領域としてもよい。   Infrared rays observed on the surface of the cast product include infrared rays generated by thermal radiation from the cast product and infrared rays reflected on the surface of the cast product. The above-mentioned “thermal radiation infrared ray ratio” means the proportion of infrared rays generated by thermal radiation among infrared rays generated on the surface of the casting. Therefore, the above “high radiation region” means a portion where the ratio of infrared rays generated by thermal radiation is high. Since it is difficult for infrared rays to reach the inside of the concave portion formed in the cast product from the outside, the infrared rays due to reflection are reduced. Therefore, such a portion has a high thermal radiation infrared ray ratio and can be used as a high radiation region. The high radiation area for detecting the infrared intensity may be determined in advance or may be specified every time inspection is performed. It is preferable that the thermal radiation infrared ray ratio in the high radiation region is as high as possible. For example, the reference value can be set to a value close to 100% such as 95%. In this case, a high radiation region can be selected from regions where the thermal radiation infrared ray ratio is 95% or more. The reference value can also be determined relatively. For example, a region having a relatively high thermal radiation infrared ratio than the surrounding region may be a high radiation region, or a region having the largest thermal radiation infrared ratio in the infrared intensity observation range on the casting surface may be a high radiation region. It is good.

この検査方法では、型から取り出された鋳造品の表面のうちの検査領域と高放射領域の赤外線強度を検出する。次に、検査領域の赤外線強度と高放射領域の赤外線強度との比率(以下、強度比率という)を算出する。高放射領域で観測される赤外線の多くは熱放射による赤外線である。また、型から取り出された鋳造品の温度は、鋳造品の全体で略均一に分布している。このため、鋳造品の各部から熱放射により生じている赤外線の強度は、高放射領域の赤外線強度と略等しい。したがって、前記強度比率は、検査領域の熱放射赤外線比率に相当する値となる。熱放射赤外線比率は、鋳造品のうちの表面が粗い(面粗度が高い)部分では低くなり、表面が滑らかな(面粗度が低い)部分では高くなる。したがって、前記強度比率から、検査領域の面粗度を特定することができる。他方、粗材(金型から取り出しただけの鋳造品であって切削加工前の鋳造品)の構造特性(特に、強度に関わる構造の特性)は、粗材(鋳造品)の表面の面粗度と相関があることが知られている。したがって、検査領域の面粗度を特定することで、検査領域の粗材の異常を特定することができる。ここで、「粗材の異常」とは、粗材の強度が想定された強度よりも低いこと、或いは、粗材の表面に「カジリ」(後述)が発生していること、などである。また、赤外線強度の測定は、高温状態にある鋳造品に対して容易に行うことができる。即ち、この検査方法は、型から取り出された高温状態にある鋳造品を検査するのに好適である。   In this inspection method, the infrared intensity of the inspection region and the high radiation region of the surface of the cast product taken out from the mold is detected. Next, a ratio between the infrared intensity of the inspection area and the infrared intensity of the high radiation area (hereinafter referred to as an intensity ratio) is calculated. Most of infrared rays observed in the high radiation region are infrared rays caused by thermal radiation. Moreover, the temperature of the cast product taken out from the mold is distributed substantially uniformly throughout the cast product. For this reason, the intensity | strength of the infrared rays which have arisen by the thermal radiation from each part of a casting is substantially equal to the infrared intensity of a high radiation area | region. Therefore, the intensity ratio is a value corresponding to the thermal radiation infrared ratio in the inspection area. The thermal radiation infrared ray ratio is low in a portion having a rough surface (high surface roughness) and high in a portion having a smooth surface (low surface roughness). Therefore, the surface roughness of the inspection area can be specified from the intensity ratio. On the other hand, the structural characteristics (particularly the structural characteristics related to strength) of the rough material (the cast product just taken out of the mold and before cutting) are roughened on the surface of the rough material (cast product). It is known to correlate with degree. Therefore, by specifying the surface roughness of the inspection area, it is possible to specify the abnormality of the rough material in the inspection area. Here, “abnormality of the coarse material” means that the strength of the coarse material is lower than the assumed strength, or that “galling” (described later) is generated on the surface of the coarse material. Moreover, the measurement of infrared intensity can be easily performed on a cast product in a high temperature state. That is, this inspection method is suitable for inspecting a cast product in a high temperature state taken out from a mold.

上述した検査方法は、検査領域を叩くことで生じる音の周波数を検出するステップをさらに有することが好ましい。また、上述した検査方法は、検査領域を叩くことで生じる音の減衰率を検出するステップをさらに有することが好ましい。   It is preferable that the inspection method described above further includes a step of detecting a frequency of sound generated by hitting the inspection region. Moreover, it is preferable that the inspection method described above further includes a step of detecting an attenuation rate of sound generated by hitting the inspection region.

鋳造品を叩くことで生じる音の周波数は、叩いた部分の粗材の構造特性に応じて変化する。粗材の結晶粒径が小さい場合には、叩くことで生じる音の周波数は高くなる。したがって、検査領域を叩くことで生じる音の周波数を検出することで、検査領域の粗材の異常を特定することができる。また、鋳造品を叩くことで生じる音は、叩いた部分にクラック等の欠陥があると、早く減衰する。したがって、検査領域を叩くことで生じる音の減衰率を検出することで、検査領域の粗材の異常を特定することができる。鋳造品を叩く検査も、鋳造品が高温のときに実施することができる。これらの音による検査と上述した熱放射赤外線比率による検査を組み合わせて用いることで、より精密な検査を行うことができる。   The frequency of the sound generated by hitting the cast product changes according to the structural characteristics of the rough material of the hit part. When the crystal grain size of the coarse material is small, the frequency of the sound generated by hitting becomes high. Therefore, by detecting the frequency of the sound generated by hitting the inspection area, it is possible to specify the abnormality of the rough material in the inspection area. Further, the sound generated by hitting a cast product attenuates quickly if there is a defect such as a crack in the hit portion. Therefore, by detecting the attenuation rate of the sound generated by hitting the inspection area, it is possible to specify the abnormality of the rough material in the inspection area. The inspection for hitting the casting can also be performed when the casting is hot. By using a combination of the inspection by these sounds and the inspection by the thermal radiation infrared ratio described above, a more precise inspection can be performed.

上述した検査方法は、算出された比率(すなわち、強度比率)を予め用意された基準強度比率と比較することで、検査領域の品質を分別するステップをさらに有することが好ましい。基準強度比率は、実験等により予め定められる強度比率であり、鋳造品の特定の品質(典型的には強度)と一意に対応する強度比率に相当する。例えば、基準強度比率は、鋳造品に要求される強度に対応する強度比率として実験によって定められる。   The inspection method described above preferably further includes a step of classifying the quality of the inspection region by comparing the calculated ratio (that is, the intensity ratio) with a reference intensity ratio prepared in advance. The reference strength ratio is a strength ratio determined in advance by experiments or the like, and corresponds to a strength ratio uniquely corresponding to a specific quality (typically strength) of a cast product. For example, the reference strength ratio is determined by experiment as a strength ratio corresponding to the strength required for the cast product.

