JP2011068961A - PESTLE AND MORTAR FOR MOLDING TABLET USING Ni-Cr-Al SYSTEM ALLOY - Google Patents

PESTLE AND MORTAR FOR MOLDING TABLET USING Ni-Cr-Al SYSTEM ALLOY Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pestle and a mortar for molding a tablet using an Ni-Cr-Al system alloy having reduced variation in the concentration of Cr. <P>SOLUTION: The pestle and mortar for molding a tablet use an Ni-Cr-Al system alloy having a composition composed of, by mass, 30 to 45% Cr and 2 to 6% Al, and the balance Ni with inevitable impurities, and in which the variation in the concentration of Cr in the unit area of 500×500 μm is ≤3 mass%. The segregation of Cr in the Ni-Cr-Al system alloy caused by cooling unevenness is reduced by the control of the size of an ingot and the temperature of a mold. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、酸性粉末などの腐食性物質を含む原料物質を錠剤成形する際に好適な錠剤成
形用杵および臼に関するものである。
The present invention relates to a tableting punch and mortar suitable for tableting a raw material containing a corrosive substance such as acidic powder.

従来から、粉末や粒体などの原料物質を圧縮して、医薬品、医薬部外品、化粧品、農薬
、飼料、食料などのタブレットを成形する場合、タブレット形状に応じた貫通孔を有する
臼と、この臼の貫通孔(臼孔)内に挿入される下杵および上杵とを組合せた成形型が用い
られている。このような成形型を使用したタブレット成形機では、まず下杵が挿入された
臼内に粉末などの原料物質を充填し、この原料物質を上杵で圧縮することにより、所望の
タブレットが成形される。
Conventionally, when compressing raw materials such as powders and granules to form tablets such as pharmaceuticals, quasi-drugs, cosmetics, agricultural chemicals, feeds, foods, etc., a mortar having a through-hole according to the tablet shape, A molding die is used in which a lower punch and an upper punch inserted into a through hole (mortar hole) of the die are combined. In a tablet molding machine using such a mold, a desired tablet is molded by first filling a raw material such as a powder into a die into which a lower punch is inserted and compressing the raw material with an upper punch. The

タブレット成形機などに用いられる成形型には、例えば特開平7−8540号公報に記
載されているように、合金工具鋼(例えばSKS2やSKD11など)のような鉄基合金
、あるいはMoやWなどの化合物を主体とする超硬合金などが従来から用いられている。
Examples of molds used in tablet molding machines include iron-based alloys such as alloy tool steels (eg, SKS2 and SKD11), or Mo and W, as described in, for example, JP-A-7-8540. Conventionally, cemented carbides mainly composed of these compounds have been used.

しかし、これら従来の成形型用合金では、必ずしも耐食性や強度の点で満足した特性が得
られておらず、原料物質の性質によっては成形型の寿命が大幅に低下するというような問
題が生じている。
However, these conventional mold alloys do not necessarily have satisfactory characteristics in terms of corrosion resistance and strength, and depending on the properties of the raw materials, there is a problem that the mold life is significantly reduced. Yes.

例えば、近年用途の多様化などに伴って、酸性粉末やアルカリ性粉末のような腐食性の
高い粉末などを加圧成形する必要が生じている。このような腐食性の高い粉末の成形に、
従来の合金工具鋼などからなる成形型を用いた場合、それらの表面が早期に腐食されてし
まう。型表面の腐食は、原料粉末の離型性の低下要因となったり、さらには強度劣化など
を招くことになる。
For example, with the diversification of applications in recent years, it has become necessary to press-mold highly corrosive powders such as acidic powders and alkaline powders. For molding such highly corrosive powder,
When using a conventional mold made of alloy tool steel or the like, the surfaces thereof are corroded early. Corrosion on the mold surface causes a reduction in the releasability of the raw material powder, and further causes strength deterioration.

また、合金工具鋼などからなる成形型の耐食性を向上させるために、クロムメッキで表
面をコーティングすることも試みられているが、メッキ層の剥離により十分な効果は得ら
れていない。クロムメッキ層は表面硬度の向上などに対しても一定の効果を示すものの、
それ自体が容易に剥離してしまうことから、十分にかつ安定して耐磨耗性の向上効果など
を得ることはできない。このようなことから、成形型用部材の強度や硬度を維持しつつ、
耐食性や耐磨耗性などの向上を図ることが望まれている。
In addition, in order to improve the corrosion resistance of a mold made of alloy tool steel or the like, it has been attempted to coat the surface with chrome plating, but a sufficient effect has not been obtained due to peeling of the plating layer. Although the chrome plating layer shows a certain effect on the improvement of surface hardness,
Since the film itself easily peels off, it is not possible to obtain an effect of improving wear resistance sufficiently and stably. From this, while maintaining the strength and hardness of the mold member,
It is desired to improve the corrosion resistance and wear resistance.

このような耐磨耗性の問題を解決するために特開2001−62595号公報(特許文
献1)には高硬度、高耐食性を備える錠剤成形用杵および臼が記載されている。この合金
は高硬度、高耐食性の他に離型性も兼ね備えているが、錠剤成形直後から数時間程度の離
型性は良いものの、量産を行なうにあたっては更なる離型性の改善が望まれていた。また
、この合金は疲労強度が比較的低いので高強度化、そして成形面の鏡面仕上げ性も望まれ
ていた。
In order to solve such a problem of wear resistance, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-62595 (Patent Document 1) describes a tablet molding pestle and a die having high hardness and high corrosion resistance. This alloy has both high hardness and high corrosion resistance, but also has mold release properties. Although it has good mold release properties for several hours immediately after tablet formation, further improvement in mold release properties is desired for mass production. It was. Further, since this alloy has a relatively low fatigue strength, it has been desired to increase the strength and to provide a mirror finish on the molding surface.

例えば特開昭63−18031号公報(特許文献2)には、耐食性に優れた熱間プレス
金型として、Cr20〜50質量%、Al1.5〜9質量%、残部が実質的にNiからな
る金型が記載されている。このプレス金型は、温度500〜800℃、プレス圧500〜
2000kg/cm(50〜200MPa)での熱間プレスに対して高硬度を示し、耐
座屈性を有するというような特性を有しており、またNiやCrにより耐食性を得ている
。しかし、このNi−Cr−Al系合金からなる金型部品は、材料硬度や耐食性に優れる
ものの、必ずしも十分な耐磨耗性を有しておらず、使用条件によっては部品の摺動部に磨
耗が進行し、部品寿命が短くなるという欠点を有している。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-18031 (Patent Document 2) discloses a hot press die having excellent corrosion resistance, Cr 20-50% by mass, Al 1.5-9% by mass, and the balance being substantially Ni. The mold is described. This press mold has a temperature of 500 to 800 ° C. and a press pressure of 500 to
It has characteristics such as high hardness with respect to hot pressing at 2000 kg / cm 2 (50 to 200 MPa), buckling resistance, and corrosion resistance with Ni or Cr. However, although the mold parts made of this Ni-Cr-Al alloy are excellent in material hardness and corrosion resistance, they do not necessarily have sufficient wear resistance, and wear on the sliding parts of the parts depending on the use conditions. Progresses and the component life is shortened.

