JP4276899B2

JP4276899B2 - Water-soluble release agent coating method, water-soluble lubricant coating method, and coating control mechanism

Info

Publication number: JP4276899B2
Application number: JP2003173329A
Authority: JP
Inventors: 智史大津; 康生近藤
Original assignee: 株式会社花野
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2023-06-18
Also published as: JP2005007420A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイカスト作業において金型内面に水溶性離型剤を塗布する方法、及び、ダイカスト作業においてプランジャー機構の潤滑部に水溶性潤滑剤を塗布する方法、更には、それらの塗布を制御する塗布制御機構、に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ダイカスト作業は、プランジャーチップとスリーブとで構成されるプランジャー機構によって、溶融金属（以下、溶湯と称する）を金型内に高圧で射出して、金型のキャビティ内で溶湯を所定形状のダイカスト製品に成形するものであるが、高品質の製品を得るため及び作業の円滑を図るために、次のような塗布作業を施している。
（１）プランジャー機構の潤滑部に、潤滑の円滑を図るために、潤滑剤を塗布する。
（２）ダイカスト製品の金型からの型離れを良くするために、金型内に溶湯が射出される前に、金型内面に離型剤を塗布する。
【０００３】
上記塗布作業では、必要な部位に適切な量の離型剤被膜及び潤滑剤被膜が形成される必要がある。何故なら、被膜が不足している場合には、溶湯の焼付や潤滑部の磨耗が発生し、被膜が過剰である場合には、製品に着色や鋳巣という不良が発生するからである。
【０００４】
ところで、水溶性離型剤は、金型が高温になるほど付着性が低下するという特性を有している。このような特性は、ライデンフロスト現象によるものと理解されている。ライデンフロスト現象とは、水溶性離型剤のスプレー液滴が金型から熱を受けて蒸発して蒸気膜を形成し、この蒸気膜が後続のスプレー液滴の金型への接触を阻害するというものである。蒸気膜は金型が高温であるほど強度が高くなる。水溶性潤滑剤も、同様の現象により、スリーブが高温になるほど付着性が低下するという特性を有している。水溶性離型剤及び水溶性潤滑剤の付着性が低下すると、上記被膜不足が生じ、上述したような問題が発生する。
【０００５】
上述したライデンフロスト現象を打開するために、従来では、次のような方法を実施していた。
（ａ）水溶性離型剤等を高温部位に長時間又は多量にスプレーして該部位の表面温度を下げることにより、蒸気膜を消滅させたり弱めたりする。
（ｂ）スプレー圧力を高くすることにより、スプレー液滴を蒸気膜に打ち勝たせて金型等に接触させる。
【０００６】
【非特許文献１】
古川、「離型剤のミスト化による高奪熱、高付着化スプレーの開発」
、鋳造工学会、ダイカスト研究部会、２００１年１２月７日
【非特許文献２】
S.Chhabra 他、「水溶性離型剤のスプレーによるダイカスト金型の冷
却と離型に関する研究」、DIE CASTING ENGINEER、１９９３年１月、
２月、２４頁
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記（ａ）の方法では、水溶性離型剤等の多くが、実質的には冷却のために使用されることとなり、離型剤等としては使用されないまま廃棄されてしまい、非経済的である。しかも、廃液の回収・処理の設備が必要となり、コスト高となる。
【０００８】
また、低温部位の温度まで必要以上に降下させてしまい、水残りによる鋳巣の発生、湯回り不良、油じわ等の不具合が発生する恐れがある。
【０００９】
上記（ｂ）の方法では、スプレー圧を高めるための装置に費用がかかる。また、スプレー圧を高くしすぎると、スプレーポイント以外への離型剤等の飛散が激しくなり、作業環境が悪化する。
【００１０】
更に、上記（ａ），（ｂ）の方法は、いずれも、離型剤等を連続して１回だけスプレーするものであるが、未だ、上記被膜不足を充分には解消できていなかった。また、非特許文献１、２における提案は具体性に乏しかった。
【００１１】
本発明は、従来に比して少量の水溶性離型剤及び水溶性潤滑剤を塗布するだけで上記被膜不足を充分に解消できる、塗布方法を提供すること、及び、該塗布方法を実施するための塗布制御機構を提供すること、を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、ダイカスト作業において、金型内面に水溶性離型剤を塗布する方法であって、金型内面に水溶性離型剤を所定時間だけ連続して所定スプレー圧で１回だけスプレーした場合には、一定以上の離型効果を得るために第１所定量の水溶性離型剤が必要である場合において、水溶性離型剤を間欠的に上記所定スプレー圧で２回以上スプレーするものであり、１回当りのスプレー量とスプレー回数とを、両者の積である全スプレー量が第１所定量の同等以下となるように設定し、水溶性離型剤のスプレーとスプレーとの間の休止期間に、金型内面にエアーを吹付けるようにしたことを特徴としている。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、１回当りのスプレー量とスプレー回数とを、両者の積である全スプレー量が第１所定量の３／１０〜８／１０の範囲内となるように設定したものである。
【００１４】
【００１５】
請求項３記載の発明は、ダイカスト作業において、プランジャー機構の潤滑部に水溶性潤滑剤を塗布する方法であって、潤滑部に水溶性潤滑剤を所定時間だけ連続して所定スプレー圧で１回だけスプレーした場合には、一定以上の潤滑効果を得るために第１所定量の水溶性潤滑剤が必要である場合において、水溶性潤滑剤を間欠的に上記所定スプレー圧で２回以上スプレーするものであり、１回当りのスプレー量とスプレー回数とを、両者の積である全スプレー量が第１所定量の同等以下となるように設定し、水溶性潤滑剤のスプレーとスプレーとの間の休止期間に、潤滑部へエアーを吹付けるようにしたことを特徴としている。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、１回当りのスプレー量とスプレー回数とを、両者の積である全スプレー量が第１所定量の６／１０〜８／１０の範囲内となるように設定したものである。
【００１７】
【００１８】
請求項５記載の発明は、ダイカスト作業において、水溶性離型剤又は水溶性潤滑剤を間欠的に２回以上スプレーさせる、塗布制御機構であって、水溶性離型剤又は水溶性潤滑剤をエアーと混合してミスト化してエアーと共に噴出させるスプレーヘッドに、第１開閉手段、第２開閉手段、及び、開閉制御手段を設けて構成されており、第１開閉手段が水溶性離型剤又は水溶性潤滑剤の流路の上流に設けられており、第２開閉手段がエアーの流路の上流に設けられており、開閉制御手段が、第１開閉手段を開閉作動するよう且つ第２開閉手段を開状態に維持するよう制御するようになっていることを特徴としている。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、第１開閉手段及び／又は第２開閉手段が、貫通孔を有する円柱体を回転させることにより開閉を行う機構を使用したものである。
【００１９】
ちなみに、従来方法による水溶性離型剤等の付着機構は、次の（ｉ）〜（vii）の工程を経るものと考えられる。
（ｉ）離型剤等が、スプレー液滴となって、金型等に接近する。
（ii）蒸気膜は未だ存在していないので、スプレー液滴はそのまま金型等に衝突する。
（iii）スプレー液滴は、衝突直後に金型等から熱を受け、一部が蒸発して、離型剤等の被膜を形成する。それとともに、蒸気膜が発生する。
（iv）金型等がかなりの高温である場合には、蒸気膜の強度が高いため、後続のスプレー液滴の金型等への接触が蒸気膜によって妨げられる。
（ｖ）その結果、後続のスプレー液滴と金型等との熱交換が不充分となり、該スプレー液滴は離型剤等の被膜を形成しないまま飛散する。
（vi）しかながら、熱交換が不充分な状態であっても、金型等の表面温度は時間の経過とともに徐々に低下するので、表面温度が離型剤等の濡れ温度になると、熱交換が起こるようになり、スプレー液滴により離型剤等の被膜が形成される。
（vii）更に、金型等の表面温度が低下すると、スプレー液滴の水分は蒸発しなくなり、離型剤等の被膜は形成されないこととなり、離型剤等の付着性は大きく低下する。
このように、従来方法においては、離型剤等の付着効果を悪くする原因となる（iv）及び（ｖ）の段階が存在していた。
【００２０】
本発明の塗布方法においては、離型剤等を間欠的に２回以上スプレーしているので、スプレーとスプレーとの間に離型剤等をスプレーしない休止期間が存在している。そのため、休止期間において、（iii）で発生した蒸気膜の拡散が進行する。即ち、休止期間において、蒸気膜が弱まり又は消滅する。従って、（iv）における蒸気膜による接触妨害は、弱まり又は解消する。よって、後続のスプレーによるスプレー液滴が金型等に充分に接触し、離型剤等の被膜が順調に形成されていく。即ち、離型剤等の付着効果が向上する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の実験例を示す。
（本実験例１〜１０及び比較実験例１）
実験は図１に示す実験装置１０を用いて行った。装置１０は、希釈された水溶性離型剤をエアーと混合してミスト化してエアーと共にテストピース１表面に向けて噴出させるスプレーヘッド２と、テストピース１を任意の温度に加熱するヒーター３と、を備えている。スプレーヘッド２におけるエアーは、水溶性離型剤をミスト化すること、及び、該ミストをテストピース１表面に運ぶこと、に使用される。スプレーヘッド２とテストピース１との間は所定距離Ｌだけ離されている。
【００２２】
実験は次のように行った。即ち、比較実験例１として、第１所定量の水溶性離型剤を、スプレーヘッド２からテストピース１に向けて、第１所定時間だけ連続して所定スプレー圧で１回だけスプレーした。これは、従来方法である。一方、本実験例１〜１０として、水溶性離型剤を、スプレーヘッド２からテストピース１に向けて、間欠的に上記所定スプレー圧で２回以上スプレーした。ここで、「間欠的に」スプレーするとは、スプレーとスプレーとの間にスプレーしない休止期間を置きながらスプレーを繰り返すことを意味する。なお、本実験例においては、１回当りのスプレー量とスプレー回数とを、両者の積である全スプレー量が第１所定量の３／１０〜８／１０の範囲内となるように設定した。また、本実験例においては、全スプレー作業中におけるエアーの吹付けを２種類に設定した。即ち、エアーの吹付けをスプレー時のみ行う場合（即ち、上記休止期間にはエアーを吹付けない場合）と、スプレー時だけでなく上記休止期間もエアーを吹付ける場合と、である。
【００２３】
具体的条件は、下記の通りである。
［具体的条件］
・実験装置１０…縦型付着重量測定装置
（プレックスエンジニアリング株式会社製）
・スプレーヘッド２…製品名「ＧＲＳＨ−２２」
（プレックスエンジニアリング株式会社製）
・テストピース１…ＳＵＳ３０４（寸法：１００×１００×１．５ｍｍ）
・距離Ｌ…２００ｍｍ
・水溶性離型剤…製品名「グラフェースＴＸ−２」（花野商事株式会社製）
・希釈倍率…５０倍
・スプレー作業
・スプレー圧…０．１２ＭＰａ
・エアー圧…０．２ＭＰａ
・その他…表１に示す通り。
【００２４】
【表１】

