(57)【要約】【課題】金型鋳造後に水冷されたワークを減圧環境下で乾燥させるに際し、乾燥後にワークの表面に氷粒が残るのを防止する。【解決手段】金属部品の製造方法は、金型１に溶融金属を圧入してワーク３を金型鋳造する金型鋳造工程（S100）と、金型１から取り出したワーク３を冷却水５に浸漬してワーク３を冷却する冷却工程（S110）と、冷却したワーク３を減圧環境下で乾燥させる乾燥工程（S120）と、乾燥したワーク３を加工する加工工程（S130）と、を含む。乾燥工程（S120）の減圧開始時におけるワーク３の温度を第２の温度（所定温度）以上とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型に溶融金属を圧入してワークを金型鋳造する金型鋳造工程と、
前記金型から取り出した前記ワークを冷却水に浸漬して前記ワークを冷却する冷却工程と、
冷却した前記ワークを減圧環境下で乾燥させる乾燥工程と、
乾燥した前記ワークを加工する加工工程と、
を含み、
前記乾燥工程の減圧開始時における前記ワークの温度を所定温度以上とする、
金属部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属部品の製造方法の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、金型鋳造後に水冷され若しくは水没式リークテスト後のワークを乾燥容器内に収容して密閉し、この乾燥容器内を減圧することでワークを乾燥させる方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２９９７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１の方法では、乾燥後に乾燥容器からワークを取り出すと、ワークの表面に氷粒が残っていることがあった。
【０００５】
本発明の目的は、金型鋳造後に水冷されたワークを減圧環境下で乾燥させるに際し、乾燥後にワークの表面に氷粒が残るのを防止する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明の観点によれば、金型に溶融金属を圧入してワークを金型鋳造する金型鋳造工程と、前記金型から取り出した前記ワークを冷却水に浸漬して前記ワークを冷却する冷却工程と、冷却した前記ワークを減圧環境下で乾燥させる乾燥工程と、乾燥した前記ワークを加工する加工工程と、を含み、前記乾燥工程の減圧開始時における前記ワークの温度を所定温度以上とする、金属部品の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、金型鋳造後に水冷されたワークを減圧環境下で乾燥させるに際し、乾燥後にワークの表面に氷粒が残るのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】金属部品の製造フローを示す図である。
【図２】各製造工程の概略図である。
【図３】水の三相図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図１から図３を参照して、金属部品の製造方法を説明する。図１は、金属部品の製造フローを示す図である。図２は、各製造工程の概略図である。図３は、水の三相図である。
【００１０】
図１に示すように、金属部品の製造方法は、金型鋳造工程（S100）、冷却工程（S110）、乾燥工程（S120）、加工工程（S130）をこの順に含み、金型鋳造後に水冷されたワークを減圧環境下で乾燥させることを前提としている。
【００１１】
ここで、ワークの素材としては、鉄、アルミニウム、マグネシウムその他の金属が挙げられる。本実施形態では、ワークの素材はアルミニウムである。
【００１２】
（金型鋳造工程：S100）
図２に示すように、金型鋳造工程では、金型１のキャビティ２に溶融金属を圧入することで、ワーク３を金型鋳造する。金型鋳造後、金型１を型開きしてワーク３を金型１から取り出す。金型１から取り出した直後のワーク３の温度は概ね２００度から２５０度である。
【００１３】
（冷却工程：S110）
次に、金型１から取り出したワーク３を水槽４内の冷却水５に浸漬してワーク３を水冷し、所定時間水冷したらワーク３を水槽４から取り出す。ワーク３を水槽４内の冷却水５に浸漬する直前のワーク３の温度は概ね１８０度から２３０度である。また、浸漬時間を増減させることで、ワーク３を水槽４から取り出した直後のワーク３の温度を第１の温度以上とする。第１の温度は、例えば５０度である。第１の温度は、好ましくは、６０度、７０度、又は、８０度とする。
【００１４】
（乾燥工程：S120）
