(57)【要約】【課題】長期間使用可能な耐食性・耐久性に優れた入子座面部を有する母型及びその母型の成形法と、そのような母型を有するダイカスト金型を提供する。【解決手段】本発明に係るダイカスト金型は、母型にキャビティを形成する入子が組み付けられてなるダイカスト金型であって、前記母型は鋳鉄の鋳物からなり、その母型の前記入子が組み付けられる入子組付部の入子座面部は、前記鋳物に埋設されたステンレス鋼板から形成されてなるものである。【選択図】図１
2020011272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティを形成する入子が組み付けられる母型を有してなるダイカスト金型において、前記母型は鋳鉄の鋳物からなり、その母型の前記入子が組み付けられる入子組付部の入子座面部がステンレス鋼板から形成されてなる母型を成形する母型成形方法であって、
前記母型の入子組付部よりわずかに小さく、鋳物砂が充填される入子組付粗形部と、前記母型の外縁部を画定し、鋳物砂が充填される母型粗形部と、を有する模型部材を作製し、
前記入子座面部を形成するステンレス鋼板の鋼板素材と、その鋼板素材に足部が接合され、平板頭部が平行離隔して立設する位置決め治具に無電解ニッケル・リンめっきを施した後、前記入子組付粗形部に鋳物砂が充填されたときには前記位置決め治具の平板頭部がその鋳物砂に埋設され、前記鋼板素材が鋳物砂からわずかに離隔して水平に配設されるように、前記位置決め治具が接合された鋼板素材を前記模型部材に組み付け、
次に、前記鋼板素材が組み付けられた模型部材に砂ごめをした後、その模型部材の焼き取りを行って塗型を施し、
そして、前記鋼板素材が前記鋳鉄に鋳ぐまれるように鋳込みを行った後、成形された鋳物の仕上げ加工を行って、前記入子粗形部まわりにステンレス鋼板から入子座面部が形成された入子組付部を有する母型を成形する母型成形方法。
【請求項２】
ステンレス鋼板と鋳鉄は、その境界面からそれぞれリン（P）が1mm以上にわたって均一に拡散するように接合されていることを特徴とする請求項１に記載の母型成形方法。
【請求項３】
鋼板素材のめっき層に含まれるリン（P）は、鋳鉄の鋳込み後に、鋳鉄中にステダイトを形成するも、最終的にはPとして鋳鉄中に分布することを特徴とする請求項１又は２に記載の母型成形方法。
【請求項４】
無電解ニッケル−リン合金めっきは、リン（P）を7〜9質量％含有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の母型成形方法。
【請求項５】
キャビティを形成する入子が組み付けられる母型を有してなるダイカスト金型において、前記母型は鋳鉄の鋳物からなり、その母型の前記入子が組み付けられる入子組付部の入子座面部がステンレス鋼板から形成されてなる母型を、ステンレス鋼板素材の鋳ぐるみによって形成する母型成形方法であって、
前記ステンレス鋼板素材は、表面に無電解ニッケル・リンめっきが施されたものである母型成形方法。
【請求項６】
母型にキャビティを形成する入子が組み付けられてなるダイカスト金型であって、前記母型は鋳鉄の鋳物からなり、その母型の前記入子が組み付けられる入子組付部の入子座面部は、前記鋳物に埋設されたステンレス鋼板から形成されてなるものであるダイカスト金型。
【請求項７】
ステンレス鋼板は、母型を形成する鋳鉄に鋳ぐるみにより埋設されてなることを特徴とする請求項６に記載のダイカスト金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、母型にキャビティを形成する入子が組み付けられてなるダイカスト金型及びその母型の成形法に係り、特に耐食性・耐久性に優れた入子座面部を有する母型の母型成形法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカスト金型においては、様々な形状のダイカスト部品を成形するため、ダイカスト部品の成形に係るキャビティ部分を入子とし、各種入子を組み付けることができる母型
を有するダイカスト金型が使用されている。かかる母型は、特定のモデルのダイカスト部品の成形が完了すると保管され、次の新たなモデルのダイカスト部品の成形が始まると再使用に供される。このため、母型は長期間使用可能なものが好ましく、母型の摩耗や耐食性にかかる耐久性が問題になる。
【０００３】
かかる観点から、例えば、特許文献１に、母型の入子が載置される入子座面部のフレッチング摩耗を防止することができるダイカスト型が提案されている。すなわち、主型と、主型に取付けられるとともにダイカスト鋳物の成形面を持つ入子とを備えており、主型は、前記成形面の裏面と接触する面に黒染め処理が施されていることを特徴とするダイカスト型が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2004-167571号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