樹脂レンズやエンプラなどの樹脂成形金型は鏡面仕上げ性が良好であることが望まれる
。従来の鋼材では析出した比較的大きな炭化物によって硬化する合金である。このため研
磨時の析出炭化物粒子の脱落による小孔の発生、脱落粒子による研磨面の損傷が発生し、
鏡面仕上げ加工が困難であった。また従来の鋼材では離型性を良くするためにNiメッキ
やCrNコーティングを行なうが、満足できる離型性ではなく、表面粗度によっては離型
性が悪くなったり、磨耗によって離型性が変化するという問題があった。
It is desired that resin molds such as resin lenses and engineering plastics have good mirror finish. Conventional steel is an alloy that is hardened by a relatively large carbide precipitated. For this reason, the occurrence of small holes due to the falling of the precipitated carbide particles during polishing, damage to the polished surface due to the falling particles,
Mirror finish processing was difficult. In addition, Ni plating or CrN coating is applied to improve the releasability of conventional steel materials, but it is not a satisfactory releasability. There was a problem to do.

また、より特性を向上させるために国際公開第2006/035671号パンフレット
(特許文献3)には、Ni−Cr−Al合金の時効処理後のX線回折強度を調製すること
により、金型としての特性を向上させることが開示されている。これにより、未時効組織
を低減することができている。
In order to further improve the properties, International Publication No. 2006/035671 pamphlet (Patent Document 3) describes the X-ray diffraction intensity after aging treatment of Ni—Cr—Al alloy as a mold. It is disclosed to improve the properties. Thereby, an unaged structure | tissue can be reduced.

しかしながら、従来のように未時効組織の制御だけでは不十分であることが分かった。   However, it has been found that control of an unaged tissue as in the past is not sufficient.

この原因を追及したところNi−Cr−Al合金はCrの偏析が起きやすく、Crの偏析
が多いところでは時効熱処理後にその周辺との硬度差によって、研磨後の鏡面に微細な凹
凸が発生しやすいといった問題があった。
In pursuit of this cause, Ni-Cr-Al alloy is prone to segregation of Cr, and where there is a large amount of segregation of Cr, fine unevenness is likely to occur on the mirror surface after polishing due to the difference in hardness from its periphery after aging heat treatment. There was a problem.

特開2001−62595号公報JP 2001-62595 A 特開昭63−18031号公報JP-A 63-18031 国際公開第2006/035671号パンフレットInternational Publication No. 2006/035671 Pamphlet

従来のNi−Cr−Al合金ではCrの偏析を十分改善できず。その結果、部分的な硬
度差が生じ、研磨加工を施したときに研磨面に微細な凹凸が発生していた。微細な凹凸が
残ると表面を平坦にできず、例えば、金型等の用途では成型面を平坦にせねばならず。従
来の材料では微細な表面凹凸を解消するために必要以上に研磨工程に時間がかかったり、
時間をかけて研磨を行っても改善させず不良となることもあった。均一な平坦面でない面
を使って、金型成型すると成形品の面が凸凹になり、きれいな成形品が作れないといった
問題も生じていた。
Conventional Ni—Cr—Al alloys cannot sufficiently improve Cr segregation. As a result, a partial hardness difference occurred, and fine irregularities were generated on the polished surface when the polishing process was performed. If the fine irregularities remain, the surface cannot be flattened. For example, in applications such as molds, the molding surface must be flattened. With conventional materials, the polishing process takes longer than necessary to eliminate fine surface irregularities,
Even if polishing is performed over time, it may not be improved and may become defective. When a die is molded using a surface that is not a uniform flat surface, the surface of the molded product becomes uneven, and there is a problem that a beautiful molded product cannot be made.

本発明は、このような問題を解決するためのものでCr偏析を低減することにより、部
分的な硬度差を無くし、研磨加工を施した際に研磨面の微細な凹凸を無くしたうえで、離
型性、成形面の鏡面仕上げ性を向上させたNi−Cr−Al系合金を用いた錠剤成形用杵
および臼を提供するためのものである。
The present invention is for solving such problems, and by reducing Cr segregation, eliminating a partial hardness difference, and after removing fine irregularities on the polished surface when polishing is performed, An object of the present invention is to provide a tablet-molding pestle and mortar using a Ni-Cr-Al-based alloy with improved releasability and mirror finish on the molding surface.

本発明の錠剤成形用杵および臼において、Ni−Cr−Al系合金は、Crを30〜4
5質量%、Alを2〜6質量%含み、残部をNiおよび不可避不純物からなり、単位面積
500μm×500μmのCr濃度のバラツキが3質量%以下であることを特徴とするも
のである。また、硬度の平均がHv150以上Hv200以下であることが好ましい。ま
た、単位面積500μm×500μmを25個の小単位100μm×100μmに分割し
たとき、Cr濃度が、単位面積の平均よりも1.5%以上ずれている小単位が25個中3
個以下(0含む)であることが好ましい。
In the tablet-forming pestle and die of the present invention, the Ni—Cr—Al-based alloy contains 30 to 4 Cr.
5% by mass, 2 to 6% by mass of Al, the balance is made of Ni and inevitable impurities, and variation in Cr concentration with a unit area of 500 μm × 500 μm is 3% by mass or less. Moreover, it is preferable that the average hardness is Hv150 or more and Hv200 or less. In addition, when the unit area of 500 μm × 500 μm is divided into 25 small units of 100 μm × 100 μm, 3 out of 25 small units whose Cr concentration is shifted by 1.5% or more from the average of the unit areas.
It is preferable that the number is less than or equal to 0 (including 0).

また、錠剤成形用杵および臼において、前記Ni−Cr−Al系合金からなり、硬度の
平均がHv600以上Hv750以下であり、同一平面の硬度のバラツキが2.0%以下
であることが好ましい。また、表面の一部あるいはすべてを研磨加工された箇所の表面凹
凸の最大値が0.5μm以下であることが好ましい。また、研磨された箇所の面積が10
mm以上であることが好ましい。また、表面粗さRaが1μm以下であることが好まし
い。
Further, it is preferable that the tablet forming punch and die are made of the Ni—Cr—Al-based alloy, have an average hardness of Hv600 or more and Hv750 or less, and a hardness variation of the same plane is 2.0% or less. Moreover, it is preferable that the maximum value of the surface unevenness of a portion where a part or all of the surface is polished is 0.5 μm or less. The area of the polished part is 10
It is preferably mm 2 or more. Further, the surface roughness Ra is preferably 1 μm or less.

