JP2000202607A - Plunger sleeve for die casting machine - Google Patents

Plunger sleeve for die casting machine

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JP2000202607A
JP2000202607A JP11006392A JP639299A JP2000202607A JP 2000202607 A JP2000202607 A JP 2000202607A JP 11006392 A JP11006392 A JP 11006392A JP 639299 A JP639299 A JP 639299A JP 2000202607 A JP2000202607 A JP 2000202607A
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JP
Japan
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plunger sleeve
molten metal
cylinder part
inner cylinder
casting machine
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JP11006392A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Masuda
淳 増田
Sakae Takahashi
栄 高橋
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Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
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Publication date
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  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plunger sleeve, in which the heat retaining property and the heat-shock resistance to molten metal are provided and the damage caused by the overheat at the dropping part of molten metal is hardly developed. SOLUTION: This plunger sleeve for die casting machine is provided with a complex structure and constituted with a metal-made outer cylinder part 11 and an alloy steel-made inner cylinder part 19 provided with eroding restance to the molten metal. The thermal conductivity at 300 deg.C of the outer cylinder part 11 is 25-52 W/(m.K). The thermal conductivity at 300 deg.C of the inner cylinder part 19 is 10-25 W/(m.K) and the thickness thereof is 1-5 mm. The outer cylinder part 11 and the inner cylinder part 19 are mutually and metallurgically joined. Desirably, the inner cylinder part 19 is constituted with a precipitation hardening type stainless steel of SUS630 or SUS631 (JIS G 4305), and the nitriding treatment is applied on the inner diameter surface thereof.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウムある
いはマグネシウム合金用のダイカストマシンにおいて溶
湯受けと加圧シリンダを兼ねるプランジャスリーブの構
造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a plunger sleeve which serves as both a molten metal receiver and a pressure cylinder in a die casting machine for aluminum or magnesium alloy.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ダイカストマシンにおいて溶湯受
けと加圧シリンダを兼ねるプランジャスリーブには、S
KD61(JIS G 4404)などの熱間金型用合
金工具鋼が使用されていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a die casting machine, a plunger sleeve serving as both a molten metal receiver and a pressurizing cylinder is provided with S
Alloy tool steel for hot dies such as KD61 (JIS G 4404) has been used.

【0003】この様な熱間金型用合金工具鋼は、熱伝導
率が29W/(m・K)と比較的高いので、プランジャ
スリーブ内に充填された溶湯(溶融金属)が短時間で冷
却され、特に、プランジャスリーブの内面と接触した溶
湯が凝固を始める。そのため、プランジャスリーブから
射出されて金型内に注入された後、すぐに溶湯が凝固す
ることによって、湯回り不良、湯境いなどの製品欠陥が
発生するという問題があった。特に、溶湯の充填量が少
ない薄肉成形品の製造の際、湯回り不良、湯境い、充填
不良などの製品欠陥が多く発生する傾向にあった。
[0003] Such an alloy tool steel for a hot die has a relatively high thermal conductivity of 29 W / (m · K), so that the molten metal (molten metal) filled in the plunger sleeve is cooled in a short time. In particular, the molten metal in contact with the inner surface of the plunger sleeve starts to solidify. Therefore, there is a problem that the molten metal solidifies immediately after the molten metal is injected from the plunger sleeve and injected into the mold, thereby causing product defects such as poor running of the molten metal and a hot water boundary. In particular, when manufacturing a thin-walled molded product with a small amount of molten metal, there is a tendency that many product defects such as poor running of the molten metal, a hot water boundary, and poor filling occur.

【0004】この様な問題を解決するために開発された
のが、セラミックス製の内筒部を鋼製あるいは金属製の
外筒部の中に嵌め込んで構成した複合構造のプランジャ
スリーブである(特開平2−179346号公報、特開
平5−038563号公報)。
In order to solve such a problem, a plunger sleeve having a composite structure in which a ceramic inner cylinder is fitted into a steel or metal outer cylinder has been developed. JP-A-2-179346, JP-A-5-038563).

【0005】これらのセラミック製の内筒部は、熱伝導
率が低い(約20W/(m・K))ので、溶湯に対する
保温性に優れ、上記の様な問題が生じにくい。従って、
ダイカスト製品の不良率を低減することができる。更
に、セラミックス製の内筒部は、アルミニウム溶湯に対
する耐腐食性に優れているので、溶湯の落下部において
侵食が生じにくい。
[0005] Since these ceramic inner cylinders have low thermal conductivity (about 20 W / (m · K)), they are excellent in heat retention for molten metal and hardly cause the above-mentioned problems. Therefore,
The defective rate of the die-cast product can be reduced. Further, since the ceramic inner cylinder portion has excellent corrosion resistance to the molten aluminum, erosion hardly occurs at the falling portion of the molten metal.

