JPH10137915A

JPH10137915A - 鋳造用金型

Info

Publication number: JPH10137915A
Application number: JP30740396A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Kagami; 嘉晃各務; Takanori Kamiya; 孝則神谷
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1996-11-01
Filing date: 1996-11-01
Publication date: 1998-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】離型抵抗を大幅に低減することができ，寸法
安定性に優れかつ安価な鋳造用金型を提供すること。【解決手段】溶融金属を注入するためのキャビティを
有する金属製の鋳造用金型において，キャビティの内壁
にはＣｒＮよりなる表面処理膜２を形成してある。表面
処理膜はホローカソード式イオンプレーティングにより
形成してあることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，例えばダイカスト用金型等の鋳
造用金型，特に離型性に優れる鋳造用金型に関する。

【０００２】

【従来技術】例えばダイカスト鋳造においては，鋳物を
金型から離型する際に生じる抵抗力を低減するために，
潤滑成分を含んだ離型剤を予め金型表面に塗布してい
る。しかし，離型剤の潤滑効果は，その塗布の仕方等に
よって変動しやすい。そのため，離型剤の潤滑効果を十
分に発揮できなかった場合には，鋳物にカジリが生じ，
鋳物の面粗度が悪化してしまう。

【０００３】このような不具合を防止するため，従来
は，鋳造用金型からの鋳物の離型性を向上させるため，
いわゆる抜勾配（鋳物の引き抜き方向に向かって所望す
る形状よりも拡開させた形状にした場合のその拡開角度
をいう）を大きくとる対策を講じていた。しかしなが
ら，この抜勾配を大きくするためには，得ようとする鋳
物形状にかかわらず金型形状を変更する必要がある。そ
のため，最終的に得ようとする製品の形状と鋳物形状と
の相違点が大きくなり，切削等の後加工により大幅に形
状を修正する必要があった。

【０００４】これに対し，鋳造用金型自体に潤滑効果を
負荷して上記抜勾配の減少を図る技術として，特開平５
−７９８３号公報に示された鋳造用金型が提案されてい
る。この鋳造用金型は，金型の構成材料としてタングス
テン合金を用いたことに最大の特徴がある。そして，鋳
造用金型へ溶湯を注入した際に，溶湯の熱によって表面
に酸化タングステン粉末を析出させる。この酸化タング
ステン粉末が固体潤滑剤として作用し，鋳物の離型抵抗
を大幅に減少させることができる。

【０００５】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の鋳
造用金型においては，次の問題がある。即ち，上記固体
潤滑剤として作用する酸化タングステンは，鋳造用金型
温度の変動等によりその析出反応が不安定となり，安定
的に均一に析出させることが困難である。

【０００６】また，酸化タングステン粒子が析出した場
合には，徐々に金型形状が変化していき，寸法安定性に
欠ける。さらに，金型をタングステン合金により作製す
るため，金型コストが高くなり，大型製品への適用が困
難となる。

【０００７】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，離型抵抗を大幅に低減することができ，
寸法安定性に優れかつ安価な鋳造用金型を提供しようと
するものである。

【０００８】

【課題の解決手段】請求項１の発明は，溶融金属を注入
するためのキャビティを有する金属製の鋳造用金型にお
いて，上記キャビティの内壁にはＣｒＮよりなる表面処
理膜を形成してあることを特徴とする鋳造用金型にあ
る。

【０００９】本発明において最も注目すべきことは，上
記キャビティの内壁にはＣｒＮ（クロムナイトライド）
よりなる表面処理膜を形成してあることである。即ち，
後述する種々の実験結果を基に，多数存在する表面処理
用材質の中から，鋳造用金型への表面処理膜としてＣｒ
Ｎを選択したことである。

【００１０】この表面処理膜の厚みは５〜１０μｍであ
ることが好ましい。５μｍ未満の場合には膜特性が低下
するという問題があり，一方，１０μｍを超える場合に
は膜の剥離を生じやすいという問題がある。

【００１１】また，ＣｒＮよりなる表面処理膜と母材と
の間には，他の材質の膜を介在させてもよい。例えば，
ＣｒＮの形成方法によっては，母材上にＣｒ膜，Ｃｒ₂
Ｎ膜が順次形成される場合があるが，少なくとも最表面
の表面処理膜がＣｒＮにより形成されていればよい。

