JPH0730429B2 - 分散強化型焼結合金鋼製ZnおよびZn合金ダイカスト用金型 - Google Patents
分散強化型焼結合金鋼製ZnおよびZn合金ダイカスト用金型Info
- Publication number
- JPH0730429B2 JPH0730429B2 JP29914786A JP29914786A JPH0730429B2 JP H0730429 B2 JPH0730429 B2 JP H0730429B2 JP 29914786 A JP29914786 A JP 29914786A JP 29914786 A JP29914786 A JP 29914786A JP H0730429 B2 JPH0730429 B2 JP H0730429B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy steel
- die
- alloy
- dispersion
- die casting
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/20—Accessories: Details
- B22D17/22—Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
- B22D17/2209—Selection of die materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、すぐれた耐熱衝撃性と耐熱疲労性を有し、
したがつて高い寸法精度での長期に亘る使用を可能とす
る分散強化型焼結合金鋼製ZnおよびZn合金ダイカスト用
金型に関するものである。
したがつて高い寸法精度での長期に亘る使用を可能とす
る分散強化型焼結合金鋼製ZnおよびZn合金ダイカスト用
金型に関するものである。
従来、ZnおよびZn合金ダイカスト用金型として、重量%
で(以下%は重量%を示す)、 C:0.3〜0.5%、Mn:0.1〜0.5%、 Cr:3〜6%、Si:0.5〜1.5%、 Mo:1〜1.5%、V:0.5〜1.5%、 W:0.5〜1.5%、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成を有す
る焼結合金鋼製のものが広く知られ、実用に供されてい
る。
で(以下%は重量%を示す)、 C:0.3〜0.5%、Mn:0.1〜0.5%、 Cr:3〜6%、Si:0.5〜1.5%、 Mo:1〜1.5%、V:0.5〜1.5%、 W:0.5〜1.5%、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成を有す
る焼結合金鋼製のものが広く知られ、実用に供されてい
る。
しかし、上記の従来焼結合金鋼製ZnおよびZn合金ダイカ
スト用金型においては、特に耐熱衝撃性および耐熱疲労
性不足が原因で、比較的短時間でダイカスト鋳物の寸法
精度が低下するようになることから、長期に亘る使用は
困難であるのが現状である。
スト用金型においては、特に耐熱衝撃性および耐熱疲労
性不足が原因で、比較的短時間でダイカスト鋳物の寸法
精度が低下するようになることから、長期に亘る使用は
困難であるのが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、上記の
従来焼結合金鋼製ZnおよびZn合金ダイカスト用金型に比
して、一段とすぐれた耐熱衝撃性と耐熱疲労性を有する
ZnおよびZn合金ダイカスト用金型を開発すべく研究を行
なつた結果、ZnおよびZn合金ダイカスト用金型を、 分散相として炭化バナジウム:2〜20%、 周期律表の4a,5a、および6a族金属の炭化物(ただし炭
化バナジウムを除く)、同4aおよび5a族金属の窒化物お
よび炭窒化物、並びにこれらの2種以上の固溶体(以
下、これらを総称して「金属の炭・窒化物」という)の
うちの1種または2種以上:2〜20%、 を含有し、残りが素地を形成する高合金鋼からなる組成
を有し、かつ前記高合金鋼が、 C:0.5〜5%、Cr:3〜10%、 V:1〜5%、Ni:0.5〜20%、 Co:5〜20%、 を含有し、さらに、 W:1〜10%、 Mo:2〜15%、 のうちの1種または2種を含有し、残りがFeと不可避不
純物からなる組成を有する分散強化型焼結合金鋼製とす
ると、この結果の分散強化型焼結合金鋼製ZnおよびZn合
金ダイカスト用金型においては、上記の分散相を構成す
る炭化バナジウムおよび金属の炭・窒化物によつてすぐ
れた耐熱疲労性が確保され、かつ上記の素地を構成する
高合金鋼によつてすぐれた耐熱衝撃性が確保されること
から、高い寸法精度での長期に亘る使用を可能にすると
いう知見を得たのである。
従来焼結合金鋼製ZnおよびZn合金ダイカスト用金型に比
して、一段とすぐれた耐熱衝撃性と耐熱疲労性を有する
ZnおよびZn合金ダイカスト用金型を開発すべく研究を行
