大型で高強度の部品を量産する重機用途では、金型寿命は、合金の種類、部品の複雑さ、ツール材質に応じて通常50,000~200,000ショット以上となります。高圧のアルミダイカストで、A360 や A380のような合金を使用した場合、標準的なプロセス管理下で金型寿命は一般的に80,000~120,000サイクルとなります。
亜鉛ダイカストは融点が低いため金型寿命が非常に長く、小型で高精度のクランプ、ブラケット、ハウジングなどを鋳造する場合、通常200,000~1,000,000サイクル以上に達します。
重負荷用途の金型寿命は、以下の重要な要因に左右されます:
金型材質:H13、H13X、S7工具鋼などの高級鋼は、激しい熱サイクル下での熱疲労、侵食、亀裂に対して高い耐性を持ちます。
鋳造合金:銅を多く含む合金やシリコン量の多い合金は金型への熱負荷を増加させます。例えば、C95400 アルミ青銅 や C18200 は融点が高く、摩耗性があるため金型寿命を短縮しやすい傾向があります。
部品の複雑さと肉厚:薄肉や深いキャビティの設計は局所的な熱蓄積を引き起こし、摩耗や金型疲労を早めます。最適な冷却チャネルや設計の工夫で寿命を延ばすことが可能です。
金型への表面処理:窒化処理、PVDコーティング、ショットピーニングなどを施すことで表面硬度が高まり、熱亀裂や溶着に対する耐性が強化されます。
適切な金型メンテナンスは寿命に大きく影響します。定期的な研磨、亀裂検査、熱疲労の監視、インサート交換などの管理により、特に摩耗の激しい高量産環境では金型寿命を30~50%延長できます。重機用途では部分的交換を可能にするコアやインサート設計が一般的で、金型全体の交換を必要とせず、長期的なコスト効率が向上します。
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