JP2019093441A - Die casting sleeve and method for treating die casting sleeve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダイカストスリーブおよびダイカストスリーブの処理方法に関し、特に、アルミダイカストにおいてダイカストスリーブ内における凝固層の発生を防止または低減し、それによりダイカスト製品内に巻き込まれる凝固層（破断チル層）を低減しダイカスト製品の品質向上を図るためのダイカストスリーブおよびダイカストスリーブの処理方法に関する。 The present invention relates to a die-casting sleeve and a method for processing a die-casting sleeve, and in particular, in aluminum die-casting, prevents or reduces the occurrence of a solidified layer in the die-casting sleeve, thereby reducing the solidified layer (broken chill layer) which is caught in the die-cast product. The present invention relates to a die-casting sleeve for improving the quality of die-casting products and a processing method of the die-casting sleeve.
ダイカストは生産性に優れ、高品質の鋳物を提供できることから、現在、アルミ鋳物の大部分はダイカスト製品である。一方、その製法の特質から多くの製品内部欠陥が生じているため、現在に至るまで改善が進められている。代表的な内部欠陥としては、ガス欠陥、引け、湯境、などがあり、特に製品の強度上の問題となっている欠陥の１つに「破断チル層」がある（非特許文献１、非特許文献２）。 At present, most of aluminum castings are die cast products because die castings are excellent in productivity and can provide high quality castings. On the other hand, because of the nature of the production process, many defects in the product have occurred, and improvements have been made to date. Typical internal defects include gas defects, shrinkage, and hot water, etc. In particular, one of the defects causing problems in product strength is the "broken chill layer" (Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 1) Patent Document 2).
かかる「破断チル層」は、湯口切断部以外の外観からその内在を推測することは難しく、Ｘ線検査などでも検出は困難である。また、「破断チル層」とアルミ素材との界面は結合力が低いため、応力が加わるとその界面から亀裂を生じ、通常の強度よりはるかに低い負荷で製品が破壊に至る場合がある。そのため、従来から「破断チル層」の原因究明と対策について様々な研究がなされていた（非特許文献３、非特許文献４）。 It is difficult to infer the presence of such a "broken chill layer" from the appearance other than the sprue cut portion, and detection is difficult even by X-ray inspection or the like. In addition, since the interface between the “broken chill layer” and the aluminum material has a low bonding force, a crack may be generated from the interface when stress is applied, and the product may be broken at a load much lower than the normal strength. Therefore, various studies have conventionally been made on the cause investigation and measures of the "broken chill layer" (Non-Patent Document 3, Non-Patent Document 4).
また、「破断チル層」の発生については、非特許文献３などで明らかになっているように、ダイカストの射出スリーブ内においてスリーブ表面に凝固層が生成されるため、射出プランジャーによってスリーブ内の溶湯が金型内に射出される際に、プランジャー先端のチップにより凝固層がはぎとられ、溶湯と共に金型内に射出され、製品に内蔵されることにより生じている。 Further, as disclosed in Non-Patent Document 3 and the like, the occurrence of the “broken chill layer” is a solidified layer formed on the surface of the sleeve in the die-cast injection sleeve, so that the injection plunger When the molten metal is injected into the mold, the solidified layer is peeled off by the tip of the plunger tip, injected into the mold together with the molten metal, and generated by being incorporated into a product.
そのような中、「破断チル層」の対策については、これまで多くの方法が提言されている。鋳造条件としては、溶湯温度を高くする、給湯から射出までの時間を短縮する、スリーブ充填率を高くする、などである。また、特許文献１のように、湯道に「破断チル層」をトラップする堰を設置することも有効と言われている。 Under such circumstances, many measures have been proposed for the measures against the “broken chill layer”. The casting conditions include raising the temperature of the molten metal, shortening the time from hot water supply to injection, increasing the sleeve filling rate, and the like. Moreover, it is said that it is effective to install the weir which traps a "broken chill layer" in a runner like patent document 1.
また、スリーブの改良も提案されており、スリーブの保温やスリーブ表面に断熱材を用いる、あるいは断熱効果のある表面処理を施し「破断チル層」の発生を抑制しようとするものがある。さらに、非特許文献５で言及されているように、スリーブそのものの材質をセラミックに変更することも効果があると言われている。 Further, improvement of the sleeve has also been proposed, and some attempts have been made to use a heat insulating material on the heat retention or sleeve surface of the sleeve, or to apply a surface treatment having a heat insulation effect to suppress the generation of "broken chill layer". Furthermore, as mentioned in Non-Patent Document 5, changing the material of the sleeve itself to ceramic is said to be effective.
また、特許文献２には、スリーブ底面の加熱による変形を緩和するための緩衝部を設けこれによりスリーブ変形を防止し、このためスリーブ冷却を必要とせず、従って破断チル層の発生を防止できる技術が、開示されている。さらに、特許文献３には、スリーブを２重構造とし、この空間に熱媒体を循環させることによりスリーブを高温に保持し溶湯の凝固を防止する技術が開示され、特許文献４には、スリーブを２重構造とし、空間に熱反射性膜層を形成し温度を保持し溶湯の温度低下を防ぎ、破断チル層の発生を防止する技術が開示され、特許文献５には、金型に半球形のディンプルをつけ、溶湯の湯流れを改善するものが、開示されている。 Further, Patent Document 2 provides a buffer portion for relieving deformation due to heating of the bottom surface of the sleeve, thereby preventing sleeve deformation, thereby eliminating the need for sleeve cooling and thus preventing generation of a broken chill layer. Is disclosed. Further, Patent Document 3 discloses a technology in which the sleeve is formed into a double structure and the heat medium is circulated in this space to keep the sleeve at a high temperature to prevent solidification of the molten metal, and Patent Document 4 discloses the sleeve. A technology is disclosed which has a double structure, forms a heat reflective film layer in the space, holds the temperature, prevents the temperature drop of the molten metal, and prevents the generation of the broken chill layer, and Patent Document 5 discloses a hemispherical mold. It is disclosed that the dimples of the present invention improve the flow of molten metal.
また、特許文献６には、スリーブの内周面とプランジャーチップの溶融金属に面する先端面に、Ｒａ０．２［μｍ］を超える大きさの表面粗さを有する凹凸形状が形成され、さらに、炭素結合された炭素系被膜が被覆されたプランジャー装置が、開示されている。 Further, according to Patent Document 6, a concavo-convex shape having a surface roughness larger than Ra 0.2 [μm] is formed on the inner peripheral surface of the sleeve and the tip surface facing the molten metal of the plunger tip. A plunger device coated with a carbon-bonded carbon-based coating is disclosed.
しかしながら、上記特許文献１〜４および非特許文献５記載の技術は、いずれもその耐久性や材料の取り扱いの難しい問題点、あるいは、材質が高価のものであるという問題点、設備設置等の費用がかかるという問題点があり、かかるスリーブの改善については一般には普及していないものである。また、特に、上記特許文献１〜２記載の技術は、「破断チル層」の防止を十分にできるものでなく、その改善が望まれていた。 However, the techniques described in Patent Documents 1 to 4 and Non-patent Document 5 all have problems such as durability and difficulty in handling the material, or the problem that the material is expensive, cost of installation, etc. The improvement of such sleeves has not been common in general. Moreover, especially the technique of the said patent documents 1-2 can not fully prevent prevention of a "broken chill layer", The improvement was desired.
また、上記特許文献５記載の技術は、金型に半球形のディンプルをつけ、溶湯の湯流れを改善するものであるが、スリーブにディンプルをつけることは全く考慮されていないものであり、「破断チル層」の防止を十分にできるものでなかった。このように、金型にディンプル処理を施し湯流れを改善する技術は公表されているが、スリーブに施し「破断チル層」との関係に着目した技術はないものであった。 Further, although the technology described in Patent Document 5 is to add a hemispherical dimple to the mold to improve the melt flow, it is not considered at all to dimple the sleeve. It was not possible to sufficiently prevent the "broken chill layer". As described above, a technique for improving the flow of the molten metal by performing a dimple process on the mold has been disclosed, but there has been no technology for focusing on the relationship between the sleeve and the "broken chill layer".