この検査方法では、強度比率を予め用意された基準強度比率(例えば、通常時に得られる強度比率)と比較することで、検査領域内の表面の面粗度が通常時の面粗度と近いか否かを判定することができる。基準強度比率と大きく異なる強度比率が算出された場合には、検査領域に何らかの異常があることが分かる。一例として、検査で得られた強度比率が基準強度比率よりも大きければその鋳造品は品質合格に分類され、検査で得られた強度比率が基準強度比率よりも小さければその鋳造品は品質不良に分類される。   In this inspection method, whether the surface roughness in the inspection area is close to the normal surface roughness by comparing the intensity ratio with a reference intensity ratio prepared in advance (for example, an intensity ratio obtained at normal time). It can be determined whether or not. When an intensity ratio that is significantly different from the reference intensity ratio is calculated, it is understood that there is some abnormality in the inspection area. As an example, if the strength ratio obtained in the inspection is larger than the reference strength ratio, the cast product is classified as passing the quality, and if the strength ratio obtained in the inspection is smaller than the reference strength ratio, the cast product is inferior in quality. being classified.

粗大構造の粗材の内部構造を示す模式的な断面図。The typical sectional view showing the internal structure of the coarse material of coarse structure. 緻密構造の粗材の内部構造を示す模式的な断面図。The typical sectional view showing the internal structure of the coarse material of dense structure. 二層構造の粗材の内部構造を示す模式的な断面図。The typical sectional view showing the internal structure of the coarse material of two-layer structure. 実施例の検査方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the inspection method of an Example. 熱放射による赤外線A1と反射による赤外線A2の説明図。Explanatory drawing of infrared rays A1 by thermal radiation and infrared rays A2 by reflection. 各検査領域のマスタ熱放射赤外線比率を示す表。The table | surface which shows the master thermal radiation infrared rays ratio of each test | inspection area | region.

以下に、実施例に係る検査方法の特徴を列記する。
(特徴1)実施例は、繊維状カーボンが塗布されたキャビティ面を用いて鋳造されたダイカスト製品を検査する方法に関する。
(特徴2)ダイカスト製品の表面に複数の検査領域が定められている。
(特徴3)検査領域毎に赤外線強度を検出し、検査領域毎に強度比率を算出する。
(特徴4)検査領域毎に通常時の熱放射赤外線比率が定められている。なお、「通常時の熱放射赤外線比率」とは、予め定められた品質基準に合格した鋳造品の熱放射赤外線比率を意味する。
(特徴5)検査領域毎に、検出した強度比率と通常時の熱放射赤外線比率を比較する。
The characteristics of the inspection method according to the example are listed below.
(Feature 1) The embodiment relates to a method of inspecting a die-cast product cast using a cavity surface coated with fibrous carbon.
(Feature 2) A plurality of inspection areas are defined on the surface of the die-cast product.
(Feature 3) Infrared intensity is detected for each inspection region, and an intensity ratio is calculated for each inspection region.
(Characteristic 4) A normal thermal radiation infrared ray ratio is determined for each inspection region. The “thermal radiation infrared ratio at normal time” means the thermal radiation infrared ratio of a casting that has passed a predetermined quality standard.
(Feature 5) For each inspection region, the detected intensity ratio is compared with the normal thermal radiation infrared ratio.

実施例の検査方法では、ダイカスト製品を検査する。最初に、検査対象のダイカスト製品について説明する。実施例の検査方法で検査するダイカスト製品は、Al(アルミニウム)に少量の他種金属(Cu、Si、Mg等)を添加した合金の溶湯を金型内に流し込み、溶湯を凝固させることによって製造される。溶湯が凝固する際には、まず、溶湯内で初晶が析出する。溶湯の温度が低下するに従って、初晶の数が増大するとともに、各初晶の粒径が増大する。さらに温度が下がると、初晶の周囲の溶湯が凝固して共晶となる。したがって、ダイカスト製品の粗材の内部には、多数の初晶が存在している。初晶の粒径は、溶湯を冷却する際の冷却速度等によって大きく変化する。一般に、溶湯が急速に冷却されるほど、初晶の粒径は小さくなる。初晶の粒径が小さいほど、ダイカスト製品の粗材の強度が向上する。   In the inspection method of the embodiment, a die-cast product is inspected. First, the die cast product to be inspected will be described. The die-cast product to be inspected by the inspection method of the example is manufactured by pouring a molten metal of Al (aluminum) added with a small amount of other metals (Cu, Si, Mg, etc.) into a mold and solidifying the molten metal. Is done. When the molten metal solidifies, first, primary crystals are precipitated in the molten metal. As the temperature of the molten metal decreases, the number of primary crystals increases and the particle size of each primary crystal increases. When the temperature further decreases, the molten metal around the primary crystal solidifies to become a eutectic. Therefore, a large number of primary crystals exist inside the rough material of the die cast product. The particle size of the primary crystal varies greatly depending on the cooling rate when the molten metal is cooled. Generally, the faster the melt is cooled, the smaller the primary crystal grain size. The smaller the primary crystal grain size, the higher the strength of the rough material of the die-cast product.

この実施例の検査方法で検査するダイカスト製品は、キャビティ面に繊維状カーボン(カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ等)が塗布された金型を用いて製造される。繊維状カーボンを用いたアルミダイカスト法の詳細については、日本特許公開公報第2010−131651号を参照されたい。繊維状カーボンは、キャビティ面の一部にのみ塗布される。繊維状カーボンが塗布されるキャビティ面は、ダイカスト製品のうち特に強度が必要な部分を成形する面である。また、キャビティ面には、繊維状カーボンが塗布されていない面も存在する。繊維状カーボンが塗布されていない面には、断熱材に覆われている面と、繊維状カーボンと断熱材の何れにも覆われていない面が含まれている。キャビティ面の種類によって、溶湯の冷却過程は異なる。以下に、キャビティ面の種類毎に溶湯の冷却過程を説明する。   The die-cast product to be inspected by the inspection method of this embodiment is manufactured using a mold in which fibrous carbon (carbon nanofiber, carbon nanotube, etc.) is applied to the cavity surface. For details of the aluminum die casting method using fibrous carbon, refer to Japanese Patent Publication No. 2010-131651. Fibrous carbon is applied only to a part of the cavity surface. The cavity surface to which the fibrous carbon is applied is a surface on which a portion requiring particularly high strength is formed in the die cast product. In addition, there is a surface on which the fibrous carbon is not applied on the cavity surface. The surface not coated with fibrous carbon includes a surface covered with a heat insulating material and a surface not covered with any of the fibrous carbon and the heat insulating material. The molten metal cooling process varies depending on the type of cavity surface. Below, the cooling process of a molten metal is demonstrated for every kind of cavity surface.

