JPH09324232A - 耐摩耗性および耐食性のすぐれた成形加工用Ni基合金製金型 - Google Patents

耐摩耗性および耐食性のすぐれた成形加工用Ni基合金製金型

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JPH09324232A
JPH09324232A JP14138996A JP14138996A JPH09324232A JP H09324232 A JPH09324232 A JP H09324232A JP 14138996 A JP14138996 A JP 14138996A JP 14138996 A JP14138996 A JP 14138996A JP H09324232 A JPH09324232 A JP H09324232A
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JP
Japan
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based alloy
wear resistance
corrosion resistance
resistance
content
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Withdrawn
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JP14138996A
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English (en)
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Saburo Wakita
三郎 脇田
Akira Mihashi
章 三橋
Takanori Matsui
孝憲 松井
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐摩耗性および耐食性のすぐれた成形加工用
Ni基合金製金型を提供する。 【解決手段】 成形加工用金型が、重量%で、Nb:2
0〜35%、Ta:5〜15%、Cr:1〜10%、A
l:0.5〜9%、Ti:0.5〜9%、W:5〜15
%を含有し、さらに必要に応じてMo:0.1〜5%、
並びにFeおよび/またはCo:1.5〜10%のいず
れか、または両方を含有し、残りがNiと不可避不純物
からなる組成を有するNi基合金で構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】この発明は、例えば乾電池の
合剤の粉末成形加工や光ファイバーの引抜き加工などの
摩耗と腐食の厳しい環境下で使用した場合に、すぐれた
耐摩耗性と耐食性を発揮する成形加工用Ni基合金製金
型に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、耐摩耗性および耐食性のすぐれた
一般金型として、例えば特開平4−41641号公報や
特開平4−41642号公報に記載されるNi基合金製
金型が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の粉末成形
加工装置や引抜き加工装置、さらに押出し加工装置など
の各種成形加工装置の高性能化およびFA化はめざまし
く、かつ省力化および省エネ化に対する要求も強く、こ
れに伴ない、これらの構造部材である金型にはより一層
の耐摩耗性と耐食性が求められているが、上記の従来N
i基合金製金型を、これらの状況下で、例えば乾電池の
合剤の成形加工や光ファイバーの引抜き加工などに適用
した場合には、耐摩耗性および耐食性不足が原因で比較
的短時間で使用寿命に至るのが現状である。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、成形加工用金型の耐摩耗性およ
び耐食性のより一層の向上をはかるべく研究を行なった
結果、成形加工用金型を、重量%で(以下、%は重量%
を示す)、 Nb:20〜35%、 Ta:5〜15%、 Cr:1〜10%、 Al:0.5〜9%、 Ti:0.5〜9%、 W:5〜15%、 を含有し、さらに必要に応じて、(a) Mo:0.1
〜5%、(b) Feおよび/またはCo:1.5〜1
0%、以上(a)および(b)のいずれか、または両
方、を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成
を有するNi基合金で構成すると、この結果のNi基合
金製金型は、素地に固溶したNb,Ta、およびCrに
よって耐食性が著しく向上し、かつNbに加えて、Al
およびTiがNiと結合して形成された素地に分散分布
の各種金属間化合物によって耐摩耗性が著しく向上した
Ni基合金からなるので、厳しい摩耗と腐食の環境下で
すぐれた性能を長期に亘って発揮するという研究結果を
得たのである。
【0005】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、 Nb:20〜35%、 Ta:5〜15%、 Cr:1〜10%、 Al:0.5〜9%、 Ti:0.5〜9%、 W:5〜15%、 を含有し、さらに必要に応じて、(a) Mo:0.1
〜5%、(b) Feおよび/またはCo:1.5〜1
0%、以上(a)および(b)のいずれか、または両
方、を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成
を有するNi基合金で構成してなる耐摩耗性および耐食
性のすぐれた成形加工用Ni基合金製金型に特徴を有す
るものである。
【0006】つぎに、この発明の金型において、これを
構成するNi基合金の組成を上記の通りに限定した理由
を説明する。 (a) Nb Nb成分には、一部が素地に固溶して耐食性を向上させ
ると共に、残りの部分がNiと結合してNi−Nb系金
属間化合物を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20%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35%を越えると脆性相
が析出して靭性が低下するようになることから、その含
有量を20〜35%、望ましくは25〜30%と定め
た。
【0007】(b) Ta Ta成分には、Nbとの共存において、一部が素地に固
溶し、残りが金属間化合物を形成して、耐食性と耐摩耗
性を向上させる作用があるが、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
15%を越えると、Nbと同様に脆性相が析出して靭性
が低下することから、その含有量を5〜15%、望まし
くは8〜12%と定めた。
【0008】(c) Cr Cr成分には、素地に固溶して耐食性を向上させる作用
があるが、その含有量が1%未満では所望の耐食性向上
効果が得られず、一方その含有量が10%を越えると靭
性が低下するようになることから、その含有量を1〜1
0%、望ましくは4〜8%と定めた。
【0009】(d) Al Al成分には、Niと結合してNi−Al系金属間化合
物を形成し、もって耐摩耗性の向上に寄与する作用があ
るが、その含有量が0.5%未満では耐摩耗性に所望の
向上効果が得られず、一方その含有量が9%を越える
と、靭性に低下傾向が現われるようになるばかりでな
く、耐食性も低下することから、その含有量を0.5〜
9%、望ましくは2〜5%と定めた。