さらに、上記特許文献６記載の技術は、スリーブの内周面とプランジャーチップを炭素系被膜で被覆しているが、「破断チル層」の防止に関してはまだまだ改善できるものであり、また、スリーブの内周面だけでなくプランジャーチップも処理する必要があるため処理が煩雑で費用もかかるという問題点があり、より一層の改善が望まれていた。 Furthermore, although the technology described in Patent Document 6 covers the inner peripheral surface of the sleeve and the plunger tip with a carbon-based coating, it can still improve the prevention of the "broken chill layer", and the sleeve As it is necessary to treat not only the inner peripheral surface of the plunger but also the plunger tip, there is a problem that the treatment is complicated and expensive, and further improvement has been desired.
そこで、本発明の目的は、前記の従来技術の問題点を解決し、アルミダイカストにおいてダイカストスリーブ内における凝固層の発生を防止または低減し、それによりダイカスト製品内に巻き込まれる凝固層（破断チル層）を低減しダイカスト製品の品質向上を図るためのダイカストスリーブおよびダイカストスリーブの処理方法を提供することである。 Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, prevent or reduce the occurrence of solidified layer in the die-casting sleeve in aluminum die casting, thereby solidifying layer (broken chill layer) It is an object of the present invention to provide a die-casting sleeve and a method of processing the die-casting sleeve to reduce the quality of the die-cast product by
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、ダイカストスリーブの内面を処理して、ダイカストスリーブと溶湯との接触面積を減らすことによって、前記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 MEANS TO SOLVE THE PROBLEM As a result of earnestly examining that the present inventors should solve the said subject, it finds out that the said objective can be achieved by processing the inner surface of a die-cast sleeve and reducing the contact area of a die-cast sleeve and a molten metal. The present invention has been completed.
即ち、本発明のダイカストスリーブは、キャビティに溶融金属を圧入してダイカスト製品を鋳造する射出スリーブであって、
前記射出スリーブ内面にピットを形成し、
該ピット形成により、前記射出スリーブ内面のピット形成領域の表面粗さＲｚが、２０μｍ以上かつ２００μｍ以下であり、
前記ピットの開口部の面積が、前記ピットが形成されていない状態での前記スリーブと前記溶融金属との接触領域に対して、６０％以上であることを特徴とするものである。
That is, the die casting sleeve of the present invention is an injection sleeve for pressing a molten metal into a cavity to cast a die casting product,
Forming a pit on the inner surface of the injection sleeve;
Due to the formation of the pits, the surface roughness Rz of the pit formation area on the inner surface of the injection sleeve is 20 μm or more and 200 μm or less,
The area of the opening of the pit is 60% or more with respect to the contact area between the sleeve and the molten metal in a state in which the pit is not formed.
また、本発明のダイカストスリーブは、前記ピット形成後、前記射出スリーブ内面が窒化処理されたものであることが好ましく、前記窒化処理後、前記射出スリーブ内面が酸化処理されたものであることが好ましい。 In the die-casting sleeve of the present invention, preferably, the inner surface of the injection sleeve is nitrided after forming the pits, and it is preferable that the inner surface of the injection sleeve is oxidized after the nitriding. .
本発明のダイカストスリーブの処理方法は、キャビティに溶融金属を圧入してダイカスト製品を鋳造する射出スリーブの処理方法であって、
前記射出スリーブ内面にピットを形成し、
該ピット形成により、前記射出スリーブ内面のピット形成領域の表面粗さＲｚが、２０μｍ以上かつ２００μｍ以下であり、
前記ピットの開口部の面積が、前記ピットが形成されていない状態での前記スリーブと前記溶融金属との接触領域に対して、６０％以上であることを特徴とするものである。
A method of processing a die casting sleeve according to the present invention is a method of processing an injection sleeve in which a die casting product is cast by pressing a molten metal into a cavity.
Forming a pit on the inner surface of the injection sleeve;
Due to the formation of the pits, the surface roughness Rz of the pit formation area on the inner surface of the injection sleeve is 20 μm or more and 200 μm or less,
The area of the opening of the pit is 60% or more with respect to the contact area between the sleeve and the molten metal in a state in which the pit is not formed.
また、本発明のダイカストスリーブの処理方法は、前記ピット形成後、前記射出スリーブ内面を窒化処理することが好ましく、前記窒化処理後、前記射出スリーブ内面を酸化処理することが好ましい。 Further, in the method of processing a die casting sleeve according to the present invention, it is preferable that the inner surface of the injection sleeve be nitrided after forming the pits, and it is preferable that the inner surface of the injection sleeve be oxidized after the nitriding treatment.
また、本発明において、前記ピットのアスペクト比が、０．２〜１．０であることが好ましく、前記ピットの形成領域が、少なくともスリーブ内面の下側半分であることが好ましい。 In the present invention, the aspect ratio of the pits is preferably 0.2 to 1.0, and the formation area of the pits is preferably at least the lower half of the inner surface of the sleeve.
本発明によると、アルミダイカストにおいてダイカストスリーブ内における凝固層の発生を防止または低減し、それによりダイカスト製品内に巻き込まれる凝固層（破断チル層）を低減しダイカスト製品の品質向上を図るためのダイカストスリーブおよびダイカストスリーブの処理方法を提供することができる。 According to the present invention, in the aluminum die casting, the die casting for preventing or reducing the generation of the solidified layer in the die casting sleeve, thereby reducing the solidified layer (broken chill layer) which is caught in the die casting product and improving the quality of the die casting product. A method of processing sleeves and die cast sleeves can be provided.
以下、本発明のダイカストスリーブおよびダイカストスリーブの処理方法ついて具体的に説明する。
本発明のダイカストスリーブ２は、キャビティ７に溶融金属（溶湯）９を圧入してダイカスト製品を鋳造する射出スリーブ２であって、射出スリーブ２内面にピット（凹部）２１を形成し、該ピット２１形成により、射出スリーブ２内面のピット形成領域２２の表面粗さＲｚが、２０μｍ以上かつ２００μｍ以下であり、ピット２１の開口部の面積が、ピット２１が形成されていない状態でのスリーブ２と溶融金属９との接触領域２４（以下、「接触領域２４」とも称す）に対して、６０％以上であることを特徴とするものである。また、本発明のダイカストスリーブ２の処理方法は、キャビティ７に溶融金属９を圧入してダイカスト製品を鋳造する射出スリーブ２の処理方法であって、射出スリーブ２内面にピット２１を形成し、該ピット２１形成により、射出スリーブ２内面のピット形成領域２２の表面粗さＲｚが、２０μｍ以上かつ２００μｍ以下であり、ピット２１の開口部の面積が、ピット２１が形成されていない状態でのスリーブ２と溶融金属９との接触領域２４に対して、６０％以上であることを特徴とするものである。ダイカストスリーブ２の内面に微細なピット（凹部）２１処理を施すことにより、ダイカストスリーブ２内に溶湯が供給された際、溶湯９とダイカストスリーブ２の接触面積を減らし、溶湯９の温度低下を少なくすることにより「破断チル層」の原因となる凝固層の生成を防止することができる。また、ダイカストスリーブ２において、ダイカストスリーブ２の内面に微細なピット２１を付与し、さらに窒化処理、酸化処理を施すことにより、ダイカストスリーブ２に給湯された溶湯９の温度低下を小さくし、これにより、ダイカストスリーブ２内での溶湯９の温度低下に伴う凝固層の生成を抑制し、鋳造時に製品内に巻き込まれる凝固層（破断チル層）による製品の強度低下、製品の欠け込みなどの鋳造不良を減少させることができる。さらに、「破断チル層」を防止するためには、上記のようにいくつかの手法が用いられているが、本発明は、複雑なスリーブ構造を用いることなく、また、高価な断熱性材料を用いることなく比較的安価で耐久性があり、取り扱いに特別な配慮を必要としないで、「破断チル層」を防止するダイカストスリーブ２を提供することができる。
Hereinafter, the method for processing the die casting sleeve and the die casting sleeve according to the present invention will be specifically described.
