JP4387531B2

JP4387531B2 - Casting mold

Info

Publication number: JP4387531B2
Application number: JP36737299A
Authority: JP
Inventors: 晃宝; 圭三松村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2019-12-24
Also published as: JP2001179394A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属材料を成形するための鋳造金型及びこの鋳造金型を用いて成形品を製造する製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に鋳造成形を行う場合には、図４に示されるような鋳造金型が用いられる。この図４の鋳造金型おいて、金型Aは主として、固定型金型４及び移動型金型５によって構成され、この両金型４，５の間にキャビティ３が形成されている。この図４における１は金型の湯口、６は湯口１からの湯道、２はキャビティ３の湯口である。
【０００３】
この鋳造金型を用いて成形する場合には、成形材料を溶融状態にしてなる溶湯を成形機より湯口１に流し込むと、溶湯は金型Aの湯道６及びキャビティ３の湯口２を通ってキャビティ3内に流入する。溶湯はキャビティ３内で冷却されることによって、キャビティ３に設けられている所定の立体形状に対応する形状を保持したまま固化し、金型Aを開くことによって所望の形状を有する成形品が得られる。
【０００４】
成形材料が例えば金属である場合、溶湯は溶融状態に保つために成形機内において、成形材料である金属の融点以上または固相線温度以上の温度に保つ必要がある。
【０００５】
例えば、成形材料がマグネシュウム合金である場合には、成形機の溶解炉は５００℃以上に設定されている。一方、金型の温度は一般に２００〜３００℃に設定されているため、溶融金属をなす溶湯がキャビティ内に注入されると、金型に対し放熱を開始して、溶湯自体の温度は降下し、溶湯の凝固を早めることになる。
【０００６】
溶湯の凝固時間が速いことは、成形サイクルを縮めることには有利であるが成形品の欠陥、特に未充填や湯境、湯じわの原因にもなる。
【０００７】
未充填等の欠陥の発生が予測される場合、溶湯の凝固を遅延する施策がなされる。溶湯の凝固は溶湯から金型への熱放出によって起こるため、一般に遅延するためには溶湯−金型間の熱伝達を抑制するか、両者の温度差を小さくすることが行われる。
【０００８】
溶湯と金型の温度差を小さくすることを考えるとき溶湯の温度は、物性としての融点や固相線温度の問題から簡単に下げることができないので、金型の全体温度をこれまでより高い温度に設定して、成形することも試みられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱容量の膨大な金型の全体温度を３００℃以上の高温に保つためには、金型に内蔵すべきヒータの容量も非常に大きなものが必要であり、またヒータの運転コストも金型の設定温度を上げれば上げるだけ多くかかってしまうという問題がある。
【００１０】
本発明では、溶湯から金型への放熱量が熱伝達率と接触面積及び温度差に比例することに基づき、溶湯と金型の温度差を小さくすることにより、成形機や金型の初期コストと運転コストを抑え、大型でかつ薄肉の成形品であっても高品質、高精度に成形することのできる鋳造金型を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の本発明の鋳造金型は、溶融金属を成形する金型において、前記金型のキャビティ部の表面に、金型母材と比べて熱伝導率の良い第1の層が形成され、前記第１の層は、溶解炉の先端に設けられた射出ノズルに接触される金型本体の射出ノズルタッチ部の位置まで形成されているとともに、この第１の層と前記金型母材との間に、前記金型母材と比べて熱伝導率が悪い第２の層が形成されていることを特徴としている。
【００１２】
このような構成では、キャビティに面する第１の層を、金型母材に比べて熱伝導率の良い材料からなる伝熱層にて形成して、この伝熱層の温度を上昇させることにより、金型母材自体ではなく、キャビティ側の金型温度を上昇させることで溶湯の凝固を遅延させることができ、また、第２の層が金型母材に比べて熱伝導率が悪いことによって溶湯から金型への熱伝達を抑制して、成形機や金型の初期コストと運転コストを抑え、大型でかつ薄肉の成形品であっても、温度低下による溶湯の粘度の上昇や早期の凝固が起こりにくく、流動性が良く転写性の良い高品質、高精度の成形品が得られる。