【0010】(e) Ti Ti成分には、Alと同様に主に金属間化合物を形成し
て耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含有量が
0.5%未満では所望の耐摩耗性向上効果が得られず、
一方その含有量が9%を越えると靭性および耐食性が低
下するようになることから、その含有量を0.5〜9
%、望ましく2〜6%と定めた。
【0011】(f) W W成分には、Nbとの共存において、素地を固溶強化
し、もって耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含
有量が5%未満では所望の耐摩耗性向上効果が得られ
ず、一方その含有量が15%を越えると靭性および耐食
性の低下が避けられないことから、その含有量を5〜1
5%、望ましくは7〜12%と定めた。
【0012】(g) Mo Mo成分には、NbおよびWとの共存において、素地に
固溶し、これを強化し、もって耐摩耗性を向上させる作
用があるので、必要に応じて含有されるが、その含有量
が0.1%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%を越えると靭性が低下するように
なることから、その含有量を0.1〜5%、望ましくは
1.5〜3%と定めた。
【0013】(h) FeおよびCo これらの成分には、素地に固溶して靭性を向上させる作
用があるので、必要に応じて含有されるが、その含有量
が1.5%未満では所望の靭性向上効果が得られず、一
方その含有量が10%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1.5〜10%、望ま
しくは2〜7%と定めた。
【0014】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明のNi基合金製
金型を実施例により具体的に説明する。通常の高周波真
空誘導溶解炉にて、それぞれ表1〜3に示される成分組
成をもったNi基合金溶湯を調製し、この溶湯をロスト
ワックス精密鋳造鋳型に鋳造して、いずれも図1に斜視
図で示される形状を有し、かつフランジ部外径:35mm
×胴体部外径:20mm×内径:8mm×長さ:60mmの寸
法をもった本発明Ni基合金製金型(以下、本発明金型
という)1〜30および比較Ni基合金製金型(以下、
比較金型という)1〜6をそれぞれ製造した。なお、比
較金型1〜6は、構成成分のうちのいずれかの含有量が
この発明の範囲から低い方に外れた組成を有するNi基
合金からなるものである。
【0015】つぎに、耐摩耗性と耐食性を評価する目的
で、上記の各種金型を図2に概略縦断面図で示されるよ
うに、内径:35mmのSKD−2製円筒状容器の底部に
セットし、円筒形マンガン乾電池の合剤、すなわち二酸
化マンガンとアセチレンブラックを所定割合に配合し、
乾式混合した後、これに塩化亜鉛と塩化アンモニウムと
水とを重量比で35:5:60の割合で配合してなる電
解液を噴霧しながら湿式混合して、同じく重量比で二酸
化マンガン:アセチレンブラック:電解液が60:1
0:30の割合となる合剤を前記円筒状容器内に装入
し、同じくSKD−2製のピストンで5cm/sec の速さ
で、前記金型を通して前記合剤を押出し成形し、成形加
工された合剤の長さが200mになった時点における前
記金型の内面における摩耗深さを測定した。この測定結
果を表4に任意10ケ所の測定値の平均値として示し
た。また表4にはビッカース硬さも示した。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
【表3】
【0019】
【表4】
【0020】
【発明の効果】表1〜4に示される結果から、本発明金
型1〜30は、いずれも摩耗と腐食の激しい苛酷な環境
下においても摩耗がきわめて少なく、これはすぐれた耐
摩耗性と耐食性を具備することの結果であり、一方比較
金型1〜6に見られるように、これを構成するNi基合
金の構成成分のうちのいずれかの成分含有量(表3に※
印を付す)でもこの発明の範囲から低い方に外れると、
少なくとも耐摩耗性および耐食性のいずれかが低下し、
これが原因で摩耗進行が促進されるようになることが明
らかである。上述のように、この発明の成形加工用金型
は、耐摩耗性および耐食性のすぐれたNi基合金で構成
されているので、特に摩耗と腐食の激しい成形加工の環
境下においてもすぐれた性能を長期に亘って発揮し、各
種成形加工装置の高性能化およびFA化、さらに省力化
および省エネ化にも十分満足に対応することができるの
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のNi基合金製金型の実施態様を示す
斜視図である。
【図2】マンガン乾電池の合剤の押出し成形加工態様を
示す概略縦断面図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 Nb:20〜35%、 Ta:5〜15%、 Cr:1〜10%、 Al:0.5〜9%、 Ti:0.5〜9%、 W:5〜15%、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成を有
    するNi基合金で構成したことを特徴とする耐摩耗性お
    よび耐食性のすぐれた成形加工用Ni基合金製金型。
  2. 【請求項2】 重量%で、 Nb:20〜35%、 Ta:5〜15%、 Cr:1〜10%、 Al:0.5〜9%、 Ti:0.5〜9%、 W:5〜15%、 Mo:0.1〜5%、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成を有
    するNi基合金で構成したことを特徴とする耐摩耗性お
    よび耐食性のすぐれた成形加工用Ni基合金製金型。
  3. 【請求項3】 重量%で、 Nb:20〜35%、 Ta:5〜15%、 Cr:1〜10%、 Al:0.5〜9%、 Ti:0.5〜9%、 W:5〜15%、 Feおよび/またはCo:1.5〜10%、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成を有
    するNi基合金で構成したことを特徴とする耐摩耗性お
    よび耐食性のすぐれた成形加工用Ni基合金製金型。
  4. 【請求項4】 重量%で、 Nb:20〜35%、 Ta:5〜15%、 Cr:1〜10%、 Al:0.5〜9%、 Ti:0.5〜9%、 W:5〜15%、 Feおよび/またはCo:1.5〜10%、 Mo:0.1〜5%、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成を有
    するNi基合金で構成したことを特徴とする耐摩耗性お
    よび耐食性のすぐれた成形加工用Ni基合金製金型。
JP14138996A 1996-06-04 1996-06-04 耐摩耗性および耐食性のすぐれた成形加工用Ni基合金製金型 Withdrawn JPH09324232A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108004544A (zh) * 2017-12-29 2018-05-08 上海英佛曼纳米科技股份有限公司 一种具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片
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