【0006】しかし、セラミックス製の内筒部は、熱伝
導率が低いという上記の性質のために、溶湯の接触によ
って大きな熱応力が発生し、それによって、瞬時に破損
すると言う問題があった。
However, the ceramic inner cylinder portion has a problem that a large thermal stress is generated by the contact of the molten metal due to the above-mentioned property of low thermal conductivity, which causes an instantaneous breakage.

【0007】この問題を解決するため、セラミックス製
の内筒部と鋼製の外筒部の間に応力緩和層を設けるなど
(特開平5−050204号公報)の改善がなされてい
るが、十分な効果は得られていない。これは、熱伝導率
が低く、靭性に乏しく、強度に対する信頼性が低いと言
うセラミックスの基本的な性質に起因する結果であり、
現状では有効な対策は見出されていない。
In order to solve this problem, improvements such as providing a stress relaxation layer between a ceramic inner cylinder and a steel outer cylinder have been made (Japanese Patent Laid-Open No. 5-050204). Effect has not been obtained. This is a result of the basic properties of ceramics, which have low thermal conductivity, poor toughness, and low reliability with respect to strength.
At present, no effective countermeasures have been found.

【0008】セラミックス製の内筒部を用いたプランジ
ャスリーブのもう一つの欠点は、切削加工が難しく、加
工効率が低い研削加工に頼らざるを得ない点にあり、こ
のことが、このタイプのプランジャスリーブの製作コス
トを引き上げる要因となっている。
[0008] Another disadvantage of the plunger sleeve using the ceramic inner cylinder is that it is difficult to perform the cutting process and must rely on the grinding process with low processing efficiency. This is a factor that increases the sleeve manufacturing cost.

【0009】この様なセラミックス製の内筒部を用いた
プランジャスリーブの欠点を補うために開発されたの
が、内筒部に熱伝導率が比較的高い合金鋼を、外筒部に
熱伝導率が比較的低い合金鋼(例えば、SUS630、
SUS631)を用いた二層構造のプランジャスリーブ
である(特願平10−109408号)。
In order to compensate for the drawbacks of the plunger sleeve using the ceramic inner cylinder portion, alloy steel having a relatively high thermal conductivity is applied to the inner cylinder portion and heat conduction is performed to the outer cylinder portion. Alloy steel with a relatively low modulus (eg, SUS630,
This is a plunger sleeve having a two-layer structure using SUS631) (Japanese Patent Application No. 10-109408).

【0010】しかし、このプランジャスリーブは、従来
のSKD61による単層構造のプランジャスリーブと比
べると保温性に優れているが、保温性の効果が現れるの
が遅いので、溶湯の充填から射出までの間(2〜4秒
間)における保温性が十分ではない。
[0010] However, this plunger sleeve is superior to the conventional single-layer plunger sleeve of SKD61 in heat retention, but since the effect of the heat retention is slow to appear, the plunger sleeve is used between the filling of the molten metal and the injection. (2-4 seconds) not enough heat retention.

【0011】そこで、溶湯の充填から射出までの間にお
ける保温性を高めたのが、金属溶湯に対する耐食性を備
え且つ熱伝導率が低い合金鋼(例えば、SUS630、
SUS631)で全体を構成したプランジャスリーブで
ある(特願平10−107758号)。このプランジャ
スリーブは、溶湯の充填から射出までの間における保温
性に優れているので、湯回り不良、湯境い、充填不良な
どの製品欠陥が発生しにくい。従って、ダイカスト製品
の不良率を低減することができる。
Therefore, the reason why the heat retention between the filling and the injection of the molten metal is enhanced is to use alloy steel (for example, SUS630, SUS630, which has corrosion resistance to the molten metal and low thermal conductivity).
SUS631) (Japanese Patent Application No. 10-107758). Since the plunger sleeve is excellent in heat retention between the filling and injection of the molten metal, product defects such as poor running of the molten metal, hot water boundary, and poor filling are unlikely to occur. Therefore, the defect rate of the die-cast product can be reduced.

【0012】しかし、このプランジャスリーブにも、溶
湯の落下部の温度が高くなり過ぎて、その部分において
損傷が発生し易いと言う欠点がある。特に、プランジャ
スリーブの内容積に対して充填される溶湯量(以下、
「充填率」と記す)が大きい場合には、この現象が顕著
になり、プランジャスリーブの寿命を短くする。
[0012] However, this plunger sleeve also has the disadvantage that the temperature of the falling portion of the molten metal becomes too high, and damage is likely to occur in that portion. In particular, the amount of molten metal charged to the inner volume of the plunger sleeve (hereinafter, referred to as
When the “filling rate” is large, this phenomenon becomes remarkable and shortens the life of the plunger sleeve.

