金型製造 - 浙江省寧波Hexinは、低圧鋳造、重力鋳造、ダイカスト金型製造、アルミ鋳造工場に焦点を当てる

高圧ダイカスト、重力鋳造、低圧鋳造）圧力鋳型製造とは何ですか？

高圧ダイカスト、重力鋳造、低圧鋳造圧力鋳型の製造は、基本的に、金属液体がキャビティに充填される力学と方法に従って、さまざまな鋳造プロセス用の高精度金属キャビティツールを調整するプロセスです。その中でも高圧ダイカスト金型は極めて高い射出圧力と充填速度にさらされ、通常、高強度熱間加工金型鋼で作られ、精密エジェクター、コア抜き取り、冷却システムは、ミリ秒単位の充填で寿命と放熱を守るように設計されている；重力鋳造この金型は液体金属の自重充填に頼っており、比較的単純化された構造で、合理的な排気と順次凝固の設計に重点を置いており、材料の選択肢も広い；低圧鋳造鋳型は密閉・断熱された注湯システムと密接に統合されており、低圧ガス下でワークピースが下から上にスムーズに充填され、鋳型設計は垂直方向の凝固・収縮チャンネルに特に重点を置いています。異なる動力源にもかかわらず、3種類の鋳型はすべて、キャビティ寸法の高精度、優れた離型角度、コーティング処理により、圧力下、低圧下、無圧下を問わず、鋳物が高密度に充填され、明確に定義されるように設計されています。

1.デザインとレビュー3D/2Dグラフィックデザイン

ダイカスト金型の製造は、製品図面の分析と金型フローの見直しから始まります。エンジニアはまず、ダイカストの肉厚、離型勾配、鋭角構造をチェックし、収縮、空気の閉じ込め、充填不良などの潜在的なリスクを特定します。その後、金型流動解析を実施し、毎秒数十メートルの高速でキャビティにアルミニウムや亜鉛の液体を充填するプロセス全体をソフトウェアでシミュレーションし、閉じ込められた空気の位置や凝固順序を予測し、それに応じてゲートの位置、ゲートの断面積、オーバーフロー水路のレイアウトを最適化します。構造設計の段階では、パーティング面の決定、注湯・排出システムの設計、冷却流路の配置、スライドコアの抽出・排出機構の計算が完了します。最終的に出力される3D鋳型と2D部品図面は、その後の材料準備と機械加工の正確な基礎となります。

サービスお問い合わせ

2.素材と荒加工金型コアの粗加工

この段階の核心は、適格な金型ブランクを入手することである。金型フレームは通常標準サイズで購入され、高温の金属流体と直接接触する金型ナット（キャビティ／コア）にはH13、SKD61、8407などの熱間加工金型用鋼が使用される。鋼の内部組織の緻密性と等方性を向上させるため、ブランクを3方向に鍛造する必要があり、これは金型の初期割れを防止するための重要な前工程である。通常のフライス盤や荒枠盤で荒加工を行い、片面に0.5～1mmの仕上げ代を残して大量の残留材料を素早く除去する。その後、真空熱処理：焼入れ＋高温焼戻しを行い、金型カーネルの硬度がHRC48～52に達する。熱処理はどうしても変形や酸化肌をもたらすので、仕上げ前にランク付けし、金型製造工程の鉄則とする。

サービスお問い合わせ

3.仕上げ加工と特殊加工熱処理後の精密フライス加工

金型カーネルは熱処理によって強化され、仕上げ段階に入ります。高速CNCは、パーティング面、キャビティ輪郭、スライド溝などの精密フライス加工を行い、切削代は0.1～0.2mmに均一に制御される。CNC工具でアクセスできない深い溝、狭いスリット、凹面テキスト、鋭いコーナーには、放電加工が使用される：黒鉛または銅電極を使用して、パラフィン媒体中でパルス放電を行い、電極の形状を逆に再現し、寸法精度は±0.005mmまで可能である、エジェクターピン穴、チルトトップ穴、ゲートスリーブ取り付け穴は、スローフィードワイヤーカットによって完成する。この段階の最後に、表面窒化処理（ガス軟窒化処理またはイオン窒化処理）が行われ、数ミクロンから数十ミクロンの硬化層が形成され、Al/Zn融着摩耗に対する金型の耐性が向上します。高級金型は、オプションのPVDコーティングでさらに摩擦を減らすことができます。

