JP2002361394A

JP2002361394A - 半凝固鉄系合金の成形用金型

Info

Publication number: JP2002361394A
Application number: JP2001166283A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Tsuchiya; 雅之土屋; Hiroaki Ueno; 宏明上野; Isamu Takagi; 勇高木; Naokuni Muramatsu; 尚国村松; Masato Yasuda; 真人安田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; NGK Insulators Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; NGK Insulators Ltd
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2002-12-17
Anticipated expiration: 2021-06-01
Also published as: JP4574065B2; DE10224206B4; DE10224206A1; US6810941B2; US20030024682A1

Abstract

(57)【要約】【課題】熱伝導率に優れるのは言うまでもなく、十分な
機械強度を有し、しかも充填材である半凝固鉄系合金の
表面酸化皮膜のキャビティ内への混入を効果的に阻止す
ることができる、半凝固鉄系合金の成形用金型を提案す
る。【解決手段】金型キャビティの充填口の近傍にスカルプ
ゲートを配設した半凝固鉄系合金の成形用金型におい
て、少なくともキャビティを形成する一対の金型および
上記スカルプゲートを、120 W/(m・K)以上の熱伝導率と
180 HB以上の硬さを併せ持つ銅合金とし、しかも上記一
対の金型の内面、上記スカルプゲートの表面および上記
射出口の内面それぞれの一部または全面に、放電被覆に
より被成したNi基合金を中間層として、その上に放電被
覆により被成したCo，Cu，CrおよびNiのうちから選んだ
少なくとも一種を含むサーメット層を被覆する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、固液共存状態に
ある半凝固鉄系合金の鋳造用鋳型として好適な、銅合金
製の成形用金型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レオキャスティング法やチクソキャステ
ィング法など、固液共存状態にある半凝固金属に圧力を
付加して金型内へ射出成形する方法は、通常のダイカス
ト法に比べると、加熱が小さいだけでなく、鋳込み温度
が低く、また凝固潜熱の放出も少なくて済むことから、
金型への熱衝撃が比較的少ないという特長がある。この
ため、従来は、金型寿命が短くて経済的にダイカストが
成立し難いとされた高融点の銅合金や鉄系合金を成形す
る方法として、現在、有望視されている。

【０００３】このような成形用の金型としては、アルミ
などの軽合金ダイカストで一般的に使用されている硬質
の鉄鋼材料（例えば熱間ダイス鋼SKD61 等）の使用が考
えられるが、この SKD61を含めて鉄鋼材料は一般に、熱
伝導率が 40 W/(m・K)以下と極めて低いため、鋳物の冷
却能に劣る。従って、かような熱伝導率の低い材料を金
型として用いた場合には、次に述べるような問題があっ
た。ａ）金型の予熱に長時間を要す。ｂ）徐冷凝固されると、ノックアウトピンとピン穴との
隙間にスラリーが入り易く、バリ発生の原因となる。ｃ）金型内の温度勾配が大きく、また金型表面で引張圧
縮応力が繰り返されることによって塑性歪が蓄積される
ため、早期にクラックが発生し易い。特に製品形状を反
映したキャビティ内の小さなＲ形状を持つ凸面では、応
力集中が起こり易く、ヘアークラックが発生し易い。ｄ）金型の冷却能が低いと、半凝固鉄系合金が例えば亜
共晶鋳鉄の場合、焼鈍熱処理後の黒鉛の微細化が不十分
となり、ひいては鋳鉄製品に望ましい黒鉛組織や機械強
度が得られない。

【０００４】その他、充填材が、固液共存状態にある半
凝固鉄系合金の場合には、特にｅ）表面の酸化皮膜がキャビティ内に混入して、製品品
質を劣化させるところにも問題を残していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述した
諸問題を有利に解決するもので、熱伝導率に優れるのは
言うまでもなく、十分な機械強度を有し、しかも充填材
である半凝固鉄系合金の表面酸化皮膜のキャビティ内へ
の混入を効果的に阻止することができる、半凝固鉄系合
金の成形用金型を提案することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】さて、発明者らは、上記
の問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、以下に述べ
る知見を得た。１）銅合金は、熱伝導率は高いものの、鉄鋼材料に比べ
ると強度が劣るため、高温材の成形用金型としては不向
きと考えられていたが、半凝固金属は射出成形時におけ
るスラリー温度が低くて済むこともあって、成分調整に
より、ある程度以上の硬度としたものであれば、成形用
金型として十分に使用に耐え得る。

