JP2003225749A

JP2003225749A - ダイカスト用スリーブ

Info

Publication number: JP2003225749A
Application number: JP2002025229A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Fukase; 瀬泰志深
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2002-02-01
Filing date: 2002-02-01
Publication date: 2003-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】溶損、カジリ、摩耗が少なく、端面部のライ
ニング層が剥離し難い、高寿命のダイカスト用スリーブ
を提供する。【解決手段】このダイカスト用スリーブは、固定型３
３と移動型３７との間に形成されるキャビティ５５に溶
湯を供給する湯口ブッシュ４１の前記キャビティ５５側
端部内周に、面取り面４５を形成し、湯口ブッシュ４１
の内周面とともに面取り面４５にも耐食耐摩耗合金から
なるライニング層４９を形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウムやマ
グネシウムダイカスト機の射出機構を構成するダイカス
ト用スリーブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ダイカスト機のプランジャス
リーブや湯口ブッシュには、ＳＫＤ６１（ＪＩＳ）など
の工具鋼が使用されている。プランジャスリーブ内に給
湯された溶融ＡｌやＭｇは摺動するプランジャチップに
より金型側に押し出される。そして、プランジャチップ
が湯口ブッシュに到達するあたりから、チップが高速で
前進し、金型キャビティ内に溶融金属を射出し鋳造を行
う。また、射出時には、溶融金属に高い圧力を作用させ
る。

【０００３】鋳造品は、金型、プランジャチップ、およ
び湯口ブッシュにより冷却され、固化したら金型から取
り出して、次の鋳造準備を行う。この作業の繰り返しに
より、前記プランジャスリーブや湯口ブッシュは、チッ
プとの摩耗によりクリアランスが増大し、かじりを生じ
てしまう。また、溶融Ａｌの接触による溶損（腐食）に
よりクリアランスが増大し、かじりを生じ、短期間で使
用不能となる問題を抱えている。

【０００４】このような問題に対応するため、図７及び
図８に示すように、プランジャスリーブ１１内径部に耐
食耐摩耗合金のライニング１３を設けた高機能スリーブ
やブッシュが、開発商品化されている（プランジャスリ
ーブと湯口ブッシュが一体型となったスリーブも存在す
る）。

【０００５】しかしながら、このようなスリーブは、金
型側端面部において、内周面にライニングされた耐食耐
摩耗合金が剥離しやすいという問題を生じている。この
剥離が生ずると、破片が製品内に混入する。また、チッ
プ-スリーブ、湯口ブッシュ間に溶融金属が入り込み、
かじりやチップの詰まりを引き起こす。このため、鋳造
品の充填不足、製品の抜き取り不良等さまざまな弊害を
生じる。

【０００６】ここで、この剥離の原因を考えてみる。図
７に示すように、鋳造品Ｃを移動型１５と固定型１７か
らなる金型から取り出す際に、鋳造品Ｃを移動型１５と
共に固定型１７から引き離すが、この際、鋳造品Ｃとラ
イニング１３の金型側端面部とが固着していると、ライ
ニングの金型側端面部に大きな力が加わる。この力によ
って、ライニング１３に剥離Ｓが生ずる。また、図８に
示すように、プランジャチップ１９によって、鋳造品Ｃ
をスリーブ１１より押し出す際、プランジャチップ１９
のライニング１３に対する摺動により力が加わる。この
力により、ライニング１３の金型側端面部に剥離Ｓが生
ずる。

【０００７】このような原因によるライニングの剥離を
減少させるために、スリーブ、湯口ブッシュの金型と接
する端面に、図９及び図１０に示すように、面取り２１
を施すことが行われている。このようにすることによっ
て、製品取りだし時の力が軽減される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内径面
に耐食耐摩耗合金をライニング後、面取りする方法によ
っては、図９に示すように、端面付近のライニング層が
非常に薄くなる。また、ライニング層が薄い場合又は面
取り寸法が大きい場合には、図１０に示す面取り面２５
のように、ライニング層がなくなってしまうことがあ
る。このようにライニング層が極端に薄くなると、外力
に対し、亀裂が生じやすく、上記固着や摺動による剥離
を抑えることができるにしても、早期にライニング層の
剥離が発生する。

【０００９】また、ライニング層そのものを厚くする方
法もあるが、このようにすると、クラックが発生しやす
くなり寿命が短くなる。

【００１０】一方、図１１に示すように、スリーブ、ブ
ッシュ１１のライニング１３の両端面に鋼材２７を配置
し、ライニングの剥離を防止する方法もある。しかしな
がら、この方法は、鋼材部の耐腐食（溶損）、耐摩耗性
が低いため、かじり、腐食が生じ易く、早期に使用不能
となる。また、製作も困難となる。

