JPH0666840U

JPH0666840U - グラビティ金型

Info

Publication number: JPH0666840U
Application number: JP1331793U
Authority: JP
Inventors: 美廣山田
Original assignee: 株式会社ユニシアジェックス
Priority date: 1993-02-27
Filing date: 1993-02-27
Publication date: 1994-09-20

Abstract

(57)【要約】【目的】生産性の向上、鋳造品質の向上及び金型の長
寿命化が図れるグラビティ金型を提供する。【構成】金型１、２、３、４の溶湯と接触する表面部
位に、耐摩耗性及び耐溶損性を有する表面粗さ３０〜１
００μｍの被覆膜１４を形成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、アルミニウム合金製自動車部品等のグラビティ鋳造で使用するグラビティ金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、アルミニウム合金製自動車部品の製造方法には、溶湯自体の重量を利用して金型内に溶湯を鋳込むグラビティ鋳造法の他、高圧をかけて高速で金型内に溶湯を射出充填するダイカスト法がある。

【０００３】このダイカスト法では、高圧をかけるために０．０５秒程度で金型内に溶湯を充填でき、薄肉製品でも溶湯の回りが良く、型温も低温の１５０℃程度であるが、金型材料が鉄系であるために溶湯と反応してＦｅ−Ａｌ化合物を生成しながら溶損してゆき、溶湯温度が高い場合にはゲート部近傍や溶湯が強く当たる部分等が激しい溶損を起こすという不都合がある。

【０００４】そこで、ダイカスト金型の溶湯と接触する表面部位に、モリブデン又はチタン硼化物を電極とした放電被覆処理によりモリブデン又はチタン硼化物を冶金的に転移させて合金化すると同時に拡散、浸透させて耐溶損性を有する被覆層を形成することが考えられている（特開平４−２５８３５６号公報参照）。

【０００５】このダイカスト金型では、溶湯が高圧を受けて金型表面と接触するため、金型とのかじり現象が生じないように金型表面を表面粗さが数μｍとなる程度に平滑に仕上げていた。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、内燃機関用ピストン等の重力金型鋳造法に上記ダイカスト金型と同様の放電被覆処理を施した金型を使用したところ、溶湯の回りが悪く、金型内に溶湯を充填するのに３〜５秒かかり、しかも薄肉製品では溶湯がなかなか回らなかった。

【０００７】その原因を考察したところ、特に薄肉部の湯回り欠陥が発生することから、金型表面の粗さとアルミニウム溶湯の表面張力の大きさが原因と推測された。即ち、金型表面の粗さが小さいために、表面張力の大きいアルミニウム溶湯は溶湯に嫌われて、ダイカストのように高圧で充填させることがないグラビティ鋳造では溶湯の回りが悪くなることが分かった。

【０００８】そこで、上記知見に基づいて、グラビティ金型でも、上記従来のダイカスト金型と同様に溶湯が接触する表面部位に被覆膜を形成するものとし、該被覆膜によって、上記従来のダイカスト金型とは異なり金型表面に粗さを付与し、かつ金型と溶湯との間の熱伝達を少なくすることが考えられる。

【０００９】前記被覆膜として、水ガラスをバンドにして保温性の高い珪藻土質の塗型材料を水で溶かしたもの（例えばケイ酸ソーダ３０〜４０％、ＮＡ₂Ｏ１５〜２０％、Ａｌ₂Ｏ₃１０〜１５％、ＣａＯ５〜１０％、ＭｇＯ５〜１０％、水５〜１０％）を高温保持された金型表面にスプレー塗布して被覆膜を形成してみると、この被覆膜は珪藻土質という塗型材料で構成されて熱伝導率が低く、金型表面に多数の凸部を形成できるという利点はあるが、被覆膜自体が非常に軟らかいために、金型表面の凸部が溶湯の注湯で摩耗して短時間に平滑になってしまい、溶湯に嫌われて金型内に溶湯が回り難くなる。また、被覆膜を水ガラスで金型表面に付着させているに過ぎず付着強度が弱いため、金型表面から被覆膜が剥離するおそれがある。従って、金型の長期使用ができず、塗型回数が多く、段取りも必要となり、生産性を低下させると共に、各塗型に先立って金型表面からショットで被覆膜を剥離させるため型寿命が短くなる等の不都合を免れない。

【００１０】この考案は上記グラビティ鋳造法における課題を解決するためになされたもので、生産性の向上、鋳造品質の向上及び金型の長寿命化が図れるグラビティ金型を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、この考案に係るグラビティ金型は、溶湯と接触する表面部位に、耐摩耗性及び耐溶損性を有する表面粗さ３０〜１００μｍの被覆膜を形成したものである。

【００１２】

【作用】

上記構成によれば、被覆膜の表面は粗いため、金型内に注湯された溶湯に嫌われない。前記注湯された溶湯の温度低下に対しては型温の制御により積極的に対応できる。

【００１３】また、被覆膜の表面には耐摩耗性及び耐溶損性があるため、溶湯の注湯時の摩耗及び溶損、製品の脱型時の摩耗が少いことから、上記溶湯の回りに必要な被覆膜の表面粗さが長時間に渡り保持される。