【００２５】
表１の内容は、次の通りである。
なお、本実験例１〜５は、実質的には比較実験例である。
比較実験例１においては、希釈された水溶性離型剤４０．０ｍｌを６．０秒間連続して１回スプレーしている。従って、全スプレー量は４０．０ｍｌである。連続してスプレーしているから、当然に休止期間は無い。従って、全スプレー作業時間は６．０秒間である。そして、付着率を、テストピース１の設定温度別に求めており、例えば２００℃では３．４％となっている。なお、設定温度は、２００℃、２５０℃、３００℃、３５０℃とした。
【００２６】
本実験例１においては、希釈された水溶性離型剤４．０ｍｌを０．２秒間の休止期間を置きながら８回スプレーしている。その際、休止期間にはエアーを吹付けないこととしている。１回当りのスプレー時間は０．６秒間である。従って、本実験例１における全スプレー作業時間は、０．６秒間×８＋０．２秒間×７＝６．２秒間であり、全スプレー量は３２ｍｌである。
【００２７】
本実験例２〜５は、本実験例１と同様に理解される。但し、本実験例１〜５では、休止期間にエアーを吹付けていない。本実験例６〜１０は、休止期間にもエアーを吹付けることとしており、その他は本実験例１〜５とそれぞれ同じである。
【００２８】
付着率とは、テストピース１に実際に付着した水溶性離型剤の有効成分の量を全スプレー量に含まれる水溶性離型剤の有効成分の量で除して求められたものであり、％で表わしている。
【００２９】
表１からわかるように、本実験例１〜１０では、全スプレー量が比較実験例１の場合に比して少量であるにも拘わらず、付着率が全ての設定温度にて向上している。従って、本発明によれば、水溶性離型剤の使用量を低減できるとともに、従来以上の付着効果を得ることができる。
【００３０】
しかも、本実験例２〜５、７〜１０では、全スプレー作業時間が比較実験例１の場合に比して短くなっている。従って、本発明によれば、全スプレー作業時間を従来に比して短縮でき、ひいては、ダイカスト作業時間全体を短縮できる。
【００３１】
更に、本実験例１〜５と本実験例６〜１０とを比較してみると、本実験例６〜１０の方が付着率が高くなっている。即ち、休止期間にエアーを吹付けた場合の方が、吹付けない場合に比して、付着率が高くなっている。従って、本発明によれば、休止期間にエアーを吹付けることにより、付着率をより高めることができる。
【００３２】
次に、本発明の実施例を示す。
（実施例１，２及び比較例１）
実機であるダイカストマシンにおいて、本発明の水溶性離型剤の塗布方法を実施した。比較例１は比較実験例１と同様の方法で行い、実施例１、２は実験例６〜１０と同様の方法で行った。具体的条件は、次の通りである。
［具体的条件］
・ダイカストマシン…宇部製ダイカストマシン（型締圧力３５０トン）
・金型…Ｎｏ．６テスト型
・ダイカスト製品…図２に示す形状のものである。（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
・溶湯温度…６８０℃
・水溶性離型剤…製品名「グラフェースＴＸ−２」（花野商事株式会社製）
・希釈倍率…１００倍
・スプレー作業
・スプレー圧…２．７ｋｇ
・エアー圧…４．０ｋｇ
・その他…表２に示す通り。
【００３３】
【表２】

