JP3739023B2 - ダイカスト品の形状矯正方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイカスト品の形状矯正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ダイカストにより得られたダイカスト品は寸法及び形状の精度が高いけれども、特に長さや幅に対して厚さの比率の小さい（すなわち薄い）板状体などの大きな形状異方性をもつものの場合には、正規の形状（設計上の形状）から曲がりや反りによる変形が生じ、十分な形状精度が得られないことがある。近年、次第に高精度なものが要求されるようになっており、上記のような形状精度の低いダイカスト品は不良品とされ、そのままでは歩留低下の原因となる。
【０００３】
そこで、従来、ダイカスト品の形状が所要の精度外の場合には、正規の形状に近づけるための形状矯正が行われる場合がある。この形状矯正は、寸法的余裕がある場合には切削または研削で部分的除去することにより行われることもあるが、寸法的余裕がない場合には冷間でプレス処理して所定の形状へと変形させることでなされている。
【０００４】
図５は従来の冷間プレスによる形状矯正の説明のための模式図である。
【０００５】
図５（ａ）において、ダイカストにより成形されたダイカスト品１２は、下向きに凸の形態に反っており、一方の端部（図５における左側端部）を基準とした場合に他方の端部（図５における右側端部）が正規の位置から上方に距離Ｄだけ変位している（変形量がＤである）。
【０００６】
形状矯正は、図５（ｂ）に示されているように、左側部分１４Ａと右側部分１４Ｂとを有する下型部材上に形状矯正すべきダイカスト品１２を配置し、下型部材の左側部分１４Ａと右側部分１４Ｂとにそれぞれ対応する左側部分１６Ａと右側部分１６Ｂとを有する上型部材をダイカスト品１２の上方から押圧（冷間プレス）する。下型部材及び上型部材の形状は、図５（ａ）に示されるダイカスト品１２の変形量Ｄと同等で上向きに凸の形態に対応している。この冷間プレスにより、ダイカスト品１２に変形を矯正するような曲げ力が作用する。
【０００７】
下型部材及び上型部材からなる型装置から取り出されたダイカスト品１２は、図５（ｃ）に示されているように、変形量がほぼ零となり、矯正が完了する。
【０００８】
しかしながら、以上のような従来の冷間プレスによる形状矯正の場合には、ダイカストにより成形されたダイカスト品１２の正規形状からの変形の程度（変形量Ｄ）に応じて、逆の形状へとプレスにより押圧し正規形状へと戻すようにするので、ダイカスト品１２の変形の程度に応じて逐一型部材の形状を設定しなければならないという不便さがあった。
【０００９】
また、プレスの際にダイカスト品１２を変形量Ｄの２倍強制変形させるので、ダイカスト品１２の変形が大きくなり、折れなどを生じて破損することもある。
【００１０】
また、以上のような従来の冷間プレスによる形状矯正方法では、変形の方向性が一定していない捩れ変形などに対しては、十分な矯正ができなかった。
【００１１】
そこで、本発明は、矯正すべき量にかかわらず同等の操作で破損することなく矯正できるダイカスト品の形状矯正方法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
また、本発明は、如何なる種類の変形を有するものであっても同等の操作で破損することなく矯正できるダイカスト品の形状矯正方法を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