【0013】そこで、溶湯の充填から射出までの間にお
ける保温性を確保しつつ、溶湯の落下部の温度の過熱を
抑えるために開発されたのが、金属溶湯に対する耐食性
を備え且つ熱伝導率が比較的低い合金鋼(例えば、SU
S630、SUS631)を内筒部に、熱伝導率が比較
的高い合金鋼を外筒部に用いた二層構造のプランジャス
リーブである(特願平10−107756号)。
[0013] Therefore, it has been developed to suppress the overheating of the temperature of the falling part of the molten metal while securing the heat retention from the filling of the molten metal to the injection, while providing corrosion resistance to the molten metal and a thermal conductivity. Relatively low alloy steel (for example, SU
S630 and SUS631) are used for the inner cylinder, and a double-layered plunger sleeve is used for the outer cylinder using alloy steel having a relatively high thermal conductivity (Japanese Patent Application No. 10-107756).

【0014】このプランジャスリーブは、プランジャス
リーブに溶湯が充填されてから射出されるまでの比較的
短時間(2〜4秒間)における溶湯に対する保温性に優
れているが、その後は、放熱によってプランジャスリー
ブの温度が徐々に低下する。従って、保温効果を確保し
ながらプランジャスリーブ温度の上がり過ぎを防止する
ことができる。このプランジャスリーブにおいては、熱
伝導率が比較的低い内筒部の厚さが重要であり、薄過ぎ
ると射出前に温度が低下してしまい、厚過ぎるとプラン
ジャスリーブ温度が上り過ぎてしまうと言う問題があ
る。
This plunger sleeve is excellent in the heat retaining property for the molten metal in a relatively short time (2 to 4 seconds) from when the plunger sleeve is filled with the molten metal until it is injected. Temperature gradually decreases. Therefore, it is possible to prevent the temperature of the plunger sleeve from excessively rising while securing the heat retaining effect. In this plunger sleeve, it is important that the thickness of the inner cylinder portion having a relatively low thermal conductivity is important. If it is too thin, the temperature will decrease before injection, and if it is too thick, the plunger sleeve temperature will rise too much. There's a problem.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の様な
従来のダイカストマシン用プランジャスリーブの問題点
に鑑み成されたもので、本発明の目的は、二層構造のダ
イカストマシン用プランジャスリーブにおいて、溶湯に
対する保温性及び耐熱衝撃性を備えるとともに、溶湯の
落下部において過熱による損傷が生じにくいプランジャ
スリーブを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems of the conventional plunger sleeve for a die casting machine, and an object of the present invention is to provide a plunger sleeve for a die casting machine having a two-layer structure. It is an object of the present invention to provide a plunger sleeve which has heat retention and thermal shock resistance to a molten metal, and is less likely to be damaged by overheating in a falling portion of the molten metal.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明のダイカストマシ
ン用プランジャスリーブは、300℃における熱伝導率
が25W/(m・K)以上52W/(m・K)以下の金
属材料からなる外筒部と、金属溶湯に対する耐食性を備
え、300℃における熱伝導率が10W/(m・K)以
上25W/(m・K)以下の合金鋼からなり、厚さが1
mm以上5mm以下で、前記外筒部に対して治金的に接
合された内筒部と、から構成されたことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a plunger sleeve for a die-casting machine, comprising an outer cylindrical portion made of a metal material having a thermal conductivity at 300 ° C. of 25 W / (m · K) or more and 52 W / (m · K) or less. And an alloy steel having a corrosion resistance to a molten metal, a thermal conductivity at 300 ° C. of 10 W / (m · K) or more and 25 W / (m · K) or less, and a thickness of 1
mm or more and 5 mm or less, and an inner cylinder part metallurgically joined to the outer cylinder part.

【0017】好ましくは、前記内筒部を、SUS630
またはSUS631(JIS G4305,1991)
の析出硬化系ステンレス鋼で構成し、その内径面に窒化
処理を施す。
Preferably, the inner cylindrical portion is made of SUS630
Or SUS631 (JIS G4305, 1991)
And a nitriding treatment is applied to the inner diameter surface thereof.

【0018】あるいは、前記内筒部を、C:0.1〜
0.5wt%、Si:3〜7wt%、Ni:5〜18w
t%、Cr:0.5〜8wt%、残部が実質的にFeか
らなる合金鋼で構成し、その内径面に窒化処理を施す。
[0018] Alternatively, the inner cylinder portion may be C: 0.1 to
0.5 wt%, Si: 3 to 7 wt%, Ni: 5 to 18 w
t%, Cr: 0.5 to 8 wt%, the balance being composed of an alloy steel substantially composed of Fe, and the inner diameter surface thereof is subjected to nitriding treatment.

【0019】更に好ましくは、前記内筒部の内径面を、
金属炭化物、金属窒化物及び窒素の拡散層によって構成
する。
More preferably, the inner diameter of the inner cylinder portion is
It is composed of a diffusion layer of metal carbide, metal nitride and nitrogen.

