JPH01233057A - 転写型の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、射出成形型やプレス成形型等の成形型を製造
するための方法に係り、特に所定のモデル型を用いて、
そのモデル型の形状を転写した転写型を製造するための
新規な手法に関するものである。

（従来技術） 従来より、射出成形型やプレス成形型等の成形型を製造
する手法の一つとして、所定のモデル型を用いて、その
モデル型の形状を転写することにより、所望の成形型（
転写型）を得る手法が知られている。かかる転写手法に
よれば、型素材を切削して成形型を製造する切削ｊＪｌ
′ｌ工手法に比べて、成形型を短時間で安価に製造する
ことができるのである。

ところで、かかる転写手法によって製造される転写型の
代表的なものは、モデル型がセ、１・された型容器内に
亜鉛合金溶湯を注湯して製造されるＺＡＳ型（亜鉛合金
型）であるが、かかるＺＡＳ型は凝固時の収縮か大きく
、収縮歪が大きいために、後加工が面倒であるといった
問題を内在しており、また機械的強度も充分てなく、型
としての耐久性が低いといった問題も内在していた。

一方、これに対して、近年、ロ木金属学会会報第２５巻
、第１２号（１９８６）、第１０２６〜１０３３頁で提
案されている加圧鋳造複合法を利用して、転写型を製造
することが考えられている。

この加圧鋳造複合法は、底壁部に通気孔を有する型容器
内に所定の粒状材料を充填して、この粒状材料を、核型
容器内に注湯される溶融金属が該粒状材料の間隙に浸透
することを許容する臨界予熱温度（前記会報筒１２０８
頁左段第１６〜１９行参照：以下同じ）よりも高く、且
つ該溶融金属の凝固点よりも低い温度に予熱した状態で
、核型容器内に該溶融金属を注湯ゼしめ、かかる溶融金
属の注湯後、該溶融金属に対してパンチプレスで大きな
加圧力を直ちに加えるごとにより、該溶融金属を粒状材
料の間隙に浸透させて、該溶融金属を金属基とする金属
基複合材を製造する手法であり（特公昭５７−３０８９
８号公報参照）、かかる加圧鋳造複合法に従う金属基複
合材の製造に際して、粒状材料の充填に先立って予め型
容器内にモデル型をセットしておけば、溶融金属の凝固
後において、そのモデル型を取り除くことにより、その
モデル型の形状が転写された転写型が得られるのである
。

そして、かかる金属基複合材の加圧鋳造複合法を利用し
て製造された転写型によれば、溶湯割合が少なくて済む
ごとから、前記ＺＡＳ型に比べて収縮歪が少なくて済む
のであり、また機械的強度も粒状材料と溶融金属との中
間的なものとなるため、粒状＋Ａ籾と溶融金属との組み
合わせにより、ＺＡＳ型よりも機械的強度の大きい、ｉ
Ｊ久性に優れた転写型を得ることができるのである。

（解決課題） しかしながら、かかる金属基複合＋Ａの加圧鋳造複合法
を利用する転写型の製造手法にあっては、上述のように
、ＺＡＳ型に比べて転写精度および面１久性に優れた転
写型を得ることができるものの、溶融金属に対し、パン
チプレスにて３〜６　Ｍ　Ｐ　ａ（＃３０〜６０ｋｇ／
ｃｄ）程度以」二もの大きな加圧力が加えられるため、
型容器として、その加圧力に耐え得る頑強なものを用い
る必要があり、またそのような大きな加圧力が作用せし
められることから、複雑乃至ば微細な形状の転写が困難
であるといった問題があった。

（解決手段） ここにおいて、本発明は、上述のような事情を背景とし
て為されたものであり、その要旨とするところは、底壁
部に通気孔を有する所定の型容器内に、該通気孔を覆う
ように通気性を有するモデル型をセットして、かかる型
容器内に、該モデル型を覆う状態で所定の粒状材料を充
填せしめた後、前記型容器の通気孔を通じて吸引排気を
行なう一方、該粒状材料を、該型容器内に注湯される溶
融金属が該粒状材料の間隙に浸透することを許容する臨
界予熱温度よりも高い温度に予熱し７た状態で、核型容
器内に該溶融金属を注湯せしめ、次いで該型容器内に加
圧気体を吹き込んで、該溶融金属に所定の加圧力を作用
させることにより、該溶融金属を前記粒状材料の間隙に
浸透させ、そして該溶融金属を凝固せしめた後、該凝固
した金属を前記型容器から取り外すと共に、前記モデル
型を該凝固した金属から取り除くことにより、該モデル
型が転写された転写型を得るようにしたことにある。

ここで、前記モデル型は、溶湯温度に耐え得る耐熱性と
、粒状材料、溶融金属の重量および加圧気体によって加
えられる圧力に耐え得る耐圧性とを有し、溶融金属がそ
の気孔内に実質的に侵入しないものであればよく、例え
ば亜鉛、錫、鉛、アルミニウム、銅あるいはそれらの合
金等の低融点金属を溶融金属として採用する場合には、
石膏型を、また鉄若しくはその合金等の高融点金属を溶
融金属として採用する場合にば、砂型を、それぞれモデ
ル型として好適に採用することが可能である。

