JPS6149378B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6149378B2 JPS6149378B2 JP14464483A JP14464483A JPS6149378B2 JP S6149378 B2 JPS6149378 B2 JP S6149378B2 JP 14464483 A JP14464483 A JP 14464483A JP 14464483 A JP14464483 A JP 14464483A JP S6149378 B2 JPS6149378 B2 JP S6149378B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- die
- phase forming
- cermet
- resistance
- component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Description
この発明は、すぐれた耐摩耗性，耐塑性変形
性，耐酸化性，耐熱衝撃性，および耐浸食性を有
し、特にこれらの特性が要求されるダイカスト機
における金型や、その他の直接溶湯に接触するス
リーブ，シリンダー，プランジヤー，押出ピン，
さらに中子などの部材（以下、これを総称してダ
イカスト金型部材という）の製造に用いるのに適
したサーメツトに関するものである。 一般に、ダイカスト法は、高い生産性で、寸法
精度の高い鋳物を製造することができることか
ら、Zn，Mg，Al，Cu，およびこれらの合金の鋳
物の製造に用いられている。 また、近年、これらの材料より高融点を有する
鉄鋼材料をダイカストする研究が盛んに行なわれ
るようになつている。鉄鋼材料をダイカストする
場合、その鋳込み温度が1300℃以上の高温となる
ことから、ダイカスト金型部材は、すぐれた耐摩
耗性，耐塑性変形性，耐酸化性，耐熱衝撃性，お
よび耐浸食性を具備することが要求される。 しかし、通常のAlおよびAl合金のダイカスト
に用いられているJIS―SKD―61製のダイカスト
金型部材を用いて鉄鋼材料をダイカストした場
合、前記ダイカスト部材は、上記の特性が全体的
に不十分であることから、せいぜい数100シヨツ
トで寿命となるものであり、また、これより耐熱
性のあるMo基合金製のものや、Ｗ基合金製のも
のを用いても、これらの合金はいずれも耐摩耗
性，耐塑性変形性，および耐酸化性に欠けるもの
であるため、5000シヨツト程度までが限度であ
り、十分満足する使用寿命を示さないのが現状で
ある。 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、Zn，Mg，Al，Cu，およびこれらの合金は勿
論のこと、鉄鋼材料のダイカストに際して、ダイ
カスト金型部材として用いた場合に、すぐれた使
用寿命を示す材料を開発すべく研究を行なつた結
果、重量％で（以下％は重量％を示す）、 分散相形成成分として、TiとＷの複合炭窒化
物固溶体（以下、（Ti，Ｗ）CNで示す）：１〜10
％、 同じく分散相形成成分として、Mg，Zr，Al，
Ｙ，およびHfの酸化物（以下、それぞれMgO，
ZrO2，Al2O3，Y2O3およびHfO2で示し、これら
を総称して金属酸化物という）のうちの１種また
は２種以上：0.05〜２％、 を含有し、さらに必要に応じて、いずれも結合相
形成成分として、 Mo：１〜10％、 Cr：１〜10％、 のうちの１種または２種を含有し、残りが同じく
結合相形成成分としてのＷと不可避不純物からな
る組成を有するサーメツトにおいては、分散相の
（Ti，Ｗ）CNによつてすぐれた耐摩耗性，耐塑性
変形性，および耐酸化性が確保され、同じく分散
相の金属酸化物によつて一段とすぐれた耐酸化性
の向上が見られ、さらに結合相のＷによつてすぐ
れた耐熱衝撃性と耐浸食性が確保され、かつCr
の含有によつて結合相の耐酸化性が、またMoの
含有によつて結合相の耐熱衝撃性が一段と向上す
るようになることから、この結果のサーメツト
は、ダイカスト金型部材に要求される、すぐれた
耐摩耗性，耐塑性変形性，耐酸化性，耐熱衝撃
性，および耐浸食性を具備することになり、した
がつてこれを実用に供した場合、きわめてすぐれ
た性能を発揮し、著しく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。 (a) （Ti，Ｗ）CN この成分には、焼結時にＷの焼結を促進し、も
つてサーメツトを緻密化する作用があるほか、自
身も分散相を形成してサーメツトの耐摩耗性，耐
塑性変形性，および耐酸化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10％を越えて含有させ
ると、耐熱衝撃性が劣化するようになることか
ら、その含有量を１〜10％と定めた。 (b) 金属酸化物 これらの成分には、焼結時にＷの粒成長を抑制
する作用があるほか、分散相を形成してサーメツ
トの耐酸化性を一段と向上させる作用があるが、