また、本発明の錠剤成形用杵および臼において、Ni−Cr−Al系合金は、Crを3
0〜45質量%、Alを2〜6質量%含み、残部をNiおよび不可避不純物である原料を
混合し、溶解してNi−Cr−Al系合金溶湯を調製する工程と、前記Ni−Cr−Al
系合金溶湯を使って、鋳型の冷却面からの最短距離が120mm以下のインゴットを調製
する工程と、前記インゴットを溶体化処理して硬度Hvが150〜200のNi−Cr−
Al系合金を調製する工程と、前記Ni−Cr−Al系合金に機械加工を施す工程と、5
00〜750℃で時効熱処理を施す工程と、表面研磨加工を施す工程を具備することを特
徴とするものである。
Further, in the tablet forming punch and die of the present invention, the Ni—Cr—Al alloy is composed of 3 Cr.
0 to 45 mass%, Al containing 2 to 6 mass%, the balance of Ni and raw materials that are inevitable impurities are mixed and melted to prepare a Ni-Cr-Al-based alloy molten metal, and the Ni-Cr- Al
A step of preparing an ingot having a shortest distance from the cooling surface of the mold of 120 mm or less using a molten alloy of the mold, and a Ni—Cr— having a hardness Hv of 150 to 200 by solution treatment of the ingot.
A step of preparing an Al-based alloy, a step of machining the Ni-Cr-Al-based alloy, and 5
It comprises a step of performing an aging heat treatment at 00 to 750 ° C. and a step of performing a surface polishing process.

また、インゴットサイズは冷却面からの最長距離が80mm以下であることが好ましい
。また、鋳型温度を50℃以上200℃以下として鋳造を行なうことが好ましい。また、
インゴットを鋳造する工程において、鋳型の肉厚が50mm以上であることが好ましい。
The ingot size is preferably 80 mm or less at the longest distance from the cooling surface. Further, casting is preferably performed at a mold temperature of 50 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. Also,
In the step of casting the ingot, the thickness of the mold is preferably 50 mm or more.

また、研磨加工後の表面粗さRaが1μm以下であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the surface roughness Ra after polishing is 1 μm or less.

本発明は、このような問題を解決するためのもので、Ni−Cr−Al系合金のCr偏
析を低減することにより、部分的な硬度差を無くし、研磨加工を施した際に研磨面の微細
な凹凸を低減した平坦な研磨面を有するNi−Cr−Al系合金を用いた錠剤成形用杵お
よび臼を提供することを目的としている。
The present invention is for solving such a problem, and by reducing Cr segregation of the Ni—Cr—Al based alloy, a partial hardness difference is eliminated and the polishing surface is subjected to polishing. An object of the present invention is to provide a tableting punch and die using a Ni-Cr-Al alloy having a flat polished surface with reduced fine irregularities.

本発明の錠剤成形用杵および臼を用いた錠剤成形機の一構造例の要部構造を一部断面で示す図である。It is a figure which shows the principal part structure of the one structural example of the tablet molding machine using the tableting punch and mortar of this invention in a partial cross section. インゴットの一例を示す図。The figure which shows an example of an ingot. 単位面積500μm×500μmを示す図。The figure which shows unit area 500 micrometers x 500 micrometers.

本発明の錠剤成形用杵および臼に適用される、Ni−Cr−Al系合金としては、Cr
を30〜45質量%、Alを2〜6質量%含み、残部をNiおよび不可避不純物からなり
、単位面積500μm×500μmの断面Cr濃度のバラツキが3質量%以下であること
を特徴とするものである。
As the Ni—Cr—Al based alloy applied to the tablet forming punch and die of the present invention, Cr
30 to 45% by mass, Al 2 to 6% by mass, the balance is made of Ni and inevitable impurities, and the variation in the cross-sectional Cr concentration of unit area 500 μm × 500 μm is 3% by mass or less. is there.

Cr(クロム)は耐食性および加工性を確保するための材料で30〜45質量%、さら
には35〜41質量%が好ましい。30質量%未満では耐食性が不十分であり、45質量
%を超えるとCrの偏析が発生し易くなり加工性が低下する。また、Al(アルミニウム
)は硬さを調製するための材料である。その含有量は2〜6質量%、さらには3〜5質量
%が好ましい。また、残部Ni(ニッケル)である。
Cr (chromium) is a material for ensuring corrosion resistance and workability, and is preferably 30 to 45 mass%, more preferably 35 to 41 mass%. If it is less than 30% by mass, the corrosion resistance is insufficient, and if it exceeds 45% by mass, segregation of Cr tends to occur and the workability is lowered. Al (aluminum) is a material for adjusting the hardness. The content is preferably 2 to 6% by mass, more preferably 3 to 5% by mass. The balance is Ni (nickel).

また、不可避不純物は、Ni、Cr、Al以外の元素を示すが、その含有量は合計で1
質量%以下が好ましい。また、Ni、Cr、Al以外の成分として、Zr(ジルコニウム
)、Hf(ハフニウム)、V(バナジウム)、Ta(タンタル)、Mo(モリブデン)、
W(タングステン)、Nb(ニオブ)から選択される少なくとも1種以上の元素を0.2
〜2質量%含有させてもよい。これら元素は合金素材の硬度を向上させるために有効であ
る。
Inevitable impurities indicate elements other than Ni, Cr, and Al, but their contents are 1 in total.
The mass% or less is preferable. Further, as components other than Ni, Cr and Al, Zr (zirconium), Hf (hafnium), V (vanadium), Ta (tantalum), Mo (molybdenum),
At least one element selected from W (tungsten) and Nb (niobium) is 0.2
You may make it contain -2 mass%. These elements are effective for improving the hardness of the alloy material.

また、Mg(マグネシウム)は脱酸剤として効果的であり、その添加量は0.001〜
0.015質量%が好ましい。0.001質量%未満では添加の効果が不十分であり、0
.015質量%を超えるとそれ以上の効果が得られないだけでなく硬度が低下する恐れが
ある。
Further, Mg (magnesium) is effective as a deoxidizer, and the amount added is 0.001 to 0.001.
0.015 mass% is preferable. If it is less than 0.001% by mass, the effect of addition is insufficient.
. If it exceeds 015% by mass, not only the effect cannot be obtained but also the hardness may be lowered.

