JPH04224066A - ダイカストマシン用スリーブ - Google Patents
ダイカストマシン用スリーブInfo
- Publication number
- JPH04224066A JPH04224066A JP41424690A JP41424690A JPH04224066A JP H04224066 A JPH04224066 A JP H04224066A JP 41424690 A JP41424690 A JP 41424690A JP 41424690 A JP41424690 A JP 41424690A JP H04224066 A JPH04224066 A JP H04224066A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sleeve
- nitride layer
- titanium
- titanium nitride
- composite material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Powder Metallurgy (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム、亜鉛、ス
ズ及び鉛等の非鉄金属（その合金も含む）の鋳造に好適
のダイカストマシン用スリーブに関する。
ズ及び鉛等の非鉄金属（その合金も含む）の鋳造に好適
のダイカストマシン用スリーブに関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、アルミニウム等の非鉄金属を高精
度且つ高速度で鋳造できるダイカスト技術は、自動車、
産業機械及び家電機器等の分野において、各種部品の重
要な鋳造手段となっている。
度且つ高速度で鋳造できるダイカスト技術は、自動車、
産業機械及び家電機器等の分野において、各種部品の重
要な鋳造手段となっている。
【０００３】従来、ダイカストマシン用スリーブ（以下
、スリーブという）には ＪＩＳ ＳＫＤ１１又は Ｓ
ＫＤ６１等の冷間又は熱間ダイス鋼が使用されている。 しかしながら、一般的に非鉄金属は鉄と反応しやすいと
いう性質があるため、スリーブの内面では溶損及び摩耗
が発生してその内径が拡大し、特に注湯口底部では著し
い溶損が発生する。従って、スリーブを頻繁に交換する
必要があり、寿命が短い。また、鋼からなるスリーブは
熱伝導性が高いため、スリーブ内に注入された溶湯の温
度が低下しやすく、これにより鋳造品の製造歩留りが著
しく低下する。
、スリーブという）には ＪＩＳ ＳＫＤ１１又は Ｓ
ＫＤ６１等の冷間又は熱間ダイス鋼が使用されている。 しかしながら、一般的に非鉄金属は鉄と反応しやすいと
いう性質があるため、スリーブの内面では溶損及び摩耗
が発生してその内径が拡大し、特に注湯口底部では著し
い溶損が発生する。従って、スリーブを頻繁に交換する
必要があり、寿命が短い。また、鋼からなるスリーブは
熱伝導性が高いため、スリーブ内に注入された溶湯の温
度が低下しやすく、これにより鋳造品の製造歩留りが著
しく低下する。
【０００４】このため、スリーブの長寿命化を図ると共
に、鋳造品の大型化及び複雑化に対応し、更に溶湯の保
温性を改善して鋳造品の製造歩留りを向上させるために
、非鉄金属と接触する部分にセラミックス製部材を鋳ぐ
るみ又は焼きばめしたスリーブも使用されている。しか
し、この場合にはスリーブの耐溶損性は優れているもの
の、溶湯を射出する瞬間にスリーブに極めて大きな衝撃
が加えられるので、本来脆い性質を有するセラミックス
部分が破壊されることがある。そうすると、作業を中断
する必要があり、作業性が悪い。
に、鋳造品の大型化及び複雑化に対応し、更に溶湯の保
温性を改善して鋳造品の製造歩留りを向上させるために
、非鉄金属と接触する部分にセラミックス製部材を鋳ぐ
るみ又は焼きばめしたスリーブも使用されている。しか
し、この場合にはスリーブの耐溶損性は優れているもの
の、溶湯を射出する瞬間にスリーブに極めて大きな衝撃
が加えられるので、本来脆い性質を有するセラミックス
部分が破壊されることがある。そうすると、作業を中断
する必要があり、作業性が悪い。
【０００５】そこで、近年、チタン又はチタン合金とセ
ラミックスとからなる複合材料により成形された内筒を
鋳ぐるみ又は焼きばめしたスリーブも使用されている。 この複合材料は耐溶損性、耐衝撃性及び溶湯保温性が優
れている。
ラミックスとからなる複合材料により成形された内筒を
鋳ぐるみ又は焼きばめしたスリーブも使用されている。 この複合材料は耐溶損性、耐衝撃性及び溶湯保温性が優
れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の複合材料を鋳ぐるみ又は焼きばめしたスリーブ
は、耐溶損性、耐衝撃性及び溶湯保温性が優れているも
のの、複合材料の硬度が鋼又はセラミックスの硬度より
低いため、耐摩耗性が悪いという問題点がある。このた
め、ピストンの摺動による摩耗によりスリーブの内径が
拡大し、スリーブとピストンとの間のクリアランスが大
きくなり、鋳造時にスリーブとピストンとの間から溶湯
が漏出して所謂フラッシュバックが生じる虞がある。こ
のようなフラッシュバックが生じると、スリーブの寿命
が短くなり、作業性が低下する。
た従来の複合材料を鋳ぐるみ又は焼きばめしたスリーブ
は、耐溶損性、耐衝撃性及び溶湯保温性が優れているも
のの、複合材料の硬度が鋼又はセラミックスの硬度より
低いため、耐摩耗性が悪いという問題点がある。このた
め、ピストンの摺動による摩耗によりスリーブの内径が
拡大し、スリーブとピストンとの間のクリアランスが大
きくなり、鋳造時にスリーブとピストンとの間から溶湯
が漏出して所謂フラッシュバックが生じる虞がある。こ
のようなフラッシュバックが生じると、スリーブの寿命
が短くなり、作業性が低下する。
【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、非鉄金属の溶湯に対する耐溶損性、耐衝撃
性及び保温性が優れていると共に、ピストンの摺動に対
する耐摩耗性が優れており、長寿命であって作業性が優
れたダイカストマシン用スリーブを提供することを目的
とする。
のであって、非鉄金属の溶湯に対する耐溶損性、耐衝撃
性及び保温性が優れていると共に、ピストンの摺動に対
する耐摩耗性が優れており、長寿命であって作業性が優
れたダイカストマシン用スリーブを提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係るダイカスト
マシン用スリーブは、鋼製の外筒と、チタン又はチタン
合金及びセラミックスからなる複合材料により成形され
前記外筒内に嵌入された内筒と、この内筒の内面に形成
された窒化チタン層とを有することを特徴とする。
マシン用スリーブは、鋼製の外筒と、チタン又はチタン
合金及びセラミックスからなる複合材料により成形され
前記外筒内に嵌入された内筒と、この内筒の内面に形成
された窒化チタン層とを有することを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明においては、鋼製の外筒内に嵌入された
内筒が非鉄金属の溶湯に対する耐溶損性、耐衝撃性及び
保温性が優れたチタン又はチタン合金とセラミックスと
の複合材料により成形されており、この内筒の内面に窒
化チタン層（ＴｉＮ，Ｔｉ２ Ｎ等）が形成されている
。 この窒化チタン層は前記複合材料に含まれるチタンを窒
化処理することにより前記内筒の内面に強固に形成する
ことができ、この窒化チタン層によりスリーブ内に挿入
されるピストンの摺動に対する耐摩耗性を著しく向上さ
せることができる。このように窒化チタン層はピストン
の摺動によって摩耗されにくいため、スリーブの内径が
拡大することを防止することができる。従って、本発明
に係るダイカストマシン用スリーブは長寿命であり、鋳
造時の作業性を向上させることができる。
内筒が非鉄金属の溶湯に対する耐溶損性、耐衝撃性及び
保温性が優れたチタン又はチタン合金とセラミックスと
の複合材料により成形されており、この内筒の内面に窒
化チタン層（ＴｉＮ，Ｔｉ２ Ｎ等）が形成されている
。 この窒化チタン層は前記複合材料に含まれるチタンを窒
化処理することにより前記内筒の内面に強固に形成する
ことができ、この窒化チタン層によりスリーブ内に挿入
されるピストンの摺動に対する耐摩耗性を著しく向上さ
せることができる。このように窒化チタン層はピストン
の摺動によって摩耗されにくいため、スリーブの内径が
拡大することを防止することができる。従って、本発明
に係るダイカストマシン用スリーブは長寿命であり、鋳
造時の作業性を向上させることができる。
【００１０】上述のダイカストマシン用スリーブは以下
に示すようにして製造することができる。即ち、複合材
料により成形された内筒を外筒内に嵌入した後、真空炉
又は熱間静水圧プレス装置等を使用して、窒素ガス又は
分解アンモニアガスの雰囲気下にて所定の温度に加熱し
て窒化処理することにより、前記内筒の内面に窒化チタ
ン層を形成する。この場合、窒化処理における加熱温度