The die cast sleeve 2 of the present invention is an injection sleeve 2 for pressing a molten metal (molten metal) 9 into the cavity 7 to cast a die cast product, and a pit (recess) 21 is formed on the inner surface of the injection sleeve 2. By the formation, the surface roughness Rz of the pit formation area 22 of the inner surface of the injection sleeve 2 is 20 μm or more and 200 μm or less, and the area of the opening of the pit 21 melts with the sleeve 2 in the state where the pit 21 is not formed. 60% or more of the contact area 24 with the metal 9 (hereinafter also referred to as “contact area 24”). Further, the method of treating the die casting sleeve 2 of the present invention is a method of treating the injection sleeve 2 in which the molten metal 9 is pressed into the cavity 7 to cast the die cast product, and pits 21 are formed on the inner surface of the injection sleeve 2 The surface roughness Rz of the pit formation area 22 of the inner surface of the injection sleeve 2 is 20 μm or more and 200 μm or less by the formation of the pits 21, and the area of the opening of the pit 21 is the sleeve 2 in the state where the pits 21 are not formed. 60% or more of the contact area 24 with the molten metal 9. When the molten metal is supplied to the inside of the die casting sleeve 2 by subjecting the inner surface of the die casting sleeve 2 to a fine pit (recess) 21 process, the contact area between the molten metal 9 and the die casting sleeve 2 is reduced and the temperature drop of the molten metal 9 is small. By doing this, it is possible to prevent the formation of a solidified layer which causes the "broken chill layer". Further, in the die casting sleeve 2, minute pits 21 are provided on the inner surface of the die casting sleeve 2 and further nitriding treatment and oxidation treatment are performed to reduce the temperature drop of the molten metal 9 supplied to the die casting sleeve 2 , Suppress the formation of a solidified layer due to the temperature decrease of the molten metal 9 in the die casting sleeve 2 and reduce the strength of the product due to the solidified layer (broken chill layer) involved in the product during casting, casting defects such as chipping of the product Can be reduced. Furthermore, although several approaches have been used to prevent a "broken chill layer" as described above, the present invention does not use complex sleeve structures and also uses expensive heat insulating materials. It is possible to provide a die-cast sleeve 2 that is relatively inexpensive and durable without being used, and does not require special care in handling, thereby preventing a "broken chill layer".
図１は、ダイカストマシンの概略図である。金型１は、可動型５と固定型６を有している。溶湯９は給湯口８から、矢印ａに示すように投入され、射出プランジャー４を金型１に向かって前進させることで、チップ３により、射出スリーブ２を通して順次矢印に沿って移動し、キャビティ７に押し込まれ、凝固、成形される。「破断チル層」の原因となる凝固層は、溶湯９が給湯口８からダイカストスリーブ内に給湯され、射出プランジャー４でキャビディ７に注入されるまでの間に生成される。この間の時間は通常数秒である。従って、この間に凝固層の生成を抑制してやれば「破断チル層」の発生を防止あるいは軽減することができる。 FIG. 1 is a schematic view of a die casting machine. The mold 1 has a movable mold 5 and a fixed mold 6. The molten metal 9 is supplied from the hot water supply port 8 as shown by arrow a, and by advancing the injection plunger 4 toward the mold 1, the tip 3 sequentially moves along the arrow through the injection sleeve 2, It is pressed into 7 and solidified and molded. The solidified layer causing the “broken chill layer” is generated until the molten metal 9 is supplied with hot water from the hot water supply port 8 into the die casting sleeve and injected into the cavity 7 by the injection plunger 4. The time in between is usually a few seconds. Therefore, if the formation of the solidified layer is suppressed during this period, the generation of the "broken chill layer" can be prevented or reduced.
この凝固層の生成を防止あるいは遅らせるためには、溶湯９の温度低下を防ぐことが必要であり、その手段としては、上記のように、スリーブ構造を改善しスリーブ温度を保持する方法や断熱材を用いる方法などがあるが、上記のような問題点がある。そこで、本発明では、溶湯の温度低下を少なくする方法として、溶湯９とダイカストスリーブ２の接触面積を小さくして溶湯９からダイカストスリーブ２に伝達する熱量を少なくさせることを用いている。 In order to prevent or delay the formation of the solidified layer, it is necessary to prevent the temperature drop of the molten metal 9, and as a means therefor, the method of improving the sleeve structure and maintaining the sleeve temperature as described above However, there are problems as described above. Therefore, in the present invention, as a method for reducing the temperature decrease of the molten metal, the contact area of the molten metal 9 and the die casting sleeve 2 is reduced to reduce the heat amount transmitted from the molten metal 9 to the die casting sleeve 2.
溶湯９の熱はダイカストスリーブ２の表面を通じてダイカストスリーブ２に伝達され、溶湯９の温度が低下する。この際にダイカストスリーブ２の表面からダイカストスリーブ２に伝達される熱は、熱伝達の原理により溶湯９と接するダイカストスリーブ２の表面積に比例する。図２は、（ａ）が本発明のダイカストスリーブの断面図であり、（ｂ）が従来のダイカストスリーブの断面図である。ｃの矢印は、ダイカストスリーブのピットからの熱の移動を示す矢印である。ｄの矢印は、従来のダイカストスリーブからの熱の移動を示す矢印である。また、図２（ａ）中のピット２１が形成されている部分がピット形成領域２２であり、図２（ｂ）中の溶湯９とダイカストスリーブ２の接触部分が、ピット２１が形成されていない状態でのスリーブ２と溶融金属９との接触領域２４である。図２（ａ）に示すように、ダイカストスリーブ２の内面に微細なピット（凹部）２１があると、溶湯９がその表面を流れる際には凸部の頂点に接触する。従って、溶湯９からダイカストスリーブ２に伝達される熱量は少なくなり、その結果、ダイカストスリーブ２内の溶湯９の凝固は遅くなり、凝固層の生成は抑制される。一方、図２（ｂ）に示すように、従来のダイカストスリーブは、ダイカストスリーブの内面全体と溶湯９が接触するため、伝達される熱量が多く、その結果、ダイカストスリーブ内の溶湯９の凝固が早く、凝固層が生成されることになる。 The heat of the molten metal 9 is transmitted to the die casting sleeve 2 through the surface of the die casting sleeve 2 and the temperature of the molten metal 9 is lowered. At this time, the heat transferred from the surface of the die casting sleeve 2 to the die casting sleeve 2 is proportional to the surface area of the die casting sleeve 2 in contact with the molten metal 9 by the principle of heat transfer. FIG. 2A is a cross-sectional view of the die-casting sleeve of the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view of a conventional die-casting sleeve. The arrow of c is an arrow showing the movement of heat from the pit of the die casting sleeve. The arrow d is an arrow that indicates the transfer of heat from the conventional die cast sleeve. Further, the portion where the pit 21 in FIG. 2 (a) is formed is the pit formation region 22 and the pit 21 is not formed in the contact portion of the molten metal 9 and the die casting sleeve 2 in FIG. 2 (b). It is a contact area 24 of the sleeve 2 and the molten metal 9 in the state. As shown in FIG. 2 (a), when fine pits (concave portions) 21 are present on the inner surface of the die-cast sleeve 2, the molten metal 9 contacts the apexes of the convex portions when flowing on the surface. Therefore, the amount of heat transferred from the molten metal 9 to the die casting sleeve 2 is reduced, and as a result, the solidification of the molten metal 9 in the die casting sleeve 2 is delayed, and the formation of a solidified layer is suppressed. On the other hand, as shown in FIG. 2B, in the conventional die casting sleeve, the molten metal 9 is in contact with the entire inner surface of the die casting sleeve, so the amount of heat transferred is large. As a result, solidification of the molten metal 9 in the die casting sleeve The clotting layer will be generated quickly.
