JPH071077A - 長寿命化保温膜処理の金型 - Google Patents
長寿命化保温膜処理の金型Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、低圧鋳造・金型鋳造における塗
膜を用いる故に、生じている寸法精度・製品品質の限界
を越え、金型寿命を伸ばすことができる表面処理した金
型の皮膜に関するものである。 【構成】 塗膜は （バインダー）＋（可塑剤）＋（ピ
グメント）で構成されている。バインダーの結合力にメ
ッキを用い、メッキ皮膜に保温性・耐熱性と、局所冷却
性・保温性の高強度皮膜等の機能性により、鋳造の可能
性領域を大幅に拡大するものである。
膜を用いる故に、生じている寸法精度・製品品質の限界
を越え、金型寿命を伸ばすことができる表面処理した金
型の皮膜に関するものである。 【構成】 塗膜は （バインダー）＋（可塑剤）＋（ピ
グメント）で構成されている。バインダーの結合力にメ
ッキを用い、メッキ皮膜に保温性・耐熱性と、局所冷却
性・保温性の高強度皮膜等の機能性により、鋳造の可能
性領域を大幅に拡大するものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、金型表面に機能メッ
キ皮膜を形成して、低圧鋳造・金型鋳造の鋳造用コート
剤に供すると同時に金型の寿命を延長し、生産性を飛躍
的に向上させるメッキ皮膜に関するものである。
キ皮膜を形成して、低圧鋳造・金型鋳造の鋳造用コート
剤に供すると同時に金型の寿命を延長し、生産性を飛躍
的に向上させるメッキ皮膜に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、低圧鋳造・金型鋳造は鋳造用の保
温性のコート剤をコーティングして塗型剤と称して用い
ていた。その塗型剤の構成は、（バインダー）＋（可塑
剤）＋（ピグメント）となっていた。バインダーには
コロイダルシリカ・ケー酸ソーダ・モノリン酸アルミ等
の無機材料を用いていた。スプレーコーティングをしや
すくする可塑剤としては、各種の粘土系材料を用いられ
ていた。ピグメントには 酸化物系セラミックや 保温
性をだすために有孔性のバーミクライト・イソライト粉
末、潤滑性をだすために黒鉛・窒化ボロン等を用いてい
た。上記により構成された塗型剤を水で希釈して、１８
０〜２５０℃に予熱を施した金型表面に、エヤーでスプ
レーコーティングをして、塗膜形成をしていた。この塗
型剤の材料構成とその施工方法により、塗膜の強度・膜
厚・表面粗度金型への密着性等が、バラツいて一定の均
一な塗膜を形成することが困難であった。このバラツキ
が鋳造品質や生産性を不安定にし、塗膜の寿命も短く、
その修正作業のために生産の中断が頻繁にあった。又、
鋳造に必要な塗膜の厚さ０．０５〜０．４ｍｍと一定に
ならず寸法精度が悪く、塗膜の補修により不安定となっ
ていた。塗膜に寿命（４〜６０ｈｒ）がくると、鋳造機
を止めて金型を降ろし、塗膜をショットやサンドブラス
トで剥がし、再度塗膜を形成する工程があった。塗膜材
料による膜性質は、２０ｍｍ以上の厚肉・３ｍｍ以下の
薄肉の鋳造を困難にし、引き抜き中子での不良を多く発
生させていた。塗膜の老化による鋳造品質の低下は、常
に人のチェックを必要とし、自動化をしても省人化する
までは至らなかった。
温性のコート剤をコーティングして塗型剤と称して用い
ていた。その塗型剤の構成は、（バインダー）＋（可塑
剤）＋（ピグメント）となっていた。バインダーには
コロイダルシリカ・ケー酸ソーダ・モノリン酸アルミ等
の無機材料を用いていた。スプレーコーティングをしや
すくする可塑剤としては、各種の粘土系材料を用いられ
ていた。ピグメントには 酸化物系セラミックや 保温
性をだすために有孔性のバーミクライト・イソライト粉
末、潤滑性をだすために黒鉛・窒化ボロン等を用いてい
た。上記により構成された塗型剤を水で希釈して、１８
０〜２５０℃に予熱を施した金型表面に、エヤーでスプ
レーコーティングをして、塗膜形成をしていた。この塗
型剤の材料構成とその施工方法により、塗膜の強度・膜
厚・表面粗度金型への密着性等が、バラツいて一定の均
一な塗膜を形成することが困難であった。このバラツキ
が鋳造品質や生産性を不安定にし、塗膜の寿命も短く、
その修正作業のために生産の中断が頻繁にあった。又、
鋳造に必要な塗膜の厚さ０．０５〜０．４ｍｍと一定に
ならず寸法精度が悪く、塗膜の補修により不安定となっ
