JPH06218489A - 鋳造用金型部品 - Google Patents
鋳造用金型部品Info
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- JPH06218489A JPH06218489A JP4010279A JP1027992A JPH06218489A JP H06218489 A JPH06218489 A JP H06218489A JP 4010279 A JP4010279 A JP 4010279A JP 1027992 A JP1027992 A JP 1027992A JP H06218489 A JPH06218489 A JP H06218489A
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- Japan
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- casting
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐衝撃性に優れ、溶湯に対する耐久性を向上
させた鋳造用金型部品を提供すること。 【構成】 鋳造用の溶湯と接触する部位に配置される湯
口入子等の鋳造用金型部品９である。この鋳造用金型部
品９は、金型部品本体９０の溶湯と接触する側の表面
に、表面から順次、金属溶射被覆層９１とセラミツク溶
射被覆層９２とが積層されている。
させた鋳造用金型部品を提供すること。 【構成】 鋳造用の溶湯と接触する部位に配置される湯
口入子等の鋳造用金型部品９である。この鋳造用金型部
品９は、金型部品本体９０の溶湯と接触する側の表面
に、表面から順次、金属溶射被覆層９１とセラミツク溶
射被覆層９２とが積層されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、鋳造用の溶湯と接触
する部位に配置される鋳造用金型部品に関し、特に、耐
久性を向上させた鋳造用金型部品に関する。
する部位に配置される鋳造用金型部品に関し、特に、耐
久性を向上させた鋳造用金型部品に関する。
【０００２】この鋳造用金型部品としては、アルミニウ
ム若しくはアルミニウム合金からなる鋳造品を吸引鋳造
や低圧鋳造等の差圧鋳造法によつて製造する際の、湯口
入子やストーク等が例示できる。
ム若しくはアルミニウム合金からなる鋳造品を吸引鋳造
や低圧鋳造等の差圧鋳造法によつて製造する際の、湯口
入子やストーク等が例示できる。
【０００３】
【従来の技術とその課題】従来、この種の湯口入子等の
鋳造用金型部品としては、加工性あるいは耐衝撃強度等
の点を考慮して、ＳＫＤ鋼等の合金鋼が広く使用されて
いた。
鋳造用金型部品としては、加工性あるいは耐衝撃強度等
の点を考慮して、ＳＫＤ鋼等の合金鋼が広く使用されて
いた。
【０００４】しかし、これらの合金鋼からなる金型部品
では、合金鋼の成分元素の鉄・ニツケル等がアルミニウ
ム及びその合金の溶湯と急速に反応し易いため、アルミ
ニウム及びその合金の鋳造時に短時間で劣化、溶損して
いた。
では、合金鋼の成分元素の鉄・ニツケル等がアルミニウ
ム及びその合金の溶湯と急速に反応し易いため、アルミ
ニウム及びその合金の鋳造時に短時間で劣化、溶損して
いた。
【０００５】これを防止するため、塗料タイプの耐熱性
コーテイング剤を金型部品の表面に塗布することが行な
われているが、この方法でも、コーテイング剤と合金鋼
表面との高温時の密着性が低く、かつ、コーテイング剤
自身も溶湯との接触により分解・劣化するため、有効な
対策ではなかつた。
コーテイング剤を金型部品の表面に塗布することが行な
われているが、この方法でも、コーテイング剤と合金鋼
表面との高温時の密着性が低く、かつ、コーテイング剤
自身も溶湯との接触により分解・劣化するため、有効な
対策ではなかつた。
【０００６】さらに、近年、アルミナや窒化ケイ素等の
セラミツクス、あるいは金属とセラミツクスとを所定の
比率で混合・焼成したサーメツト等が金型部品材料とし
て検討が進められている。
セラミツクス、あるいは金属とセラミツクスとを所定の