また、粒状材料は、溶湯温度で消失したり、溶湯温度や
加圧力によって変形したりしないものであればよく、そ
の目的特性に応して種々の無機粉末材料や金属粉末＋、
Ｉ料を使用することが可能であるが、その粒状材料間の
間隙がモデル型の気孔よりも大きく、溶融金属の浸透を
許容する粒径のものが用いられることとなる。なお、か
かる粒状材料としては、粒径のできるだけ均一なものを
用いることが望ましい。

さらに、型容器の通気孔から吸引排気される空気等の気
体の吸引圧および型容器内に吹き込まれる気体の吹込圧
は、粒状材料の間隙に溶融金属を浸透させ得る圧力であ
ればよく、粒状材料の粒径を始めとする種々の条件によ
っても異なるが、−船釣には、吸引圧が１ｋｇ／ｃｎｌ
程度、吹込圧が５〜６　ｋｇ　／　ｃＭの組め合わ−Ｕ
が好適に採用されるごととなる。

以下、かかる本発明手法を、添イ」図に基づいてより具
体的に説明する。

すなわち、添付図において、１０は、型容器であって、
側壁１２と二重の底壁１４．１６とからなる容器本体１
８と、容器本体１８の開口部を開閉する蓋体２０とから
なっている。また、底壁１４と１６との間には、密閉空
間２２が形成されており、この密閉空間２２には、上部
底壁１４に形成された適数の通気孔２４を通じて、型容
器１０内の空間が連通せしめられていると共に、下部底
壁】６に形成された通孔２６を通じて吸引ホース２８が
接続されている。そして、通気孔２４．密閉空間２２２
通孔２６および吸引ホース２８を通じて、型容器１０内
の空気等の気体が強制的に吸引排気され得るようになっ
ている。一方、型容器１０内の上部空間には、該蓋体２
０に形成された通孔３０を通じて、加圧気体としての加
圧空気を導くための加圧空気導入ホース３２が接続され
得るようになっており、かかる加圧空気導入ホース３２
を通して導かれた加圧空気が、通孔３０を通して、型容
器１０内に吹き出され得るようになっている。

このような型容器１０を用いて転写型を製造するには、
先ず、同図に示されているように、微細な気孔を備えた
通気性を有するモデル型３４、例えば石膏型や砂型等を
、前記通気孔２４の開口部を塞く状態で、底壁１４上に
セットする。そして、かかるモデル型３４のセット後、
かかるモデル型３４を覆うように、転写型の目的特性に
合わせて選択された無機粉末材料や金属粉末材料等の所
定の粒状材料３６を該型容器１０内に充填し、図示しな
い加熱手段によって型容器１０ごと予備加熱する。その
際、粒状材料３６の予熱温度が低ずぎると、後述の溶融
金属３８が粒状材料３６の間隙に浸透せず、目的とする
転写型が得られないため、ここでは、粒状材料３６の間
隙に溶融金属３８が浸透することを許容する臨界予熱温
度よりは粒状材料３６の温度が高くなるように、粒状材
料３６を予備加熱する。

なお、かかる粒状材？４３６の予備加熱に際して、粒状
材料３６を溶融金属３８の凝固点よりも高い温度に加熱
することも可能であるが、粒状材料３６の予熱温度が高
過ぎると、溶融金属３８の転置に要する時間が長くなっ
たり、粒状材料３６やモデル型３４に要求される耐熱性
が高くなったりずるといった不具合を惹起するため、粒
状材料３６は、一般に、溶融金属３８の凝固点よりは低
い温度に予熱されることとなる。また、粒状材料３６と
しては、予めある程度予熱されたものを用いることが可
能である。

次いで、かかる粒状材料３６の予熱状態下で、前記吸引
ホース２８を通じて型容器１０内の空気等の気体を所定
の吸引圧で吸引排気しつつ、転写型の要求特性に応じて
選択された溶融金属３８を型容器１０内に注湯する。そ
して、かかる溶融金属３８の注湯後、容器本体１８の開
口部を速やかに閉塞して、型容器１０内に加圧空気導入
ホース３２を通じて導いた所定圧力の加圧空気を吹き込
み、溶融金属３８を加圧せしめる。なお、ここで、型容
器１０内の空気等の気体を吸引排気する際の吸引圧、お
よび型容器１０内に吹き込まれる加圧空気の吹込圧の組
み合わせは、粉末材料３６の間隙に溶融金属３８を浸透
させ得る組み合わせに予め設定されることとなる。