【0020】本発明のダイカストマシン用プランジャス
リーブは、熱伝導率が比較的低い合金鋼で構成された内
筒部の厚さが、適正な範囲に設定されているので、溶湯
に対する保温性及び耐熱衝撃性を備えるとともに、溶湯
の落下部において過熱による損傷が生じにくい。
In the plunger sleeve for a die casting machine of the present invention, the thickness of the inner cylindrical portion made of an alloy steel having a relatively low thermal conductivity is set in an appropriate range, so that the heat retaining property and the heat resistance to the molten metal are maintained. In addition to having impact properties, damage due to overheating is less likely to occur in the falling part of the molten metal.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】(例1)内筒部を、金属溶湯に対
する耐食性を備え且つ熱伝導率が比較的低い合金鋼で構
成した二層構造のダイカストマシン用プランジャスリー
ブを、下記の手順に従って作成した。なお、プランジャ
スリーブの保温性能の比較試験(後述)を行うため、表
1に示す様に、内筒部の厚さを、1mmから6mmの間
で6水準で変化させてサンプルを作成した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Example 1) A plunger sleeve for a die-casting machine having a two-layer structure in which an inner cylindrical portion is made of an alloy steel having corrosion resistance to a molten metal and having a relatively low thermal conductivity according to the following procedure. Created. In addition, in order to perform a comparative test (described later) of the heat retaining performance of the plunger sleeve, as shown in Table 1, samples were prepared by changing the thickness of the inner cylindrical portion at six levels from 1 mm to 6 mm.

【0022】(イ)先ず、外筒部11を、SCM440
(JIS G 4105)を用いて、図1に示す寸法で
機械加工により製作した。なお、外筒部11の仕上加工
前の外径は125mm、内径は、表1に示す6水準の値
D1(公差:+0.1〜+0.2mm)である。また、
SCM440の300℃における熱伝導率は41.8W
/(m・K)である。
(A) First, the outer cylinder portion 11 is connected to the SCM440
It was manufactured by machining using the dimensions shown in FIG. 1 using (JIS G 4105). The outer diameter of the outer cylinder portion 11 before finishing is 125 mm, and the inner diameter is a value D1 (tolerance: +0.1 to +0.2 mm) of six levels shown in Table 1. Also,
The thermal conductivity of SCM440 at 300 ° C. is 41.8 W
/ (M · K).

【0023】(ロ)次いで、円柱部材12(後に内筒部
となる部分)を、溶体化処理が施されたSUS630
(JIS G 4305)を用いて、図2に示す寸法で
機械加工により製作した。なお、この円柱部材12の外
径は、表1に示す6水準の値D1(公差:−0.1〜0
mm)である。 表1 各サンプルの寸法 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− サンプル 内筒部の目標厚 外筒部の内径 No. T(mm) D1(mm) −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 1 1 76 2 1.5 77 3 2.5 79 4 4.0 82 5 5.0 84 6 6.0 86 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− (ハ)図3に示す様に、HIP用封入缶13の中に外筒
部11を収容し、更に、外筒部11の中に円柱部材12
を挿入した。
(B) Next, the columnar member 12 (the portion which will later become the inner cylindrical portion) is SUS630 subjected to solution treatment.
Using JIS G 4305, it was manufactured by machining with the dimensions shown in FIG. The outer diameter of the columnar member 12 is a value D1 (tolerance: -0.1 to 0) of six levels shown in Table 1.
mm). Table 1 Dimensions of each sample −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Sample Target thickness of the inner cylinder part Inner diameter of the outer cylinder part No. T (mm) D1 (mm)----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 0.0 84 6 6.0 86 (c) As shown in FIG. Part 11 is housed therein, and further, a cylindrical member 12
Was inserted.

【0024】(二)図4に示す様に、HIP用封入缶1
3に蓋14を被せた後、HIP用封入缶13と蓋14と
の間を溶接によってシールした。なお、蓋14には、予
め、真空引き用パイプ15が取り付けられている。
(2) As shown in FIG.
After covering the lid 3 with the lid 14, the gap between the HIP enclosing can 13 and the lid 14 was sealed by welding. Note that a vacuum pipe 15 is attached to the lid 14 in advance.

【0025】(ホ)真空引きを行いながら、真空引き用
パイプ15を潰して、溶接で封じた。
(E) While the evacuation was being performed, the evacuation pipe 15 was crushed and sealed by welding.

【0026】(へ)HIP装置(熱間静水圧加圧装置)
を用いて、全体を1000気圧の下で1100℃に加熱
し、外筒部11と円柱部材12とを一体に接合した。
(F) HIP device (Hot isostatic pressing device)
The whole was heated to 1100 ° C. under 1000 atm, and the outer cylinder 11 and the cylindrical member 12 were integrally joined.

【0027】(ト)HIPの後、HIP用封入缶13を
切削除去し、次いで、図5に示す形状に機械加工を施
し、内筒部19を形成するとともに、外筒部11を仕上
げた。
(G) After the HIP, the encapsulating can 13 for HIP was cut and removed, and then machined into the shape shown in FIG. 5 to form the inner cylindrical portion 19 and finish the outer cylindrical portion 11.

