JP2000334555A - ダイカスト用スリーブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二重構造のダイカスト用スリーブが有する保
温性を実質的に損なうことなく、注湯口から注湯された
溶湯が落下して当たる部分への溶湯の焼き付きによるプ
ランジャチップの固着を防止して、円滑な射出を可能に
する。 【解決手段】 熱伝導率が１０〜２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）
（３００℃）の合金鋼からなる外筒１１内に、この外筒
１１より熱伝導率が高い工具鋼の内筒１２を冶金的に接
合してなるダイカスト用スリーブ１０において、このダ
イカスト用スリーブ１０に設けられている注湯口１３か
ら注湯された溶湯３１が落下して当たる部分の外筒１１
に通路１６を設けてここに冷却液を流すことにより、こ
の部分の放熱性を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウムやマ
グネシウム用のダイカストマシンを構成する注湯受けと
加圧シリンダとを兼ねるダイカスト用スリーブに係り、
特に工具鋼からなる内筒の外周に、いわゆる断熱合金鋼
からなる外筒を冶金的に接合してなる二重構造のダイカ
スト用スリーブの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ダイカスト用スリーブには、
ＳＫＤ６１（ＪＩＳ）などの工具鋼が使用されている。
このダイカスト用スリーブは、熱伝導率が２９Ｗ／（ｍ
・Ｋ）（３００℃）と比較的高いため、ダイカスト用ス
リーブ内に注湯された溶融金属（溶湯）が短時間に冷却
され、特にダイカスト用スリーブに接触した部分の溶湯
は凝固を始める。

【０００３】そのため、溶湯がダイカスト用スリーブか
ら射出され金型に注入されたとき、湯まわり不良や断熱
チル層の巻き込みなどを発生するという問題があった。
特に注湯量の少ない薄肉成形品のダイカストにおいて湯
境いや湯まわり不良などの成形不良が多く発生する傾向
があった。

【０００４】これらの問題を解決するために開発された
ものが、工具鋼からなる内筒の外周に、いわゆる断熱合
金鋼からなる外筒を冶金的に接合してなる二重構造のダ
イカスト用スリーブである（特願平１０ー１０９４０８
号、特願平１１ー７３０７９号）。

【０００５】この二重構造のダイカスト用スリーブは、
工具鋼からなる内筒が耐摩耗性、耐ヒートチェック（ク
ラック）性を、断熱合金鋼からなる外筒が断熱性、耐熱
衝撃性を備えており、全体として熱伝導率が低く、注湯
された溶湯の保温性に優れ、湯境い、湯まわり不良、断
熱チル層の巻き込みなどの成形不良の発生を抑えること
ができ、ダイカスト製品の不良率を低減できるという利
点を有している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記二重
構造のダイカスト用スリーブは、比較的短時間に注湯口
の下部、すなわち注湯口から注湯された溶湯が落下して
当たる部分に溶湯の焼き付きが生じ、この焼き付きによ
りプランジャチップが固着され、動作不良を生じること
がある。

【０００７】本発明は、上記二重構造のダイカスト用ス
リーブが有する保温性を実質的に損なうことなく、注湯
口から注湯された溶湯が落下して当たる部分への溶湯の
焼き付きによるプランジャチップの固着を防止して、円
滑な射出を可能にするダイカスト用スリーブを提供する
ことを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、熱伝導率が１０〜２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）（３
００℃）の合金鋼からなる外筒内に、この外筒より熱伝
導率が高い工具鋼の内筒を冶金的に接合してなるダイカ
スト用スリーブにおいて、このダイカスト用スリーブに
設けられている注湯口から注湯された溶湯が落下して当
たる部分の外筒に放熱部が設けられている。

【０００９】このように溶湯が落下して当たる部分の外
筒に放熱部を設けることにより、この部分の内筒からの
放熱量が増加し、この部分の部分的な昇温を抑えてこの
部分に集中的に生じる溶湯の焼き付きを抑える。

【００１０】なお、前記放熱部は、液冷式であることが
好ましく、さらに、この液冷式の放熱部は、外筒中に設
けられた冷却液を流す通路であることが好ましい。ま
た、前記外筒は、ＳＵＳ６３０、ＳＵＳ６３１またはこ
れらの相当品であり、前記内筒は、ＳＫＤ６１、ＳＫＤ
８またはそれらの相当品であることが好ましく、さらに
このＳＫＤ６１、ＳＫＤ８またはそれらの相当品からな
る内筒の内面は、焼入れ後、窒化されていることが好ま
しく、前記内筒の肉厚は、１〜６ｍｍであることが好ま
しい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
図１ないし図５を参照して説明する。図１は、本発明に
よるダイカスト用スリーブ１０を適用したダイカストマ
シンの要部概要断面図であり、２１は固定ダイプレー
ト、２２は移動ダイプレート、２３は固定金型、２４は
移動金型である。本発明によるダイカスト用スリーブ１
０は、固定ダイプレート２１に取り付けられたつば付き
ブッシュ２５と、固定金型２３に取り付けられた金型ス
リーブ２６とを介して固定ダイプレート２１及び固定金
型２３に取り付けられている。なお、図１において、２
７はプランジャ、２８はプランジャ２７の先端に設けら
れたプランジャチップ、２９はダイカストによって得る
成形品に対応するキャビティ、３０は湯道である。