次に、冷却したワーク３を減圧環境下で乾燥させる。具体的には、ベルトコンベア６でワーク３を搬送すると共に、チャンバー７を下降させる。これにより、ワーク３を収容した密閉空間を形成する。次に、チャンバー７内の雰囲気を減圧ポンプ８を用いて減圧する。このようにワーク３を減圧環境下に曝すことで、ワーク３の例えば鋳抜きピン孔等に残っている水滴の沸点が著しく低下し、ワーク３に残っている水滴が蒸発することでワーク３が乾燥する。ここで、減圧開始時におけるワーク３の温度は第２の温度以上とする。第２の温度は、例えば、３５度である。第２の温度は、好ましくは、４５度、５５度、又は、６５度とする。また、チャンバー７内の雰囲気の目標圧力は、例えば１００Ｐａから１０００Ｐａである。その後、チャンバー７内の雰囲気を大気圧まで戻すと共に、チャンバー７を上昇させてワーク３を加工設備へと搬送する。チャンバー７を上昇させたときのワーク３の温度は、例えば５度から１５度である。ベルトコンベア６とチャンバー７は、真空乾燥装置９を構成している。
【００１５】
（加工工程：S130）
次に、乾燥したワーク３を加工設備にて加工することで金属部品を得る。加工の種類としては、例えば微細な亜鉛玉をショットブラストノズル１０からワーク３の表面に打ち付けるショットブラスト加工である。このとき、ワーク３の表面に水滴が残っていると、微細な亜鉛玉がワーク３の表面の水滴に捕捉されて、ワーク３の表面に残ってしまう問題がある。ワーク３の表面に水滴が残る原因としては、上記乾燥工程においてワーク３の表面に氷粒が形成されてしまうことが挙げられる。即ち、図３において符号A及びB、Cで示すように、ワーク３を減圧環境下とすると、沸点が低下することにより蒸気圧曲線を跨いでワーク３に付着している水滴の蒸発が促進されるものの、同時に水滴の蒸発によりワーク３自体が冷却されることにより融解曲線を跨いでワーク３に付着している水滴が凍結し氷粒となり得る。そして、この氷粒が乾燥工程から加工工程へと移る際に溶融して、ワーク３の表面に水滴として残ることになる。
【００１６】
これに対し、本実施形態では、上記乾燥工程において減圧開始時におけるワーク３の温度を第２の温度以上としている。これによれば、図３において符号D及びEで示すように、水滴の蒸発によりワーク３の表面に付着している他の水滴の温度が低下したとしても、その水滴が融解曲線を跨ぐことはなく、もって、その水滴の凍結が回避されることになる。結果として、ワーク３の表面に付着しているすべての水滴が問題なく蒸発することとなり、もって、ワーク３を確実に乾燥することができる。
【００１７】
以上に、本願発明の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態は以下の特徴を有する。
【００１８】
金属部品の製造方法は、金型１に溶融金属を圧入してワーク３を金型鋳造する金型鋳造工程（S100）と、金型１から取り出したワーク３を冷却水５に浸漬してワーク３を冷却する冷却工程（S110）と、冷却したワーク３を減圧環境下で乾燥させる乾燥工程（S120）と、乾燥したワーク３を加工する加工工程（S130）と、を含む。乾燥工程（S120）の減圧開始時におけるワーク３の温度を第２の温度（所定温度）以上とする。以上の方法によれば、金型鋳造後に水冷されたワーク３を減圧環境下で乾燥させるに際し、乾燥後にワーク３の表面に氷粒が残るのを防止することができる。
【００１９】
最後に、上記実施形態において、上記各工程間のワーク３の受け渡しは、例えばロボットアームによるものであってもよい。
【００２０】
また、減圧ポンプ８やチャンバー７のサイズは、飽和水蒸気圧曲線や上記製造フローで要求されるサイクルタイム等を勘案して選定することが好ましい。減圧ポンプ８は、例えば、設計排気速度が毎分７．２１立方メートルであるアンレット社製のFT4-450LEが挙げられる。また、チャンバサイズは、例えば、500×600×330mmが好ましい。
【００２１】
また、乾燥工程においてワーク３を搬送するものとして、上記実施形態ではベルトコンベア６であるとしたが、これに代えて、ワーク３を載せることが可能なトレーと、トレーを所定軌道上で搬送するためのレールと、を組み合わせて用いてもよい。
【符号の説明】
【００２２】
１  金型
２  キャビティ
３  ワーク
４  水槽
５  冷却水
６  ベルトコンベア
７  チャンバー
８  減圧ポンプ
９  真空乾燥装置
１０  ショットブラストノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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