JPH04224069A - ダイカストマシン用スリーブ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム、亜鉛、錫
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。

【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、ダイカストマシンが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。

【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。

【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。

【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
された炭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、この内筒の内面に炭
化チタン層が形成されている。この炭化チタン層は前記
複合材料に含まれるチタンを炭化処理することにより、
又はＣＶＤ法等によって炭化チタンを被着することによ
り前記内筒の内面に強固に形成することができ、この炭
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。 このように炭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】

【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。

【００１１】先ず、平均粒径が２０μｍのチタン粉末を
約８０重量％とし、平均粒径が　５μｍの炭化ケイ素粉
末を約１８重量％とし、平均粒径が１５μｍのニッケル
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。

【００１２】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１３５０℃
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、雰囲気炉を使用して、このスリーブ内筒を　
１気圧のＣＯガス中にて１０００℃に加熱して炭化処理
することにより、前記スリーブ内筒の内面に炭化チタン
層を形成した。そして、スリーブ内筒の外径と略同一の
内径を有する鋼製のスリーブ外筒に、炭化チタン層を設
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。

【００１３】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（窒化ケイ素）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、前述の実施例と同
様の組成の複合材料からなる内筒を、炭化チタン層を設
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。

【００１４】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。

【００１５】これらの試験結果を下記表１に示す。なお
、表１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。

【００１６】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１３５０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。

【００１７】

【表１】

【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。

【００１９】なお、本発明において使用可能なセラミッ
クスは上述の炭化ケイ素（ＳｉＣ）に限定されるもので
はなく、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ３、ＺｒＯ２、ＭｇＯ及び
Ｙ２Ｏ３等の酸化物系セラミックス、Ｓｉ３Ｎ４、Ｔｉ
Ｎ、ＢＮ及びＡｌＮ等の窒化物系セラミックス、ＴｉＣ
、Ｂ４Ｃ及びＣｒＣ２等の炭化物系セラミックス、Ｚｒ
Ｂ２、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、この内筒の内面に炭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)

【特許請求の範囲】
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
   た炭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。