【００３４】
［評価方法］
ダイカスト製品の押出し力と、入れ子ピンの焼付状態とで、評価した。
押出し力は、次のようにして測定した。即ち、表２に示す比較例１の条件で５０ショットのダイカストを行い、それによって金型温度を安定化させ、その後、表２に示す比較例１及び実施例１、２の条件でそれぞれ３０ショットのダイカストを行い、比較例１及び実施例１、２についてそれぞれ２１〜３０ショットの押出し力を測定してその平均を求めた。押出し力の測定は、図３に示す押出し力測定機構により行った。この測定機構は、可動金型４１を貫通している押出しピン４２を押出し板４３で押すことによりダイカスト製品４４を型離れさせる際の押出し力をロードセル４５で測定するようになっている。
【００３５】
表２において、入れ子ピンの焼付状態の評価は、◎：優、○：良、△：可で示した。表２からわかるように、実施例１、２では、押出し力が比較例１に比してかなり小さい。また、入れ子ピンの焼付状態も、比較例１に比して良好である。それ故、実施例１、２では、比較例１に比して、離型効果が優れている。従って、本発明によれば、実機においても実験例と同様の効果を得ることができる。
【００３６】
（本実験例１１〜１４及び比較実験例２）
実験装置１０を用いて、本実験例１〜１０及び比較実験例１で述べた水溶性離型剤の場合と同様に、水溶性潤滑剤についても、実験を行った。なお、本実験例では、全スプレー量が第１所定量の６／１０〜８／１０の範囲内となるよう設定した。具体的条件は、次の通りである。
【００３７】
［具体的条件］
・実験装置１０…縦型付着重量測定装置
（プレックスエンジニアリング株式会社製）
・スプレーヘッド２…製品名「ＨＧＳＶ」
（なお、ノズルとして製品名「ＣＴ−１」を使用）
（プレックスエンジニアリング株式会社製）
・テストピース１…ＳＵＳ３０４（寸法：１００×１００×３ｍｍ）
・距離Ｌ…２１０ｍｍ
・水溶性潤滑剤…グラフェースＳＰ−３５（花野商事株式会社製）。
原液使用。
・スプレー作業
・スプレー圧…０．２０ＭＰａ
・エアー圧…０．１５ＭＰａ
・その他…表３に示す通り。
【００３８】
【表３】

