JPH0256182B2 - - Google Patents
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- JPH0256182B2 JPH0256182B2 JP59259687A JP25968784A JPH0256182B2 JP H0256182 B2 JPH0256182 B2 JP H0256182B2 JP 59259687 A JP59259687 A JP 59259687A JP 25968784 A JP25968784 A JP 25968784A JP H0256182 B2 JPH0256182 B2 JP H0256182B2
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Description
（産業上の利用分野）
本発明はプラスチツク射出成形型、ゴム成形
型、プレス型、ダイキヤスト型等の各種の成形用
金型の加圧鋳造方法に関するものである。 （従来の技術） 寸法精度の高い成形用金型を鋳造法により製造
するために銅合金、アルミニウム合金、亜鉛合金
等の溶湯を加圧鋳造することは既に知られている
ところであるが、鉄系合金については注湯が凝固
収縮する際の収縮率が大であるために鋳造品の隅
角部から割れを生じ易、健全な製品を得ることが
困難であつた。そこで特公昭52−447号公報、特
開昭52−125422号公報等に示されるように鋳鉄を
10〜300Kg／cm2の高圧で鋳型中に射出して鋳造品
を製造する試みもなされたが、当技術が成形用金
型の製造に適用する場合溶湯が射出される際に乱
流となつてガス及び酸化膜の巻き込みを生じ、表
面に異物巻込みによる微小欠陥を発生させるとと
もに内部に多くの微小空孔を発生させるので成形
用金型の鋳造方法としては不適当であることが明
らかであつた。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記のような従来の問題点を解決し
て、寸法精度及び鋳肌精度が高い鉄系の成形用金
型を割れや構造欠陥を生じさせることなく鋳造す
ることができる成形用金型の加圧鋳造方法を目的
として完成されたもである。 （問題点を解決するための手段） 本発明は3.8〜4.9％の炭素当量を持つ球状黒鉛
鋳鉄の溶湯を常圧又は減圧下で鋳型中に注湯した
のち、１〜500Kg／cm2に加圧しつつ凝固させるこ
とを特徴とするものである。 一般に鋳造品の寸法精度、鋳肌精度、健全性を
高めるためには、鋳型の精度を高めることのほか
溶湯の凝固冷却に伴う体積変化の少ない材料を用
いて鋳型の精度を鋳造品に正確に転写させること
及びガス欠陥やミクロシユリンケージを防止する
ことが重要である。本発明においては上記の観点
から凝固冷却に伴う体積変化の少い球状黒鉛鋳鉄
を用いたことを第１の特徴としている。球状黒鉛
鋳鉄はMg、Ce等の球状化剤とフエロシリコン等
の接種剤により晶出黒鉛を球状化させたものであ
り、特に炭素当量（Ｃ＋１／3Si＋0.047Ni）が
3.8〜4.9％の組成のものを用いた場合に寸法精度
及び健全性に優れた成形用金型が得られる。ここ
で炭素当量が3.8％未満の場合チルの発生が著し
く硬さのバラツキが大きく鋳造ワレが発生しやす
い。また炭素当量が4.9％を超えた場合キツシユ
黒鉛の発生が著しく表面欠陥及び粗大黒鉛が発生
しやすいので炭素当量は3.8〜4.9％の範囲が好ま
しい。また、球状黒鉛鋳鉄の溶湯を用いて通常の
鋳造法による鋳造を行つた場合には晶出する球状
黒鉛は大きく成長して成形用金型の鋳肌面を研摩
すると目視で判別できる大きさの小孔が多数散在
して高い表面精度を得ることができないが、本発
明においては溶湯を常圧又は１〜100Torrの減圧
下で鋳型中に注湯したのち、ゲージ圧１〜500
Kg／cm2に加圧することにより鋳型との密着性を増
し冷却スピードを上昇させ、もつて球状黒鉛の成
長を抑えるとともに鋳型からの発生ガスにより鋳
物の健全性が損われることを防止した。このよう
に溶湯を常圧下は減圧下で鋳型中に乱流を起こさ
ないように静かに注湯することにより注湯時のガ
スや酸化膜の巻き込みを防止し、その後１〜500