比率で混合・焼成したサーメツト等が金型部品材料とし
て検討が進められている。
【０００７】しかし、セラミツクスは、高温での耐食性
に優れるとともに溶湯との接触によつても殆ど変質しな
いという特徴を有するものの、加工性が悪く、複雑な形
状の金型部品に適用できない。さらに、靭性に乏しいた
め、小さい衝撃力によつても損傷・破壊し易いという課
題を有する。
に優れるとともに溶湯との接触によつても殆ど変質しな
いという特徴を有するものの、加工性が悪く、複雑な形
状の金型部品に適用できない。さらに、靭性に乏しいた
め、小さい衝撃力によつても損傷・破壊し易いという課
題を有する。
【０００８】また、サーメツトは、金属成分が増加する
と合金鋼に、セラミツクス成分が増加するとセラミツク
スに、それぞれ類似した課題を発生させてしまう。
と合金鋼に、セラミツクス成分が増加するとセラミツク
スに、それぞれ類似した課題を発生させてしまう。
【０００９】この発明は、上述の課題を解決するもので
あり、耐衝撃性に優れ、溶湯に対する耐久性を向上させ
た鋳造用金型部品を提供することを目的とする。
あり、耐衝撃性に優れ、溶湯に対する耐久性を向上させ
た鋳造用金型部品を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係る鋳造用金
型部品は、鋳造用の溶湯と接触する部位に配置される鋳
造用金型部品であつて、金型部品本体の前記溶湯と接触
する側の表面に、該表面から順次、金属溶射被覆層とセ
ラミツク溶射被覆層とが積層されていることを特徴とす
る。
型部品は、鋳造用の溶湯と接触する部位に配置される鋳
造用金型部品であつて、金型部品本体の前記溶湯と接触
する側の表面に、該表面から順次、金属溶射被覆層とセ
ラミツク溶射被覆層とが積層されていることを特徴とす
る。
【００１１】
【手段の詳細な説明】この発明に係る鋳造用金型部品で
は、金型部品本体として、ＳＫＤ鋼等の合金鋼の金属、
アルミナ，窒化ケイ素，サイアロン等のセラミツクス、
あるいは金属とセラミツクスとを所定の比率で混合・焼
成したサーメツト等が例示できる。
は、金型部品本体として、ＳＫＤ鋼等の合金鋼の金属、
アルミナ，窒化ケイ素，サイアロン等のセラミツクス、
あるいは金属とセラミツクスとを所定の比率で混合・焼
成したサーメツト等が例示できる。
【００１２】金属溶射被覆層は、Ｍｏ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃ
ｏ等の金属単体、若しくはこれらのうちのひとつを含む
合金、例えば、Ｎｉ−Ｃｒ合金，ＮｉＣｒＡｌＹ，Ｃｏ
ＣｒＡｌＹ、あるいは自溶性合金等を、通常の溶射装置
によつて金型部品本体にコーテングしたものである。溶
射装置の熱源としては、ガスフレーム、デトネーシヨ
ン、電気アーク、あるいはプラズマ等が挙げられる。
ｏ等の金属単体、若しくはこれらのうちのひとつを含む
合金、例えば、Ｎｉ−Ｃｒ合金，ＮｉＣｒＡｌＹ，Ｃｏ
ＣｒＡｌＹ、あるいは自溶性合金等を、通常の溶射装置
によつて金型部品本体にコーテングしたものである。溶
射装置の熱源としては、ガスフレーム、デトネーシヨ
ン、電気アーク、あるいはプラズマ等が挙げられる。
【００１３】この金属溶射被覆層は、金型部品本体表面
と上層のセラミツクス溶射被覆層との間に介在させるこ
とにより、セラミツクス溶射被覆層と金型部品本体表面
との密着性を向上させるものである。また、この金属溶
射被覆層は、金型部品本体が金属製の場合には、金型部
品本体に、アルミニウム若しくはその合金の鋳造時に生
じ易い劣化・溶損現象を低減させる効果を与え、金型部
品本体がセラミツクス製の場合には、金型部品本体に、
耐衝撃性を向上させる効果を与えるものである。
と上層のセラミツクス溶射被覆層との間に介在させるこ
とにより、セラミツクス溶射被覆層と金型部品本体表面
との密着性を向上させるものである。また、この金属溶
射被覆層は、金型部品本体が金属製の場合には、金型部
品本体に、アルミニウム若しくはその合金の鋳造時に生
じ易い劣化・溶損現象を低減させる効果を与え、金型部
品本体がセラミツクス製の場合には、金型部品本体に、
耐衝撃性を向上させる効果を与えるものである。
【００１４】金属溶射被覆層の厚さは、１０μｍ以上、
望ましくは５０μｍ以上が好ましく、上限は約５００μ
ｍである。厚さが上記範囲より薄いと、セラミツクス溶
射被覆層と金型部品本体との密着性を低下させ、金型部
品本体の寿命に影響を与える。また、厚さが上記範囲を
超えても効果に影響がなく、経済性が低下するのみであ
る。
望ましくは５０μｍ以上が好ましく、上限は約５００μ
ｍである。厚さが上記範囲より薄いと、セラミツクス溶
射被覆層と金型部品本体との密着性を低下させ、金型部
品本体の寿命に影響を与える。また、厚さが上記範囲を
超えても効果に影響がなく、経済性が低下するのみであ
る。
【００１５】セラミツクス溶射被覆層は、Ａｌ，Ｔｉ，
Ｍｇ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｙ，Ｃａ，Ｎｉ，Ｃｏの酸化物、Ｃ
ｒ，Ｔｉ，Ｗ，Ｂ，Ｚｒ，Ｓｉの炭化物、Ｔｉ，Ｍｏ，
Ｚｒ，のホウ化物、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｓｉの窒化物、の一
種、若しくは、これらの組み合せからなる複合化物や混
合物、を通常の溶射装置によつて金属溶射被覆層にコー
テイングしたものである。
Ｍｇ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｙ，Ｃａ，Ｎｉ，Ｃｏの酸化物、Ｃ
ｒ，Ｔｉ，Ｗ，Ｂ，Ｚｒ，Ｓｉの炭化物、Ｔｉ，Ｍｏ，
Ｚｒ，のホウ化物、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｓｉの窒化物、の一
種、若しくは、これらの組み合せからなる複合化物や混
合物、を通常の溶射装置によつて金属溶射被覆層にコー
テイングしたものである。
【００１６】このセラミツクス溶射被覆層は、金型部品
の最表面層に配設されることにより、金型部品に、アル
ミニウム若しくはその合金の溶湯に対する耐久性を向上
させる効果を与える。
の最表面層に配設されることにより、金型部品に、アル
ミニウム若しくはその合金の溶湯に対する耐久性を向上
させる効果を与える。
【００１７】なお、上層の溶射被覆層がセラミツクス製
としても、下層に金属溶射被覆層が形成されているた
め、セラミツクス溶射被覆層は、耐衝撃性が向上するこ
ととなる。
としても、下層に金属溶射被覆層が形成されているた
め、セラミツクス溶射被覆層は、耐衝撃性が向上するこ
ととなる。
【００１８】セラミツクス溶射被覆層の厚さは、１０μ
ｍ以上、望ましくは５０μｍ以上が好ましくは、上限は
約５００μｍである。厚さが上記範囲より薄いと、溶湯
に対する耐久性が低下し、金型部品の寿命に影響を与え
る。また、厚さが上記範囲を超えても、効果に影響がな
く、経済性が低下するのみである。
ｍ以上、望ましくは５０μｍ以上が好ましくは、上限は
約５００μｍである。厚さが上記範囲より薄いと、溶湯
に対する耐久性が低下し、金型部品の寿命に影響を与え
る。また、厚さが上記範囲を超えても、効果に影響がな
く、経済性が低下するのみである。
【００１９】なお、金属溶射被覆層及び／又はセラミツ
クス溶射被覆層を封孔処理するために、適宜、耐熱性接
着剤を被覆及び／又は含浸させても良い。
クス溶射被覆層を封孔処理するために、適宜、耐熱性接
着剤を被覆及び／又は含浸させても良い。
【００２０】金属溶射被覆層やセラミツクス溶射被覆層
には、多くのピンホールが存在しており、ピンホールの
なかには素地面に到達しているものが存在する可能性が
ある。このため、溶湯が、直接、金型部品本体の表面に
接触して、金型部品本体を腐食・劣化させる可能性があ
り、望ましくは、耐熱性および耐食性を有する接着剤で
ピンホールを埋めることが好ましい。
には、多くのピンホールが存在しており、ピンホールの
なかには素地面に到達しているものが存在する可能性が
ある。このため、溶湯が、直接、金型部品本体の表面に
接触して、金型部品本体を腐食・劣化させる可能性があ
り、望ましくは、耐熱性および耐食性を有する接着剤で
ピンホールを埋めることが好ましい。
【００２１】この耐熱性接着剤としては、ポリメタロカ
ルボシラン，ポリボロシロキサン，ポリシロキサン（シ
リコーン樹脂）等の半無機系樹脂、あるいはＳｉ，Ｔ
ｉ，Ｚｒのアルコキシドおよびこれらの加水分解生成
物、Ｓｉ，Ａｌの酸化物微粒子を含むゾル等が例示でき
る。これらは、単独、あるいは二種以上を混合して使用
しても良い。さらに、溶射被覆層の封孔効果を一層向上
させるために、上記耐熱性接着剤に無機充填剤を含有さ
せても良い。
ルボシラン，ポリボロシロキサン，ポリシロキサン（シ
リコーン樹脂）等の半無機系樹脂、あるいはＳｉ，Ｔ
ｉ，Ｚｒのアルコキシドおよびこれらの加水分解生成
物、Ｓｉ，Ａｌの酸化物微粒子を含むゾル等が例示でき
る。これらは、単独、あるいは二種以上を混合して使用
しても良い。さらに、溶射被覆層の封孔効果を一層向上
させるために、上記耐熱性接着剤に無機充填剤を含有さ
せても良い。
【００２２】
【実施例】図１・２に、本発明の実施例を示す。実施例
の鋳造用金型部品は、低圧鋳造装置Ｍの湯口入子９であ
る。
の鋳造用金型部品は、低圧鋳造装置Ｍの湯口入子９であ
る。
【００２３】この低圧鋳造装置Ｍは、るつぼ１内に溶湯
補給口２からアルミニウム合金等の溶湯３を流入させて
おき、ガス注入口４からガスをるつぼ１内に注入するこ
とにより、溶湯３をストーク５・湯口入子９を経て所定
形状の雌型６内に供給させ、その後、雄型７を雌型６内
に圧入させ、所定形状の鋳造品Ｗを製造するものであ
る。なお、８は、加熱炉である。
補給口２からアルミニウム合金等の溶湯３を流入させて
おき、ガス注入口４からガスをるつぼ１内に注入するこ
とにより、溶湯３をストーク５・湯口入子９を経て所定
形状の雌型６内に供給させ、その後、雄型７を雌型６内
に圧入させ、所定形状の鋳造品Ｗを製造するものであ
る。なお、８は、加熱炉である。
【００２４】そして、この湯口入子９は、図１に示すよ
うに、円錐台形の筒状に形成されて、本体９０の内周面
に第１層としての金属溶射被覆層９１が形成され、金属
溶射被覆層９１の内周面に第２層としてのセラミツクス
溶射被覆層９２が形成されて、構成されている。
うに、円錐台形の筒状に形成されて、本体９０の内周面
に第１層としての金属溶射被覆層９１が形成され、金属
溶射被覆層９１の内周面に第２層としてのセラミツクス
溶射被覆層９２が形成されて、構成されている。
【００２５】つぎに、湯口入子９の本体９０、金属溶射
被覆層９１、セラミツクス溶射被覆層９２の材質等を種
々変えた実施例１〜４と、実施例１〜４の湯口入子９と
同形とした、従来品若しくは各層のない比較例１〜３
と、を使用して鋳造試験を行ない、その評価を表１に示
す。
被覆層９１、セラミツクス溶射被覆層９２の材質等を種
々変えた実施例１〜４と、実施例１〜４の湯口入子９と
同形とした、従来品若しくは各層のない比較例１〜３
と、を使用して鋳造試験を行ない、その評価を表１に示
す。
【００２６】この鋳造試験では、アルミニウム合金（Ａ
Ａ規格のＡ３９０相当材）からなる自動車のエンジン部
品を鋳造品Ｗとして鋳造するものであり、鋳造時の溶湯
３の温度は７８０℃であつた。
Ａ規格のＡ３９０相当材）からなる自動車のエンジン部
品を鋳造品Ｗとして鋳造するものであり、鋳造時の溶湯
３の温度は７８０℃であつた。
【００２７】そして、この鋳造試験は、湯口入子の被覆
層の剥離や湯口入子本体の溶損による鋳造限度回数によ
つて、評価した。
層の剥離や湯口入子本体の溶損による鋳造限度回数によ
つて、評価した。
【００２８】
【表１】
【００２９】表１から解るように、実施例１〜４の湯口
入子９では、金属溶射被覆層９１とセラミツクス溶射被
覆層９２とを形成することにより、これらを設けない場
合に比べ、著しく寿命を延ばすことができる。
入子９では、金属溶射被覆層９１とセラミツクス溶射被
覆層９２とを形成することにより、これらを設けない場
合に比べ、著しく寿命を延ばすことができる。
【００３０】なお、実施例では、鋳造用金型部品とし
て、湯口入子９を例示したが、他に、ストーク５、湯だ
まり、その他、金型本体等に本発明を応用できる。
て、湯口入子９を例示したが、他に、ストーク５、湯だ
まり、その他、金型本体等に本発明を応用できる。