なつた結果、ZnおよびZn合金ダイカスト用金型を、 分散相として炭化バナジウム:2〜20%、 周期律表の4a,5a、および6a族金属の炭化物(ただし炭
化バナジウムを除く)、同4aおよび5a族金属の窒化物お
よび炭窒化物、並びにこれらの2種以上の固溶体(以
下、これらを総称して「金属の炭・窒化物」という)の
うちの1種または2種以上:2〜20%、 を含有し、残りが素地を形成する高合金鋼からなる組成
を有し、かつ前記高合金鋼が、 C:0.5〜5%、Cr:3〜10%、 V:1〜5%、Ni:0.5〜20%、 Co:5〜20%、 を含有し、さらに、 W:1〜10%、 Mo:2〜15%、 のうちの1種または2種を含有し、残りがFeと不可避不
純物からなる組成を有する分散強化型焼結合金鋼製とす
ると、この結果の分散強化型焼結合金鋼製ZnおよびZn合
金ダイカスト用金型においては、上記の分散相を構成す
る炭化バナジウムおよび金属の炭・窒化物によつてすぐ
れた耐熱疲労性が確保され、かつ上記の素地を構成する
高合金鋼によつてすぐれた耐熱衝撃性が確保されること
から、高い寸法精度での長期に亘る使用を可能にすると
いう知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであつ
て、以下に成分組成を上記の通りに限定した理由を説明
する。
て、以下に成分組成を上記の通りに限定した理由を説明
する。
A.分散相の含有量 (a) 炭化バナジウム 炭化バナジウムには、金属の炭・窒化物との共存におい
て、耐熱疲労性を向上させるほか、それ自身マイクロビ
ツカース硬さで2940の高い硬さをもつので、耐摩耗性を
向上させる作用があるが、その含有量が2%未満では、
前記作用に所望の向上効果が得られず、一方その含有量
が20%を越えると、相対的に素地の割合が少なくなつて
耐熱衝撃性が急激に低下するようになることから、その
含有量を2〜20%と定めた。
て、耐熱疲労性を向上させるほか、それ自身マイクロビ
ツカース硬さで2940の高い硬さをもつので、耐摩耗性を
向上させる作用があるが、その含有量が2%未満では、
前記作用に所望の向上効果が得られず、一方その含有量
が20%を越えると、相対的に素地の割合が少なくなつて
耐熱衝撃性が急激に低下するようになることから、その
含有量を2〜20%と定めた。
(b) 金属の炭・窒化物 金属の炭・窒化物には、上記のように炭化バナジウムと
の共存において、耐熱疲労性を向上させるほか、炭化バ
ナジウムと同様に高硬度をもつので、耐摩耗性を向上さ
せ、さらに耐酸化性を向上させる作用があるが、その含
有量が2%未満では前記作用に所望の効果が得られず、
一方その含有量が20%を超えると、上記のように相対的
に高合金鋼で構成される素地の割合が少なくなりすぎて
耐熱衝撃性が低下するようになることから、その含有量
を2〜20%と定めた。
の共存において、耐熱疲労性を向上させるほか、炭化バ
ナジウムと同様に高硬度をもつので、耐摩耗性を向上さ
せ、さらに耐酸化性を向上させる作用があるが、その含
有量が2%未満では前記作用に所望の効果が得られず、
一方その含有量が20%を超えると、上記のように相対的
に高合金鋼で構成される素地の割合が少なくなりすぎて
耐熱衝撃性が低下するようになることから、その含有量
を2〜20%と定めた。
B.素地の成分組成 (a) C C成分には、素地に固溶して、これの硬さを高めるほ
か、Cr,V,W,およびMo成分と結合して、主にM6C型の炭化
物を析出形成し、もつて常温および高温強度を高めると
共に、耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含有量
が0.5%未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方その含有量が5%を越えると靫性が低下するようにな
ることから、その含有量を0.5〜5%と定めた。
か、Cr,V,W,およびMo成分と結合して、主にM6C型の炭化
物を析出形成し、もつて常温および高温強度を高めると
共に、耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含有量
が0.5%未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方その含有量が5%を越えると靫性が低下するようにな
ることから、その含有量を0.5〜5%と定めた。
(b) Cr Cr成分には、一部が素地に固溶して、これの耐食性と焼
入性を向上させ、残りの部分が上記のように炭化物を析
出形成して、耐摩耗性を向上させる作用があるが、その
含有量が3%未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方その含有量が10%を越えると靫性が低下するよ
うになることから、その含有量を3〜10%と定めた。
入性を向上させ、残りの部分が上記のように炭化物を析
出形成して、耐摩耗性を向上させる作用があるが、その
