轮胎成型用模具的制造方法及轮胎成型用模具的制作方法_3

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L形成。另外,通过与中心线CL平行地布置线材20,所有排气孔4也与中心线CL平行地形成。
[0060](第三实施方式)
[0061]在第三实施方式中,除了前述各实施方式以外,还预测将线材20从铸造金属2拉出所需要的脱模剂22的厚度,以及设定脱模剂22的厚度的条件。结果,在抑制了线材20的弯曲变形的同时,还将线材20从铸造金属2可靠地拉出。
[0062]图7是用于说明线材20的拉出的图。
[0063]如图示地,在熔融金属3通过在铸模10中的凝固而收缩之后,铸造金属2通过冷却收缩(参见图7的㈧至图7的(C))。随着该收缩,压力R(参见图7的(C))会施加于线材20,从而使线材20与铸造金属2之间的摩擦力变大。当要从铸造金属2拉出线材20时(参见图7的(D)),会通过压力R和摩擦力而对线材20施加拉出阻力J。此时,如果拉出阻力J小于线材20的强度(断裂强度X截面积),则能够将线材20从铸造金属2拉出。另一方面,如果拉出阻力J等于或大于线材20的强度,则线材20会断裂并残留在铸造金属2中。
[0064]这里,由线材20接收到的压力R与线材20的直径D、脱模剂22的厚度T以及合金的凝固/冷却收缩率(合金的特性值)成比例。另外,拉出阻力J与压力R、线材20的外周的面积(与直径DX长度L成比例)以及线材20与铸造金属2之间的摩擦系数(线材20与合金的特性值)成比例。线材20的强度与线材20的截面积(与直径D的平方成比例)以及线材20的断裂强度(线材20的特性值)成比例。因此,通过线材20的长度L、线材20的直径D、脱模剂22的厚度T、线材特性以及合金特性来估计能否将线材20从铸造金属2拉出。
[0065]在第三实施方式中,通过实验得到表示多个变量之间的关系的表达式,并且定量地预测能够将线材20拉出的脱模剂22的厚度T。基于结果来设定脱模剂22的厚度T的条件。在实验中,在将其它铸造条件设定成相同的情况下,仅改变合金的种类、线材20的直径D、脱模剂22的厚度T以及线材20的长度L。另外,合金、线材20、脱模剂22和主模11均由与第一实施方式的材料(参见图3)相同的材料制成。进行如下实验:在各种条件下对三种合金(AC4C、AC7A和AC2B)执行了铸造之后,将线材20从铸造金属2拉出。另外,在各条件下,均将多根线材20从铸造金属2拉出,从而得到拉出成功率。
[0066]图8是示出第三实施方式中的线材20的拉出实验的结果的表,并且示出了各合金的实验结果。另外,图8是整理了实验条件(D、T、L)、T/(DXL)和拉出成功率的表。
[0067]图9 了示出了比较T/(DXL)(横轴)与拉出成功率(纵轴)的曲线。
[0068]在第三实施方式中,如图8所示,通过实验来获得各合金的如下数据:表示与三个值(D、T和L)与拉出成功率之间的关系的数据。随后,基于所获得的数据,对各合金均构建线材20的长度L、线材20的直径D以及涂布于线材20的脱模剂22的厚度T的关系式(条件式),该关系式限定了能够将线材20从铸造金属2拉出的条件。这里,通过所获得的数据计算出T/(DXL)的值以及获得在拉出成功率为100%时的T/(DXL)的下限值F(常数)。
[0069]结果,获得关系式(式D) (T彡FX (DXL))。在图8和图9所示的示例中,下限值F为0.000245 (AC4C)和0.000321 (AC7A和AC2B)。该关系式为通过实验得到的表示多个变量(T、D和L)之间的关系的实验式,并且还为预测能够将线材20从铸造金属2拉出的脱模剂22的厚度T的预测式。通过基于与模具I的合金对应的关系式由线材20的长度L和直径D计算出脱模剂22的厚度T,预测所需要的厚度T (厚度T的下限值)。
[0070]在待铸造模具I的阶段,通过使用基于实验提前得到的关系式,由实际的线材20的长度L和线材20的直径D的条件计算出(求得)能够将线材20拉出的脱模剂22的厚度T的条件。另外,按照计算出的脱模剂22的厚度T的条件,将满足该条件的线材20布置在铸造空间14内。例如,如果厚度T等于或大于预定值,则布置具有满足该条件的脱模剂22的线材20。通过以上构造,能够可靠地将线材20从铸造金属2拉出。如果脱模剂22或线材20的材料改变了,则与以上相同地建立关系式,并计算出脱模剂22的厚度T的条件。