【０００７】２）金型キャビティの充填口近傍に、充填
材の射出口よりも口径が幾分小さい開口部を有するスカ
ルプゲート（皮むきゲート）を配設することによって、
充填材である半凝固鉄系合金の表面酸化膜を効果的に除
去することができる。

【０００８】そこで、発明者らは、上記の知見に基づ
き、成分調整により熱伝導率と機械強度を調整した銅合
金を用いて成形用金型とスカルプゲートを作製し、これ
らを用いて実際に半凝固鉄系合金の射出成形を試みた。
その結果、上記したスカルプゲートの開口部周辺および
金型キャビティ内の小さなＲ形状を持つ凸面部では損耗
が著しく、このままでは使用に供し得ないことが判明し
た。

【０００９】そこで、次に、スカルプゲートの開口部周
辺および金型キャビティ内の凸面部の耐久性を向上させ
るべく、損耗が生じ易い部分にサーメットの被覆を施
し、かかるサーメット被膜をそなえる成形用金型とスカ
ルプゲートを用いて、再度、半凝固鉄系合金の射出成形
を試みた。なお、かようなサーメットの被覆は、出願人
会社が先に開発した特許第３１５０２９１号公報に開示
の技術を利用して行った。しかしながら、上記のような
サーメットを被覆した材料を用いた場合であっても、実
際の射出成形に際してはサーメット被膜の剥離を生じ、
やはり実使用には耐え得なかった。

【００１０】この理由については、次のとおりと考えら
れる。すなわち、この発明で鋳造対象とする半凝固鉄系
合金は、上記した特許第３１５０２９１号公報で鋳造対
象とするAlやAl合金溶湯に比べると温度が高く、また固
体成分が含まれていることもあって、スカルプゲートや
金型の凸部に対する熱衝撃が従来よりも大幅に増大する
ためと考えられる。

【００１１】そこで、発明者らは、半凝固鉄系合金の射
出成形時における大きな熱衝撃にも十分に耐え得る密着
性に優れたサーメット被膜を形成して、半凝固鉄系合金
の成形用金型として実使用に耐え得る金型を開発すべく
数多くの実験と検討を重ねた結果、サーメット被膜の被
覆に先立ち、中間層としてNi基合金のプレコートを施す
ことが、サーメット層の密着性の向上ひいては金型の耐
久性の向上に極めて有効であることの知見を得た。この
発明は、上記の知見に立脚するものである。

【００１２】すなわち、この発明の要旨構成は次のとお
りである。１．金型キャビティの充填口の近傍に、射出口から供給
される半凝固鉄系合金の表面酸化膜を除去するためのス
カルプゲートを配設した半凝固鉄系合金の成形用の金型
であって、少なくともキャビティを形成する一対の金型
および上記スカルプゲートが、120 W/(m・K)以上の熱伝
導率と180 HB以上の硬さを併せ持つ銅合金からなり、し
かも上記一対の金型の内面、上記スカルプゲートの表面
および上記射出口の内面それぞれの一部または全面に、
放電被覆により被成したNi基合金を中間層として、その
上に放電被覆により被成したCo，Cu，CrおよびNiのうち
から選んだ少なくとも一種を含むサーメット層を備える
ことを特徴とする、半凝固鉄系合金の成形用金型。

【００１３】２．上記１において、中間層であるNi基合
金が、Cr，Fe，MoおよびＷのうちから選んだ１種または
２種以上合計で30〜50mass％を含有し、残部はNiおよび
不可避的不純物の組成になることを特徴とする、半凝固
鉄系合金の成形用金型。