【００１２】なお，上記鋳造用金型とは，中空部を有す
る鋳物を鋳造する際に用いる中子をも含む概念である。
また，上記表面処理膜は，鋳物形状等に応じて，キャビ
ティの内壁全体に設けてもよいし，例えば中子等の一部
分だけに設けてもよい。

【００１３】次に，本発明における作用につき説明す
る。本発明においては，鋳造用金型のキャビティの内壁
にはＣｒＮよりなる表面処理膜を形成してある。このＣ
ｒＮの表面処理膜は，後述する実施形態例に示すごと
く，鋳物材料の付着，堆積を従来の鋳造用金型に比べて
大幅に低減することができる。さらに，付着した鋳物材
料の剥離強度を他の表面処理膜等に比べて低くすること
ができる。また，表面処理膜の摩擦係数μも従来の金型
に比べて大幅に低下する。

【００１４】そのため，本発明の鋳造用金型から鋳物を
離型する際の引抜力は，従来の鋳造用金型及び他の表面
処理品に比べて大幅に低くなる。更に，得られる鋳物の
表面は，カジリを生じることがなく，良好な面粗度状態
を確保することができる。

【００１５】それ故，金型形状の設計において，従来の
ような離型性を補うための大きな抜勾配を設ける必要が
なく，鋳物形状を製品形状に近づけて後加工を省略する
ことも可能となる。また，従来大量に使用していた離型
剤の塗布量も大幅に減少させることができ，鋳物の製造
コストの低減を図ることもできる。

【００１６】また，本発明においては，上記ＣｒＮの表
面処理膜を形成することにより上記優れた離型性を発揮
させることができる。そのため，金型の母材材質として
は，例えば，従来と同様に通常の工具鋼等を適用するこ
とができる。それ故，上記の優れた特性を有する鋳造用
金型を，安価に製造することができる。

【００１７】次に，請求項２の発明のように，上記表面
処理膜はホローカソード式イオンプレーティングにより
形成してあることが好ましい。これにより，平滑で緻密
な優れた表面処理膜を容易に形成することができる。こ
こで，ホローカソード式イオンプレーティングは，いわ
ゆるＰＶＤ法（物理的プロセスにおける気相被覆法）の
一種であり，特にホローカソード式のイオンプレーティ
ング装置を用いて行う表面処理法をいう。

【００１８】また，請求項３の発明のように，上記キャ
ビティの抜勾配は０．２度以下であることが好ましい。
これにより，金型形状による鋳物形状への制約を大幅に
減少させることができ，鋳物の後加工を省略することも
できる。それ故，鋳造製品のいわゆるニア・ネット・シ
ェイプ化を図ることができ，製造コストの低減に寄与す
ることができる。尚，抜勾配の下限値は，金型の熱膨張
の関係から０．０４度であることが好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】

実施形態例１本発明の実施形態例にかかる鋳造用金型につき，図１〜
図５を用いて説明する。まず，本例の鋳造用金型により
得ようとする鋳物７は，図３，図４に示すごとく，左右
に貫通する貫通穴７１０を有する円筒状の本体部７１
と，その上方に突設した内腔７２０を有する突出部７２
とよりなる。

【００２０】本例の鋳造用金型１は，図１に示すごと
く，上記鋳物７をダイカスト法により製造するダイカス
ト用金型であり，溶融金属（溶湯）を注入するためのキ
ャビティ１９を有する金属製の金型である。この鋳造用
金型１は，外形形状を形成するための左右一対の金型１
１，１２と，上記鋳物７の突出部７２の内腔７２０（図
３）を形成するための中子１３と本体部７１の貫通穴７
１０を形成するための中子１４とより構成されている。

【００２１】また，鋳造用金型１には，溶湯を加圧しな
がらキャビティ１９内に注入するためのプランジャ１７
がゲート１８に連通して設けられている。プランジャ１
７は，図示しない油圧シリンダに連結され，スリーブ１
７１内に摺動可能に配設されている。また，鋳造用金型
１には，キャビティ１９内の溶湯の温度を随時検出する
ための温度センサ１５と，溶湯圧力を随時検出するため
の圧力センサ１６も配設されている。符号１５１は温度
センサの出力値を外部に伝える導線である。