【００２０】
さらにこのような構成では、成形機内の溶解炉を加熱する熱を利用して、射出ノズルに接触される射出ノズルタッチ部から第１の層を加熱することができて、第１の層を加熱するための特別の加熱手段を設ける必要がない。
【００２１】
また、請求項２記載の本発明の鋳造金型は、第１の層のごく近傍位置に、加熱装置を備えたことを特徴としている。
【００２２】
このような構成では、加熱装置は、供給熱量や供給時間を自由に設定できるため、成形品の形状や欠陥の発生に応じた温度コントロールが可能であり、第１の層への加熱をより効率よく行うことができる。
【００２３】
また、請求項３記載の本発明の鋳造金型は、第２の層は、チタン合金、ニッケル合金、メタルセラミックスの群から選ばれる材料で形成したしたことを特徴としている。
【００２４】
このような構成では、第２の層を、チタン合金、ニッケル合金、メタルセラミックスの群から選ばれる材料で形成したことにより、より断熱効果を高めることができる。
【００２５】
また、請求項４記載の本発明の鋳造金型は、第１の層は、グラファイト、窒化アルミニュウム、窒化硼素、炭化珪素、酸化ベリリュウムの高熱伝導セラミックスで形成したことを特徴としている。
【００２６】
このような構成では、第１の層は、グラファイト、窒化アルミニュウム、窒化硼素、炭化珪素、酸化ベリリュウムの高熱伝導セラミックスで形成したことにより、より伝熱効果を高めることができる。
【００３１】
本発明のそれ以上の目的及び特徴は、以下の詳細な説明及び図面によって明らかになる。本発明の各特徴は、可能な限りにおいて、それ単独で、あるいは種々な組み合わせで複合して用いることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明におけるいくつかの実施の形態について図１〜図１０を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
【００３３】
（実施の形態１）
本実施の形態１は、図１に示されているように、溶融金属を成形する金型Ａにおいて、金型を金型母材とキャビティ３に面する複数の層とにより形成し、このキャビティ３に面する第１の層を、金型母材４ａ、５ａに対して熱伝導率の良い材料からなる伝熱層７にて形成し、この伝熱層７と金型母材４ａ、５ａの間に形成される第２の層を、金型母材４ａ、５ａに対して熱伝導率の悪い材料からなる低伝熱層８で形成している。金型母材４ａ，５ａは、固定型金型４と移動型金型５の主要部を構成し、この両金型４，５のそれぞれのキャビティ３に面する第１の層には、それぞれ伝熱層７が設けられている。
【００３４】
固定型金型４及び移動型金型５のそれぞれの金型母材４ａ，５ａは、安価な熱間ダイス鋼母材で形成されている。
【００３５】
低伝熱層８は、伝熱層７と金型母材４ａ，５ａ間に介在された断熱ブロック８、８により形成されると共にこの断熱ブロック８、８は、伝熱層７に対応した面に形成されている。
【００３６】
このような構成では、キャビティ３に面する層を、金型母材４ａ，５ａに対して熱伝導率の良い材料からなる伝熱層７にて形成して、この伝熱層７の温度を上昇させることにより、金型本体を形成する金型母材４ａ，５ａ自体ではなく、キャビティ３側の金型温度を上昇させることで溶湯の凝固を遅延させることができ、溶湯から金型Ａへの熱伝達を抑制して、成形機や金型の初期コストと運転コストを抑え、大型でかつ薄肉の成形品であっても精度良く成形することのできるものとなる。
【００３７】
また、図２に示される溶融金属を成形する金型Ａにおいては，両金型４，５を金型母材４ａ、５ａとキャビティ３に面する層とにより形成し、このキャビティ３に面する層を、金型母材４ａ，５ａに対して熱伝導率の良い材料からなる伝熱層７にて形成し、上記金型母材４ａ，５ａを、熱伝導率の悪い材料からなる低伝熱層８として形成している。
【００３８】
このような構成では、低伝熱層８を特別な部材にて形成する必要がなく金型本体を形成する金型母材４ａ，５ａにて低伝熱層８を形成することができ、その構成が簡略化されたものとなる。