[0071](第四实施方式)
[0072]在第四实施方式中,除了前述各实施方式以外,还通过脱模剂22的有机物量以及熔融金属3的初始氢量,预测模具I (铸造金属2)中是否发生氢气缺陷(以下简称为气体缺陷)。基于结果来设定能够防止气体缺陷发生的条件。
[0073]图10是用于说明发生气体缺陷K的图。
[0074]通常,脱模剂22包含有机物。如图所示,由于脱模剂22的有机物在铸造期间会受热而燃烧和分解,所以熔融金属3中会产生气体G(参见图10的(B))。由于气体G中的氧气易于与熔融金属3的金属或碳结合,所以氧气会与熔融金属3分离,并且作为氧化物或气体(一氧化碳、二氧化碳)浮起(参见图10的(C))。另一方面,气体G中的氢易于被熔融金属3吸收,并且会以预定的溶解度溶解在熔融金属3中。在熔融金属3的凝固期间,伴随溶解度的快速下降,熔融金属3中会产生氢气,从而在某些情况下铸造金属2中会发生气体缺陷K (参照图10的⑶和图10的(E))。如果气体缺陷K出现在模具I的表面或通气孔4的内表面,则气体缺陷K会成为铸造缺陷(参见图10的(F))。
[0075]这里,假设熔融金属3的在注入铸造空间14期间的氢含量(初始氢量)为Hm,熔融金属3中的由脱模剂20增加的氢增加量为Hp。Hm和Hp的单位均为(cc/合金的单位重量)(这里,cc/100g)。如果Hm与Hp之和(氢总量Hs)不小于合金特有的阀值,则会发生气体缺陷K。在注入熔融金属3之前的对熔融金属3施加的脱气处理之后,分析取样自熔融金属3的样品,以便获得Hm。另外,通过实际的铸造实验,获得Hp和铸造金属2的氢总量Hs0
[0076]在第四实施方式中,通过实验在各种条件下对模具I (铸造金属2)进行铸造,以便获得Hm、Hs和Hp的数据并检查铸造金属2中有无气体缺陷K。在实验中,改变合金的种类、线材20的直径D、脱模剂22的厚度T以及线材20的长度L。另外,合金、线材20、脱模剂22和主模11均由与第一实施方式的材料(参见图3)相同的材料制成。将预定数量(这里,为一根)的线材20布置在铸造空间14内,并且通过三种合金(AC4C、AC7A和AC2B)对铸造金属2 (长度:120mm,高度:50mm,厚度:20mm)进行铸造。
[0077]图11是示出第四实施方式中的铸造实验的结果的表,并且示出了各合金的实验结果。另外,图11是整理了实验条件(D、T和L)、脱模剂22的体积V、氢量(Hm、Hs、Hp和Hn)以及有无气体缺陷K的表。
[0078]脱模剂22的体积V为涂布于一根线材20的脱模剂22的体积,并且通过线材20的直径D、脱模剂22的厚度T以及线材20的长度L计算出。氢吸收量Hn为铸造金属2对每单位体积(这里,为Imm3)的脱模剂22的氢吸收量,并且通过氢增加量Hp、铸造金属2的重量Q、脱模剂22的体积V以及布置在铸造空间14内的线材20的数量N(总数)计算出。
[0079]如图11所示,氢吸收量Hn根据合金的改变而改变,并且氢吸收量Hn的平均值分别为0.1429 (AC4C)、0.2795 (AC7A)和0.1729 (AC2B)。发生气体缺陷K时的氢总量Hs的阀值可以几乎为0.4 (AC4C、AC7A和AC2B)的恒定值。因此,如果氢总量Hs小于0.4,则预测铸造金属2中不会发生气体缺陷K。另一方面,如果氢总量Hs等于或大于0.4,则预测铸造金属2中会发生气体缺陷K。在第四实施方式中,基于铸造金属2的氢总量Hs和阀值(0.4),得到与发生气体缺陷K相关的关系式(式E),从而预测是否发生了气体缺陷K。
[0080][公式2]
[0081]0.4 > Hm+ JT L {(T+D/2)2- (D/2)2} XNXY/{10Q}
[0082]…式 E
[0083]Y = {AC4C:0.1429,AC7
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