JPH02284754A - 軽合金鋳造用金型 - Google Patents

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〕 本発明は、特にアルミニウム合金、マグネシウム合金等
の軽合金の鋳造に用いる軽合金鋳造用金型に関する。

〔従来の技術〕

アルミニウム合金、マグネシウム合金等をダイカスト、
高圧鋳造等を行うのに金型が使用されるが、上記したよ
うな軽合金の溶湯の注湯に際してはこれらの軽合金の溶
湯の温度低下の防止を図ることを目的として、その金型
のスリーブやチンプの先端部に、例えばサイアロン等の
セラミックスを適用したものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

アルミニウム、マグネシウム合金等の軽合金をダイカス
トや高圧鋳造で鋳造するときに使用する金型は熱容器が
大きく、かつ熱伝導率の良い材料で造られている。そし
て、これら軽合金の溶湯は金型に設けられた湯口、スリ
ーブ、湯道等を通って金型のキャビティーに充填される
ので、経時的に熱が奪われて温度低下を来し、溶湯の一
部に凝固層が形成される。故に、この凝固層はその後の
溶湯の注湯に際して、またチップによる射出にょる破断
により凝固片となって溶湯と共にキャビティー内に充填
されることとなる。ところが、周知のように凝固片の表
面には通常薄い酸化被膜が形成されているために密着性
が悪く、結果的に鋳造製品の強度低下の一因となってい
る。

このような問題を回避するためにセラミックスを用いて
溶湯の温度低下の防止を図っているが、周知のようにセ
ラミックスが高価なのに加えて、靭性に乏しく破損し易
いという欠点がある。

さらに、これを鋳抜きビン部、射出スリーブ、局部加圧
用のチップ部およびスリーブ部等に用いた場合には、こ
れらが例えば５ＫＤ６１　（Ｊ　Ｉ　ＳＧ４４０４）に
なる現状のものにあっては離型材が不十分なときには合
金と焼付き勝ちであって、離型或いは射出時の摺動の際
に論りが生して鋳造製品の寸法不良が生じたり、また加
圧不良により巣が発生したりする問題が生じている。

従って、本発明は安価で、しかも信頼性の高い軽合金の
鋳造製品を鋳造することのできる軽合金鋳造用金型の提
供を目的とする。

〔！ｌ！３を解決するための手段〕 本発明は上記した問題点を解決する為になされたもので
あって、従って本発明に係る軽合金鋳造用金型の構成は
、分割自在な一対の金型からなる軽合金鋳造用金型にお
いて、前記金型のうち少なくとも湯口を有する側の一方
の金型の所定位置に、表面に窒化チタン層を形成したチ
タン合金を使用することを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、軽合金鋳造用金型のうちの一方の金型
の所定の位置に窒化チタン層を形成したチタン合金を用
いるようにした。

このチタン合金の熱伝導率はセラミックスのそれと同程
度に低く、靭性が優れる他、セラミックスに比較して低
コストでもあり、しかもこのチタン合金の表面には高硬
度の窒化チタン層が形成されているので、このチタン合
金は高温安定性に優れると共に、アルミニウム、マグネ
シウム合金等の軽合金と反応したりすることがない。

〔実施例〕

本発明の実施例を以下に説明する。

■二夫玉舅 この第一実施例は、下金型の噴出スリーブ、チップにチ
タン合金として、Ｔｉ−６Ａ／！−４Ｖを用いて、ＡＣ
８Ｃ（ＪＩＳＨ５２０２）のアルミニウム合金を高圧鋳
造したものである。

より詳しくは、内径５０ｍｍのスリーブの内径を研磨仕
上げした後、その仕上げ面にガス窒化処理を施して１０
　／ｌ　１７１厚さのＴｉＮＪｉを形成させると共に、
チップの表面にも上記スリーブの内面と同等の処理を施
し、これらを下金型Ｇ、テ取付けて、１００　ＴＯＮ高
圧鋳造機により直径１８０ｍｍの円板状の鋳造品を１１
造した。

このＴｉＮｊｉの厚さは耐久性に係るが、実用的には１
０μｍの厚さで十分であった。

一方、従来の５ＫＤ６１１！４′；なるスリーブと千ノ
ブを取付けた金型により上記したと同材料、同寸法の鋳
造品を鋳造し、両者の機械的強度試験を行って、第１表
に示す通りの結果を得た。