また、凝固層の生成を抑制するためには、ダイカストスリーブ２の内面に占めるピット２１の開口部の面積の割合が重要になる。本発明においては、ピット２１が形成されていない状態でのスリーブ２と溶融金属９との接触領域２４の面積に占めるピット２１の開口部の面積が６０％以上である。これにより、凝固層の生成をより抑制することができる。さらに、ピット２１が形成されていない状態でのスリーブ２と溶融金属９との接触領域２４の面積に占めるピット２１の開口部の面積が７０％以上であることが好ましく、ピット２１が形成されていない状態でのスリーブ２と溶融金属９との接触領域２４の面積に占めるピット２１の開口部の面積が８０％以上であることがより好ましい。これにより、より凝固層の生成をより抑制することができる。また、上限は特にないが、ピット２１が形成されていない状態でのスリーブ２と溶融金属９との接触領域２４の面積に占めるピット２１の開口部の面積が９９％以下であることが好ましく、ピット２１が形成されていない状態でのスリーブ２と溶融金属９との接触領域２４の面積に占めるピット２１の開口部の面積が９５％以下であることがより好ましく、ピット２１が形成されていない状態でのスリーブ２と溶融金属９との接触領域２４の面積に占めるピット２１の開口部の面積が９０％以下であることが特により好ましい。ここで、図３は、本発明におけるピットが形成されていない状態でのスリーブと溶融金属との接触領域と、ピットとの関係を示す説明図である。ピット２１が形成されていない状態でのスリーブ２と溶融金属９との接触領域２４の面積とは、図３（ａ）に示すようにピット２１がない状態でのスリーブ２の面積全体であり、図３（ａ）では四角形の面積で示している。また、形成されたピット２１の開口部の面積とは、図３（ｂ）に示すように、ピット２１の開口部の面積の合計であり、例えば、図３（ｂ）では、上部から見たピット２１の面積の合計である。ピット２１が円の場合は、円の面積での合計であり、正方形の場合は、１つの辺の長さの２乗の合計である。 Moreover, in order to suppress the formation of a solidified layer, the ratio of the area of the opening of the pit 21 occupied on the inner surface of the die casting sleeve 2 becomes important. In the present invention, the area of the opening of the pit 21 in the area of the contact area 24 between the sleeve 2 and the molten metal 9 in the state where the pit 21 is not formed is 60% or more. Thereby, the generation of the solidified layer can be further suppressed. Furthermore, the area of the opening of the pit 21 in the area of the contact area 24 between the sleeve 2 and the molten metal 9 in the state where the pit 21 is not formed is preferably 70% or more, and the pit 21 is formed More preferably, the area of the opening of the pit 21 in the area of the contact area 24 between the sleeve 2 and the molten metal 9 in the absence state is 80% or more. Thereby, the generation of the solidified layer can be further suppressed. The upper limit is not particularly limited, but the area of the opening of the pit 21 in the area of the contact area 24 between the sleeve 2 and the molten metal 9 in the state where the pit 21 is not formed is preferably 99% or less The area of the opening of the pit 21 occupying in the area of the contact area 24 between the sleeve 2 and the molten metal 9 in the state where the pit 21 is not formed is more preferably 95% or less, and the pit 21 is not formed It is particularly preferable that the area of the opening of the pit 21 in the area of the contact area 24 between the sleeve 2 and the molten metal 9 in the state be 90% or less. Here, FIG. 3 is an explanatory view showing the relationship between the contact area between the sleeve and the molten metal and the pit in the state where the pit is not formed in the present invention. The area of the contact area 24 between the sleeve 2 and the molten metal 9 in the state in which the pits 21 are not formed is the entire area of the sleeve 2 in the state without the pits 21 as shown in FIG. In FIG. 3 (a), it has shown by the area of the square. Further, the area of the opening of the formed pit 21 is the total of the area of the opening of the pit 21 as shown in FIG. 3B, for example, viewed from the top in FIG. 3B. It is the sum of the areas of the pits 21. If the pit 21 is a circle, it is the sum of the area of the circle, and if it is square, it is the sum of the squares of the lengths of one side.
本発明において、ピット２１の形成方法としては、化学的な腐食（エッチングシボ）、ショットブラスト、ショットピーニング、あるいは、放電加工、レーザー加工、機械的な打痕などがあるが、本発明ではいずれかのピット形成方法に限定するものではない。従って、ピット２１の形状についても、球形、円錐形、四角錐など、特定の形状に限定するものではない。 In the present invention, the method of forming the pits 21 includes chemical corrosion (etching embossing), shot blasting, shot peening, or electrical discharge machining, laser processing, mechanical nicking, etc. In the present invention, any of them is used. It is not limited to the pit formation method of Therefore, the shape of the pits 21 is not limited to a specific shape such as a sphere, a cone, or a quadrangular pyramid.
図４は、本発明におけるピットとピット形成領域の一例を示す上面図である。ダイカストスリーブ２のピット形成領域２２とは、図４に示すように最も外側に位置するピット２１を結んでできる領域（図４中、曲線で囲まれた２２の領域）である。本発明において、ピット２１による射出スリーブ２内面のピット形成領域２２の表面粗さＲｚは２０μｍ以上である。ピット２１による射出スリーブ２内面のピット形成領域２２の表面粗さＲｚが２０μｍ未満である（浅すぎる）と、溶湯がピット２１面に接触して熱伝達面積が大きくなり、凝固層の生成を抑制する効果が十分に得られない。また、ピット２１による射出スリーブ２内面のピット形成領域２２の表面粗さは２００μｍ以下である。ピット２１による射出スリーブ２内面のピット形成領域２２の表面粗さＲｚが２００μｍより大きい（深すぎる）と、チップ３が溶湯９を押しながら前進する際に溶湯９の一部がピット２１の底に残る、あるいはダイカストスリーブとチップ３の間に挟まり、ダイカストスリーブとチップ３にかじりを生じさせる。ここで、表面粗さＲｚとは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に規定される方法で測定したものであり、具体的には、この規格に準拠した小形表面粗さ測定機、例えば、株式会社ミツトヨ製のサーフテスト ＳＪ−４００等を用いて測定を行った。 FIG. 4 is a top view showing an example of a pit and a pit formation area in the present invention. The pit formation area 22 of the die casting sleeve 2 is an area (the area 22 enclosed by a curve in FIG. 4) formed by connecting the pits 21 located at the outermost side as shown in FIG. In the present invention, the surface roughness Rz of the pit formation region 22 of the inner surface of the injection sleeve 2 due to the pits 21 is 20 μm or more. If the surface roughness Rz of the pit formation area 22 on the inner surface of the injection sleeve 2 due to the pits 21 is less than 20 μm (too shallow), the molten metal contacts the pit 21 surface and the heat transfer area becomes large, suppressing the formation of a solidified layer Effect can not be obtained enough. Moreover, the surface roughness of the pit formation area 22 of the injection sleeve 2 inner surface by the pit 21 is 200 micrometers or less. When the surface roughness Rz of the pit formation area 22 of the inner surface of the injection sleeve 2 due to the pits 21 is larger than 200 μm (too deep), a part of the molten metal 9 is on the bottom of the pit 21 when the chip 3 advances while pushing the molten metal 9 It remains or is pinched between the die casting sleeve and the tip 3 to cause galling in the die casting sleeve and the tip 3. Here, the surface roughness Rz is measured by the method defined in JIS B 0601: 2001. Specifically, a small surface roughness measuring device conforming to this standard, for example, manufactured by Mitutoyo Co., Ltd. The surf test SJ-400 was used for measurement.
