JPH10113869A - アルミダイカスト製物品のショットブラスト方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マスキング材の使用や研削、切削加工の追加
を必要とせず、大量生産に向いた安価なアルミダイカス
ト製物品のショットブラスト方法を提供する。 【解決手段】 表面粗さを制御してアルミダイカスト製
物品のバリ取りを投射材のブラスティングにより行うシ
ョットブラスト方法であって、少なくとも常温以下のブ
ラスティング温度において初めて所定の表面粗さとなる
ベきブラスティング条件を選定する工程と、被処理物品
を常温以下に冷却する工程と、冷却された物品に亜鉛ま
たは亜鉛合金製の投射材をブラスティングする工程とか
らなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミダイカスト
製品のバリ取りを投射材のブラスティングにより行う方
法に関し、特に、シール面等の所定粗さ以下に管理され
るべき表面を有するアルミダイカスト製品を、マスキン
グ部材を使用すること無しに、効率よくバリ取りするた
めに表面粗さを制御して行うアルミダイカスト製物品の
ショットブラスト方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ショットブラスト方法は投射材と呼ばれ
る粒子を加速して被処理物品に衝突させ、そのエネルギ
ーにより被処理物品表面のバリ等を破壊させて除去する
方法であって、複雑な制御なしに表面形状が複雑な物品
のバリを効率よく除去できる特長があるので従来より広
く鋳バリ或いは加工バリ等の除去に採用されている。

【０００３】ところで、このような従来のショットブラ
スト方法では、実質的に採用できるショットブラスト条
件を選択して、特別の措置を講ずること無しに、効率よ
くバリ取りを行おうとすれば、バリ等の除去にともなっ
て被処理物品の表面を、例えば、面粗度の最大高さ(JIS
BO6O1)が数十ミクロンである所謂梨地状に形成してしま
うことが避けられなかった。

【０００４】そこで、例えば、１２．５Ｓ以下の面粗度
としたいシール面を有する物品のバリ取りに従来のショ
ットブラスト方法を採用する場合には、シール面をマス
キング部材で被覆してこの部分の表面へのショットブラ
スト処理の影響を低減させるか、或いは、梨地状に粗面
化した後にこの部分の表面に研削または切削加工を施し
て表面粗度を改善する方法の何れかの表面粗さを制御す
る手段が必要となるのであった。

【０００５】しかし、マスキング部材を使用すれば、有
機溶剤を用いる場合は作業環境を悪化させる問題を生
じ、既に形成されているシール面を被覆しようとする場
合は、シール面に対して位置精度良くマスキング部材を
配設するための人手を必要とし処理単価の高騰を招く問
題を生じ、複数の物品を籠様部材に装入し転動させなが
ら同時に処理することとして処理効率を高めようとすれ
ば、マスキング部材が他の物品に衝突して剥がれて不良
品を生ずるなどの問題があった。

【０００６】一方、研削または切削加工の採用は―度表
面を荒らした後に再び滑らかにするいかにも不経済な選
択であり、また、一般に複雑形状に形成されるアルミダ
イカスト製品に採用しようとすれば、治具に応じた基準
面を形成するために物品の意匠に制限を生ずる問題や、
特殊な加工装置や熟練工を必要とする問題を生ずるので
あって、従来の何れの方法にもよらない新しい表面粗さ
を制御して行うショットブラスト方法の開発が望まれて
いるのである。

【０００７】次に、被処理物品を冷却して行うショット
ブラスト方法は、特公昭５２−３１５９８号公報等に見
られるが、この方法は冷却気体を吹きかけて鋳バリを脆
弱化して除去する方法であって、専ら冷却によるバリの
脆弱化のみに注目してなされたもので、表面粗さを制御
する点に付いては触れられていない。また、特開平６−
３３５７６４号公報には、アルミダイカスト成形品を冷
却してショットブラスト処理すれば、被処理物品の歪や
肌荒れを防止できることが示されているが、この方法に
おいても冷却はバリの脆弱化のためになされるのであっ
て、加工力の低い樹脂製投射材を採用することとしてい
るので、加工能率が低いという問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
するところは、前記のような問題を解決して、マスキン
グ材の使用や研削、切削加工の追加を必要とせず、大量
生産に向いた安価な表面粗さを制御して行うことのでき
るアルミダイカスト製物品のショットブラスト方法を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明のアルミダイカスト製物品のショッ
トブラスト方法は、表面粗さを制御してアルミダイカス
ト製物品のバリ取りを投射材のブラスティングにより行
うショットブラスト方法であって、少なくとも常温以下
のブラスティング温度において初めて所定の表面粗さと
なるベきブラスティング条件を選定する工程と、被処理
物品を常温以下に冷却する工程と、冷却された物品に亜
鉛又は亜鉛合金製の投射材をブラスティングする工程と
からなることを特徴とするものである。そして、このよ
うなアルミダイカスト製物品のショットブラスト方法に
おいて、前記した被処理物品を常温以下に冷却する工程
の温度をマイナス１０度乃至マイナス２０度の冷却温度
とする方法が請求項２に係る発明である。