その含有量が0.05％未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方２％を越えて含有させると、
サーメツトの靭性に低下傾向が現われるようにな
ることから、その含有量を0.05〜２％と定めた。 (c) Cr Cr成分には結合相の耐酸化性を向上させる作
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％未満では所望の耐酸化性向上効果が
得られず、一方10％を越えて含有させると、耐熱
衝撃性が劣化するようになることから、その含有
量を１〜10％と定めた。 (d) Mo Mo成分には結合相の耐熱衝撃性を向上させる
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％未満では所望の耐熱衝撃性向上効
果が得られず、一方10％を越えて含有させると、
耐浸食性が低下するようになることから、その含
有量を１〜10％と定めた。 つぎに、この発明のダイカスト金型部材用サー
メツトを実施例により具体的に説明する。 実施例 原料粉末として、いずれも市販の平均1.5μｍ
を有する（Ti，Ｗ）CN粉末，同０，15μｍの
MgO粉末，同1.0μｍのZrO2粉末，同0.3μｍの
Y2O3粉末、同0.3μｍのAl2O3粉末，同0.2μｍの
HfO2粉末，同1.5μｍのＷ粉末，同3.5μｍのCr
粉末，および同0.5μｍのMo粉末を用意し、これ
ら原料粉末をそれぞれ第１表に示される配合組成
に配合し、ボールミルにて72時間湿式粉砕混合し
た後、圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を100
〜760torrの範囲内の所定の圧力をもつた窒素雰
囲気中、温度：2000℃に１時間保持の条件で焼結
することによつて、実質的に配合組成と同一の組
成をもち、かつ直径：20mmφ×長さ：100mmの寸
法をもつた本発明サーメツト部材１〜12を製造し
た。また、比較の目的で、それぞれ従来材料とし
て知られるSKD―61製、Ｗ基合金（Ｗ―２％Mo
―４％Ni―２％Fe）製，およびMo基合金（Mo―
0.7％Ti―0.2％Zr）製にして、同寸法を有する部
材を従来部材１〜３として用意した。 ついで、これらの本発明サーメツト部材１〜12
および従来部材１〜３について、室温および600
℃におけるビツカース硬さを測定すると共に、こ
れをダイカスト機の金型中子として用い、鋳型キ
ヤビテイに組込んだ状態で、Ｃ：3.5％，Si：
性，耐酸化性，耐熱衝撃性，および耐浸食性を有
し、特にこれらの特性が要求されるダイカスト機
における金型や、その他の直接溶湯に接触するス
リーブ，シリンダー，プランジヤー，押出ピン，
さらに中子などの部材（以下、これを総称してダ
イカスト金型部材という）の製造に用いるのに適
したサーメツトに関するものである。 一般に、ダイカスト法は、高い生産性で、寸法
精度の高い鋳物を製造することができることか
ら、Zn，Mg，Al，Cu，およびこれらの合金の鋳
物の製造に用いられている。 また、近年、これらの材料より高融点を有する
鉄鋼材料をダイカストする研究が盛んに行なわれ
るようになつている。鉄鋼材料をダイカストする
場合、その鋳込み温度が1300℃以上の高温となる
ことから、ダイカスト金型部材は、すぐれた耐摩
耗性，耐塑性変形性，耐酸化性，耐熱衝撃性，お
よび耐浸食性を具備することが要求される。 しかし、通常のAlおよびAl合金のダイカスト
に用いられているJIS―SKD―61製のダイカスト
金型部材を用いて鉄鋼材料をダイカストした場
合、前記ダイカスト部材は、上記の特性が全体的
に不十分であることから、せいぜい数100シヨツ
トで寿命となるものであり、また、これより耐熱
性のあるMo基合金製のものや、Ｗ基合金製のも
のを用いても、これらの合金はいずれも耐摩耗
性，耐塑性変形性，および耐酸化性に欠けるもの
であるため、5000シヨツト程度までが限度であ
り、十分満足する使用寿命を示さないのが現状で
ある。 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、Zn，Mg，Al，Cu，およびこれらの合金は勿
論のこと、鉄鋼材料のダイカストに際して、ダイ
カスト金型部材として用いた場合に、すぐれた使
用寿命を示す材料を開発すべく研究を行なつた結
果、重量％で（以下％は重量％を示す）、 分散相形成成分として、TiとＷの複合炭窒化
物固溶体（以下、（Ti，Ｗ）CNで示す）：１〜10
％、 同じく分散相形成成分として、Mg，Zr，Al，
Ｙ，およびHfの酸化物（以下、それぞれMgO，
ZrO2，Al2O3，Y2O3およびHfO2で示し、これら
を総称して金属酸化物という）のうちの１種また
は２種以上：0.05〜２％、 を含有し、さらに必要に応じて、いずれも結合相
形成成分として、 Mo：１〜10％、 Cr：１〜10％、 のうちの１種または２種を含有し、残りが同じく
結合相形成成分としてのＷと不可避不純物からな
る組成を有するサーメツトにおいては、分散相の
（Ti，Ｗ）CNによつてすぐれた耐摩耗性，耐塑性
