(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱型した軽合金鋳造製品に硬さがＨｖ５０〜６０で平均粒径が０．４ｍｍ〜２．０ｍｍである亜鉛または亜鉛合金製のショットを回転羽根車により加速して表面の異物を除去する第１の工程と、表面の欠陥を検査するための第２の工程と、表面に欠陥が発見された軽合金鋳造製品に対して該欠陥部に第１の工程と同じショットを圧力が０．４ＭＰａ〜０．５ＭＰaの圧搾空気により加速して前記欠陥部を補修する第３の工程において、前記第１の工程および第３の工程で投射する亜鉛または亜鉛合金製のショットの投射密度を毎分５００ｇ／ｃｍ２〜７００ｇ／ｃｍ２にして欠陥を補修することを特徴とする軽合金鋳造製品の表面処理方法。
【請求項２】
前記第３の工程における亜鉛または亜鉛合金製のショットの投射時間を１０秒〜３０秒にしたことを特徴とする請求項１記載の軽合金鋳造製品の表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として軽合金鋳造製品の表面処理方法に関し、特に、ショットブラスト加工とエアブラスト加工を組み合わせて表面の欠陥を効率よく補修するための工程を含む表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転羽根車で加速したショットを作用させて鋳物製品の表面に付着した酸化皮膜や離型剤を除去する表面処理方法は汎用的に使用されている。回転羽根車でショットを加速する所謂ショットブラスト装置は、多量のショットを広い範囲に作用させることができて、大きな鋳造製品や多量の鋳造製品の表面処理を効率よく行うことができる反面、狭い部分を集中的にブラスティングすることはできない。ショットブラスト装置の投射密度はバケットの速度を調節することにより設定できるが、一般的に意図的に設定を変更することはなく、あまり高くない投射密度に設定されている初期設定のままで使用され、そのような設定では被加工物品の表面は梨地状に仕上がる。
【０００３】
圧搾空気で加速したショットを作用させて鋳造製品表面に生じた欠陥を補修する表面処理方法は汎用的に使用されている。圧搾空気でショットを加速する所謂エアブラスト装置は、ショットを高密度に狭い範囲に作用させることができて、欠陥の補修などの狭い部分の表面処理を集中的に行うことができる反面、大きな鋳造製品や多量の鋳造製品の表面処理を効率よくブラスティングすることはできない。エアブラスト装置の投射密度はミキシングバルブにより設定できるが、一般的に意図的に設定を変更することはなく、比較的高い投射密度に設定されている初期設定のままで使用され、そのような設定では被加工物品の表面は部分的に硬化し、光沢のある状態に仕上がる。
【０００４】
軽合金鋳造製品を鉄系合金製ショットにより表面処理をすると表面が黒っぽく変色して商品価値を下げることがある。また、アルミニウム系合金製ショットにより表面処理をすると粉塵爆発事故を誘発しやすい。このような理由から、本発明者等は亜鉛合金製ショット（特許第２８８７２２８号）を開発し、提供している。亜鉛または亜鉛合金製ショットはショットブラスト装置またはエアブラスト装置による軽合金鋳造製品の表面処理に汎用的に使用されている。
【０００５】
【本発明が解決しようとする課題】
従来、脱型した軽合金鋳造製品の表面処理は、ショットブラスト装置により亜鉛または亜鉛合金製のショットを作用させて表面の異物を除去し、次いで表面の欠陥を検査し、表面に欠陥が発見された軽合金鋳造製品に対しては、砥粒入ブラシまたはグラインダーにより欠陥部を削り取って補修し、再びショットブラスト装置によりブラスティングして補修部分を含む全体を均一な梨地状にしていた。
【０００６】
しかしながら、高価な砥粒入ブラシの利用や熟練工が手作業によって行うグラインディング作業は納期を遅らせ、表面処理のコストを押し上げていた。さらに、補修部分を目立たなくするために全体的にブラスティングする工程は、不要な部分へのブラスティングが多くて、表面処理の効率を低下させていた。
【０００７】
