铸造模具和利用其制得的铸造物品制造技术

一种铸造模具包括：碳膜，至少所述铸造模具的形成型腔的表面覆盖有所述碳膜；和模具油，所述碳膜的表面涂覆有所述模具油。在所述铸造模具中，所述模具油添加有铝粉末。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铸造模具和利用其制得的铸造物品
本专利技术涉及一种铸造模具——其中至少所述铸造模具的形成型腔的表面覆盖有碳膜——和利用所述铸造模具制得的铸造物品。
技术介绍
利用铸造模具铸造金属制品的技术使得能制造大量具有一定形状和一定品质水平的产品，并且该技术适用于由各种金属材料制成的铸造物品的制造。在铸造过程中，铸造模具的形成要充填熔融金属的型腔的表面通常涂覆有脱模剂。因而，当形成的制品从铸造模具被取出时，铸造制品或物品易于从铸造模具脱离。然而，如果重复铸造过程，则金属材料可能咬粘或附着在铸造模具上，或者铸造物品变得难以从铸造模具脱离。例如，当通过压铸法铸造铝合金等时，熔融铝被高速、高压地充入铸造模具的型腔中。结果，可能在铸造模具的与熔融铝接触的部分发生熔融金属的咬粘，或在从铸造模具取出铸造物品时脱模阻力可能变大，由此铸造物品的一部分可能附着在铸造模具上。鉴于上面这一点，已提出了这样一种铸造模具，其中至少铸造模具的形成型腔的表面覆盖有由纳米碳构成的碳膜，并且该碳膜涂覆有富勒烯(参见例如日本专利申请公报No.2010-036194(JP2010-036194A))。然而，即使在使用如JP2010-036194A中所述的铸造模具的情况下，铸造模具的拉拔阻力也很高，并且在铸造模具的拔模斜度小的情况下铸造物品的一部分可能附着在铸造模具的内侧。这种情况下，可以考虑增大拔模斜度，但拔模斜度的增大可能导致铸造物品的形状自由度的减小。
技术实现思路
本专利技术提供了一种铸造模具，该铸造模具使得即使在铸造模具的拔模斜度小的情况下也更容易从铸造模具脱离铸造物品，并降低铸造物品的一部分附着在铸造模具上的可能性。本专利技术还提供了一种利用该铸造模具制得的铸造物品。本专利技术的第一方面涉及一种铸造模具。所述铸造模具包括：碳膜，至少所述铸造模具的形成型腔的表面覆盖有所述碳膜；和模具油，所述碳膜的表面涂覆有所述模具油。所述模具油添加有铝粉末。根据本专利技术的上述方面，模具油添加有铝粉末，使得在铸造期间其上形成有模具油的油膜的铝粉末存在于铸造模具的形成型腔的表面和铸造物品的表面之间。结果，当从铸造模具脱离铸造物品时，铝粉末降低铸造模具对铸造物品的拉拔阻力，并且能提高从铸造模具脱离铸造物品的容易性。在本专利技术的上述方面中，所述铝粉末可由片状铝颗粒构成。对于由这样添加至模具油的片状铝颗粒构成的粉末，当从铸造模具移除铸造物品时，片状铝颗粒在与铸造模具的表面和铸造物品的表面对向的状态下存在于这些表面之间。因而，能经由片状铝颗粒进一步降低铸造模具的形成型腔的表面和铸造物品的表面之间的拉拔阻力。在本专利技术的上述方面中，所述模具油还可添加有石墨粉末。对于这样进一步添加至模具油的石墨粉末，石墨粉末的颗粒存在于添加至模具油的铝粉末的颗粒之间。结果，抑制了铝粉末的颗粒之间的附着，并且能降低铸造模具的形成型腔的表面和铸造物品的表面之间的摩擦。在本专利技术的上述方面中，所述石墨粉末可由片状石墨颗粒构成。对于这样添加至模具油的由片状石墨颗粒构成的粉末，片状石墨颗粒易于存在于铝颗粒之间。结果，能进一步降低铸造模具的形成型腔的表面和铸造物品的表面之间的拉拔阻力。在本专利技术的上述方面中，所述模具油可含有10至34质量％的所述铝粉末、24质量％以下的所述石墨粉末和40至64质量％的耐热温度在250℃以上的精制矿物油。利用如上所述的模具油，铸造物品更容易从铸造模具脱离，并且铸造物品的一部分不易或不太可能附着在铸造模具上。在本专利技术的上述方面中，所述碳膜可包含从由碳纳米线圈、碳纳米管和碳纳米丝构成的组中选出的至少一种纳米碳。利用如上所述的含有纳米碳的碳膜，模具油可进入纳米碳的间隙或凹凸中，使得模具油能被保持在碳膜中。因此，能减小碳膜表面的摩擦。本专利技术的第二方面涉及一种铸造物品。所述铸造物品是利用如上所述的铸造模具制得的。根据本专利技术的上述方面，利用如上所述的铸造模具制得的铸造物品的一部分不易或不太可能附着在铸造模具上。