【００１０】このような新しいバリ取り方法において
は、アルミダイカスト製物品を冷却することとしたの
で、その表面は一時的に硬化して塑性変形を起こし難い
状態となる。その後、その冷却された状態である物品を
ショットブラスト処理することとしたので、該アルミダ
イカスト製物品は通常常温で行うショットブラスト後に
比べて表面粗さを小さく仕上げることができる。

【００１１】ここで、投射材にはアルミダイカスト製物
品のバリ取りを強力に行うために好適な亜鉛或いは亜鉛
合金製投射材を採用することとし、更に常温においては
表面を所定の粗さ以上に粗くする程度であって、冷却後
には所定の表面粗さ以下となる程度の強さのブラスティ
ング条件を採用することとしたので、例えばシール面の
ような表面粗さを一定の値以内に管理する必要のある表
面を有する物品のバリを、その粗さ条件を満たしつつ、
マスキング材を用いること無しに、効率よく除去するこ
とが可能となるのである。

【００１２】一定の表面粗さを得ることのできる最大の
ブラスティング条件を選定するとすれば、この冷却温度
は低くするほどにバリ取り効果を高くできると予想され
るが、後に説明する通り−１０℃以下の冷却では表面粗
さ改善効果が鈍くなるので、冷却のコストを勘案すれば
過度な冷却は得策とはいえず、マイナス１０度程度せい
ぜいマイナス２０度に冷却することとして本発明は好適
に実施することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい実施の形
態を詳しく説明する。まず、本発明ではブラスティング
温度において初めて所定の表面粗さとなるべきブラステ
ィング条件を選定し、次いで、処理すべきアルミダイカ
スト製物品を冷却し、その後にブラスティングを実施す
ることとなるが、ブラスティング条件選定のためには、
試験例として、例えば、４００μm の粒径の亜鉛及び亜
鉛合金製投射材を採用し、常温の２０℃、冷却温度−１
０℃及び冷却温度―２０℃のそれぞれに付いて６０m/秒
と３５m/秒の２水準の投射速度において各々のブラステ
ィング条件のもとで処理物品の表面粗さとバリ除去に必
要な所用時間を調べ、これを表１に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】前記した試験例に用いた被処理物品として
は、アルミダイカスト製自動車部品であって、平面固定
用のシール面を有し、圧力変化の小さい場合の汎用的な
表面粗さ基準１２．５Ｓを採用する場合である。そし
て、生産に採用するために更に１０％の安全率を考慮し
て、処理後の被加工物品の表面粗さ目標は１１．２Ｓを
適正値に設定した。

【００１６】表１の結果によれば、常温（２０℃）にお
ける比較では、投射速度が３５m/秒である試験例Ｎｏ．
４の表面粗さ１２．７μm に対し、投射速度６０m/秒で
ある試験例Ｎｏ．１の表面粗さは１９．０μm で、投射
速度を小さく設定すれば被処理物品の表面粗さを改善で
きることが解る。しかし、実施例Ｎｏ．１においてはバ
リの除去が３０秒でできるのに対し、試験例Ｎｏ．４に
おいてはバリの除去に６０秒を必要とし、投射速度を小
さくして被処理物品の表面粗さを所定の大きさにしよう
とする場合には、必然的にバリ除去に長い時間が必要と
なる。

【００１７】また、投射材の硬度や比重に関しても同様
の結果となっている。即ち、硬度、比重共に亜鉛より大
きい亜鉛合金を投射材に採用する場合と、亜鉛を投射材
に採用する場合の処理結果に付いて比較してみてみれ
ば、亜鉛投射材を採用した試験例Ｎｏ．４の表面粗さが
１２．７μm に対し、亜鉛合金を採用した試験例Ｎｏ．
７は１３．２μm で、投射材として比重或いは硬度の低
いものを採用すれば表面粗さを改善することができるこ
とが解る。しかし、試験例Ｎｏ．７においてはバリの除
去が５０秒でできるのに対し、試験例Ｎｏ．４において
はバリの除去に６０秒を必要とし、投射材に硬度或いは
比重の低いものを採用して被処理物品の表面粗さを所定
の大きさにしようとする場合には、必然的にバリ除去に
長い時間が必要となる。

【００１８】一方、同じ投射材を採用して同じ投射速度
でブラスティングする際、被処理物品を冷却した場合に
は、例えば、２０℃である試験例Ｎｏ．１の表面粗さが
１９．０μm 、―１０℃である試験例Ｎｏ．２の表面粗
さが１５．０μm 、―２０℃である表面粗さが１４．９
μm と冷却と共に順次表面粗さは改善され、しかも、冷
却による表面粗さの改善においては、所用時間に変化は
みられないことが判った。

【００１９】このようにブラスティング温度を下げれ
ば、常温では表面が所定の粗さを超えて粗くなってしま
う亜鉛または亜鉛合金製の投射材を採用し、ブラスティ
ング温度において初めて所定の表面粗さとなるバリ除去
所用時間の短いブラスティング条件を選定することが可
能となる。この試験例においては表面粗さの適正値を１
１．２Ｓ以下にしたいので、試験例Ｎｏ．６とＮｏ．９
のブラスティング条件を採用することとすれば良く、所
用時間の短い試験例Ｎｏ．９のブラスティング条件を最
も好適なブラスティング条件として選択することができ
る。