変形性，および耐酸化性が確保され、同じく分散
相の金属酸化物によつて一段とすぐれた耐酸化性
の向上が見られ、さらに結合相のＷによつてすぐ
れた耐熱衝撃性と耐浸食性が確保され、かつCr
の含有によつて結合相の耐酸化性が、またMoの
含有によつて結合相の耐熱衝撃性が一段と向上す
るようになることから、この結果のサーメツト
は、ダイカスト金型部材に要求される、すぐれた
耐摩耗性，耐塑性変形性，耐酸化性，耐熱衝撃
性，および耐浸食性を具備することになり、した
がつてこれを実用に供した場合、きわめてすぐれ
た性能を発揮し、著しく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。 (a) （Ti，Ｗ）CN この成分には、焼結時にＷの焼結を促進し、も
つてサーメツトを緻密化する作用があるほか、自
身も分散相を形成してサーメツトの耐摩耗性，耐
塑性変形性，および耐酸化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10％を越えて含有させ
ると、耐熱衝撃性が劣化するようになることか
ら、その含有量を１〜10％と定めた。 (b) 金属酸化物 これらの成分には、焼結時にＷの粒成長を抑制
する作用があるほか、分散相を形成してサーメツ
トの耐酸化性を一段と向上させる作用があるが、
その含有量が0.05％未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方２％を越えて含有させると、
サーメツトの靭性に低下傾向が現われるようにな
ることから、その含有量を0.05〜２％と定めた。 (c) Cr Cr成分には結合相の耐酸化性を向上させる作
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％未満では所望の耐酸化性向上効果が
得られず、一方10％を越えて含有させると、耐熱
衝撃性が劣化するようになることから、その含有
量を１〜10％と定めた。 (d) Mo Mo成分には結合相の耐熱衝撃性を向上させる
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％未満では所望の耐熱衝撃性向上効
果が得られず、一方10％を越えて含有させると、
耐浸食性が低下するようになることから、その含
有量を１〜10％と定めた。 つぎに、この発明のダイカスト金型部材用サー
メツトを実施例により具体的に説明する。 実施例 原料粉末として、いずれも市販の平均1.5μｍ
を有する（Ti，Ｗ）CN粉末，同０，15μｍの
MgO粉末，同1.0μｍのZrO2粉末，同0.3μｍの
Y2O3粉末、同0.3μｍのAl2O3粉末，同0.2μｍの
HfO2粉末，同1.5μｍのＷ粉末，同3.5μｍのCr
粉末，および同0.5μｍのMo粉末を用意し、これ
ら原料粉末をそれぞれ第１表に示される配合組成
に配合し、ボールミルにて72時間湿式粉砕混合し
た後、圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を100
〜760torrの範囲内の所定の圧力をもつた窒素雰
囲気中、温度：2000℃に１時間保持の条件で焼結
することによつて、実質的に配合組成と同一の組
成をもち、かつ直径：20mmφ×長さ：100mmの寸
法をもつた本発明サーメツト部材１〜12を製造し
た。また、比較の目的で、それぞれ従来材料とし
て知られるSKD―61製、Ｗ基合金（Ｗ―２％Mo
―４％Ni―２％Fe）製，およびMo基合金（Mo―
0.7％Ti―0.2％Zr）製にして、同寸法を有する部
材を従来部材１〜３として用意した。 ついで、これらの本発明サーメツト部材１〜12
および従来部材１〜３について、室温および600
℃におけるビツカース硬さを測定すると共に、こ
れをダイカスト機の金型中子として用い、鋳型キ
ヤビテイに組込んだ状態で、Ｃ：3.5％，Si：
【表】
2.1％，Mn：0.8％，ｐ：0.1％，Ｓ：0.05％，Fe
およびその他の不可避不純物：残りからなる鋳鉄
溶湯を、溶湯温度：1380℃にて鋳込み、自動車用
鋳鉄鋳物（バルブロツカーアーム）をダイカスト
し、前記金型中子の使用寿命に至るまでのシヨツ
ト数を測定した。なお、金型中子は、鋳鉄鋳物に
おける中子形成部分における鋳肌面粗さおよび寸
法精度のうちの少なくともいずれかが許容値を外
れた時点をもつて使用寿命とした。これらの結果
を第１表に合せて示した。 第１表に示される結果から、本発明サーメツト
部材１〜12は、いずれも従来部材に比して著しく
すぐれた使用寿命を示すことが明らかである。 上述のように、この発明のサーメツトは、すぐ
れた耐摩耗性，耐塑性変形性，耐酸化性，耐熱衝
撃性，および耐浸食性を有するので、これらの特
性が要求されるダイカスト金型部材として用いた
場合に著しく長期に亘つてすぐれた性能を発揮す
るのである。
およびその他の不可避不純物：残りからなる鋳鉄
溶湯を、溶湯温度：1380℃にて鋳込み、自動車用
鋳鉄鋳物（バルブロツカーアーム）をダイカスト
し、前記金型中子の使用寿命に至るまでのシヨツ