本発明の錠剤成形用杵および臼は、上記合金組成を具備するNi−Cr−Al系合金に
おいて、単位面積500μm×500μmのCr濃度のバラツキが3質量%以下であるこ
とを特徴とするものである。また、Cr濃度のバラツキは小さいほどよく、好ましくは2
質量%以下である。
The tablet forming pestle and mortar of the present invention is characterized in that, in the Ni—Cr—Al alloy having the above alloy composition, the variation in Cr concentration of a unit area of 500 μm × 500 μm is 3% by mass or less. is there. Also, the smaller the variation in Cr concentration, the better, preferably 2
It is below mass%.

Cr濃度のバラツキは、SEM−EDX法(エネルギー分散型X線分光器を使ったX線
分光法)で行う。杵および臼または、Ni−Cr−Al系合金の任意の測定面(測定にお
いては切断面を使ってもよい)を選択し、単位面積500μm×500μmをSEM−E
DX法で平均のCr量を測定し、その測定部を100μm×100μm単位(小単位)に
分割し、各小単位(100μm×100μm)ごとにCr量を分析する。Cr濃度のバラ
ツキは、単位(100μm×100μm)において、最大値(Crの質量%)−最小値(
Crの質量%)=Cr濃度のバラツキ(質量%)、とする。
The variation in Cr concentration is performed by SEM-EDX method (X-ray spectroscopy using an energy dispersive X-ray spectrometer). An arbitrary measurement surface (a cut surface may be used for measurement) of a pestle and mortar or a Ni—Cr—Al alloy is selected, and a unit area of 500 μm × 500 μm is selected with SEM-E.
The average Cr amount is measured by the DX method, the measurement part is divided into 100 μm × 100 μm units (small units), and the Cr amount is analyzed for each small unit (100 μm × 100 μm). The variation in Cr concentration is the maximum value (% by mass of Cr) −minimum value (unit: 100 μm × 100 μm).
Cr mass%) = Cr concentration variation (mass%).

本発明の錠剤成形用杵および臼に用いられるNi−Cr−Al系合金は、このCr濃度
のバラツキが3質量%以下である。3質量%を超えると部分的にCr量リッチな領域がで
き硬度差が発生する。Cr偏析を低減することにより、部分的な硬度差を無くし、研磨加
工を行い易くする。Cr濃度のバラツキは小さい程よいが、製造管理の煩雑さを考慮する
とCr濃度のバラツキは0.5〜1.4質量%が好ましい。また、同様の方法においてA
lを分析するとAl濃度のバラツキは0.5%質量以下、さらには0.1〜0.3質量%
が好ましい。
The Ni—Cr—Al-based alloy used for the tablet-forming pestle and die of the present invention has a Cr concentration variation of 3% by mass or less. If it exceeds 3% by mass, a Cr-rich region is partially formed and a hardness difference occurs. By reducing Cr segregation, a partial hardness difference is eliminated and polishing is facilitated. The smaller the variation in Cr concentration, the better. However, considering the complexity of production management, the variation in Cr concentration is preferably 0.5 to 1.4% by mass. In the same way, A
When l is analyzed, the variation in Al concentration is 0.5% by mass or less, and further 0.1 to 0.3% by mass
Is preferred.

また、錠剤成形用杵および臼に用いられるNi−Cr−Al系合金は、鋳造後のインゴ
ットに鍛造、圧延等の塑性加工を施し、溶体化処理を施したものを示す。また、錠剤成形
用杵および臼は、Ni−Cr−Al系合金を加工して時効熱処理を施したもの、また、さ
らに研磨加工を施したものを示す。
Moreover, the Ni-Cr-Al type alloy used for the tablet molding punch and mortar indicates a solution obtained by subjecting an ingot after casting to plastic processing such as forging and rolling and subjecting it to a solution treatment. In addition, tablet forming pestle and mortar indicate a Ni-Cr-Al-based alloy processed and subjected to an aging heat treatment, and a polished product.

また、錠剤成形用杵および臼に用いられるNi−Cr−Al系合金は、単位面積500
μm×500μmを25個の小単位100μm×100μmに分割したとき、Cr濃度が
、単位面積の平均よりも1.5%以上ずれている小単位が25個中3個以下であることが
好ましい。Cr濃度のバラツキ(最大値−最小値)を3質量%以下にするだけでなく、濃
度ずれを極力抑えることがCr偏析を低減することに有効である。図3に単位面積500
μm×500μmを25個の小単位100μm×100μmに分割した図を示した。まず
、SEM−EDX法を用いて、単位面積500μm×500μmの視野にてCr濃度を求
め、この値を平均値とする。次に、小単位100μm×100μmの視野にてCr濃度を
分析する。この作業を小単位25個について行い、平均値と比べてCr濃度が1.5%以
上ずれている小単位の数を数える。本発明では、このような分析方法を用いたとき、Cr
濃度が、単位面積の平均よりも1.5%以上ずれている小単位が25個中3個以下(0含
む)となる。
In addition, the Ni—Cr—Al alloy used for the tableting punch and die has a unit area of 500.
When μm × 500 μm is divided into 25 small units of 100 μm × 100 μm, it is preferable that the number of small units whose Cr concentration is shifted by 1.5% or more from the average unit area is 3 or less in 25. In addition to reducing the Cr concentration variation (maximum value-minimum value) to 3% by mass or less, it is effective in reducing Cr segregation to suppress concentration deviation as much as possible. The unit area 500 in FIG.
A diagram in which μm × 500 μm is divided into 25 small units of 100 μm × 100 μm is shown. First, using the SEM-EDX method, the Cr concentration is obtained in a visual field having a unit area of 500 μm × 500 μm, and this value is taken as an average value. Next, the Cr concentration is analyzed in a visual field of a small unit of 100 μm × 100 μm. This operation is performed for 25 small units, and the number of small units whose Cr concentration is shifted by 1.5% or more compared with the average value is counted. In the present invention, when such an analysis method is used, Cr
The number of small units whose density is shifted by 1.5% or more from the average unit area is 3 or less (including 0) of 25 units.

また、錠剤成形用杵および臼に用いられるNi−Cr−Al系合金は、硬度の平均がH
v150〜200であることが好ましい。特に、鋳造後のインゴットに鍛造、圧延を施し
、溶体化熱処理を施したNi−Cr−Al系合金の硬度がHv150〜200の範囲であ
ることが好ましい。この範囲であれば、時効熱処理後の硬度の平均をHv600〜750
の範囲に調整し易い。
In addition, Ni—Cr—Al alloys used for tablet molding pestles and mortars have an average hardness of H
It is preferable that it is v150-200. In particular, it is preferable that the hardness of the Ni—Cr—Al alloy obtained by subjecting the ingot after casting to forging and rolling and solution heat treatment is in the range of Hv 150 to 200. Within this range, the average hardness after aging heat treatment is Hv600 to 750.
Easy to adjust to the range.