ていた。塗膜に寿命（４〜６０ｈｒ）がくると、鋳造機
を止めて金型を降ろし、塗膜をショットやサンドブラス
トで剥がし、再度塗膜を形成する工程があった。塗膜材
料による膜性質は、２０ｍｍ以上の厚肉・３ｍｍ以下の
薄肉の鋳造を困難にし、引き抜き中子での不良を多く発
生させていた。塗膜の老化による鋳造品質の低下は、常
に人のチェックを必要とし、自動化をしても省人化する
までは至らなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題】従来の材料構成と施工
方法による限り発生する問題は、 （１） 短い塗膜の寿命。塗膜表面の粗さが摩耗してな
くなると、キライ・面引け等の不良が多発する。 （２） 生産中に塗膜を補修する。上記の、摩耗した粗
さを修正するために、生産を中断スプレーコーティング
をし、生産出来る金型温度まで上昇させる。 （３） 寸法精度が悪く一定にならない。施工した塗膜
の厚さが不同で、生産中の摩耗により常に変化してい
る。 （４） 繰返しで塗膜の施工工程を必要としている。４
〜４０ｈｒで塗膜に寿命がきて、その度毎に塗膜を剥が
し、再度塗膜を形成する施工工程が必要である。この施
工工程には ２〜１２ｈｒ掛かり金型を鋳造機から降ろ
す作業も必要である。又、塗膜を剥がすために サンド
ブラストをかけ、それにより金型も摩耗をして金型の寿
命をも縮めている。 （５） 生産性向上により塗膜寿命が短縮する。ショッ
トサイクルを短くして、生産性を向上させると金型温度
が上昇して、塗膜の熱負荷が増大し寿命を短くしてい
る。その上、金型の過熱部分を冷却するために、金型に
穴をあけて水冷する。そのヒートサイクルにより、塗膜
が剥離を起こしている。 （６） 金型による鋳抜き穴。鋳抜き穴を造るための引
き抜き中子は、離型抵抗が高い・高温になる・金型とア
ルミの境界エヤー等で、キライ・焼付の不良を起こしや
すく、塗膜の摩耗も早い。よく持っても６ｈｒ以下であ
る。 （７） 完全自動化を阻害する。塗膜の老化に従って、
鋳造品質も刻々と低下するので、品質を維持するため
に、人によるチェックとその補修工程を省くことができ
ない。 （８） 塗膜施工のバラツキ。塗膜を施工する条件は、
非常に細かく設定してできるだけ数値化した作業標準に
よっても、施工作業者の微妙な感により、塗膜の性能が
大きく振れてしまっている。例えば、塗膜の寿命におい
ても、５〜１０倍は簡単に変わってしまう。 （９） 塗膜性能による鋳造不可能な領域がある。部品
に対する機能要求が厳しくなり、より健全性の高い鋳造
製品が必要になってきた。しかし、従来の塗膜では 肉
厚２０ｍｍ以上の健全な鋳造品や、３ｍｍ以下の健全な
鋳造成形品が得られていない。これは塗膜の保温性によ
る徐冷と、塗膜の強度不足による低い重力を用いた成形
力によるものである。本発明は、これらの欠点や問題点
を解決し、鋳造の可能性領域を拡大するために、発明さ
れたものである。
方法による限り発生する問題は、 （１） 短い塗膜の寿命。塗膜表面の粗さが摩耗してな
くなると、キライ・面引け等の不良が多発する。 （２） 生産中に塗膜を補修する。上記の、摩耗した粗
さを修正するために、生産を中断スプレーコーティング
をし、生産出来る金型温度まで上昇させる。 （３） 寸法精度が悪く一定にならない。施工した塗膜
の厚さが不同で、生産中の摩耗により常に変化してい
る。 （４） 繰返しで塗膜の施工工程を必要としている。４
〜４０ｈｒで塗膜に寿命がきて、その度毎に塗膜を剥が
し、再度塗膜を形成する施工工程が必要である。この施
工工程には ２〜１２ｈｒ掛かり金型を鋳造機から降ろ
す作業も必要である。又、塗膜を剥がすために サンド
ブラストをかけ、それにより金型も摩耗をして金型の寿
命をも縮めている。 （５） 生産性向上により塗膜寿命が短縮する。ショッ
トサイクルを短くして、生産性を向上させると金型温度
が上昇して、塗膜の熱負荷が増大し寿命を短くしてい
る。その上、金型の過熱部分を冷却するために、金型に
穴をあけて水冷する。そのヒートサイクルにより、塗膜
が剥離を起こしている。 （６） 金型による鋳抜き穴。鋳抜き穴を造るための引
き抜き中子は、離型抵抗が高い・高温になる・金型とア
ルミの境界エヤー等で、キライ・焼付の不良を起こしや
すく、塗膜の摩耗も早い。よく持っても６ｈｒ以下であ
る。 （７） 完全自動化を阻害する。塗膜の老化に従って、
鋳造品質も刻々と低下するので、品質を維持するため
に、人によるチェックとその補修工程を省くことができ