【００２２】そして，本例においては，図２に示すごと
く，キャビティ１９の内壁を形成する一部分である上記
中子１３の表面にＣｒＮよりなる表面処理膜２を形成し
てある。中子１３は，図１，図２に示すごとく，これを
抜き差しするための油圧シリンダにロッド１８（図１）
を介して連結される頭部１３１と，実際に鋳物７の内腔
７２０を形成するための先端部１３２とより構成されて
いる。また，中子１３を接続するロッド１８には後述す
る中子１３の引抜力を測定するためのロードセル１８１
を配設してある。

【００２３】また，図２に示すごとく，中子１３の先端
部１３２の外周側表面には，次のようにホローカソード
式イオンプレーティングによりＣｒＮの表面処理膜２を
形成した。なお，中子１３の母材１３９（図２）として
は，材質がＪＩＳＳＫＤ６１（焼入焼戻材），硬度が
ＨＲＣ４３〜４６，面粗度がＲｚ１．０〜３．０μｍの
ものを用いた。

【００２４】まず，中子１３を，前処理として，温度８
０℃のトリクレンにより１０分間洗浄し，次いでアルコ
ールによる超音波洗浄を常温で１５分間行い，さらに真
空洗浄（イオンボンバードメント）を行った。真空洗浄
は，プラズマガン出力４０Ｖ×４０Ａ，バイアス電圧４
００Ｖ×２０分の条件により行った。

【００２５】次に，本処理として以下の条件によりホロ
ーカソード式イオンプレーティングを行った。ベース真空度；２．０×１０^-5（Ｔｏｒｒ），処理真空度；６．２×１０^-4（Ｔｏｒｒ），プラズマガン出力；５５Ｖ×１７０Ａ，キャリアガス流量（Ａｒ）；２０ｃｃ／分，反応ガス流量（Ｎ₂）；７０ｃｃ／分，

【００２６】上記の処理により中子１３の表面に得られ
た表面処理膜２は以下のような状態となった。膜厚；８〜１０μｍ（金属Ｃｒ膜，Ｃｒ₂Ｎ膜を含
む），硬度，Ｈｖ（１０ｇ）；１７００〜１９００，膜組成；母材側から２μｍ厚みの金属Ｃｒ膜，３〜４μ
ｍ厚みのＣｒ₂Ｎ膜，３〜４μｍ厚みのＣｒＮ膜を順次
積層，表面粗度，Ｒｚ；１．０〜３．０μｍ（母材と同等），

【００２７】次に，上記のごとき表面処理膜２を施した
中子１３を有する鋳造用金型１を用いて実際に鋳物７を
作製した。そして，図５に示すごとく，中子１３を引き
抜いた後の鋳物７における突出部７２の内腔７２０の内
表面にカジリ等の発生があるか否か等の外観状態を観察
した。また，比較のために，表面処理膜を形成していな
い母材（ＳＫＤ６１）のままの中子を用いて同様の観察
を行った。なお，離型剤は一切使用しなかった。また，
いずれの中子も抜勾配は０．２度とした。

【００２８】また，ダイカスト条件は，型締力１．３Ｍ
Ｎ，溶湯温度９２３Ｋ，鋳造圧力４９ＭＰａ，ゲート速
度３０ｍ／秒とした。また，使用した鋳物材料は，ＡＤ
Ｃ１２（ダイカスト用アルミニウム合金）である。

【００２９】外観観察の結果，図５（ａ）に示すごと
く，ＣｒＮの表面処理膜２を施した中子１３を用いた場
合には，鋳物７の内腔７２０の内表面に殆どカジリが発
生せず，非常に良好であった。一方，図５（ｂ）に示す
ごとく，中子に表面処理を何ら施していない場合には，
激しいカジリ９９が発生した。

【００３０】また，ＣｒＮの表面処理膜２を施した中子
１３の表面には，引き抜き後に材料の付着が少なく，一
方，表面処理無しの中子には引き抜き後に多量の鋳物材
料が付着していることも観察された。このことは，中子
の引き抜き作業が，ＣｒＮの表面処理膜を設けた場合の
方が，設けない場合に比べてスムーズに行われたことを
示している。

