JPS61207538A - 金型鋳造用金型 - Google Patents
金型鋳造用金型Info
- Publication number
- JPS61207538A JPS61207538A JP4661585A JP4661585A JPS61207538A JP S61207538 A JPS61207538 A JP S61207538A JP 4661585 A JP4661585 A JP 4661585A JP 4661585 A JP4661585 A JP 4661585A JP S61207538 A JPS61207538 A JP S61207538A
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- JP
- Japan
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- mold
- casting
- iron
- copper
- metallic mold
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- Pending
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- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は鋳鉄鋳物を金型にて鋳造するための金型鋳造用
金型に関するものである。
金型に関するものである。
［発明の技術的背景とその問題点］
鋳物鋳物を金型により鋳造する金型製造方法が従来の砂
型を用いるプロセスに代わるものとして注目をあつめて
いる。これは金型を用いることにより作業環境の改善、
自動化に好都合でありまた生産性の向上２強度、耐摩耗
性、切削性の向上が期待できるためである。
型を用いるプロセスに代わるものとして注目をあつめて
いる。これは金型を用いることにより作業環境の改善、
自動化に好都合でありまた生産性の向上２強度、耐摩耗
性、切削性の向上が期待できるためである。
金型鋳造用金型材として一般的に鋳鉄或いはダクタイル
鋳鉄などの鉄系金型が用いられているが、鉄系月利では
熱の伝わり易さを表わす温度伝導度が０．２以下と小さ
く、溶湯を鋳込／Ｖだ場合、溶湯に接する金型表面と金
型内部で大きな温度差を生じ、これに伴って金型表面に
大きな熱応力が発生し易い。このため（鋳込→製品→金
型冷却）というサイクルにおいて、金型表面には大きな
繰返し応力が発生し、短期間のうちに金型表面に亀裂を
生ずるという問題があった。
鋳鉄などの鉄系金型が用いられているが、鉄系月利では
熱の伝わり易さを表わす温度伝導度が０．２以下と小さ
く、溶湯を鋳込／Ｖだ場合、溶湯に接する金型表面と金
型内部で大きな温度差を生じ、これに伴って金型表面に
大きな熱応力が発生し易い。このため（鋳込→製品→金
型冷却）というサイクルにおいて、金型表面には大きな
繰返し応力が発生し、短期間のうちに金型表面に亀裂を
生ずるという問題があった。
従来の鉄系金型に代ものとして銅系金型が開発された。
銅系材料では前述の温度伝導度が鉄系材料に比べ４〜５
倍と大きい。このため鋳造時の金型表面と金型内部での
温度差が非常に小さく金型表面に発生する熱応力も小さ
くなり耐熱疲労性に優れているので、金型寿命が鉄系金
型に比べ大幅に伸びるとされている。
倍と大きい。このため鋳造時の金型表面と金型内部での
温度差が非常に小さく金型表面に発生する熱応力も小さ
くなり耐熱疲労性に優れているので、金型寿命が鉄系金
型に比べ大幅に伸びるとされている。
従来金型鋳造用金型の鋼材料としてリン酸銀に代表され
る純銅に近い系、或いは銅にＺｒ、Ｃｒ、Ｔｉを添加し
た析出硬化形銅合金があった。しかしながらリン酸銀な
どの純銅に近い材料では材料強度や硬さが低く、鋳造の
際の金型締付は時に金型が変形し易く寸法不具合を生ず
るという問題があ ゛つた。
る純銅に近い系、或いは銅にＺｒ、Ｃｒ、Ｔｉを添加し
た析出硬化形銅合金があった。しかしながらリン酸銀な
どの純銅に近い材料では材料強度や硬さが低く、鋳造の
際の金型締付は時に金型が変形し易く寸法不具合を生ず
るという問題があ ゛つた。
また銅にＺｒ、Ｃｒ、Ｔｉなどの元素を添加した銅合金
では、添加元素の析出硬化により材料強度が向上し、金
型の変形や表面傷の発生は防止できるものの、析出硬化
元素の添加により熱伝導率が低下し金型寿命の点で問題
があった。従来、最つとも高寿命であるとされる金型用
銅合金として、銅に１％以下のジルコニウムを加え必要
に応じチタン、クロム”などを少量添加した材料がある
が、純１銅に比べ１０％以上も熱伝導率が低下するため