サービスお問い合わせ

4.組み立てと試運転型に合う型

部品を加工し、クランプ組立工程に移す。最初の仕事は（フライ金型）と研究することです：金型カーネルパーティング面に赤ダンを塗布し、金型圧力の反対側、接触点の分布密度を観察し、繰り返し85%以上のパーティング面の適合率まで修理をこすり、これはダイカストフライエッジファイフロント基本的な保証を防止することです。その後、エジェクタプレート、リセットレバー、スプリング、スライダと斜めのガイドコラムのインストールを組み立て、油圧コアシリンダに接続し、冷却水回路を設定し、1つずつ圧力リークテスト。テスト金型はテストリンクのこの段階である: ダイカスト機械への型の上昇、デバッグの高速/低速切換えポイント、後押し圧力、スプレーの時間、型の温度等数十の変数。最初の完全な鋳造物が型から排出されるとき、設計思想ははじめて現実に変形する。

サービスお問い合わせ

5.受諾と引渡し寸法検査、納車前整備

スプルーとサンドブラストを除去した後、テストモールドピースが検査室に入る。三次元測定機で主要据付寸法、組立穴間隔、形状公差と位置公差を実寸スキャンし、FAI（一次製品検査報告書）を作成します。同時に、金型材料証明書、熱処理曲線記録と硬度試験データを提供します。お客様は通常、サンプル部品を工場に持ち帰り、小ロットの組立試作を行い、実際のマッチング効果の機械加工と組立条件での鋳物を検査するよう要求されます。砥粒の外観が要求される場合、トライアルモールドを通過した後、エッチング/ピーリング処理を行い、デバッグを繰り返す間に砥粒の表面が摩耗するのを防ぎます。納品する前に、金型は錆びを徹底的に処理し、空洞の油をきれいにし、契約に基づいてスペアパーツパッケージ（エジェクターピン、シール、リセットスプリング）を取り付け、金型は適合証明書と検査報告書と一緒に箱に入れて出荷されます。

サービスお問い合わせ

金型製造能力と設備

賀鑫模塑は以下の特徴を備えています金型の自主設計、自主製造、自主組立・調整全工程にわたる製造能力を有しており、外部委託を行うことなく、金型用鋼のブランクから合格した試作モデルの納品に至るまでの製造プロセス全体を自社で完結させることができます。金型工場には、CNCマシニングセンター、EDM放電加工機、低速ワイヤーカット機、型締め機などの主要設備が備わっており、高圧ダイカスト金型、低圧鋳造金型、重力鋳造金型3種類の製造プロセスによる金型製造において、金型開発期間は15～40日、試作および修正の回数は 2ラウンド以内.

自社製造の強み：外部の金型メーカーに委託する場合と比較して、自社での金型製造により、設計部門と製造部門間の情報伝達におけるロスを解消でき、金型の最適化・改良サイクルを50%以上短縮できます。また、金型の修理対応もより迅速になり、通常の修理は24時間以内に完了するため、お客様の生産停止時間を最小限に抑えることができます。

3種類の鋳造プロセスにおける金型製造の比較

ダイカスト金型製造

金型材料H13 / SKD61 / 8407

熱処理硬度HRC 48～52

金型キャビティの精度±0.01 mm

表面処理イオン窒化／PVDコーティング

金型寿命8万～15万サイクル

製造サイクル25～40日

ダイカスト金型は、50～100 m/sという高速の溶融金属の衝撃と、70 MPa以上の射出圧力にさらされるため、金型鋼には高温強度、耐熱疲労性、耐溶損性要求水準が最も高い。材料は三方向鍛造＋真空熱処理（焼入れ＋複数回の高温焼戻し）を施し、残留オーステナイトを除去して、組織の均一性を確保しなければならない。仕上げ加工後は、ガス軟窒化またはイオン窒化により0.1～0.3mmの硬化層を形成し、ハイエンド金型にはPVDコーティング（CrN／AlCrN）を施して、溶融アルミニウムの付着傾向を低減する。

低圧鋳造用金型の製造

金型材料H13 / QT500-7 ダクタイル鋳鉄

熱処理硬度HRC 44～48

金型キャビティの精度±0.03 mm

表面処理ガス軟窒化

金型寿命3万～5万サイクル

製造サイクル20～30日

低圧鋳造用金型にかかる圧力（0.02～0.3 MPa）は、ダイカストに比べてはるかに低いものの、昇液管や保温炉との精密な連携が必要となる。金型製造における重点は、ゲートスリーブと昇液管の接合部のシール適合性歌で応える冷却／加熱チャネルの加工――各エリアに独立した水冷回路と電気加熱回路を設置することで、金型の温度分布を精密に制御し、鋳物が垂直方向に順次凝固することを保証する。底板と側型には、コストと熱疲労性能の両方を考慮して、ダクタイル鋳鉄 QT500-7 が一般的に採用される。

