JP2000126857A - ダイカストマシン用スリーブ - Google Patents
ダイカストマシン用スリーブInfo
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- JP2000126857A JP2000126857A JP10304246A JP30424698A JP2000126857A JP 2000126857 A JP2000126857 A JP 2000126857A JP 10304246 A JP10304246 A JP 10304246A JP 30424698 A JP30424698 A JP 30424698A JP 2000126857 A JP2000126857 A JP 2000126857A
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- casting machine
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Abstract
(57)【要約】
【課題】この発明は、溶湯に対する保温性を備えるとと
もに、プランジャチップとの摩擦に対し、摩耗しにくい
ダイカストマシン用スリーブを提供する。 【解決手段】本発明のダイカストマシン用スリーブは、
熱伝導率（３００℃）が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、２５Ｗ／
ｍ・Ｋ以下と低い鉄系材料（例えば、ＳＵＳ６３０，Ｓ
ＵＳ６３１相当；ＪＩＳ−Ｇ−４３０３）を用いるの
で、溶湯に対する保温性を備えるとともに、スリーブ内
径面が粒状の金属炭化物と金属窒化物および窒素の拡散
領域とからなるので、耐摩耗性も備えることができる。
もに、プランジャチップとの摩擦に対し、摩耗しにくい
ダイカストマシン用スリーブを提供する。 【解決手段】本発明のダイカストマシン用スリーブは、
熱伝導率（３００℃）が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、２５Ｗ／
ｍ・Ｋ以下と低い鉄系材料（例えば、ＳＵＳ６３０，Ｓ
ＵＳ６３１相当；ＪＩＳ−Ｇ−４３０３）を用いるの
で、溶湯に対する保温性を備えるとともに、スリーブ内
径面が粒状の金属炭化物と金属窒化物および窒素の拡散
領域とからなるので、耐摩耗性も備えることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイカストマシン
用スリーブに係り、特にアルミ合金、マグネシウム合金
の成形品の鋳造に使用されるダイカストマシンにおい
て、溶湯受け兼加圧シリンダとして使用されるスリーブ
に好適な構成に関する。
用スリーブに係り、特にアルミ合金、マグネシウム合金
の成形品の鋳造に使用されるダイカストマシンにおい
て、溶湯受け兼加圧シリンダとして使用されるスリーブ
に好適な構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】ダイカストマシンにおいて溶湯受け兼加
圧シリンダとして使用されるスリーブには、従来、ＪＩ
Ｓ−ＳＫＤ６１などの工具鋼が使用されてきた。この様
な工具鋼製のスリーブは、その熱伝導率が２９Ｗ／ｍ・
Ｋ（３００℃）と比較的高いので、スリーブ内に注入さ
れた溶湯（溶融金属）が急速に冷却され、特に、スリー
ブに接する部分では短時間で凝固が始まる。このため、
スリーブから金型に注入された後に、溶湯が早期に凝固
することによって、湯境い、湯まわり不良、充填不良な
どの成形不良が発生する。特に、注湯量の少ない薄肉成
形品の製造の際に、上記の様な成形不良が高い頻度で発
生することが問題となっている。
圧シリンダとして使用されるスリーブには、従来、ＪＩ
Ｓ−ＳＫＤ６１などの工具鋼が使用されてきた。この様
な工具鋼製のスリーブは、その熱伝導率が２９Ｗ／ｍ・
Ｋ（３００℃）と比較的高いので、スリーブ内に注入さ
れた溶湯（溶融金属）が急速に冷却され、特に、スリー
ブに接する部分では短時間で凝固が始まる。このため、
スリーブから金型に注入された後に、溶湯が早期に凝固
することによって、湯境い、湯まわり不良、充填不良な
どの成形不良が発生する。特に、注湯量の少ない薄肉成
形品の製造の際に、上記の様な成形不良が高い頻度で発
生することが問題となっている。