最初に、断熱材に覆われているキャビティ面について説明する。ゲート近傍のキャビティ面は、断熱材により被覆されている。このため、この領域では、溶湯から金型に熱が伝わり難い。すなわち、溶湯が冷却され難い。したがって、ゲートの近傍で溶湯が流れ易く、溶湯をキャビティ全体に行き渡らせることができる。キャビティへ溶湯を充填した後の溶湯を冷却する段階においては、この領域では、溶湯が緩やかに冷却される。したがって、この領域で凝固した粗材では、図1に示すように、初晶100の粒径が全体的に大きくなる。この場合、初晶の粒径は12μm以上となる。以下では、図1に示すように初晶の粒径が大きい粗材の構造を、粗大構造という。粗大構造の粗材は、強度が低い。したがって、ダイカスト製品のうちの強度がそれほど必要とされない箇所のみが粗大構造となるように、金型のゲートの位置等は考慮されている。このように、通常は、ダイカスト製品のうちの強度がそれほど必要とされない箇所のみが粗大構造となるが、鋳造時に異常が生じた場合には、その他の箇所が粗大構造となるおそれがある。初晶の粒径が大きいと、当然ながら粗材の表面は粗くなる。即ち、粗大構造を有する粗材の表面は粗くなる(面粗度が高くなる)。   First, the cavity surface covered with the heat insulating material will be described. The cavity surface near the gate is covered with a heat insulating material. For this reason, in this region, it is difficult to transfer heat from the molten metal to the mold. That is, the molten metal is difficult to be cooled. Therefore, the molten metal can easily flow in the vicinity of the gate, and the molten metal can be spread over the entire cavity. In the stage of cooling the molten metal after filling the cavity with the molten metal, the molten metal is slowly cooled in this region. Therefore, in the coarse material solidified in this region, as shown in FIG. In this case, the primary crystal grain size is 12 μm or more. Hereinafter, the structure of a coarse material having a large primary crystal grain size as shown in FIG. 1 is referred to as a coarse structure. A coarse material having a coarse structure has low strength. Therefore, the position of the gate of the mold is taken into consideration so that only a portion of the die-cast product where the strength is not so required has a coarse structure. As described above, normally, only a portion of the die-cast product that does not require so much strength has a coarse structure, but if an abnormality occurs during casting, the other portion may have a coarse structure. When the particle size of the primary crystal is large, the surface of the coarse material naturally becomes rough. That is, the surface of the coarse material having a coarse structure becomes rough (the surface roughness becomes high).

次に、繊維状カーボンに覆われているキャビティ面について説明する。キャビティ内に溶湯を流入させている間は、キャビティ面上の繊維状カーボンの熱伝導率が低い。このため、溶湯から金型に熱が伝わり難く、溶湯が流れ易い。キャビティが溶湯で満たされると、キャビティ面上の繊維状カーボンに高い圧力が加わって繊維状カーボンの熱伝導率が上昇する。これによって、溶湯から熱が奪われ、溶湯が凝固する。このように、繊維状カーボンに覆われているキャビティ面の近傍の領域では、キャビティが溶湯で満たされたタイミングから、この領域の溶湯全体が急速に冷却される。したがって、この領域で凝固した粗材は、図2に示すように、初晶100の粒径が小さくなる。この場合、初晶の粒径は、表面側の領域で5μm未満となり、内部側に向かうほど初晶の粒径が増大するが、最も内部の領域でも初晶の粒径は12μm未満となる。以下では、図2に示すように初晶100の粒径が小さい構造を、緻密構造という。緻密構造の粗材は、強度が高い。緻密構造の粗材は表面が粗い繊維状カーボンにより成形されるので、緻密構造の粗材の表面は粗くなる(面粗度が高くなる)。   Next, the cavity surface covered with fibrous carbon will be described. While the molten metal is flowing into the cavity, the thermal conductivity of the fibrous carbon on the cavity surface is low. For this reason, heat is not easily transmitted from the molten metal to the mold, and the molten metal flows easily. When the cavity is filled with the molten metal, high pressure is applied to the fibrous carbon on the cavity surface, and the thermal conductivity of the fibrous carbon increases. As a result, heat is removed from the molten metal and the molten metal is solidified. Thus, in the region near the cavity surface covered with the fibrous carbon, the entire molten metal in this region is rapidly cooled from the timing when the cavity is filled with the molten metal. Therefore, the coarse material solidified in this region has a smaller particle size of the primary crystal 100 as shown in FIG. In this case, the primary crystal grain size is less than 5 μm in the region on the surface side, and the primary crystal grain size increases toward the inner side, but the primary crystal grain size is also less than 12 μm in the innermost region. Hereinafter, the structure in which the grain size of the primary crystal 100 is small as shown in FIG. 2 is referred to as a dense structure. A coarse material having a dense structure has high strength. Since the coarse material having a dense structure is formed of fibrous carbon having a rough surface, the surface of the coarse material having a dense structure becomes rough (the surface roughness increases).

次に、繊維状カーボンや断熱材に覆われていないキャビティ面について説明する。キャビティ面が断熱性の部材に覆われていないので、この領域では溶湯から金型に熱が伝わり易い。このため、キャビティ内に溶湯を流入させ始めた段階で、キャビティ面上で溶湯が冷却されて凝固する。その後、キャビティ内が溶湯で満たされると、キャビティ面から離れた位置の溶湯からも徐々に熱が奪われて、溶湯全体が凝固する。このように、この領域では、キャビティ面上では急速に溶湯が冷却されて、キャビティ面から離れた位置では溶湯が緩やかに冷却される。したがって、この領域で凝固した粗材は、図3に示すように、表面側の領域102では初晶100の粒径が小さいが、内部の領域104では初晶100の粒径が大きくなる。この場合、初晶の粒径は、表面側の領域102で5μm未満となるが、内部側の領域104では12μm以上となる。以下では、図3に示すように初晶の粒径が表面側の領域より内部側の領域で極端に大きくなっている構造を、二層構造という。二層構造の粗材は、緻密構造の粗材よりは強度が低い。二層構造の粗材ではその表面側の領域の初晶の粒径が小さいので、二層構造の粗材の表面は滑らかとなる(面粗度が低くなる)。   Next, the cavity surface not covered with fibrous carbon or heat insulating material will be described. Since the cavity surface is not covered with a heat insulating member, heat is easily transmitted from the molten metal to the mold in this region. For this reason, when the molten metal starts to flow into the cavity, the molten metal is cooled and solidified on the cavity surface. Thereafter, when the cavity is filled with the molten metal, heat is gradually taken away from the molten metal at a position away from the cavity surface, and the entire molten metal is solidified. Thus, in this region, the molten metal is rapidly cooled on the cavity surface, and the molten metal is slowly cooled at a position away from the cavity surface. Therefore, as shown in FIG. 3, the coarse material solidified in this region has a small particle size of the primary crystal 100 in the region 102 on the surface side, but a large particle size of the primary crystal 100 in the region 104 inside. In this case, the grain size of the primary crystal is less than 5 μm in the region 102 on the surface side, but is 12 μm or more in the region 104 on the inner side. Hereinafter, a structure in which the grain size of the primary crystal is extremely larger in the region on the inner side than the region on the surface side as shown in FIG. 3 is referred to as a two-layer structure. A coarse material having a two-layer structure has lower strength than a coarse material having a dense structure. In the coarse material having the two-layer structure, the grain size of the primary crystal in the region on the surface side is small, so that the surface of the coarse material having the two-layer structure becomes smooth (the surface roughness becomes low).