キャビティ３に面する伝熱層７の熱伝導率は、金型母材４ａ，５ａの熱伝導率５０Ｗ／ｍ／℃に対して熱伝導率の良い１５０Ｗ／ｍ／℃以上の材料からなることが好ましい。
【００３９】
また伝熱層７に面する低伝熱層８の熱伝導率は、金型母材４ａ，５ａの熱伝導率５０Ｗ／ｍ／℃に対して１５W／ｍ／℃以下の材料からなることが好ましい。
【００４０】
なお図２に示される金型母材４ａ，５ａにて低伝熱層８を形成する構成のものにおいては、この金型母材４ａ，５ａの熱伝導率も上記１５W／ｍ／℃以下の材料からなることが好ましい。
【００４１】
また図１及び図２に示されるキャビティ３に面する伝熱層７は、溶解炉１１の先端に設けられた射出ノズル１２に接触されるように、金型Ａをなす固定型金型４に形成された射出ノズルタッチ部１３の位置まで延長して射出ノズル１２に臨ませて形成している。
【００４２】
成形材料がマグネシュウム合金である場合、成形機には多くのヒータ１４が設けられており、このヒータ１４により、一般に溶解炉１１の中は５００℃〜６００℃、射出ノズル１２は４５０℃以上に保温されている。
【００４３】
伝熱層７は製品を形作るキャビティ３面から射出ノズルタッチ部１３まで臨ませた連続的な層をなしており、射出ノズル１２が金型に接触した際に溶解炉１１の熱を上記射出ノズルタッチ部１３から伝熱層７に伝えることができるようにしてある。
【００４４】
このような構成では、成形機内の溶解炉１１を加熱する熱を利用して、射出ノズル１２に接触される射出ノズルタッチ部１３から伝熱層７を加熱することができて、伝熱層７を加熱するための特別の加熱手段を設ける必要がないものとなり、また熱源が溶湯そのものでないため、溶湯の熱は奪われることなく、熱容量の大きな成形機の溶解炉から継続的かつ安定に熱を供給することができる。
【００４５】
また型開時に金型表面の温度を低下させる際には、溶解炉１１の射出ノズル１２を金型の射出ノズルタッチ部１３から外し、熱が伝わらないようにすることによって成形サイクルを早めることができる。
【００４６】
一方上記伝熱層７に面した低伝熱層８を形成する断熱ブロック８は、チタン合金、ニッケル合金、メタルセラミックス等の群から選ばれるいずれか１つの材料で形成して、より断熱効果を高めるようにしてある。
【００４７】
この断熱ブロック８は、両金型母材４ａ，５ａに対し螺子止め等の固着手段により着脱自在に固着してある。
【００４８】
さらに、キャビティ３に面する伝熱層７は、グラファイト、窒化アルミニュウム、窒化硼素、炭化珪素、酸化ベリリュウム等の群から選ばれるいずれか１つの高熱伝導セラミックスで形成して、より伝熱効果を高めるようにしてある。
【００４９】
この伝熱層７を積層するための手段としては、無機バインダを混入して吹き付ける方法やＰＶＤ，ＣＶＤ等の一般に良く行われる表面コーティング処理がなされる。
【００５０】
この伝熱層７を積層するための表面コーティング処理する基板には、上記低伝熱層８を形成する断熱ブロック８をその基板としてもよく、またライニング板材を設けて、この板材をその表面コーティング処理の基板としてもよい。
【００５１】
また図２に示される伝熱層７は、両金型母材４ａ，５ａ自体に表面コーティング処理がなされる。
【００５２】
このような構造の金型のキャビティ３に溶湯が流れ込むと、キャビティ３表面に設けられている伝熱層７に沿って伝熱され、キャビティ３面は少ない熱量で高温にすることができる。
【００５３】
また、キャビティ３面は熱伝導が良いが、その外周は伝熱層７に面した低伝熱層８に囲まれているため、熱は外部に逃げにくくなり高温を維持してかつ均一になりやすい。そしてキャビティ３面が高温で温度分布が少ないため、温度低下による溶湯の粘度の上昇や早期の凝固が起こりにくく薄肉であっても流動性が長く転写性の良い高品質の成形品が得られる。
【００５４】
（実施の形態２）
図３に示される本実施の形態２の鋳造金型Aは、図１に示される実施の形態１の鋳造金型と同様に、このキャビティに面する伝熱層７は、金型母材４ａ，５ａに対して熱伝導率の良い材料からなる伝熱層７にて形成し、この伝熱層７と金型母材４ａ，５ａの間に形成される層を、金型母材４ａ，５ａに対して熱伝導率の悪い材料からなる低伝熱層８で形成している。
【００５５】
この図３に示される構成においては、伝熱層７と低伝熱層８をなす断熱ブロック８との間であって、固定型金型４と移動型金型５におけるそれぞれの伝熱層７のごく近傍位置に、加熱装置２１を備えている。
【００５６】