さらに、本発明において、ピット２１の形状としては、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）が０．２以上であることが好ましい。ここで、ピット２１の開口部の長さＤは、円形の場合は直径、正方形の場合は一辺の長さであり、ピット２１の最短の部分の長さであり、ピット２１の深さＬは、ピット２１の最長の長さ（深さ）である。開口部に比べ深さが浅く、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）が０．２未満（アスペクト比が小さい）であると、溶湯９がピット２１面に接触し、凝固層の生成を抑制する効果が十分に得られないおそれがある。また、ピット２１の形状としては、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）が１．０以下であることが好ましい。アスペクト比（Ｌ／Ｄ）が１．０より大きいと、射出時に溶湯９がピット２１に残りダイカストスリーブあるいはチップ３にかじりを生じるおそれが大きくなる。従って、ピット２１形状としては、深さが２０〜２００μｍ、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）が０．２〜１．０であることが好ましい。 Furthermore, in the present invention, the shape of the pits 21 preferably has an aspect ratio (L / D) of 0.2 or more. Here, the length D of the opening of the pit 21 is the diameter in the case of a circle, the length of one side in the case of a square, and the length of the shortest part of the pit 21, and the depth L of the pit 21 is , The longest length (depth) of the pit 21. When the depth is shallower than the opening and the aspect ratio (L / D) is less than 0.2 (small aspect ratio), the molten metal 9 contacts the pit 21 surface, and the formation of the solidified layer is suppressed. It may not be obtained enough. The shape of the pits 21 preferably has an aspect ratio (L / D) of 1.0 or less. When the aspect ratio (L / D) is larger than 1.0, the molten metal 9 remains in the pits 21 at the time of injection, and the possibility of causing galling on the die casting sleeve or the tip 3 increases. Therefore, as the shape of the pits 21, it is preferable that the depth is 20 to 200 μm and the aspect ratio (L / D) is 0.2 to 1.0.
図５は、本発明におけるピット（円形状）２１の一例を示す断面図である。例えば、図５のように深さが半径の１／２の球状のピット２１の場合、アスペクト比は０．２９であり、球の半径を５０μｍとすると深さ（図５中の矢印ｅ）は２５μｍであり、ピット（円形状）２１の開口部の長さ（（図５中の矢印ｆ））は、８７μｍである。内面に図５に示すピット（円形状）２１を形成する場合には、接触領域２４の面積の６０％以上のピット２１の開口部の面積を得るために、約１０１００個／ｃｍ２のピット２１を形成する必要がある。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the pit (circular shape) 21 in the present invention. For example, in the case of a spherical pit 21 whose depth is 1/2 of the radius as shown in FIG. 5, the aspect ratio is 0.29, and the depth of the sphere is 50 μm (arrow e in FIG. 5) It is 25 micrometers, and the length ((arrow f in FIG. 5)) of the opening part of pit (circular shape) 21 is 87 micrometers. When pits (circular shapes) 21 shown in FIG. 5 are formed on the inner surface, approximately 10 100 pits / cm 2 of pits 21 are obtained in order to obtain the area of the openings of the pits of 60% or more of the area of the contact area 24. Need to form.
図６は、（ａ）は、本発明におけるピット（四角錐）２１の他の一例を示す上面図であり、（ｂ）は本発明におけるピット（四角錐）２１の他の一例を示す断面図である。図６のように、四角錐のピット２１の場合には、アスペクト比は０．８７であり、開口部の一辺の長さ（（図６（ａ）および（ｂ）中の矢印ｇ）が１００μｍの場合には深さ（（図６（ｂ）中の矢印ｈ）は８７μｍである。図６のピット（四角錐）２１の場合には、接触領域２４に６０００個／ｃｍ２以上のピット形成が必要である。 FIG. 6 is a top view showing another example of the pit (square pyramid) 21 in the present invention, and FIG. 6B is a cross sectional view showing another example of the pit (square pyramid) 21 in the present invention It is. As shown in FIG. 6, in the case of the pit 21 having a quadrangular pyramid, the aspect ratio is 0.87, and the length of one side of the opening ((arrow g in FIGS. 6 (a) and (b)) is 100 μm. If the depth of ((arrow h in FIG. 6 (b)) is 87 .mu.m. in the case of the pit (quadrangular pyramid) 21 in FIG. 6, 6000 / cm 2 or more pits formed in the contact region 24 is necessary.
なお、図５および図６に模式的な図を示したが、プログラミングされたレーザー加工のような場合を除いて決まった形状で、規則的にピット２１を形成することは困難である。放電加工や機械的な打痕でピット２１を形成した場合は、通常ピット２１が重なり合い単純な形状ではなくなる。ピット２１の個数は複数個が重なっている場合には、それぞれを１個とし、それぞれ単独のピット２１を用いて上記の計算をすれば適切なピット２１の形成が可能である。なお、特に、代表的な単独のピット２１を用いて上記の計算をすればより適切なピット２１の形成が可能である。 Although schematic views are shown in FIG. 5 and FIG. 6, it is difficult to form the pits 21 regularly with a fixed shape except in the case of programmed laser processing. When the pits 21 are formed by electrical discharge machining or mechanical indentation, the pits 21 usually overlap and the shape is not simple. When a plurality of pits 21 overlap, it is possible to form appropriate pits 21 by setting the number of pits 21 to one and performing the above calculation using each single pit 21. In particular, if the above calculation is performed using representative single pits 21, more appropriate pits 21 can be formed.
また、本発明において、ダイカストスリーブ２内面へのピット２１の形成に際しては、ダイカストスリーブ２とチップ３のクリアランス、潤滑剤の種類・塗布状態、プランジャー速度等、その作動条件に応じて、ピット２１の大きさ、アスペクト比、を決めることが好ましい。 Further, in the present invention, when forming the pits 21 on the inner surface of the die casting sleeve 2, the pits 21 may be formed according to the working conditions such as the clearance between the die casting sleeve 2 and the tip 3, the type and application of lubricant, and plunger speed. It is preferable to determine the size and aspect ratio of
本発明は、ダイカストスリーブ２内面にピット２１を形成し、ダイカストスリーブ２内面と溶湯９との接触面積を減らし、溶湯９のダイカストスリーブ２内での温度低下を抑制し、射出時の凝固層生成を防止あるいは低減することにより、ダイカスト製品に巻き込まれる「破断チル層」を防止あるいは低減しようとするものである。そのため、ダイカストスリーブ２内に給湯される溶湯９の量は、給湯時のダイカストスリーブ２の容積に対し通常３０〜５０％程度であることから、ピット２１の形成はダイカストスリーブ２内面の全面に施す必要はなく、ダイカストスリーブ２の下側半分に施せば十分効果を得ることができる。具体的には、図１中のダイカストスリーブ２内の矢印ａ１より下側にピット２１を形成することが好ましい。溶湯９がダイカストスリーブ２に投入されると、射出プランジャー４が直ちにａ１の方向に前進し、チップ３により溶湯９はキャビティ７に押し込まれる。溶湯９が射出スリーブに投入されて、キャブティ７に押し込まれるまでの時間は、通常３〜５秒ほどであるため、ダイカストスリーブ２の下側半分にピット２１を施すことで、本発明の効果を得ることができる。 The present invention forms pits 21 on the inner surface of the die casting sleeve 2, reduces the contact area between the inner surface of the die casting sleeve 2 and the molten metal 9, suppresses temperature drop in the die casting sleeve 2 of the molten metal 9, and generates solidified layer at injection. Is intended to prevent or reduce the "broken chill layer" involved in the die cast product. Therefore, the amount of molten metal 9 supplied into the die-casting sleeve 2 is usually about 30 to 50% of the volume of the die-casting sleeve 2 at the time of hot-water supply, so pits 21 are formed on the entire inner surface of the die-casting sleeve 2 It is not necessary, and if it is applied to the lower half of the die casting sleeve 2, sufficient effects can be obtained. Specifically, it is preferable to form the pits 21 below the arrow a1 in the die casting sleeve 2 in FIG. When the molten metal 9 is introduced into the die casting sleeve 2, the injection plunger 4 immediately advances in the direction of a1, and the molten metal 9 is pushed into the cavity 7 by the tip 3. The time for the molten metal 9 to be introduced into the injection sleeve and pushed into the cabty 7 is usually about 3 to 5 seconds, so the effect of the present invention can be obtained by forming the pits 21 in the lower half of the die casting sleeve 2 You can get it.