【００１１】本発明は、上記の問題を解決するために考
案されたものであり、耐食耐摩耗性に優れ、剥離しにく
いライニングを形成することによって、高寿命なダイカ
スト用スリーブを提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴は、
固定型と移動型との間に形成される空間に溶湯を供給す
るスリーブの前記空間に接する端部内周に、面取り面を
形成し、前記スリーブの内周面とともに前記面取り面に
も耐食耐摩耗合金からなるライニング層を形成したこと
である。

【００１３】本発明の第２の特徴は、前記スリーブは湯
口ブッシュを含むことである。

【００１４】本発明の第３の特徴は、前記面取り面は、
Ｒ面取り、パッキン面取り、抜き勾配のいずれか１つを
含むことである。

【００１５】本発明の第４の特徴は、前記ライニング層
は、溶射-再溶融、拡散接合、焼結接合、ろう付けのう
ちいずれか１つの方法で形成されることである。

【００１６】本発明の第５の特徴は、前記面取り面の前
記スリーブの内周面に対する角度は、４５°以下であ
り、前記ライニング層の膜厚は、１．０ｍｍ以上である
ことである。

【００１７】本発明の第６の特徴は、前記ライニング層
を形成する合金は、０．６〜３．２重量％のＢと、０．
５〜８重量％のＳｉと、５〜３７重量％のＭｏと、残部
Ｎｉおよび不可避的不純物とからなり、Ｎｉ基の結合相
にＮｉ硼化物およびＭｏ硼化物が分散している耐食耐摩
耗性高強度Ｎｉ基合金であることである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図１ないし図３を参照して説明する。

【００１９】図１において、符号３１は固定ダイプレー
トを示す。この固定ダイプレート３１には、固定型３３
が装着されており、この固定型３３には、固定型３３と
の間にキャビティ３５を形成する移動型３７が接離可能
に対向配置されている。また、固定ダイプレート３１に
形成された孔部には、プランジャスリーブ３９が挿入し
て配設されている。このプランジャスリーブ３９の先端
側には、固定型３３を貫通して配設された湯口ブッシュ
４１が接続されている。

【００２０】図２は、この湯口ブッシュ４１の内周部を
拡大して示したものである。この図にも示すように、湯
口ブッシュ４１のうち湯道３６を臨む移動型側の端部に
は、面取り面４５が形成されている。この面取り面４５
の湯口ブッシュ内周面４７に対する角度は、４５度以下
になされている。そして、この湯口ブッシュ内周面４７
と面取り面４５には共に、均一なライニング層４９が施
されている。このライニング層４９は、Ni-B-Si-Mo 系
の耐摩耗合金を溶射-再溶融、拡散接合、焼結接合、ろ
う付けにて形成したものであって、その膜厚は、１．０
ｍｍ以上になされている。

【００２１】このような湯口ブッシュ４１及びプランジ
ャスリーブ３９には、図１に示すように、ロッド５１が
挿入されている。このロッド５１の先端には、プランジ
ャチップ５３が設けられており、湯口ブッシュ４１のラ
イニング層４９内周面に摺動可能に挿入されている。そ
して、このプランジャチップ５３を押し込むことによっ
て、溶湯５５をキャビティ３５に圧入するようになって
いる。

【００２２】このように、本実施の形態にあっては、湯
口ブッシュ４１のうち湯道３６を臨む移動型側の端部
に、面取り面４５を形成し、この湯口ブッシュ内周面４
７と面取り面４５には共に、均一な厚さの耐食及び耐摩
耗性合金のライニング層４９が施されている。それ故、
面取りを施しても極端に薄いライニング層が形成される
ことがなく、端面まで確実にライニングを施すことがで
き、剥離を防止することができる。また、面取り面４５
を形成したことによって、鋳造品抜き取り時の抵抗が小
さくなるため、プランジャスリーブ３９、湯口ブッシュ
４１に働く力を低減することができ、ライニング層の剥
離を防止することができる。従って、溶損、カジリ、摩
耗が少なく、端面部のライニング層が剥離し難い、高寿
命の湯口スリーブを得ることができる。

【００２３】また、ライニング層４９は、Ni-B-Si-Mo
系の耐摩耗合金を溶射-再溶融、拡散接合、焼結接合、
ろう付けにて形成したものであるから、ライニング層と
基材（鋼材系）は冶金的に接合している。したがって、
クラックの発生と同時にライニング層が脱落してしまう
ことを防止することができ、ライニング層が剥離し難く
なる。