第１表９機械的強度比較表 」二記した第１表から本実施例になる金型が従来の金型
に比較して何れも優れていることが判る。

これは、チタン合金になるスリーブやチップが従来のそ
れらの熱伝導率、熱容１の特性に比較して第２表に示す
ように優れているからである。

第２表、チタン合金との特性比較表 但し、熱伝導率の単位はｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ°Ｃ１熱
容盪の単位はｃａｔ／ｃｍ１である。

ところで、周知のとおりチタン合金は高温状態において
酸素雰囲気に弱い。

しかしながら、このチタン合金の表面にはＴｉＮ層が形
成されているので高温状態においても安定しており、従
って使用上特に支障を生じたりするようなことがなく、
しかも上記第２表に示したようにチタン合金の特性が優
れているので、ａ固片の発生がなく機械的強度の高い鋳
造品の鋳造が可能になる。

さらに、鋳造作業における離型作業において鋳抜きピン
に焼付きＰＩりが生したりすることも、セラミックスの
ように割れが発生したりするようなこともなかった。

［ＪＪＬ［ｆｌ この実施例が第一実施例と相違するところはスリーブの
内径にある。つまり、内径を７０ｍｍにして、２５０Ｔ
ＯＮの横型ダイカストマシンにより圧縮機用のピストン
を鋳造したのである。

そして、この実施例ではこのスリーブ内におけるＡＣ８
Ｃの溶湯の液相間の冷却速度と凝固時間の測定を行い、
５ＫＤ６１材になるスリーブの場合についても同様の測
定を行った。

それらの結果によれば、前者の液相間の冷却速度が後者
のそれより３０％遅くなり、溶湯の凝固時間が後者の２
．３倍になったので、この実施例になるチタン合金は、
溶湯の保温性が大幅に優れているということになる。

それ故に、Ｔｉ合金になるスリーブを用いた場合には湯
境い、鵬不廻り等の不具合の発生も、ビンの圀りの発生
も皆無であった。

なお、？８湯の液相間の冷却速度と凝固時間の測定結果
の詳細は第３表に示す通りである。

第３表、冷却時間と凝固時間の比較表 この実施例は、金型の湯口部にチタン合金を用いて、こ
の金型により上記アルミニウム合金の低圧鋳造を行った
ものである。

溶湯の注湯後のこの湯口部における湯温の低下が少なく
なり、加圧力が低圧である略こも関わらす押湯効果が向
上した結果、鋳造製品の内部に生じる微細な巣、つまり
ミクロポロシティを大幅に減少させることができた。

第皿工施贋 この実施例は、金型のノズル部に上記チタン合金を用い
て、ダイカストによりマグネシウム合金Ｓ人造製品を鋳
造したものである。

その結果、ノズル部にチタン合金を用いない従来タイプ
の金型では湯口つまりの発生があったが、本実施例では
湯口つまりの発生を解消できた。

なお、上記した各実施例において用いたチタン合金はセ
ラミックスである前記サイアロンより安価であって、経
済的に極めて有利になる。

また、上記した実施例は何れも本発明の具体例にすぎず
、従ってこれらの実施例によって本発明の技術思想の範
囲が限定されるものではない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、チタン合金の熱伝導率はセラミックス
のそれと同程度に低く、靭性が優れる他、セラミックス
番ご比較して低コストでもあり、しかもこのチタン合金
の表面には窒化被膜処理が施されているので、このチタ
ン合金は高温安定性に優れ、かつアルミニウム、マグふ
シウム合金等と反応することもないので、溶湯の温度低
下が少なくなり、ａ固片が発生しないのに加えて、チタ
ン合金になるチップでは離型に際しての焼付きや闇り等
がなくなり、軽合金の鋳造製品の寸法不良や加圧不良に
よる巣の発生防止も可能になり、機械的性質の優れた軽
合金の鋳造製品を得ることができるので、その品質向上
におおいに寄与し得る。

また、このチタン合金はセラミックスより安価であって
、しかも強靭なために割れたりすることがなく耐久性に
優れているので、経済的にも極めて有利になった。

特許出願人　株式会社神戸製鋼所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）分割自在な一対の金型からなる軽合金鋳造用金型
   において、前記金型のうち少なくとも湯口を有する側の
   一方の金型の所定位置に、表面に窒化チタン層を形成さ
   せたチタン合金を使用することを特徴とする軽合金鋳造
   用金型。