【００３１】また、鋳造用金型部品としては、アルミニ
ウム合金からなる鋳造品の鋳造に限るものでなく、マグ
ネシウム合金、亜鉛合金等の鋳造に使用する金型部品で
あつても良い。
ウム合金からなる鋳造品の鋳造に限るものでなく、マグ
ネシウム合金、亜鉛合金等の鋳造に使用する金型部品で
あつても良い。
【００３２】
【発明の作用・効果】この発明に係る鋳造用金型部品で
は、金属溶射被覆層は、セラミツクス溶射被覆層と金型
部品本体表面との密着性を向上させる効果を奏する。ま
た、金属溶射被覆層は、金型部品本体が金属製の場合に
は、金型部品本体に、アルミニウム若しくはその合金等
の鋳造時に生じ易い劣化・溶損現象を低減させる効果を
与え、金型部品本体がセラミツクス製の場合には、金型
部品本体に、耐衝撃性を向上させる効果を与える。
は、金属溶射被覆層は、セラミツクス溶射被覆層と金型
部品本体表面との密着性を向上させる効果を奏する。ま
た、金属溶射被覆層は、金型部品本体が金属製の場合に
は、金型部品本体に、アルミニウム若しくはその合金等
の鋳造時に生じ易い劣化・溶損現象を低減させる効果を
与え、金型部品本体がセラミツクス製の場合には、金型
部品本体に、耐衝撃性を向上させる効果を与える。
【００３３】さらに、セラミツクス溶射被覆層は、金型
部品の最表面層に配設されることにより、金型部品に、
アルミニウム若しくはその合金の溶湯に対する耐久性を
向上させる効果を与える。
部品の最表面層に配設されることにより、金型部品に、
アルミニウム若しくはその合金の溶湯に対する耐久性を
向上させる効果を与える。
【００３４】なお、上層の溶射被覆層がセラミツクス製
としても、下層に金属溶射被覆層が形成されているた
め、セラミツクス溶射被覆層は、耐衝撃性が向上するこ
ととなる。
としても、下層に金属溶射被覆層が形成されているた
め、セラミツクス溶射被覆層は、耐衝撃性が向上するこ
ととなる。
【００３５】したがつて、この発明に係る鋳造用金型部
品では、耐衝撃性に優れ、かつ溶湯に対する耐久性を有
する。
品では、耐衝撃性に優れ、かつ溶湯に対する耐久性を有
する。
【００３６】さらに、鋳造用金型部品の本体は、合金
鋼、セラミツクス、およびサーメツトのいずれであつて
も良く、従来品を利用して、容易に製造することができ
て、従来品を溶射処理することにより、上記特性を容易
に得ることができる。
鋼、セラミツクス、およびサーメツトのいずれであつて
も良く、従来品を利用して、容易に製造することができ
て、従来品を溶射処理することにより、上記特性を容易
に得ることができる。
【００３７】また、鋳造用金型部品の本体を合金鋼から
形成する場合には、加工性が良好となり、複雑な形状の
金型部品であつても容易に本発明を応用できる。
形成する場合には、加工性が良好となり、複雑な形状の
金型部品であつても容易に本発明を応用できる。
【図１】この発明の一実施例を示す鋳造用金型部品の断
面図である。
面図である。
【図２】同実施例の使用状態を示す概略断面図である。
９…（鋳造用金型部品）湯口入子、 ９０…本体、 ９１…金属溶射被覆層、 ９２…セラミツクス溶射被覆層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 4/10 (72)発明者 林 芳郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 甲斐田 健治 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 升田 隆一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 安田 辻彦 愛知県名古屋市緑区高根台107 (72)発明者 阪納 章祥 愛知県名古屋市港区当知三丁目3801 (72)発明者 千田 仁 愛知県豊明市大久伝町西58−16 (72)発明者 西原 義夫 山口県宇部市藤山区文京台（無番地)
Claims (1)
- 【請求項１】 鋳造用の溶湯と接触する部位に配置され
る鋳造用金型部品であつて、 金型部品本体の前記溶湯と接触する側の表面に、該表面
から順次、金属溶射被覆層とセラミツク溶射被覆層とが