【０００３】この様な問題を解決するため、鋼製あるい
は合金製の外筒にセラミックス製の内筒を嵌め込んだ多
重スリーブが開発されている（例えば、特開平２−１７
９３４６号公報、特開平５−０３８５６３号公報な
ど）。この様な複合構造を備えたスリーブは、内筒を構
成するセラミックスの熱伝導率が低いので（例えば、約
２０Ｗ／ｍ・Ｋ（３００℃））、溶湯の保温性に優れて
おり、上記のような問題を解消し、ダイカスト製品の不
良率を減少させることができる。更に、セラミックス製
の内筒は、溶融アルミニウムに対する耐食性を備えてい
るので、溶湯落下部において侵食が生じにくいという利
点を持っている。
は合金製の外筒にセラミックス製の内筒を嵌め込んだ多
重スリーブが開発されている（例えば、特開平２−１７
９３４６号公報、特開平５−０３８５６３号公報な
ど）。この様な複合構造を備えたスリーブは、内筒を構
成するセラミックスの熱伝導率が低いので（例えば、約
２０Ｗ／ｍ・Ｋ（３００℃））、溶湯の保温性に優れて
おり、上記のような問題を解消し、ダイカスト製品の不
良率を減少させることができる。更に、セラミックス製
の内筒は、溶融アルミニウムに対する耐食性を備えてい
るので、溶湯落下部において侵食が生じにくいという利
点を持っている。
【０００４】しかし、セラミックス製の内筒は熱伝導率
が低いので、溶湯の注入の際に大きな熱応力が発生し、
この熱応力によって瞬時に破損するという問題がある。
この様な問題を改善するため、セラミックス製の内筒と
金属製の外筒の間に応力緩和層を設けるなどの工夫がな
されているが（例えば、特開平５−５０２０４号公
報）、その効果は十分であるとは言えない。これらは、
熱伝導率が低く、靭性に乏しく、強度に対する信頼性に
欠けるというセラミックスの一般的な性質からの当然の
帰結であり、現状では容易には解決できないと考えられ
る。
が低いので、溶湯の注入の際に大きな熱応力が発生し、
この熱応力によって瞬時に破損するという問題がある。
この様な問題を改善するため、セラミックス製の内筒と
金属製の外筒の間に応力緩和層を設けるなどの工夫がな
されているが（例えば、特開平５−５０２０４号公
報）、その効果は十分であるとは言えない。これらは、
熱伝導率が低く、靭性に乏しく、強度に対する信頼性に
欠けるというセラミックスの一般的な性質からの当然の
帰結であり、現状では容易には解決できないと考えられ
る。
【０００５】セラミックス製の内筒を用いたスリーブの
もう一つの欠点は、切削加工が難しいので、加工効率の
低い研削加工に頼らざるを得ない点にある。これが、上
記の様な構造を備えたスリーブの製作コストを引き上げ
る要因となっている。
もう一つの欠点は、切削加工が難しいので、加工効率の
低い研削加工に頼らざるを得ない点にある。これが、上
記の様な構造を備えたスリーブの製作コストを引き上げ
る要因となっている。
【０００６】上記の様なセラミックス製の内筒を用いた
スリーブの欠点を補うべく、低熱伝導率の合金を用いた
スリーブが提案されている（特願平１０−１０７７５６
号、特願平１０−１０７７５８号）。上記の合金を用い
たスリーブは、熱伝導率が１２〜２０Ｗ／ｍ・Ｋ（室温
〜３００℃）と低く、溶湯に対する保温性に優れている
ので、湯境い、湯回り不良、充填不良などの成形不良の
発生を効果的に抑えることができる。
スリーブの欠点を補うべく、低熱伝導率の合金を用いた
スリーブが提案されている（特願平１０−１０７７５６
号、特願平１０−１０７７５８号）。上記の合金を用い
たスリーブは、熱伝導率が１２〜２０Ｗ／ｍ・Ｋ（室温
〜３００℃）と低く、溶湯に対する保温性に優れている
ので、湯境い、湯回り不良、充填不良などの成形不良の
発生を効果的に抑えることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の合金と
して、例えば、ＪＩＳ−Ｇ−４３０３のＳＵＳ６３０，
６３１相当を用いた場合、ＳＫＤ６１と比較し、焼入れ
等熱処理による硬化性が低く、そのため、窒化処理して
も、プランジャチップとの摩擦によって摩耗し、その寿
命に問題があった。
して、例えば、ＪＩＳ−Ｇ−４３０３のＳＵＳ６３０，
６３１相当を用いた場合、ＳＫＤ６１と比較し、焼入れ
等熱処理による硬化性が低く、そのため、窒化処理して
も、プランジャチップとの摩擦によって摩耗し、その寿