母型は、長期間使用可能なものが好ましいが、従来の大量消費時代には減価償却も早く、適度の年数で廃却されているためか母型に関する先行技術は少ない。いくつかの母型の冷却装置や方法に関する提案はあっても、特に母型本体の耐久性に係る先行技術は少ない。しかしながら、昨今の少量多品種時代を迎え、より長期間使用可能な母型が求められており、特に劣化しやすい入子座面部の腐食問題の対策が求められている。母型が腐食し錆の発生が激しくなると、入子を高精度に保持することができなくなって成形品にバリが生じ、湯漏れなどの操業トラブルにもなり兼ねないからである。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、耐食性・耐久性に優れた入子座面部を有する母型及びその母型の成形法と、そのような母型を有するダイカスト金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る母型成形方法は、キャビティを形成する入子が組み付けられる母型を有してなるダイカスト金型において、前記母型は鋳鉄の鋳物からなり、その母型の前記入子が組み付けられる入子組付部の入子座面部がステンレス鋼板から形成されてなる母型を成形する母型成形方法であって、前記母型の入子組付部よりわずかに小さく、鋳物砂が充填される入子組付粗形部と、前記母型の外縁部を画定し、鋳物砂が充填される母型粗形部と、を有する模型部材を作製し、前記入子座面部を形成するステンレス鋼板の鋼板素材と、その鋼板素材に足部が接合され、平板頭部が平行離隔して立設する位置決め治具に無電解ニッケル・リンめっきを施した後、前記入子組付粗形部に鋳物砂が充填されたときには前記位置決め治具の平板頭部がその鋳物砂に埋設され、前記鋼板素材が鋳物砂からわずかに離隔して水平に配設されるように、前記位置決め治具が接合された鋼板素材を前記模型部材に組み付け、次に、前記鋼板素材が組み付けられた模型部材に砂ごめをした後、その模型部材の焼き取りを行って塗型を施し、そして、前記鋼板素材が前記鋳鉄に鋳ぐまれるように鋳込みを行った後、成形された鋳物の仕上げ加工を行って、前記入子粗形部まわりにステンレス鋼板から入子座面部が形成された入子組付部を有する母型を成形する母型成形方法である。
【０００８】
上記発明において、ステンレス鋼板と鋳鉄は、その境界面からそれぞれリン（P）が1mm以上にわたって均一に拡散するように接合されているのが好ましい。
【０００９】
また、鋼板素材のめっき層に含まれるリン（P）は、鋳鉄の鋳込み後に、鋳鉄中にステダイトを形成するも、最終的にはPとして鋳鉄中に分布するものであるのが好ましい。
【００１０】
また、無電解ニッケル−リン合金めっきは、リン（P）を7〜9質量％含有するものであるのが好ましい。
【００１１】
本発明に係るダイカスト金型は、母型にキャビティを形成する入子が組み付けられてなるダイカスト金型であって、前記母型は鋳鉄の鋳物からなり、その母型の前記入子が組み付けられる入子組付部の入子座面部は、前記鋳物に埋設されたステンレス鋼板から形成されてなるものである。
【００１２】
上記ダイカスト金型に係る発明において、ステンレス鋼板は、母型を形成する鋳鉄に鋳ぐるみにより埋設されてなるものであるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による母型の成形方法によれば、耐食性に優れた入子座面部を有する母型を成形することができる。また、入子座面部にステンレス鋼板を有する母型は、耐食性・耐久性に優れたダイカスト金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るダイカスト金型の説明図である。
【図２】母型とステンレス鋼板との境界部分のEPMA分析に係るSEM画像を示す図面である。
【図３】図２に示す部分の線分析結果を示すグラフである。
【図４】母型とステンレス鋼板との境界部分に形成されたステダイトを示す図面である。
【図５】本発明に係る母型成形方法を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について図面を基に説明する。図１は、本発明に係るダイカスト金型の例を示す。本ダイカスト金型は、母型にキャビティを形成する入子が組み付けられてなるダイカスト金型であり、この母型、入子はJIS B0112（鍛造加工用語）に定める母型、入子に相当する。本ダイカスト金型100は、図１に示すように、固定型10と可動型20を有してなる。固定型10は、固定型本体11（母型）の入子組付部12に入子15が組み付けられ、入子15はステンレス鋼板130を有する入子座面部13に載置されている。可動型20は、可動型本体21（母型）の入子組付部22に入子25が組み付けられている。入子15と入子25によりキャビティ30が形成され、このキャビティ30にランナー35からアルミニウム合金等の溶湯が射出されてダイカスト部品が成形される。上記において、入子座面部13にステンレス鋼板130を有する固定型本体11が母型に相当し、可動型本体21が母型に相当する。なお、本例の可動型20は、入子座面部23が可動型本体21の表面部により形成されているが、固定型10と同様に、入子座面部23にステンレス鋼板130を有するものとすることができる。