このようにすれば、モデル型３４が通気性を有している
ことから、型容器１０内に吹き込まれた加圧空気による
溶融金属３８の加圧作用と、モデル型３４および通気孔
２４を通した吸引排気による粒状材料３６間の間隙の減
圧作用に基づく溶融金属３８の吸引作用とに基づいて、
溶融金属３８が粒状材料３６の間隙に良好に浸透されて
、その間隙に充満せしめられるのである。従って、かか
る粒状材料３６の溶融金属３８の浸透操作後、溶融金属
３８を凝固させてから、その溶融金属３８の凝固物であ
る金属基複合物を型容器１０から取り外し、モデル型３
４をその金属基複合物から取り外せば、そのモデル３４
が転写された転写型が得られるのである。

なお、前記型容器１０の構造や、型容器１０における通
気孔２４の形成形態等は、必要δこ応じて適宜変更し得
ることば勿論である。また、型容器１０内に吹き込まれ
る加圧気体としても、上側の如き加圧空気の他、溶融金
属３８に対する影響を考慮してＮ２．へｒ等の不活性ガ
スを加圧して用いることも可能である。

（発明の効果） 上述の説明から明らかなように、本発明手法に従って製
造される転写型は、前記加圧複合鋳造法を利用して製造
される転写型と同様に、粒状材料（３６）の間隙に溶融
金属（３８）が浸透せしめられた金属基複合材で構成さ
れるため、ＺＡＳ型に比べて優れた転写精度を有してい
るのであり、また粒状材料（３６）と溶融金属（３８）
との組み合わせにより、ＺＡＳ型よりも優れた耐久性を
有し得るのである。しかも、本発明手法にあっては、粒
状材料（３６）間の間隙への溶融金属（３８）の浸透操
作が、モデル型（３４）を通じた吸引作用下で行なれる
ようになっているため、加圧気体による低加圧作用下で
も、粒状材料（３６）間の間隙に溶融金属（３８）を充
分良好に、しかもモデル型（３４）に充分密着するよう
に浸透させることができるのであり、それ故、加圧鋳造
複合法を利用する場合に比べて、耐圧性に劣る簡素な構
造の型容器（１０）を採用することができるのである。

また、そのように、溶融金属（３８）に対する加圧力、
ひいてはモデル型（３４）に対する加圧力が小さくて済
むことから、従来の加圧鋳造複合法を利用する場合に比
べて、より複雑乃至は微細な形状の転写型を製造するこ
とが可能となるのである。

以下に、本発明の実施例を挙げ、本発明を更に具体的に
明らかにすることとする。

（実施例） 添付図に示す如き型容器１０に対して、型容器１０の底
壁１４に形成された通気孔２４を寒くように、石膏で作
成した通気性を有するモデル型３４をセットした。そし
て、かかるモデル型３４をセットした型容器１０内に、
粉粒＋Ａ料３６として、最小粒径が１５０メソシユの略
均−な粒径の鉄粉を充填し、この鉄粉を型容器１０ごと
、錫の臨界予熱温度と凝固点との間の温度であるＩ　８
０　’ｃに予熱した。

次いで、かかる鉄粉の予熱状態下で、吸引ポース２８を
通じて、吸引圧１　ｋｇ　／　ｃｔの吸引圧をもって型
容器〕０内の空気を吸引しつつ、溶融金属３８としての
錫の溶湯を注湯し、かかる錫溶湯の注湯後、型容器１０
の開口部を直ちに閉塞して、加圧空気導入ボース３２を
通じて核型容器１ｏ内に５〜６　ｋｇ　／　ｃ＋Ａの加
圧空気を吹き出させ、錫溶湯が凝固するまで、かかる加
圧空気の吹出操作および上記型容器１０内の空気の吸引
操作を続行した。

そして、錫溶湯の凝固後、型容器１ｏからその凝固物を
取り出すと共に、その凝固物からモデル型３４である石
膏型を取り外した。

その結果、モデル型３４である石膏型の形状がＺＡＳ型
よりも優れた転写精度をもって転写された、ＺＡＳ型よ
りも機械的強度の大きい耐久性に優れた転写型が得られ
た。

【図面の簡単な説明】

添付図は、本発明手法を説明するだめの原理図である。 １０；型容器　　　２４：通気孔 ２８：吸引ポース　３２：加圧空気導入ボース３４：モ
デル型　　３６；粒状材料 ３８；溶融金属

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 底壁部に通気孔を有する所定の型容器内に、該通気孔を
   覆うように、通気性を有するモデル型をセットして、か
   かる型容器内に、該モデル型を覆う状態で所定の粒状材
   料を充填せしめた後、前記型容器の通気孔を通じて吸引
   排気を行なう一方、該粒状材料を、該型容器内に注湯さ
   れる溶融金属が該粒状材料の間隙に浸透することを許容
   する臨界予熱温度よりも高い温度に予熱した状態で、該
   型容器内に該溶融金属を注湯せしめ、次いで該型容器内
   に加圧気体を吹き込んで、該溶融金属に所定の加圧力を
   作用させることにより、該溶融金属を前記粒状材料の間
   隙に浸透させ、そして該溶融金属を凝固せしめた後、該
   凝固した金属を前記型容器から取り外すと共に、前記モ
   デル型を該凝固した金属から取り除くことにより、該モ
   デル型が転写された転写型を得ることを特徴とする転写
   型の製造方法。