重力鋳造用金型の製造

金型材料QT500-7 / HT250

熱処理硬度HRC 40～45

金型キャビティの精度±0.02 mm

表面処理金型用コーティング／局部窒化処理

金型寿命2万～10万サイクル

製造サイクル15～25日

重力鋳造用金型は外力を受けず、金型鋼に求められる高温強度の要件が比較的低いため、材料の選択肢が広くなります。鋳鉄（QT500-7／HT250）であれば、ほとんどの用途に対応可能です。製造上の重点は、分割面の研削・調整精度歌で応える砂芯位置決め構造――金属型と樹脂製砂芯を組み合わせて使用する場合、金型に正確な砂芯位置決め座と排気通路（排気溝の深さ0.3～0.5mm）を加工し、型締め時に砂芯の位置が正確になるよう確保するとともに、鋳造工程においてガスが円滑に排出されるようにする必要がある。

金型材料の選定と熱処理仕様

金型材料の選定は、金型の寿命、鋳造品の品質、および製造コストに直接影響を与えます。賀鑫は、鋳造プロセスの種類と生産ロット数に基づき、以下の金型材料案を推奨しています：

素材グレード	適用プロセス	焼入れ温度	焼き戻し温度	使用硬度	金型の寿命に関する参考情報	材料特性
H13 (4Cr5MoSiV1)	ダイカスト、低圧	1020～1050°C	560～600°C × 2～3回	HRC 48～52	8万～15万サイクル	高温強度が高く、耐熱疲労性に優れ、焼入れ性が良好である
SKD61	ダイカスト、低圧	1020～1050°C	550～620°C × 2～3回	HRC 46～50	6万～12万サイクル	日本のJIS規格。H13と同等の性能を持ち、靭性はわずかに優れている。
8407 (ASSAB)	ダイカスト	1020～1050°C	560～600°C × 2～3回	HRC 48～52	10万～18万サイクル	スウェーデンの「一勝百」は、純度が高く、耐熱亀裂性能が業界トップクラスです。
QT500-7 ダクタイル鋳鉄	低圧、重力	860～900°C 正火	550～600°C 焼戻し	HRC 25～35	2万～5万サイクル	コストが低く、自己潤滑性に優れ、中小ロットの生産に適している
HT250 ねずみ鋳鉄	重力	—（鋳造状態での使用）	500～550°C 応力除去	HB 190～240	1万～3万サイクル	コストが最も低く、防振性に優れ、小ロット生産や試作に適している

金型製造の中核設備と加工能力

高速CNCマシニングセンター

高精度CNCマシニングセンター2台を完備し、主軸回転数は12,000 rpm、ストロークは800×500×500 mmで、金型のキャビティの精密フライス加工に対応しており、分割面の加工精度は±0.01mm、表面粗さはRa 0.8μmまで達成可能です。

EDM 放電加工機

複数のEDM加工機を用いて、CNC切削工具では加工できない深くて狭い溝、凹んだ文字、鋭角などの部位を加工します。グラファイト／銅電極を用いたパルス放電加工を採用しており、寸法精度は±0.005mmで、HRC 48～52の焼入れ済み金型鋼の加工が可能です。

低速ワイヤーカット機

エジェクタピン穴、斜めエジェクタ穴、ゲートスリーブ取り付け穴などの高精度貫通穴の加工に使用されます。加工精度は±0.003mm、表面粗さはRa 0.4μmであり、エジェクタピンとエジェクタプレートとの嵌合クリアランスを0.01～0.02mm以内に制御することを保証します。

金型合型機および試作設備

金型の調整（フライ金型）用に合型機を装備し、赤丹現像法を用いて分型面の密着率を検査し、85%以上であることが受け入れ条件となる。金型製造完了後、直ちに賀鑫社の自社鋳造工場へ移送し、試作を行う。「試作→修正→再試作」という閉ループプロセスは、24時間以内に1サイクルを完了することができる。

金型の品質検査および検収基準

賀鑫は厳格な金型検査プロセスを実施し、納入されるすべての金型が以下の重要な品質指標を満たすことを保証しています：

検査項目	検査方法／ツール	受入検査基準	検査のタイミング
金型キャビティの寸法精度	三次元測定機（CMM）	重要寸法 ±0.01mm、非重要寸法 ±0.05mm	仕上げ加工後、試作後
分割面の密着率	赤丹による現像＋型締め機による加圧	密着率 ≥85%、貫通する隙間がないこと	組立・調整段階
ピン/スライダーの動き	手動での押し引き＋型締め動作のテスト	動作はスムーズで引っかかりがなく、押し出し距離は図面通りである	組み立て完了後
冷却水路の気密性	水圧試験（定格圧力の1.5倍）	30分間加圧を維持し、漏れや圧力低下がないこと	組み立て完了後
金型の硬度	リー硬度計 / ロックウェル硬度計	工程要件を満たしている（HRC 48～52 または HRC 40～45）	熱処理後、仕上げ加工前
試作部品の寸法	3次元全寸法スキャン + FAIレポート	重要寸法は図面の公差範囲内にあり、Cpk ≥ 1.33	試作後
表面窒化層	金属組織顕微鏡 / 顕微硬度計	窒化層の深さ 0.1～0.3mm、表面硬度 ≥HV 900	窒化処理後
スペアパーツキットの完全性	リストを項目ごとに照合する	ピン、シールリング、リターンスプリングなどは、契約書に記載されたリストに従って用意する	納品前