【0028】(チ)内筒部19の内面に窒化処理を施し
た。このとき、窒化処理温度及び保持時間を調整するこ
とによって、内筒部19を構成するSUS630材の時
効硬化も同時に行われた。なお、窒化処理された表面の
ビッカース硬度Hvは、約1000となった。
(H) The inner surface of the inner cylinder portion 19 was subjected to a nitriding treatment. At this time, by adjusting the nitriding temperature and the holding time, the age hardening of the SUS630 material forming the inner cylindrical portion 19 was also performed at the same time. The Vickers hardness Hv of the surface subjected to the nitriding treatment was about 1,000.

【0029】(リ)最後に、内筒部19の内面にホーニ
ング加工を施して、プランジャスリーブを完成させた。
(I) Finally, the inner surface of the inner cylindrical portion 19 was subjected to honing to complete the plunger sleeve.

【0030】なお、上記の窒化処理(チ)の前に、内筒
部19の内面に炭化処理を施して炭素を拡散させ、好ま
しくは、その後急冷して粒状の炭化物を形成し、その後
窒化処理を施せば、表面の硬度を更に高くすることがで
きる。これによって、耐摩耗性を一層向上させることが
できる。
Prior to the nitriding treatment (h), carbonization is performed on the inner surface of the inner cylindrical portion 19 to diffuse carbon, and preferably, thereafter, quenching is performed to form granular carbides, and then the nitriding treatment is performed. , The hardness of the surface can be further increased. Thereby, wear resistance can be further improved.

【0031】(例2) (イ)先ず、外筒部11を、SCM440(JIS G
4105)を用いて、図6に示す寸法で機械加工によ
り製作した。なお、外筒部11の仕上加工前の外径は1
25mm、内径は、80mm(公差:+0.1〜+0.
2mm)である。
(Example 2) (a) First, the outer cylinder portion 11 is connected to the SCM440 (JIS G).
4105), and was manufactured by machining with dimensions shown in FIG. The outer diameter of the outer cylinder portion 11 before finishing is 1
25 mm, inner diameter 80 mm (tolerance: +0.1 to +0.
2 mm).

【0032】(ロ)次いで、円柱部材12を(後に内筒
部となる部分)を、溶体化処理が施されたSUS630
(JIS G 4305)を用いて、図7に示す寸法で
機械加工により製作した。なお、この円柱部材12の外
径は、80mm(公差:−0.1〜0mm)である。
(B) Next, the columnar member 12 (the portion which will later become the inner cylinder) is made of SUS630 subjected to solution treatment.
Using JIS G 4305, it was manufactured by machining with the dimensions shown in FIG. The outer diameter of the cylindrical member 12 is 80 mm (tolerance: -0.1 to 0 mm).

【0033】(ハ)外筒部11及び円柱部材12の表面
を脱脂し、外筒部11の中に円柱部材12を挿入した
後、両端面で外筒部11と円柱部材12との境界部を電
子ビーム溶接でシールした。
(C) After the surfaces of the outer cylindrical portion 11 and the cylindrical member 12 are degreased and the cylindrical member 12 is inserted into the outer cylindrical portion 11, the boundary between the outer cylindrical portion 11 and the cylindrical member 12 at both end surfaces. Was sealed by electron beam welding.

【0034】(二)次いで、HIP装置(熱間静水圧加
圧装置)を用いて、全体を1000気圧の下で1100
℃に加熱し、外筒部11と円柱部材12とを一体に接合
した。
(2) Then, the whole is heated to 1100 at 1000 atm by using a HIP device (hot isostatic pressing device).
C., and the outer cylinder part 11 and the cylindrical member 12 were integrally joined.

【0035】(ホ)次いで、図8に示す形状に機械加工
を施し、内筒部19を形成するとともに、外筒部11を
仕上げた。
(E) Next, the inner cylinder 19 was formed and the outer cylinder 11 was finished by machining the shape shown in FIG.

【0036】(ト)内筒部19の内面に窒化処理を施し
た。このとき、窒化処理温度及び保持時間を調整するこ
とによって、内筒部を構成するSUS630材の時効硬
化も同時に行われた。窒化処理された表面のビッカース
硬度Hvは、約1000となった。
(G) The inner surface of the inner cylinder portion 19 was subjected to a nitriding treatment. At this time, by adjusting the nitriding temperature and the holding time, the age hardening of the SUS630 material constituting the inner cylindrical portion was simultaneously performed. The Vickers hardness Hv of the nitrified surface was about 1000.

【0037】(チ)最後に、内筒部19の内面にホーニ
ング加工を施して、プランジャスリーブを完成させた。
(H) Finally, the inner surface of the inner cylindrical portion 19 was subjected to honing to complete the plunger sleeve.

【0038】(例3) (イ)先ず、外筒部11を、図6に示す寸法で、SCM
440(JIS G4105)を用いて機械加工により
製作した。なお、外筒部11の仕上加工前の外径は12
5mm、内径は、80mm(公差:+0.1〜+0.2
mm)である。
(Example 3) (a) First, the outer cylindrical portion 11 is set to the size shown in FIG.
It was manufactured by machining using 440 (JIS G4105). The outer diameter of the outer cylinder portion 11 before finishing is 12
5 mm, inner diameter is 80 mm (tolerance: +0.1 to +0.2
mm).