次に、実施例の検査方法について説明する。実施例の検査方法を行う対象である検査領域は、予め決められている。検査領域は、ダイカスト製品の表面において複数個所定められている。以下では、3つの検査領域B1〜B3が存在しているとして説明する。この検査方法では、図4に示すフローチャートに従って各工程が行われる。   Next, the inspection method of the embodiment will be described. The inspection area that is the target for performing the inspection method of the embodiment is determined in advance. A plurality of inspection areas are predetermined on the surface of the die-cast product. In the following description, it is assumed that there are three inspection regions B1 to B3. In this inspection method, each process is performed according to the flowchart shown in FIG.

ステップS2では、金型から取り出された直後でまだ高温のダイカスト製品を、サーモグラフィ装置によって撮影する。図5に示すように、サーモグラフィ装置120は、ダイカスト製品110から赤外線を検出する。これによって、サーモグラフィ装置120は、ダイカスト製品110の表面における赤外線強度分布を示す画像を出力する。なお、本実施例では、汎用のサーモグラフィ装置を用いている。このため、サーモグラフィ装置は、検出された赤外線強度を温度に換算した温度分布を示す画像を出力する。しかし、後述するように、サーモグラフィ装置により検出される赤外線には、ダイカスト製品の温度と相関する赤外線A1(ダイカスト製品の熱放射による赤外線)の他に、温度と相関がない赤外線A2(反射による赤外線)が含まれている。したがって、サーモグラフィ装置により出力されるデータは、正確には、温度分布を示しているというより、赤外線強度分布を任意単位で示しているといえる。ステップS2で検出される赤外線強度分布には、検査領域B1〜B3の赤外線強度と、後述する擬似黒体部の赤外線強度が含まれている。   In step S2, a die-cast product that is still hot immediately after being taken out of the mold is photographed by a thermography device. As shown in FIG. 5, the thermography device 120 detects infrared rays from the die cast product 110. Thereby, the thermography device 120 outputs an image showing the infrared intensity distribution on the surface of the die-cast product 110. In this embodiment, a general-purpose thermography apparatus is used. For this reason, the thermography device outputs an image indicating a temperature distribution obtained by converting the detected infrared intensity into a temperature. However, as will be described later, infrared rays detected by the thermographic apparatus include infrared rays A1 (infrared rays caused by thermal radiation of die-cast products) correlated with the temperature of the die-cast product, and infrared rays A2 (infrared rays caused by reflection) that have no correlation with the temperature. )It is included. Therefore, it can be said that the data output by the thermography apparatus indicates the infrared intensity distribution in arbitrary units rather than the temperature distribution. The infrared intensity distribution detected in step S2 includes the infrared intensity of the inspection regions B1 to B3 and the infrared intensity of a pseudo black body portion described later.

ステップS4では、ステップS2で検出された赤外線強度分布から、擬似黒体部の赤外線強度を特定する。「擬似黒体部」とは、ダイカスト製品の表面のうちで熱放射赤外線比率が高い部分に付した呼び名である。擬似黒体部について以下に説明する。図5に示すように、ダイカスト製品110からの赤外線(すなわち、サーモグラフィ装置120により検出される赤外線)には、ダイカスト製品110からの熱放射により生じる赤外線A1と、外部からダイカスト製品110に到達した赤外線A3がダイカスト製品110の表面で反射することで生じる赤外線A2が含まれている。ダイカスト製品110からの赤外線のうちの熱放射による赤外線A1の割合が熱放射赤外線比率である。ダイカスト製品110に形成されている凹部112内には、外部からの赤外線A3がほとんど到達しない。したがって、凹部112内からは反射による赤外線A2がほとんど生じない。このため、凹部112内の熱放射赤外線比率は、略100%である。熱放射赤外線比率が100%である物質は、一般に、黒体と呼ばれる。凹部112内は、熱放射赤外線比率が略100%であるので、ここでは擬似黒体部という。ステップS4で赤外線強度を検出する擬似黒体部は、予め決められている。本実施例では、サーモグラフィ装置120による撮影範囲のうちで最も熱放射赤外線比率が高い領域が、擬似黒体部として予め定められている。   In step S4, the infrared intensity of the pseudo black body is specified from the infrared intensity distribution detected in step S2. The “pseudo black body part” is a name given to a part of the surface of the die cast product having a high thermal radiation infrared ray ratio. The pseudo black body portion will be described below. As shown in FIG. 5, infrared rays from the die-cast product 110 (that is, infrared rays detected by the thermography device 120) include infrared rays A1 generated by thermal radiation from the die-cast product 110 and infrared rays that reach the die-cast product 110 from the outside. Infrared rays A2 generated when A3 is reflected from the surface of the die-cast product 110 are included. The ratio of infrared radiation A1 due to thermal radiation in the infrared radiation from the die-cast product 110 is the thermal radiation infrared radiation ratio. Infrared rays A3 from the outside hardly reach the recess 112 formed in the die cast product 110. Therefore, almost no infrared rays A2 are generated from the inside of the recess 112 due to reflection. For this reason, the thermal radiation infrared ray ratio in the recessed part 112 is about 100%. A substance having a thermal radiation infrared ray ratio of 100% is generally called a black body. Since the thermal radiation infrared ray ratio in the recess 112 is approximately 100%, it is referred to herein as a pseudo black body portion. The pseudo black body part for detecting the infrared intensity in step S4 is determined in advance. In the present embodiment, the region having the highest thermal radiation infrared ray ratio in the photographing range by the thermography device 120 is predetermined as the pseudo black body portion.