命に問題があった。
【０００８】この発明は、以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、セラミックス並の断熱特性を備えると
ともに、耐摩耗性に優れたスリーブを提供することにあ
る。
で、その目的は、セラミックス並の断熱特性を備えると
ともに、耐摩耗性に優れたスリーブを提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のダイカストマシ
ン用スリーブは、熱伝導率（３００℃）が、１０Ｗ／ｍ
・Ｋ以上、２５Ｗ／ｍ・Ｋ以下の鉄系材料からなるスリ
ーブ本体の内径面に粒状の金属炭化物、金属窒化物、及
び窒素を拡散した領域を形成してなることを特徴とす
る。
ン用スリーブは、熱伝導率（３００℃）が、１０Ｗ／ｍ
・Ｋ以上、２５Ｗ／ｍ・Ｋ以下の鉄系材料からなるスリ
ーブ本体の内径面に粒状の金属炭化物、金属窒化物、及
び窒素を拡散した領域を形成してなることを特徴とす
る。
【００１０】本発明のダイカストマシン用のスリーブに
よれば、熱伝導率（３００℃）が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、
２５Ｗ／ｍ・Ｋ以下と低い鉄系材料をスリーブ本体とし
て用いるので、溶湯に対する保温性を備えるとともに、
内径面が粒状の金属炭化物と金属窒化物および窒素の拡
散領域となるので、プランジャーチップとのかじりが防
止され、耐摩耗性も備えることができる。内径面は浸炭
により、金属炭化物を形成させ、窒化処理により、金属
窒化物および窒素の拡散領域を形成させる。
よれば、熱伝導率（３００℃）が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、
２５Ｗ／ｍ・Ｋ以下と低い鉄系材料をスリーブ本体とし
て用いるので、溶湯に対する保温性を備えるとともに、
内径面が粒状の金属炭化物と金属窒化物および窒素の拡
散領域となるので、プランジャーチップとのかじりが防
止され、耐摩耗性も備えることができる。内径面は浸炭
により、金属炭化物を形成させ、窒化処理により、金属
窒化物および窒素の拡散領域を形成させる。
【００１１】上記、鉄系材料として、析出硬化系ステン
レス鋼、または、Ｃ：０．１％以上０．５％以下、Ｓ
ｉ：３％以上７％以下、Ｎｉ：５％以上１８％以下、Ｃ
ｒ：０．５％以上８％以下、残部鉄および不可避不純物
からなる合金鋼を用いることができる。前者は熱伝導率
が約２０Ｗ／ｍ・Ｋと低く、後者は特開平９−２６３８
９７号公報に開示される断熱性合金であり、低い熱伝導
率等を特徴とする。
レス鋼、または、Ｃ：０．１％以上０．５％以下、Ｓ
ｉ：３％以上７％以下、Ｎｉ：５％以上１８％以下、Ｃ
ｒ：０．５％以上８％以下、残部鉄および不可避不純物
からなる合金鋼を用いることができる。前者は熱伝導率
が約２０Ｗ／ｍ・Ｋと低く、後者は特開平９−２６３８
９７号公報に開示される断熱性合金であり、低い熱伝導
率等を特徴とする。
【００１２】析出硬化系ステンレス鋼として、重量％で
Ｃ：０．０７％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：１．
０％以下、Ｎｉ：３％以上５％以下、Ｃｒ：１５％以上
１７．５％以下、Ｃｕ：３％以上５％以下、Ｎｂ：０．
１５％以上０．４５％以下を含む合金鋼（ＳＵＳ６３０
相当；ＪＩＳ−Ｇ−４３０３）、または重量％でＣ：
０．０９％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：１．０％
以下、Ｎｉ：６．５％以上７．７５％以下、Ｃｒ：１６
％以上１８％以下、Ａｌ：０．７５％以上１．５０％以
下を含む合金鋼（ＳＵＳ６３１相当；ＪＩＳ−Ｇ−４３
０３）を用いることができる。これらの合金は上述した
ように低熱伝導率であり、さらに、アルミニウム等の溶
融金属に耐食性を備え、高温においても高い強度を備え
ているので、溶湯の注入時に発生する熱応力に耐えるこ
とができる。
Ｃ：０．０７％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：１．
０％以下、Ｎｉ：３％以上５％以下、Ｃｒ：１５％以上
１７．５％以下、Ｃｕ：３％以上５％以下、Ｎｂ：０．
１５％以上０．４５％以下を含む合金鋼（ＳＵＳ６３０