ない。 （８） 塗膜施工のバラツキ。塗膜を施工する条件は、
非常に細かく設定してできるだけ数値化した作業標準に
よっても、施工作業者の微妙な感により、塗膜の性能が
大きく振れてしまっている。例えば、塗膜の寿命におい
ても、５〜１０倍は簡単に変わってしまう。 （９） 塗膜性能による鋳造不可能な領域がある。部品
に対する機能要求が厳しくなり、より健全性の高い鋳造
製品が必要になってきた。しかし、従来の塗膜では 肉
厚２０ｍｍ以上の健全な鋳造品や、３ｍｍ以下の健全な
鋳造成形品が得られていない。これは塗膜の保温性によ
る徐冷と、塗膜の強度不足による低い重力を用いた成形
力によるものである。本発明は、これらの欠点や問題点
を解決し、鋳造の可能性領域を拡大するために、発明さ
れたものである。
【０００４】
（イ） バインダーの代わりにメッキを用いる。問題点
の（１）〜（９）は 塗膜の材料構成と施工方法そのも
のの限界で、少しの改善する余地はあるが解決する迄い
たらない。従って、材料構成と施工方法が全く違うメッ
キの結合力を、塗膜のバインダーの代わりに用いた。こ
れにより、塗膜の施工工程が不必要となり、バインダー
としての結合力は飛躍的に増大する。しかし、金型は３
５０〜４３０℃位に温度を上げるので、その熱つ膨張や
酸化によるメッキ皮膜の剥離が問題となる。この対策は
下記により吸収して、剥離防止をした。 （イ−１）金型表面の粗度を ３０〜４００μｍの範囲
で粗くし、メッキの付着面積を増大し、熱の膨張・収縮
に伴う応力を金型の粗さに分散させた。金型表面の粗さ
をつくる製法で、剥離に関して効果の高い順序は、鋼玉
のショットピーニング＞化学研磨＞放電加工＞サンドブ
ラストであった。又、３０μｍ以下では金型の粗さによ
る応力の分散効果がでずに、フラット面と同様に剥離し
た。４００μｍ以上では剥離性について問題ないが、そ
の凹凸が鋳造品に傷跡をつけた。 （イ−２）ゆっくり温度を上げて （３５０℃×３０ｍ
ｉｎ）の熱処理を施して、メッキ層中の余分なガス化成
分がでて密着性が向上した。 （イ−３）メッキ層に（請求項３）〜（請求項６）のピ
グメントを共析分散させるので、メッキ層中の応力が緩
和分散される。その共析分散は 最低５容積％あれば十
分な剥離性の効果がでる。しかし、５容積％以下では
鋳造上の効果が認められず、８０容積％以上ではメッキ
の結合力が弱くなる。 （ロ） メッキ皮膜に保温性を持たせる。低圧鋳造・金
型鋳造では 金型表面に塗膜のような保温層を必要とし
ている。メッキ層に保温性を持たせるためには、有孔性
のメッキ層を形成すればよい。そのために、有機の樹脂
粒子及び繊維をメッキする時に共析分散させて、密着性
を上げるための熱処理時に、その熱で溶出させて有孔性
のメッキ皮膜を形成する。５容積％以下では有機樹脂の
溶出が少なく、８０容積％以上では皮膜の強度が低下す
る。有機樹脂の材料は ポリエチレン・ビニル・ナイロ
ン等、熱処理により溶出させるので選ばない。又、熱処
理により表面酸化することは、熱伝導率が低下して返っ
て保温効果となる特徴がある。 （ハ） メッキ皮膜に耐熱性を持たせる。メッキ皮膜中
に セラミック粒子及び繊維を共析分散させて、耐熱性
と保温性を上げる。セラミック材料としては 鋳造用材
料のアルミニウムと濡れ性のＳｉＣ・ＴｉＣ等の炭化
物、Ｔｉ・Ａｌ．Ｍｇ等の酸化物がよい。セラミック粒
子及び繊維の共析分散量は、５〜９０容積％がよい。５
容積％以下では 耐熱性と非濡れ性の効果が低く、９０
容積％以上では メッキの結合力が低下する。 （ニ） メッキ皮膜中に高熱伝導性物質を共析分散させ
る。アルミニウムの鋳造品は等軸晶が細かい程、健全性
・強度が高く優れた品質となる。その細かい等軸晶をつ
くるには、保温メッキ皮膜で鋳造用材料を早く凝固させ
ない中に、高熱伝導物質が点在すると、その点在部分の
熱容量分だけ先行して凝固することにより達成した。同
じ鋳造品を 塗膜とメッキ皮膜で鋳造し、同じ３８ｍｍ
肉厚部分を１０個切り出して、マクロ組織を比較したと
ころ、２５ｍｍ角当りの結晶粒の数は、塗膜が８〜２２
個・メッキ皮膜が１６０〜４２０個と約１／１０のサイ
ズの結晶粒となった。 （ホ） メッキ皮膜の上に塗膜を被覆する。重力より高
い圧力がかかったり、厚肉・複雑形状で離型抵抗が高
く、より鋳造上で困難さがある場合は、メッキ皮膜中の
共析分散量を減らして、膜強度をあげる。そこで不足し
てくる保温性を確保するために、塗膜を薄く２層に形成
することで、鋳造性を高める。 上記、（イ）〜（ホ）で構成したメッキ皮膜は、その膜