錠剤成形用杵および臼にするには、溶解法でインゴット状に製造された後に、鍛造、圧
延、打抜き等の機械加工を施して形状を整える。次に時効熱処理を施し、硬度を向上させ
る。本発明での錠剤成形用杵および臼は、Ni−Cr−Al系合金においてCr偏析を低
減しているので、硬度の平均がHv600以上Hv750以下であり、さらに硬度のバラ
ツキを2.0%以下とすることができる。
In order to make a tablet-forming punch and die, it is manufactured in an ingot shape by a melting method, and then subjected to mechanical processing such as forging, rolling, and punching to prepare the shape. Next, an aging heat treatment is applied to improve the hardness. The tablet forming pestle and die in the present invention reduce Cr segregation in the Ni—Cr—Al alloy, so the average hardness is Hv600 or more and Hv750 or less, and the hardness variation is 2.0% or less. It can be.

硬度の測定方法は、JIS−Z−2244に基づき荷重1kgで行う。同一測定面にお
いて、5か所測定し、その平均値を求める。硬度のバラツキは、[(最大の硬度−最小の
硬度)/(硬度の平均値)]×100%により求める。また、硬度の測定箇所は、研磨加
工した箇所がある場合は、研磨加工部(研磨加工した箇所)から任意の5か所を選定し、
各箇所で硬度Hvを測定するものとする。
The measuring method of hardness is performed with a load of 1 kg based on JIS-Z-2244. Measure five points on the same measurement surface and determine the average value. The variation in hardness is obtained by [(maximum hardness−minimum hardness) / (average value of hardness)] × 100%. In addition, if there are places where the hardness is measured, select any five locations from the polishing portion (the location where the polishing process),
The hardness Hv shall be measured at each location.

本発明での錠剤成形用杵および臼は、Ni−Cr−Al系合金のCr濃度バラツキを低
減しているので、耐摩耗性部材の硬度をHv600以上Hv750以下と高くした上で、
さらに硬度バラツキを2.0%以下と低減できる。また、研磨加工を施したときに微細な
凹凸のない研磨面を得ることができる。このため、表面粗さRaが1μm以下、さらには
0.5μm以下の鏡面研磨加工を施したとしても研磨時間の短縮も可能である。そのため
、研磨効率が向上する。また、このような鏡面加工を施したとき、研磨加工した箇所の表
面凹凸を0.5μm以下と平坦にすることができる。このため、不良発生率も下がり、製
品歩留まりが向上する。
Since the tablet forming punch and die in the present invention have reduced Cr concentration variation of the Ni—Cr—Al alloy, the hardness of the wear-resistant member is increased to Hv600 or more and Hv750 or less,
Furthermore, the hardness variation can be reduced to 2.0% or less. In addition, a polished surface without fine irregularities can be obtained when polishing is performed. For this reason, the polishing time can be shortened even if a mirror polishing process is performed with a surface roughness Ra of 1 μm or less, and further 0.5 μm or less. Therefore, the polishing efficiency is improved. Further, when such mirror processing is performed, the surface unevenness of the polished portion can be flattened to 0.5 μm or less. For this reason, the defect occurrence rate is also reduced and the product yield is improved.

従来は単に表面粗さRaで管理していたが、Cr偏析を制御していないと、同じRa1
μmであってもその研磨面の表面凹凸は1.5μm以上と非常に大きかった。この表面凹
凸の原因を追及したところ、Cr偏析部の境界に表面凹凸の原因があることが判明した。
Conventionally, the surface roughness Ra was simply managed, but if the segregation of Cr is not controlled, the same Ra1
Even when the thickness is μm, the surface unevenness of the polished surface was as large as 1.5 μm or more. When the cause of this surface unevenness was investigated, it was found that there was a cause of surface unevenness at the boundary of the Cr segregation part.

このような研磨面では、例えば成形品を作るための錠剤成形用杵および臼に使うと成形品
の表面凹凸が大きくなり、きれいな成形品ができないまたは成形品の離型性が不十分とい
った不具合があった。本発明のようにNi−Cr−Al系合金のCr偏析を低減すること
により、表面凹凸を0.5μm以下にできるので成形品を作る錠剤成形用杵および臼に適
用した場合に、表面が平滑で離型性の良い錠剤成形用杵および臼を作ることができる。
On such a polished surface, for example, when it is used for tablet molding pestles and mortars for making molded products, the surface irregularities of the molded products become large, and there is a problem that the molded products cannot be made clean or the releasability of the molded products is insufficient. there were. By reducing Cr segregation in Ni-Cr-Al alloys as in the present invention, the surface irregularity can be reduced to 0.5 μm or less, so that the surface is smooth when applied to tablet molding ridges and mortars that make molded products. It is possible to make tablet forming pestle and mortar with good releasability.

また、表面凹凸の測定方法は、研磨面を表面粗さ計で測定し、断面曲線を求め、最も大
きな凹凸差を求めるものとする。凹凸差は隣り合う凹部と凸部の差を取り、最も大きな凹
凸差を表面凹凸の最大値とする。
Moreover, the measuring method of surface unevenness | corrugation shall measure a grinding | polishing surface with a surface roughness meter, calculates | requires a cross-sectional curve, and calculates | requires the largest unevenness | corrugation difference. The unevenness difference is the difference between adjacent recesses and protrusions, and the largest unevenness difference is defined as the maximum surface unevenness.

また、研磨加工後の表面凹凸を小さくできるので、研磨された箇所の面積が10mm
以上と広い研磨加工部であったとしても平坦な面が得られる。そのため、短辺の長さが4
mm以上の幅広の耐摩耗性部材であったとしても研磨ムラがなく、均一な鏡面を得ること
ができる。
Moreover, since the surface unevenness | corrugation after grinding | polishing processing can be made small, the area of the location polished is 10 mm < 2 >.
A flat surface can be obtained even if the polishing portion is wide as described above. Therefore, the length of the short side is 4
Even if it is a wear-resistant member having a width of at least mm, there is no unevenness in polishing and a uniform mirror surface can be obtained.

本発明の錠剤成形用杵および臼に用いられるNi−Cr−Al系合金は、高硬度、高耐
食性を示す材料であるため、粉末や粒体などの原料物質を圧縮して、医薬品、医薬部外品
、化粧品、農薬、飼料、食料などのタブレットを成形する場合に好適である。
The Ni—Cr—Al-based alloy used in the tablet-forming pestle and mortar of the present invention is a material exhibiting high hardness and high corrosion resistance. It is suitable when molding tablets for external products, cosmetics, agricultural chemicals, feeds, foods and the like.