含有量が3%未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方その含有量が10%を越えると靫性が低下するよ
うになることから、その含有量を3〜10%と定めた。
(c) V V成分には、上記のように炭化物を析出形成するほか、
焼戻し硬化性を高め、もつて耐摩耗性を向上させる作用
があるが、その含有量が1%未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方その含有量が5%を越えると靫性
が低下するようになることから、その含有量を1〜5%
と定めた。
焼戻し硬化性を高め、もつて耐摩耗性を向上させる作用
があるが、その含有量が1%未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方その含有量が5%を越えると靫性
が低下するようになることから、その含有量を1〜5%
と定めた。
(d) Ni Ni成分には、Co成分との共存において、耐熱衝撃性を向
上させ、かつ耐応力腐食性を向上させ、もつて耐肌荒性
を著しく改善する作用があるが、その含有量が0.5%未
満では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有
量が20%を越えると、耐摩耗性が劣化するようになるこ
とから、その含有量を0.5〜20%と定めた。
上させ、かつ耐応力腐食性を向上させ、もつて耐肌荒性
を著しく改善する作用があるが、その含有量が0.5%未
満では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有
量が20%を越えると、耐摩耗性が劣化するようになるこ
とから、その含有量を0.5〜20%と定めた。
(e) Co Co成分には、上記のようにNi成分との共存において、耐
熱衝撃性を向上させるほか、高温強度(高温クリープ抵
抗)を著しく向上させ、もつて耐欠損性を高める作用が
あるが、その含有量が5%未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方その含有量が20%を越えると耐摩耗
性が低下するようになることから、その含有量を5〜20
%と定めた。
熱衝撃性を向上させるほか、高温強度(高温クリープ抵
抗)を著しく向上させ、もつて耐欠損性を高める作用が
あるが、その含有量が5%未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方その含有量が20%を越えると耐摩耗
性が低下するようになることから、その含有量を5〜20
%と定めた。
(f) WおよびMo これらの成分には、一部が素地に固溶して、これの常温
および高温強度を高め、さらに上記のように炭化物を析
出形成して、耐摩耗性を向上させる作用があるが、その
含有量がそれぞれW:1%未満およびMo:2%未満では前記
作用に所望の効果が得られず、一方その含有量がそれぞ
れW:10%およびMo:15%を越えると靫性が低下するよう
になることから、その含有量をそれぞれW:1%〜10%、M
o:2〜15%と定めた。
および高温強度を高め、さらに上記のように炭化物を析
出形成して、耐摩耗性を向上させる作用があるが、その
含有量がそれぞれW:1%未満およびMo:2%未満では前記
作用に所望の効果が得られず、一方その含有量がそれぞ
れW:10%およびMo:15%を越えると靫性が低下するよう
になることから、その含有量をそれぞれW:1%〜10%、M
o:2〜15%と定めた。
なお、この発明のZnおよびZn合金ダイカスト用金型は、
まず、原料粉末として用いられる素地形成のための高合
金鋼粉末を、 (a) Cr,V,Ni,Co,W,Mo,およびFeの酸化物粉末と、炭
素粉末とを、加熱還元後、所定の高合金鋼組成をもつよ
うに配合し、混合した後、この混合粉末を真空中または
水素気流中で加熱還元するか、あるいは、 (b) 所定の成分組成をもつた高合金鋼を溶製し、こ
の高合金鋼溶湯をアトマイズにて微粉化するか、のいず
れかの方法によつて調製し、ついでこれに同じく原料粉
末として用意した炭化バナジウム粉末と、金属の炭・窒
化物粉末のうちの1種または2種以上とを所定の配合組
成に配合し、これを湿式にて粉砕・混合した後、10〜30
Kg/mm2の圧力で所定の形状をもつた圧粉体にプレス成形
し、ついでこの圧粉体に、真空中または水素雰囲気中で
500〜900℃の温度に加熱の脱ガス焼鈍処理を施すか、あ
るいはこの脱ガス焼鈍処理を施さない状態で、真空中ま
たは水素雰囲気中、1200〜1300℃の温度に加熱保持の条
件で焼結を施し、引続いて、必要に応じて加熱温度:120
0〜1300℃、圧力:500〜2000気圧の条件で熱間静水圧プ
レスを施し、最終的にソルトバスを用い、焼入れ温度:1
180〜1240℃、焼戻し温度:560〜580℃の条件で熱処理を
施すことによつて製造することができる。
まず、原料粉末として用いられる素地形成のための高合
金鋼粉末を、 (a) Cr,V,Ni,Co,W,Mo,およびFeの酸化物粉末と、炭