また、ダイカストスリーブ２内面のピットは、ダイカスト鋳造時のチップ３との摩擦により、ダイカストスリーブ２内面が磨耗するに従ってピット２１の深さＬが浅くなる場合がある。そのため、ピット２１形成の後、窒化処理などでダイカストスリーブ２内面の耐摩耗性を向上させることが好ましい。かかる窒化処理の条件としては、本発明の効果が得られれば限定されないが、例えば、窒素ガス雰囲気中で４８０℃〜５３０℃、５時間〜７時間加熱して窒化処理することができる。これにより、ダイカストスリーブ２内面の耐摩耗性を向上させることができる。 In addition, due to the friction between the inner surface of the die casting sleeve 2 and the tip 3 during die casting, the depth L of the pits 21 may be reduced as the inner surface of the die casting sleeve 2 wears. Therefore, it is preferable to improve the wear resistance of the inner surface of the die casting sleeve 2 by nitriding treatment or the like after the formation of the pits 21. The conditions for the nitriding treatment are not limited as long as the effects of the present invention can be obtained. For example, the nitriding treatment can be performed by heating in a nitrogen gas atmosphere at 480 ° C. to 530 ° C. for 5 hours to 7 hours. Thereby, the wear resistance of the inner surface of the die casting sleeve 2 can be improved.
さらに、窒化処理後、ダイカストスリーブ２内面に酸化皮膜などの熱伝導の低い膜を付与することにより、ダイカストスリーブ２内の溶湯の凝固進行を遅らせる効果をより増加することができる。かかる酸化処理の条件としては、本発明の効果が得られれば限定されないが、例えば、酸素含有ガス雰囲気中で４８０℃〜５３０℃、５時間〜７時間加熱して酸化処理することができる。その結果、ダイカストスリーブ２内面の複合表面処理により、ダイカスト製品に巻き込まれ、製品強度を低下させるなど製品品質を劣化させる「破断チル層」をより減少させることができ、従って鋳物品質をより向上させることができる。特に、炭素系被膜と比較して、鋳物品質をより向上でき、ダイカスト製品に巻き込まれ、製品強度を低下させるなど製品品質を劣化させる「破断チル層」をより減少させることができる。 Furthermore, the effect of delaying the progress of solidification of the molten metal in the die-cast sleeve 2 can be further increased by applying a film of low thermal conductivity such as an oxide film to the inner surface of the die-cast sleeve 2 after nitriding treatment. The conditions for the oxidation treatment are not limited as long as the effects of the present invention can be obtained. For example, the oxidation treatment can be performed by heating in an oxygen-containing gas atmosphere at 480 ° C. to 530 ° C. for 5 hours to 7 hours. As a result, the composite surface treatment of the inner surface of the die casting sleeve 2 can further reduce the "broken chill layer" which is involved in the die casting product and degrades the product quality such as reducing the product strength, thus further improving the casting quality. be able to. In particular, compared to the carbon-based coating, the casting quality can be further improved, and the "broken chill layer" which is included in the die-cast product and degrades the product quality such as reducing the product strength can be further reduced.
また、本発明において、前記溶融金属としては、本発明の効果が得られれば限定されないが、例えば、ＪＩＳ ＡＤＣ１２、ＪＩＳ ＡＤＣ１０、ＪＩＳ ＡＤＣ１、ＪＩＳ ＡＤＣ３、ＪＩＳ ＡＤＣ５、ＪＩＳ ＡＤＣ６、ＪＩＳ ＡＤＣ１４等のアルミニウム合金、マグネシウム合金などを挙げることができ、中でもＪＩＳ ＡＤＣ１２、ＪＩＳ ＡＤＣ１０であることが特に好ましい。 In the present invention, the molten metal is not limited as long as the effects of the present invention can be obtained. For example, aluminum alloys such as JIS ADC12, JIS ADC10, JIS ADC1, JIS ADC3, JIS ADC5, JIS ADC6, JIS ADC14, etc. And magnesium alloys, and among them, JIS ADC12 and JIS ADC10 are particularly preferable.
さらに、本発明において、前記ダイカスト金型１としては、例えば、アルミニウム合金、マグネシウム合金などの鋳造に用いられるダイカスト金型等を挙げることができる。ダイカスト金型の材質としては、本発明の効果が得られれば特に限定されないが、例えば、ＪＩＳ Ｇ ４４０４ ＳＫＤ６１等を挙げることができる。 Furthermore, in the present invention, examples of the die casting die 1 include die casting dies used for casting of aluminum alloy, magnesium alloy and the like. The material of the die casting mold is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained, and examples thereof include JIS G 4404 SKD 61 and the like.
以下、本発明について、実施例を用いてさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail using examples, but the present invention is not limited to these examples.
（実験例１）
図７は、湯流れ試験金型の一例を示す上面図であり、図８は、湯流れ試験金型の一例を示す側面図である。図７および図８中、２３はダイカストスリーブに模した内面表面、２３ａはピット２１が形成されたダイカストスリーブ２に模した内面表面（金型底面、ピット形成領域）を示す。また、ピット２１が形成されていない状態でのダイカストスリーブ２に模した内面表面と溶融金属９との接触領域２４ａ（図示せず）は、ピット形成領域２３ａにおけるピット２１の形成されていない状態での領域である。図９は、湯流れ距離の測定図である。図９中、ｉの矢印は湯流れ距離を示し、ｊは溶湯９の流れを示す矢印である。ピット２１による溶湯９の温度低下防止を確認するために、図７および図８に示すダイカストスリーブ２を模した金型１１を製作し、ダイカストスリーブ２の湯流面（内面表面）２３に模した金型底面２３ａにピット２１を形成し、湯流れ試験を行った。ピット２１は機械的な打痕により形成し、そのアスペクト比は０．５であり、ピット形成領域２３ａの表面粗さは、Ｒｚ＝２４μｍ、Ｒｚ＝５４μｍ、およびＲｚ＝８３μｍであった。また、ピット２１の開口部の面積率は、ピット２１を有する場合は、いずれも接触領域２４ａの６５％であった。ピット２１により溶湯９の温度低下が抑制されるならば、溶湯９は湯口８１から流れる距離が長くなるはずである。試験金型１１の材料はＳ４５Ｃ、溶湯９はアルミニウム合金ＡＤＣ１２を使用し、７２０℃の溶湯９を湯口８１から給湯し、図９に示すようにして湯流れ距離を測定した。結果を下記表１に示す。
(Experimental example 1)
FIG. 7 is a top view showing an example of a hot water flow test mold, and FIG. 8 is a side view showing an example of the hot water flow test mold. In FIGS. 7 and 8, reference numeral 23 denotes an inner surface imitating a die cast sleeve, and 23a denotes an inner surface (mold bottom surface, pit formation area) imitated on a die cast sleeve 2 in which a pit 21 is formed. Further, the contact area 24a (not shown) of the inner surface surface imitating the die casting sleeve 2 in the state where the pits 21 are not formed and the molten metal 9 is in a state where the pits 21 are not formed in the pit formation area 23a. Area of FIG. 9 is a measurement diagram of the hot water flow distance. In FIG. 9, the arrow i indicates the flow distance of the molten metal, and j indicates the flow of the molten metal 9. In order to confirm the prevention of temperature decrease of the molten metal 9 by the pits 21, a mold 11 imitating the die-cast sleeve 2 shown in FIGS. 7 and 8 was manufactured and imitated on the molten metal flow surface (inner surface) 23 The pit 21 was formed on the mold bottom surface 23a, and a hot water flow test was performed. The pits 21 were formed by mechanical pitting, the aspect ratio of which was 0.5, and the surface roughness of the pit formation area 23a was Rz = 24 μm, Rz = 54 μm, and Rz = 83 μm. In addition, in the case where the pits 21 were provided, the area ratio of the openings of the pits 21 was 65% of the contact area 24a. If the temperature drop of the molten metal 9 is suppressed by the pits 21, the distance that the molten metal 9 flows from the sprue 81 should be long. The material of the test mold 11 was S45C, and the molten metal 9 was an aluminum alloy ADC 12. The molten metal 9 at 720 ° C. was supplied with water from a sprue 81, and the molten metal flow distance was measured as shown in FIG. The results are shown in Table 1 below.