Kg／cm2に加圧する鋳造方法を採用したことは本発
明の第２の特徴をなすものである。ここで加圧力
をゲージ圧で１〜500Kg／cm2に限定したのは、１
Kg／cm2未満の場合には溶湯と鋳型との間に十分な
密着性が得られず球状黒鉛の粗大化を招き易いう
え鋳型からの発生ガスにより鋳物表面のガス欠陥
や内部のミクロシユリンケージが発生し易く、健
全な鋳物を得ることができないためである。ま
た、加圧力が500Kg／cm2を越えると、鋳型の変形
が増大して寸法精度の低下が生ずるうえに鋳造装
置の安全対策等のコストが大幅に増加して実用上
好ましくないためである。本発明において用いら
れる鋳型の材料は高温においても変形を生ずるこ
とがなく寸法精度及び耐熱性に優れたものが好ま
しく、金属鋳型、黒鉛鋳型、セラミツク鋳型等が
用いられる。加圧力は鋳型材料に対応させて調節
する必要があり、金属鋳型の場合には30〜500
Kg／cm2、黒鉛鋳型の場合10〜70Kg／cm2、セラミツ
ク鋳型の場合１〜10Kg／cm2程度が最適である。 なお、本発明において用いられる球状黒鉛鋳鉄
としては炭素当量が3.8〜4.9％のものが最適であ
ることは前述のとおりであるが、以下の実施例か
らも明らかなように、球状黒鉛鋳鉄の組成として
はC2.2〜4.2％、Si1.5〜5.0％、Mn1.0％以下、
Ni40％以下、Mo10％以下、Cu1.5％以下、Cr1.0
％以下の組成にMg、Ce、Ca等の球状化元素を含
む球状黒鉛鋳鉄が使用でき、特にC2.5〜3.8％、
Si2.0〜3.0％、Mn0.3％以下、Ni2.0〜5.0％、
Mo0.2〜0.8％、Cu1.0％以下、Cr0.7％以下及び前
記球状化元素を含有するものが鋳放し表面硬さ等
の点で特に好ましいものである。 （実施例） 次に本発明の実施例を示す。 実施例 １ 第１表に示す組成のNo.１〜No.８の本発明の球状
黒鉛鋳鉄及び比較のために本発明の数値限定範囲
外のものを参考例としてNo.９、No.10として、更に
比較例としてNo.11〜No.12の片状黒鉛鋳鉄、No.13の
熱間ダイス鋼、No.14の炭素鋼を表中の溶解温度で
それぞれ溶解し、300℃に予熱された熱間ダイス
鋼（SKD―61）製の鋳型中に各鋳込温度で受圧
で注湯した。その後直ちに第１表に記載する圧力
で加圧し、凝固後約800℃となつたとき加圧を除
去し、鋳枠を取外して離型、冷却してプラスチツ
ク射出成形に用いられるキヤビテイ側の成形用金
型を得た。結果は第１表に示すとおりNo.11〜14の
比較例のものはいずれも引け割れが大きく使用不
可能であつた。また本発明の数値限定範囲外の参
考例のNo.９〜No.10もブローホール及びマスター変
形が生じ使用には不適であつた。さらに炭素当量
が好ましい範囲より外れる本発明のNo.８は一部に
表面欠陥がわずかに認められたが実使用上は問題
はないものであつた。 しかしながら、加圧圧力が数値限定範囲内であ
りかつ炭素当量が3.8〜4.9％の範囲内にあるNo.１
〜７のものは健全性に優れた鋳物が得られた。ま
た、各鋳肌精度及び鋳放し表面硬さは第１表の下
段に示したとおりであり、特にNo.１〜No.５のもの
が成形用金型として最も好ましい硬度を示した。
型、プレス型、ダイキヤスト型等の各種の成形用
金型の加圧鋳造方法に関するものである。 （従来の技術） 寸法精度の高い成形用金型を鋳造法により製造
するために銅合金、アルミニウム合金、亜鉛合金
等の溶湯を加圧鋳造することは既に知られている
ところであるが、鉄系合金については注湯が凝固
収縮する際の収縮率が大であるために鋳造品の隅
角部から割れを生じ易、健全な製品を得ることが
困難であつた。そこで特公昭52−447号公報、特
開昭52−125422号公報等に示されるように鋳鉄を
10〜300Kg／cm2の高圧で鋳型中に射出して鋳造品
を製造する試みもなされたが、当技術が成形用金
型の製造に適用する場合溶湯が射出される際に乱
流となつてガス及び酸化膜の巻き込みを生じ、表
面に異物巻込みによる微小欠陥を発生させるとと
もに内部に多くの微小空孔を発生させるので成形
用金型の鋳造方法としては不適当であることが明