強度が高いので永久の耐久性があり、メッキ皮膜の寿命
は金型寿命となる。この長寿命は （２）生産中の塗膜
補修・（４）繰返しの塗膜施工工程がなくなるので、施
工上のバラツキも発生しないし、寸法精度も一定とな
る。メッキ皮膜の強度が高いので、問題点（５）（６）
（９）等の膜強度が必要な条件の金型部分にも十分対応
できる。一度メッキ皮膜を形成すると金型寿命まで使用
できるので、鋳造上のバラツキ要因がなくなり、自動化
による省人化が達成できる。
の（１）〜（９）は 塗膜の材料構成と施工方法そのも
のの限界で、少しの改善する余地はあるが解決する迄い
たらない。従って、材料構成と施工方法が全く違うメッ
キの結合力を、塗膜のバインダーの代わりに用いた。こ
れにより、塗膜の施工工程が不必要となり、バインダー
としての結合力は飛躍的に増大する。しかし、金型は３
５０〜４３０℃位に温度を上げるので、その熱つ膨張や
酸化によるメッキ皮膜の剥離が問題となる。この対策は
下記により吸収して、剥離防止をした。 （イ−１）金型表面の粗度を ３０〜４００μｍの範囲
で粗くし、メッキの付着面積を増大し、熱の膨張・収縮
に伴う応力を金型の粗さに分散させた。金型表面の粗さ
をつくる製法で、剥離に関して効果の高い順序は、鋼玉
のショットピーニング＞化学研磨＞放電加工＞サンドブ
ラストであった。又、３０μｍ以下では金型の粗さによ
る応力の分散効果がでずに、フラット面と同様に剥離し
た。４００μｍ以上では剥離性について問題ないが、そ
の凹凸が鋳造品に傷跡をつけた。 （イ−２）ゆっくり温度を上げて （３５０℃×３０ｍ
ｉｎ）の熱処理を施して、メッキ層中の余分なガス化成
分がでて密着性が向上した。 （イ−３）メッキ層に（請求項３）〜（請求項６）のピ
グメントを共析分散させるので、メッキ層中の応力が緩
和分散される。その共析分散は 最低５容積％あれば十
分な剥離性の効果がでる。しかし、５容積％以下では
鋳造上の効果が認められず、８０容積％以上ではメッキ
の結合力が弱くなる。 （ロ） メッキ皮膜に保温性を持たせる。低圧鋳造・金
型鋳造では 金型表面に塗膜のような保温層を必要とし
ている。メッキ層に保温性を持たせるためには、有孔性
のメッキ層を形成すればよい。そのために、有機の樹脂
粒子及び繊維をメッキする時に共析分散させて、密着性
を上げるための熱処理時に、その熱で溶出させて有孔性
のメッキ皮膜を形成する。５容積％以下では有機樹脂の
溶出が少なく、８０容積％以上では皮膜の強度が低下す
る。有機樹脂の材料は ポリエチレン・ビニル・ナイロ
ン等、熱処理により溶出させるので選ばない。又、熱処
理により表面酸化することは、熱伝導率が低下して返っ
て保温効果となる特徴がある。 （ハ） メッキ皮膜に耐熱性を持たせる。メッキ皮膜中
に セラミック粒子及び繊維を共析分散させて、耐熱性
と保温性を上げる。セラミック材料としては 鋳造用材
料のアルミニウムと濡れ性のＳｉＣ・ＴｉＣ等の炭化
物、Ｔｉ・Ａｌ．Ｍｇ等の酸化物がよい。セラミック粒
子及び繊維の共析分散量は、５〜９０容積％がよい。５
容積％以下では 耐熱性と非濡れ性の効果が低く、９０
容積％以上では メッキの結合力が低下する。 （ニ） メッキ皮膜中に高熱伝導性物質を共析分散させ
る。アルミニウムの鋳造品は等軸晶が細かい程、健全性
・強度が高く優れた品質となる。その細かい等軸晶をつ
くるには、保温メッキ皮膜で鋳造用材料を早く凝固させ
ない中に、高熱伝導物質が点在すると、その点在部分の
熱容量分だけ先行して凝固することにより達成した。同
じ鋳造品を 塗膜とメッキ皮膜で鋳造し、同じ３８ｍｍ
肉厚部分を１０個切り出して、マクロ組織を比較したと
ころ、２５ｍｍ角当りの結晶粒の数は、塗膜が８〜２２
個・メッキ皮膜が１６０〜４２０個と約１／１０のサイ
ズの結晶粒となった。 （ホ） メッキ皮膜の上に塗膜を被覆する。重力より高
い圧力がかかったり、厚肉・複雑形状で離型抵抗が高
く、より鋳造上で困難さがある場合は、メッキ皮膜中の
共析分散量を減らして、膜強度をあげる。そこで不足し
てくる保温性を確保するために、塗膜を薄く２層に形成
することで、鋳造性を高める。 上記、（イ）〜（ホ）で構成したメッキ皮膜は、その膜
強度が高いので永久の耐久性があり、メッキ皮膜の寿命
は金型寿命となる。この長寿命は （２）生産中の塗膜
補修・（４）繰返しの塗膜施工工程がなくなるので、施
工上のバラツキも発生しないし、寸法精度も一定とな
る。メッキ皮膜の強度が高いので、問題点（５）（６）