【0039】(ロ)次いで、円柱部材12を(後に内筒
部となる部分)を、C:0.4wt%、Si:5wt
%、Ni:11wt%、Cr:6wt%、残部は実質的
にFe、からなる低熱伝導率を備えた合金の鍛造材を用
いて、図7に示す寸法で機械加工により製作した。な
お、この円柱部材12の外径は、80mm(公差:−
0.1〜0mm)である。
(B) Next, the columnar member 12 (the part which will later become the inner cylinder) is prepared by adding 0.4 wt% of C and 5 wt% of Si.
%, Ni: 11% by weight, Cr: 6% by weight, and the balance was substantially Fe, and was manufactured by machining with dimensions shown in FIG. 7 using a forged material having a low thermal conductivity. The outer diameter of the cylindrical member 12 is 80 mm (tolerance:-
0.1 to 0 mm).

【0040】その後、先に例1で示したものと同様の手
順で、プランジャスリーブを製作した。このときの、内
筒部の表面の窒化処理後の硬度Hvは920であった。
Thereafter, a plunger sleeve was manufactured in the same procedure as that shown in Example 1 above. At this time, the hardness Hv of the surface of the inner cylindrical portion after the nitriding treatment was 920.

【0041】(溶湯の温度測定結果)先に示した例1の
条件によって製作された、内筒部の厚さ(T)が異なる
6種類のプランジャスリーブ(サンプルNo.1〜6)
をコールドチャンバー方式のダイカストマシンに組み込
んで、アルミニウム合金の成形を行い、プランジャスリ
ーブに充填後の溶湯の温度変化を測定した。
(Results of Measuring Temperature of Molten Metal) Six types of plunger sleeves (sample Nos. 1 to 6) manufactured under the conditions of Example 1 described above and having different inner tube thicknesses (T).
Was incorporated into a cold-chamber die-casting machine to mold an aluminum alloy, and the temperature change of the molten metal after filling the plunger sleeve was measured.

【0042】図9に、その結果を示す。なお、図9に
は、比較のため、従来の構造によるプランジャスリーブ
を用いた場合の溶湯温度の測定結果も、併せて示されて
いる。なお、比較のために用いた従来の構造によるプラ
ンジャスリーブは、SUS630単層(サンプルNo.
11)、SKD61単層(サンプルNo.12)、内筒
部が厚さ2.3mmのSKD61で外筒部がSUS63
0からなる二層構造のもの(サンプルNo.13)、及
び内筒部が厚さ1.0mmのSKD61で外筒部がSU
S630からなる二層構造のもの(サンプルNo.1
4)の4種類である。
FIG. 9 shows the result. FIG. 9 also shows, for comparison, the measurement results of the melt temperature when a plunger sleeve having a conventional structure is used. The plunger sleeve having the conventional structure used for comparison is a single layer of SUS630 (sample No.
11), SKD61 single layer (sample No. 12), inner tube part is SKD61 with 2.3 mm thickness and outer tube part is SUS63
0 (sample No. 13), and the inner cylinder part is SKD61 having a thickness of 1.0 mm and the outer cylinder part is SU
S630 (sample No. 1)
4).

【0043】図9に示した充填後の溶湯温度の測定結果
から、溶湯の充填から射出までの間(2〜4秒間)にお
ける溶湯温度が、比較用のサンプル13(内筒部:SK
D61、厚さ2.3mm)よりも高い部分があり、且
つ、射出後(4秒以降)の溶湯温度が、比較用のサンプ
ル14(内筒部:SKD61、厚さ1.0mm)よりも
低いものを、適正な構造とした。
From the results of measuring the temperature of the molten metal after filling shown in FIG. 9, the temperature of the molten metal between the filling and the injection of the molten metal (2 to 4 seconds) is determined by the comparison sample 13 (inner cylinder: SK).
D61, 2.3 mm thick), and the temperature of the molten metal after injection (after 4 seconds) is lower than the comparative sample 14 (inner cylinder: SKD61, 1.0 mm thick). The thing was a proper structure.

【0044】その結果、SUS630からなる内筒部の
厚さが、1mm以上5mm以下の場合に、上記の適正な
範囲に入ることが判明した。
As a result, it was found that when the thickness of the inner cylindrical portion made of SUS630 is 1 mm or more and 5 mm or less, it falls within the above-mentioned appropriate range.

【0045】これらのプランジャスリーブは、溶湯の充
填時には溶湯に対する保温効果に優れ、一方、射出後は
冷却性に優れているので、プランジャスリーブの温度が
上がり過ぎることがなく、従来のものと比較して長い寿
命が得られる。
These plunger sleeves have an excellent heat retaining effect on the molten metal when the molten metal is filled, and have excellent cooling properties after injection, so that the temperature of the plunger sleeve does not rise too much, and it is compared with the conventional one. Long life.