【００２４】さらに、面取り面については、面取り面の
スリーブ基材内周面に対する角度は大きい方が抜き取り
時の抵抗は小さくなるが、ライニング層端面と面取り面
とのなす角度は鋭くなる。角度が鋭くなると層が薄くな
り、小さい力でクラックが発生しやすくなり、また応力
集中も起こり易くなる。これに対して、本実施の形態で
は、面取り面４５のスリーブ基材内周面に対する角度を
４５度以下にしているので、ライニング層端面と面取り
面とのなす角度が大きくすることができ、従って、ライ
ニング層の剥離を防止することができる。

【００２５】また、ライニング層４９の膜厚を１．０ｍ
ｍ以上にしているから、面取り部が薄肉になるのを防止
することができ、剥離を防止することができる。なお、
ライニング層の膜厚については、必要以上に厚くする必
要はなく、プランジャスリーブ、湯口ブッシュの中央部
と同じ肉厚であれば十分である。

【００２６】さらに、ライニング層４９は、Ni-B-Si-Mo
系の耐摩耗合金で構成されている。このNi-B-Si-Mo 系
合金は、溶融金属（特にAl）に対する耐腐食（溶損）性
に優れるとともに、チップとの摺動に対する耐摩耗性に
優れ、強度靱性も充分で、ダイカスト機用部材に適して
いる。したがって、耐腐食、耐摩耗性に優れたライニン
グ層を提供することができる。具体的には、以下のよう
な合金１ないし４が好ましい。

【００２７】合金１：０．６〜３．２重量％のＢと、
０．５〜８重量％のＳｉと、５〜３７重量％のＭｏと、
残部Ｎｉおよび不可避的不純物とからなり、Ｎｉ基の結
合相にＮｉ硼化物およびＭｏ硼化物が分散している耐食
耐摩耗性高強度Ｎｉ基合金。

【００２８】合金２：１．１〜２．５重量％のＢと、
４．０〜６．５重量％のＳｉと、８．０〜１７重量％の
Ｍｏと、残部Ｎｉおよび不可避的不純物とからなり、Ｎ
ｉ基の結合相にＮｉ−Ｍｏ硼化物が分散しているＮｉ基
合金。

【００２９】合金３：１．１〜２．５重量％のＢと、
４．０〜６．５重量％のＳｉと、８．０〜１７重量％の
Ｍｏと、２〜１２重量％のＣｒと、残部Ｎｉおよび不可
避的不純物からなり、Ｎｉ基の結合相にＮｉ−Ｍｏ複硼
化物が分散しているＮｉ基合金。

【００３０】合金４：１．１〜２．５重量％のＢと、１
１〜２０重量％のＭｏと、４．０〜６．５重量％のＳｉ
と、残部Ｎｉおよび不可避的不純物からなり、Ｎｉ基の
結合相にＮｉ−Ｍｏ複硼化物が分散しているＮｉ基合
金。

【００３１】なお、上記実施の形態においては、プラン
ジャスリーブと湯口ブッシュとが別体になされている例
を示しているが、これに限る必要はなく、これらが一体
に形成されており、その先端内周面に面取り面が形成さ
れていてもよい。

【００３２】また、面取り面については、図２に示すよ
うなものの他、図３に示すようなＲ面取り５７でもよ
い。この場合は、図中角度θは４５度以下が望ましく、
１５度が最適である。さらに、この他にも、パッキン面
取り、抜き勾配等で面取り面を形成してもよい。

【００３３】次に、本実施の形態についての実験例につ
いて説明する。

【００３４】まず、以下の手順でダイカスト用スリーブ
（湯口ブッシュ＋プランジャスリーブ一体型）を作製し
た。

【００３５】Ｓ４８Ｃ材をを図４に示すように機械加
工し、スリーブ基材を製作する。

【００３６】このスリーブ基材を脱脂、乾燥後、内径
面にNi-B-Si-Mo 合金（アトマイズ）を粉末フレーム溶
射する。

【００３７】１０５０℃に真空加熱し、溶射層を再溶
融処理する。

【００３８】機械加工によりスリーブ形状に加工す
る。

【００３９】このようにして製造されたダイカスト用ス
リーブ（以下、本願スリーブという）の金型側端面の内
径部を図５に示す。

【００４０】また、比較のため従来形式のスリーブ（以
下、比較例スリーブという）も製造した。この比較例ス
リーブの金型側端面の内径部を図６に示す。

【００４１】このようにして作製した一体型の本願スリ
ーブをコールドチャンバ方式の５００ｔｏｎアルミダイ
カスト機に取り付けて鋳造を行った。鋳造条件は溶湯：
ＡＤＣ１２、溶湯温度：６６０℃、潤滑剤は油性タイプ
を用い、チップへ滴下した。