【００３９】
表３の内容は、次の通りである。
なお、本実験例１１、１２は、実質的には比較実験例である。
比較実験例２においては、水溶性潤滑剤２．０ｍｌを２．０秒間連続して１回スプレーしている。従って、全スプレー量は２．０ｍｌである。連続してスプレーしているから、当然に休止期間は無い。従って、全スプレー作業時間は２．０秒間である。そして、付着率を、テストピース１の設定温度別に求めており、例えば２００℃では３７．５％となっている。なお、設定温度は、２００℃、２５０℃、３００℃とした。
【００４０】
本実験例１１においては、水溶性潤滑剤０．２ｍｌを０．１秒間の休止期間を置きながら８回スプレーしている。その際、休止期間にはエアーを吹付けないこととしている。１回当りのスプレー時間は０．２秒間である。従って、本実験例１１における全スプレー作業時間は、０．２秒間×８＋０．１秒間×７＝２．３秒間であり、全スプレー量は１．６ｍｌである。
【００４１】
本実験例１２〜１４は、本実験例１１と同様に理解される。但し、本実験例１３、１４は、休止期間にもエアーを吹付けることとしている。
【００４２】
付着率とは、テストピース１に実際に付着した水溶性潤滑剤の有効成分の量を全スプレー量に含まれる水溶性潤滑剤の有効成分の量で除して求められたものであり、％で表わしている。
【００４３】
表３からわかるように、本実験例１１〜１４では、全スプレー量が比較実験例２の場合に比して少量であるにも拘わらず、付着率が全ての設定温度にて向上している。従って、本発明によれば、水溶性潤滑剤の使用量を低減できるとともに、従来以上の付着効果を得ることができる。
【００４４】
しかも、本実験例１２、１４では、全スプレー作業時間が比較実験例２の場合に比して短くなっている。従って、本発明によれば、全スプレー作業時間を従来に比して短縮でき、ひいては、ダイカスト作業時間全体を短縮できる。
【００４５】
更に、本実験例１１、１２と本実験例１３、１４とを比較してみると、本実験例１３、１４の方が付着率が高くなっている。即ち、休止期間にエアーを吹付けた場合の方が、吹付けない場合に比して、付着率が高くなっている。従って、本発明によれば、休止期間にエアーを吹付けることにより、付着率をより高めることができる。
【００４６】
（塗布制御機構）
本発明の塗布方法は、公知のスプレーヘッドに塗布制御機構を設けることによって実施される。塗布制御機構は、例えば水溶性離型剤を塗布する場合には、次のようになっている。即ち、実験例で用いたようなスプレーヘッドに、第１開閉手段、第２開閉手段、及び、開閉制御手段を設けて構成されており、第１開閉手段が水溶性離型剤の流路の上流に設けられており、第２開閉手段がエアーの流路の上流に設けられており、開閉制御手段が、（ａ）第１開閉手段を開閉作動するよう且つ第２開閉手段を開状態に維持するよう制御するようになっている。なお、開閉制御手段は、（ｂ）第１開閉手段及び第２開閉手段を同期させて開閉作動するよう制御してもよい。
【００４７】
第１、第２開閉手段としては、電磁弁を使用できる。その他にも、貫通孔を有する円柱体を回転させることにより開閉を行う機構を使用できる。しかし、これらに限るものではない。
【００４８】
開閉制御手段が、上記（ａ）のように制御を行うと、エアーが常時噴出されると共に、該エアーに水溶性離型剤が間欠的に混合されて噴出されることとなるので、本実験例６〜１０、１３、１４が実行される。即ち、休止期間にもエアーが吹付けられる。
【００４９】
一方、開閉制御手段が、上記（ｂ）のように制御を行うと、エアー及び該エアー混合された水溶性離型剤が間欠的に噴出されることとなるので、本実験例１〜５、１１、１２が実行される。即ち、休止期間にはエアーは吹付けられない。
【００５０】
（別の実施例）
（１）水溶性離型剤の場合では、実機においても実験例と同様の効果を得ることができたが、水溶性潤滑剤の場合でも、同様に、実機においても実験例と同様の効果を得ることができる。従って、本発明によれば、水溶性潤滑剤の使用量を低減できるとともに、従来以上の付着効果を得ることができ、よって、従来以上の潤滑効果を得ることができる。
【００５１】
（２）実施例１、２では、休止期間のエアー吹付けが「有」となっているが、「無」であっても、比較例１よりは良好な離型効果を得ることができる。このことは、本実験例１〜５から明らかである。
【００５２】
（３）休止期間におけるエアーの吹付けを、別のノズルから行うようにしてもよい。
【００５３】
（４）本実験例１〜１４では全スプレー量が第１所定量より少なく設定されているが、全スプレー量が第１所定量と同等であっても、同様の効果が得られる。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、水溶性離型剤の使用量を従来よりも増すことなく、従来以上の付着効果を得ることができ、従って、従来以上の離型効果を得ることができる。
しかも、休止期間にエアーを吹付けることにより、付着率をより高めることができ、より優れた付着効果を得ることができる。
【００５５】
請求項２記載の発明によれば、従来に比して少量の水溶性離型剤によって従来以上の付着効果を得ることができ、従って、水溶性離型剤の使用量を低減できるとともに従来以上の離型効果を得ることができる。
【００５６】
【００５７】
請求項３記載の発明によれば、水溶性潤滑剤の使用量を従来よりも増すことなく、従来以上の付着効果を得ることができ、従って、従来以上の潤滑効果を得ることができる。
しかも、休止期間にエアーを吹付けることにより、付着率をより高めることができ、より優れた付着効果を得ることができる。
【００５８】
請求項４記載の発明によれば、従来に比して少量の水溶性潤滑剤によって従来以上の付着効果を得ることができ、従って、水溶性潤滑剤の使用量を低減できるとともに従来以上の潤滑効果を得ることができる。
【００５９】
【００６０】
請求項５記載の発明によれば、水溶性離型剤又は水溶性潤滑剤を間欠的にスプレーすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗布方法に用いる実験装置を示す正面略図である。
【図２】本発明の水溶性離型剤の塗布方法を採用してダイカストマシンで製作されるダイカスト製品を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】金型からのダイカスト製品の押出し力を測定する機構を示す縦断面略図である。
【符号の説明】
２スプレーヘッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for applying a water-soluble release agent to the inner surface of a mold in a die-casting operation, a method for applying a water-soluble lubricant to a lubrication part of a plunger mechanism in a die-casting operation, and further controlling the application thereof. This relates to a coating control mechanism.
[0002]
[Prior art]
The die casting operation is performed by injecting molten metal (hereinafter referred to as molten metal) into a mold at a high pressure by a plunger mechanism composed of a plunger tip and a sleeve, and the molten metal is formed into a predetermined shape in the cavity of the mold. Although it is molded into a die-cast product, the following coating operation is performed in order to obtain a high-quality product and to facilitate the operation.
(1) Apply a lubricant to the lubrication part of the plunger mechanism in order to achieve smooth lubrication.
(2) In order to improve the separation of the die-cast product from the mold, a mold release agent is applied to the inner surface of the mold before the molten metal is injected into the mold.
[0003]
In the coating operation, it is necessary to form an appropriate amount of a release agent film and a lubricant film at a necessary site. This is because when the coating is insufficient, the molten metal is baked or the lubrication part is worn, and when the coating is excessive, the product is defective such as coloring or casting.
[0004]
By the way, a water-soluble mold release agent has the characteristic that adhesiveness falls, so that a metal mold | die becomes high temperature. Such characteristics are understood to be due to the Leidenfrost phenomenon. Leidenfrost phenomenon is that water-soluble release agent spray droplets receive heat from the mold and evaporate to form a vapor film, which inhibits subsequent spray droplets from contacting the mold. That's it. The strength of the vapor film increases as the mold temperature rises. The water-soluble lubricant also has a characteristic that the adhesiveness decreases as the temperature of the sleeve increases due to the same phenomenon. When the adhesion of the water-soluble mold release agent and the water-soluble lubricant is lowered, the above-mentioned film shortage occurs and the above-described problems occur.
[0005]
In order to overcome the above-mentioned Leidenfrost phenomenon, conventionally, the following method has been implemented.
(A) The vapor film is extinguished or weakened by spraying a water-soluble release agent or the like on a high temperature site for a long time or in a large amount to lower the surface temperature of the site.
(B) By increasing the spray pressure, spray droplets are overcome by the vapor film and brought into contact with a mold or the like.
[0006]
[Non-Patent Document 1]
Furukawa, "Development of spray with high heat removal and high adhesion by misting mold release agent"
, Foundry Engineering Society, Die Casting Research Group, December 7, 2001 [Non-Patent Document 2]
S.Chhabra et al., “Die-cast mold cooling by spraying water-soluble mold release agent.
Research on rejection and mold release ", DIE CASTING ENGINEER, January 1993,
February, p. 24 [0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the method (a), many of the water-soluble release agents and the like are substantially used for cooling, and are discarded as unused as release agents, which is uneconomical. is there. In addition, a waste liquid recovery / treatment facility is required, which increases costs.
[0008]
In addition, the temperature is lowered more than necessary to the temperature of the low temperature region, and there is a possibility that defects such as generation of a cast hole due to water residue, poor hot water and oil wrinkles may occur.
[0009]
In the method (b), a device for increasing the spray pressure is expensive. On the other hand, if the spray pressure is too high, the release agent or the like is scattered more than the spray point, and the working environment is deteriorated.
[0010]
Furthermore, in both methods (a) and (b), the release agent or the like is sprayed only once in a continuous manner, but the above-mentioned film shortage has not been sufficiently solved. In addition, the proposals in Non-Patent Documents 1 and 2 were poor in concreteness.
[0011]
The present invention provides a coating method capable of sufficiently eliminating the above-mentioned film shortage by simply applying a small amount of a water-soluble release agent and a water-soluble lubricant as compared with the prior art, and implements the coating method. It is an object of the present invention to provide a coating control mechanism for the purpose.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1, wherein, in the die casting operation, a method of applying a water-soluble mold release agent to the mold inner surface, own the water-soluble mold release agent to the mold inner surface constant time only continuously at a predetermined spray pressure In the case of spraying only once, when a first predetermined amount of water-soluble release agent is necessary in order to obtain a release effect of a certain level or higher, the water-soluble release agent is intermittently applied at the predetermined spray pressure. The spray amount per spray and the number of sprays are set so that the total spray amount, which is the product of both, is equal to or less than the first predetermined amount . It is characterized in that air is blown to the inner surface of the mold during a pause period between sprays .
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the spray amount per spray and the number of sprays are a product of both, and the total spray amount is 3/10 to 8/10 of the first predetermined amount. It is set to be within the range.
[0014]
[0015]
According to a third aspect of the invention, the die casting operation, a method of applying a water-soluble lubricant to the lubrication of the plunger mechanism, only Jo Tokoro time a water soluble lubricant to the lubrication unit continuously at a predetermined spray pressure When spraying only once, when a first predetermined amount of water-soluble lubricant is required to obtain a certain level of lubrication effect, the water-soluble lubricant is intermittently applied at the predetermined spray pressure twice or more. is intended to spray the spray amount and spray times per once, the total spray weight which is in both the product is set to be equal to or less than the first predetermined amount, the spray and spray of the water-soluble lubricant It is characterized in that air is blown to the lubrication part during the rest period .
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, the spray amount per spray and the number of sprays are the product of both, and the total spray amount is a first predetermined amount of 6/10 to 8/10. It is set to be within the range.
[0017]
[0018]
The invention according to claim 5 is an application control mechanism in which a water-soluble mold release agent or a water-soluble lubricant is intermittently sprayed twice or more in a die casting operation, and the water-soluble mold release agent or the water-soluble lubricant is applied. A spray head that is mixed with air to form a mist and is ejected together with air is provided with a first opening / closing means, a second opening / closing means, and an opening / closing control means, and the first opening / closing means is a water-soluble release agent or Provided upstream of the water-soluble lubricant flow path, the second opening / closing means is provided upstream of the air flow path, and the opening / closing control means opens and closes the first opening / closing means and performs the second opening / closing operation. It is characterized that it is so that Gyosu braking to maintain the unit in the open state.
The invention according to claim 6 is the invention according to claim 5, wherein the first opening / closing means and / or the second opening / closing means uses a mechanism for opening and closing by rotating a cylindrical body having a through hole. .
[0019]
Incidentally, the adhesion mechanism of a water-soluble release agent or the like by the conventional method is considered to go through the following steps (i) to (vii).
(I) The release agent or the like becomes spray droplets and approaches the mold or the like.
(Ii) Since the vapor film does not yet exist, the spray droplet directly collides with the mold or the like.
(Iii) The spray droplets receive heat from the mold or the like immediately after the collision, and part of the spray droplets evaporate to form a film such as a release agent. At the same time, a vapor film is generated.
(Iv) When the mold or the like is at a considerably high temperature, the vapor film has high strength, so that the subsequent spray droplets are prevented from coming into contact with the mold or the like.
(V) As a result, heat exchange between the subsequent spray droplets and the mold becomes insufficient, and the spray droplets scatter without forming a film such as a release agent.
(Vi) However, even if the heat exchange is inadequate, the surface temperature of the mold and the like gradually decreases with time, so when the surface temperature reaches the wetting temperature of the release agent, etc., the heat exchange And a film such as a release agent is formed by the spray droplets.
(Vii) Further, when the surface temperature of the mold or the like decreases, the moisture of the spray droplets does not evaporate, and a film such as a release agent is not formed, and the adhesion of the release agent or the like is greatly reduced.
As described above, in the conventional method, the steps (iv) and (v) that cause the adhesion effect of the release agent or the like to deteriorate are present.
[0020]
In the coating method of the present invention, since the release agent or the like is sprayed twice or more intermittently, there is a rest period in which the release agent or the like is not sprayed between sprays. Therefore, the diffusion of the vapor film generated in (iii) proceeds during the rest period. That is, the vapor film weakens or disappears during the rest period. Therefore, the contact obstruction by the vapor film in (iv) is weakened or eliminated. Therefore, the spray droplets from the subsequent spray sufficiently come into contact with the mold or the like, and a film such as a release agent is smoothly formed. That is, the adhesion effect of the release agent and the like is improved.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, an experimental example of the present invention is shown.
(This Experimental Example 1-10 and Comparative Experimental Example 1)
The experiment was performed using the experimental apparatus 10 shown in FIG. The apparatus 10 includes a spray head 2 that mixes a diluted water-soluble release agent with air to form a mist, and jets the diluted water-soluble release agent toward the surface of the test piece 1 together with air, and a heater 3 that heats the test piece 1 to an arbitrary temperature. It is equipped with. The air in the spray head 2 is used to mist the water-soluble release agent and to transport the mist to the surface of the test piece 1. The spray head 2 and the test piece 1 are separated by a predetermined distance L.
[0022]
The experiment was performed as follows. That is, as Comparative Experimental Example 1, a first predetermined amount of the water-soluble release agent was sprayed from the spray head 2 toward the test piece 1 only once at a predetermined spray pressure continuously for a first predetermined time. This is a conventional method. On the other hand, as Experimental Examples 1 to 10, the water-soluble release agent was sprayed twice or more intermittently from the spray head 2 toward the test piece 1 at the predetermined spray pressure. Here, “intermittently” spraying means repeating spraying with a non-spraying period between sprays. In this experimental example, the spray amount per spray and the number of sprays were set so that the total spray amount, which is the product of both, was within the range of 3/10 to 8/10 of the first predetermined amount. . In this experimental example, two types of air blowing during the entire spraying operation were set. That is, when air is sprayed only during spraying (that is, when air is not sprayed during the pause period) and when air is blown during the pause period as well as during spraying.
[0023]
Specific conditions are as follows.
[Specific conditions]
・ Experimental device 10: Vertical adhesion weight measuring device
(Plex Engineering Co., Ltd.)
・ Spray head 2 ... Product name "GRSH-22"
(Plex Engineering Co., Ltd.)
Test piece 1 SUS304 (dimensions: 100 × 100 × 1.5 mm)
・ Distance L ... 200mm
・ Water-soluble release agent: Product name “Graface TX-2” (manufactured by Hanano Corporation)
・ Dilution ratio: 50 times ・ Spray work ・ Spray pressure: 0.12 MPa
・ Air pressure: 0.2 MPa
・ Others: As shown in Table 1.
[0024]
[Table 1]