【0046】(寿命試験等の結果)先に例1で示したプ
ランジャスリーブのサンプルの内、サンプルNo.3
(内筒部:SUS630、厚さ2.5mm、外筒部:S
CM440)、及び、比較用にサンプルNo.11(S
US630単層)とサンプルNo.13(内筒部:SK
D61、厚さ2.3mm、外筒部:SUS630)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、アルミニウム合金でモーターのハウジングを鋳造し
た。ダイカストの条件は、使用材料:ADC12、湯
温:670℃、充填率(プランジャスリーブ内に占める
溶湯の割合):45%である。
(Results of Life Test etc.) Of the plunger sleeve samples shown in Example 1 above, sample No. 3
(Inner cylinder: SUS630, thickness 2.5mm, outer cylinder: S
CM440) and sample No. for comparison. 11 (S
US630 single layer) and sample No. 13 (Inner cylinder: SK
D61, thickness 2.3 mm, outer cylinder: SUS630)
It was mounted on a cold chamber die casting machine, and the motor housing was cast from an aluminum alloy. The conditions for die casting are as follows: material used: ADC 12, hot water temperature: 670 ° C., filling rate (ratio of molten metal in plunger sleeve): 45%.

【0047】その結果、溶湯落下部の損傷によって、プ
ランジャスリーブが使用不能になるまでの期間が、サン
プルNo.3では約16万ショットであった。これに対
して、サンプルNo.11では約13万ショット、サン
プルNo.13では約14万ショットであった。従っ
て、サンプルNo.3は、サンプルNo.11と比べて
約20%寿命が長く、サンプルNo.13と比べて約1
4%寿命が長くなった。
As a result, the period until the plunger sleeve becomes unusable due to damage to the molten metal dropping portion is determined by the sample No. In 3, the number was about 160,000 shots. On the other hand, the sample No. 11 is approximately 130,000 shots, In 13 it was about 140,000 shots. Therefore, the sample No. No. 3 is sample No. Sample No. 11 has a longer life by about 20% than Sample No. 11. About 1 compared to 13
4% longer service life.

【0048】また、製品の良品率は、サンプルNo.1
1と比べて2%、サンプルNo.13と比べて8%、向
上した。
The percentage of non-defective products is determined by the sample No. 1
2% compared to Sample No. 1. 8% better than 13.

【0049】上記の様に、本発明に基づくプランジャス
リーブ(サンプルNo.3)が、SUS630の単層プ
ランジャスリーブ(サンプルNo.11)と比べて、長
い寿命を示したのは、プランジャスリーブ自体の温度上
昇量の相違に起因するものと推定される。
As described above, the plunger sleeve according to the present invention (Sample No. 3) showed a longer life than the single-layer plunger sleeve of SUS630 (Sample No. 11) because of the plunger sleeve itself. It is presumed to be caused by the difference in the amount of temperature rise.

【0050】即ち、溶湯落下部付近のプランジャスリー
ブの到達温度を測定したところ、本発明に基づくプラン
ジャスリーブでは240℃であったのに対して、SUS
630単層のプランジャスリーブでは350℃であっ
た。SUS630単層のプランジャスリーブは、本発明
のプランジャスリーブと比較して、温度が約100℃高
くなるので、注入されたアルミニウム溶湯と反応し易く
なるので、損傷が早かったものと考えられる。これに対
して、本発明のプランジャスリーブは、内筒部のみに熱
伝導率の低い材料が使用されているので、放熱性に優
れ、そのため寿命が向上したと考えられる。
That is, when the ultimate temperature of the plunger sleeve near the molten metal dropping portion was measured, it was 240 ° C. in the plunger sleeve according to the present invention, whereas it was SUS.
The temperature was 350 ° C. for the 630 single-layer plunger sleeve. It is considered that the SUS630 single-layer plunger sleeve has a higher temperature by about 100 ° C. than the plunger sleeve of the present invention, so that it easily reacts with the poured aluminum melt, so that the damage is accelerated. On the other hand, the plunger sleeve of the present invention is considered to have excellent heat dissipation and a long life because a material having low thermal conductivity is used only for the inner cylindrical portion.

【0051】また、プランジャスリーブ内の充填された
アルミニウム溶湯の温度(充填開始から2秒後の温度)
は、本発明のプランジャスリーブでは、従来の二層構造
のプランジャスリーブ(サンプルNo.13)と比べて
約20℃高く、充填された溶湯に対する保温性に優れて
いるので、良品率が向上したと考えられる。
Further, the temperature of the filled aluminum melt in the plunger sleeve (temperature 2 seconds after the start of filling)
Is that the plunger sleeve of the present invention is about 20 ° C. higher than the conventional plunger sleeve having a two-layer structure (sample No. 13) and is excellent in the heat retaining property for the filled molten metal, so that the yield rate is improved. Conceivable.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明のプランジャスリーブは、金属溶
湯に対する耐食性を備え、充填された溶湯に対する保温
性に優れていると同時に、溶湯の射出後における放熱性
に優れている。この結果、従来の構造を備えたプランジ
ャスリーブと比較して、寿命が長く且つ製品の良品率も
高い。
The plunger sleeve of the present invention has corrosion resistance to the molten metal, has excellent heat retention for the filled molten metal, and has excellent heat radiation after injection of the molten metal. As a result, as compared with the plunger sleeve having the conventional structure, the life is longer and the yield of the product is higher.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に基づくプランジャスリーブの製造工程
の一例を説明する図。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a manufacturing process of a plunger sleeve based on the present invention.