（９）等の膜強度が必要な条件の金型部分にも十分対応
できる。一度メッキ皮膜を形成すると金型寿命まで使用
できるので、鋳造上のバラツキ要因がなくなり、自動化
による省人化が達成できる。
【０００５】
【作 用】メッキ皮膜の長い耐久性ために、全く生産の
中断はなく、金型を鋳造機から取はずす必要もなく、非
常に安定した生産が可能になった。その結果、鋳造品質
・寸法精度も一定で、その生産量は シリンダーへツド
３４．２％も向上し金型寿命では ５〜６万ショットで
あったものが、２２万ショットに到っても損傷しなかっ
た。従って、生産性・品質性・管理性・価格性の全ての
面で、飛躍的な向上を計ることができた。
中断はなく、金型を鋳造機から取はずす必要もなく、非
常に安定した生産が可能になった。その結果、鋳造品質
・寸法精度も一定で、その生産量は シリンダーへツド
３４．２％も向上し金型寿命では ５〜６万ショットで
あったものが、２２万ショットに到っても損傷しなかっ
た。従って、生産性・品質性・管理性・価格性の全ての
面で、飛躍的な向上を計ることができた。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 （比較例−１）製品名 マニホールド（４輪１８００
ｃｃ用） 塗膜 市販品の中で寿命が一番長いもの 段取りプロセス：金型整備−金型予熱−塗膜施工−鋳造
機に金型をセット 合計時間；３．５ｈｒ 生産プロセス：金型予熱−生産サイクル−塗膜補修−塗
膜寿命 合計時間；１２０ｈｒ 生産時間；９８ｈｒ 生産数 ；１１７６個 ９．８個／ｈｒ （実施例−１）製品名 （比較例−１）と同じ メッキ皮膜 有機樹脂粒子（粒子径５０μｍ） ３０
容積％ セラミック粒子（粒子径２５μｍ） １５容積％ メッキ皮膜 クロムメッキ 膜厚１００μｍ 段取りプロセス：鋳造機に金型をセット 合計時間；０．３ｈｒ 生産プロセス：金型予熱−生産サイクルー１ケ月で止め
る 合計時間；５０４ｈｒ 生産時間；４９８ｈｒ 生産数 ；６４７４個 １２．８個／ｈｒ （実施例−２）製品名 （比較例−１）と同じ メッキ皮膜 有機樹脂繊維（繊維径２０μｍ×繊維長６
０μｍ）２０容積％ セラミック繊維（繊維径１５μｍ×繊維長１００μｍ）
２０容積％ 段取りプロセス：鋳造機に金型をセット 合計時間；０．３ｈｒ 生産プロセス；金型予熱−生産サイクルー１ケ月で止め
る 合計時間；５０４ｈｒ 生産時間；４９６ｈｒ 生産数 ；６４４８個 １２．８個／ｈｒ （比較例−２）製品名 シリンダーヘッド（４輪１８
００ｃｃ用） 塗膜 市販品の中で寿命が一番長いもの 段取りプロセス：金型整備−金型予熱−塗膜施工−鋳造
機に金型セット 合計時間；１２．５ｈｒ 生産プロセス：金型予熱一生産サイクルー塗膜補修一塗
膜寿命 合計時間；１２０ｈｒ 生産時間；９４ｈｒ 生産数 ；１２５３個 １０．４個／ｈｒ （実施例−３）製品名 （比較例−２）と同じ メッキ皮膜 有機樹脂繊維（繊維径１５μｍ×繊維長５
０μｍ）２５容積％ セラミック粒子（粒子径３０μｍ）３０容積％ メッキ皮膜 無電解Ｎｉ−Ｐメッキ 膜厚１５０μｍ 段取りプロセス：鋳造機に金型をセット 合計時間；０．６ｈｒ 生産プロセス：金型予熱−生産サイクルー１ケ月で止め
る 合計時間；５０４ｈｒ 生産時間；４９３ｈｒ 生産数 ；６５４５個 １３．０個／ｈｒ （実施例−４）製品名 （比較例−２）と同じ メッキ皮膜 有機樹脂粒子（粒子径２５μｍ）４０容
積％ セラミック繊維（繊維径μｍ×繊維長６０μｍ）３０容
積％ メッキ皮膜 無電解Ｎｉ−Ｂメッキ 段取りプロセス：鋳造機に金型をセット 合計時間；０．６ｈｒ 生産プロセス：金型予熱−生産サイクル−１ケ月で止め
る 合計時間；５０４ｈｒ 生産時間；４９３ｈｒ 生産数 ；６５６７個 １３．０個／ｈｒ （比較例−３）製品名 カークーラー用ピストン 製品形状 最大肉厚部（３０×４０×４０ｍｍ２） 塗膜 市販品の中で冷却性の高い黒鉛主体のもの 製品品質の検査結果 生産性 １０．２個／ｈｒ マクロ組織 ９〜３６個／２５ｍｍ角（結晶粒の数
／単位面積） ミクロ組織 ８００倍でみると結晶粒間に、微細な
収縮巣を認める。 引っ張り強さ ２２．４ｋｇ／ｍｍ２ 伸び率４．２
％ Ｈｅガス耐圧 ６．３ｋｇ／ｃｍ２（ヘリウムガスの
洩れる圧力） （実施例−５）製品名・製品形状は（比較例−３）と同
じ メッキ皮膜 有機樹脂粒子（粒子径２０μｍ・１０容