【００１４】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図面により説明する。

【００１５】図１はグラビティ金型を使用したグラビティ鋳造装置の概要を示す正断面図、図２は図１の縮小平面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う側断面図、図４は金型表面に形成した被覆膜の表面粗さを示す線図、図５は同被覆膜の断面組織を写真である。

【００１６】グラビティ金型は金型本体１と中子２とトップコア３とリストピン４で構成されている。

【００１７】前記金型本体１は図示しない底板上に載置されており、該金型本体１の内部には、長辺方向（図２の左右方向）に間隔をおいて上下に開口する２個の孔部５が形成され、該孔部５の前記底板に閉塞された下部には中子２が、上部にはトップコア３が各々装着されて、成形キャビテイ６が設けられている。この金型本体１の前記孔部５間には、各成形キャビテイ６内に連通した湯口部７及びランナー部８が、各トップコア３には、成形キャビテイ６内に連通した押湯９とガス抜き１０が設けられている。

【００１８】前記リストピン４は金型本体１の短辺方向（図２の上下方向）に前記各成形キャビテイ６を横に貫通してピストンピン孔成形部位に配置されている。

【００１９】前記金型本体１には後述の型温制御機構が設けられている。即ち、この型温制御機構は、金型本体１の両側面にバックプレート１１を添接固定し、該バックプレート１１内にカートリッジヒータ１２を設ける一方、前記バックプレート１１に前記リストピン４の先端を連結している。尚、１３は型温制御機構における温度測定位置を示す。

【００２０】前記金型本体１と中子２とトップコア３とリストピン４の溶湯と接触する表面部位には、図１に示すように、耐摩耗性及び耐溶損性を有する電極材（例えばＷＣ、ＴｉＣ、ＴｉＢ、ＺｒＢ₂、ＴｉＮ等の超硬材）を使用した従来公知の放電被覆加工により金属被覆膜１４が形成され、該金属被覆膜１４の表面は図４に示すように表面粗さ３０〜１００μｍと粗く、膜厚は５〜３０μｍであり、その断面組織は図５に示すようになっている。

【００２１】以上の構成において、グラビティ鋳造は、型温制御機構のカートリッジヒータ１２によりバックプレート１１を介して金型本体１及びリストピン４の温度を制御すると共に、湯口部７及びランナー部８を経て溶湯を注湯して各成形キャビテイ６に充填し、この溶湯を押湯９及びガス抜き１０の働きと相俟って均一に凝固させることで行う。

【００２２】上記鋳造中における金型内の湯温の低下はカートリッジヒータ１２による型温の制御で積極的に防止される。このため、金属被覆膜１４の熱伝導率が高くても支障ない。

【００２３】また、金属被覆膜１４は表面粗さ３０〜１００μｍと表面が粗いため溶湯に嫌われないことから、金型１内での溶湯の回り易さが確保される。上記湯温の積極的な低下防止が行われると、上記の湯回りが更に改善されると共に、鋳造品質の向上が図れる。

【００２４】更に、金属被覆膜１４はその形成方法により金型表面から剥離せず、しかも厚さ５〜３０μｍで耐摩耗性及び耐溶損性があるため、溶湯の注湯時における金属被覆膜１４の表面の摩耗及び溶損、製品の脱型時の摩耗が少くて、金属被覆膜１４の表面粗さが長時間に渡り保持される。従って塗型回数が減少し、これにより段取りも減少して生産性が上がると共に、塗型は放電被覆加工により旧金属被覆膜１４の上に行って従来のようなショットをしないで済むことから型寿命が長くなる。

【００２５】

【考案の効果】

以上の通りこの考案は、溶湯と接触する表面部位に、耐摩耗性及び耐溶損性を有する表面粗さ３０〜１００μｍの被覆膜を形成したため、金型内に注湯された溶湯に嫌われることを防止できることから、薄肉製品でも金型内の湯回りを確保して鋳造を行うことが可能となる。

【００２６】また、溶湯の注湯時の摩耗及び溶損、製品の脱型時の摩耗が少くなることで被覆膜の表面粗さを長時間に渡り保持できることから、塗型回数を減少させ、これにより段取りも減少させて生産性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例になるグラビティ金型を使
用したグラビティ鋳造装置の概要を示す正断面図であ
る。

【図２】図１の縮小平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う側断面図である。

【図４】金型表面に形成した被覆膜の表面粗さを示す線
図である。

【図５】同被覆膜の断面組織を示す写真である。

【符号の説明】

１金型本体（金型）２中子（金型）３トップコア（金型）４リストピン（金型）１４金属被覆膜（被覆膜）

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】溶湯と接触する表面部位に、耐摩耗性及
び耐溶損性を有する表面粗さ３０〜１００μｍの被覆膜
を形成したことを特徴とするグラビティ金型。