この加熱装置２１は、電熱線ヒータや電磁誘導加熱等一般的なものでよく使用されるものでよい。本実施の形態では、瞬時に大量の熱を発生することができる点で、電磁誘導加熱装置が用いられている。
【００５７】
この場合の加熱装置２１は、ライニング板材に伝熱層７を形成したものにおいて、この伝熱層７を形成したライニング板材と低伝熱層８との間にあって、それぞれの両金型４，５における伝熱層７、７のごく近傍位置に設けてある。
【００５８】
この鋳造金型のキャビティ３においては、溶湯が流れ込む直前に金型内の加熱装置を稼動させると、発生した熱は伝わりやすいキャビティ３表面の伝熱層７を伝わりキャビティ３内の温度を上昇させることができる。
【００５９】
このような構成の加熱装置２１では、供給熱量や供給時間を自由に設定できるため、成形品の形状や欠陥の発生に応じた温度コントロールをすることができ、伝熱層７への加熱をより効率よく行うことができる。
【００６０】
この鋳造金型を用いて成形品を製造する方法の場合は、少なくとも１種の金属材料を用いるだけでもよい。
【００６１】
また、この鋳造金型を用いて成形品を製造する方法は、チクソモールド成形機を用いて、マグネシュウム合金、アルミニュウム合金等のいずれかの群から選ばれる金属材料で成形品を製造することができる。
【００６２】
このような方法では、より精度よく加工性のよい成形品を製造することができる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、前記金型のキャビティ部の表面に、金型母材と比べて熱伝導率の良い第1の層が形成され、前記第１の層は、溶解炉の先端に設けられた射出ノズルに接触される金型本体の射出ノズルタッチ部の位置まで形成されているとともに、この第１の層と前記金型母材との間に、前記金型母材と比べて熱伝導率が悪い第２の層が形成され、この第1の層の温度を上昇させることができるので、金型本体を形成する金型母材自体ではなく、この第1の層の温度を上昇させることで溶湯の凝固を遅延させることができ、溶湯から金型への熱伝達を抑制して、成形機や金型の初期コストと運転コストを抑え、大型でかつ薄肉の成形品であっても、温度低下による溶湯の粘度の上昇や早期の凝固が起こりにくく、流動性が長く転写性の良い高品質、高精度の成形品が得られる。さらにこのような構成では、成形機内の溶解炉を加熱する熱を利用して、射出ノズルに接触される射出ノズルタッチ部から第１の層を加熱することができて、第１の層を加熱するための特別の加熱手段を設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す鋳造金型の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の変形例を示す鋳造金型の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す鋳造金型の断面図である。
【図４】従来例を示す鋳造金型の断面図である。
【符号の説明】
３キャビティ
４固定型金型
４ａ金型母材
５移動型金型
５ａ金型母材
７伝熱層
８低伝熱層
１１溶解炉
１２射出ノズル
１３射出ノズルタッチ部
Ａ金型[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a casting mold for molding a metal material and a manufacturing method for manufacturing a molded product using the casting mold.
[0002]
[Prior art]
In general, when casting is performed, a casting mold as shown in FIG. 4 is used. In the casting mold shown in FIG. 4, the mold A is mainly composed of a fixed mold 4 and a movable mold 5, and a cavity 3 is formed between the molds 4 and 5. In FIG. 4, 1 is a gate for the mold, 6 is a runner from the gate 1, and 2 is a gate for the cavity 3.