【００２０】なお、試験例では省略したが、そのままブ
ラスティングを１５０秒間継続しても表面粗さは殆ど変
化しなかった。従って、投射時間はバリ取りに必要な所
用時間を選定すれば良いのであって、投射時間の設定に
よって被処理物品の表面粗さを制御することはできない
ことも判った。

【００２１】また、この試験例においては、投射材は全
て４００μの平均粒径である投射材を採用し、亜鉛製投
射材としては新東ブレー夕ー（株）製ＡＺ−４、亜鉛合
金製投射材としては特願平７−２２７８４５号として出
願している新東ブレー夕ー（株）製の投射材を作成して
使用した。また、ブラスティングには新東ブレー夕ー
（株）製のＤＺＢ−ＯＴを使用した。

【００２２】次に、本発明における第２の工程である被
処理物品の冷却は、試験例では温度管理された汎用的な
冷蔵庫に被処理物品を所定時間保持して行ったが、特に
その方法は本発明の効果を左右するものではないので説
明を省略し、前記ブラスティング条件を採用した処理結
果を実施例１０、実施例１１とし、従来法による処理結
果と比較例Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとして表２に示す。なお、装
置及び被処理物品は先の試験例と同じとし、投射速度は
３５m/秒とし、投射時間は全て６０秒とし、バリ取り力
は処理後のバリ残りを目視検査して、バリが除去できた
ものを合格としてこれを○で表し、バリが残っているも
のを不合格としてこれを×で表した。

【００２３】

【表２】

【００２４】表２によれば、投射材が亜鉛または亜鉛合
金である実施例Ｎｏ．１０及び１１の何れの場合も表面
粗さが１１．２Ｓ以下で且つ６０秒間のブラスティング
により目的とするバリ取りを終えることができるが、比
較例Ａのように投射材として鉄系合金製投射材を採用す
る場合には被処理物品を冷却しても表面粗さは目標に遠
く及ばず、また、樹脂製投射材を採用する場合には、粒
径５５０μm である比較例Ｂでは表面粗さは小さくする
ことができるが殆どバリを除去できず、粒径１０００μ
m である比較例Ｃでは、比較例Ｂに比べてややバリを少
なくできるものの投射時間６０秒ではバリを除去しきれ
ない。従って、軽く柔らかな樹脂製の投射材を採用して
表面粗さを改善する方法では本発明の方法に比べて所用
時間が長くなってしまうことが判る。

【００２５】また、亜鉛製投射材を採用しても冷却によ
るのではなく粒径を小さくして表面粗さの改善を図れ
ば、比較例Ｄの通り、表面粗さの改善は可能であるが、
この場合にも著しくバリ取り力が低下するので短時間で
はバリ残りがあり、長い所定時間を必要とするので、被
処理物品を常温以下好ましくはマイナス１０度乃至マイ
ナス２０度の冷却温度に冷却することが必要であること
も判る。

【００２６】なお、表２において用いた投射材としては
比較例Ａの鉄系合金製の投射材として新東ブレー夕ー
（株）製のＳＵＳを、また、樹脂製投射材としては同じ
く新東ブレー夕ー（株）製のＴＰＳを使用した。

【００２７】

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、アルミダイカスト製物品を冷却するとその表面は硬
度を増して塑性変形を起こし難くなるが、バリは硬度が
高くなるものの脆くなって冷却によリバリの除去性の低
下は招かないアルミダイカストの性質を知見してなされ
たものであって、このような新しいバリ取り方法によれ
ば、所定の表面粗さより細かに仕上げなくてはならない
例えばシール面を有する物品のバリ取りに採用すれば、
バリ取り力の大きなブラスティング条件を採用して効率
よくバリ取り処理を行う場合にも、マスキング部材によ
ってシール面を保護する必要がないので、その取扱或い
は廃棄物の処理に特別の注意が必要な有機物を使用する
などの必要がなく、また、ブラスティング後に研削加工
などの後加工を施す手間も必要としない、更に、それら
の従来法の作業では熟練工を必要とする自動化の困難な
作業であるが、本発明を採用すれば、自動化、省人化が
容易で、製品品質の安定に寄与すると共に、製品価格の
軽減にも寄与するものであって産業への寄与効果は多大
なものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面粗さを制御してアルミダイカスト製
   物品のバリ取りを投射材のブラスティングにより行うシ
   ョットブラスト方法であって、少なくとも常温以下のブ
   ラスティング温度において初めて所定の表面粗さとなる
   ベきブラスティング条件を選定する工程と、被処理物品
   を常温以下に冷却する工程と、冷却された物品に亜鉛又
   は亜鉛合金製の投射材をブラスティングする工程とから
   なることを特徴とするアルミダイカスト製物品のショッ
   トブラスト方法。
2. 【請求項２】 常温以下に冷却する工程が、マイナス１
   ０度乃至マイナス２０度の冷却温度で行われる請求項１
   に記載のアルミダイカスト製物品のショットブラスト方
   法。