JPH0195860A

JPH0195860A - 高温溶解金属製品の製造装置

Info

Publication number: JPH0195860A
Application number: JP25495787A
Authority: JP
Inventors: Akio Nakano; 昭夫中野; Akitami Furuya; 堯民古屋
Original assignee: Furuya Metal Co Ltd
Current assignee: Furuya Metal Co Ltd
Priority date: 1987-10-08
Filing date: 1987-10-08
Publication date: 1989-04-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉この発明は、注湯温度を６５０〜２０００℃位迄の高温
溶解金属（高融点金属）、所謂６５０〜２０００℃位迄
の高温溶湯を射出充填して高温溶解金属製品を成形する
ために利用する製造装置に関する。

〈従来の技術とその問題点〉従来、雄雌一対の成形型、スリーブ及びピストンはとも
にその材質（主型材）として一般に用いられている５Ｋ
Ｄ６１（焼結耐熱合金）であるために、注湯温度を６０
０℃位の低融点金属、例えばＮ。

ＺＴＩなどを製品素材とする低温溶湯を用いての製品の
鋳込み成形に限られてしまい、６５０〜２０００℃位迄
、特に７５０℃以上の高温溶湯を用いての鋳込み成形は
材質上、極めて困難且つ危険であった。それは、７５０
℃以上の高温溶湯から受Ｇノる高温熱衝撃によって金属
結晶粒界に析出が生じて靭性が劣り、その結果成形型の
場合はそのキャビテイ面が激しく浸食したり、急速に脆
性破壊し、ひいては完全なる型割れを引き起こし、廃脚
のやむなぎに至る。

一方、スリーブとピストンの場合は両者に芯振れが生じ
、それによりピストンの射出速度が得られなくなって溶
湯の押湯不足に伴なう製品の品質低下や片減りしてスリ
ーブとピストンが摩耗し、ひいてはそれらの寿命を短か
くする。

〈発明が解決しようとする課題〉本発明が解決しようとする技術的課題は、６５０〜２０
００℃位迄の高温域の高温溶湯を用い且つ同溶湯に所望
の加圧をかけながら凝固させるといった苛酷な運転情況
下での鋳込み成形を可能にした高温溶解金属製品の製造
装置の提供にある。

〈技術的課題を達成するための手段〉上記課題を達成するために本発明が講じる技術的手段は
、組となる雄雌一対の成形型の一方又は両方とこの成形
型内に高温溶解金属を充填するスリーブ及びピストンを
、Ｐｔ又はＩｒ又はＲｈのいずれか一種を基とする金属
主材に酸化物０．０１〜５ｗｔ％を分散形に混合せしめ
た耐安定性合金にて形成し、その雄雌両型、スリーブ及
びピストンに前記高温溶解金属に浸食され難い耐熱性に
優れた酸化物、窒化物、炭化物などの表面処理を施した
ことである。

〈実施例〉本発明の詳細な説明する。本発明において酸化物の混合
量は０．０１〜５ｗｔ％内に抑えることが必要である。

この理由は０．０１　ｗｔ％以下だと、６５０〜２００
０℃位迄の高温域において強度がでない、これは金属結
晶所謂Ｐｔ又はＩｒ又はＲｈの結晶粒界（結晶界面）に
熱に強い微細化粉末の酸化物粒子が均−且つ微細に分散
されないために、高温域に長時間放置されると結晶組織
が粗大化し、結晶構造を維持できなくなって円又は１ｒ
又はＲｈの結晶粒界に亀裂が入り易くなり強瓜の劣化を
引き起こす、５ｗｔ％以上だと、融点が上昇し、塑性加
工が悪くなっていく、これは円又はＩｒ又はＲｈの結晶
粒子同志の結合が酸化物粒子によって大きく妨げられる
からである。