金型寿命は高々３Ｘ１０４回であった。更に高価なジル
ユニラムやチタンなどを添加材として使用するため金型
製造コストが高くなり、（金型寿命／金型製造コスト）
の比の尺度でみると、安価な鉄系金型に比べ有利とはい
えず工業的に有利な金型鋳造用金型とは言えなかった。
では、添加元素の析出硬化により材料強度が向上し、金
型の変形や表面傷の発生は防止できるものの、析出硬化
元素の添加により熱伝導率が低下し金型寿命の点で問題
があった。従来、最つとも高寿命であるとされる金型用
銅合金として、銅に１％以下のジルコニウムを加え必要
に応じチタン、クロム”などを少量添加した材料がある
が、純１銅に比べ１０％以上も熱伝導率が低下するため
金型寿命は高々３Ｘ１０４回であった。更に高価なジル
ユニラムやチタンなどを添加材として使用するため金型
製造コストが高くなり、（金型寿命／金型製造コスト）
の比の尺度でみると、安価な鉄系金型に比べ有利とはい
えず工業的に有利な金型鋳造用金型とは言えなかった。
［発明の目的１
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
その目的とするところは従来法に比べ高寿命でしかも金
型強度が高く更に製造コストの安価な金型鋳造用金型を
提供することにある。
その目的とするところは従来法に比べ高寿命でしかも金
型強度が高く更に製造コストの安価な金型鋳造用金型を
提供することにある。
［発明の概要］
本発明においては、金型鋳造用金型材料として純銅に鉄
を０．０５乃至０．１５ｗｔ％、リンを０．０２５乃至
０．０４０ｗｔ％添加しリン酸化鉄を析出硬化させるこ
とにより、純銅以上の熱伝導率を有し、更に従来のジル
コニウムやクロム、チタンを添加した析出硬化型銅合金
と同程度、若しくわそれ以上の強度を有する銅合金（株
式会社ジャパントルクス製で登録商標ＰＦＣ：以下ＰＦ
Ｃ合金と呼ぶ）を用い機械加工或いは鋳鍛造により形成
された金型鋳造用金型とするものである。
を０．０５乃至０．１５ｗｔ％、リンを０．０２５乃至
０．０４０ｗｔ％添加しリン酸化鉄を析出硬化させるこ
とにより、純銅以上の熱伝導率を有し、更に従来のジル
コニウムやクロム、チタンを添加した析出硬化型銅合金
と同程度、若しくわそれ以上の強度を有する銅合金（株
式会社ジャパントルクス製で登録商標ＰＦＣ：以下ＰＦ
Ｃ合金と呼ぶ）を用い機械加工或いは鋳鍛造により形成
された金型鋳造用金型とするものである。
［発明の実施例］
以下本発明の一実施例について図面及び表を参照しなが
ら説明する。第１図は本実施例を説明するための金型鋳
造用金型の図であり、第２図は金型鋳造する鋳物の斜視
図である。第１表は本実施例に用いるＲＦＣ合金及び従
来方法における銅合金の特性値を比較した表である。第
１図はＲＦＣ合金製による金型鋳造用金型７を表わし、
１は鋳鉄溶湯を鋳込むための湯口、２は製品部キャビテ
ィーに溶湯を導くための湯道、３は製品部キャビティー
で、４はガス抜き孔である。第１図の金型鋳造用金型と
同様の加工を施こした合せ金型を、第１図の金型鋳造用
金型に合わせて溶湯を注ぎ込む空間を形成し、湯口１よ
り鋳鉄溶湯を注ぎ込む。
ら説明する。第１図は本実施例を説明するための金型鋳
造用金型の図であり、第２図は金型鋳造する鋳物の斜視
図である。第１表は本実施例に用いるＲＦＣ合金及び従
来方法における銅合金の特性値を比較した表である。第
１図はＲＦＣ合金製による金型鋳造用金型７を表わし、
１は鋳鉄溶湯を鋳込むための湯口、２は製品部キャビテ
ィーに溶湯を導くための湯道、３は製品部キャビティー
で、４はガス抜き孔である。第１図の金型鋳造用金型と
同様の加工を施こした合せ金型を、第１図の金型鋳造用
金型に合わせて溶湯を注ぎ込む空間を形成し、湯口１よ
り鋳鉄溶湯を注ぎ込む。
溶湯の凝固が完了すると製品を取出し冷却孔５に冷却媒
体を通じ金型を所定温度まで冷却する。冷却後再び金型
を合わせ溶湯を鋳込む。この様に（鋳込み→製品取出し
→金型冷却）のサイクルが繰返されるわけである。
体を通じ金型を所定温度まで冷却する。冷却後再び金型
を合わせ溶湯を鋳込む。この様に（鋳込み→製品取出し
→金型冷却）のサイクルが繰返されるわけである。
溶湯の鋳込み時には溶湯と接する鋳型面（製品部キャビ
ティー３表面）ではかなり高温になるが、型面から遠ざ
かるにつれ温度は低下し、鋳型面と金型裏面とではΔθ
ｍａＸの温度差を生ずる。また製品取出し→金型冷却の
工程では、金型は略均−の温度になる。このため金型の
鋳型面と金型裏面−５゛− とでは繰返しΔθｍａｘの温度差が生じ、鋳型面ではΔ
θ＋ｎａｘに比例した応力が繰返し発生する。金型の寿
命はこの繰返し発生する応力の大小に支配される。金型