らかであつた。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記のような従来の問題点を解決し
て、寸法精度及び鋳肌精度が高い鉄系の成形用金
型を割れや構造欠陥を生じさせることなく鋳造す
ることができる成形用金型の加圧鋳造方法を目的
として完成されたもである。 （問題点を解決するための手段） 本発明は3.8〜4.9％の炭素当量を持つ球状黒鉛
鋳鉄の溶湯を常圧又は減圧下で鋳型中に注湯した
のち、１〜500Kg／cm2に加圧しつつ凝固させるこ
とを特徴とするものである。 一般に鋳造品の寸法精度、鋳肌精度、健全性を
高めるためには、鋳型の精度を高めることのほか
溶湯の凝固冷却に伴う体積変化の少ない材料を用
いて鋳型の精度を鋳造品に正確に転写させること
及びガス欠陥やミクロシユリンケージを防止する
ことが重要である。本発明においては上記の観点
から凝固冷却に伴う体積変化の少い球状黒鉛鋳鉄
を用いたことを第１の特徴としている。球状黒鉛
鋳鉄はMg、Ce等の球状化剤とフエロシリコン等
の接種剤により晶出黒鉛を球状化させたものであ
り、特に炭素当量（Ｃ＋１／3Si＋0.047Ni）が
3.8〜4.9％の組成のものを用いた場合に寸法精度
及び健全性に優れた成形用金型が得られる。ここ
で炭素当量が3.8％未満の場合チルの発生が著し
く硬さのバラツキが大きく鋳造ワレが発生しやす
い。また炭素当量が4.9％を超えた場合キツシユ
黒鉛の発生が著しく表面欠陥及び粗大黒鉛が発生
しやすいので炭素当量は3.8〜4.9％の範囲が好ま
しい。また、球状黒鉛鋳鉄の溶湯を用いて通常の
鋳造法による鋳造を行つた場合には晶出する球状
黒鉛は大きく成長して成形用金型の鋳肌面を研摩
すると目視で判別できる大きさの小孔が多数散在
して高い表面精度を得ることができないが、本発
明においては溶湯を常圧又は１〜100Torrの減圧
下で鋳型中に注湯したのち、ゲージ圧１〜500
Kg／cm2に加圧することにより鋳型との密着性を増
し冷却スピードを上昇させ、もつて球状黒鉛の成
長を抑えるとともに鋳型からの発生ガスにより鋳
物の健全性が損われることを防止した。このよう
に溶湯を常圧下は減圧下で鋳型中に乱流を起こさ
ないように静かに注湯することにより注湯時のガ
スや酸化膜の巻き込みを防止し、その後１〜500
Kg／cm2に加圧する鋳造方法を採用したことは本発
明の第２の特徴をなすものである。ここで加圧力
をゲージ圧で１〜500Kg／cm2に限定したのは、１
Kg／cm2未満の場合には溶湯と鋳型との間に十分な
密着性が得られず球状黒鉛の粗大化を招き易いう
え鋳型からの発生ガスにより鋳物表面のガス欠陥
や内部のミクロシユリンケージが発生し易く、健
全な鋳物を得ることができないためである。ま
た、加圧力が500Kg／cm2を越えると、鋳型の変形
が増大して寸法精度の低下が生ずるうえに鋳造装
置の安全対策等のコストが大幅に増加して実用上
好ましくないためである。本発明において用いら
れる鋳型の材料は高温においても変形を生ずるこ
とがなく寸法精度及び耐熱性に優れたものが好ま
しく、金属鋳型、黒鉛鋳型、セラミツク鋳型等が
用いられる。加圧力は鋳型材料に対応させて調節
する必要があり、金属鋳型の場合には30〜500
Kg／cm2、黒鉛鋳型の場合10〜70Kg／cm2、セラミツ
ク鋳型の場合１〜10Kg／cm2程度が最適である。 なお、本発明において用いられる球状黒鉛鋳鉄
としては炭素当量が3.8〜4.9％のものが最適であ
ることは前述のとおりであるが、以下の実施例か
らも明らかなように、球状黒鉛鋳鉄の組成として
はC2.2〜4.2％、Si1.5〜5.0％、Mn1.0％以下、
Ni40％以下、Mo10％以下、Cu1.5％以下、Cr1.0
％以下の組成にMg、Ce、Ca等の球状化元素を含
む球状黒鉛鋳鉄が使用でき、特にC2.5〜3.8％、
Si2.0〜3.0％、Mn0.3％以下、Ni2.0〜5.0％、
Mo0.2〜0.8％、Cu1.0％以下、Cr0.7％以下及び前
記球状化元素を含有するものが鋳放し表面硬さ等
の点で特に好ましいものである。 （実施例） 次に本発明の実施例を示す。 実施例 １ 第１表に示す組成のNo.１〜No.８の本発明の球状
黒鉛鋳鉄及び比較のために本発明の数値限定範囲