エアブラスト装置によって補修を行うとすれば、熟練工によらなくても、比較的短時間に補修ができるが、前期のように補修部分のみが光沢のある表面状態となって全体の美観を損なう問題があった。さらに、補修部分を目立たなくするために全体的なブラスティングを行うとしても、前記のように、補修部分の表面が硬化してブラスティングの効果が発現し難いから、長時間のブラスティングが必要となって、効率的な表面処理を行うことは難しかった。
【０００８】
本発明はかかる課題を解決するために成されたものであり、その目的は、軽合金鋳造製品の表面処理方法であって、高価な砥粒入ブラシや熟練工によるグラインディング作業を省いて効率のよいブラスティングにより欠陥を補修し、さらに、補修部分を目立たなくするための全体的なブラスティングを省くことを可能とする新しい、効率的な表面処理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】
上記課題を解決するために成された本発明の軽合金鋳造製品の表面処理方法は次の３段階の特徴的な工程を含む。
【００１０】
第１の工程においては、脱型した軽合金鋳造製品に硬さがＨｖ５０〜６０で平均粒径が０．４ｍｍ〜２．０ｍｍである亜鉛または亜鉛合金製のショットを回転羽根車により加速して毎分５００ｇ／ｃｍ２以上の投射密度で作用させて表面の異物を除去する。
【００１１】
既に説明したように、回転羽根車によりショットを加速して作用させる所謂ショットブラスト装置は大きな鋳造製品や多量の鋳造製品の全面を一度に、効率よくブラスティングするのに効果を発揮する。使用するショットは、対象とする軽合金鋳造製品の黒ずみを防止し、粉塵爆発事故の誘発を抑制するために亜鉛または亜鉛合金製ショットを使用する。ブラスティングによるショットの損耗を少なくするために、ショットの硬さはＨｖ５０〜６０とする。さらに、効率よく酸化皮膜などの表面異物を除去するために平均粒径が０．４ｍｍ以上であって、表面を均一な梨地状に仕上げるために平均粒径が２．０ｍｍ以下の範囲であるショットを使用する。
【００１２】
また、後で詳しく説明するように、汎用的なエアブラスト装置により安定的に実現可能である投射密度である毎分５００ｇ／ｃｍ２以上の投射密度とする。投射密度とは、１分間に投射するショットの重量を投射面積で除して得た値をいう。
【００１３】
第２の工程においては、表面の欠陥を検査する。注意深く鋳造された軽合金鋳造製品の欠陥は、冷却段階で生じる収縮によるクラック状の浅い傷で、美観を損ねる理由により不良品と選別されるものである。従って、画像処理による自動選別装置を導入する余地はあるが、目視により選別すれば十分である。欠陥の発見されなかった製品は表面処理工程を終了し、必要に応じて、他の部品を組み付けるための組立工程などへ送る。欠陥の発見された製品は欠陥を補修するための次の工程へ送る。
【００１４】
第３の工程においては、欠陥部に第１の工程と同じショットを同じ投射密度で作用させて前の工程において欠陥が発見された軽合金鋳造製品の欠陥の補修を行う。汎用的なエアブラスト装置は、投射密度が１７００ｇ／ｃｍ２程度となるように初期設定されているので、そのままブラスティングすれば、補修部分が光沢のある表面状態となって、補修部分が目立ってしまうことは先に説明した。第１の工程と同じショットを同じ投射密度で作用させるから補修部分が他の部分と同じ梨地状に仕上がり、再度全体をブラスティングして補修部分を目立たせなくする工程を省くことができるのである。なお、汎用的なエアブラスト装置において投射密度を５００ｇ／ｃｍ２未満に制御しようとすれば噴射が不安定になって均一なブラスティングが難しくなるから、第１の工程において５００ｇ／ｃｍ２以上の投射密度としなくてはならない。
【００１５】
また、欠陥部を効率的に押し潰して補修するためには、ショットを加速する圧搾空気の圧力は０．４ＭＰａ以上としなくてはならず、ショットの損耗を抑制するために０．５ＭＰa以下としなくてはならない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図中符号１は第１の工程を担うショットブラスト装置、符号２は第２の工程を担う目視検査ブース、符号３は第３の工程を担うエアブラスト装置である。ショットブラスト装置１はバケット１ａにより加工室下方に溜まったショットをすくい上げて、回転羽根車１ｃに供給するよう構成されている。投射密度はバケット１ａの速度を調節することにより変えることができる。使用したショットブラスト装置（新東ブレーター株式会社製製品記号ＤＺＢ）の投射面積は１００ｃｍ２である。本実施例では投射密度を７００ｇ／ｃｍ２とするために、バケット１ａの速度を調節して毎分７０ｋｇのショットを供給するように設定した。ショットは平均粒径０．８ｍｍである銅を微量含む亜鉛合金製ショット（新東ブレーター株式会社製製品記号ＡＺ８）を選定した。