【図2】本発明に基づくプランジャスリーブの製造工程
の一例を説明する図。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a manufacturing process of a plunger sleeve according to the present invention.

【図3】本発明に基づくプランジャスリーブの製造工程
の一例を説明する図。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a manufacturing process of a plunger sleeve based on the present invention.

【図4】本発明に基づくプランジャスリーブの製造工程
の一例を説明する図。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a manufacturing process of the plunger sleeve according to the present invention.

【図5】本発明に基づくプランジャスリーブの製造工程
の一例を説明する図。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a manufacturing process of the plunger sleeve according to the present invention.

【図6】本発明に基づくプランジャスリーブの製造工程
の他の例を説明する図。
FIG. 6 is a view for explaining another example of the manufacturing process of the plunger sleeve based on the present invention.

【図7】本発明に基づくプランジャスリーブの製造工程
の他の例を説明する図。
FIG. 7 is a view for explaining another example of the manufacturing process of the plunger sleeve according to the present invention.

【図8】本発明に基づくプランジャスリーブの製造工程
の他の例を説明する図。
FIG. 8 is a view for explaining another example of the manufacturing process of the plunger sleeve based on the present invention.

【図9】プランジャスリーブの中に溶湯を充填した後の
溶湯温度の測定結果を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a measurement result of a molten metal temperature after the plunger sleeve is filled with the molten metal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11・・・外筒部、 12・・・円柱部材、 13・・・HIP用封入缶、 14・・・蓋、 15・・・真空引きパイプ、 19・・・内筒部。 11 ... outer cylinder part, 12 ... cylindrical member, 13 ... sealing can for HIP, 14 ... lid, 15 ... vacuum pipe, 19 ... inner cylinder part.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 300℃における熱伝導率が25W/
(m・K)以上52W/(m・K)以下の金属材料から
なる外筒部と、 金属溶湯に対する耐食性を備え、300℃における熱伝
導率が10W/(m・K)以上25W/(m・K)以下
の合金鋼からなり、厚さが1mm以上5mm以下で、前
記外筒部に対して治金的に接合された内筒部と、 から構成されたことを特徴とするダイカストマシン用プ
ランジャスリーブ。
1. A thermal conductivity at 300 ° C. of 25 W /
An outer cylindrical portion made of a metal material having a value of not less than (mK) and not more than 52 W / (mK); and having corrosion resistance to molten metal, and having a thermal conductivity of not less than 10 W / (mK) and not more than 25 W / (m) at 300 ° C. · An inner cylinder part which is made of the following alloy steel, has a thickness of 1 mm or more and 5 mm or less, and is metallurgically joined to the outer cylinder part. Plunger sleeve.
【請求項2】 前記内筒部は、SUS630またはSU
S631(JISG 4305)の析出硬化系ステンレ
ス鋼であって、その内径面に窒化処理が施されているこ
とを特徴とする請求項1に記載のダイカストマシン用プ
ランジャスリーブ。
2. The method according to claim 1, wherein the inner cylinder is SUS630 or SU.
The plunger sleeve for a die casting machine according to claim 1, wherein the plunger sleeve is a precipitation hardening stainless steel of S631 (JISG 4305), the inner surface of which is subjected to nitriding treatment.
【請求項3】 前記内筒部は、C:0.1〜0.5wt
%、Si:3〜7wt%、Ni:5〜18wt%、C
r:0.5〜8wt%、残部が実質的にFeからなる合
金鋼であって、その内径面に窒化処理が施されているこ
とを特徴とする請求項1に記載のダイカストマシン用プ
ランジャスリーブ。
3. The inner cylinder portion has a C content of 0.1 to 0.5 wt.
%, Si: 3 to 7 wt%, Ni: 5 to 18 wt%, C
The plunger sleeve for a die casting machine according to claim 1, wherein r: 0.5 to 8 wt%, alloy steel substantially consisting of Fe, the inner surface of which is subjected to nitriding treatment. .
【請求項4】 前記内筒部は、その内径面が金属炭化
物、金属窒化物及び窒素の拡散層によって構成されてい
ることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のダ
イカストマシン用プランジャスリーブ。
4. The plunger for a die casting machine according to claim 2, wherein the inner cylindrical portion has an inner diameter surface formed of a diffusion layer of metal carbide, metal nitride and nitrogen. sleeve.
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