外のものを参考例としてNo.９、No.10として、更に
比較例としてNo.11〜No.12の片状黒鉛鋳鉄、No.13の
熱間ダイス鋼、No.14の炭素鋼を表中の溶解温度で
それぞれ溶解し、300℃に予熱された熱間ダイス
鋼（SKD―61）製の鋳型中に各鋳込温度で受圧
で注湯した。その後直ちに第１表に記載する圧力
で加圧し、凝固後約800℃となつたとき加圧を除
去し、鋳枠を取外して離型、冷却してプラスチツ
ク射出成形に用いられるキヤビテイ側の成形用金
型を得た。結果は第１表に示すとおりNo.11〜14の
比較例のものはいずれも引け割れが大きく使用不
可能であつた。また本発明の数値限定範囲外の参
考例のNo.９〜No.10もブローホール及びマスター変
形が生じ使用には不適であつた。さらに炭素当量
が好ましい範囲より外れる本発明のNo.８は一部に
表面欠陥がわずかに認められたが実使用上は問題
はないものであつた。 しかしながら、加圧圧力が数値限定範囲内であ
りかつ炭素当量が3.8〜4.9％の範囲内にあるNo.１
〜７のものは健全性に優れた鋳物が得られた。ま
た、各鋳肌精度及び鋳放し表面硬さは第１表の下
段に示したとおりであり、特にNo.１〜No.５のもの
が成形用金型として最も好ましい硬度を示した。
【表】
【表】
実施例 ２
市販の黒鉛電極用黒鉛塊を用いて黒鉛鋳型を作
り、第１表No.１〜３のそれぞれの溶湯を用いて実
施例１と同様の方法で加圧力のみを30、4050Kg／
cm2にそれぞれ変えて加圧鋳造して本発明法による
プレス用の成形用金型を得た。結果は鋳造欠陥は
全くなく、寸法精度、鋳肌精度とも良好であつ
た。 実施例 ３ 一般的に用いられるセラミツク鋳型を作り、第
１表のNo.１〜３のそれぞれの溶湯を鋳込温度1200
〜1220℃で10Torrの減圧下で注湯したのち３、
４、５Kg／cm2でそれぞれ加圧凝固した。凝固後約
1000℃になつたとき加圧を除去し、冷却して本発
明法によるゴム成形用の金型を得た。結果は鋳肌
精度は４〜5Sと若干粗くなつたが、十分実用に
耐えるものであつた。 なお、No.１の溶湯により鋳造された実施例１の
成形用金型と、実施例２の成形用金型と、実施例
３の成形用金型について、各５個ずつの寸法精度
を基準寸法40mmの部分と60mmの部分とについて各
３個所ずつ測定したところそのばらつきは第２表
に示すとおりであり、従来のセラミツクモールド
法により鋳造された成形用金型よりも寸法精度が
良好で、JIS B0405の精級を充分満すものであつ
た。
り、第１表No.１〜３のそれぞれの溶湯を用いて実
施例１と同様の方法で加圧力のみを30、4050Kg／
cm2にそれぞれ変えて加圧鋳造して本発明法による
プレス用の成形用金型を得た。結果は鋳造欠陥は
全くなく、寸法精度、鋳肌精度とも良好であつ
た。 実施例 ３ 一般的に用いられるセラミツク鋳型を作り、第
１表のNo.１〜３のそれぞれの溶湯を鋳込温度1200
〜1220℃で10Torrの減圧下で注湯したのち３、
４、５Kg／cm2でそれぞれ加圧凝固した。凝固後約
1000℃になつたとき加圧を除去し、冷却して本発
明法によるゴム成形用の金型を得た。結果は鋳肌
精度は４〜5Sと若干粗くなつたが、十分実用に
耐えるものであつた。 なお、No.１の溶湯により鋳造された実施例１の
成形用金型と、実施例２の成形用金型と、実施例
３の成形用金型について、各５個ずつの寸法精度
を基準寸法40mmの部分と60mmの部分とについて各
３個所ずつ測定したところそのばらつきは第２表
に示すとおりであり、従来のセラミツクモールド
法により鋳造された成形用金型よりも寸法精度が
良好で、JIS B0405の精級を充分満すものであつ
た。
【表】
（発明の効果）
本発明は以上の説明からも明らかなように、球
状黒鉛鋳鉄の溶湯を常圧又は減圧下で鋳型中に注
湯したのち、１〜500Kg／cm2に加圧しつつ凝固さ
せることにより寸法精度及び鋳肌精度が高い鉄系
の成形用金型を収縮割れや表面欠陥を生じさせる
ことなく鋳造することができるものであり、この
ため鋳造後に修正加工の必要がなくそのまま使用
することができるので大幅な加工工数の削減がで
き、製造コストの低減や納期短縮等の経済的効果