[0003]
In the case of molding using this casting mold, when the molten metal in which the molding material is in a molten state is poured into the gate 1 from the molding machine, the molten metal passes through the runner 6 of the mold A and the gate 2 of the cavity 3. It flows into the cavity 3. The molten metal is cooled in the cavity 3 to solidify while maintaining a shape corresponding to a predetermined three-dimensional shape provided in the cavity 3, and a mold having a desired shape is obtained by opening the mold A. It is done.
[0004]
When the molding material is, for example, a metal, the molten metal needs to be maintained at a temperature equal to or higher than the melting point of the metal as the molding material or the solidus temperature in the molding machine in order to keep the molten metal in a molten state.
[0005]
For example, when the molding material is a magnesium alloy, the melting furnace of the molding machine is set to 500 ° C. or higher. On the other hand, since the temperature of the mold is generally set at 200 to 300 ° C., when the molten metal forming the molten metal is injected into the cavity, heat release to the mold starts and the temperature of the molten metal itself decreases. This will accelerate the solidification of the molten metal.
[0006]
Although the solidification time of the molten metal is advantageous for shortening the molding cycle, it may cause defects in the molded product, particularly unfilling, hot water boundaries, and hot water wrinkles.
[0007]
When occurrence of defects such as unfilling is predicted, measures are taken to delay the solidification of the molten metal. Since the solidification of the molten metal occurs due to the release of heat from the molten metal to the mold, generally, the heat transfer between the molten metal and the mold is suppressed or the temperature difference between the two is reduced in order to delay.
[0008]
When considering reducing the temperature difference between the molten metal and the mold, the temperature of the molten metal cannot be easily lowered due to problems with the melting point and solidus temperature as physical properties. Attempts have also been made to form the film.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to keep the overall temperature of a mold having a large heat capacity at a high temperature of 300 ° C. or higher, the capacity of the heater to be built in the mold is required to be very large, and the operating cost of the heater is also high. There is a problem that it takes more as much as the set temperature is raised.
[0010]
In the present invention, based on the fact that the amount of heat released from the molten metal to the mold is proportional to the heat transfer coefficient, the contact area, and the temperature difference, the initial cost of the molding machine and mold is reduced by reducing the temperature difference between the molten metal and the mold. An object of the present invention is to provide a casting mold capable of reducing the operating cost and forming a large and thin molded product with high quality and high accuracy.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a casting mold of the present invention according to claim 1 is a mold for molding a molten metal, and has a thermal conductivity higher than that of a mold base material on the surface of a cavity portion of the mold. The first layer is formed up to the position of the injection nozzle touch portion of the mold main body that is in contact with the injection nozzle provided at the tip of the melting furnace . A second layer having a lower thermal conductivity than the mold base material is formed between the first layer and the mold base material.
[0012]
In such a configuration, the first layer facing the cavity is formed of a heat transfer layer made of a material having a higher thermal conductivity than the mold base material, and the temperature of the heat transfer layer is increased. Thus, the solidification of the molten metal can be delayed by raising the mold temperature on the cavity side instead of the mold base material itself, and the second layer has a lower thermal conductivity than the mold base material. This suppresses the heat transfer from the molten metal to the mold, thereby suppressing the initial cost and operating cost of the molding machine and mold, and even if the molded product is large and thin, High-quality and high-precision molded products that are less prone to early solidification, have good fluidity and good transferability can be obtained.
[0020]
Further, in such a configuration, the first layer can be heated from the injection nozzle touch portion that is in contact with the injection nozzle by using heat for heating the melting furnace in the molding machine, and the first layer is heated. There is no need to provide a special heating means.
[0021]
Further, the casting mold of the present invention described in claim 2 is characterized in that a heating device is provided at a position very close to the first layer.
[0022]
In such a configuration, since the heating device can freely set the amount of heat supplied and the supply time, it is possible to control the temperature according to the shape of the molded product and the occurrence of defects, and the heating to the first layer is more efficient. Can be done well.
[0023]
The casting mold of the present invention according to claim 3 is characterized in that the second layer is formed of a material selected from the group consisting of titanium alloy, nickel alloy and metal ceramics.
[0024]
In such a configuration, the second layer is formed of a material selected from the group consisting of a titanium alloy, a nickel alloy, and a metal ceramic, whereby the heat insulation effect can be further enhanced.