【００１４】３．上記１または２において、中間層であ
るNi基合金の膜厚が５〜100 μm でかつ、面粗さが算術
平均粗さ(Ra)で５〜50μm の範囲を満足することを特徴
とする、半凝固鉄系合金の成形用金型。

【００１５】４．上記１，２または３において、キャビ
ティを形成する一対の金型およびスカルプゲートの素材
である銅合金の成分組成が、 Ni：1.0 〜2.0 mass％、 Co：0.1 〜0.6 mass％、 Be：0.1 〜0.3 mass％および Mg：0.2 〜0.7 mass％を含有し、残部はCuおよび不可避的不純物の組成になる
ことを特徴とする、半凝固鉄系合金の成形用金型。

【００１６】５．上記１〜４のいずれかにおいて、サー
メット層が、WC−Coサーメット層、MoB₂−Niサーメット
層または Cr₃C₂−Niサーメット層のいずれかであること
を特徴とする、半凝固鉄系合金の成形用金型。

【００１７】６．上記１〜５のいずれかにおいて、サー
メット層の表面粗さが、算術平均粗さ(Ra)で５〜100 μ
m の範囲を満足することを特徴とする、半凝固鉄系合金
の成形用金型。

【００１８】７．上記１〜６のいずれかにおいて、スカ
ルプゲートが内部水冷構造になることを特徴とする、半
凝固鉄系合金の成形用金型。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明を具体的に説明す
る。図１に、この発明に従う鋳造用金型の好適例を斜視
面で示し、図中番号１は銅合金製の成形用金型、２はス
カルプゲート、３はキャビティ、そして４は半凝固鉄系
合金の射出口、５は半凝固鉄系合金の充填口、６は鋳抜
き用の凸Ｒ部、７は成形品の押し出しピンである。ま
た、８は金型枠であり、この金型枠８には、ヒーター用
の穴９および冷却水用の穴10が設けられている。さら
に、金型枠８には、番号11で示すように、スライド式の
開閉用斜ピンが設けられていて、この開閉用斜ピン11の
作用によって、スカルプゲート２は、鋳型の開閉に追随
して開閉する仕組みになっている。

【００２０】この発明では、上記した金型１やスカルプ
ゲート２の素材である銅合金について、その熱伝導率を
120 W/(m・K)以上、ブリネル硬さを180 HB以上に限定し
たが、その理由は、必要な冷却速度と熱応力に対抗する
機械強度の両者を満足させるためである。すなわち、熱
伝導率が120 W/(m・K)に満たないと十分な冷却速度が得
られないため、前掲ａ）〜ｄ）に示した問題を解決でき
ず、またブリネル硬さが180 HBに満たないと、たとえ表
面にサーメット層の被覆を施したとしても、熱衝撃によ
って金型の変形や割れが発生するおそれが生じる。な
お、熱伝導率やブリネル硬さは高い方が望ましいが、あ
まりに高すぎると前者は補修時の溶接性が悪化し、一方
後者は金型製作時の切削工数の増加が生じる不利がある
ので、それぞれ上限は熱伝導率で300 W/(m・K)程度、ま
たブリネル硬さで300 HB程度とすることが好ましい。

【００２１】また、この発明では、金型キャビティ３の
充填口５の近傍に、射出口４よりも口径が幾分小さい開
口部を有するスカルプゲート２を配設することが特に重
要である。金型キャビティの充填口近傍に、かようなス
カルプゲートを配設することにより、材料の充填時に、
半凝固鉄系合金の表面酸化膜のみを効果的に固着除去す
ることができ、かくして表面酸化膜のキャビティ内への
混入を格段に低減することができるのである。ここに、
スカルプゲートに設ける開口部の大きさは、射出口の大
きさの15〜80％程度とすることが好ましい。