此外，铸造模具的拔模斜度能减小为比通常的模具小，从而能获得具有期望形状的铸造物品。根据本专利技术的第一和第二方面，即使当铸造模具的拔模斜度小时，铸造物品也能更容易地从铸造模具脱离，并且铸造物品的一部分不易或不太可能附着在铸造模具上。这使得能减少铸造模具的维护，并提高生产效率。而且，铸造模具的拔模斜度能减小为比通常的模具小；因此，能获得具有期望形状的铸造物品。附图说明下面将参照附图说明本专利技术的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：图1A是根据本专利技术一个实施例的铸造模具的示意性剖视图；图1B是图1A中的A部分的局部扩大视图，该视图是示出铸造模具在它涂覆有模具油之前的表面状态的示意性剖视图；图1C是示出在图1B的铸造模具涂覆有模具油之后该铸造模具的表面状态的示意性剖视图；图2A是说明在示例1和比较例1中使用的脱模阻力测量试验装置的视图，该视图示出模具油涂覆工序；图2B是说明在示例1和比较例1中使用的脱模阻力测量试验装置的视图，该视图示出熔融金属浇铸工序；图2C是说明在示例1和比较例1中使用的脱模阻力测量试验装置的视图，该视图示出通过拉拔来测量脱模负荷的工序；图3是示出对示例1和比较例1的试件进行脱模阻力测量的试验结果的视图；以及图4是在示例2中使用的压铸装置的模的示意性剖视图。具体实施方式将参照图1A至图1C说明本专利技术的一个实施例。如图1A所示，根据本实施例的铸造模具1适于铸造由铝或铝合金制成的铸造物品。铸造模具1的母材为诸如热加工工具钢之类的铁基材料。铸造模具1由一对分割铸造模具11、12构成。一个分割铸造模具11和另一个分割铸造模具12被夹紧，使得在铸造模具1中形成与铸造物品的形状一致的型腔20。上述一个分割铸造模具11设有浇口11a，熔融金属经该浇口浇注到型腔20中。诸如铝合金的熔融金属经浇口11a浇注到型腔20中。如图1B所示，至少作为一对分割铸造模具11、12的表面的一部分的形成型腔20的表面21覆盖有碳膜22。碳膜22是包括从由碳纳米线圈、碳纳米管和碳纳米丝构成的组中选出的至少一种纳米碳的膜。为了形成含有纳米碳的碳膜22，可采用例如如日本专利申请公报No.2008-105082(JP2008-105082A)中公开的在铸造模具1的分割铸造模具11、12的表面21上形成含有诸如碳纳米线圈、碳纳米管和碳丝之类的纳米碳的碳覆层22的方法。更具体地，使用气氛炉，并且将分割铸造模具(基材)11、12收纳在气氛炉的加热室中。炉内气氛由诸如氮气、氢气或氩气之类的非氧化气体替代。然后，开始加热。通过加热使炉内升温至一定温度。此后，将诸如乙炔气(C2H2)之类的链式不饱和烃气体作为碳源气体供给。结果，烃在基材的表面上分解成碳和氢，并且碳纳米线圈、碳纳米管和碳丝由于基材中含有的金属(Fe，Ni，Co)的催化而生长。这样，其中存在这些纳米碳的混合物的碳膜22能形成在铸造模具1(11，12)的表面21上。此外，如图1C所示，分割模具(基材)12的碳膜22的表面涂覆有模具油(脱模剂)30。模具油30添加有铝粉末和石墨粉末。更具体地，模具油30至少含有作为主材的精制矿物油，并且还至少含有铝粉末和石墨粉末。尽管在本实施例中模具油30添加有石墨粉末及铝粉末，但可以不必本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸造模具，包括：碳膜，至少所述铸造模具的形成型腔的表面覆盖有所述碳膜；和模具油，所述碳膜的表面涂覆有所述模具油，其中所述模具油添加有铝粉末。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.10 JP 2012-1788701.一种用于铸造由铝或铝合金制成的铸造物品的铸造模具(1)，其特征在于包括：碳膜(22)，至少所述铸造模具的形成型腔(20)的表面覆盖有所述碳膜，所述碳膜包含从由碳纳米线圈、碳纳米管和碳纳米丝构成的组中选出的至少一种纳米碳；和模具油(30)，所述碳膜的表面涂覆有所述模具油，其中所述模具油添加有铝粉末。2.根据权利要求1所述的铸造模具...

【专利技术属性】
技术研发人员：小山友宏，尾崎元亮，古川雄一，外崎修司，若井宽明，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP