JPH0433751A - 金属鋳造用鋳型の製造方法 - Google Patents
金属鋳造用鋳型の製造方法Info
- Publication number
- JPH0433751A JPH0433751A JP13573090A JP13573090A JPH0433751A JP H0433751 A JPH0433751 A JP H0433751A JP 13573090 A JP13573090 A JP 13573090A JP 13573090 A JP13573090 A JP 13573090A JP H0433751 A JPH0433751 A JP H0433751A
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- Japan
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- mold
- tube
- treatment
- copper alloy
- precipitation
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- Pending
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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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は、析出硬化型の銅合金を素材とする金属鋳造用
鋳型の製造方法に関する。
鋳型の製造方法に関する。
金属鋳造用の鋳型には、材質特性として高度の熱伝導性
ならびに耐熱性を具備することが要求される。この理由
は、材質的に熱伝導性が高いと冷却効率が良好となる関
係で鋳造サイクルが効率化し、また耐熱性が高いと変形
や亀裂に対する抵抗性が増して鋳造物の安定化、鋳型ラ
イフの向上などが図れるためである。ところが、一般に
高熱伝導性と耐熱性は背反的な特性関係にあり、これら
を同時に満足する鋳型材料はこれまで見出されていない
。例えば、従来から鋳型材料として汎用されている純銅
は、熱伝導性には優れるものの耐熱性の面では十分では
なく、ライフが短い難点がある。
ならびに耐熱性を具備することが要求される。この理由
は、材質的に熱伝導性が高いと冷却効率が良好となる関
係で鋳造サイクルが効率化し、また耐熱性が高いと変形
や亀裂に対する抵抗性が増して鋳造物の安定化、鋳型ラ
イフの向上などが図れるためである。ところが、一般に
高熱伝導性と耐熱性は背反的な特性関係にあり、これら
を同時に満足する鋳型材料はこれまで見出されていない
。例えば、従来から鋳型材料として汎用されている純銅
は、熱伝導性には優れるものの耐熱性の面では十分では
なく、ライフが短い難点がある。
また、従来、大型の金属鋳造用鋳型はモールド鍛造成形
法によって作製されているが、この方法ではサイズごと
の金型を１！備しておくことが必要となり、工程的に各
種サイズの鋳型を効率よく製造することができない問題
があった。
法によって作製されているが、この方法ではサイズごと
の金型を１！備しておくことが必要となり、工程的に各
種サイズの鋳型を効率よく製造することができない問題
があった。
〔発明が解決しようとする１ｉｌｌ）
発明者らは、従来技術の材質上および製造プロセス上の
問題点を解消すべく研究を重ねた結果、各種金属材料の
うち析出硬化型の銅合金を基材として所定の塑性加工処
理を施すと要求性能を満足する高度の熱伝導性ならびに
耐熱性をバランスよく兼備する所望形状の鋳型を形成す
ることができる事実を確認した。
問題点を解消すべく研究を重ねた結果、各種金属材料の
うち析出硬化型の銅合金を基材として所定の塑性加工処
理を施すと要求性能を満足する高度の熱伝導性ならびに
耐熱性をバランスよく兼備する所望形状の鋳型を形成す
ることができる事実を確認した。
本発明は上記の技術的知見に基づいて開発されたもので
、その目的は高品質の鋳造製品を長期間安定して鋳造す
ることができる金属鋳造用鋳型の効率的な製造方法を提
供するところにある。
、その目的は高品質の鋳造製品を長期間安定して鋳造す
ることができる金属鋳造用鋳型の効率的な製造方法を提
供するところにある。
上記の目的を達成するための本発明による金属鋳造用鋳
型の製造方法は、析出硬化型銅合金材をテーパー管状に
押出したのち、縮管加工および／または拡管加工、溶体
化処理および時効硬化処理を組合わせて施し、環状鋳型
形状に仕上げることを構成上の特徴とする。
型の製造方法は、析出硬化型銅合金材をテーパー管状に
押出したのち、縮管加工および／または拡管加工、溶体
化処理および時効硬化処理を組合わせて施し、環状鋳型
形状に仕上げることを構成上の特徴とする。
本発明の基材となる析出硬化型銅合金材としては、Ｃｒ
０．５〜１．５％を含むＣｕ合金（クロム銅合金） 、
Ｚ ｒ ０．１〜１．０％、Ｃｒ ０．３〜１．０％を
含むＣｕ合金（ジルコニウム・クロム銅合金）、例えば
Ｃｒ０．８％、Ｎｉ１．８％、Ｓｉ０．３％、Ｆｅ０．
２％を含むＣｕ合金にッケル・クロム系銅合金）などを
挙げることができる。
０．５〜１．５％を含むＣｕ合金（クロム銅合金） 、
Ｚ ｒ ０．１〜１．０％、Ｃｒ ０．３〜１．０％を
含むＣｕ合金（ジルコニウム・クロム銅合金）、例えば
Ｃｒ０．８％、Ｎｉ１．８％、Ｓｉ０．３％、Ｆｅ０．
２％を含むＣｕ合金にッケル・クロム系銅合金）などを
挙げることができる。
析出硬化型銅合金材はビレット鋳塊からテーパー管状（
通常、小径側端部封し形状）に押出し加工され、ついで
縮管加工および／または拡管加工、溶体化処理および時
効硬化処理が適宜に組合わされて施される。該加工処理
の組合わせは主に製造対象とする鋳型の管径サイズによ
って異な リ、例えば外径が３００１を越える大径モー
ルドを対象とする場合には第１図のフローシートに示さ
れるように縮管、軟化・拡管、溶体化処理、縮管または
拡管、時効硬化処理の順序で加工処理され、最終的に環
状鋳型形状に切削仕上されて製品化される。また、外径
が３００１を下層る小径サイズを対象とする場合には、
第２図のフローシートに示すように溶体化処理、縮管、
時効硬化処理を施したのち切削加工する組合わせが最良
の工程となる。
通常、小径側端部封し形状）に押出し加工され、ついで
縮管加工および／または拡管加工、溶体化処理および時
効硬化処理が適宜に組合わされて施される。該加工処理
の組合わせは主に製造対象とする鋳型の管径サイズによ
って異な リ、例えば外径が３００１を越える大径モー
ルドを対象とする場合には第１図のフローシートに示さ
れるように縮管、軟化・拡管、溶体化処理、縮管または
拡管、時効硬化処理の順序で加工処理され、最終的に環
状鋳型形状に切削仕上されて製品化される。また、外径
が３００１を下層る小径サイズを対象とする場合には、
第２図のフローシートに示すように溶体化処理、縮管、
時効硬化処理を施したのち切削加工する組合わせが最良
の工程となる。
上記の加工処理において、縮管および拡管は通常の材料
抽伸による冷間鍛造加工が適用される。溶体化処理およ
び時効硬化処理の条件にも特に制約はないが、析出硬化
型銅合金材としてクロム銅合金またはジルコニウム・ク
ロム銅合金を用いる場合には、溶体化処理を９５０〜１
０００°Ｃに加熱後水冷する条件に、また時効硬化処理
を４３０〜４８０°Ｃに加熱後空冷する条件に設定する
ことが好ましい。
抽伸による冷間鍛造加工が適用される。溶体化処理およ
び時効硬化処理の条件にも特に制約はないが、析出硬化
型銅合金材としてクロム銅合金またはジルコニウム・ク
ロム銅合金を用いる場合には、溶体化処理を９５０〜１
０００°Ｃに加熱後水冷する条件に、また時効硬化処理
を４３０〜４８０°Ｃに加熱後空冷する条件に設定する
ことが好ましい。
（作 用）
本発明ムこよれば、析出硬化型銅合金材を予め押出した
のちに縮管および／または拡管加工、溶体化処理、時効
硬化処理を組合わせて施すことにより、均一かつ微細な
Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｉ等の成分の析出硬化が発現する。この
加工成形の過程を通じて金属鋳造用鋳型に要求される高
度の熱伝導性と耐熱性を兼備する材質性能が最大限に引
き出される。
のちに縮管および／または拡管加工、溶体化処理、時効
硬化処理を組合わせて施すことにより、均一かつ微細な
Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｉ等の成分の析出硬化が発現する。この
加工成形の過程を通じて金属鋳造用鋳型に要求される高
度の熱伝導性と耐熱性を兼備する材質性能が最大限に引
き出される。
例えば、第１図の工程においては、析出硬化型銅合金材
を押出したのち縮管加工することにより組織・粒界が緻
密化されるとともに拡管時の割れ現象が防止され、溶体
化処理を挟んだ縮管、拡管加工を介して加工率の増大化
とより微細な合金成分の析出硬化が進行し、引き続く時
効硬化処理により均質な析出硬化形態が形成される。
を押出したのち縮管加工することにより組織・粒界が緻
密化されるとともに拡管時の割れ現象が防止され、溶体
化処理を挟んだ縮管、拡管加工を介して加工率の増大化
とより微細な合金成分の析出硬化が進行し、引き続く時
効硬化処理により均質な析出硬化形態が形成される。
また、第２図の工程でも同様に押出、溶体化、縮管から
なる冷間加工度の大きな段階を経たのちに時効硬化処理
することで十分な均一かつ微細な析出硬化形態が形成さ
せるが、この際加工サイズと加工硬化の度合から溶体化
処理前に適当なパス回数の縮管加工を施すと一層材質特
性が向上する。
なる冷間加工度の大きな段階を経たのちに時効硬化処理
することで十分な均一かつ微細な析出硬化形態が形成さ
せるが、この際加工サイズと加工硬化の度合から溶体化
処理前に適当なパス回数の縮管加工を施すと一層材質特
性が向上する。
このように本発明の作用機構によれば所望サイズの高品
位鋳型を同−設備により連続的に加工成形することがで
き、更に任意の段階に溶体化処理を挿入することができ
るから目的の材質レベルに合わせてその後の冷間加工度
、ひいてはＣｒ、Ｚｒ等の析出硬化の度合を選択するこ
とが可能となる。
位鋳型を同−設備により連続的に加工成形することがで
き、更に任意の段階に溶体化処理を挿入することができ
るから目的の材質レベルに合わせてその後の冷間加工度
、ひいてはＣｒ、Ｚｒ等の析出硬化の度合を選択するこ
とが可能となる。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例１
Ｚｒ０．２５％、Ｃｒ０．４５％、残部がＣｕからなる
組成の析出硬化型銅合金（ジルコニウム・クロム銅合金
）ビレットを、大径端外径３４０ｍ１１、小径端面径３
３０ｍｍ 、内径２３５１のテーパー管（小径側端部封
じ形状）の押出し加工した。押出されたテーパー管を芯
金を挿入した状態でダイスにより抽伸する方法で外径３
３０１ｍ１１、内径２３２＋ｇ＋ｉの円筒状の縮管加工
したのち、軟化状態でプラグ押し抜き方法により外径４
２０ＩＩｍ、内径３４０ｍｍに拡管加工する縮管・拡管
加工を５パス反復した。ついで、管材を９８０’Ｃ（Ｄ
温度に１時間保持したのち水冷する条件で溶体化処理を
施した。
組成の析出硬化型銅合金（ジルコニウム・クロム銅合金
）ビレットを、大径端外径３４０ｍ１１、小径端面径３
３０ｍｍ 、内径２３５１のテーパー管（小径側端部封
じ形状）の押出し加工した。押出されたテーパー管を芯
金を挿入した状態でダイスにより抽伸する方法で外径３
３０１ｍ１１、内径２３２＋ｇ＋ｉの円筒状の縮管加工
したのち、軟化状態でプラグ押し抜き方法により外径４
２０ＩＩｍ、内径３４０ｍｍに拡管加工する縮管・拡管
加工を５パス反復した。ついで、管材を９８０’Ｃ（Ｄ
温度に１時間保持したのち水冷する条件で溶体化処理を
施した。
溶体化処理後の管材を外径４００１ｍｍ、内径３３５ｍ
ｍのサイズに縮管加工し、引き続き４５０’Ｃの温度に
３時間保持したのち空冷する条件により時効硬化処理を
おこなった。
ｍのサイズに縮管加工し、引き続き４５０’Ｃの温度に
３時間保持したのち空冷する条件により時効硬化処理を
おこなった。
こうように加工処理された管材を切削仕上げして大径環
状形状の金属鋳造用鋳型を製造した。
状形状の金属鋳造用鋳型を製造した。
得られた金属鋳造用鋳型の緒特性を、従来の純銅製鋳型
（比較例）の特性と対比して表１に示した。
（比較例）の特性と対比して表１に示した。
表 １
表１の結果から、実施別品は比較別品に比べて各種特性
値が向上しており、金属鋳造用鋳型に要求される高度の
熱伝導性および耐熱性をバランスよく兼備すると共にそ
の他の強度特性も鋳型性能として満足するものであるこ
とが判明する。
値が向上しており、金属鋳造用鋳型に要求される高度の
熱伝導性および耐熱性をバランスよく兼備すると共にそ
の他の強度特性も鋳型性能として満足するものであるこ
とが判明する。
また、実施例による金属鋳造用鋳型を実用してところ、
従来の純銅製鋳型に比べ、耐久寿命が５倍程度に向上す
ることがＶｆ！認された。
従来の純銅製鋳型に比べ、耐久寿命が５倍程度に向上す
ることがＶｆ！認された。
実施例２
Ｃｒ１．５％を含み残部がＣｕからなる組成の析出硬化
型銅合金（クロム銅合金）ビレットを大径端外径３４０
ｍｍ、小径端外径３３０ｍｍ、内径２００ｍｍのテーパ
ー管（小径側端部封じ形状）に押出し加工した。該押出
しテーパー管を９８０°Ｃの温度に１時間保持して水冷
する条件により溶体化処理し、ついで外径３００１１ｍ
、内径１９ｈｍの円筒管に縮管加工する操作を３パス反
復した。
型銅合金（クロム銅合金）ビレットを大径端外径３４０
ｍｍ、小径端外径３３０ｍｍ、内径２００ｍｍのテーパ
ー管（小径側端部封じ形状）に押出し加工した。該押出
しテーパー管を９８０°Ｃの温度に１時間保持して水冷
する条件により溶体化処理し、ついで外径３００１１ｍ
、内径１９ｈｍの円筒管に縮管加工する操作を３パス反
復した。
縮管加工後の円筒管を４５０℃に３時間保持して空冷す
る時効硬化処理を施したのち、切削仕上げして外径２９
０ＩＩＩｌ、内径１８０＋ｍの形状を有する小径環状形
状の金属鋳造用鋳型を製造した。
る時効硬化処理を施したのち、切削仕上げして外径２９
０ＩＩＩｌ、内径１８０＋ｍの形状を有する小径環状形
状の金属鋳造用鋳型を製造した。
得られた金属鋳造用鋳型の特性は実施例１の鋳型とほぼ
同等の高性能を示した。
同等の高性能を示した。
以上のとおり、本発明に従えば常に優れた品質の鋳造製
品を長期間に亘り安定して鋳造することができる高耐久
性の金属鋳造用鋳型を製造することができる。そのうえ
、同一の設備により所定サイズの鋳型を連続して成形す
ることができ、サイズによっては複数取りが可能となり
、また材質強度が高いため鋳型の肉厚を薄くすることが
できる等、製造効率およびコスト低減に対する効果がも
たらされる。
品を長期間に亘り安定して鋳造することができる高耐久
性の金属鋳造用鋳型を製造することができる。そのうえ
、同一の設備により所定サイズの鋳型を連続して成形す
ることができ、サイズによっては複数取りが可能となり
、また材質強度が高いため鋳型の肉厚を薄くすることが
できる等、製造効率およびコスト低減に対する効果がも
たらされる。
第１図および第２図は本発明による金属鋳造用鋳型の製
造方法を例示したフローシートである。 出願人 住友軽金属工業株式会社 代理人 弁理士 高 畑 正 也 （ほか１名） 第１図 第２図
造方法を例示したフローシートである。 出願人 住友軽金属工業株式会社 代理人 弁理士 高 畑 正 也 （ほか１名） 第１図 第２図
Claims (1)
- １、析出硬化型銅合金材をテーパー管状に押出したのち
、縮管加工および／または拡管加工、溶体化処理および
時効硬化処理を組合わせて施し、環状鋳型形状に仕上げ
ることを特徴とする金属鋳造用鋳型の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13573090A JPH0433751A (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | 金属鋳造用鋳型の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13573090A JPH0433751A (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | 金属鋳造用鋳型の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0433751A true JPH0433751A (ja) | 1992-02-05 |
Family
ID=15158537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13573090A Pending JPH0433751A (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | 金属鋳造用鋳型の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0433751A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002356756A (ja) * | 2001-05-31 | 2002-12-13 | Nippon Steel Corp | 高力銅基合金の製造方法 |
-
1990
- 1990-05-25 JP JP13573090A patent/JPH0433751A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002356756A (ja) * | 2001-05-31 | 2002-12-13 | Nippon Steel Corp | 高力銅基合金の製造方法 |
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