ステップS6では、ステップS2で検出された赤外線強度分布と、ステップS4で特定された擬似黒体部の赤外線強度から、ダイカスト製品の表面における熱放射赤外線比率分布を算出する。すなわち、上述したように、擬似黒体部から出る赤外線の略全ては、熱放射による赤外線である。一方、擬似黒体部以外のダイカスト製品の表面から出る赤外線には、熱放射による赤外線と反射による赤外線が含まれている。また、金型から取り出した直後のダイカスト製品では、略均一に温度が分布している。したがって、擬似黒体部以外のダイカスト製品の表面から熱放射により放出される赤外線の強度は、擬似黒体部の赤外線強度と略等しい。このため、擬似黒体部の赤外線強度を所定の領域の赤外線強度で除算することで、その領域の熱放射赤外線比率を算出することができる。鋳造品表面の各部において熱放射赤外線比率を算出することで、ダイカスト製品の表面の熱放射赤外線比率分布を得ることができる。即ち、擬似黒体部の赤外線強度を、赤外線強度分布の各位置における赤外線強度で除し、そうして新たに生成される分布が熱放射赤外線比率分布となる。   In step S6, a thermal radiation infrared ratio distribution on the surface of the die-cast product is calculated from the infrared intensity distribution detected in step S2 and the infrared intensity of the pseudo black body part specified in step S4. That is, as described above, almost all of the infrared rays emitted from the pseudo black body portion are infrared rays caused by thermal radiation. On the other hand, infrared rays emitted from the surface of the die-cast product other than the pseudo black body portion include infrared rays caused by thermal radiation and infrared rays caused by reflection. Moreover, in the die-cast product immediately after taking out from a metal mold | die, temperature is distributed substantially uniformly. Therefore, the intensity of infrared rays emitted by thermal radiation from the surface of the die cast product other than the pseudo black body part is substantially equal to the infrared intensity of the pseudo black body part. For this reason, by dividing the infrared intensity of the pseudo black body portion by the infrared intensity of a predetermined region, the thermal radiation infrared ratio of the region can be calculated. By calculating the thermal radiation infrared ray ratio at each part of the casting product surface, the thermal radiation infrared ray ratio distribution on the surface of the die cast product can be obtained. That is, the infrared intensity of the pseudo black body part is divided by the infrared intensity at each position of the infrared intensity distribution, and the newly generated distribution is the thermal radiation infrared ratio distribution.

ダイカスト製品の表面は、その表面状態によって赤外線放射率が変化する。なお、ここでいう「赤外線放射率」とは、ある温度の物質の表面から放射するエネルギー量と、同温度の黒体(放射で与えられたエネルギーを100%吸収する仮想物体)から放射するエネルギー量との比率をいう。ダイカスト製品の表面のうち、表面が滑らかな(面粗度が低い)部分では赤外線放射率が低くなる。赤外線放射率が低い部分(表面が滑らかな部分)では、表面で赤外線が反射し易いので、反射による赤外線の比率が増え、熱放射赤外線比率が低くなる。したがって、ダイカスト製品の表面のうち、上述した二層構造の部分の表面では熱放射赤外線比率が低くなる。これに対し、上述した緻密構造、及び、粗大構造の部分の表面では熱放射赤外線比率が高くなる。したがって、熱放射赤外線比率から、ダイカスト製品の各部が二層構造であるか否かを判別することができる。   The infrared emissivity of the surface of the die-cast product varies depending on the surface state. The “infrared emissivity” as used herein means the amount of energy radiated from the surface of a substance at a certain temperature and the energy radiated from a black body (a virtual object that absorbs 100% of the energy given by radiation) at the same temperature. The ratio with the quantity. Of the surface of the die-cast product, the infrared emissivity is low at a portion having a smooth surface (low surface roughness). In the portion where the infrared emissivity is low (the portion where the surface is smooth), since the infrared ray is easily reflected on the surface, the ratio of the infrared ray due to reflection increases and the thermal radiation infrared ray ratio becomes low. Therefore, the thermal radiation infrared ray ratio becomes low on the surface of the above-described two-layer structure portion of the surface of the die cast product. On the other hand, the thermal radiation infrared ray ratio becomes high on the surfaces of the dense structure and the coarse structure described above. Therefore, it is possible to determine whether each part of the die-cast product has a two-layer structure from the thermal radiation infrared ray ratio.

ステップS8では、ステップS6で算出された熱放射赤外線比率分布から、検査領域B1〜B3における熱放射赤外線比率を特定する。そして、検査領域B1〜B3の熱放射赤外線比率を、マスタ熱放射赤外線比率と比較する。なお、マスタ熱放射赤外線比率は、検査領域の通常時の熱放射赤外線比率を定めたものである。なお、「通常時の熱放射赤外線比率」とは、予め定められた品質基準に合格した鋳造品の熱放射赤外線比率を意味する。図6に示すように、マスタ熱放射赤外線比率は、検査領域毎に定められている。各検査領域のマスタ熱放射赤外線比率は、従来の実績に基づいて予め定められている。検査領域B1は、通常は二層構造である部分である。したがって、マスタ熱放射赤外線比率が低い。検査領域B2は、通常は緻密構造である部分である。したがって、マスタ熱放射赤外線比率が高い。検査領域B3は、通常は二層構造である部分である。但し、検査領域B3は、周囲をリブに囲まれているため反射による赤外線が生じ難い(擬似黒体部に近い状態である)ので、マスタ熱放射赤外線比率が高い。   In step S8, the thermal radiation infrared ratio in the inspection regions B1 to B3 is specified from the thermal radiation infrared ratio distribution calculated in step S6. And the thermal radiation infrared rays ratio of test area | region B1-B3 is compared with a master thermal radiation infrared rays ratio. In addition, the master thermal radiation infrared ray ratio defines the normal thermal radiation infrared ray ratio of the inspection region. The “thermal radiation infrared ratio at normal time” means the thermal radiation infrared ratio of a casting that has passed a predetermined quality standard. As shown in FIG. 6, the master thermal radiation infrared ray ratio is determined for each inspection region. The master thermal radiation infrared ray ratio of each inspection area is determined in advance based on the past results. The inspection region B1 is a portion that usually has a two-layer structure. Therefore, the master thermal radiation infrared ray ratio is low. The inspection area B2 is usually a portion having a dense structure. Therefore, the master thermal radiation infrared ray ratio is high. The inspection region B3 is a portion that usually has a two-layer structure. However, since the inspection region B3 is surrounded by ribs, it is difficult for infrared rays due to reflection to occur (the state is close to a pseudo black body portion), and thus the master thermal radiation infrared ray ratio is high.

例えば、ダイカスト工程においてキャビティ面から繊維状カーボンが剥離すると、その剥離した領域の近傍で凝固した粗材は、二層構造となり、緻密構造に比べて強度が低下する。緻密構造となるべき箇所は、強度が必要とされる箇所である。したがって、緻密構造となるべき箇所が二層構造となると、強度が不足するおそれがある。上記の通り、二層構造の粗材の熱放射赤外線比率は、緻密構造の粗材の熱放射赤外線比率に比べて低い。したがって、検査領域B2の熱放射赤外線比率がマスタ熱放射赤外線比率よりも低ければ、検査領域B2の一部が二層構造になっている可能性が極めて高いことが分かる。これによって、強度が予め定められた要求仕様に満たない不良を検出することができる。   For example, when the fibrous carbon peels from the cavity surface in the die casting process, the coarse material solidified in the vicinity of the peeled region has a two-layer structure, and the strength is lower than that of the dense structure. The place that should be a dense structure is a place where strength is required. Therefore, if the portion that should be a dense structure has a two-layer structure, the strength may be insufficient. As described above, the thermal radiation infrared ratio of the two-layered coarse material is lower than the thermal radiation infrared ratio of the denser coarse material. Therefore, it can be seen that if the thermal radiation infrared ratio of the inspection area B2 is lower than the master thermal radiation infrared ratio, it is highly likely that a part of the inspection area B2 has a two-layer structure. As a result, it is possible to detect a defect whose strength does not satisfy a predetermined required specification.