[0025]
The contents of Table 1 are as follows.
In addition, this experiment example 1-5 is a comparative experiment example substantially.
In Comparative Experimental Example 1, 40.0 ml of the diluted water-soluble release agent is sprayed once continuously for 6.0 seconds. Therefore, the total spray amount is 40.0 ml. Since it is spraying continuously, there is of course no downtime. Therefore, the total spray work time is 6.0 seconds. And the adhesion rate is calculated | required according to the preset temperature of the test piece 1, for example, becomes 200% at 200 degreeC. The set temperatures were 200 ° C., 250 ° C., 300 ° C., and 350 ° C.
[0026]
In Experimental Example 1, 4.0 ml of the diluted water-soluble mold release agent is sprayed 8 times with a rest period of 0.2 seconds. At that time, air is not blown during the suspension period. The spraying time per time is 0.6 seconds. Therefore, the total spray work time in this experimental example 1 is 0.6 seconds × 8 + 0.2 seconds × 7 = 6.2 seconds, and the total spray amount is 32 ml.
[0027]
The present experimental examples 2 to 5 are understood in the same manner as the present experimental example 1. However, in the present experimental examples 1 to 5, no air is blown during the pause period. In Experimental Examples 6 to 10, air is blown during the rest period, and the rest is the same as Experimental Examples 1 to 5, respectively.
[0028]
The adhesion rate is obtained by dividing the amount of the active ingredient of the water-soluble release agent actually attached to the test piece 1 by the amount of the active ingredient of the water-soluble release agent contained in the total spray amount. ,%.
[0029]
As can be seen from Table 1, in the experimental examples 1 to 10, the adhesion rate is improved at all the set temperatures although the total spray amount is smaller than that in the comparative experimental example 1. . Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the amount of water-soluble release agent used and to obtain an adhesion effect that is greater than that of the conventional one.
[0030]
Moreover, in the experimental examples 2 to 5 and 7 to 10, the total spray work time is shorter than that in the comparative experimental example 1. Therefore, according to the present invention, the total spray work time can be shortened as compared with the conventional case, and as a result, the entire die casting work time can be shortened.
[0031]
Furthermore, when this experimental example 1-5 is compared with this experimental example 6-10, the direction of this experimental example 6-10 has a higher adhesion rate. That is, the adhesion rate is higher when air is blown during the rest period than when air is not blown. Therefore, according to this invention, an adhesion rate can be raised more by spraying air in a rest period.
[0032]
Next, examples of the present invention will be described.
(Examples 1 and 2 and Comparative Example 1)
In the die casting machine which is an actual machine, the water-soluble release agent coating method of the present invention was carried out. Comparative Example 1 was performed by the same method as Comparative Experimental Example 1, and Examples 1 and 2 were performed by the same method as Experimental Examples 6-10. Specific conditions are as follows.
[Specific conditions]
-Die casting machine: Ube die casting machine (clamping pressure 350 tons)
・ Mold ... No. 6 Test type ・ Die-cast product ... It has the shape shown in FIG. (A) is a front view, (b) is a side view.
-Molten metal temperature: 680 ° C
・ Water-soluble release agent: Product name “Graface TX-2” (manufactured by Hanano Corporation)
・ Dilution ratio: 100 times ・ Spray work ・ Spray pressure: 2.7 kg
・ Air pressure: 4.0kg
・ Others: As shown in Table 2.
[0033]
[Table 2]