【００２２】さて、この発明では、上記した金型の内面
やスカルプゲートの表面、さらには射出口の内面それぞ
れの一部または全面に、Ni基合金の中間層を介して、サ
ーメット層の被覆を施すことが重要である。特に金型キ
ャビティ内の小さなＲ形状を持つ凸面やスカルプゲート
の開口部付近は、熱衝撃により、損耗が生じ易く、また
クラックも発生し易いため、少なくともこのような損耗
やクラックが発生し易い領域については、半凝固鉄系合
金との親和性が小さく、かつ耐熱性に優れるサーメット
層を、Ni基合金の中間層を介して被覆する必要がある。

【００２３】上述したとおり、サーメット層を被覆する
場合には、中間層としてNi基合金を被覆することが肝要
である。というのは、Ni基合金は、NiとCuが全率固溶す
るので銅合金に被覆する際に溶融接合し易い。また、Ni
の熱膨張係数がCuとサーメットとの中間の大きさである
ため、連続成形時の温度変化に伴う銅合金製金型とサー
メット層との膨張収縮差を緩和し、これによるサーメッ
ト層の破壊を予防する役割を持つ。とりわけ、50mass％
以上のNiを有する中間層を被覆すれば、母材である銅合
金への被覆効率が大幅に増大する。また、Ni基合金は、
サーメット層の金属バインダー成分（例えばWC−Coの場
合はCo）との溶融接合も容易で、サーメット層を母材で
ある銅合金の上に被覆する際に両者を取り持つ中間層と
して極めて重要な役割を果たす。かかるNi基合金として
は、Cr，Fe，MoおよびＷのうちから選んだ１種または２
種以上合計で30〜50mass％を含有し、残部はNiおよび不
可避的不純物の組成になるものがとりわけ好適である。

【００２４】また、中間層であるNi基合金の膜厚は、５
〜100μm 程度とすることが望ましい。さらに、中間層
の面粗度は、算術平均粗さ(Ra)で５〜50μm 程度とする
ことが望ましい。というのは、膜厚が5μｍに満たない
と、サーメット層と母材である銅合金との接合層として
の役割を十分に果たし得ず、一方100μｍを超えると、
中間層が厚いために表面から母材への熱伝導が阻害され
るおそれがあるからである。また、膜厚が5μｍに満た
ない場合には、サーメット層との間に拡散層を形成する
際の表面積が稼げず、また凹凸による形状的な杭打ち効
果が得られず、逆に膜厚が50μｍを超える場合には、表
面積の増大や杭打ち効果には有利ではあるものの、凹凸
が大きくなりすぎてサーメット層との密着面積の減少を
招くおそれも生じる。

【００２５】また、サーメット層としては、ＷＣ，Ti
Ｃ，Mo₂C，ZrＣ，NbＣ，ＶＣ，TaＣなどの炭化物セラミ
ック、TiＮ，ZrＮ，Cr₂Nなどの窒化物セラミック、TiSi
₂, ZrSi₂ などの珪化物セラミック、TiB₂，ZrB₂，Nb
B₂，MoＢ，ＷＢなどのほう化物セラミックおよび Al
₂O₃，TiO₂，ZrO₂，Cr₂O₃ などの酸化物セラミックのう
ちから選んだ少なくとも一種と、Co，Cu，CrおよびNiの
うちから選んだ少なくとも一種との組み合わせになるも
のが好適であり、とりわけWC−Coサーメット層、MoB₂−
Niサーメット層および Cr₃C₂−Niサーメット層等が有利
に適合する。

【００２６】また、かかるサーメット層の膜厚について
は10〜50μm 程度とすることが望ましい。さらに、サー
メット層の表面粗さ（中間層を含めた粗さ）は、算術平
均粗さ(Ra)で５〜100 μm 好ましくは10〜50μm 程度と
することが望ましい。というのは、上記のような膜厚お
よび面粗度を持つサーメット層を被覆することにより、
製品形状を反映したキャビティ内の小さなＲ形状を持つ
凸面やスカルプゲートの開口部付近への応力集中が緩和
され、損耗やへアークラック等の発生が効果的に抑制さ
れるからである。