対をなす挟持部材（４ｂ，６ｂ）を有する１対の部材（４，６）からなる矯正用具を用いて、マグネシウム合金からなるダイカスト品（２）に対して正規の形状へと強制変形させる強制変形力を印加し、ここで、前記矯正用具の１対の部材のうちの一方（６）には他方（４）に対する突き当て部材（６ｃ）が設けられており、前記１対の部材のうちの他方（４）に対する前記突き当て部材（６ｃ）の突き当ての際の前記挟持部材（４ｂ，６ｂ）の端面の位置及び姿勢は前記ダイカスト品（２）の前記正規の形状に従って設定されており、前記突き当て部材（６ｃ）を前記１対の部材のうちの他方（４）に突き当てることで前記挟持部材（４ｂ，６ｂ）の端面による前記ダイカスト品（２）の挟持を行い、該挟持により前記ダイカスト品（２）の前記正規の形状への強制変形がなされるようにしており、
前記挟持部材（４ｂ，６ｂ）の端面により前記ダイカスト品（２）を挟持した状態で、該ダイカスト品（２）の内部応力を低減することが可能な温度である２００〜３５０℃に加熱し次いで１００℃以下に冷却し、
しかる後に、前記１対の部材（４，６）のうちの他方（４）に対する前記突き当て部材（６ｃ）の突き当てを解除することで、前記挟持部材（４ｂ，６ｂ）の端面による前記ダイカスト品（２）の挟持を解除することを特徴とする、ダイカスト品の形状矯正方法、
が提供される。
【００１８】
本発明の一態様においては、前記加熱する温度での維持時間が５〜６０分である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は本発明によるダイカスト品の矯正方法を説明するための、模式図である。
【００２２】
図１（ａ）において、２はダイカストにより成形されたダイカスト品（例えばマグネシウム合金：ＡＳＴＭ ＡＺ９１からなる）であり、本発明方法による矯正の対象物である。図２はダイカスト品２の平面図である。該ダイカスト品２は、厚さがＨで、長さがＬで、幅がＷの平板状であり、その変形量はＤである。即ち、ダイカスト品２は、下向きに凸の形態に反っており、一方の端部（図１における左側端部）を基準とした場合に他方の端部（図１における右側端部）が正規の位置から上方に距離Ｄだけ変位している。
【００２３】
図１において、４，６はそれぞれ矯正用具の下側部材及び上側部材である。下側部材４は、平面状の基板４ａの上面に高さ（上下方向寸法）がＡで上端面が平面の複数の下側挟持部材４ｂを配置したものからなる。上側部材６は、平面状の基板６ａの下面に高さがＢで下端面が平面の複数の上側挟持部材６ｂと高さがＣで下端面が平面の複数の突き当て部材６ｃとを配置したものからなる。下側挟持部材４ｂと上側挟持部材６ｂとは対応する位置に配置されており、突き当て部材６ｃは下側部材４の基板４ａと対向するように配置されている。突き当て部材６ｃの高さＣは、ダイカスト品２の厚さＨと下側挟持部材４ｂの高さＡと上側挟持部材６ｂの高さＢとの合計に等しい。
【００２４】
図１（ａ）に示される状態から、矯正用具上側部材６を矯正用具下側部材４の方へと移動させ、図１（ｂ）に示されるように突き当て部材６ｃの下面を下側部材基板４ａの上面に突き当てると、下側挟持部材４ｂの上端面と上側挟持部材６ｂの下端面とでダイカスト品２が挟持される。この状態では、ダイカスト品２は強制的に正規の形状へと変形せしめられており、下側挟持部材４ｂと上側挟持部材６ｂとによる挟持が解除されれば図１（ａ）に示されているような形状へと復元するような内部応力を有する。
【００２５】
図２には、ダイカスト品２に対する上側挟持部材６ｂの当接領域が示されている（もちろん、下側挟持部材４ｂも対応する領域に当接し、１対の上側挟持部材と下側挟持部材とで図示されているダイカスト品２の領域を挟持する）。即ち、挟持部材はダイカスト品２を正規の形状へと強制変形させて該正規形状に維持する機能を持つものであり、ダイカスト品２を挟持した時の挟持部材の端面（ダイカスト品２と当接する端面）の位置及び姿勢は、ダイカスト品２の設計値に従って設定することができる。挟持部材による当接領域の位置及び広さは、ダイカスト品２の正規形状への強制変形が可能となるように適宜設定する。
【００２６】