素粉末とを、加熱還元後、所定の高合金鋼組成をもつよ
うに配合し、混合した後、この混合粉末を真空中または
水素気流中で加熱還元するか、あるいは、 (b) 所定の成分組成をもつた高合金鋼を溶製し、こ
の高合金鋼溶湯をアトマイズにて微粉化するか、のいず
れかの方法によつて調製し、ついでこれに同じく原料粉
末として用意した炭化バナジウム粉末と、金属の炭・窒
化物粉末のうちの1種または2種以上とを所定の配合組
成に配合し、これを湿式にて粉砕・混合した後、10〜30
Kg/mm2の圧力で所定の形状をもつた圧粉体にプレス成形
し、ついでこの圧粉体に、真空中または水素雰囲気中で
500〜900℃の温度に加熱の脱ガス焼鈍処理を施すか、あ
るいはこの脱ガス焼鈍処理を施さない状態で、真空中ま
たは水素雰囲気中、1200〜1300℃の温度に加熱保持の条
件で焼結を施し、引続いて、必要に応じて加熱温度:120
0〜1300℃、圧力:500〜2000気圧の条件で熱間静水圧プ
レスを施し、最終的にソルトバスを用い、焼入れ温度:1
180〜1240℃、焼戻し温度:560〜580℃の条件で熱処理を
施すことによつて製造することができる。
つぎに、この発明のZnおよびZn合金ダイカスト用金型を
実施例により具体的に説明する。
実施例により具体的に説明する。
まず、素地形成のための高合金鋼粉末を製造する目的
で、いずれも0.2〜0.7μmの範囲内の平均粒径を有する
Cr,V,Ni,Co,W,MoおよびFeの酸化物粉末と、炭素粉末と
を用意し、これら粉末を所定の配合組成に配合し、混合
した後、水素気流中にて温度:1150℃に3時間保持の条
件で加熱還元することによつて、それぞれ第1表に示さ
れる成分組成を有し、かつ1〜10μmの範囲内の平均粒
径をもつた高合金鋼粉末a〜uを製造し、ついで、この
結果得られた各種の合金金鋼粉末と、分散相形成のため
の、いずれも3〜15μmの範 囲内の平均粒径を有するVC粉末と各種の金属の炭・窒化
物粉末とを原料粉末として用い、これら原料粉末をそれ
ぞれ第2表に示される配合組成に配合し、ボールミルに
て24時間湿式混合し、乾燥した後、水素雰囲気中、温
度:900℃に2時間保持の条件で還元焼鈍を施し、引続い
てこれを10Kg/mm2の圧力でプレス成形して所定形状の圧
粉体とし、この圧粉体に中間加工を施して所定寸法とし
た後、真空中または窒素雰囲気中、1250〜1280℃の範囲
内の所定温度に1時間保持の条件で焼結し、さらに温
度:1250℃、圧力:1000気圧の条件で熱間静水圧プレスを
施し、最終的に1180〜1240℃の範囲内の所定温度から焼
入れ後、560〜580℃の範囲内の所定温度に1時間保持の
焼戻し処理を3回繰り返すことからなる熱処理を施すこ
とによつて、実質的に配合組成と同一の成分組成を有
し、かつ最大長さ:50mm×最大幅:30mm×最大深さ:10mm
のキヤビテイ寸法を有する音響部品を製造するための本
発明Zn合金ダイカスト用金型1〜21をそれぞれ製造し
た。
で、いずれも0.2〜0.7μmの範囲内の平均粒径を有する
Cr,V,Ni,Co,W,MoおよびFeの酸化物粉末と、炭素粉末と
を用意し、これら粉末を所定の配合組成に配合し、混合
した後、水素気流中にて温度:1150℃に3時間保持の条
件で加熱還元することによつて、それぞれ第1表に示さ
れる成分組成を有し、かつ1〜10μmの範囲内の平均粒
径をもつた高合金鋼粉末a〜uを製造し、ついで、この
結果得られた各種の合金金鋼粉末と、分散相形成のため
の、いずれも3〜15μmの範 囲内の平均粒径を有するVC粉末と各種の金属の炭・窒化
物粉末とを原料粉末として用い、これら原料粉末をそれ
ぞれ第2表に示される配合組成に配合し、ボールミルに
て24時間湿式混合し、乾燥した後、水素雰囲気中、温
度:900℃に2時間保持の条件で還元焼鈍を施し、引続い
てこれを10Kg/mm2の圧力でプレス成形して所定形状の圧
粉体とし、この圧粉体に中間加工を施して所定寸法とし
た後、真空中または窒素雰囲気中、1250〜1280℃の範囲
内の所定温度に1時間保持の条件で焼結し、さらに温
度:1250℃、圧力:1000気圧の条件で熱間静水圧プレスを
施し、最終的に1180〜1240℃の範囲内の所定温度から焼
入れ後、560〜580℃の範囲内の所定温度に1時間保持の
焼戻し処理を3回繰り返すことからなる熱処理を施すこ
とによつて、実質的に配合組成と同一の成分組成を有
し、かつ最大長さ:50mm×最大幅:30mm×最大深さ:10mm
のキヤビテイ寸法を有する音響部品を製造するための本
発明Zn合金ダイカスト用金型1〜21をそれぞれ製造し
た。
つぎに、この結果得られた本発明Zn合金ダイカスト用金
型1〜21を用いて、Zn合金J(ZDC1)の音響部品をダイ
カストし、ダイカスト鋳物の最大長さにおける寸法誤差
が±0.05mmを越えたダイカスト鋳物が製造されるに至る
までのシヨツト回数を測定した。これらの測定結果を第
2表に示した。なお、第2表には、比較の目的で、C:0.