【００２７】ここに、かようなNi基合金の中間層及びサ
ーメット層の被覆方法としては、特開平６−269936号公
報および特開平６−269939号公報に開示されているよう
な放電被覆法（エレクトロ・スパーク・デポジッショ
ン）が最適である。というのは、この放電被覆法は、め
っき等と異なる溶融による強固な拡散層を形成し、金型
の大きさによる制約がなく、部分的な被覆も行うことが
でき、しかも溶射等と違ってデッドポイント（陰になっ
て被覆が不可能な位置）が存在しないからである。ま
た、常温での作業が可能で熱入力が小さいため、高温に
長時間さらされることによる銅合金の軟化を抑制するこ
ともできる。さらに、被覆層の厚みだけでなく、表面粗
さの調整も容易である。

【００２８】なお、射出方式としては、図１や図２に示
した水平射出方式の他、図３に示すような垂直射出方式
もある。いずれの方式にしても、金型キャビティ３の充
填口５の近傍に、射出口４よりも口径が幾分小さな開口
部を有するスカルプゲート２を配設することが肝要であ
り、かくして表面酸化膜の混入のない健全な成形品12を
得ることができる。

【００２９】上記したスカルプゲートによる表面酸化膜
の固着除去効果を高めるためには、該スカルプゲートを
内部水冷構造とすることが有利である。また、この発明
のように、金型とスカルプゲートを同一の素材で作製す
れば、熱膨張の違いに起因した昇温時の両者摺り合わせ
の悪さやその支障を無くすための両者間の厳密な隙間管
理の煩わしさ等の問題が生じることもない。

【００３０】なお、この発明において、半凝固鉄系合金
とは、主に亜共晶鋳鉄のようなFe−Ｃ系合金を指すが、
それだけに限るものではなく、純鉄に近いいわゆる軟鉄
は勿論のこと、低合金鋼や高合金鋼であっても、固液共
存状態が有利に形成されるものであれば、いずれもが包
含されることはいうまでもない。

【００３１】また、金型およびスカルプゲートの素材で
ある銅合金としては、 Ni：1.0 〜2.0 mass％、 Co：0.1 〜0.6 mass％、 Be：0.1 〜0.3 mass％および Mg：0.2 〜0.7 mass％を含有し、残部はCuおよび不可避的不純物の組成になる
ものが好適であり、かような組成とすることにより、熱
伝導率が 120〜230 W/(m・K)で、かつ硬さが 180〜300
HB程度の特性を得ることができる。

【００３２】ここに、かかる銅合金の成分組成を上記の
範囲に限定した理由は、次のとおりである。 Ni：1.0 〜2.0 mass％ Niは、NiBe化合物の形成による強度向上のために添加す
るが、含有量が 1.0mass％に満たないとその添加効果に
乏しく、一方 2.0mass％を超えると強度改善効果は飽和
に達し、むしろ熱伝導度が低下する不利が生じる。 Co：0.1 〜0.6 mass％ Coは、CoBe化合物の形成による強度向上のために添加す
るが、含有量が 0.1mass％未満ではその添加効果に乏し
く、一方 0.6mass％を超えて多量に含有されると脆性が
増し熱間加工性が阻害される。 Be：0.1 〜0.3 mass％ Beは、NiやCoと結合し、NiBeやCoBe化合物を形成して強
度の向上に有効に寄与するが、含有量が 0.1mass％に満
たないとその添加効果に乏しく、一方 0.3mass％を超え
ると熱伝導度が低下する不利が生じる。 Mg：0.2 〜0.7 mass％ Mgは、高温での延性向上のために添加するが、含有量が
0.2mass％未満では延性改善効果が十分ではなく、一方
0.7mass％を超えると延性改善効果が劣化するだけでな
く熱伝導度の面でも不利となる。