また、ダイカスト製品の表面の一部が、金型に焼きついて、ダイカスト製品から剥がれることがある。すると、その剥がれた部分の表面が粗くなる。このような欠陥は、「カジリ」と呼ばれる。カジリが生じると、その部分の熱放射赤外線比率が高くなる。また、湯ジワ等の他の欠陥が生じた場合にも、表面が粗くなり、熱放射赤外線比率が高くなる。したがって、検査領域B1〜B3の熱放射赤外線比率がマスタ熱放射赤外線比率よりも高くなっている場合には、その検査領域内にカジリ、湯ジワ等の欠陥が存在していることが分かる。   In addition, a part of the surface of the die cast product may burn into the mold and peel off from the die cast product. Then, the surface of the peeled part becomes rough. Such a defect is called “scissors”. When galling occurs, the thermal radiation infrared ray ratio in that portion increases. Also, when other defects such as hot water wrinkles occur, the surface becomes rough and the thermal radiation infrared ray ratio increases. Therefore, when the thermal radiation infrared rays ratio of inspection area | region B1-B3 is higher than the master thermal radiation infrared radiation ratio, it turns out that defects, such as galling and hot water wrinkles, exist in the inspection area | region.

以上に説明したように、ステップS8では、各検査領域B1〜B3の熱放射赤外線比率をマスタ熱放射赤外線比率と比較することで、各検査領域内における異常の有無を判定する。なお、ステップS4〜S8の一連の処理は、サーモグラフィ装置に接続された演算装置(図示省略)により実行される。   As described above, in step S8, the presence / absence of abnormality in each inspection area is determined by comparing the thermal radiation infrared ratio of each inspection area B1 to B3 with the master thermal radiation infrared ratio. Note that a series of processing in steps S4 to S8 is executed by an arithmetic device (not shown) connected to the thermography device.

ステップS10では、各検査領域B1〜B3を鉄球等の打撃手段で叩き、これによって生じた音を集音マイクにより検出する。さらに、マイクに接続されている演算装置によって、マイクで検出された波形を周波数解析する。これによって、ダイカスト製品の固有振動数を検出する。さらに、音の減衰率を検出する。また、この演算装置は、検出された固有振動数と減衰率に基づいて、各検査領域の良否を判定する。   In step S10, each inspection area B1 to B3 is hit with a hitting means such as an iron ball, and the sound generated by this is detected by a sound collecting microphone. Further, the frequency of the waveform detected by the microphone is analyzed by an arithmetic device connected to the microphone. Thereby, the natural frequency of the die-cast product is detected. Furthermore, the sound attenuation rate is detected. Further, the arithmetic device determines pass / fail of each inspection region based on the detected natural frequency and attenuation rate.

ダイカスト製品を叩くことで生じる音の波形を周波数解析すると、通常は、いくつかの周波数でピーク(極大値)が得られる。本実施例の場合には、100Hz程度の低周波数領域と、1kHz程度の中周波数領域と、10kHz程度の高周波数領域で極大値が得られる。これらの周波数は、ダイカスト製品毎に固有の振動数である。低周波数領域の固有振動数は、ダイカスト製品の形状によって変化する。したがって、低周波数領域の固有振動数と予め決められた周波数(良品で得られる低周波数領域の固有振動数)との差を算出し、その差に基づいて、ダイカスト製品が設計通りの形状であるか否かを判定することができる。中周波数領域の固有振動数は、叩いた領域の肉厚等によって変化する。中周波数領域の固有振動数が予め決められた周波数(良品で得られる中周波数領域の固有振動数)との差を算出し、その差に基づいて、叩いた領域が設計通りの肉厚であるか否かを判定することができる。また、中周波数領域の固有振動数は、粗材が二層構造である場合や、粗材中に鋳巣がある場合にも変化することがある。したがって、中周波数領域の固有振動数により、これらの有無を検査することもできる。高周波数領域の固有振動数は、叩いた領域の粗材の内部の初晶の粒径によって変化する。初晶の粒径が大きければ、高周波数領域の固有振動数は低くなり、初晶の粒径が小さければ、高周波数領域の固有振動数は高くなる。このため、叩いた領域が緻密構造や二層構造であれば、高周波数領域の固有振動数は高くなり、叩いた領域が粗大構造であれば、高周波数領域の固有振動数は低くなる。すなわち、高周波数領域の固有振動数と予め決められた周波数(良品で得られる高周波数領域の固有振動数)との差を算出し、その差に基づいて、叩いた領域が粗大構造であるか否かを判定可能である。上述した熱放射赤外線比率による検査では、二層構造であるか否かを判定可能であるので、熱放射赤外線比率による検査と、高周波数領域の固有振動数による検査を組み合わせることで、ダイカスト製品の各部が、緻密構造と、粗大構造と、二層構造の何れの構造であるかを正確に特定することができる。   When frequency analysis is performed on the sound waveform generated by hitting a die-cast product, peaks (maximum values) are usually obtained at several frequencies. In the case of the present embodiment, maximum values are obtained in a low frequency region of about 100 Hz, a medium frequency region of about 1 kHz, and a high frequency region of about 10 kHz. These frequencies are unique frequencies for each die-cast product. The natural frequency in the low frequency region varies depending on the shape of the die cast product. Therefore, the difference between the natural frequency in the low frequency region and a predetermined frequency (the natural frequency in the low frequency region obtained with a non-defective product) is calculated, and the die-cast product has the shape as designed based on the difference. It can be determined whether or not. The natural frequency in the middle frequency region varies depending on the thickness of the hit region. Calculate the difference between the natural frequency in the middle frequency range and the frequency determined in advance (the natural frequency in the middle frequency range obtained with a non-defective product), and based on the difference, the hit area is as designed. It can be determined whether or not. In addition, the natural frequency in the medium frequency region may change when the coarse material has a two-layer structure or when there is a cast hole in the coarse material. Therefore, the presence or absence of these can also be inspected based on the natural frequency in the middle frequency range. The natural frequency in the high frequency region varies depending on the grain size of the primary crystal inside the rough material in the struck region. If the particle size of the primary crystal is large, the natural frequency in the high frequency region is low, and if the particle size of the primary crystal is small, the natural frequency in the high frequency region is high. For this reason, if the hit region is a dense structure or a two-layer structure, the natural frequency in the high frequency region is high, and if the hit region is a coarse structure, the natural frequency in the high frequency region is low. That is, the difference between the natural frequency in the high frequency region and a predetermined frequency (the natural frequency in the high frequency region obtained with a non-defective product) is calculated, and based on the difference, whether the hit region has a coarse structure It can be determined whether or not. In the inspection by the thermal radiation infrared ratio described above, it is possible to determine whether or not it has a two-layer structure. Therefore, by combining the inspection by the thermal radiation infrared ratio and the inspection by the natural frequency in the high frequency region, It is possible to accurately specify whether each part has a dense structure, a coarse structure, or a two-layer structure.