【００３１】以上のことから，金型の表面にＣｒＮの表
面処理膜２を設けることにより，金型自体に優れた潤滑
効果が得られることがわかる。この効果をさらに定量的
に評価すべく，以下の実施形態例２〜７において，種々
の試験を行った。

【００３２】実施形態例２本例は，表１及び図６に示すごとく，実施形態例１に示
した鋳造用金型１において，ＣｒＮ及びそれ以外の多数
の表面処理材により表面処理膜を形成した種々の中子を
準備し，その離型性を評価した。準備した中子の表面処
理の種類を表１に示す。表１には，処理プロセス，表面
処理膜の材質，膜厚，面粗度を示している。

【００３３】次に，これら各種の表面処理膜を施した中
子を用いて実際に鋳物７を作製し，中子の引抜力と，得
られた鋳物７の内腔７２０の面粗度とを測定し，離型性
の評価を行った。鋳造用金型としては，上記実施形態例
１の鋳造用金型１の中子１３を上記各種表面処理した中
子に代えたものを用いた。各中子は，全て抜勾配０．２
とした。また，離型剤は一切使用しなかった。その他
は，実施形態例１と同様とした。

【００３４】中子引抜力と面粗度の測定結果を図６に示
す。同図は，横軸に内腔７２の内表面の面粗度を，縦軸
に中子引抜力をとった。同図より知られるごとく，全体
的にみて，鋳物の面粗度と中子引抜力との間には，正の
相関関係があることがわかる。即ち，中子引抜力が大き
いほど鋳物にカジリ等が発生して面粗度が悪化すること
がわかる。

【００３５】次に，同図より知られることは，評価した
各種表面処理は，大まかに３つのグループに分けること
ができることである。即ち，Ａグループに属する表面処
理膜は，中子引抜力を小さくすることができ，また鋳物
の表面状態を面粗度が小さくかつカジリの少ない平滑で
良好な状態にすることができる。このことは，Ａグルー
プの場合には，一般的に非常に硬質で緻密な膜を設ける
ことができ，また，表面処理膜の剥離も殆ど生じないか
らであると考えられる。この剥離については，鋳物７の
上記内腔７２０をＥＤＸ分析することにより，全く生じ
ていないことが確認された。

【００３６】また，Ｂグループに属する表面処理膜は，
Ａグループよりも中子への鋳物材料（ＡＤＣ１２）の付
着が多くなり，また中子引抜力の増加，面粗度の悪化を
引き起こした。このことは，Ｂグループの場合には，Ａ
グループと同様に膜の剥離は生じないが，膜の緻密性が
劣るために鋳物材料の中子への付着がＡグループより多
くなるためであると考えられる。

【００３７】また，Ｃグループに属する表面処理膜は，
中子引抜力が非常に大きくなり，また鋳物の面粗度が悪
化すると共に広い範囲にカジリを生じた。また，表面処
理膜自体がモザイク状に剥離した。これは，鋳物の内腔
をＥＤＸ分析することにより確認された。

【００３８】このように中子引抜力の増加及び面粗度の
悪化が激しくなったことは，Ｃグループの場合には，表
面処理膜の緻密性が十分でないため鋳物材料が中子に付
着しやすいことと，表面処理膜自体の母材への密着力も
不足していることに起因すると考えられる。即ち，中子
への鋳物材料の付着と表面処理膜の剥離とが，中子を引
き抜く際の強いアンカー効果を発揮させ，鋳物の内腔に
広範囲にカジリを発生させると共に中子引抜力の増大を
来したと考えられる。

【００３９】以上の結果から，鋳造用金型への表面処理
膜としては，Ａグループに属する表面処理が適している
ことがわかる。次に，Ａグループ内において実験結果を
比較すると，特にＣｒＮのＰＶＤ処理（ホローカソード
式イオンプレーティング）による表面処理膜が，最も中
子引抜力が小さく，また鋳物の面粗度も小さく表面状態
が平滑で良好であることがわかる。したがって，本例に
おいては，ＣｒＮの表面処理膜（Ｅ２）が鋳造用金型に
おいて非常に優れた潤滑効果を発揮し，離型性に優れる
ことがわかる。