【００３３】

【実施例】図１に示した構造になる金型を用いて、半凝
固鉄系合金の射出成形を行った。充填材である半凝固鉄
系合金としては、Fe−2.5％Ｃ−2.0％Siを主成分とし、
温度：1200℃、固相率：55％の亜共晶鋳鉄を用いた。金
型やスカルプゲートの素材としては、表１に示す銅合金
やクロム銅、SKD61等を用いた。また、かような金型の
内面やスカルプゲートの表面および射出口の内面につい
ては、その全面に、表１に示すNi基合金を中間層とし
て、同じく表１に示すサーメット層を被覆した。さら
に、スカルプゲートの開口部の大きさは、射出口：55mm
φに対し、その55％に当たる30mmφの一定とした。上記
の条件で射出成形後のスカルプゲート開口部付近におけ
る損傷の程度、金型キャビティ内の凸R部におけるクラ
ックの有無、成形品への表面酸化物の混入程度、バリ差
しの有無、金型の予熱時間について調べた結果を、表２
に示す。なお、ショット数は100〜120を目標とした。さ
らに、上記の条件で射出成形し、焼鈍熱処理後に得られ
た鋳鉄の黒鉛微細化の程度、引張り強さ、伸びについて
調べた結果も併せて、表２に示す。なお、引張り強さと
伸びは酸化物混入の無い成形品の測定値を算術平均した
値である。

【００３４】ここに、予熱時間とは、成形型の加熱開始
から成形開始できるまでの所要時間であり、また凸Ｒ部
クラックとは、鋳抜きのためにキャビティ内に突出させ
た部位のコーナーＲ部に発生するヘアークラックのこと
である。また、各項目の評価基準は次のとおりである。
微細化は、顕微鏡組織観察により、黒鉛の微細化が十分
に達成されたものを○、黒鉛の微細化が不十分で黒鉛の
粗大な組織が見られた場合を×で評価した。引張り強さ
は、JIS に準拠した引張り試験を行って評価した。バリ
差しは、成形後の製品押し出しピンとピン穴との隙間へ
のスラリー差し込みおよびスカルプゲートと金型との隙
間へのスラリー差し込みの有無で評価した。酸化物の混
入は、成形品の表面または内部へ酸化膜が巻き込まれて
凝固した際における品質不良を、外観および破壊解析に
より、目視で判定した。総合評価は、課題の改善効果が
極めて良好であった場合を◎、効果が良好であった場合
を○、効果が見られなった場合を×とした。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】表２に示したとおり、この発明に従う金型
を用いた場合No.1〜3はいずれも、黒鉛の微細化が十分
に達成されているのはいうまでもなく、凸Ｒ部クラック
の発生は全くなく、また酸化物の混入も全くないか極め
て軽微であり、優れた品質の鋳鉄を得ることができた。
これに対し、スカルプゲートを使用しなかったNo.4は、
酸化物の混入が避けられず、良好な結果を得ることがで
きなかった。また、Ni中間層が無いNo.5は、サーメット
層が剥離し、35ショットでの鋳込みの中止を余儀なくさ
れた。No.6は、金型に用いた銅合金の硬さが低く、機械
強度に劣っていたため、80ショットで鋳込みの中止を余
儀なくされた。一方、No.7は、金型に用いた銅合金の熱
伝導率が低かったため、黒鉛微細化が適正に進行しなか
っただけでなく、バリ差しが発生し、88ショットで鋳込
みの中止を余儀なくされた。さらに、No.8の場合は、金
型として用いたクロム銅合金が低硬度高熱伝導材料であ
るため中間層、サーメット層の施工が困難でサーメット
層の施工ができず、また硬さ不足のため、63ショットで
鋳込みの中止を余儀なくされた。なお、金型として、従
来材であるSKD61を用いたNo.9では、黒鉛微細化が進行
しないだけでなく、バリ差しが発生し、予熱時間も長
く、さらに55ショットで鋳込みの中止を余儀なくされ
た。

【００３８】

【発明の効果】この発明の銅合金製金型は、半凝固鉄系
合金の成形用金型として、十分な熱伝導率および機械強
度を有しているのは勿論のこと、半凝固鉄系合金の射出
成形時における大きな熱衝撃にも十分に耐え得る耐久性
を有し、さらには半凝固鉄系合金の表面酸化皮膜のキャ
ビティ内への混入を効果的に阻止することができ、ひい
ては高品質の製品を安定して得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に従う鋳造用鋳型の斜視図である。