積％） 高熱伝導原子（タングステン ２０容積％） メッキ皮膜 Ｎｉ−Ｐ無電解メッキ 膜厚５０μｍ 製品品質の検査結果 生産性 １３．９個／ｈｒ マクロ組織 ２４３〜４５６個／２５ｍｍ角（結晶粒の
数／単位面積） ミクロ組織 ８００倍でみた範囲での欠陥は認めら
れない。 引っ張り強さ ３０．１ｋｇ／ｍｍ２ 伸び率７．６
％ Ｈｅガス耐圧 ９．４ｋｇ／ｃｍ２（ヘリウムガスの
洩れる圧力） （実施例−６）製品名 マニホールド（肉厚２．５ｍ
ｍの試作用） 塗膜では湯廻りが悪く穴があいて、製品が取れない。 メッキ皮膜 有機樹脂粒子（粒子径２０μｍ．５５容
積％） コロイダルシリカ（膜厚３０μｍ） メッキ皮膜 Ｎｉ−Ｂ無電解メッキ 膜厚７５μｍ） 製品合格率 塗膜の場合 ５／１０５（個）４．
８％ メッキ皮膜の場合 ６２／７０（個）８８．６％ （以下余白）
ｃｃ用） 塗膜 市販品の中で寿命が一番長いもの 段取りプロセス：金型整備−金型予熱−塗膜施工−鋳造
機に金型をセット 合計時間；３．５ｈｒ 生産プロセス：金型予熱−生産サイクル−塗膜補修−塗
膜寿命 合計時間；１２０ｈｒ 生産時間；９８ｈｒ 生産数 ；１１７６個 ９．８個／ｈｒ （実施例−１）製品名 （比較例−１）と同じ メッキ皮膜 有機樹脂粒子（粒子径５０μｍ） ３０
容積％ セラミック粒子（粒子径２５μｍ） １５容積％ メッキ皮膜 クロムメッキ 膜厚１００μｍ 段取りプロセス：鋳造機に金型をセット 合計時間；０．３ｈｒ 生産プロセス：金型予熱−生産サイクルー１ケ月で止め
る 合計時間；５０４ｈｒ 生産時間；４９８ｈｒ 生産数 ；６４７４個 １２．８個／ｈｒ （実施例−２）製品名 （比較例−１）と同じ メッキ皮膜 有機樹脂繊維（繊維径２０μｍ×繊維長６
０μｍ）２０容積％ セラミック繊維（繊維径１５μｍ×繊維長１００μｍ）
２０容積％ 段取りプロセス：鋳造機に金型をセット 合計時間；０．３ｈｒ 生産プロセス；金型予熱−生産サイクルー１ケ月で止め
る 合計時間；５０４ｈｒ 生産時間；４９６ｈｒ 生産数 ；６４４８個 １２．８個／ｈｒ （比較例−２）製品名 シリンダーヘッド（４輪１８
００ｃｃ用） 塗膜 市販品の中で寿命が一番長いもの 段取りプロセス：金型整備−金型予熱−塗膜施工−鋳造
機に金型セット 合計時間；１２．５ｈｒ 生産プロセス：金型予熱一生産サイクルー塗膜補修一塗
膜寿命 合計時間；１２０ｈｒ 生産時間；９４ｈｒ 生産数 ；１２５３個 １０．４個／ｈｒ （実施例−３）製品名 （比較例−２）と同じ メッキ皮膜 有機樹脂繊維（繊維径１５μｍ×繊維長５
０μｍ）２５容積％ セラミック粒子（粒子径３０μｍ）３０容積％ メッキ皮膜 無電解Ｎｉ−Ｐメッキ 膜厚１５０μｍ 段取りプロセス：鋳造機に金型をセット 合計時間；０．６ｈｒ 生産プロセス：金型予熱−生産サイクルー１ケ月で止め
る 合計時間；５０４ｈｒ 生産時間；４９３ｈｒ 生産数 ；６５４５個 １３．０個／ｈｒ （実施例−４）製品名 （比較例−２）と同じ メッキ皮膜 有機樹脂粒子（粒子径２５μｍ）４０容
積％ セラミック繊維（繊維径μｍ×繊維長６０μｍ）３０容
積％ メッキ皮膜 無電解Ｎｉ−Ｂメッキ 段取りプロセス：鋳造機に金型をセット 合計時間；０．６ｈｒ 生産プロセス：金型予熱−生産サイクル−１ケ月で止め
る 合計時間；５０４ｈｒ 生産時間；４９３ｈｒ 生産数 ；６５６７個 １３．０個／ｈｒ （比較例−３）製品名 カークーラー用ピストン 製品形状 最大肉厚部（３０×４０×４０ｍｍ２） 塗膜 市販品の中で冷却性の高い黒鉛主体のもの 製品品質の検査結果 生産性 １０．２個／ｈｒ マクロ組織 ９〜３６個／２５ｍｍ角（結晶粒の数
／単位面積） ミクロ組織 ８００倍でみると結晶粒間に、微細な
収縮巣を認める。 引っ張り強さ ２２．４ｋｇ／ｍｍ２ 伸び率４．２
％ Ｈｅガス耐圧 ６．３ｋｇ／ｃｍ２（ヘリウムガスの
洩れる圧力） （実施例−５）製品名・製品形状は（比較例−３）と同
じ メッキ皮膜 有機樹脂粒子（粒子径２０μｍ・１０容
積％） 高熱伝導原子（タングステン ２０容積％） メッキ皮膜 Ｎｉ−Ｐ無電解メッキ 膜厚５０μｍ 製品品質の検査結果 生産性 １３．９個／ｈｒ マクロ組織 ２４３〜４５６個／２５ｍｍ角（結晶粒の
数／単位面積） ミクロ組織 ８００倍でみた範囲での欠陥は認めら
れない。 引っ張り強さ ３０．１ｋｇ／ｍｍ２ 伸び率７．６
％ Ｈｅガス耐圧 ９．４ｋｇ／ｃｍ２（ヘリウムガスの
洩れる圧力） （実施例−６）製品名 マニホールド（肉厚２．５ｍ
ｍの試作用） 塗膜では湯廻りが悪く穴があいて、製品が取れない。 メッキ皮膜 有機樹脂粒子（粒子径２０μｍ．５５容