【００４０】

【表１】

【００４１】実施形態例３本例は，図７に示すごとく，実施形態例２において鋳造
用金型（中子）の表面処理膜として優れているＡグルー
プの中から，ＣｒＮ（図６のＥ２）とＴｉＮ（図６のＣ
２１）とを選び，鋳物温度に対する中子引抜力を詳細に
測定した。なお，比較のため，表面処理膜を施していな
いＳＫＤ６１の母材のままの中子も準備して同様に測定
した。以下，説明の便宜のため，適宜，ＣｒＮの表面処
理膜を施した中子を「ＣｒＮ品」と，ＴｉＮの表面処理
膜を施した中子を「ＴｉＮ品」と，表面処理膜を施して
いない中子を「未処理品」という。

【００４２】また，鋳物温度は，５２３〜６４３Ｋの範
囲とした。なお，抜勾配は０．２度とし，離型剤は一切
使用しなかった。その他は実施形態例１，２と同様にし
た。測定結果を図７に示す。同図は，横軸に鋳物温度
を，縦軸に中子の引抜力を取った。

【００４３】同図より知られるごとく，未処理品（Ｃ３
２）は，鋳物温度が低いほど中子引抜力が著しく高くな
るという傾向を示した。これに対し，ＣｒＮ品（Ｅ３）
とＴｉＮ品（Ｃ３１）の場合には，いずれも全体的に低
い中子引抜力となり殆ど温度依存性が見られない良好な
結果となった。特に，ＣｒＮ品（Ｅ３）の場合には，Ｔ
ｉＮ品（Ｃ３１）の場合よりもさらに低い引抜力を示
し，非常に優れた離型性を示した。

【００４４】実施形態例４本例は，図８に示すごとく，実施形態例３と同様にＣｒ
Ｎ品，ＴｉＮ品，未処理品の３種類の中子を準備し，溶
湯圧力に対する中子の引抜力を詳細に測定した。溶湯圧
力は３６〜５３ＭＰａの範囲とした。また，抜勾配は
０．２度とし，離型剤は一切使用しなかった。その他は
実施形態例１，２と同様にした。

【００４５】測定結果を図８に示す。同図は，横軸に溶
湯圧力を，縦軸に中子の引抜力をとった。同図より知ら
れるごとく，未処理品（Ｃ４２）の場合は，溶湯圧力の
増加に伴って中子引抜力が著しく高くなった。一方，Ｃ
ｒＮ品（Ｅ４）とＴｉＮ品（Ｃ４１）の場合には，いず
れも全体的に低い中子引抜力となり，良好な結果となっ
た。

【００４６】実施形態例５本例は，図９，図１０に示すごとく，ＣｒＮ品，ＴｉＮ
品及び未処理品の３種類の中子を準備し，上記実施形態
例３，４において評価した鋳物温度及び溶湯圧力をほぼ
一定条件に固定して，得られた鋳物の面粗度及び中子の
摩擦係数μを求めた。鋳物温度は，５２３〜６２３Ｋの
範囲内とし，溶湯圧力は４０〜５０ＭＰａの範囲内に収
まるようにそれぞれ制御した。その他は，実施形態例
１，２と同様である。

【００４７】まず，鋳物の面粗度の測定は，いずれの場
合も１１〜１５ショット目の鋳造品を用い，その内腔７
２０（図４）の内表面において行った。測定結果を図９
に示す。同図は，横軸に中子の表面処理膜の種類を，縦
軸に鋳物の面粗度をとった。同図より知られるごとく，
ＣｒＮ品（Ｅ５１）の場合が最も面粗度が低く，次い
で，ＴｉＮ品（Ｃ５１），未処理品（Ｃ５２）の順に面
粗度が大きくなった。

【００４８】次に，中子の摩擦係数μを求めた。この摩
擦係数μは，いわゆる金子の式により求めた。その測定
結果を図１０に示す。同図は，横軸に中子の表面処理膜
の種類を，縦軸に中子の摩擦係数μをとった。同図より
知られるごとく，未処理品（Ｃ５４）に比べて，ＴｉＮ
品（Ｃ５３）の方が格段に摩擦係数μが減少している
が，さらにＣｒＮ品（Ｅ５１）の方が摩擦係数μが減少
し，非常に離型性の向上に有利であることがわかる。