【図２】射出方式が水平射出方式の場合における充填
材の充填要領を示した図である。

【図３】射出方式が垂直射出方式の場合における充填
材の充填要領を示した図である。

【符号の説明】

１銅合金製の成形用金型２スカルプゲート３キャビティ４半凝固鉄系合金の射出口５半凝固鉄系合金の充填口６鋳抜き用の凸Ｒ部７成形品の押し出しピン８金型枠９ヒーター用の穴 10 冷却水用の穴 11 スライド式の開閉用斜ピン 12 成形品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２２Ｄ 17/20 Ｂ２２Ｄ 17/20 ＺＢ２３Ｈ 9/00 Ｂ２３Ｈ 9/00 ＡＺＣ２２Ｃ 9/06 Ｃ２２Ｃ 9/06 29/06 29/06 Ｂ 29/08 29/08 29/14 29/14 ＺＣ２３Ｃ 28/00 Ｃ２３Ｃ 28/00 Ｂ (72)発明者上野宏明埼玉県和光市中央１丁目４番地１号本田技術研究所内 (72)発明者高木勇埼玉県和光市中央１丁目４番地１号本田技術研究所内 (72)発明者村松尚国愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号日本碍子株式会社内 (72)発明者安田真人愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号日本碍子株式会社内Ｆターム(参考） 3C059 AA01 AB01 HA03 HA09 4E093 NA01 NB08 NB09 NB10 PA05 PA06 PA10 4K044 AA06 AB10 BA02 BA06 BA18 BB03 BC01 BC11 CA41

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金型キャビティの充填口の近傍に、射出
口から供給される半凝固鉄系合金の表面酸化膜を除去す
るためのスカルプゲートを配設した半凝固鉄系合金の成
形用の金型であって、少なくともキャビティを形成する
一対の金型および上記スカルプゲートが、120 W/(m・K)
以上の熱伝導率と180 HB以上の硬さを併せ持つ銅合金か
らなり、しかも上記一対の金型の内面、上記スカルプゲ
ートの表面および上記射出口の内面それぞれの一部また
は全面に、放電被覆により被成したNi基合金を中間層と
して、その上に放電被覆により被成したCo，Cu，Crおよ
びNiのうちから選んだ少なくとも一種を含むサーメット
層を備えることを特徴とする、半凝固鉄系合金の成形用
金型。
【請求項２】請求項１において、中間層であるNi基合
金が、Cr，Fe，MoおよびＷのうちから選んだ１種または
２種以上合計で30〜50mass％を含有し、残部はNiおよび
不可避的不純物の組成になることを特徴とする、半凝固
鉄系合金の成形用金型。
【請求項３】請求項１または２において、中間層であ
るNi基合金の膜厚が５〜100 μm でかつ、面粗さが算術
平均粗さ(Ra)で５〜50μm の範囲を満足することを特徴
とする、半凝固鉄系合金の成形用金型。
【請求項４】請求項１，２または３において、キャビ
ティを形成する一対の金型およびスカルプゲートの素材
である銅合金の成分組成が、 Ni：1.0 〜2.0 mass％、 Co：0.1 〜0.6 mass％、 Be：0.1 〜0.3 mass％および Mg：0.2 〜0.7 mass％を含有し、残部はCuおよび不可避的不純物の組成になる
ことを特徴とする、半凝固鉄系合金の成形用金型。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかにおいて、サー
メット層が、WC−Coサーメット層、MoB₂−Niサーメット
層または Cr₃C₂−Niサーメット層のいずれかであること
を特徴とする、半凝固鉄系合金の成形用金型。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかにおいて、サー
メット層の表面粗さが、算術平均粗さ(Ra)で５〜100 μ
m の範囲を満足することを特徴とする、半凝固鉄系合金
の成形用金型。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかにおいて、スカ
ルプゲートが内部水冷構造になることを特徴とする、半
凝固鉄系合金の成形用金型。