相当；ＪＩＳ−Ｇ−４３０３）、または重量％でＣ：
０．０９％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：１．０％
以下、Ｎｉ：６．５％以上７．７５％以下、Ｃｒ：１６
％以上１８％以下、Ａｌ：０．７５％以上１．５０％以
下を含む合金鋼（ＳＵＳ６３１相当；ＪＩＳ−Ｇ−４３
０３）を用いることができる。これらの合金は上述した
ように低熱伝導率であり、さらに、アルミニウム等の溶
融金属に耐食性を備え、高温においても高い強度を備え
ているので、溶湯の注入時に発生する熱応力に耐えるこ
とができる。
【００１３】なお、互いに材質が異なる内筒部と外筒部
とからなる多重スリーブの内筒部として、本発明による
スリーブを用いることも可能であり、例えば、外筒部を
安価な鋼製とした場合、経済性に優れた多重スリーブが
得られる。
とからなる多重スリーブの内筒部として、本発明による
スリーブを用いることも可能であり、例えば、外筒部を
安価な鋼製とした場合、経済性に優れた多重スリーブが
得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は本発明のダイカストマシン
用スリーブの一例で、スリーブ本体１は熱伝導率（３０
０℃）が、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、２５Ｗ／ｍ・Ｋ以下の
鉄系材料からなる円筒状をなし、その外周面にフランジ
状の突起部１ａを有する。スリーブ本体１の内径面には
粒状の金属炭化物と金属窒化物および窒素を拡散させた
拡散領域２が形成されている。
用スリーブの一例で、スリーブ本体１は熱伝導率（３０
０℃）が、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、２５Ｗ／ｍ・Ｋ以下の
鉄系材料からなる円筒状をなし、その外周面にフランジ
状の突起部１ａを有する。スリーブ本体１の内径面には
粒状の金属炭化物と金属窒化物および窒素を拡散させた
拡散領域２が形成されている。
【００１５】上記構成のダイカストマシン用スリーブは
例えば次に示す工程で製作することができる。
例えば次に示す工程で製作することができる。
【００１６】ａ．図１に示す形状を備えた外周面にフラ
ンジ状の突起部１ａを有するフランジ本体１を溶体化処
理が施されたＳＵＳ６３０材を用いて、機械加工により
作成する。ただし、この段階では内径側に研削代（余
肉）を残しておく。
ンジ状の突起部１ａを有するフランジ本体１を溶体化処
理が施されたＳＵＳ６３０材を用いて、機械加工により
作成する。ただし、この段階では内径側に研削代（余
肉）を残しておく。
【００１７】ｂ．上記部材を浸炭処理し、部材表面に炭
素を拡散させ、その後急冷し粒状の炭化物を形成させ
る。
素を拡散させ、その後急冷し粒状の炭化物を形成させ
る。
【００１８】ｃ．上記部材の内径側に研削加工を施した
後、窒化処理により表面に窒化物および窒素の拡散領域
を形成させる。
後、窒化処理により表面に窒化物および窒素の拡散領域
を形成させる。
【００１９】ｄ．必要部を研削仕上げし、スリーブを完
成させる。尚、工程ｃの窒化処理により、析出硬化系ス
テンレスは硬化する。
成させる。尚、工程ｃの窒化処理により、析出硬化系ス
テンレスは硬化する。
【００２０】上記工程により製作されたスリーブを、コ
ールドチャンバー方式のダイカストマシンに取り付け
て、マグネシウム合金のダイカスト鋳造を行い、パーソ
ナルコンピュータのケース（肉厚１ｍｍ）を作成した。
この試験において、以下の結果が得られた。
ールドチャンバー方式のダイカストマシンに取り付け
て、マグネシウム合金のダイカスト鋳造を行い、パーソ
ナルコンピュータのケース（肉厚１ｍｍ）を作成した。
この試験において、以下の結果が得られた。
【００２１】ａ．ダイカストの溶湯温度が従来のＳＫＤ
６１材のスリーブと比較して４０℃低下できた。
６１材のスリーブと比較して４０℃低下できた。
【００２２】ｂ．ダイカストの押し湯の量が従来のＳＫ
Ｄ６１材のスリーブと比較して３８％低下できた。
Ｄ６１材のスリーブと比較して３８％低下できた。
【００２３】ｃ．製品の鋳造欠陥が減少し、従来のＳＫ
Ｄ６１材のスリーブと比較して良品率が１６％向上し
た。
Ｄ６１材のスリーブと比較して良品率が１６％向上し
た。