次に、以上の図１（ｂ）に示される状態を維持したまま、不図示の熱処理手段（例えば雰囲気加熱）を用いて熱処理する。以下、図３を参照して熱処理について説明する。
【００２７】
図３において、温度Ｔ₀ は常温（例えば２０℃）である。先ず、時刻ｔ₀ において加熱を開始して温度を上昇させ、時刻ｔ₁ において温度Ｔ₁ とする。この温度上昇の速さは、特に制限がなく、急加熱でもよい。次に、時刻ｔ₁ から時刻ｔ₂ まで温度をＴ₁ に維持する。そして、時刻ｔ₂ から冷却を開始して温度を下降させ、時刻ｔ₃ において温度Ｔ₀ とする。
【００２８】
以上の熱処理において、温度Ｔ₁ はダイカスト品２の内部応力を低減することが可能な温度とする。ダイカスト品２が上記のようなマグネシウム合金の場合には、温度Ｔ₁ は例えば２００〜３５０℃とすることができる。即ち、温度Ｔ₁ が２００℃未満で低過ぎると矯正の効果が低下する傾向にあり、温度Ｔ₁ が３５０℃を越え高過ぎるとブリスターなどの表面欠陥が発生する傾向にあり、このため温度Ｔ₁ は２００〜３５０℃とするのが好ましい。
【００２９】
また、温度Ｔ₁ の維持時間（ｔ₂ −ｔ₁ ）は、矯正精度向上の観点からはできるだけ長い方が好ましいが、現実的には経済効果などを考慮して最小限に設定するのが好ましい。温度Ｔ₁ の維持時間は例えば５〜６０分が例示される。即ち、温度Ｔ₁ の維持時間（ｔ₂ −ｔ₁ ）が５分未満で短過ぎると矯正の効果が低下する傾向にあり、温度Ｔ₁ の維持時間（ｔ₂ −ｔ₁ ）が６０分を越えて長過ぎると得られる矯正効果に対するエネルギー消費量が大きくなり過ぎるなどの経済的不利が大きくなる傾向にある。
【００３０】
また、冷却時間（ｔ₃ −ｔ₂ ）は、矯正精度向上の観点からはできるだけ長い方が好ましいが、現実的には経済効果などを考慮して最小限に設定するのが好ましい。即ち、この冷却の際の温度下降の速さは、矯正精度向上の観点からはできるだけ遅い方が好ましく、例えば自然放冷を用いることができるが、空冷や水冷（ダイカスト品２を水没させることを含む）などにより一層短い時間で強制冷却してもよい。尚、実際には、冷却は、ダイカスト品２の内部応力を低減しない温度にまで低下させることが必要なのであって、それ以下の温度への冷却は水没などの急冷でもよい。ダイカスト品２が上記のようなマグネシウム合金の場合には、ダイカスト品２の内部応力を低減しない温度例えば１００℃にまで温度を低下させる冷却時間として、５０分以内［急冷（水没）を含む］が例示される。尚、矯正用具からのダイカスト品２の取り出しは、１００℃まで温度が低下した時に行ってもよい。
【００３１】
以上のような熱処理の後に、図１（ｂ）に示される状態から上側部材６を上方へと移動させ、下側挟持部材４ｂと上側挟持部材６ｂとによるダイカスト品２の挟持を解除すると、該ダイカスト品２はもはや内部応力が除去されているので、図１（ａ）に示されている状態へと復元することはなく、ほぼ図１（ｂ）に示されている正規の形状のままである。これにより、ダイカスト品２の形状が矯正される。
【００３２】
以上のようなダイカスト品の矯正は挟持と熱処理とを併用しているものであるので、強制変形量はダイカスト品の変形量と同一であり、この強制変形による破損のおそれは少なく、また、ダイカスト品の変形が上記実施形態のような反り以外の捩れなどの場合にも同様の操作で矯正することができる。更に、本発明は、ダイカスト品がマグネシウム合金以外からなるものについても適用可能である。
【００３３】
以下、本発明の実施例を示す。
【００３４】
実施例１：
図１に示されているような矯正用具を用いて、マグネシウム合金：ＡＳＴＭ
ＡＺ９１からなるほぼ板状のダイカスト品（長さ１８０ｍｍ、幅１５０ｍｍ、平均厚さ１．０ｍｍ）１０個の形状矯正を行った。熱処理条件は、図３に示す温度Ｔ₁ を２５０℃とし、該温度Ｔ₁ の維持時間（ｔ₂ −ｔ₁ ）を２０分とし、温度１００℃までの冷却時間を２０分とした。
【００３５】