寿命をのばすには鋳型面に発生する応力を軽減すること
が重要であり、古いかえると鋳型面と金型裏面に発生す
る温度差Δθｍａｘを出来るだけ小さくすることが金型
の高寿命化につながる。 鋳型面と金型裏面に発生する
温度差Δθ１ｌｌａｘは、熱伝導における微分方程式か
ら求まり（１）式で表わすことが出来る。
ティー３表面）ではかなり高温になるが、型面から遠ざ
かるにつれ温度は低下し、鋳型面と金型裏面とではΔθ
ｍａＸの温度差を生ずる。また製品取出し→金型冷却の
工程では、金型は略均−の温度になる。このため金型の
鋳型面と金型裏面−５゛− とでは繰返しΔθｍａｘの温度差が生じ、鋳型面ではΔ
θ＋ｎａｘに比例した応力が繰返し発生する。金型の寿
命はこの繰返し発生する応力の大小に支配される。金型
寿命をのばすには鋳型面に発生する応力を軽減すること
が重要であり、古いかえると鋳型面と金型裏面に発生す
る温度差Δθｍａｘを出来るだけ小さくすることが金型
の高寿命化につながる。 鋳型面と金型裏面に発生する
温度差Δθ１ｌｌａｘは、熱伝導における微分方程式か
ら求まり（１）式で表わすことが出来る。
Ｔ１ ：鋳込温度
Ｔ２：金型初期温度
λ２：金型の熱伝導度
Ｃ２：金型の比熱
γ２：金型の比重
Ｘ：鋳型面から金型裏面までの距離
Ｘに対し単調増加関数であるから温度差へ〇ｍａｘを小
さくするには温度伝導度α２の大きな金型材料を選べば
良い。
さくするには温度伝導度α２の大きな金型材料を選べば
良い。
表１から明らかな様に本実施例に係るＲＦＣでは、従来
方法における銅合金に比べ温度伝導度が１３乃至２２％
も増加しており、ＲＦＣを金型鋳造用金型材として用い
ることにより、温度差Δθ＋ｎａｘを、Ｚｒ、ＣｒＪｉ
添加銅合金に対しては約１０％、リン酸銀に対しては約
６％、ダクタイル鋳鉄に対しては実に約７０％夫々小さ
くすることができる。この温度差へ〇ｍａｘの減少によ
り金型表面に発生する熱応力よる熱疲労が小さくなって
金型の寿命が向上する。そして引張強さに対しても表１ （以下余白） 従来と同程度若しくはそれ以上に優れているので、金型
締付時の変形による寸法不具合の発生もなく作業性が向
上する。
方法における銅合金に比べ温度伝導度が１３乃至２２％
も増加しており、ＲＦＣを金型鋳造用金型材として用い
ることにより、温度差Δθ＋ｎａｘを、Ｚｒ、ＣｒＪｉ
添加銅合金に対しては約１０％、リン酸銀に対しては約
６％、ダクタイル鋳鉄に対しては実に約７０％夫々小さ
くすることができる。この温度差へ〇ｍａｘの減少によ
り金型表面に発生する熱応力よる熱疲労が小さくなって
金型の寿命が向上する。そして引張強さに対しても表１ （以下余白） 従来と同程度若しくはそれ以上に優れているので、金型
締付時の変形による寸法不具合の発生もなく作業性が向
上する。
又、金型冷却段階で金型内に例えば熱雷対による温度セ
ンサーを配設し、溶湯鋳込時の金型温度変化を感知し、
冷却媒体を金型内の冷却孔へ導入するタイミングを調節
する必要ずがある。従来は溶湯が金型に触れてから実際
に熱雷対が反応するまでの反応時間が金型の温度伝導度
が低い為に遅く、これが無視出来ず金型内に冷却媒体を
導入する場合時間的なずれを生じていた。このため充分
な鋳造組織のコントロールが出来ず、目的の鋳造組織を
得ることが困難であったり、文様々なに造欠陥を引き起
こす原因となったりして、製品の品質上問題があった。
ンサーを配設し、溶湯鋳込時の金型温度変化を感知し、
冷却媒体を金型内の冷却孔へ導入するタイミングを調節
する必要ずがある。従来は溶湯が金型に触れてから実際
に熱雷対が反応するまでの反応時間が金型の温度伝導度
が低い為に遅く、これが無視出来ず金型内に冷却媒体を
導入する場合時間的なずれを生じていた。このため充分
な鋳造組織のコントロールが出来ず、目的の鋳造組織を
得ることが困難であったり、文様々なに造欠陥を引き起
こす原因となったりして、製品の品質上問題があった。
これに対し本実施例は金型の温度伝導度が１３乃至２２
％も増加するので、熱雷対の反応時間が短縮され金型か
らの伝導時間を無視出来る様になる。このため鋳造組織
のコントロールが出来るようになり目的の鋳造組織を得
られ、品質の良い詩造品を製造することができる。
％も増加するので、熱雷対の反応時間が短縮され金型か
らの伝導時間を無視出来る様になる。このため鋳造組織
のコントロールが出来るようになり目的の鋳造組織を得
られ、品質の良い詩造品を製造することができる。
更に合金元素として安価なリン及び鉄を使用するため（
金型寿命／金型製造価格）比の点で従来に比べ有利な金
型鋳造用金型が得られる。
金型寿命／金型製造価格）比の点で従来に比べ有利な金
型鋳造用金型が得られる。