積層されていることを特徴とする鋳造用金型部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4010279A JPH06218489A (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 鋳造用金型部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4010279A JPH06218489A (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 鋳造用金型部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06218489A true JPH06218489A (ja) | 1994-08-09 |
Family
ID=11745874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4010279A Pending JPH06218489A (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 鋳造用金型部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06218489A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0806488A1 (en) * | 1996-05-08 | 1997-11-12 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Aluminum-chromium alloy, method for its production and its applications |
| JP2008006456A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Kyocera Corp | ストークおよびこれを用いた低圧鋳造装置 |
| JP2012051027A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-03-15 | Aisin Seiki Co Ltd | ダイカスト用金型部品 |
| CN111334739A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-06-26 | 苏州三基铸造装备股份有限公司 | 一种挤压铸造型腔表面强化方法 |
-
1992
- 1992-01-23 JP JP4010279A patent/JPH06218489A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0806488A1 (en) * | 1996-05-08 | 1997-11-12 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Aluminum-chromium alloy, method for its production and its applications |
| JP2008006456A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Kyocera Corp | ストークおよびこれを用いた低圧鋳造装置 |
| JP2012051027A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-03-15 | Aisin Seiki Co Ltd | ダイカスト用金型部品 |
| CN111334739A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-06-26 | 苏州三基铸造装备股份有限公司 | 一种挤压铸造型腔表面强化方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19991019 |