低圧ダイカスト金型

低圧鋳造 溶融金属をガス圧で鋳型の空洞に注入する鋳造法である。高圧鋳造に比べ、低圧鋳造は鋳物の表面品質を向上させ、気孔率を減少させることができ、より複雑な形状の鋳造に適している。低圧鋳造のプロセスでは、鋳型の組成と設計が非常に重要であり、鋳物の品質、生産効率、鋳型の耐用年数に直接影響する。本稿では 低圧鋳造金型 鋳物の主な構成部品と、それらが鋳物の品質に与える影響。

低圧鋳造鋳型の主な構成部品​

低圧鋳造金型は6つの核心部品が相乗効果を発揮します：金型キャビティは成形の核心で、H13熱間加工金型鋼精密加工を採用し、±0.15mm寸法公差とRa≤0.8μm表面仕上げを確保します；射出口は60°テーパー接線設計を採用し、層流充填を実現し、流量は0.8-1.2m/sに制御し、気体の体積を避けます；排気システムはマイクロギャップ(0.05-0.08mm)、真空溝と多孔質セラミックプラグの排気システム統合により、80%以上の気孔欠陥率を減少させます；冷却システム内蔵の水路の形状をプロファイリングし、表面配置から8-12mm、流量制御バルブと組み合わせ、金型温度勾配を<15℃にします；金型フレームはQT600ダクタイル鋳鉄ボックス構造を採用し、変形の弾性は<0.02mm/1000kNです；密封システムは高温フッ素ゴムリングと金属ハードシールを採用しています。密封システムは高温フッ素ゴムリングと金属ハードシールを組み合わせて、漏出率は<0.5Pa・m³/sで、15万個の金型の安定な運行を保証します。

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​低圧鋳造用金型設計の主な検討事項​

金型設計には、材料特性、構造力学、メンテナンスコストの総合的なバランスが必要です。アルミニウムのウォッシュアウトと熱応力に対応するために、H13鋼（硬度HRC48～52）またはSKD61（表面TD処理）を優先的に使用します。MAGMAsoftを使用して、帯電凝固の多視野連成シミュレーションを行い、金属前面間の温度差が30℃未満で、ニヤマ基準が1.5以上であることを確認します。モジュール設計を使用してインサートの迅速な交換を実現し、ひずみゲージと組み合わせて金型内の疲労亀裂の拡大をリアルタイムで監視します。冷却水回路のレイアウトはANSYS熱力学で最適化する必要があり、局所的なホットスポット間の温度差を±3℃以内に制御することができます。同時に、事前に設定された油圧ジャッキバーシステム（密度1/100cm²）とゼロ位置決めインターフェイスは、メンテナンスのダウンタイムを12分に短縮することができます。

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​低圧鋳造鋳型の利点と用途​

自動車と航空宇宙分野の低圧鋳造金型は、ユニークな利点を示すために：0.3ミリメートル加工代ニアネットシェーピング技術を通じて、62%を節約新エネルギー車のコントロールアーム加工コスト; 真空アシスト鋳造により、1.2mm薄肉部品の認定率は98%となり、従来のプロセスによる35%の軽量化と比較。アルミニウム粒度は7級（ASTM E112）、ホイール鋳造疲労寿命は3倍に増加した。航空分野では、Ti6Al4Vチタン合金のハッチヒンジ鋳型の引張強度が950MPaを超え、方向凝固ブレード鋳型の柱状晶が80%を超えました。 高圧鋳造と比較すると、シングルピースの材料費が29%（85ドル対120ドル）削減され、鋳型寿命が87.5%（15万回対8万回）向上しました。

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​低圧鋳造鋳型のコア機能​

この技術は、費用対効果と精密製造を兼ね備えています：鋳型開発サイクルを40%短縮（デジタルツインは2回の試行で済む）、表面粗さは最大Ra0.8μm（高圧鋳造の1.6μmより優れている）、0.8～150mmの肉厚範囲に適応し、特にエンジンブロックのような複雑な内部空洞部品に適しています。PLC統合による完全自動生産で、1個あたりの生産ビートは90秒以下、人件費を45%節約、材料利用率は最大95%（砂型鋳造より30%高い）、再生アルミニウムの適用で二酸化炭素排出量をさらに削減します。45%のコスト削減、最大95%の材料利用率（砂型鋳造より30%高い）、リサイクル・アルミニウムの適用により二酸化炭素排出量をさらに削減。

よくある質問（FAQ）​

H13とSKD61の金型用鋼の選び方は？
H13鋼（硬度HRC48-52）は高温サイクル条件（例：エンジンブロック金型）に適しており、耐熱疲労性はSKD61より30%高い。一方、TDによるバナジウム浸透処理を施したSKD61は表面硬度がHV1800であり、高い耐摩耗性が要求されるエジェクターピンシステムに適しており、金型寿命を20万サイクル以上に延ばすことができる。

2.アルミニウムが金型に付着する問題を解決するには？
レーザーバリング技術（表面粗さSa 2.5μm）とアモルファスカーボンコーティング（摩擦係数0.1）を組み合わせ、離型剤（3～5g/m²）を定量噴霧することで、アルミニウムの固着率を0.1%未満に低減。ギヤボックスハウジング金型への適用後、洗浄時間は30分/金型から5分に短縮された。

3.金型冷却システムはどのように最適化できますか？
3Dプリンターによる冷却水回路の形状を採用し、鋳型表面からの距離を5mmに短縮し、動的流量制御（PIDアルゴリズム制御）により、鋳型の局部温度差を±15℃から±3℃まで下げることができ、鋳造凝固時間を25%短縮し、歩留まりを12%向上させた。

4.低圧鋳造用金型と高圧鋳造用金型のコストの違いは何ですか？
低圧鋳造の初期金型投資額は40%（約85万元に対し約50万元）低いが、1個当たりの材料費は29%（120元に対し85元）節約できる。年間生産量が10万個の場合、低圧工程の総コストは210万元も削減できる。

5.金型の寿命はどのように延ばせるのか？
窒化処理（白色光輝層厚さ0.08-0.12mm）と5万型サイクルごとの応力焼鈍（300℃×4時間）を組み合わせることで、H13鋼の型寿命を10万型サイクルから18万型サイクルに延ばすことができ、全体的なメンテナンスコストを35%削減することができます。

6.薄肉鋳物(<1.5mm)の品質を保証する方法は？
真空アシスト技術（キャビティ真空度50mbar以下）と押出収縮（圧力80～100MPa）を併用することで、肉厚1.2mmのアルミ合金部品を、気孔率＜0.5%、強度＜20%で安定生産することができる。

7.今後の技術トレンドは？
インテリジェント金型（リアルタイムの応力監視のための光ファイバーセンサーを内蔵）と自己修復コーティング（修復剤を放出するマイクロカプセル）は2026年に量産され、金型のメンテナンスコストをさらに40%削減すると予想される。 セミソリッド鋳造技術により、肉厚制限が0.5mmに引き下げられ、新エネルギー車の軽量化が15%以上促進される。

評決を下す

低圧鋳造金型の構成は直接鋳物の品質と生産性を決定する。鋳型のキャビティ、射出口、排気装置、冷却装置などの各構成部品を合理的に設計することで、鋳物の表面品質を大幅に向上させ、欠陥を減らし、鋳型の耐用年数を延ばすことができる。技術の発展につれて、低圧鋳造金型の材料と設計は革新し続け、将来もっと多くの分野で重要な役割を果たすだろう。