以上のような矯正の前後における形状変形量Ｄの変化を図４に示す。矯正前において０．４〜０．７であった変形量Ｄは、矯正後は全て０．１以内であった。
【００３６】
実施例２：
図１に示されているような矯正用具を用いて、種々の熱処理条件でマグネシウム合金：ＡＳＴＭ ＡＺ９１からなるほぼ板状のダイカスト品（長さ１８０ｍｍ、幅１５０ｍｍ、平均厚さ１．０ｍｍ）の形状矯正を行った。矯正対象のダイカスト品として、変形量Ｄが０．５ｍｍのものを用いた。
【００３７】
（ａ）温度Ｔ₁ を変化させた場合の結果を、以下の表１に示す：
【００３８】
【表１】

【００３９】
表１から、温度Ｔ₁ が２００〜３５０℃の場合に、良好な矯正がなされていることがわかる。
【００４０】
（ｂ）温度Ｔ₁ の維持時間（ｔ₂ −ｔ₁ ）を変化させた場合の結果を、以下の表２に示す：
【００４１】
【表２】

【００４２】
（ｃ）１００℃までの冷却時間を変化させた場合の結果を、以下の表３に示す：
【００４３】
【表３】

【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のダイカスト品の形状矯正方法によれば、矯正すべき量にかかわらず同等の操作で矯正することができる。
【００４５】
また、本発明のダイカスト品の形状矯正方法によれば、ダイカスト品の強制変形量を少なくして、ダイカスト品を破損させることなく矯正することができる。
【００４６】
更に、本発明のダイカスト品の形状矯正方法によれば、如何なる種類の形状変形を有するものであっても同等の操作で矯正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるダイカスト品の形状矯正方法を説明するための、模式図である。
【図２】ダイカスト品の平面図である。
【図３】本発明によるダイカスト品の形状矯正方法での熱処理を説明するためのグラフである。
【図４】本発明によるダイカスト品の形状矯正方法の実施例の結果を示すグラフである。
【図５】従来の冷間プレスによる形状矯正の説明のための模式図である。
【符号の説明】
２ ダイカスト品
４ 矯正用具下側部材
４ａ 下側部材基板
４ｂ 下側挟持部材
６ 矯正用具上側部材
６ａ 上側部材基板
６ｂ 上側挟持部材
６ｃ 突き当て部材
Ｄ 変形量

Claims (2)

1. 対をなす挟持部材（４ｂ，６ｂ）を有する１対の部材（４，６）からなる矯正用具を用いて、マグネシウム合金からなるダイカスト品（２）に対して正規の形状へと強制変形させる強制変形力を印加し、ここで、前記矯正用具の１対の部材のうちの一方（６）には他方（４）に対する突き当て部材（６ｃ）が設けられており、前記１対の部材のうちの他方（４）に対する前記突き当て部材（６ｃ）の突き当ての際の前記挟持部材（４ｂ，６ｂ）の端面の位置及び姿勢は前記ダイカスト品（２）の前記正規の形状に従って設定されており、前記突き当て部材（６ｃ）を前記１対の部材のうちの他方（４）に突き当てることで前記挟持部材（４ｂ，６ｂ）の端面による前記ダイカスト品（２）の挟持を行い、該挟持により前記ダイカスト品（２）の前記正規の形状への強制変形がなされるようにしており、
   前記挟持部材（４ｂ，６ｂ）の端面により前記ダイカスト品（２）を挟持した状態で、該ダイカスト品（２）の内部応力を低減することが可能な温度である２００〜３５０℃に加熱し次いで１００℃以下に冷却し、
   しかる後に、前記１対の部材（４，６）のうちの他方（４）に対する前記突き当て部材（６ｃ）の突き当てを解除することで、前記挟持部材（４ｂ，６ｂ）の端面による前記ダイカスト品（２）の挟持を解除することを特徴とする、ダイカスト品の形状矯正方法。
2. 前記加熱する温度での維持時間が５〜６０分であることを特徴とする、請求項１に記載のダイカスト品の形状矯正方法。

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