JPH0453686B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は金属又は合成樹脂の射出成形に有用な
通気性金型およびその製造法に関する。

［従来の技術］ 射出成形時におけるエアーの巻込みが製品に与
える影響が大きい。そのためエアーベント、エア
ーベントピース等の通気性金属を金型の一部に取
付けて対処しているが、完全対策とはいえない。
また真空射出機等もあるが、コスト的に問題であ
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 現在、市販されている通気性金属は射出成形用
としてエアーベントピース等のような機械的強度
のないものであり、直接これを用いてキヤビテイ
として型彫しても射出金型としては適さない。射
出用金型としては、立体型彫加工ができるこ
と、射出に耐える機械的性質を有すること、の
２点が必要である。

本発明は射出用金型として要求されるこれらの
２点を充分満足し、しかも通気性のある金型を提
供し、真空射出機によらなくても、エアーの巻込
みのない製品を得んとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の第１発明はステンレス系粉末とホウ素
または金属ホウ化物との成形焼結体であり、金型
の内面側の密層と外面側の粗層とに分かれた多孔
質通気構造となつていることを特徴とする通気性
金型である。

上記金属ホウ化物としては、ａ族のTi、Zr、
Va族のNb、Ta、ａ族のCr、Mo、Ｗのホウ化
物が用いられる。

ホウ素と金属ホウ化物の使用量は0.1〜6wt％の
範囲が適当である。又、粒度は10μ以下のものを
使用することが望ましい。ステンレス系粉末とし
てはマルテンサイト系、オーステナイト系、フエ
ライト系のいずれでもよい。例えば析出硬化型
SUS630、焼入れ、焼戻し可能なSUS440等を使
用する。ステンレス系粉末は金型として使用時の
目詰りを起さないため400メツシユ通過のものが
よい。

またこの金型は後述の泥しよう鋳込みと振動に
よりつくられるため、型の底面近くに第１図に示
すように密層１ができ、流し込み面近くには粗層
２ができて、いわゆる二重層となる。

密層１の面を射出成形の際の内面側にして金型
をつくると、射出溶融物が空孔に入つて目詰りと
なることが少く、又、機械的強度が高いので、射
出時の圧力で破損することがない。又、金型の外
面側を粗層２とすることによつて通気性がよくな
る。

第２発明はステンレス系粉末とホウ素または金
属ホウ化物との混合物に、乾燥固化過程で蒸発性
のあるバインダーを混合してなる泥しようを、型
内に流し込んで振動を与えながら型内底部が密層
に、流し込み面近くが粗層になるように固化成形
し、乾燥後、真空中にて焼結することを特徴とす
る通気性金型の製造法である。

すなわちこの製造法の発明では原材料混合物を
泥しよう鋳込みにより成形するので、焼成後の寸
法収縮を見込めば、最終型寸法に近いものが得ら
れ、加工量を最小限にとどめることができる。
又、モデルがあればそれを転写することが可能で
あり、放電加工、カツター加工等の型彫も行わず
に耐久射出型として使用できる金型が得られる。

そして、第２図に示すように弾性体４により保
持された型粋３に泥しようを鋳込み、図示しない
偏心ウエイトなどにより振動を与えながら固化成
形する。振動により泥しよう中の比較的比重の大
きいものは型粋３の底部に集まつて、密層１を形
成し、流し込み面近くは比較的比重の小さいもの
が多くなり粗層２を形成する。この場合振動時間
と生成する密層の深さとは相関関係を有する。一
つの試験結果を第３図に示す。第３図はステンレ
ス系粉末として400メツシユ通過のものを用いブ
ロツク高さ18ｍ／ｍのものを鋳込んだ場合のもの
である。

かかる成形体を乾燥後真空焼結すると、密層１
は焼結後の機械的強度が強くなり空孔率が小さい
ものができ粗層２は機械的強度は低下するが、空
孔率の大きいものができる。焼結温度は1160〜
1200℃の範囲が適当である。

泥しように用いる乾燥固化過程で蒸発性のある
バインダーとしては、エチルシリケートなどで代
表されるシリカゲルあるいはコロイダルシリカな
どが用いられる。

通常泥しよう鋳込みの場合は、水分吸収が必要
であるため、型粋として石こう型等の水分吸収率
の高い材質のものを用いているが、本発明の場合
はシリカゾルあるいはコロイダルシリカを使用す
るため硬化速度が速く、木粋でも金粋でもすべて
の粋材が使用できる。

泥しようを用いるため焼成後の寸法収縮を見込
めば、最終型寸法に近いものが得られ、加工量も
最小限にとどめることができる。又、模型があれ
ばそれをそつくり転写することが可能であり、放
電加工、カツター加工等の型彫を行う必要がない
ので、耐久射出型として使用することができる。