積％） コロイダルシリカ（膜厚３０μｍ） メッキ皮膜 Ｎｉ−Ｂ無電解メッキ 膜厚７５μｍ） 製品合格率 塗膜の場合 ５／１０５（個）４．
８％ メッキ皮膜の場合 ６２／７０（個）８８．６％ （以下余白）
【０００７】
【発明の効果】塗膜による低圧鋳造・金型鋳造を、メッ
キ皮膜に保温性・耐熱性・機能性を持たせることによ
り、永久皮膜が可能となった。その結果、塗膜故に存在
する塗膜の 補修・施工工程が不必要となり、段取り工
程の省略・寸法精度が飛躍的に向上した。又、メッキ皮
膜に機能性を付加した結果、鋳造品の健全性と鋳造上の
可能性の領域が、大幅に拡充できるようになった。メッ
キ皮膜により金型を保護するので、金型寿命も２〜４倍
に伸び、摩耗が非常に少ないので、塗膜では得られない
安定した生産ができる。品質性・生産性・管理性・価格
性の生産４要素の全てにわたる効果が認められるもので
ある。
キ皮膜に保温性・耐熱性・機能性を持たせることによ
り、永久皮膜が可能となった。その結果、塗膜故に存在
する塗膜の 補修・施工工程が不必要となり、段取り工
程の省略・寸法精度が飛躍的に向上した。又、メッキ皮
膜に機能性を付加した結果、鋳造品の健全性と鋳造上の
可能性の領域が、大幅に拡充できるようになった。メッ
キ皮膜により金型を保護するので、金型寿命も２〜４倍
に伸び、摩耗が非常に少ないので、塗膜では得られない
安定した生産ができる。品質性・生産性・管理性・価格
性の生産４要素の全てにわたる効果が認められるもので
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 26/00 Ａ Ｃ２５Ｄ 7/00 Ｆ
Claims (8)
- 【請求項１】 金型表面に無電解メッキ・電気メッキを
バインダーとして皮膜を形成し、低圧鋳造・金型鋳造に
用いることを特徴とする金型表面皮膜。 - 【請求項２】 ニッケルメッキ・クロムメッキ・クロメ
ート・Ｎｉ−Ｐメッキ・Ｎｉ−Ｂメッキを施した（請求
項１）のメッキ皮膜。 - 【請求項３】 金型表面粗度を ３０〜４００μｍの範
囲で粗くした表面に形成（請求項１）のメッキ皮膜。 - 【請求項４】 （請求項１）の皮膜中に有機樹脂の粒子
及び繊維を共析分散させ、加熱して有機物を溶出させた
保温メッキ皮膜。 - 【請求項５】 （請求項１）の皮膜中にセラミックの粒
子及び繊維を、共析分散させた耐熱メッキ皮膜。 - 【請求項６】 （請求項１）の皮膜中に Ｗ・Ｍｏ・Ｓ
ｒＯ・ＢａＯ・Ｂｅ等を共析分散させた局所高熱伝導性
メッキ皮膜。 - 【請求項７】 （請求項１）の皮膜の上に ３〜１００
μｍの範囲で、塗型剤・ケー酸ソーダ・リン酸アルミ・
コロイダルのシリカ・アルミナ・チタン・ガリウム・テ
フロン等の皮膜を形成した２層の皮膜。 - 【請求項８】（請求項２〜７）を組合せて用い、鋳造上
に必要な各種の機能を充足させることを特徴メッキ皮
膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8375193A JPH071077A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 長寿命化保温膜処理の金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8375193A JPH071077A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 長寿命化保温膜処理の金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH071077A true JPH071077A (ja) | 1995-01-06 |
Family
ID=13811243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8375193A Pending JPH071077A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 長寿命化保温膜処理の金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071077A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001240956A (ja) * | 2000-03-01 | 2001-09-04 | Ion Engineering Research Institute Corp | 金属材料の表面処理方法及びフッ化処理金型 |