[0025]
According to a fourth aspect of the present invention, the casting mold of the present invention is characterized in that the first layer is formed of high thermal conductive ceramics of graphite, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide, and beryllium oxide.
[0026]
In such a configuration, the first layer, graphite, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide, by forming with high thermal conductivity ceramic oxide Beriryuu beam can enhance the heat transfer effect.
[0031]
Further objects and features of the present invention will become apparent from the following detailed description and drawings. Each feature of the present invention can be used alone or in combination in various combinations as much as possible.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, several embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10 for the understanding of the present invention.
[0033]
(Embodiment 1)
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, in a mold A for molding a molten metal, the mold is formed by a mold base material and a plurality of layers facing the cavity 3, and this cavity 3 is formed with a heat transfer layer 7 made of a material having good thermal conductivity with respect to the mold base materials 4a and 5a, and the heat transfer layer 7 and the mold base materials 4a and 5a. The second layer formed between the two is formed of the low heat transfer layer 8 made of a material having a poor thermal conductivity with respect to the mold base materials 4a and 5a. The mold base materials 4a and 5a constitute the main parts of the fixed mold 4 and the movable mold 5 and the first layers facing the cavities 3 of the molds 4 and 5 are respectively formed on the first layers. A heat transfer layer 7 is provided.
[0034]
The mold base materials 4a and 5a of the fixed mold 4 and the movable mold 5 are each formed of an inexpensive hot die steel base material.
[0035]
The low heat transfer layer 8 is formed by heat insulating blocks 8 and 8 interposed between the heat transfer layer 7 and the mold bases 4a and 5a, and the heat insulating blocks 8 and 8 are surfaces corresponding to the heat transfer layer 7. Is formed.
[0036]
In such a configuration, the layer facing the cavity 3 is formed by the heat transfer layer 7 made of a material having good thermal conductivity with respect to the mold base materials 4a and 5a, and the temperature of the heat transfer layer 7 is set. By raising the temperature, the solidification of the molten metal can be delayed by raising the temperature of the mold on the cavity 3 side rather than the mold base materials 4a and 5a forming the mold body itself. Thus, the initial cost and operating cost of the molding machine and the mold can be suppressed, and even a large and thin molded product can be accurately molded.
[0037]
Further, in the mold A for molding the molten metal shown in FIG. 2, both molds 4 and 5 are formed by the mold base materials 4 a and 5 a and the layer facing the cavity 3, and face the cavity 3. The layers are formed by the heat transfer layer 7 made of a material having a good thermal conductivity with respect to the mold base materials 4a and 5a, and the mold base materials 4a and 5a are made of a low transfer material made of a material having a poor heat conductivity. The thermal layer 8 is formed.
[0038]
In such a configuration, it is not necessary to form the low heat transfer layer 8 by a special member, and the low heat transfer layer 8 can be formed by the mold base materials 4a and 5a forming the mold body. The configuration is simplified.
The thermal conductivity of the heat transfer layer 7 facing the cavity 3 is made of a material having a thermal conductivity of 150 W / m / ° C. or higher with good thermal conductivity with respect to the thermal conductivity 50 W / m / ° C. of the mold base materials 4 a and 5 a. Is preferred.
[0039]
Further, the heat conductivity of the low heat transfer layer 8 facing the heat transfer layer 7 may be made of a material of 15 W / m / ° C. or less with respect to the heat conductivity 50 W / m / ° C. of the mold base materials 4a and 5a. preferable.
[0040]
In the structure in which the low heat transfer layer 8 is formed by the mold base materials 4a and 5a shown in FIG. 2, the thermal conductivity of the mold base materials 4a and 5a is also 15 W / m / ° C. or less. It is preferable to consist of materials.
[0041]
Further, the heat transfer layer 7 facing the cavity 3 shown in FIGS. 1 and 2 is placed on the fixed mold 4 constituting the mold A so as to come into contact with the injection nozzle 12 provided at the tip of the melting furnace 11. It extends to the position of the formed injection nozzle touch portion 13 so as to face the injection nozzle 12.