［実施例］ 次に実施例並びに比較例について説明する。

実施例 １ ステンレス系粉末としてSUS630の粉末を使用
する。その粒度は400メツシユ通過のものを使用
した、これに0.9wt％のＢを添加混合した混合粉
末を350ｇ使用した。

上記混合粉末にエチルシリケートに酸（例えば
HC1）を混合して得た珪酸ゾルを粉末量に対し
15〜30wt％混合してスラリー化し、これを容積
が80mm×80mm×40mmの型粋に流し込んで６分間振
動をかけながら厚さ15mmに成形した。このとき型
粋内底部にできる密層の深さは４mmであつた。

これを乾燥後脱型し、真空にて1190℃で１時間
焼結した。

比較例 １ Ｂを添加しない以外は実施例１と同様にして成
形体を得た。

上記実施例１および比較例１における製品の焼
結温度と空孔率との関係を示すグラフが第４図で
ある。実施例１の場合は比較例１に比してより低
温で焼結が進み、低空孔率となる。又、焼結温度
と析出硬化処理後の抵抗力との関係を示すグラフ
が第５図である。実施例１の場合は比較例１の場
合に比して低温で抵抗力が向上する。

つぎに実施例１および比較例１で作製した型で
亜鉛ダイカストの射出を行つた。それぞれ表面に
型彫を行つたが、実施例１の場合は密層側に型彫
を行つた。

実施例１のものは破壊せずに２万回以上の射出
成型が可能であつたが、比較例１のものは型彫微
細部分の破壊が見られた。

又、実施例１の場合は通気性があるため通常鋼
材の型に較べ低圧射出でも充分に射出可能であ
り、成形品の鋳肌も良好であつた。

実施例 ２ Ｂの代りにTiB₂を3wt％添加した以外は実施例
１と同様にした。この場合も実施例１と同様の結
果が得られた。

実施例 ３ Ｂの代りにWBを3wt％添加した以外は実施例
１と同様にした。この場合も実施例１と同様の結
果が得られた。

以上の実施例は射出型を主目的として記述した
が、本発明に係る金型はアルミニウム等の軟質材
のプレス型にも有効である。つまりプレス等にお
いては油抜けの穴を金型につけておかなければ型
彫の部分に切削油が介在するため、型面形状が正
確に転写されないという欠点があるが、本発明に
係る金型の場合、油逃しが可能であるため上記欠
点を補うことができる。

［発明の効果］ 本発明に係る金型は密層と粗層とに分かれた多
孔性通気構造となつており、密層側に微細型彫り
を施せば強度が大であるため繰返し使用によつて
も型崩れしない。又、型面の孔に射出溶融物が入
つて目詰りを起すことが少なく、しかも粗層側は
通気性が大であるから、型内面に空気が残留する
ことがなく型面を射出成型品表面に精密に転写す
ることができる。

又、本発明方法は泥しよう鋳込みにより製造す
るため、焼成後の寸法収縮を予め見込んでおけ
ば、最終型寸法に近いものが得られ、最終的な加
工量を最小限にとどめることが可能である。そし
て振動成形によつて粗層と密層とよりなる成形体
に容易に成形することができる。

ホウ素または金属ホウ化物をステンレス系粉末
とともに用いることにより、より低温で理想的な
空孔率と機械的強度の高いものが得られる。

通常泥しよう鋳込みの場合には水分吸収が必要
であるため、型粋として石こう型等の水分吸収率
の高い材質のものを用いているが本発明の場合は
硬化剤として珪酸ゾルを使用するため、硬化速度
が速く木型でも金型でもすべての型材のものが使
用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明金型の一例の説明図、第２図は
同製造法の説明図、第３図は本発明製法における
振動時間と密層深さの関係を示すグラフ、第４図
は焼結温度と空孔率との関係を示すグラフ、第５
図は焼結温度と抗折力との関係を示すグラフであ
る。 １……密層、２……粗層、３……型枠、４……
弾性体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ステンレス系粉末とホウ素または金属ホウ化
   物との成形焼結体であり、金型の内面側の密側と
   外面側の粗層とに分かれた多孔質通気構造となつ
   ていることを特徴とする通気性金型。 ２ ステンレス系粉末とホウ素または金属ホウ化
   物との混合物に、乾燥固化過程で蒸発性のあるバ
   インダーを混合してなる泥しようを、型内に流し
   込んで振動を与えながら型内底部が密層に、流し
   込み面近くが粗層になるように固化成形し、乾燥
   後、真空中にて焼結することを特徴とする通気性
   金型の製造法。