また、叩くことで生じる音の減衰率は、叩いた領域内におけるクラックの有無によって変化する。ダイカスト工程において何らかの異常が生じると、ダイカスト製品の表面や表面近傍の内部に微小なクラックが生じることがある。クラックが生じている場合には、減衰率は大きくなり、クラックが生じていなければ、減衰率は小さくなる。したがって、減衰率を検出することで、検査領域近傍におけるクラックの有無を判別することができる。   Further, the attenuation rate of the sound generated by hitting varies depending on the presence or absence of cracks in the hit area. If any abnormality occurs in the die casting process, minute cracks may occur on the surface of the die cast product or in the vicinity of the surface. When a crack is generated, the attenuation rate is increased. When no crack is generated, the attenuation rate is decreased. Therefore, the presence or absence of a crack in the vicinity of the inspection region can be determined by detecting the attenuation rate.

また、このように、固有振動数と音の減衰率に基づく判定を行う場合には、音圧が判定結果に影響することがない。したがって、ダイカスト製品を叩くときの強さにばらつきが生じても、正確に判定をすることができる。   In addition, when the determination is made based on the natural frequency and the sound attenuation rate, the sound pressure does not affect the determination result. Therefore, even if the strength when hitting the die-cast product varies, it is possible to make an accurate determination.

なお、ステップS10は、ダイカスト製品が金型から取り出されてから常温に冷却されるまでの間(すなわち、未だ高温状態にある間)に行う。このため、ステップS10を実行する際のダイカスト製品の温度は、ダイカスト製品の冷却速度や、金型から取り出されてからステップS10を実行するまでの時間等によって変化する。上述した固有振動数や減衰率は、ダイカスト製品の温度によっても変化する。すなわち、ステップS10で検出される固有振動数や減衰率には、ダイカスト製品の温度によって大きな誤差が生じる。しかしながら、この温度による誤差は、ダイカスト製品の温度が分かっていれば補正することができる。本実施例の検査方法では、ステップ4において、擬似黒体部の赤外線強度を特定する。上述したように、擬似黒体部の赤外線強度は、ダイカスト製品の温度を表している。したがって、ステップS10では、温度による誤差を補正して正確に固有振動数及び減衰率による検査を行うことができる。   Step S10 is performed from when the die-cast product is taken out of the mold until it is cooled to room temperature (that is, still in a high temperature state). For this reason, the temperature of the die-cast product at the time of executing step S10 varies depending on the cooling rate of the die-cast product, the time from when the die-cast product is taken out until the step S10 is executed, and the like. The above-described natural frequency and damping rate also change depending on the temperature of the die cast product. That is, a large error occurs in the natural frequency and damping rate detected in step S10 depending on the temperature of the die cast product. However, this temperature error can be corrected if the temperature of the die-cast product is known. In the inspection method of this embodiment, in step 4, the infrared intensity of the pseudo black body is specified. As described above, the infrared intensity of the pseudo black body portion represents the temperature of the die cast product. Therefore, in step S10, it is possible to accurately inspect the natural frequency and the damping rate by correcting the error due to temperature.

以上に説明したように、本実施例の検査方法によれば、ダイカスト製品の各検査領域が、緻密構造であるか、二層構造であるか、粗大構造であるかを正確に特定することができる。さらに、この検査方法によれば、ダイカスト製品の各検査領域に、クラック、カジリ、湯ジワ、鋳巣等の欠陥が有るか否かを検査することができる。また、この検査方法は、金型から取り出した直後の高温のダイカスト製品を検査することができる。ダイカスト製品が常温まで冷却されるのを待つ必要がない。したがって、この検査方法をダイカスト製品の製造ラインに適用することによって、ダイカスト製品を効率よく製造することができる。   As described above, according to the inspection method of the present embodiment, it is possible to accurately specify whether each inspection region of the die-cast product has a dense structure, a two-layer structure, or a coarse structure. it can. Further, according to this inspection method, it is possible to inspect whether or not each inspection region of the die-cast product has defects such as cracks, galling, hot water wrinkles, and cast holes. Further, this inspection method can inspect a high-temperature die-cast product immediately after being taken out from the mold. There is no need to wait for the die-cast product to cool to room temperature. Therefore, a die-cast product can be efficiently manufactured by applying this inspection method to a die-cast product manufacturing line.

また、サーモグラフィ装置によれば、広範囲の赤外線強度分布を短時間で検出することができる。また、サーモグラフィ装置によれば、非接触でダイカスト製品の赤外線強度分布を検出することができる。すなわち、検査のためにダイカスト製品に機器を設置する必要がない。したがって、短時間でダイカスト製品を検査することができる。   Further, according to the thermography apparatus, a wide range of infrared intensity distribution can be detected in a short time. Moreover, according to the thermography apparatus, the infrared intensity distribution of the die-cast product can be detected in a non-contact manner. That is, it is not necessary to install equipment on the die cast product for inspection. Therefore, the die cast product can be inspected in a short time.

なお、上述した実施例では、ステップS10において、音の周波数と減衰率を検出したが、ダイカスト製品中における音の速度を検出してもよい。ダイカスト製品中における音の速度は、ダイカスト製品の内部構造によって変化する。したがって、検出される音の速度によって、ダイカスト製品の内部構造に異常がないかを検査することができる。   In the above-described embodiment, the sound frequency and attenuation rate are detected in step S10. However, the sound speed in the die-cast product may be detected. The speed of sound in a die-cast product varies depending on the internal structure of the die-cast product. Therefore, it is possible to inspect whether there is an abnormality in the internal structure of the die-cast product depending on the speed of the detected sound.