も大である。よつて本発明は従来の問題点を解消
したものとして、産業の発展に寄与するところは
極めて大なものがある。
状黒鉛鋳鉄の溶湯を常圧又は減圧下で鋳型中に注
湯したのち、１〜500Kg／cm2に加圧しつつ凝固さ
せることにより寸法精度及び鋳肌精度が高い鉄系
の成形用金型を収縮割れや表面欠陥を生じさせる
ことなく鋳造することができるものであり、この
ため鋳造後に修正加工の必要がなくそのまま使用
することができるので大幅な加工工数の削減がで
き、製造コストの低減や納期短縮等の経済的効果
も大である。よつて本発明は従来の問題点を解消
したものとして、産業の発展に寄与するところは
極めて大なものがある。
Claims (1)
- １ 3.8〜4.9％の炭素当量を持つ球状黒鉛鋳鉄の
溶湯を常圧又は減圧下で鋳型中に注湯したのち、
１〜500Kg／cm2に加圧しつつ凝固させることを特
徴とする成形用金型の加圧鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25968784A JPS61137665A (ja) | 1984-12-08 | 1984-12-08 | 成形用金型の加圧鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25968784A JPS61137665A (ja) | 1984-12-08 | 1984-12-08 | 成形用金型の加圧鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61137665A JPS61137665A (ja) | 1986-06-25 |
| JPH0256182B2 true JPH0256182B2 (ja) | 1990-11-29 |
Family
ID=17337519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25968784A Granted JPS61137665A (ja) | 1984-12-08 | 1984-12-08 | 成形用金型の加圧鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61137665A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5756643B2 (ja) * | 2011-01-31 | 2015-07-29 | クロダイト工業株式会社 | 球状黒鉛鋳鉄の低温鋳造方法及び低温鋳造装置 |
| EP3434799B1 (en) * | 2016-03-24 | 2020-07-08 | Hitachi Metals, Ltd. | Method for manufacturing cast article comprising spherical graphite cast iron |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5750266A (en) * | 1980-09-11 | 1982-03-24 | Toyota Motor Corp | Pressure casting method for casting |
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1984
- 1984-12-08 JP JP25968784A patent/JPS61137665A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5750266A (en) * | 1980-09-11 | 1982-03-24 | Toyota Motor Corp | Pressure casting method for casting |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61137665A (ja) | 1986-06-25 |
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