図１０は、ピット無のサンプルの表面近傍の金属組織の写真（倍率５００倍）であり、図１１は、ピット有（Ｒｚ＝８３μｍ）のサンプルの表面近傍の金属組織の写真（倍率５００倍）である。この湯流れサンプルの底面の顕微鏡組織を観察したところ、ピット無のものでは表面近傍に細かい急冷組織が確認できた。一方、ピット有（Ｒｚ＝８３μｍ）のサンプルでは急冷組織は確認できなかった。このことから、ピット２１が存在すると溶湯９の急冷を抑制していることができ、湯流れ距離も長くなり、凝固層（破断チル層）を低減できた。 FIG. 10 is a photograph (500 × magnification) of the metallographic structure near the surface of the sample without pits, and FIG. 11 is a photograph of the metallographic structure near the surface of the sample with pits (Rz = 83 μm) (magnification 500 ×) It is. The microscopic structure of the bottom of this hot water flow sample was observed, and a fine quenched structure could be confirmed in the vicinity of the surface without the pit. On the other hand, in the sample with pits (Rz = 83 μm), the quenched structure could not be confirmed. From this, when the pits 21 were present, it was possible to suppress the rapid cooling of the molten metal 9, the flow distance of the molten metal became longer, and the solidified layer (broken chill layer) could be reduced.
（実験例２）
実験例１と同様の金型１１を用い、同じ方法でピット２１を形成した。接触領域２４ａにおけるピット２１の開口部の面積率は、接触領域２４ａの５０％であり、ピット形成領域２３ａの表面粗さは、Ｒｚ＝２１μｍおよび５６μｍであった。実験例１と同じ条件で試験を行った。湯流れ距離の測定結果は、下記表２の通りである。実験例１の場合と比較して、湯流れ距離は短く、ピット２１の効果が小さくなり、凝固層（破断チル層）を十分に低減できなかった。
(Experimental example 2)
The pits 21 were formed by the same method using the same mold 11 as in Experimental Example 1. The area ratio of the opening of the pit 21 in the contact area 24a was 50% of the contact area 24a, and the surface roughness of the pit formation area 23a was Rz = 21 μm and 56 μm. The test was conducted under the same conditions as in Experimental Example 1. The measurement results of the hot water flow distance are as shown in Table 2 below. As compared with the case of Experimental Example 1, the flow distance of the molten metal was short, the effect of the pits 21 became small, and the solidified layer (broken chill layer) could not be sufficiently reduced.
（実験例３）
実験例１と同様の金型１１を用い、湯流れ面に窒化処理と酸化皮膜処理を施し、湯流れ試験を行った。ピット２１は、ショットブラストにより形成し、そのアスペクト比は０．８でありピット形成領域２３ａの表面粗さは、Ｒｚ＝１８μｍとＲｚ＝１０４μｍであった。また、ピット２１の面積率は、ピット２１を有する場合は、いずれも接触領域２４ａの８０％であった。結果を下記表３に示す。ピット２１が存在すると溶湯９の急冷を抑制していることができ、湯流れ距離も長くなり、凝固層（破断チル層）を低減できた。
(Experimental example 3)
Using the same mold 11 as in Experimental Example 1, the flow surface of the molten metal was subjected to nitriding treatment and oxide film treatment to conduct a molten metal flow test. The pits 21 were formed by shot blasting, the aspect ratio thereof was 0.8, and the surface roughness of the pit formation region 23a was Rz = 18 μm and Rz = 104 μm. Further, in the case of having the pits 21, the area ratio of the pits 21 was 80% of the contact area 24a. The results are shown in Table 3 below. The presence of the pits 21 makes it possible to suppress the rapid cooling of the molten metal 9, the flow distance of the molten metal becomes long, and the solidified layer (broken chill layer) can be reduced.
（実験例４）
３５０ｔダイカストマシンのダイカストスリーブ２の内面にピット２１を形成し、このダイカストスリーブ２を用いて鋳造し、ピットのないダイカストスリーブで鋳造した場合の、いわゆる’欠け込み’不良の発生を目視（下記条件）で比較した。この通常スリーブ（ピット無）の製品の場合、通常のダイカストスリーブで鋳造した場合の’欠け込み’不良は欠け込み部分の観察から「破断チル層」によるものと判断されていた。ピット２１の形成はショットブラストにより行い、その後、窒化処理を施した。できあがったダイカストスリーブ２のピット形成領域２２の表面粗さは、Ｒｚ＝３２μｍ、アスペクト比は０．７、ピット２１の面積率は、接触領域２４の７０％であった。なお、ダイカストスリーブ２の材質はＳＫＤ６１、アルミ合金はＡＤＣ１２で、溶湯量は９８０ｇであった。結果を下記表４に示す。表４の結果から、本発明により、欠け込み不良が大幅に減少することが確認できた。
(Experimental example 4)
A pit 21 is formed on the inner surface of the die-casting sleeve 2 of a 350t die-casting machine, and casting is performed using this die-casting sleeve 2, and so-called 'chipping' defects are visually observed when casting using a die-casting sleeve without pits Compared with. In the case of the product of this ordinary sleeve (without pit), it was judged that the 'chipping' failure in the case of casting with the usual die casting sleeve was due to the “broken chill layer” from the observation of the chipping portion. The formation of the pits 21 was performed by shot blasting, and then was subjected to nitriding treatment. The surface roughness of the pit formation area 22 of the finished die cast sleeve 2 was Rz = 32 μm, the aspect ratio was 0.7, and the area ratio of the pits 21 was 70% of the contact area 24. The material of the die casting sleeve 2 was SKD 61, the aluminum alloy was ADC 12, and the amount of molten metal was 980 g. The results are shown in Table 4 below. From the results of Table 4, it can be confirmed that the present invention significantly reduces chipping defects.
（欠け込み検査の判定）
目視で観察し、欠け込みの標準サンプルと照合し、標準サンプルより大きな欠け込みのある場合を不良品とした。
(Determination of chipping inspection)
It observed visually and collated with the standard sample of a defect, and made the case of a defect larger than the standard sample in the case of a defect.