本発明の錠剤成形用杵および臼に用いられるNi−Cr−Al系合金は、杵の成形面や
臼の臼孔(貫通孔)の表面凹凸を0.5μm以下にできるので表面が平滑で離型性の良い
杵および臼を作ることができる。また、良好な耐食性を有しているので、酸性粉末のよう
な腐食性物質を含む原料物質の杵および臼に適用した場合においても、腐食性物質との接
触に伴う杵および臼の腐食進行を大幅に抑えることができる。これは型表面の腐食に伴う
離型性(例えば粉離れ)の低下、さらには強度の低下などを抑制することを意味する。従
って、杵および臼の長寿命化を達成することが可能となる。
The Ni—Cr—Al-based alloy used in the tablet molding pestle and mortar of the present invention can make the surface irregularities of the molding surface of the pestle and the mortar hole (through hole) of the mortar 0.5 μm or less, so the surface is smooth and separated. It is possible to make molds and mortars with good moldability. In addition, since it has good corrosion resistance, even when it is applied to pestle and mortar of raw material containing corrosive substances such as acidic powder, the corrosion progress of pestle and mortar accompanying contact with corrosive substances is prevented. It can be greatly reduced. This means that the mold releasability (for example, powder separation) accompanying the corrosion of the mold surface, and further the strength reduction is suppressed. Therefore, it is possible to achieve a long life of the pestle and the mortar.

本発明の錠剤成形用杵および臼に用いられるNi−Cr−Al系合金の製造方法は、C
rを30〜45質量%、Alを2〜6質量%含み、残部をNiおよび不可避不純物である
原料を混合し、溶解してNi−Cr−Al合金溶湯を調製する工程と、前記Ni−Cr−
Al合金溶湯を使って、鋳型の冷却面からの最長距離が120mm以下のインゴットを調
製する工程と、前記インゴットを溶体化処理して硬度Hvが150〜200のNi−Cr
−Al系合金素材を調製する工程と、前記Ni−Cr−Al系合金素材に機械加工を施す
工程と、500〜750℃で時効熱処理を施す工程と、表面研磨加工を施す工程を具備す
ることを特徴とするものである。
The method for producing a Ni—Cr—Al based alloy used for the tableting punch and die of the present invention is C
a step of mixing 30 to 45% by mass of r and 2 to 6% by mass of Al, with the balance being Ni and raw materials that are inevitable impurities, and melting to prepare a Ni—Cr—Al alloy melt; −
A step of preparing an ingot having a maximum distance from the cooling surface of the mold of 120 mm or less using a molten Al alloy, and a Ni—Cr having a hardness Hv of 150 to 200 by solution treatment of the ingot.
-A step of preparing an Al alloy material, a step of machining the Ni-Cr-Al alloy material, a step of aging heat treatment at 500 to 750 ° C, and a step of surface polishing. It is characterized by.

まず、原料としてのCr、Al、Ni、必要に応じ、Zr、Hf、V、Ta、Mo、W
、Nbから選ばれる元素を所定量秤量して混合し、溶解する。このとき真空溶解法を用い
れば、溶解時に不純物が混入することを低減することができる。
First, Cr, Al, Ni as raw materials, Zr, Hf, V, Ta, Mo, W as required
, A predetermined amount of an element selected from Nb is weighed, mixed and dissolved. At this time, if a vacuum melting method is used, it is possible to reduce the mixing of impurities during melting.

原料を溶解してできた原料溶湯を鋳型に注入してインゴットを製造する。このとき、鋳
型の冷却面からインゴットの最短距離が120mm以下となるようにインゴットサイズを
調製する。鋳型の冷却面とは、鋳型において原料溶湯と接する面を示す(つまり、鋳型の
内面が冷却面となる)。例えば、直径<長さの円柱状インゴットの場合はインゴットの半
径が冷却面からインゴットの最短距離になる。また、四角の短辺長さ<長さの四角柱のイ
ンゴット、平板状のインゴットを製造する場合は厚さ方向断面における中心点までの長さ
が冷却面からインゴットの最短距離となる。また、直径>長さの円柱状インゴットの場合
はインゴットの厚さ方向長さの半分が冷却面からインゴットの最短距離になる。図2にイ
ンゴットの一例を示した。矢印は直径であり、冷却面からインゴットの最短距離とは円柱
の半径を示す。
An ingot is manufactured by pouring a raw material melt obtained by melting the raw material into a mold. At this time, the ingot size is adjusted so that the shortest distance of the ingot from the cooling surface of the mold is 120 mm or less. The cooling surface of the mold refers to a surface in contact with the raw material melt in the mold (that is, the inner surface of the mold becomes the cooling surface). For example, in the case of a cylindrical ingot having a diameter <length, the radius of the ingot is the shortest distance from the cooling surface to the ingot. In the case of manufacturing a rectangular column ingot or a flat plate ingot having a square short side length <length, the length to the center point in the cross section in the thickness direction is the shortest distance from the cooling surface to the ingot. In the case of a cylindrical ingot with a diameter> length, half of the length of the ingot in the thickness direction is the shortest distance from the cooling surface to the ingot. FIG. 2 shows an example of an ingot. The arrow indicates the diameter, and the shortest distance from the cooling surface to the ingot indicates the radius of the cylinder.

インゴットのサイズを半径120mm以下、さらには半径80mm以下と小さくするこ
とにより冷却時の冷却むらを無くすことができる。また、鋳型温度を50℃以上200℃
以下として鋳造を行なうことが好ましい。インゴットサイズや鋳型温度を調製することに
よりインゴットを急冷処理することができ冷却むらを無くす。急冷処理することにより、
均一に混ざった原料溶湯をそのままインゴットにできるため、インゴット内のCr偏析を
無くすことができる。
By reducing the size of the ingot to a radius of 120 mm or less, and further to a radius of 80 mm or less, cooling unevenness during cooling can be eliminated. The mold temperature is 50 ° C or higher and 200 ° C.
Casting is preferably performed as follows. By adjusting the ingot size and mold temperature, the ingot can be rapidly cooled to eliminate uneven cooling. By quenching,
Since the molten raw material mixed uniformly can be made into an ingot as it is, Cr segregation in the ingot can be eliminated.