ト数を測定した。なお、金型中子は、鋳鉄鋳物に
おける中子形成部分における鋳肌面粗さおよび寸
法精度のうちの少なくともいずれかが許容値を外
れた時点をもつて使用寿命とした。これらの結果
を第１表に合せて示した。 第１表に示される結果から、本発明サーメツト
部材１〜12は、いずれも従来部材に比して著しく
すぐれた使用寿命を示すことが明らかである。 上述のように、この発明のサーメツトは、すぐ
れた耐摩耗性，耐塑性変形性，耐酸化性，耐熱衝
撃性，および耐浸食性を有するので、これらの特
性が要求されるダイカスト金型部材として用いた
場合に著しく長期に亘つてすぐれた性能を発揮す
るのである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 分散相形成成分として、TiとＷの複合炭窒
化物固溶体１〜10％、 同じく分散相形成成分として、Mg，Zr，Al，
Ｙ，およびHfの酸化物のうちの１種または２種
以上：0.05〜２％、 を含有し、残りが結合相形成成分としてのＷと不
可避不純物からなる組成（以上重量％）を有する
ことを特徴とするダイカスト金型部材用サーメツ
ト。 ２ 分散相形成成分として、TiとＷの複合炭窒
化物固溶体：１〜10％、 同じく分散相形成成分として、Mg，Zr，Al，
Ｙ，およびHfの酸化物のうちの１種または２種
以上：0.05〜２％、 を含有し、さらに、 結合相形成成分として、Mo：１〜10％、 を含有し、残りが結合相形成成分としてのＷと不
可避不純物からなる組成（以上重量％）を有する
ことを特徴とするダイカスト金型部材用サーメツ
ト。 ３ 分散相形成成分として、TiとＷの複合炭窒
化物固溶体：１〜10％、 同じく分散相形成成分として、Mg，Zr，Al，
Ｙ，およびHfの酸化物のうちの１種または２種
以上：0.05〜２％、 を含有し、さらに、 結合相形成成分として、Cr：１〜10％、 を含有し、残りが結合相形成成分としてのＷと不
可避不純物からなる組成（以上重量％）を有する
ことを特徴とするダイカスト金型部材用サーメツ
ト。 ４ 分散相形成成分として、TiとＷの複合炭窒
化物固溶体：１〜10％、 同じく分散相形成成分として、Mg，Zr，Al，
Ｙ，およびHfの酸化物のうちの１種または２種
以上：0.05〜２％、 を含有し、さらに、いずれも結合相形成成分とし
て、 Mo：１〜10％、 Cr：１〜10％、 を含有し、残りが同じく結合相形成成分としての
Ｗと不可避不純物からなる組成（以上重量％）を
有することを特徴とするダイカスト金型部材用サ
ーメツト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14464483A JPS6036642A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | ダイカスト金型部材用サ−メツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14464483A JPS6036642A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | ダイカスト金型部材用サ−メツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6036642A JPS6036642A (ja) | 1985-02-25 |
| JPS6149378B2 true JPS6149378B2 (ja) | 1986-10-29 |
Family
ID=15366858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14464483A Granted JPS6036642A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | ダイカスト金型部材用サ−メツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6036642A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2250226B (en) * | 1990-11-29 | 1994-08-31 | Honda Motor Co Ltd | Metallic mould for casting vehicle wheel |
| GB2253213B (en) * | 1991-01-24 | 1995-03-08 | Tokyo Yogyo Kk | Injection part for die-casting machines |
-
1983
- 1983-08-08 JP JP14464483A patent/JPS6036642A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6036642A (ja) | 1985-02-25 |
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