高圧ダイカストとは何ですか?

仕組み

高圧ダイカスト (HPDC) は、大量の油圧下で溶融金属を金型キャビティに押し込む製造プロセスです。金属は高速で金型に充填され、固化が完了するまで頑丈なプレス機によって金型に保持されます。-鋳造品が冷えると、金型が開き、部品が取り出されます。その後、次のサイクルに向けてダイが再び閉じます。工具自体は 2 つの硬化鋼ブロックで構成されており、一緒にクランプされるとキャビティ形状が形成されます。

プロセスの起源

ダイカストは 1800 年代半ばに印刷業界で初めて登場しました。{2}印刷業者は、溶けた鉛-合金を鋼製の型に流し込んで印刷機用の活字を製造していました。そこから、このテクノロジーは他の製造部門に急速に広がりました。 1914 年に、今日でも業界を支配している材料である亜鉛とアルミニウムの合金をプロセスに組み込み始めました。興味深いことに、現在私たちが使用している合金のほとんどは 1930 年代半ばまでにすでに開発されていました。

プロセスの内訳

一般的な HPDC サイクルには、ダイの準備、射出、排出、トリミングという 4 つの主要なステップが含まれます。作成するものに応じて、真空ダイカスト、低速充填技術、半固体金属加工などのバリエーションがあります。-標準プロセスの実行方法は次のとおりです。

金型の準備
各サイクルの前に、オペレータは金型を清掃し、離型剤をスプレーします。離型剤には 2 つの役割があります。-金型の温度を制御し、取り出すときに鋳造品がくっつくのを防ぎます。

金属注入
溶融金属を金型に入れるには 2 つの方法があります。

ホットチャンバーマシン亜鉛、マグネシウム、鉛などの低融点金属に適しています。射出機構は溶融金属浴内に浸漬されたままになります。プランジャーが金属をグースネックから金型に押し込みます。-システム全体が高温になります。

コールドチャンバーマシンアルミニウムや真鍮などの高融点材料を扱います。金属を取鍋で取り出すか、別のショットスリーブに流し込み、油圧ラムで金型に押し込みます。これらは水平または垂直に設置できます。マグネシウムはどちらの方法でも使用できますが、コールド チャンバー機械にはサイズの制約があるため、小型で複雑な部品にはホット チャンバーの方が適している傾向があります。

通常、射出圧力は 1,500 ～ 25,000 PSI の範囲で実行され、充填はほんの数秒で行われます。凝固中の圧力下でダイはしっかりとロックされた状態を維持する必要があります。-これにより、閉じ込められたガスが圧縮され、金属が冷えるときの収縮が補償されます。最新の機械は、すべてを結合するために最大 4,000 トンのクランプ力を発揮できます。

取り出しとトリミング
金属が完全に固まると、エジェクターピンが鋳物をキャビティから押し出します。これらのピンは通常、ダイの可動側の半分に組み込まれており、部品の損傷を避けるように配置されています。最後のステップは、ゲート、ランナー、フラッシュをトリミングすることです。これはトリムダイまたは鋸を使用して行われます。スクラップ材料は通常、次のバッチの炉にすぐに戻されます。

HPDC が使用される理由

他の鋳造方法と比較して、高圧ダイカストにはいくつかの大きな利点があります。

生産速度は低圧鋳造や重力鋳造を超えています。高速射出は、部品を迅速に生産できることを意味します。これが、HPDC が大量生産の主流となっている理由です。-

寸法精度、表面仕上げが良好です。多くの部品は二次加工を行わずに直接組み立てられるため、時間とコストの両方を節約できます。滑らかな表面はメッキの馴染みも良好です。さらに、部品全体にわたって一貫した微細構造と堅牢な機械的特性が得られます。

壁のセクションは場合によっては 0.40 mm 以下まで非常に薄くなります。{0}}これは、他の鋳造プロセスで実際に行われる厚さよりも薄いです。薄壁により重量が軽減され、注入中にねじ付きインサート、ブッシュ、その他のハードウェアを鋳造できるため、下流の組み立て作業が軽減されます。

ツーリングの柔軟性は、複雑な形状をワンショットで鋳造できることを意味します。また、ダイカスト金型は長期間使用できるため、工具のコストが膨大な数の部品で償却され、単価が下がります。

適用される場所

自動車
これは HPDC にとってこれまでのところ最大の市場です。エンジン ブロック、トランスミッション ハウジング、オイル パン、ブラケット、サブフレームなどの構造部品はすべて、アルミニウムまたはマグネシウム合金のダイカストで作られています。

医療機器
外科器具、輸液ポンプ、画像機器のハウジングには、軽量かつ大量生産のためにダイカストが利用されています。{0}}

航空宇宙
航空宇宙産業は複雑で精密なコンポーネントを必要とし、HPDC の自動化機能と厳しい公差はその要件に適合します。アルミニウムおよびマグネシウム合金のエンジン部品は、通常、ダイカスト工程で製造されます。