本発明に係るNi−Cr−Al系合金の製造方法においては冷却むらが生じないように
制御すること、特に部分的な除冷状態とならないように冷却工程を管理することが重要で
ある。また、冷却むらをなくすにはインゴットを小さくすることが有効であるが、あまり
小さいと量産性が低下するのでインゴットの短辺の長さは30mm以上が好ましい。イン
ゴットの短辺の長さとは、円柱状インゴットの円の直径を示し、四角柱状インゴットの場
合は四角の短辺を示す。
In the manufacturing method of the Ni—Cr—Al alloy according to the present invention, it is important to control so as not to cause uneven cooling, and particularly to manage the cooling process so as not to be in a partially decooled state. In order to eliminate uneven cooling, it is effective to make the ingot small, but if it is too small, the mass productivity is lowered, so the length of the short side of the ingot is preferably 30 mm or more. The short side length of the ingot indicates the diameter of a circle of the cylindrical ingot, and in the case of a quadrangular columnar ingot, the short side of the square.

また、鋳型の肉厚を50mm以上、さらには100mm以上と厚い鋳型を使うことも冷
却むらをなすく上で有効である。鋳型は、鋳鉄や炭素鋼などの鉄合金で出来ている。鋳型
の肉厚を厚くすることにより鋳型の熱容量を大きくすることができ冷却ムラを低減するこ
とができる。
In addition, it is effective to use a thick mold having a mold thickness of 50 mm or more, and further 100 mm or more, in order to prevent uneven cooling. The mold is made of an iron alloy such as cast iron or carbon steel. By increasing the thickness of the mold, the heat capacity of the mold can be increased and cooling unevenness can be reduced.

このように冷却工程を管理してCrの偏析を低減した上で、インゴットを調製する。次
に、得られたインゴットに必要に応じ、鍛造、圧延加工、表面研磨を施して形状を整える
。鍛造工程や圧延工程は熱間で行ってもよい。その後、1000〜1300℃で熱処理す
る溶体化熱処理を施す。溶体化熱処理後は、合金素材の硬度Hvが150〜200である
ことが好ましい。Cr偏析を低減してもインゴットの硬さが100未満と小さいと後述す
る時効処理後に目的とする硬度が得られない。また、200を超えると硬くなりすぎ切削
加工が行い難い。また、溶体化熱処理は、酸化等の汚染を防ぐために、アルゴン雰囲気中
、真空熱処理を使うことが好ましい。
Thus, the cooling process is managed to reduce the segregation of Cr, and then the ingot is prepared. Next, the obtained ingot is subjected to forging, rolling, and surface polishing as necessary to adjust the shape. The forging process and the rolling process may be performed hot. Thereafter, solution heat treatment is performed by heat treatment at 1000 to 1300 ° C. After the solution heat treatment, the hardness Hv of the alloy material is preferably 150 to 200. Even if Cr segregation is reduced, if the hardness of the ingot is as small as less than 100, the desired hardness cannot be obtained after the aging treatment described later. Moreover, when it exceeds 200, it will become hard too much and it will be difficult to cut. Further, the solution heat treatment is preferably a vacuum heat treatment in an argon atmosphere in order to prevent contamination such as oxidation.

次に、得られたNi−Cr−Al系合金素材に機械加工を施す工程を行う。機械加工は
、鍛造加工、圧延加工、切断加工、切削加工、打抜き加工などの塑性加工を施す加工を示
す。また、必要に応じ、各種加工を組合せてもよいし、途中に洗浄工程や熱処理工程を入
れてもよい。この機械加工により、最終的に用いる錠剤成形用杵および臼の形状またはそ
れに近い形状まで加工する。
Next, a process of machining the obtained Ni—Cr—Al alloy material is performed. The machining indicates a process for performing plastic working such as forging, rolling, cutting, cutting, and punching. Moreover, various processes may be combined as needed, and a washing process or a heat treatment process may be inserted in the middle. By this machining, the shape of the finally used tablet forming punch and mortar is processed to a shape close to that.

次に、500〜750℃で時効熱処理を施す工程を行う。また、熱処理時間は1〜15
時間が好ましい。また、時効熱処理は、酸化等の汚染を防ぐために、アルゴン雰囲気中、
真空熱処理を使うことが好ましい。また、未時効組織をなくすために特許文献3に記載さ
れたように時効熱処理前の前処理加熱を行うことも有効である。時効熱処理前の好ましい
前処理加熱としては、例えば(イ)400〜700℃の温度に、昇温速度100℃/h以
上、500℃/h以下、好ましくは100℃/h以上、400℃/h以下、で加熱するこ
とからなるもの、または(ロ)400〜500℃の温度範囲において少なくとも0.5時
間保持することからなるもの、を挙げることができる。ここで、上記(イ)における昇温
速度が100℃/hより遅い場合、特性はでるが処理に時間がかかりすぎることから製造
上好ましくない。一方、昇温速度が500℃/hを越えるような過度である場合、温度分
布の不均一化や析出に伴う体積収縮が過度になってクラック発生の誘因となる場合がある
。(ロ)における保持時間が0.5時間未満である場合、この前処理加熱による効果が十
分得られない場合がある。保持時間の上限は5時間が好ましい。5時間を越えて熱処理を
施したとしても、それ以上の効果は得難い。
Next, the process of performing an aging heat processing at 500-750 degreeC is performed. The heat treatment time is 1-15.
Time is preferred. In addition, aging heat treatment is performed in an argon atmosphere to prevent contamination such as oxidation.
It is preferable to use vacuum heat treatment. It is also effective to perform pretreatment heating before aging heat treatment as described in Patent Document 3 in order to eliminate the unaged structure. As preferable pretreatment heating before the aging heat treatment, for example, (i) a temperature of 400 to 700 ° C., a temperature rising rate of 100 ° C./h or more, 500 ° C./h or less, preferably 100 ° C./h or more, 400 ° C./h In the following, mention may be made of heating by (b) or (b) holding for at least 0.5 hours in the temperature range of 400 to 500 ° C. Here, when the rate of temperature increase in the above (a) is slower than 100 ° C./h, the characteristics appear, but it takes too much time for processing, which is not preferable in production. On the other hand, if the rate of temperature rise is excessive such that it exceeds 500 ° C./h, volume shrinkage due to non-uniform temperature distribution and precipitation may become excessive, leading to crack generation. When the holding time in (b) is less than 0.5 hours, the effect of this pretreatment heating may not be sufficiently obtained. The upper limit of the holding time is preferably 5 hours. Even if the heat treatment is performed for more than 5 hours, it is difficult to obtain further effects.