【００４９】以上の結果から，ＴｉＮよりもＣｒＮを表
面処理膜とした方が鋳造用金型の表面処理としては有利
であることが明らかとなった。即ち，実施形態例３，４
の結果においては，表面処理膜を施さない場合に比べ
て，ＣｒＮ品又はＴｉＮ品の場合には格段に中子引抜力
が低下することが分かったが，ＣｒＮとＴｉＮとの効果
の差が余り明確ではなかった。これに対し，本例におい
ては，実際に得られる鋳物の面粗度を評価した結果，Ｔ
ｉＮ品よりもＣｒＮ品の場合の方がさらに優れた離型性
を有していることが明確となった。また，得られる鋳物
の面粗度は摩擦係数μと相関があることもわかった。

【００５０】実施形態例６本例は，図１１，図１２に示すごとく，前記の各実施形
態例によって明確になったＣｒＮ表面処理膜の優位性を
さらに明確にするため，中子への鋳物材料（ＡＤＣ１
２）の付着，堆積の特性を調査した。使用した中子は実
施形態例３〜５と同様に，ＣｒＮ品，ＴｉＮ品，未処理
品の３種類である。また，その他の鋳造条件等は実施形
態例１，２と同様とした。

【００５１】そして，中子への鋳物材料の付着，堆積の
評価は，鋳造ショットに対する鋳物材料の付着面積率
（付着面積率），及び単位面積当たりの鋳物材料の付着
量（付着量）の推移を測定することにより行った。測定
結果を図１１に示す。同図は，横軸に鋳造ショット数
を，左縦軸に付着面積率を，右横軸に付着量を，それぞ
れとった。そして，付着面積率を折れ線Ｅ６１，Ｃ６
１，Ｃ６２により，付着量を棒グラフＥ６２，Ｃ６３，
Ｃ６４によりそれぞれ示した。なお，付着量の測定は，
鋳造１０ショット以降に行った。

【００５２】同図より知られるごとく，付着面積は，い
ずれの中子（Ｅ６１，Ｃ６１，Ｃ６２）においても１０
ショット後には中子表面積のほぼ９０％の面積となっ
た。一方，鋳物材料の単位面積当たりの付着量は，いず
れも鋳造ショットの増加に伴い増加したが，未処理品
（Ｃ６４）及びＴｉＮ品（Ｃ６３）に比べ，ＣｒＮ品
（Ｅ６２）の増加割合が非常に小さい結果となった。そ
して，鋳造３０ショット後においては，ＣｒＮ品が他に
比べて，中子への付着面積，付着量ともに最も少ない結
果となった。

【００５３】次に，図１２に示すごとく，中子に堆積し
た鋳物材料の付着力を測定すべく，簡易的に剥離試験を
行った。剥離試験は，中子に付着した鋳物材料の表面に
耐熱性接着剤を塗布しておき，次いで中子を引抜時と同
等の５７３Ｋの温度に加熱し，次いで上記接着剤を剥が
す際の応力を測定して，これを付着力とした。

【００５４】測定結果を図１２に示す。同図は，横軸に
中子の表面処理膜の種類を，縦軸に鋳物材料の中子への
付着力をとった。同図より知られるごとく，未処理品
（Ｃ６６）に比べてＴｉＮ品（Ｃ６５）の方が鋳物材料
の付着力が小さく，更にＣｒＮ品（Ｅ６３）の鋳物材料
付着力が小さい結果となった。

【００５５】このように，本例においては，ＣｒＮ品
は，図１１に示すごとく，他の試験品に比べて鋳物材料
が最も付着し易く，かつ図１２に示すごとく，付着した
鋳物材料が最も剥離されやすいことがわかった。このこ
とは，ＣｒＮの表面処理膜は，表面処理を施さない場合
及びＴｉＮの表面処理を施した場合よりも，鋳物のカジ
リ発生の防止及び離型性の向上に極めて有利であること
を示している。

【００５６】実施形態例７本例は，図１３，図１４に示すごとく，ＣｒＮの表面処
理膜の有効性を耐久性の面から評価すべく，鋳造を１０
００ショットまで行って，中子引抜力と鋳物の面粗度と
を測定した。また，本例において用いた中子は，実施形
態例１〜６の中子に代えて，先端部１３２（図２）の長
さを約２倍の１３５ｍｍにしたものを用いた。その他
は，実施形態例１，２と同様にした。