また、上述した実施例では、ステップS4で赤外線強度を検出する擬似黒体部が予め決められていた。この擬似黒体部は、以下のように決定することができる。まず、製造ラインで製造されたダイカスト製品を用意し、このダイカスト製品の凹部(擬似黒体部として使用できそうな箇所)に熱電対を取り付ける。次に、ダイカスト製品を恒温槽に入れて所定時間加熱する。次に、ダイカスト製品を恒温槽から取り出し、サーモグラフィ装置によってダイカスト製品の表面の赤外線強度分布を検出する。上述した通り、サーモグラフィ装置によれば、赤外線強度は、温度に換算した値として出力される。次に、熱電対により検出される温度と、サーモグラフィ装置により出力される温度との差が小さい箇所を特定する。このように、熱電対により検出される温度(実際の温度)とサーモグラフィ装置により出力される温度(赤外線強度から換算した温度)との差が小さくなる領域を、擬似黒体部としてステップS4で用いることができる。   Further, in the above-described embodiment, the pseudo black body part for detecting the infrared intensity in step S4 is determined in advance. This pseudo black body portion can be determined as follows. First, a die-cast product manufactured on the manufacturing line is prepared, and a thermocouple is attached to a concave portion (a portion that can be used as a pseudo black body portion) of the die-cast product. Next, the die-cast product is placed in a thermostatic bath and heated for a predetermined time. Next, the die-cast product is taken out from the thermostat, and the infrared intensity distribution on the surface of the die-cast product is detected by a thermography device. As described above, according to the thermography apparatus, the infrared intensity is output as a value converted into temperature. Next, a location where the difference between the temperature detected by the thermocouple and the temperature output by the thermography device is small is specified. Thus, the region where the difference between the temperature detected by the thermocouple (actual temperature) and the temperature output by the thermographic device (temperature converted from the infrared intensity) is small is used as the pseudo black body portion in step S4. be able to.

なお、上述した実施例では、ステップS4で赤外線強度を特定する擬似黒体部が予め決められていたが、ステップS2における検出結果に応じて、ステップS4で赤外線強度を検出する擬似黒体部を変更してもよい。   In the above-described embodiment, the pseudo black body part for specifying the infrared intensity in step S4 is determined in advance. However, the pseudo black body part for detecting the infrared intensity in step S4 is determined according to the detection result in step S2. It may be changed.

実施例の検査方法では、ステップS2で検出された赤外線強度分布と、ステップS4で特定された擬似黒体部の赤外線強度から、ダイカスト製品の表面における熱放射赤外線比率分布を算出する。具体的には、擬似黒体部の赤外線強度を検査領域の赤外線強度で除算することで、検査領域の熱放射赤外線比率を算出する。擬似黒体部の赤外線強度を検査領域の赤外線強度で除算した値が、強度比率(検査領域の赤外線強度と高放射領域の赤外線強度との比率)に相当する。   In the inspection method of the embodiment, the thermal radiation infrared ratio distribution on the surface of the die-cast product is calculated from the infrared intensity distribution detected in step S2 and the infrared intensity of the pseudo black body part specified in step S4. Specifically, the infrared radiation intensity of the inspection area is calculated by dividing the infrared intensity of the pseudo black body part by the infrared intensity of the inspection area. A value obtained by dividing the infrared intensity of the pseudo black body portion by the infrared intensity of the inspection area corresponds to an intensity ratio (ratio of the infrared intensity of the inspection area to the infrared intensity of the high radiation area).

実施例の検査方法では、サーモグラフィ装置による赤外線強度の計測範囲内で最も熱放射赤外線比率が高くなる領域を擬似黒体部として特定し、擬似黒体部の赤外線強度を使って上記のとおり強度比率を算出した。擬似黒体部として用いることができる領域が複数想定される場合は、熱放射赤外線比率が予め定められた基準値(基準となる熱放射赤外線比率)よりも高い領域を擬似黒体部として特定してもよい。即ち、実施例の検査方法は、鋳造品表面において熱放射赤外線比率が基準値よりも高い高放射領域(擬似黒体部)の赤外線強度を検出するとともに、鋳造品表面における検査領域の赤外線強度を検出し、次いで、検査領域の赤外線強度と高放射領域の赤外線強度との比率(強度比率)を算出する。   In the inspection method of the embodiment, the region having the highest thermal radiation infrared ray ratio in the measurement range of the infrared intensity by the thermography device is specified as the pseudo black body part, and the intensity ratio is as described above using the infrared intensity of the pseudo black body part. Was calculated. When multiple areas that can be used as a pseudo black body part are assumed, an area having a thermal radiation infrared ray ratio higher than a predetermined reference value (reference thermal radiation infrared ray ratio) is specified as a pseudo black body part. May be. That is, the inspection method of the embodiment detects the infrared intensity of the high radiation area (pseudo black body portion) whose thermal radiation infrared ray ratio is higher than the reference value on the casting product surface, and the infrared intensity of the inspection area on the casting product surface. Then, the ratio (intensity ratio) between the infrared intensity of the inspection area and the infrared intensity of the high emission area is calculated.

実施例の検査方法では、得られた強度比率を指標として、鋳造品の良否が判定される。具体的には、得られた強度比率をマスタ熱放射赤外線比率と比較して良否が判定される。「マスタ熱放射赤外線比率」は、良品と判定された鋳造品における検査領域の強度比率に相当する。即ち、「マスタ熱放射赤外線比率」が「基準強度比率」に相当する。   In the inspection method of the embodiment, the quality of the cast product is determined using the obtained strength ratio as an index. Specifically, pass / fail is determined by comparing the obtained intensity ratio with the master thermal radiation infrared ray ratio. The “master thermal radiation infrared ray ratio” corresponds to the intensity ratio of the inspection region in the cast product determined to be non-defective. That is, the “master thermal radiation infrared ray ratio” corresponds to the “reference intensity ratio”.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.

100:初晶
110:ダイカスト製品
112:凹部
120:サーモグラフィ装置
100: Primary crystal 110: Die-cast product 112: Recess 120: Thermography device

Claims (4)

鋳造品の検査方法であって、
鋳造品表面において熱放射赤外線比率が基準値よりも高い高放射領域の赤外線強度を検出するとともに、鋳造品表面において検査対象として定められた検査領域の赤外線強度を検出するステップと、
検査領域の赤外線強度と高放射領域の赤外線強度との比率を算出するステップと、
を有していることを特徴とする検査方法。
A method for inspecting a cast product,
Detecting the infrared intensity of the high radiation area where the ratio of thermal radiation infrared radiation is higher than the reference value on the casting surface, and detecting the infrared intensity of the inspection area defined as the inspection target on the casting surface;
Calculating the ratio between the infrared intensity of the examination area and the infrared intensity of the high radiation area;
The inspection method characterized by having.
検査領域を叩くことで生じる音の周波数を検出するステップをさらに有することを特徴とする請求項1に記載の検査方法。   The inspection method according to claim 1, further comprising a step of detecting a frequency of a sound generated by hitting the inspection area. 検査領域を叩くことで生じる音の減衰率を検出するステップをさらに有することを特徴とする請求項1または2に記載の検査方法。   The inspection method according to claim 1, further comprising a step of detecting an attenuation rate of sound generated by hitting the inspection area. 算出された比率を予め用意された基準強度比率と比較することで、検査領域の品質を分別するステップをさらに有することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の検査方法。   The inspection method according to claim 1, further comprising a step of classifying the quality of the inspection region by comparing the calculated ratio with a reference intensity ratio prepared in advance.
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