（実験例５）
５００ｔダイカストマシンスリーブにピット２１形成を施し、さらに窒化処理を施したダイカストスリーブ２を製作した。ダイカストスリーブ２の材質はＳＫＤ６１であった。できあがったダイカストスリーブ２のピット形成領域２２の表面粗さは、Ｒｚ＝４８μｍ、アスペクト比は０．７、ピット２１の面積率は、接触領域２４の７０％であった。従来のダイカストスリーブ（通常スリーブ（ピット無））を用いて製造した製品と、このピット２１形成ダイカストスリーブ２を使用した場合の製品について万能材料試験機（株式会社島津製作所：ＵＨ−５０Ａ）で圧縮荷重をかけて、実体強度を比較した。アルミ合金はＡＤＣ１２で、溶湯量は１８１０ｇであった。結果を下記表５に示す。表５の結果から、本発明により、製品強度のバラツキが小さくなり、強度の最小値が１５％以上向上することが確認できた。
(Experimental example 5)
A pit 21 was formed on a 500 t die casting machine sleeve, and then a nitriding treatment was applied to produce a die casting sleeve 2. The material of the die casting sleeve 2 was SKD61. The surface roughness of the pit formation area 22 of the finished die cast sleeve 2 was Rz = 48 μm, the aspect ratio was 0.7, and the area ratio of the pits 21 was 70% of the contact area 24. A product manufactured using a conventional die-casting sleeve (usually a sleeve (without a pit)) and a product using this die-cast forming sleeve 21 are compressed with a universal material testing machine (Shimadzu Corporation: UH-50A) The load was applied to compare the physical strength. The aluminum alloy was ADC 12 and the amount of molten metal was 1810 g. The results are shown in Table 5 below. From the results in Table 5, it can be confirmed that the variation in product strength decreases and the minimum value of strength improves by 15% or more according to the present invention.
（実験例６）
３５０ｔダイカストマシンスリーブにピット２１を形成し、さらに窒化処理と酸化処理を施した。ピット２１の形成はショットブラストで実施した。できあがったダイカストスリーブ２のピット２１のピット形成領域２２の表面粗さは、Ｒｚ＝２４μｍ、アスペクト比は０．３、ピット２１の面積率は、接触領域２４の８０％であった。なお、ダイカストスリーブ２の材質はＳＫＤ６１を使用した。従来のダイカストスリーブ（通常スリーブ（ピット無））を用いて製造した製品と、このピット２１形成のダイカストスリーブ２を用いて製造した製品を用いて、引張り試験片を採取し、ＪＩＳ１４−Ｂ引張り試験を行った。引張り試験は、精密万能材料試験機（株式会社島津製作所：ＡＧ−１０ＴＤ）で行った。アルミダイカスト製品の材質はＡＤＣ１２で、溶湯量は１４００ｇであった。結果を下記表６に示す。ピット２１形成ダイカストスリーブ２を用いると引張り強度の最小値は２０％以上高くなり、２００ＭＰａ以下の試験片数は１／４になることが確認できた。
(Experimental example 6)
Pits 21 were formed on a 350 t die cast machine sleeve, and further subjected to nitriding treatment and oxidation treatment. The formation of pits 21 was performed by shot blasting. The surface roughness of the pit formation area 22 of the pits 21 of the finished die cast sleeve 2 was Rz = 24 μm, the aspect ratio was 0.3, and the area ratio of the pits 21 was 80% of the contact area 24. The material of the die casting sleeve 2 was SKD61. Using a product manufactured using a conventional die-casting sleeve (usually a sleeve (without a pit)) and a product manufactured using the die-casting sleeve 2 with this pit 21 formed, tensile test pieces are collected and subjected to JIS 14-B tensile test Did. The tensile test was performed with a precision universal material tester (Shimadzu Corporation: AG-10TD). The material of the aluminum die-cast product was ADC 12, and the amount of molten metal was 1400 g. The results are shown in Table 6 below. It was confirmed that the minimum value of the tensile strength is increased by 20% or more and the number of test pieces of 200 MPa or less is reduced to 1⁄4 when the pit 21 forming die-cast sleeve 2 is used.
１ 金型
１１ ダイカストスリーブを模した金型
２ ダイカスト（射出）スリーブ
２１ ピット
２２ ピットが形成されたダイカストスリーブの内面表面（ピット形成領域）
２３ ダイカストスリーブに模した内面表面
２３ａ ピット２１が形成されたダイカストスリーブに模した内面表面（金型底面、ピット形成領域）
２４ ピットが形成されていない状態でのスリーブと溶融金属との接触領域（接触領域）
２４ａ ピットが形成されていない状態でのダイカストスリーブに模した内面表面と溶融金属との接触領域
３ チップ
４ 射出プランジャー
５ 可動型
６ 固定型
７ キャビティ
８ 給湯口
８１ 給湯口
９ 溶融金属（溶湯）
ａ 溶湯投入を示す矢印
ａ１ ダイカストスリーブ内の中央部（中心）の溶湯の進行を示す矢印
ｂ エアー排出を示す矢印
ｃ ダイカストスリーブのピットからの熱の移動を示す矢印
ｄ ダイカストスリーブからの熱の移動を示す矢印
ｅ 円形状のピットの深さ
ｆ 円形状のピットの開口部の最長の長さ
ｇ 四角錐形状のピットの開口部の一辺の長さ
ｈ 四角錐形状のピットの深さ
ｉ 湯流れ距離
ｊ 溶湯の流れ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mold 11 Mold which imitated a die-cast sleeve 2 Die-cast (injection) sleeve 21 Pit 22 Inner surface of die-cast sleeve in which a pit was formed (pit formation area)
23 Inner surface 23a modeled on a die-casting sleeve Inner surface viewed on a die-casting sleeve having a pit 21 formed thereon (mold bottom surface, pit formation area)
24 Contact area (contact area) between sleeve and molten metal without pits formed
24a Contact area between the inner surface and the molten metal, which is imitated as a die-cast sleeve in a state where pits are not formed 3 tip 4 injection plunger 5 movable mold 6 fixed mold 7 cavity 8 hot water supply port 81 hot water supply port 9 molten metal (molten metal)
a Arrow indicating molten metal input a1 Arrow indicating the progress of molten metal in the central portion (center) in the die casting sleeve b Arrow indicating air discharge c Arrow indicating the heat transfer from the pit of the die casting sleeve d Transfer of heat from the die casting sleeve Arrow e indicating circular pit depth f longest length of circular pit opening g square pyramidal pit side length of one side h pyramidal pit depth i hot water flow Distance j flow of molten metal
Claims (10)
前記射出スリーブ内面にピットを形成し、
該ピット形成により、前記射出スリーブ内面のピット形成領域の表面粗さＲｚが、２０μｍ以上かつ２００μｍ以下であり、
前記ピットの開口部の面積が、前記ピットが形成されていない状態での前記スリーブと前記溶融金属との接触領域に対して、６０％以上であることを特徴とするダイカストスリーブ。 An injection sleeve for pressing a molten metal into a cavity and casting a die-cast product,
Forming a pit on the inner surface of the injection sleeve;
Due to the formation of the pits, the surface roughness Rz of the pit formation area on the inner surface of the injection sleeve is 20 μm or more and 200 μm or less,
An area of an opening of the pit is 60% or more with respect to a contact area between the sleeve and the molten metal in a state where the pit is not formed.
前記射出スリーブ内面にピットを形成し、
該ピット形成により、前記射出スリーブ内面のピット形成領域の表面粗さＲｚが、２０μｍ以上かつ２００μｍ以下であり、
前記ピットの開口部の面積が、前記ピットが形成されていない状態での前記スリーブと前記溶融金属との接触領域に対して、６０％以上であることを特徴とするダイカストスリーブの処理方法。 A method of processing an injection sleeve for pressing a molten metal into a cavity and casting a die-cast product,
Forming a pit on the inner surface of the injection sleeve;
Due to the formation of the pits, the surface roughness Rz of the pit formation area on the inner surface of the injection sleeve is 20 μm or more and 200 μm or less,
A method of processing a die-cast sleeve, wherein an area of an opening of the pit is 60% or more with respect to a contact area between the sleeve and the molten metal in a state where the pit is not formed.
The method for processing a die-cast sleeve according to any one of claims 6 to 9, wherein the formation area of the pits is at least a lower half of the inner surface of the sleeve.
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