【００１６】
固定型本体11又は可動型本体21は、鋳鉄の鋳物からなり、その鋳鉄の材質や組成などは特に限定されない。しかしながら、耐久性、強度的に優れる球状黒鉛鋳鉄（FCD）がよく、例えばFCD600を使用することができる。入子15又は入子25の材質や組成は特に限定されないが、耐熱強度に優れる熱間工具鋼を使用することができる。
【００１７】
ステンレス鋼板310は、JIS G4305（冷間圧延ステンステンレス鋼板及び鋼帯）に定めるステンレス鋼板を使用することができる。耐食性、強度及び入手性からSUS304が好ましい。ステンレス鋼板310は、厚さが1mm以上であるのがよく、2mm以上が好ましい。錆の発生を防止するため、ステンレス鋼板310は、固定型本体11に一体に結合していることが必要である。ステンレス鋼板310と固定型本体11とを一体化するためには、ステンレス鋼板310の溶接または溶接肉盛りなどよりは、固定型本体11の鋳造とともにステンレス鋼板310を鋳ぐむことにより一体化するのが好ましい。
【００１８】
図２は、FCD600鋳鉄に鋳ぐるまれたステンレス鋼板130を有する母型（固定型本体11）の断面の一部をEPMA分析した場合のSEM画像である。ステンレス鋼板130は、予め無電解ニッケル−リン合金めっき（Ni-P合金めっき）を施した厚さ2mmのSUS304鋼板を鋳ぐるんだものである。無電解Ni-P合金めっきに含まれるリンは、7〜9質量％である。無電解Ni-P合金めっきのめっき厚は30μmであった。図２において、上部がSUS304、下部がFDC600である。図２によると、SUS304とFCD600との境界部分は分からないほどであり、SUS304とFCD600は一体化していることが分かる。
【００１９】
図３は、図２に示す部分の線分析結果を示す。図３によると、無電解Ni-P合金めっきに含まれていたリン（P）が、SUS304とFCD600にそれぞれ1mm以上にわたって均一に分布していることが分かる。本鋳ぐるみにおいては、図４に示すように、SUS304とFCD600の境界部分に、先ずステダイト（燐化鉄共晶、Fe-Fe3C-Fe3P、共晶温度9800℃）が形成されることにより、SUS304とFCD600の一体化が進んだものと解される。
【００２０】
上記の入子座面にステンレス鋼板が鋳ぐまれた鋳鉄からなる母型は、以下に示す方法により好適に成形することができる。すなわち、先ず、図５に示すように、入子組付粗形部45を有し、母型の外縁部46aが画定される外形を有する模型部材40を作製する。模型部材40は、発泡性樹脂により作製することができる。次に、予め無電解めっきが施され、位置決め治具135が組み付けられた鋼板素材131を、位置決め治具135の平面頭部135aが水平（足部135bが垂直）になるように模型部材40に組み付ける。そして、鋼板素材131が組み付けられた模型部材40を定盤にセットされた型枠50にセットする。
【００２１】
次に、図５に斜線で示す入子組付粗部45及び母型粗形部46に鋳物砂を込める砂ごめを行う。そして、模型部材40の焼取り（消失）を行ったのち塗型を行い、次に、鋳鉄の鋳込みを行う。鋳鉄は、焼き取られた模型部材40の空洞部分に鋳込まれる。位置決め治具135は、鋳鉄の鋳込みの際の鋼板素材131の位置を確保するために設けられるものであり、必要に応じて適当な位置及び個数が決められる。最後に、型ばらしを行って成形された鋳物の仕上げ機械加工を行う。入子組付部12の精度を確保するため、鋼板素材131の上面部の機械加工が行われる。これにより入子組付粗形部45の回りに入子組付部12が形成された母型が得られる。なお、模型部材40の焼取りを行わない、いわゆる消失模型鋳造法により母型の作製を行うこともできる。また、仕上げ機械加工においては、鋼板素材131の上面の機械加工を行って母型11に平面度が確保されたステンレス鋼板130が設けられるようにするのがよい。
【符号の説明】
【００２２】
10    固定型
11    母型（固定型本体）
12    入子組付部
13    入子座面部
130  ステンレス鋼板
131  鋼板素材
135  位置決め治具
15    入子
20    可動型
21    可動型本体
22    入子組付部
23    入子座面部
25    入子
30    キャビティ
35    ランナー
40    模型部材
45    入子組付粗形部
46    母型粗形部
50    型枠
100    ダイカスト金型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2020011272.tif 000006
【図５】
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