JPH04247805A

JPH04247805A - ダイカストマシン用射出部品

Info

Publication number: JPH04247805A
Application number: JP3025410A
Authority: JP
Inventors: Tomomi Soeda; 知美副田
Original assignee: TYK Corp
Current assignee: TYK Corp
Priority date: 1991-01-24
Filing date: 1991-01-24
Publication date: 1992-09-03

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】本発明は耐溶損性及び耐衝撃性が
優れており、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
ン用射出部品に関する。

【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射出部品にはＪ
ＩＳ　　ＳＫＤ６１の熱間ダイス鋼等が使用されている
。また、近年、セラミックス製部材を焼きばめ又は鋳ぐる
みすることにより、溶湯と接触する部分にセラミックス
を配置したスリーブ及びプランジャー等のダイカストマ
シン用射出部品も使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のダイカストマシン用射出部品には以下に示す問
題点がある。

【０００５】先ず、ダイス鋼を使用した射出部品におい
ては、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、ダイカストマシンの溶湯と接触する部分で
は著しい溶損が発生する。このため、射出部品を頻繁に
交換する必要があり、寿命が短い。また、鋼は熱伝導性
が高いため、射出部品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。

【０００６】一方、セラミックスを溶湯接触部に配置し
た射出部品においては、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射出部品に極
めて大きな衝撃が加えられるため、本来脆い材質である
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。

【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、保温性及び耐摩耗性が優れており、長寿命であって
作業性が良好なダイカストマシン用射出部品を提供する
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
マシン用射出部品は、Ｔａ又はＴａ合金の粉粒体、チタ
ン又はチタン合金の粉粒体及びセラミックス粉粒体を配
合し焼結させて得た複合材料により、溶湯と接触する部
分の少なくとも一部が形成されており、前記Ｔａ又はＴ
ａ合金の粉粒体は０．１乃至５０体積％配合してあるこ
とを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明においては、溶湯と接触する部分の少な
くとも一部が所定量のＴａ（タンタル）又はＴａ合金の
粉粒体と、チタン又はチタン合金の粉粒体と、セラミッ
クス粉粒体とから作られた複合材料により形成されてい
る。この複合材料は、非鉄金属の溶湯に対して優れた耐
溶損性を有すると共に耐衝撃性にも優れたチタン又はチ
タン合金に、高強度且つ高硬度のセラミックス粒子を添
加したものであり、耐溶損性、耐衝撃性及び耐摩耗性を
兼備している。また、この複合材料は熱伝導性が鋼に比
して低く、溶湯保温性が優れている。従って、この複合
材料で溶湯接触部を形成することにより、長寿命であっ
て作業性が優れたダイカストマシン用射出部品が得られ
る。

【００１０】次に、この複合材料の各成分の添加理由及
び組成限定理由について説明する。

【００１１】ＴａＴａは金属チタン又はチタン合金からなるマトリックス
とセラミックス粒子との間の濡れ性を改善し、両者の接
合性を向上させる効果があるので、Ｔａを複合材料中に
添加することにより複合材料の耐衝撃性を向上させるこ
とができる。このＴａは、複合材料の原料粉末中にＴａ
粉粒体として添加してもよいし、Ｔｉ−Ｔａ合金の粉粒
体として複合材料中にＴａを含有させてもよい。Ｔｉ−
Ｔａ合金の粉粒体として添加する場合は、以下に示すよ
うな３つの態様が考えられる。 ■Ｔｉ−Ｔａ合金の粉粒体＋Ｔａ粉粒体＋セラミックス
粉粒体 ■Ｔｉ−Ｔａ合金の粉粒体セラミックス粉粒体■Ｔｉ−
Ｔａ合金の粉粒体＋Ｔｉ粉粒体＋セラミックス粉粒体上記■〜■のいずれの場合も、複合材料中におけるＴａ
の含有量は、Ｔａ又はＴａ合金の粉粒体の配合比で０．
１体積％以上であることが必要である。Ｔａの含有量が
０．１体積％未満である場合は、上述の濡れ性を改善す
る効果が得られない。このため、複合材料の製造時にお
いて原料粉末の焼結が不十分になり、複合材料の硬度及
び伸びが低くなる。一方、Ｔａの含有量が５０体積％を
超えると、ＴａとＴｉとの間の金属間化合物が必要量以
上に析出し、複合材料が脆性化する。このため、複合材
料中のＴａの含有量はＴａ又はＴａ合金の粉粒体の配合
比で０．１乃至５０体積％とする。

【００１２】なお、Ｔａ又はＴａ合金の粉粒体及びＴｉ
又はＴｉ合金の粉粒体には不可避的に含まれる不純物が
存在する場合があることはいうまでもない。

【００１３】セラミックス粉粒体複合材料中のセラミックス粉粒体の体積含有率が０．１
％未満の場合、複合材料の硬度及び耐摩耗性は極めて低
いものとなる。一方、セラミックス粉粒体の体積含有率
が５０％を超えると、複合材料が脆性化するため、耐衝
撃性が低下し、割れやすくなる。このため、複合材料中
のセラミックス粉粒体の体積含有率は０．１乃至５０％
であることが好ましい。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の実施例についてその比較例と
比較して説明する。