酸化物は、Ｈｇｏ、ＺｒＯ２，ＣａＯ２，／Ｖ２Ｏ３。

＄０２．ＴｉＯ２，Ｙ２Ｏ５，などの内一種又数種を選
択し、ｈ又はＩｒ又はＲｈのいずれか一種を基とする金
属主材に０．０１〜５ｗｔ％の割合で分散形に添加混入
させる。

而して、本発明はＰｔ又はＩｒ又はＲｈに上述した一種
の酸化物粒子０．０１〜５ｗｔ％を均−且つ微細に分散
させて混入してなる硬度、破壊靭性値などの機械的性質
に優れ、且つ耐熱衝撃抵抗性、耐薬品抵抗性、耐酸化抵
抗性などの化学的性質に優れた微細結晶安定化金属組織
を持っＰｔ基耐安定性合金又はＩｒ基耐安定性合金又は
Ｒｈ基耐安定性合金にて雄型（ａｌ）と雌型（ａｌ）と
の組からなる成形型（Ａ）の一方又は両方、図面にあっ
ては雄雌両型（ａｔ　）（ａｌ）とこの雄雌両型（８丁
）（ａｌ）の型締め時に構成されるキャビティ（ａ）内
に６５０〜２０００℃位迄の高温溶解金属、所謂高温溶
１　（Ｍ）を射出充填するスリーブ（Ｂ）及びピストン
（Ｃ）を形成し、その雄雌両型（ａｌ）（ａｚ）、スリ
ーブ（Ｂ）及びピストン（Ｃ）の表面を耐熱性に優れた
酸化物、窒化物、炭化物などの金属化合物ｌ！Ｉ（１）
にて被覆せしめてそれらの表面処理を行なう。

金属化合物膜（１）は、６５０〜２０００’Ｃ位迄の高
温溶湯（Ｍ）に浸食され難い該溶１！（１）に対する耐
熱性に優れた超硬質の炭化物、窒化物、酸化物９例えば
Ｔｉ、　Ｔａ、　Ｃｒ、　Ｎｏ、　Ｖ、　ＡＩ、　Ｓｔ
、Ｎｄ、　Ｚｒなどの内一種及び数種からなる金属膜、
例えばＴｉ金属膜、５ｔｆＩＬ属膜、ｃｒ−ｒｔ金属膜
であり、放電中でイオン化されたアルゴンを蒸発原子の
衝撃で、たえずスパッターエツチングさせながら蒸着が
進行するイオンブーレティング法にて雄雌両型（ａ＋　
）（ａｌ）のキャビテイ面（２）（３）を含む型全表面
、スリーブ（Ｂ）の内外両局全面及びピストン（Ｃ）の
表面全面に所望の厚さをもって蒸着形成し、表面処理を
施こすものである。

そして、金属化合物膜（１）によって被覆し表面処理を
施こした雄雌両型（ａ＋　）（ａｌ）の型内には冷却機
構（４）（５）及び加熱機構（４゛）（５′）を夫々適
宜に配設する。

また、雄型（ａｌ）の中央部には上下方向に進退自在に
摺動させる可動ホブ（６）を嵌装備え、該ホブ（６）を
可動盤（７）上に設置したシリンダー（８）に連繋させ
、溶Ｉｉ　（Ｍ）がキャビティ（ａ）内に充填された後
、シリンダー（８）が作動する様に設定し、キャビティ
（ａ）内に充填された溶湯（Ｍ）を可動ホブ（６）の前
進（下降）動作にて加圧せしめながら凝固させる様にす
る。

この可動ホブ（６）はＰｔ基耐安定性合金又は１ｒ基耐
安定性合金又はＲｈ基耐安定性合金にて形成すると共に
、その表面全面に金属化合物膜（１）を蒸着形成して、
該膜（１）にて被覆して成る。尚、この可動ホブ（６）
を進退動自在に嵌装するために開設した雄型（ａｌ）の
嵌挿孔（９）内面に金属化合物膜（１）を蒸着形成せし
めて進退動作時の潤滑性を更に良好ならせしめる。