[0042]
When the molding material is a magnesium alloy, the molding machine is provided with a number of heaters 14, and the heaters 14 generally keep the temperature in the melting furnace 11 at 500 ° C. to 600 ° C. and the injection nozzle 12 at 450 ° C. or higher. Has been.
[0043]
The heat transfer layer 7 is a continuous layer facing from the surface of the cavity 3 forming the product to the injection nozzle touch part 13, and when the injection nozzle 12 comes into contact with the mold, the heat of the melting furnace 11 is transferred to the injection nozzle. It can be transmitted from the touch part 13 to the heat transfer layer 7.
[0044]
In such a configuration, the heat transfer layer 7 can be heated from the injection nozzle touch part 13 in contact with the injection nozzle 12 by using heat for heating the melting furnace 11 in the molding machine. It is not necessary to provide special heating means for heating the metal, and since the heat source is not the molten metal, the heat of the molten metal is not taken away, and heat is continuously and stably supplied from the melting furnace of the molding machine having a large heat capacity. Can be supplied.
[0045]
Further, when the temperature of the mold surface is lowered when the mold is opened, the molding cycle can be accelerated by removing the injection nozzle 12 of the melting furnace 11 from the injection nozzle touch part 13 of the mold so that heat is not transmitted. it can.
[0046]
On the other hand, the heat insulation block 8 forming the low heat transfer layer 8 facing the heat transfer layer 7 is formed of any one material selected from the group of titanium alloy, nickel alloy, metal ceramics, etc. I try to increase it.
[0047]
The heat insulating block 8 is detachably fixed to both mold base materials 4a and 5a by fixing means such as screws.
[0048]
Further, the heat transfer layer 7 facing the cavity 3 is formed of any one of high heat conductive ceramics selected from the group of graphite, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide, beryllium oxide, etc. to further enhance the heat transfer effect. It is like that.
[0049]
As a means for laminating the heat transfer layer 7, a commonly performed surface coating process such as a method in which an inorganic binder is mixed and sprayed, PVD, CVD or the like is performed.
[0050]
The substrate for surface coating treatment for laminating the heat transfer layer 7 may be the heat insulating block 8 for forming the low heat transfer layer 8 as the substrate, or a lining plate material is provided, and the plate material is coated with the surface coating. It is good also as a substrate of processing.
[0051]
Further, the heat transfer layer 7 shown in FIG. 2 is subjected to a surface coating process on both mold base materials 4a and 5a themselves.
[0052]
When the molten metal flows into the cavity 3 of the mold having such a structure, heat is transferred along the heat transfer layer 7 provided on the surface of the cavity 3, and the surface of the cavity 3 can be heated to a high temperature with a small amount of heat.
[0053]
The cavity 3 surface has good heat conduction, but its outer periphery is surrounded by a low heat transfer layer 8 facing the heat transfer layer 7, so that heat is difficult to escape to the outside, maintaining high temperature and uniform. Cheap. Since the cavity 3 has a high temperature and a small temperature distribution, a high-quality molded product having a long fluidity and good transferability can be obtained even if the thickness of the cavity 3 is thin due to a rise in the viscosity of the melt due to a temperature drop and early solidification.
[0054]
(Embodiment 2)
The casting mold A of the second embodiment shown in FIG. 3 is similar to the casting mold of the first embodiment shown in FIG. 1 in that the heat transfer layer 7 facing this cavity has a mold base material 4a. , 5a is formed by a heat transfer layer 7 made of a material having a good thermal conductivity, and a layer formed between the heat transfer layer 7 and the mold base materials 4a, 5a is formed as a mold base material 4a, It is formed of a low heat transfer layer 8 made of a material having a lower thermal conductivity than 5a.
[0055]
In the configuration shown in FIG. 3, the heat transfer layer 7 is disposed between the heat transfer layer 7 and the heat insulating block 8 that forms the low heat transfer layer 8, and each of the heat transfer layer 7 in the fixed mold 4 and the movable mold 5. A heating device 21 is provided in a very close position.
[0056]
The heating device 21 may be a commonly used device such as a heating wire heater or electromagnetic induction heating. In this embodiment, an electromagnetic induction heating device is used in that a large amount of heat can be generated instantaneously.