【００１５】先ず、平均粒径が２０μｍであるチタン（
Ｔｉ）粉末と、平均粒径が５μｍである炭化けい素（Ｓ
ｉＣ）粉末とを５：１の体積比で混合した。そして、こ
の混合粉体に下記表１に示す割合で、平均粒径が１５μ
ｍのＴａ粉末を均一に混合して原料とした。

【００１６】

【表１】

【００１７】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）　
加工を行って、筒状の圧粉体を得た。そして、真空度が
１０−５Ｔｏｒｒ、温度が１３５０℃の真空炉中でこの
圧粉体を焼結させた後、この焼結体を施盤加工すること
により、複合材料からなるコールドチャンバ用スリーブ
を製作した。この各スリーブを実施例１乃至３及び比較
例１乃至３とした。

【００１８】次に、１５体積％のＴａを含有し、残部が
チタン及び不可避的不純物からなり、平均粒径が４５μ
ｍであるチタン合金粉末と、平均粒径が１０μｍである
炭化タングステン（ＷＣ）粉末とを下記表２に示す割合
で均一に混合して原料とした。

【００１９】

【表２】

【００２０】この原料を、上述の実施例１乃至３及び比
較例１乃至３と同様に、冷間静水圧プレス加工した後、
真空中で焼結させ、この焼結体を旋盤加工することによ
り、筒状の複合材料を得た。この複合材料を従来のコー
ルドチャンバ用スリーブ（材質；ＳＫＤ６１）の内面に
焼きばめすることにより、溶湯と接触する部分に前記複
合材料が配置されたコールドチャンバ用スリーブを製作
した。これらのスリーブを実施例４乃至７及び比較例４
乃至６とした。

【００２１】また、従来から使用されている熱間ダイス
鋼（ＳＫＤ６１）製のコールドチャンバ用スリーブを従
来例１とし、内面にセラミックス（窒化けい素）を焼き
ばめしたコールドチャンバ用スリーブを従来例２とした
。

【００２２】上述した実施例、比較例及び従来例の各ス
リーブに対し、下記に示す試験を行ってその性能を調べ
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（
ＡＤＣ１２）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、溶損状況を調べた。

【００２３】これらの試験結果を下記表３及び表４に示
す。但し、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。

【００２４】

【表３】

【００２５】

【表４】

【００２６】この表３及び表４から明らかなように、実
施例１乃至７に係るスリーブはいずれも内面の硬度が高
く耐摩耗性が優れていると共に、伸びが大きく耐衝撃性
が優れていた。また、実施例１乃至７に係るスリーブは
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。

【００２７】一方、比較例２，３，６及び従来例２は伸
びが０．８％以下と極めて低く、割れが発生した。また
、その他の比較例１，４，５及び従来例１はいずれも溶
損量が０．１ｍｍを超えており、耐溶損性が悪いもので
あった。

【００２８】なお、本発明において使用可能なセラミッ
クスは上述のＳｉＣ及びＷＣに限定されるものではなく
、Ｃｒ２　Ｏ３　、ＴｉＯ２　、ＺｒＯ２　、ＭｇＯ及
びＹ２　Ｏ３　等の酸化物系セラミックス、Ｓｉ３　Ｎ
４　、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　及び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。

【００２９】また、上述の実施例はコールドチャンバ用
スリーブについてのものであるが、この外、コールドチ
ャンバ用プランジャーチップ及びスリーブブッシュ、ホ
ットチャンバ用スリーブ、プランジャーリング、プラン
ジャーチップ及びノズル並びに溶湯輸送管等のダイカス
トマシン用射出部品についても、Ｔａ又はＴａ合金の粉
粒体とチタン又はチタン合金の粉粒体とセラミックス粉
粒体とから作られた複合材料により形成することができ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るダイカ
ストマシン用射出部品は、溶湯と接触する部分の少なく
とも一部が所定量のＴａ又はＴａ合金の粉粒体とチタン
又はチタン合金の粉粒体とセラミックス粉粒体とから作
られた複合材料により形成されているから、これらの部
品の溶損及び摩耗を極めて低く抑制できる。また、耐衝
撃性も優れており、部品の割れを回避できるから、連続
して作業を行うことが可能であり、作業性が優れている
。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　Ｔａ又はＴａ合金の粉粒体、チタン又
はチタン合金の粉粒体及びセラミックス粉粒体を配合し
焼結させて得た複合材料により、溶湯と接触する部分の
少なくとも一部が形成されており、前記Ｔａ又はＴａ合
金の粉粒体は０．１乃至５０体積％配合してあることを
特徴とするダイカストマシン用射出部品。
【請求項２】　　前記セラミックス粉粒体の体積含有率
が０．１乃至５０％であることを特徴とする請求項１に
記載のダイカストマシン用射出部品。