尚、Ｐｔ基耐安定性合金又はＩｒ基耐安定性合金又はＲ
ｈ基耐安定性合金は分散硬化法を利用してマトリックス
中で０．１μ以下の微細化粉末の酸化物粒子を均−且つ
微細に分散させて再結晶及び結晶の成長を抑制させる様
にゆっくりとした同相反応を起させ硬化させて作る。

而して、而る実施例は雄雌両型（ａ＋　）（ａ２）。

可動ホブ（６）、スリーブ（Ｂ）、ピストン（Ｃ）それ
らを高い耐熱性と長期間使用に対する高い安定性を有す
る硬度、破壊靭性値などの機械的性質に優れ、且つ耐熱
衝撃抵抗性、耐薬品抵抗性、耐酸化抵抗性などの化学的
性質に優れた微細結晶安定化金属組織を持つＰｔ又はＩ
ｒ又はＲｈに酸化物粒子０．０１〜５ｗｔ％混合せしめ
たＰｔ基耐安定性合金又はＩｒ基耐安定性合金又はＲｈ
基耐安定性合金にて形成し且つそれらの表面全面に、６
５０〜２０００℃位迄の高温溶１　（Ｍ）に浸食され難
い耐熱性に優れた超硬質の金属化合物膜（１）、例えば
Ｔｉ金属膜。

シ金属膜を所望の肉厚で蒸着形成せしめて雄雌両型（ａ
＋　）（ａ２）、可動ホブ（６）、スリーブ（Ｂ）、ピ
ストン（Ｃ）それらの表面を金属化合物膜（１）にて被
覆せしめたことで、６５０〜２０００℃位迄の高温溶湯
（Ｍ）を用い且つ該溶湯（Ｍ）をキャビティ（ａ）内に
割出充填後、可動ホブ（６）の動作にて加圧をかけなが
ら降温凝固させて製品を成形するといった苛酷な運転情
況下での鋳込み成形を可能にすると共に、溶１　（Ｍ）
のキャビテイ面（２）（３）に対する濡れ、酸化防止を
図って製品の抱付き力（把握力）と表面の摩耗を押え、
製品取出しを円滑に行ない得る様にしたものである。

尚、前記溶湯（Ｍ）は、その素材が特に制限されるもの
ではないが、好ましくは超塑性金属、例えば０〜９９ｗ
ｔ％Ｉｒ、　Ｑ　〜２０ｗｔ％Ｚｒ、　Ｑ　〜２０ｗｔ
％Ｌｉ。