[0034]
[Evaluation methods]
Evaluation was made based on the extrusion force of the die-cast product and the baked state of the insert pin.
The extrusion force was measured as follows. That is, 50 shots of die casting were performed under the conditions of Comparative Example 1 shown in Table 2, thereby stabilizing the mold temperature, and then 30 shots were performed under the conditions of Comparative Example 1 and Examples 1 and 2 shown in Table 2, respectively. The extrusion force of 21 to 30 shots was measured for each of Comparative Example 1 and Examples 1 and 2, and the average was obtained. The extrusion force was measured by the extrusion force measuring mechanism shown in FIG. In this measuring mechanism, the pushing force when the die-cast product 44 is separated from the die by pressing the pushing pin 42 penetrating the movable die 41 with the pushing plate 43 is measured by the load cell 45.
[0035]
In Table 2, the evaluation of the baked state of the nested pin is indicated by ◎: excellent, ○: good, Δ: acceptable. As can be seen from Table 2, in Examples 1 and 2, the extrusion force is considerably smaller than that in Comparative Example 1. In addition, the seizure state of the insert pin is also better than that of Comparative Example 1. Therefore, in Examples 1 and 2, the mold release effect is superior to Comparative Example 1. Therefore, according to the present invention, an effect similar to that of the experimental example can be obtained even in an actual machine.
[0036]
(This Experimental Example 11-14 and Comparative Experimental Example 2)
Using the experimental apparatus 10, an experiment was conducted on a water-soluble lubricant as in the case of the water-soluble release agent described in Experimental Examples 1 to 10 and Comparative Experimental Example 1. In this experimental example, the total spray amount was set within the range of 6/10 to 8/10 of the first predetermined amount. Specific conditions are as follows.
[0037]
[Specific conditions]
・ Experimental device 10: Vertical adhesion weight measuring device
(Plex Engineering Co., Ltd.)
・ Spray head 2 ... Product name "HGSV"
(The product name “CT-1” is used as the nozzle.)
(Plex Engineering Co., Ltd.)
Test piece 1 SUS304 (dimensions: 100 × 100 × 3 mm)
・ Distance L ... 210mm
Water-soluble lubricant: Graface SP-35 (manufactured by Hanano Corporation)
Stock solution used.
・ Spray work ・ Spray pressure: 0.20 MPa
・ Air pressure: 0.15 MPa
・ Others: As shown in Table 3.
[0038]
[Table 3]