［発明の効果１
本発明に係る金型鋳造用金型は、従来方法での金型に比
べ高寿命であり、また合金元素として安価なリン及び鉄
を用いるため金型材料費が安価である。このため（金型
寿命／金型製造］スｌ〜）比の点従来方法に比べはるか
に有利な金型鋳造用金型であ る。
べ高寿命であり、また合金元素として安価なリン及び鉄
を用いるため金型材料費が安価である。このため（金型
寿命／金型製造］スｌ〜）比の点従来方法に比べはるか
に有利な金型鋳造用金型であ る。
第１図は本発明の一実施例を説明するための金型鋳造用
金型の説明図、第２図は金型鋳造する鋳物である。 １・・・湯口、 ２・・・湯道、 ３・・・製品部キャビティー、 ４・・・ガス抜き孔、 ５・・・冷却孔、６・・・鋳物
、 ７・・・金型鋳造用金型。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（はが１名）第２図
金型の説明図、第２図は金型鋳造する鋳物である。 １・・・湯口、 ２・・・湯道、 ３・・・製品部キャビティー、 ４・・・ガス抜き孔、 ５・・・冷却孔、６・・・鋳物
、 ７・・・金型鋳造用金型。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（はが１名）第２図
Claims (1)
- 純銅に鉄を０．０５乃至０．１５ｗｔ％とリンを０．０
２５乃至０．０４０ｗｔ％添加し、リン酸化鉄を析出硬
化させることにより、純銅以上の熱伝導率を有する銅合
金を用いて形成されたことを特徴とする金型鋳造用金型
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4661585A JPS61207538A (ja) | 1985-03-11 | 1985-03-11 | 金型鋳造用金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4661585A JPS61207538A (ja) | 1985-03-11 | 1985-03-11 | 金型鋳造用金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61207538A true JPS61207538A (ja) | 1986-09-13 |
Family
ID=12752202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4661585A Pending JPS61207538A (ja) | 1985-03-11 | 1985-03-11 | 金型鋳造用金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61207538A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63203737A (ja) * | 1987-02-17 | 1988-08-23 | Kobe Steel Ltd | 耐摩耗性に優れた鋼連続鋳造用管型モ−ルド材料 |
| JPH0372043A (ja) * | 1989-08-11 | 1991-03-27 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | バッキングプレート用銅合金 |
| JPH03285739A (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-16 | Sintokogio Ltd | 鋳鉄鋳造用垂直割銅合金金型 |
-
1985
- 1985-03-11 JP JP4661585A patent/JPS61207538A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63203737A (ja) * | 1987-02-17 | 1988-08-23 | Kobe Steel Ltd | 耐摩耗性に優れた鋼連続鋳造用管型モ−ルド材料 |
| JPH0372043A (ja) * | 1989-08-11 | 1991-03-27 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | バッキングプレート用銅合金 |
| JPH03285739A (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-16 | Sintokogio Ltd | 鋳鉄鋳造用垂直割銅合金金型 |
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