０〜９９．５ｗｔ％に、０〜９０ｗｔ％Ｃｒ、Ｏ〜１　
ｓｗｔ％Ｓ。

Ｏ〜１５Ｗ【％（：、、　Ｑ　〜３０ｗｔ％Ｈｎ、　Ｏ
〜３５ｗｔ％（。

０〜６０ｗｔ％Ｇ、０〜５０ｗｔ％ｈ、０〜９９ｗｔ％
Ａｌ。

０〜ｉｏｗｔ％Ｎ、Ｏ〜２０ｗｔ％Ｗ、０〜６０ｗｔ％
６゜Ｏ〜９９ｗｔ％侃、０〜９９ｗｔ％Ｔｉ、　Ｑ〜３
０ｗｔ％Ｎｂ。

Ｑ　〜６０ｗｔ％Ｔａ、　Ｑ　〜ｅｏｗｔ％Ｖ、Ｏ〜２
０ｗｔ％Ｂ。

０〜３０ｗｔ％Ｙ２Ｏ３，０〜１０ｗｔ％Ｒｈ、　０〜
２０ｗｔ％Ｒａ、　Ｑ　〜９９ｗｔ％ｌ’に＋、　Ｑ　
〜２０ｗｔ％Ｐｕ、　Ｑ　〜９９ｗｔ％Ｆｅ。

０〜９５ｗｔ％Ａｕ、　Ｑ　〜９５ｗｔ％〜、　Ｑ　〜
２０ｗｔ％Ｇｅ。

０〜２０ｗｔ％０，０〜３０ｗｔ％Ｙ、Ｏ〜２０ｗｔ％
Ｙｂ。

０〜２０ｗ１％に、Ｑ〜２０ｗｔ％Ｃａ、　Ｑ　〜９９
ｗｔ％Ｚｎ。

Ｑ　〜３０ｗｔ％Ｓｒ、　Ｑ　〜２０ｗｔ％Ｂｉ、　Ｑ
　〜２０ｗｔ％Ｆ。

０〜３０ｗ１％Ｔｅ、　Ｏ〜２０ｗｔ％Ｔｈ、　０〜９
９ｗｔ％Ｐｔ。

０〜１５ｗ１％Ｐｄ、　Ｏ〜１０ｗｔ％Ｂａ、　Ｑ　〜
２０ｗｔ％Ｂｅ。

０〜２０ｗｔ％Ｔｉなどの内、数種の金属又酸化物を選
択して配合せしめてなる配合合金である。

〈発明の効果〉本発明高温溶解金属製品の製造装置は叙上の如く構成し
てなるから、下記の効果を奏する。

■酸化物０．０１〜５ｗｔ％を分散形に混合せしめたＰ
ｔ基耐安定性合金又はＩｒ基耐安定性合金又はＲｈ基耐
安定性合金にて形成した組となる雄雌両型、スリーブ及
びピストンそれらの表面を６５０〜２０００℃位迄の高
温溶解金属、所謂高温溶湯に浸食され難い耐熱性に優れ
た酸化物、窒化物、炭化物などの表面処理を施してなる
から、従来の５ＫＤ６１材によって構成された製造装置
に比べて硬度、破壊靭性値など機械的性質に優れ、且つ
高温熱衝撃に耐える耐熱衝撃抵抗性などの必要十分な高
い耐熱性と長期間使用に対する安定性を備えた製造装置
となる。よって、６５０〜２０００℃位迄の高温溶湯を
用い且つ加圧をかけながら凝固させるといった苛酷な運
転情況下での製品の鋳込み成形を可能にした耐久性、耐
熱衝撃性大なる高温溶解金属製品の製造装置を開発提供
出来た。

■スリーブとピストンの芯振れ９片減りを防止して、ピ
ストンの射出速度を長期に亘って一定に保つことができ
ると共に、ピストンの円滑な射出動作により溶湯の押湯
効果を向上し得る。

■キヤとティを構成する雄雌両型のキャビテイ面を６５
０〜２０００℃位迄の高温溶湯に浸食され難い耐熱性に
優れた超硬質の酸化物、窒化物、炭化物などの表面処理
を施してなるから、キャビティに充填された溶湯に対す
る濡れ性防止を図り得る。

よって、成形された製品のキャビテイ面に対する抱着き
力（把握力）を押え、製品の脱型効果を図って製品取出
しを良好ならしめ、取出し時の製品のひずみ、破れを防
止出来る。

依って、所期の目的を達成し得た。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明高温溶解金属製品の製造装置を示す縦断正
面図である。尚、図中（Ａ）：成形型　　　　＜８＋　）：雄型（ａ２）：雌
型　　　　（Ｂ）ニスリーブ（Ｃ）：ピストン　　　（
１）：金属化合物膜（２）（３）：キャビティ面

Claims

【特許請求の範囲】

組となる雄雌一対の成形型の一方又は両方とこの成形型
内に高温溶解金属を充填するスリーブ及びピストンを、
Ｐｔ又はＩｒ又はＲｈのいずれか一種を基とする金属主
材に酸化物０．０１〜５ｗｔ％を分散形に混合せしめた
耐安定性合金にて形成し、その雄雌両型、スリーブ及び
ピストンに前記高温溶解金属に浸食され難い耐熱性に優
れた酸化物、窒化物、炭化物などの表面処理を施したこ
とを特徴とする高温溶解金属製品の製造装置。