【００１２】図２は、図１のダイカスト用スリーブ１０
を拡大して示すもので、外筒１１と内筒１２とからなる
いわゆる二重構造を有している。外筒１１は、熱伝導率
が１６〜２０Ｗ／（ｍ／Ｋ）のＳＵＳ６３０、ＳＵＳ６
３１またはこれらの相当品や熱伝導率が１２〜２０Ｗ／
（ｍ／Ｋ）の低熱伝導率合金鋼（Ｃ：０．１〜０．５ｗ
ｔ％、Ｓｉ：３〜７ｗｔ％、Ｎｉ：５〜１８ｗｔ％、Ｃ
ｒ：０．５〜８ｗｔ％、残部Ｆｅ）などからなる熱伝導
率が１０〜２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）（３００℃）の合金鋼に
よって形成される。内筒１２は、熱伝導率が２９Ｗ／
（ｍ・Ｋ）（３００℃）ないしそれ以上のＳＫＤ６１や
ＳＫＤ８またはそれらの相当品などからなる工具鋼によ
って形成される。

【００１３】１３は注湯口であり、この注湯口１３の下
方、すなわち注湯口１３から注湯された溶湯３１（図１
参照）が落下して当たる部分すなわち注湯口１３の図２
において下方の位置の外筒１２中には、外筒１２の外周
に設けられた溝１４と、この溝１４の開口部に溶接され
た蓋１５とにより形成された通路１６が設けられてい
る。この蓋１５には、通路１６に対して冷却液を供給及
び排出するための入口１７及び出口１８が設けられ、通
路１６に冷却液を流すことにより放熱部を形成するよう
に構成されている。

【００１４】以下このダイカスト用スリーブ１０の製造
方法を説明する。 （１）図４に示すように、外筒１１の素材である溶体化
処理した外筒材１１ａ内に、内筒１２の素材である中実
の内筒材１２ａを挿入して両者の境界部両端を符号Ｗで
示すように電子ビーム溶接などにより溶接して密封した
後、熱間静水圧加圧法（ＨＩＰ）により１０００気圧程
度の高圧下で１１００℃程度に加熱して両者を冶金的に
接合する。

【００１５】この二重構造の形成は、図５に示すよう
に、外筒材１１ａと内筒材１２ａをＨＩＰ用封入缶１０
０に入れてＨＩＰを行ってもよく、さらには、外筒材１
１ａを粉末として充填し、これを焼結成形すると同時に
内筒材１２ａに拡散接合しもよく、さらにまた、図示し
ないが、外筒材１１ａと内筒材１２ａをろう付けにより
冶金的に接合してもよいなど種々の方法を採用可能であ
る。なお、図５において、１０１は蓋、１０２は真空引
き用パイプである。

【００１６】（２）上記のように外筒材１１ａと内筒材
１２ａとを冶金的に接合して二重構造とした後、内筒１
２の焼なましを行う。 （３）次いで、図２に示す形状に機械加工する。すなわ
ち外筒１１の外周形状加工、内筒１２を所定の肉厚にす
ると同時に所定の内径寸法とするための内周形状加工、
両端加工、注湯口１３の加工、さらに溝１４の加工を行
う。なお、上記の内周形状加工は、内筒１２の肉厚が６
ｍｍを超えると保温性が大幅に低下するために好ましく
なく、また、加工の際のバラツキ等も考慮する必要から
内筒１２の肉厚が１ｍｍより少なくならないようにする
ことが好ましい。

【００１７】（４）次ぎに、内筒１２を硬化させるた
め、上記ダイカスト用スリーブ１０を焼入れ焼き戻し
し、その後、蓋１５を溶接により取り付ける。 （５）内筒１２の内周面を研削により仕上げ加工する。 （６）最後に、内筒１２の内周面を窒化処理してダイカ
スト用スリーブ１０を完成させる。