金型製造における一般的な技術上の問題

Q：金型の寿命が短く、ひび割れが生じやすいのはなぜですか？金型の寿命を延ばすにはどうすればよいですか？

金型の初期亀裂の一般的な原因としては、以下のものが挙げられる。① 金型用鋼材が三方向鍛造を受けていないこと――これは最も重要な前工程であり、三方向鍛造により鋳造組織中の炭化物の偏析が除去され、材料が等方性となる。鍛造を受けていない金型用鋼は、熱サイクル下で網目状の亀裂が生じやすい。② 熱処理プロセスの不適切さ――焼入れ時の冷却速度が速すぎたり、焼戻しが不十分だったりすると、残留応力が過大になる；③ 金型の予熱不足――冷えた金型が高温のアルミニウム溶湯（680～750°C）に直接接触すると、瞬間的な温度差が大きくなり、熱衝撃が生じる。賀鑫社の対策：金型鋼の素地材100%は三方向鍛造用材であり、真空熱処理後に2～3回の高温焼戻しを実施する。各焼戻し後は室温まで自然冷却してから次の工程に進め、残留オーステナイトが十分に転化することを確保する；生産時には、金型を180～250°Cまで予熱してから鋳込みを行う。

Q：ダイカスト金型と低圧鋳造金型は共用できますか？

直接共用することはできません。その理由は、2種類の金型の受力条件と接合構造が全く異なるためです。ダイカスト金型は、70 MPa以上の射出圧力と高速の溶融金属の衝撃に耐える必要があり、金型の肉厚や支持構造は低圧金型よりもはるかに強固に設計されています。一方、低圧鋳造用金型では、底板に昇液管の接続部やシール構造を加工する必要があり、金型の冷却・加熱回路の設計も、低圧プロセス特有の低速充型および順次凝固の要件に合わせて行われています。しかし、同一製品のダイカスト用金型と低圧鋳造用金型の金型のキャビティ形状同一の3Dモデルに基づいて設計を行うことで、モデリング作業の重複を削減できます。顧客がどの製造プロセスを選択すべきか現時点で決定できない場合、賀鑫氏は、まずCAEシミュレーションを通じて2つのプロセスの実現可能性を評価し、その上で最終的な金型製造案を決定することを推奨しています。

Q：金型の開発期間はどのくらいかかりますか？急ぎでの対応は可能ですか？

標準納期：ダイカスト金型 25～40 日、低圧鋳造金型 20～30 日、重力鋳造金型 15～25 日。緊急対応プランでは、標準リードタイムから30%短縮可能ですが、以下の条件を満たす必要があります：① 製品設計が確定しており、途中での変更は受け付けないこと；② 金型材料の在庫があること（例：H13の常用規格など）、製鋼所の生産スケジュールを待つ必要がないこと；③ 賀鑫の現在の生産能力に余裕があること。急ぎの金型において、熱処理工程は短縮できません（焼入れ＋焼戻しの期間は固定）。短縮の余地があるのは主に設計審査およびCNC加工の生産スケジューリングの段階です。お客様には、製品設計を確認した後、できるだけ早く金型製造を開始し、試作および修正に十分な時間を確保することをお勧めします。

Q：賀鑫の金型の保証ポリシーはどのようなものですか？金型の修理はどのように対応されますか？

賀鑫は、自社で製造した金型について、以下のサービスを提供しています。生涯にわたる技術サポート保証期間内（通常、金型の耐用年数の50%または12ヶ月のいずれか早い方）において、材料および製造工程に起因する金型の欠陥については、無償で修理いたします。保証期間を過ぎた後の修理については、実際の作業時間と材料費に基づいて料金を請求いたします。金型修理は、賀鑫が自社製造を行っていることによる重要な強みです。通常の修理（エジェクタピンの交換、冷却水路の清掃、軽微な摩耗の修復など）は24時間以内に完了し、キャビティの溶接補修などの大規模な修理も3～5営業日で完了します。お客様の不適切な操作に起因する金型の破損（金型の衝突、予熱忘れによるひび割れなど）については、賀鑫は優先修理サービスを提供しますが、有償となります。