が ４００℃未満であると、窒化チタン層の生成が不十
分になる。一方、加熱温度が１２００℃を超えると、窒
化チタン層は十分に形成されるものの、複合材料に含ま
れるチタン又はチタン合金の結晶粒が粗大化する。そう
すると、内筒自体が脆性化し、割れが発生しやすくなる
。従って、窒化処理における加熱温度は ４００乃至１
２００℃にすることが好ましい。
に示すようにして製造することができる。即ち、複合材
料により成形された内筒を外筒内に嵌入した後、真空炉
又は熱間静水圧プレス装置等を使用して、窒素ガス又は
分解アンモニアガスの雰囲気下にて所定の温度に加熱し
て窒化処理することにより、前記内筒の内面に窒化チタ
ン層を形成する。この場合、窒化処理における加熱温度
が ４００℃未満であると、窒化チタン層の生成が不十
分になる。一方、加熱温度が１２００℃を超えると、窒
化チタン層は十分に形成されるものの、複合材料に含ま
れるチタン又はチタン合金の結晶粒が粗大化する。そう
すると、内筒自体が脆性化し、割れが発生しやすくなる
。従って、窒化処理における加熱温度は ４００乃至１
２００℃にすることが好ましい。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例に係るダイカストマシ
ン用スリーブを実際に製造し、その性能をその比較例と
比較した結果について説明する。
ン用スリーブを実際に製造し、その性能をその比較例と
比較した結果について説明する。
【００１２】先ず、平均粒径が２０μｍのチタン（Ｔｉ
）粉末を約８０重量％とし、平均粒径が５μｍの炭化珪
素（ＳｉＣ）粉末を約１８重量％とし、平均粒径が１０
μｍのコバルト（Ｃｏ）粉末を約 ２重量％として、こ
れらを均一に混合して複合材料の原料とした。
）粉末を約８０重量％とし、平均粒径が５μｍの炭化珪
素（ＳｉＣ）粉末を約１８重量％とし、平均粒径が１０
μｍのコバルト（Ｃｏ）粉末を約 ２重量％として、こ
れらを均一に混合して複合材料の原料とした。
【００１３】この原料をゴム型に密封し、加圧力が １
トン／ ｃｍ２の条件で冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）加
工を行った。これにより、筒状の圧粉体を得た。次に、
この圧粉体を真空度が１０−５Ｔｏｒｒ、温度が１３５
０℃の真空炉中で焼結させた後に、この焼結体を旋盤加
工して、上述の組成の複合材料からなるスリーブ内筒を
得た。次いで、真空炉を使用して、このスリーブ内筒を
１気圧の窒素ガス中にて１０００℃に加熱して窒化処
理することにより、前記スリーブ内筒の内面にＴｉ２
Ｎ及びＴｉＮからなる窒化チタン層を形成した。そして
、スリーブ内筒の外径と略同一の内径を有するＪＩＳ
Ｓ４５Ｃ鋼製のスリーブ外筒に、窒化チタン層を設けた
スリーブ内筒を焼きばめすることにより本実施例に係る
スリーブを製作した。
トン／ ｃｍ２の条件で冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）加
工を行った。これにより、筒状の圧粉体を得た。次に、
この圧粉体を真空度が１０−５Ｔｏｒｒ、温度が１３５
０℃の真空炉中で焼結させた後に、この焼結体を旋盤加
工して、上述の組成の複合材料からなるスリーブ内筒を
得た。次いで、真空炉を使用して、このスリーブ内筒を
１気圧の窒素ガス中にて１０００℃に加熱して窒化処
理することにより、前記スリーブ内筒の内面にＴｉ２
Ｎ及びＴｉＮからなる窒化チタン層を形成した。そして
、スリーブ内筒の外径と略同一の内径を有するＪＩＳ
Ｓ４５Ｃ鋼製のスリーブ外筒に、窒化チタン層を設けた
スリーブ内筒を焼きばめすることにより本実施例に係る
スリーブを製作した。
【００１４】また、従来から使用されているダイス鋼（
ＳＫＤ６１）製のスリーブを比較例１とし、セラミッ
クス（窒化珪素）製の内筒を鋼製の外筒に焼きばめした
スリーブを比較例２とした。更に、前述した実施例と同
様の組成の複合材料からなる内筒を、窒化チタン層を設
けずに鋼製の外筒に焼きばめしたスリーブを比較例３と
した。
ＳＫＤ６１）製のスリーブを比較例１とし、セラミッ
クス（窒化珪素）製の内筒を鋼製の外筒に焼きばめした
スリーブを比較例２とした。更に、前述した実施例と同
様の組成の複合材料からなる内筒を、窒化チタン層を設
けずに鋼製の外筒に焼きばめしたスリーブを比較例３と
した。
【００１５】上述した実施例及び比較例の各スリーブに
対して以下に示す試験を行って、その特性を調べた。■
硬度試験スリーブ内面のマイクロビッカース硬度を測定
した。■引張試験スリーブ内面の部材の伸びを測定した