[0057]
In this case, the heating device 21 is formed by forming the heat transfer layer 7 on the lining plate material, and is located between the lining plate material on which the heat transfer layer 7 is formed and the low heat transfer layer 8. The heat transfer layers 7 and 7 in FIG.
[0058]
In the cavity 3 of this casting mold, when the heating device in the mold is operated immediately before the molten metal flows, the generated heat is transferred through the heat transfer layer 7 on the surface of the cavity 3 where it is easy to transfer, and the temperature in the cavity 3 is increased. be able to.
[0059]
In the heating device 21 having such a configuration, the amount of heat to be supplied and the supply time can be freely set. Therefore, the temperature can be controlled according to the shape of the molded product and the occurrence of defects, and the heat transfer layer 7 can be more heated. It can be done efficiently.
[0060]
In the case of a method for producing a molded product using this casting mold, at least one metal material may be used.
[0061]
Moreover, the method of manufacturing a molded product using this casting mold can manufacture a molded product with a metal material selected from any group such as a magnesium alloy and an aluminum alloy using a thixo mold molding machine. .
[0062]
With such a method, it is possible to manufacture a molded product with higher accuracy and better workability.
[0063]
【The invention's effect】
According to the present invention, the first layer having a higher thermal conductivity than the mold base material is formed on the surface of the cavity portion of the mold, and the first layer is provided at the tip of the melting furnace. It is formed up to the position of the injection nozzle touch part of the mold main body that is in contact with the injection nozzle, and the heat conduction between the first layer and the mold base material compared to the mold base material. Since the second layer having a low rate is formed and the temperature of the first layer can be raised, the temperature of the first layer is raised instead of the mold base material itself forming the mold body. This can delay the solidification of the molten metal, suppress the heat transfer from the molten metal to the mold, reduce the initial cost and operating cost of the molding machine and mold, even large and thin molded products High quality with long fluidity and good transferability, with no increase in melt viscosity due to temperature drop and early solidification Precision of the molded article can be obtained. Further, in such a configuration, the first layer can be heated from the injection nozzle touch portion that is in contact with the injection nozzle by using heat for heating the melting furnace in the molding machine, and the first layer is heated. There is no need to provide a special heating means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a casting mold showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a casting mold showing a modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view of a casting mold showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view of a casting mold showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
3 Cavity 4 Fixed mold 4a Mold base 5 Moving mold 5a Mold base 7 Heat transfer layer 8 Low heat transfer layer 11 Melting furnace 12 Injection nozzle 13 Injection nozzle touch part A Mold

Claims

溶融金属を成形する金型において、
前記金型のキャビティ部の表面に、
金型母材と比べて熱伝導率の良い第１の層が形成され、
前記第１の層は、溶解炉の先端に設けられた射出ノズルに接触される金型本体の射出ノズルタッチ部の位置まで形成されているとともに、
前記第１の層と前記金型母材との間に、前記金型母材と比べて熱伝導率が悪い第２の層が形成されていることを特徴とする鋳造金型。In molds for forming molten metal,
On the surface of the cavity of the mold,
A first layer having better thermal conductivity than the mold base material is formed ,
The first layer is formed up to the position of the injection nozzle touch part of the mold body that is in contact with the injection nozzle provided at the tip of the melting furnace,
Wherein between the first layer and the mold base material, a casting mold, characterized in that the thermal conductivity as compared to the mold base material is poor second layer is formed.

前記第１の層のごく近傍位置に、加熱装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の鋳造金型。Casting mold according to claim 1, characterized in that in the immediate vicinity of said first layer, with a heating device.

前記第２の層は、チタン合金、ニッケル合金、メタルセラミックスの群から選ばれる材料で形成したことを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の鋳造金型。The second layer, a titanium alloy, a nickel alloy, casting mold according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the formation of a material selected from the group of metal ceramics.

前記第１の層は、グラファイト、窒化アルミニュウム、窒化硼素、炭化珪素、酸化ベリリュウムの高熱伝導セラミックスで形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋳造金型。The casting mold according to any one of claims 1 to 3 , wherein the first layer is formed of a high thermal conductive ceramic of graphite, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide, or beryllium oxide.