[0039]
The contents of Table 3 are as follows.
The experimental examples 11 and 12 are substantially comparative experimental examples.
In Comparative Experimental Example 2, 2.0 ml of a water-soluble lubricant is sprayed once continuously for 2.0 seconds. Therefore, the total spray amount is 2.0 ml. Since it is spraying continuously, there is of course no downtime. Therefore, the total spray work time is 2.0 seconds. And the adhesion rate is calculated | required according to the preset temperature of the test piece 1, for example, it is 37.5% at 200 degreeC. The set temperatures were 200 ° C., 250 ° C., and 300 ° C.
[0040]
In Experimental Example 11, 0.2 ml of the water-soluble lubricant is sprayed 8 times with a rest period of 0.1 second. At that time, air is not blown during the suspension period. The spraying time per time is 0.2 seconds. Therefore, the total spray work time in this experimental example 11 is 0.2 seconds × 8 + 0.1 seconds × 7 = 2.3 seconds, and the total spray amount is 1.6 ml.
[0041]
The experimental examples 12 to 14 are understood in the same manner as the experimental example 11. However, in Experimental Examples 13 and 14, air is also blown during the rest period.
[0042]
The adhesion rate is obtained by dividing the amount of the active ingredient of the water-soluble lubricant actually attached to the test piece 1 by the amount of the active ingredient of the water-soluble lubricant contained in the total spray amount. It is represented by
[0043]
As can be seen from Table 3, in the present Experimental Examples 11 to 14, the adhesion rate is improved at all the set temperatures even though the total spray amount is smaller than that in the Comparative Experimental Example 2. . Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the amount of water-soluble lubricant used, and to obtain an adhesion effect that is higher than conventional.
[0044]
Moreover, in the experimental examples 12 and 14, the total spray work time is shorter than that in the comparative experimental example 2. Therefore, according to the present invention, the total spray work time can be shortened as compared with the conventional case, and as a result, the entire die casting work time can be shortened.
[0045]
Furthermore, when the present experimental examples 11 and 12 are compared with the present experimental examples 13 and 14, the experimental examples 13 and 14 have a higher adhesion rate. That is, the adhesion rate is higher when air is blown during the rest period than when air is not blown. Therefore, according to this invention, an adhesion rate can be raised more by spraying air in a rest period.
[0046]
(Application control mechanism)
The coating method of the present invention is carried out by providing a known spray head with a coating control mechanism. The application control mechanism is as follows when applying a water-soluble release agent, for example. That is, the spray head as used in the experimental example is configured by providing the first opening / closing means, the second opening / closing means, and the opening / closing control means, and the first opening / closing means is provided in the flow path of the water-soluble release agent. The second opening / closing means is provided upstream, and the opening / closing control means (a) opens / closes the first opening / closing means and opens the second opening / closing means. Control to maintain . Incidentally, the switching control means may control so as to open and close operation in synchronization with (b) first switching means and second switching means.
[0047]
An electromagnetic valve can be used as the first and second opening / closing means. In addition, a mechanism that opens and closes by rotating a cylindrical body having a through hole can be used. However, it is not limited to these.
[0048]
When the opening / closing control means performs control as in (a) above, air is constantly ejected and a water-soluble release agent is intermittently mixed into the air and ejected. Examples 6-10, 13, 14 are executed. That is, air is also blown during the rest period.
[0049]
On the other hand, when the open / close control means performs control as in (b) above, air and the air-mixed water-soluble mold release agent are intermittently ejected. 11 and 12 are executed. That is, air is not blown during the rest period.
[0050]
(Another example)
(1) In the case of the water-soluble mold release agent, the same effect as in the experimental example could be obtained even in the actual machine. Similarly, in the case of the water-soluble lubricant, the same effect as in the experimental example was obtained in the actual machine. Obtainable. Therefore, according to the present invention, the amount of the water-soluble lubricant used can be reduced, and an adhesion effect higher than that of the conventional one can be obtained. Therefore, a lubricating effect higher than that of the conventional one can be obtained.
[0051]
(2) In Examples 1 and 2, the air blowing during the pause period is “Yes”, but even if “No”, a better mold release effect than Comparative Example 1 can be obtained. This is clear from Experimental Examples 1 to 5.
[0052]
(3) You may make it perform the blowing of air in a rest period from another nozzle.
[0053]
(4) In Experimental Examples 1 to 14, the total spray amount is set to be smaller than the first predetermined amount, but the same effect can be obtained even if the total spray amount is equal to the first predetermined amount.
[0054]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, an adhesion effect higher than that of the conventional one can be obtained without increasing the amount of use of the water-soluble release agent, and thus a mold release effect higher than that of the conventional one can be obtained. .
In addition, by blowing air during the rest period, the adhesion rate can be further increased, and a more excellent adhesion effect can be obtained.
[0055]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to obtain a higher adhesion effect with a smaller amount of the water-soluble release agent than in the prior art. The mold release effect can be obtained.
[0056]
[0057]
According to the third aspect of the present invention, an adhesion effect higher than that of the conventional one can be obtained without increasing the amount of the water-soluble lubricant used as compared with the conventional one, and hence a lubricating effect higher than that of the conventional one can be obtained.
Moreover, it is possible by spraying air to the rest period, it is possible to increase the deposition rate, to obtain a good adhesion effect Ri good.
[0058]
According to the invention described in claim 4, it is possible to obtain a higher adhesion effect with a smaller amount of water-soluble lubricant as compared with the prior art. An effect can be obtained.
[0059]
[0060]
According to invention of Claim 5 , a water-soluble mold release agent or a water-soluble lubricant can be sprayed intermittently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front view showing an experimental apparatus used in a coating method of the present invention.
2A and 2B are diagrams showing a die-cast product manufactured by a die-casting machine using the water-soluble release agent coating method of the present invention, wherein FIG. 2A is a front view, and FIG. 2B is a side view.
FIG. 3 is a schematic vertical sectional view showing a mechanism for measuring the extrusion force of a die-cast product from a mold.
[Explanation of symbols]
2 Spray head