【００５７】まず，鋳造ショット数に対する中子引抜力
の測定結果を図１３に示す。同図は，横軸に鋳造ショッ
ト数，縦軸に中子引抜力をとった。同図より知られるご
とく，未処理品（Ｃ７２）とＴｉＮ品（Ｃ７１）とは，
いずれも１００ショット以降に急激に中子引抜力が増加
した。一方，ＣｒＮ品（Ｅ７１）は，１００ショットま
では徐々に中子引抜力が増加したが，１００ショット目
をピークにしてそれ以上増加しなかった。

【００５８】この結果は，前述の実施形態例６に示し
た，鋳物材料の中子への付着のし易さ及び鋳物材料の剥
離強度の関係から，ＣｒＮ品は表面に付着する鋳物材料
の量を一定量以下に維持することができるのに対し，未
処理品及びＴｉＮ品は，鋳物材料の付着が増加の一途を
辿るということを示していると考えられる。

【００５９】次に，鋳造ショットに対する鋳物の内腔７
２０（図４）の面粗度の測定結果を図１４に示す。同図
は，横軸に鋳造ショット数，縦軸に鋳物の面粗度をとっ
た。同図より知られるごとく，中子引抜力の場合と同様
に，未処理品（Ｃ７４）とＴｉＮ品（Ｃ７３）とは，い
ずれも１００ショット以降に急激に面粗度が悪化した。
一方，ＣｒＮ品（Ｅ７２）は，最初から徐々に面粗度が
低下し，鋳造ショットの回数の増加に伴ってますます面
粗度が低下していき，鋳造ショットが増加するほど良好
となった。

【００６０】この結果は，未処理品及びＴｉＮ品は，中
子への鋳物材料の付着量の増加によって中子自体の面粗
度も徐々に増加するが，一方ＣｒＮ品の場合には，鋳物
材料の付着が一定量以下に維持される結果その付着によ
る面粗度の増加は抑制され，逆に摩耗による表面処理膜
自体の面粗度の低下が全体の面粗度に現れたのではない
かと考えられる。

【００６１】以上の各実施形態例の結果から，数ある表
面処理材の内，特にＣｒＮが鋳造用金型の離型性向上に
極めて有効であることがわかった。

【００６２】

【発明の効果】上記のごとく，本発明によれば，離型抵
抗を大幅に低減することができ，寸法安定性に優れかつ
安価な鋳造用金型を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１の鋳造用金型の全体構成を示す縦
断面から見た説明図。

【図２】実施形態例１における，中子の一部切欠き断面
図。

【図３】実施形態例１にいて鋳造した鋳物の斜視図。

【図４】図３のＡ−Ａ線矢視断面図。

【図５】実施形態例１における，（ａ）ＣｒＮ品，
（ｂ）未処理品の中子を用いた場合の鋳物の表面状態を
示す説明図。

【図６】実施形態例２における，鋳物面粗度と中子引抜
力との関係を示す説明図。

【図７】実施形態例３における，鋳物温度と中子引抜力
との関係を示す説明図。

【図８】実施形態例４における，溶湯圧力と中子引抜力
との関係を示す説明図。

【図９】実施形態例５における，各表面処理膜と鋳物面
粗度との関係を示す説明図。

【図１０】実施形態例５における，各表面処理膜と中子
の摩擦係数μとの関係を示す説明図。

【図１１】実施形態例６における，鋳造ショット数に対
する，鋳物材料の付着面積率と付着量との関係を示す説
明図。

【図１２】実施形態例６における，各表面処理膜と鋳物
材料の付着力との関係を示す説明図。

【図１３】実施形態例７における，鋳造ショット数と中
子引抜力との関係を示す説明図。

【図１４】実施形態例７における，鋳造ショット数と鋳
物面粗度との関係を示す説明図。

【符号の説明】

１．．．鋳造用金型，１３．．．中子，２．．．表面処理膜，

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融金属を注入するためのキャビティを
有する金属製の鋳造用金型において，上記キャビティの
内壁にはＣｒＮよりなる表面処理膜を形成してあること
を特徴とする鋳造用金型。
【請求項２】請求項１において，上記表面処理膜はホ
ローカソード式イオンプレーティングにより形成してあ
ることを特徴とする鋳造用金型。
【請求項３】請求項１又は２において，上記キャビテ
ィの抜勾配は０．２度以下であることを特徴とする鋳造
用金型。