【００１８】上記のように製作されたダイカスト用スリ
ーブ１０の作用について説明する。図１に示すように、
ラドル３２を用いて注湯口１３から溶湯３１を注湯す
る。注湯された溶湯３１は、注湯口１３の下方位置にお
いて内筒１２の内面上に落下する。落下した溶湯３１
は、内筒１２の下部内面上を流れてダイカスト用スリー
ブ１０内の下部に蓄えられる。所定量の溶湯３１を注湯
した後、プランジャ２７及びプランジャチップ２８を前
進させてダイカスト用スリーブ１０内の溶湯３１を湯道
３０を通して金型２３、２４のキャビティ２９内へ充填
する。

【００１９】ところで上記注湯の際、新たに注湯される
高温の溶湯３１が次々と落下して当たる注湯口１３の下
方位置の内筒１２の内面が最も強く加熱されて高温にな
る。外筒１１は、ダイカスト用スリーブ１０内の溶湯３
１を保温するために、上記のように断熱合金鋼によって
形成されているため、特に上記注湯口１３の下方位置の
内筒１２及び外筒１１が部分的に高温になる。

【００２０】しかしながらこのダイカスト用スリーブ１
０には、注湯口１３の下方位置に設けられている通路１
６に冷却液を流すことにより、この部分での放熱が促進
され、局部的な内筒１２及び外筒１１の昇温を防止す
る。そこで、従来、問題となっていたこの部分への溶湯
の焼き付きはなくなり、プランジャチップ２８を円滑に
移動させることができる。

【００２１】図３は、本発明の他の実施の形態を示すも
ので、図２に示したように、蓋１５の溶接のような複雑
な製造工程を省略し、単にドリル加工による複数の穴１
９からなる通路とし、これに冷却液を流すようにしたも
のである。

【００２２】前述した実施の形態では、外筒１１中に通
路１６（穴１９）を設け、これに冷却液を流して放熱性
を高めるようにした液冷式の放熱部とした例を示した
が、本発明はこれに限らず、空冷式等種々の放熱方式を
採用可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、二重
構造のダイカスト用スリーブが有する保温性を実質的に
損なうことなく、注湯口から注湯された溶湯が落下して
当たる部分への溶湯の焼き付きによるプランジャチップ
の固着を防止して、円滑な射出を可能にすることができ
る効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるダイカスト用スリーブを適用した
ダイカストマシンの要部概要断面図。

【図２】本発明によるダイカスト用スリーブの実施の形
態を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）
のＡーＡ線による横断面図。

【図３】本発明によるダイカスト用スリーブの他の実施
の形態を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は
（ａ）のＢーＢ線による横断面図。

【図４】本発明によるダイカスト用スリーブの製造途中
の状態を示す図。

【図５】本発明によるダイカスト用スリーブの製造途中
の状態の他の例を示す図。

【符号の説明】

１０ ダイカスト用スリーブ １１ 外筒 １１ａ 外筒材 １２ 内筒 １２ａ 内筒材 １３ 注湯口 １４ 溝 １５ 蓋 １６ 通路 １７ 冷却液の入口 １８ 冷却液の出口 １９ 穴（通路） ２１ 固定ダイプレート ２２ 移動ダイプレート ２３ 固定金型 ２４ 移動金型 ２７ プランジャ ２８ プランジャチップ ２９ 湯道 ３０ キャビティ ３１ 溶湯

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱伝導率が１０〜２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）
   （３００℃）の合金鋼からなる外筒内に、この外筒より
   熱伝導率が高い工具鋼の内筒を冶金的に接合してなるダ
   イカスト用スリーブにおいて、 このダイカスト用スリーブに設けられている注湯口から
   注湯された溶湯が落下して当たる部分の外筒に放熱部が
   設けられていることを特徴とするダイカスト用スリー
   ブ。
2. 【請求項２】 前記放熱部が、液冷式であることを特徴
   とする請求項１に記載のダイカスト用スリーブ。
3. 【請求項３】 前記液冷式の放熱部が、外筒中に設けら
   れた冷却液を流す通路であることを特徴とする請求項２
   に記載のダイカスト用スリーブ。
4. 【請求項４】 前記外筒が、ＳＵＳ６３０、ＳＵＳ６３
   １またはこれらの相当品であり、前記内筒が、ＳＫＤ６
   １、ＳＫＤ８またはそれらの相当品であることを特徴と
   する請求項１、２または３に記載のダイカスト用スリー
   ブ。
5. 【請求項５】 前記内筒の内面が、焼入れ後、窒化され
   ていることを特徴とする請求項４に記載のダイカスト用
   スリーブ。
6. 【請求項６】 前記内筒の肉厚が、１〜６ｍｍであるこ
   とを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載
   のダイカスト用スリーブ。