【００４２】その結果、以下のような利点がえられた。

【００４３】比較例スリーブは、３ヶ月使用した時点
で剥離が確認され、６ヶ月使用した時点で寿命を迎え
た。原因は金型側端面の剥離であった。

【００４４】本願スリーブは、６ヶ月以上使用した現
在、金型側端面の剥離は確認されない。したがって、比
較例の２倍以上の寿命が予測される。

【００４５】比較例スリーブは、使用３〜４ヶ月目か
ら、プランジャチップの交換頻度（約１００００ショッ
ト）が多くなった。

【００４６】本願スリーブは使用６ヶ月以上経過した
が、プランジャチップの交換頻度（寿命）は約３０００
０ショットである。

【００４７】比較例スリーブと本願スリーブの製造費
はほぼ同等であった。

【００４８】このように、本願スリーブは比較例スリー
ブに対して大幅にその性能を向上させていることがわか
る。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にあって
は、固定型と移動型との間に形成される空間に溶湯を供
給するスリーブの空間に接する端部内周に、面取り面を
形成し、スリーブの内周面とともに面取り面にも耐食耐
摩耗合金からなるライニング層を形成しているから、面
取りを施しても極端に薄いライニング層が形成されるこ
とがなく、端面まで確実にライニングを施すことがで
き、剥離を防止することができる。また、面取り面を形
成したことによって、鋳造品抜き取り時の抵抗が小さく
なるため、スリーブに働く力を低減することができ、ラ
イニングの剥離を防止することができる。従って、溶
損、カジリ、摩耗が少なく、端面部のライニング層が剥
離し難い、高寿命のダイカスト用スリーブを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるダイカスト用湯口
ブッシュを示す軸断面図。

【図２】図１に示すダイカスト用湯口ブッシュの要部を
示す拡大断面図。

【図３】図２に示すダイカスト用湯口ブッシュの要部の
他の実施の形態を示す拡大断面図。

【図４】実験例に使用したダイカスト用スリーブの基材
を示す軸断面図。

【図５】実験例で使用した本願発明に係るダイカスト用
スリーブの要部を示す拡大断面図。

【図６】実験例で使用した従来技術に属するダイカスト
用スリーブの要部を示す拡大断面図。

【図７】従来のダイカスト用スリーブにおいて、鋳造品
を移動型と共に固定型から引き離す際に、ライニング端
部が剥離する状態を示す断面図。

【図８】従来のダイカスト用スリーブにおいて、プラン
ジャチップによって、鋳造品をスリーブより押し出す際
に、ライニング端部が剥離する状態を示す断面図。

【図９】従来の面取り付きダイカスト用スリーブにおい
て、端部付近のライニング層が非常に薄くなる場合を示
す断面図。

【図１０】従来の面取り付きダイカスト用スリーブにお
いて、端部付近のライニング層がなくなる場合を示す断
面図。

【図１１】従来の面取り付きダイカスト用スリーブにお
いて、ライニングの両端面に鋼材を配置した場合を示す
断面図。

【符号の説明】

３３固定型３５キャビティ３６湯道３７移動型４１湯口ブッシュ４５面取り面４９ライニング層５７面取り面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定型と移動型との間に形成される空間に
溶湯を供給するスリーブの前記空間に接する端部内周
に、面取り面を形成し、前記スリーブの内周面とともに
前記面取り面にも耐食耐摩耗合金からなるライニング層
を形成したことを特徴とするダイカスト用スリーブ。
【請求項２】前記スリーブは湯口ブッシュを含むことを
特徴とする請求項１に記載のダイカスト用スリーブ。
【請求項３】前記面取り面は、Ｒ面取り、パッキン面取
り、抜き勾配のうちいずれか１つを含むことを特徴とす
る請求項１に記載のダイカスト用スリーブ。
【請求項４】前記ライニング層は、溶射-再溶融、拡散
接合、焼結接合、ろう付けのうちいずれか１つの方法で
形成されることを特徴とする請求項１に記載のダイカス
ト用スリーブ。
【請求項５】前記面取り面の前記スリーブの内周面に対
する角度は、４５°以下であり、前記ライニング層の膜
厚は、１．０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１
に記載のダイカスト用スリーブ。
【請求項６】前記ライニング層を形成する合金は、０．
６〜３．２重量％のＢと、０．５〜８重量％のＳｉと、
５〜３７重量％のＭｏと、残部Ｎｉおよび不可避的不純
物とからなり、Ｎｉ基の結合相にＮｉ硼化物およびＭｏ
硼化物が分散している耐食耐摩耗性高強度Ｎｉ基合金で
あることを特徴とする請求項１に記載のダイカスト用ス
リーブ。