【００１８】
第１の工程では、脱型したアルミ合金鋳造製品である直径６ｃｍ、長さ３０ｃｍのオートバイ用ショックアブソーバケースＷ（以下単にワークという）を回転ハンガー１ｄに吊るし、回転羽根車１ｃにより加速したショットを２分間作用させる。その結果、ワークＷ表面の酸化皮膜や離型剤などの異物は完全に除去され、ワークＷの表面は梨地状に仕上がった。
【００１９】
第２の工程では、第１の工程を終えたワークＷを目視検査ブース２に移動し、目視検査により欠陥の有無を調べる。その結果、表面処理した３０本のワークＷのうち６本に欠陥が発見された。欠陥の発見されなかった２４本のワークＷは表面処理工程を終了し、次の組立工程に搬送する。欠陥の発見された６本のワークＷは、欠陥部分に油性マジックで印をつけて、表面処理の次の工程である第３の工程に搬送して欠陥を補修する。
【００２０】
エアブラスト装置３は加圧タンク３ａから噴射ノズル３ｂへ供給されるショットの量をミキシングバルブ３ｃにより調節するように構成されている。投射密度はミキシングバルブ３ｃを調節することにより変えることができる。使用したエアブラスト装置（新東ブレーター株式会社製製品記号ＡＢ）の投射面積は１２ｃｍ２である。本実施例では投射密度を第１の工程と同じである７００ｇ／ｃｍ２とするために、ミキシングバルブ３ｃを調節して毎分８．４ｋｇのショットを供給するように設定した。ショットは第１の工程で選定したものと同じもの（新東ブレーター株式会社製製品記号ＡＺ８）を選定した。
【００２１】
第３の工程では、欠陥が発見されたワークＷを手で保持し、印を付けた欠陥部分Ｋに、欠陥の大きさに応じて、１０秒〜３０秒間圧搾空気で加速させたショットを作用させる。その結果、欠陥部は良好に押し潰されて欠陥を消失させることができた。さらに、第１の工程と同じショットを同じ投射密度で作用させたので、補修部は梨地状に仕上がって、補修した痕跡を目立たなくするための再度の全体的なブラスティングは必要ない。補修した６本ワークは表面処理工程を終了し、次の組立工程に搬送する。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２３】
脱型した軽合金鋳造製品に硬さがＨｖ５０〜６０で平均粒径が０．４ｍｍ〜２．０ｍｍである亜鉛または亜鉛合金製のショットを回転羽根車により加速して毎分５００ｇ／ｃｍ２以上の投射密度で作用させて表面の異物を除去する第１の工程を設けたから、効率的に酸化皮膜などの異物を除去することができると共に、効率的な補修工程である第３の工程を可能とする。
【００２４】
表面の欠陥を検査するための第２の工程と、表面に欠陥が発見された軽合金鋳造製品に対して欠陥部に第１の工程と同じショットを圧力が０．４ＭＰａ〜０．５ＭＰaの圧搾空気により加速して同じ投射密度で作用させて欠陥を補修する第３の工程を設けたから、表面に欠陥を生じた鋳造製品を含むとしても、それを不良品として破棄するのではなく、効率的に補修して製造工程の歩留まりを高めることができる。
【００２５】
さらに、補修は第１の工程と同じショットを使用するから、補修のために高価な砥粒入ブラシを用意する必要がなく、形状転写性能の低いエアブラスト装置による補修を可能としたからグラインディング作業のように熟練工を必要としない。さらに、補修部分を目立たなくするために行われてきた全体的なブラスティングを省くことができるから、大幅に製造コストを低減させることが可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表面処理工程を説明するための概念図である。
【符号の説明】
１  ショットブラスト装置（第１の工程）
１ａ  バケット
１ｂ  加工室
１ｃ  回転羽根車
１ｄ  回転ハンガー
２  目視検査ブース（第２の工程）
３  エアブラスト装置（第３の工程）
３ａ  加圧タンク
３ｂ  噴射ノズル
３ｃ  ミキシングバルブ
Ｗ  ワーク
Ｋ  欠陥
【図１】
0004706948.tif 000002