【００２４】ｄ．上記の理由により、従来のＳＫＤ６１
材のスリーブと比較して製品1 個あたりのコストが２５
％低減した。
材のスリーブと比較して製品1 個あたりのコストが２５
％低減した。
【００２５】ｅ．スリーブの耐久性が、浸炭せずに窒化
処理だけしたＳＵＳ６３０材のスリーブと比較して約
１．３倍となった。
処理だけしたＳＵＳ６３０材のスリーブと比較して約
１．３倍となった。
【００２６】
【発明の効果】以上の試験結果から明らかなように、本
発明のダイカストマシン用スリーブによれば、スリーブ
の保温性、および、耐摩耗性が改善される結果、ダイカ
スト製品の歩留まりを向上させ、製造コストを削減する
ことができる。
発明のダイカストマシン用スリーブによれば、スリーブ
の保温性、および、耐摩耗性が改善される結果、ダイカ
スト製品の歩留まりを向上させ、製造コストを削減する
ことができる。
【図１】本発明に基ずくダイカストマシン用スリーブの
形状の一例を示す総断側面図。
形状の一例を示す総断側面図。
１…スリーブ本体 ２…拡散領域
Claims (6)
- 【請求項１】 熱伝導率（３００℃）が、１０Ｗ／ｍ・
Ｋ以上、２５Ｗ／ｍ・Ｋ以下の鉄系材料からなるスリー
ブ本体の内径面に粒状の金属炭化物、金属窒化物、及び
窒素を拡散した領域を形成してなることを特徴とするダ
イカストマシン用スリーブ。 - 【請求項２】 鉄系材料が析出硬化系ステンレス鋼であ
る請求項１記載のダイカストマシン用スリーブ。 - 【請求項３】 析出硬化系ステンレス鋼が重量％でＣ：
０．０７％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：１．０％
以下、Ｎｉ：３％以上５％以下、Ｃｒ：１５％以上１
７．５％以下、Ｃｕ：３％以上５％以下、Ｎｂ：０．１
５％以上０．４５％以下を含むことを特徴とする請求項
２に記載のダイカストマシン用スリーブ。 - 【請求項４】 析出硬化系ステンレス鋼が重量％でＣ：
０．０９％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：１．０％
以下、Ｎｉ：６．５％以上７．７５％以下、Ｃｒ：１６
％以上１８％以下、Ａｌ：０．７５％以上１．５０％以
下を含むことを特徴とする請求項２に記載のダイカスト
マシン用スリーブ。 - 【請求項５】 鉄系材料が重量％でＣ：０．１％以上
０．５％以下、Ｓｉ：３％以上７％以下、Ｎｉ：５％以
上１８％以下、Ｃｒ：０．５％以上８％以下、残部鉄お
よび不可避不純物からなる請求項１に記載のダイカスト
マシン用スリーブ。 - 【請求項６】 スリーブを多層に組み合わせたダイカス
トマシン用多重スリーブにおいて、内筒部のスリーブが
請求項１〜５のいずれかに記載のスリーブであるダイカ
ストマシン用多重スリーブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10304246A JP2000126857A (ja) | 1998-10-26 | 1998-10-26 | ダイカストマシン用スリーブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10304246A JP2000126857A (ja) | 1998-10-26 | 1998-10-26 | ダイカストマシン用スリーブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000126857A true JP2000126857A (ja) | 2000-05-09 |
Family
ID=17930757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10304246A Pending JP2000126857A (ja) | 1998-10-26 | 1998-10-26 | ダイカストマシン用スリーブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000126857A (ja) |
-
1998
- 1998-10-26 JP JP10304246A patent/JP2000126857A/ja active Pending
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