。■実用試験コールドチャンバ用ダイカストマシン（能
力 ２５０トン）にスリーブを取り付けて実際にアルミ
ニウム合金（ＡＤＣ １２）溶湯から自動車用エンジン
カバーを鋳造した。そして、 １００００回ショットし
た後にスリーブを取り外し、その溶損状況を調べた。
対して以下に示す試験を行って、その特性を調べた。■
硬度試験スリーブ内面のマイクロビッカース硬度を測定
した。■引張試験スリーブ内面の部材の伸びを測定した
。■実用試験コールドチャンバ用ダイカストマシン（能
力 ２５０トン）にスリーブを取り付けて実際にアルミ
ニウム合金（ＡＤＣ １２）溶湯から自動車用エンジン
カバーを鋳造した。そして、 １００００回ショットし
た後にスリーブを取り外し、その溶損状況を調べた。
【００１６】これらの試験結果を下記表１に示す。なお
、第１表において、溶損状況は使用前の寸法に対するス
リーブ内面の最大溶損量が ０．１ｍｍ以下である場合
を◎で示し、 ０．１ｍｍを超え ０．３ｍｍ以下であ
る場合を○で示し、 ０．３ｍｍを超える場合を△で示
した。
、第１表において、溶損状況は使用前の寸法に対するス
リーブ内面の最大溶損量が ０．１ｍｍ以下である場合
を◎で示し、 ０．１ｍｍを超え ０．３ｍｍ以下であ
る場合を○で示し、 ０．３ｍｍを超える場合を△で示
した。
【００１７】
【表１】
この表１から明らかなように、本実施例に係るスリ
ーブは伸びが １．０％であって耐衝撃性が優れている
と共に、内面の硬度が１２００と高く耐摩耗性が優れて
いた。また、このスリーブは １００００回ショットし
た後にも殆ど溶損されておらず、割れも発生しなかった
。
ーブは伸びが １．０％であって耐衝撃性が優れている
と共に、内面の硬度が１２００と高く耐摩耗性が優れて
いた。また、このスリーブは １００００回ショットし
た後にも殆ど溶損されておらず、割れも発生しなかった
。
【００１８】一方、ダイス鋼製の比較例１に係るスリー
ブは耐衝撃性が優れているものの、内面の硬度が ６０
０と低く耐摩耗性が劣っていると共に、内面の溶損量が
極めて多かった。また、セラミックス製内筒を焼きばめ
した比較例２に係るスリーブは耐摩耗性が優れているも
のの、伸びが ０．１％と低く耐衝撃性が劣っており、
２００ショットでセラミックス部分に割れが発生した
。更に、複合材料製内筒を焼きばめした比較例３に係る
スリーブは耐衝撃性及び耐溶損性が比較的優れているも
のの、窒化チタン層が設けられていないため内面の硬度
が ４５０と低く耐摩耗性が劣っていた。
ブは耐衝撃性が優れているものの、内面の硬度が ６０
０と低く耐摩耗性が劣っていると共に、内面の溶損量が
極めて多かった。また、セラミックス製内筒を焼きばめ
した比較例２に係るスリーブは耐摩耗性が優れているも
のの、伸びが ０．１％と低く耐衝撃性が劣っており、
２００ショットでセラミックス部分に割れが発生した
。更に、複合材料製内筒を焼きばめした比較例３に係る
スリーブは耐衝撃性及び耐溶損性が比較的優れているも
のの、窒化チタン層が設けられていないため内面の硬度
が ４５０と低く耐摩耗性が劣っていた。
【００１９】なお、本発明において使用可能なセラミッ
クスは上述の炭化珪素（ＳｉＣ）に限定されるものでは
なく、Ｃｒ２ Ｏ３ 、ＴｉＯ２ 、ＺｒＯ２ 、Ｍｇ
Ｏ及びＹ２ Ｏ３ 等の酸化物系セラミックス、Ｓｉ３
Ｎ４ 、ＴｉＮ、ＢＮ及びＡｌＮ等の窒化物系セラミ
ックス、ＴｉＣ、Ｂ４ Ｃ及びＣｒＣ２ 等の炭化物系
セラミックス、ＺｒＢ２ 、ＴｉＢ２ 等のホウ化物系
セラミックス並びにサイアロン等、種々のものを使用す
ることができる。また、これらのセラミックスを２種類
以上混合して使用することもできる。
クスは上述の炭化珪素（ＳｉＣ）に限定されるものでは
なく、Ｃｒ２ Ｏ３ 、ＴｉＯ２ 、ＺｒＯ２ 、Ｍｇ
Ｏ及びＹ２ Ｏ３ 等の酸化物系セラミックス、Ｓｉ３
Ｎ４ 、ＴｉＮ、ＢＮ及びＡｌＮ等の窒化物系セラミ
ックス、ＴｉＣ、Ｂ４ Ｃ及びＣｒＣ２ 等の炭化物系
セラミックス、ＺｒＢ２ 、ＴｉＢ２ 等のホウ化物系
セラミックス並びにサイアロン等、種々のものを使用す
ることができる。また、これらのセラミックスを２種類
以上混合して使用することもできる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、鋼
製の外筒内に所定の複合材料により成形された内筒を嵌
入し、この内筒の内面に窒化チタン層を設けたから、ピ
ストンの摺動に対するスリーブ内面の耐摩耗性を著しく
向上させることができる。従って、本発明に係るダイカ
ストマシン用スリーブは非鉄金属の溶湯に対する耐溶損