Claims

In a die casting operation, a method of applying a water-soluble release agent to the inner surface of a mold,
If the mold inner surface of the water-soluble release agent only Jo Tokoro time in succession and only sprayed once at a given spray pressure, the first predetermined amount in order to obtain a certain level of release effect of the water-soluble release agent Is needed,
The water-soluble mold release agent is intermittently sprayed twice or more at the above-mentioned predetermined spray pressure, and the total spray amount, which is the product of both, is equal to the first predetermined amount. Set to be as follows ,
A method for applying a water-soluble mold release agent, characterized in that air is blown onto the inner surface of a mold during a rest period between sprays of a water-soluble mold release agent.

The water-soluble property according to claim 1, wherein the spray amount per spray and the number of sprays are set so that the total spray amount, which is the product of both, falls within the range of 3/10 to 8/10 of the first predetermined amount. Application method of release agent.

In a die casting operation, a water-soluble lubricant is applied to the lubrication part of the plunger mechanism,
When continuously soluble lubricant only Jo Tokoro time only sprayed once at a given spray pressure in the lubrication unit is required first predetermined amount of the water-soluble lubricant to obtain a lubricating effect above a certain In case
The water-soluble lubricant is intermittently sprayed twice or more at the predetermined spray pressure, and the total spray amount, which is the product of both, is equal to or less than the first predetermined amount. set in such a way that,
A method for applying a water-soluble lubricant, characterized in that air is blown to a lubrication part during a pause period between sprays of a water-soluble lubricant.

The water-soluble property according to claim 3 , wherein the spray amount per spray and the number of sprays are set so that the total spray amount, which is the product of both, falls within the range of 6/10 to 8/10 of the first predetermined amount. Lubricant application method.

In a die casting operation, an application control mechanism that sprays a water-soluble release agent or a water-soluble lubricant intermittently twice or more,
A spray head for mixing a water-soluble mold release agent or a water-soluble lubricant with air to form a mist and ejecting it together with air is provided with a first opening / closing means, a second opening / closing means, and an opening / closing control means.
The first opening / closing means is provided upstream of the water-soluble release agent or water-soluble lubricant flow path, and the second opening / closing means is provided upstream of the air flow path;
Applying control mechanism switching control means, characterized that it is so that Gyosu braking to maintain and second opening and closing means to open and close operation of the first opening and closing means in an open state.

The coating control mechanism according to claim 6, wherein the first opening / closing means and / or the second opening / closing means uses a mechanism that opens and closes by rotating a cylindrical body having a through hole.