| US7829138B2 (en) | 2004-03-22 | 2010-11-09 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Metal material for parts of casting machine, molten aluminum alloy-contact member and method for producing them |
| US8333920B2 (en) | 2005-12-02 | 2012-12-18 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Melt supply pipe for aluminum die casting |
| US8580187B2 (en) | 2006-03-24 | 2013-11-12 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Melt supply pipe for aluminum die casting |
| US10161413B2 (en) | 2012-04-12 | 2018-12-25 | Nuovo Pignone Srl | Method for preventing corrosion and component obtained by means of such |
-
1993
- 1993-03-04 JP JP8375193A patent/JPH071077A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001240956A (ja) * | 2000-03-01 | 2001-09-04 | Ion Engineering Research Institute Corp | 金属材料の表面処理方法及びフッ化処理金型 |
| US7829138B2 (en) | 2004-03-22 | 2010-11-09 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Metal material for parts of casting machine, molten aluminum alloy-contact member and method for producing them |
| US8349468B2 (en) | 2004-03-22 | 2013-01-08 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Metal material for parts of casting machine, molten aluminum alloy-contact member |
| US8333920B2 (en) | 2005-12-02 | 2012-12-18 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Melt supply pipe for aluminum die casting |
| US8771789B2 (en) | 2005-12-02 | 2014-07-08 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Method for producing melt supply pipe for aluminum die casting |
| US8580187B2 (en) | 2006-03-24 | 2013-11-12 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Melt supply pipe for aluminum die casting |
| US10161413B2 (en) | 2012-04-12 | 2018-12-25 | Nuovo Pignone Srl | Method for preventing corrosion and component obtained by means of such |
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