性、耐衝撃性及び保温性が優れていると共に、ピストン
の摺動に対する耐摩耗性が優れており、長寿命であって
作業性が優れている。
製の外筒内に所定の複合材料により成形された内筒を嵌
入し、この内筒の内面に窒化チタン層を設けたから、ピ
ストンの摺動に対するスリーブ内面の耐摩耗性を著しく
向上させることができる。従って、本発明に係るダイカ
ストマシン用スリーブは非鉄金属の溶湯に対する耐溶損
性、耐衝撃性及び保温性が優れていると共に、ピストン
の摺動に対する耐摩耗性が優れており、長寿命であって
作業性が優れている。
Claims (1)
- 【請求項１】 鋼製の外筒と、チタン又はチタン合金
及びセラミックスからなる複合材料により成形され前記
外筒内に嵌入された内筒と、この内筒の内面に形成され
た窒化チタン層とを有することを特徴とするダイカスト
マシン用スリーブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41424690A JPH04224066A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | ダイカストマシン用スリーブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41424690A JPH04224066A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | ダイカストマシン用スリーブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04224066A true JPH04224066A (ja) | 1992-08-13 |
Family
ID=18522745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41424690A Pending JPH04224066A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | ダイカストマシン用スリーブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04224066A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5983977A (en) * | 1994-06-14 | 1999-11-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sleeve for die casting machines and die casting machine using the same |
| CN101029377B (zh) | 2007-02-14 | 2010-05-19 | 西安建筑科技大学 | 氮化钛丝网金属基复合材料的制备工艺 |
| JP2020070454A (ja) * | 2018-10-29 | 2020-05-07 | 東京窯業株式会社 | 窒化材料の製造方法 |
| JP2020196908A (ja) * | 2019-05-31 | 2020-12-10 | 東京窯業株式会社 | 窒化材料の製造方法及び窒化材料 |
-
1990
- 1990-12-25 JP JP41424690A patent/JPH04224066A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5983977A (en) * | 1994-06-14 | 1999-11-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sleeve for die casting machines and die casting machine using the same |
| CN101029377B (zh) | 2007-02-14 | 2010-05-19 | 西安建筑科技大学 | 氮化钛丝网金属基复合材料的制备工艺 |
| JP2020070454A (ja) * | 2018-10-29 | 2020-05-07 | 東京窯業株式会社 | 窒化材料の製造方法 |
| JP2020196908A (ja) * | 2019-05-31 | 2020-12-10 | 東京窯業株式会社 | 窒化材料の製造方法及び窒化材料 |
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