36%、Mn:0.26%、Cr:4.8%、Si:0.76%、Mo:1.3%、V:
0.9%、W:1.1%を含有し、残りがFeと不可避不純物から
なる組成をもつた従来焼結合金鋼製Zn合金ダイカスト用
金型の同一条件でのシヨツト回数を示した。
型1〜21を用いて、Zn合金J(ZDC1)の音響部品をダイ
カストし、ダイカスト鋳物の最大長さにおける寸法誤差
が±0.05mmを越えたダイカスト鋳物が製造されるに至る
までのシヨツト回数を測定した。これらの測定結果を第
2表に示した。なお、第2表には、比較の目的で、C:0.
36%、Mn:0.26%、Cr:4.8%、Si:0.76%、Mo:1.3%、V:
0.9%、W:1.1%を含有し、残りがFeと不可避不純物から
なる組成をもつた従来焼結合金鋼製Zn合金ダイカスト用
金型の同一条件でのシヨツト回数を示した。
〔発明の効果〕 第2表に示される結果から、本発明Zn合金ダイカスト用
金型1〜21は、いずれも従来焼結合金鋼製Zn合金ダイカ
スト用金型に比して、これより一段とすぐれた耐熱衝撃
性と耐熱疲労性をもつので、相対的に著しく長い使用寿
命を示すことが明らかである。
金型1〜21は、いずれも従来焼結合金鋼製Zn合金ダイカ
スト用金型に比して、これより一段とすぐれた耐熱衝撃
性と耐熱疲労性をもつので、相対的に著しく長い使用寿
命を示すことが明らかである。
上述のように、この発明のZnおよびZn合金ダイカスト用
金型によれば、高い寸法精度での著しく長期に亘る使用
を可能とするものである。
金型によれば、高い寸法精度での著しく長期に亘る使用
を可能とするものである。
Claims (1)
- 【請求項1】分散相として炭化バナジウム:2〜20重量
%、 同じく分散相として周期律表の4a,5a、および6a族金属
の炭化物(ただし炭化バナジウムを除く)、同4aおよび
5a族金属の窒化物および炭窒化物、並びにこれらの2種
以上の固溶体のうちの1種また2種以上:2〜20重量%、
を含有し、残りが素地を形成する高合金鋼からなる組成
を有し、かつ前記高合金鋼が、重量%で、 C:0.5〜5%、Cr:3〜10%、 V:1〜5%、Ni:0.5〜20%、 Co:5〜20%、 を含有し、さらに、 W:1〜10%、Mo:2〜15%、 のうちの1種または2種、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成を有す
る分散強化型焼結合金鋼で構成したことを特徴とする分
散強化型焼結合金鋼製ZnおよびZn合金ダイカスト用金
型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29914786A JPH0730429B2 (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 分散強化型焼結合金鋼製ZnおよびZn合金ダイカスト用金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29914786A JPH0730429B2 (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 分散強化型焼結合金鋼製ZnおよびZn合金ダイカスト用金型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63153245A JPS63153245A (ja) | 1988-06-25 |
| JPH0730429B2 true JPH0730429B2 (ja) | 1995-04-05 |
Family
ID=17868733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29914786A Expired - Lifetime JPH0730429B2 (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 分散強化型焼結合金鋼製ZnおよびZn合金ダイカスト用金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0730429B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2797048B2 (ja) * | 1992-09-25 | 1998-09-17 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 耐溶湯溶損材料 |
| US20120111526A1 (en) * | 2010-11-05 | 2012-05-10 | Bochiechio Mario P | Die casting system and method utilizing high melting temperature materials |
-
1986
- 1986-12-16 JP JP29914786A patent/JPH0730429B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63153245A (ja) | 1988-06-25 |
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