次に、表面研磨加工を施す工程を行う。表面研磨加工は、表面粗さRaが1μm以下、
さらにはRa0.5μm以下の鏡面加工が必要な個所に施す。例えば、錠剤成形用杵およ
び臼の場合、内面を研磨加工する。研磨方法はダイヤモンド砥石を使った研磨、例えばポ
リッシング研磨加工が挙げられる。また、必要に応じ、切削加工等を施してもよい。
Next, a step of performing surface polishing is performed. The surface polishing process has a surface roughness Ra of 1 μm or less,
Further, it is applied to a place where mirror processing of Ra 0.5 μm or less is necessary. For example, in the case of a tableting punch and mortar, the inner surface is polished. Examples of the polishing method include polishing using a diamond grindstone, such as polishing polishing. Moreover, you may perform cutting etc. as needed.

次に、本発明の錠剤成形用杵および臼として錠剤成形用型組を使用した錠剤成形機の例
について説明する。図1は錠剤成形機の要部構造を一部断面で示す図である。同図に示す
錠剤成形機10において、上杵1、下杵2および臼3を示したものである。
Next, an example of a tablet molding machine using a tablet molding die as a tablet molding die and mortar according to the present invention will be described. FIG. 1 is a partial cross-sectional view of the main structure of a tablet molding machine. In the tablet molding machine 10 shown in the figure, an upper punch 1, a lower punch 2 and a mortar 3 are shown.

臼3は、臼孔3aが垂直方向に位置するように、臼座11が装着されている。また、上
杵1および下杵2は、それぞれ上杵保持盤12および下杵保持盤13によって、垂直方向
に摺動自在に保持されている。
The mortar 3 is mounted with a mortar 11 so that the mortar hole 3a is positioned in the vertical direction. The upper rod 1 and the lower rod 2 are held slidably in the vertical direction by the upper rod holding plate 12 and the lower rod holding plate 13, respectively.

臼3は、臼孔3aが垂直方向に位置するように、臼座11が装着されている。また、上
杵1および下杵2は、それぞれ上杵保持盤12および下杵保持盤13によって、垂直方向
に摺動自在に保持されている。
The mortar 3 is mounted with a mortar 11 so that the mortar hole 3a is positioned in the vertical direction. The upper rod 1 and the lower rod 2 are held slidably in the vertical direction by the upper rod holding plate 12 and the lower rod holding plate 13, respectively.

下杵2の成形部2aは臼孔3a内に挿入されており、この状態で下杵2の頭部2bは下
杵ガイド14と接触している。この下杵2の成形部2aと臼孔3aとで構成された容器内
に原料物質15が充填される。原料物質としては各種粉末、あるいは粒体、ゲル状物、高
粘度液体、これらの混合物などが用いられる。
The molding part 2a of the lower jaw 2 is inserted into the mortar hole 3a, and the head 2b of the lower jaw 2 is in contact with the lower jaw guide 14 in this state. A raw material 15 is filled in a container constituted by the molding part 2a of the lower punch 2 and the mortar 3a. As the raw material, various powders, granules, gels, high-viscosity liquids, mixtures thereof and the like are used.

原料物質15が充填された臼孔3a内には、上杵1の成形部1aが挿入される。そして
、上杵1の頭部1bを加圧ガイド16を介して加圧することによって、充填された原料物
質15を上下から圧縮して錠剤が成形される。なお、錠剤成形機10は図示を省略した加
圧手段を有しており、これにより加圧ガイド16に必要な圧力が加えられる。
A molding part 1a of the upper punch 1 is inserted into the mortar hole 3a filled with the raw material 15. Then, by pressing the head 1b of the upper punch 1 through the pressure guide 16, the filled raw material 15 is compressed from above and below to form a tablet. Note that the tablet molding machine 10 has a pressurizing unit (not shown), and thereby a necessary pressure is applied to the pressurizing guide 16.

この錠剤成形機10においては、上杵1、下杵2、臼3などの型組部部分(少なくとも
その成形部)を、前述したCr偏析を低減したNi−Cr−Al系合金で形成しているた
め、杵1、2や臼3の表面凹凸を0.5μm以下にできるので表面が平滑で離型性の良い
成形用金型を作ることができる。また、高硬度および高耐食性を有するNi−Cr−Al
系合金で形成しているため、例えば酸性粉末のような高腐食性物質を含む原料物質を錠剤
化する場合においても、高腐食性物質との接触に伴う杵や臼の腐食進行を大幅に抑えるこ
とができる。従って、杵や臼の表面の腐食に伴う離型性(例えば粉離れ)の低下、さらに
は強度の低下などを抑制することができ、長期間にわたって安定的に錠剤の成形を行うこ
とが可能となる。これにより、錠剤の成形歩留りの向上や成形コストの削減などを図るこ
とができる。
In this tablet molding machine 10, mold assembly parts (at least the molding part) such as the upper punch 1, the lower punch 2, and the mortar 3 are formed of the Ni—Cr—Al alloy with reduced Cr segregation described above. Therefore, since the surface irregularities of the ridges 1 and 2 and the mortar 3 can be made 0.5 μm or less, a molding die having a smooth surface and good releasability can be produced. Ni-Cr-Al having high hardness and high corrosion resistance
For example, when tableting raw materials that contain highly corrosive substances such as acidic powder, the progress of corrosion of the pestle and die due to contact with the highly corrosive substances is greatly suppressed. be able to. Therefore, it is possible to suppress a decrease in releasability (for example, powder separation) associated with corrosion of the surface of the pestle or mortar, and further a decrease in strength, and it is possible to stably form tablets over a long period of time. Become. As a result, it is possible to improve the tableting yield and reduce the molding cost.

[実施例]
(実施例1〜5、比較例1〜2)
Crを38質量%、Alを3.8質量%、残部Niからなる原料を混合、溶解し、原料
溶湯を調整した。
[Example]
(Examples 1-5, Comparative Examples 1-2)
A raw material consisting of 38% by mass of Cr, 3.8% by mass of Al, and the balance Ni was mixed and melted to prepare a molten raw material.

次に表1に示した円柱状インゴット、鋳型温度にしてインゴットを調整した。   Next, the ingot was adjusted to the cylindrical ingot and mold temperature shown in Table 1.

熱間鍛造および熱間圧延して直径35mmの丸棒とした。これら各Ni−Cr−Al系
合金素材を1000〜1300℃で2時間保持した後に油冷して、それぞれ溶体化処理を
施した。次いで、所定の杵(上杵および下杵)の寸法より1%大きくなるように、溶体化
処理後の各Ni−Cr−Al系合金素材を切削加工した。
A round bar having a diameter of 35 mm was formed by hot forging and hot rolling. Each of these Ni—Cr—Al-based alloy materials was held at 1000 to 1300 ° C. for 2 hours and then cooled with oil and subjected to solution treatment. Next, each Ni—Cr—Al-based alloy material after the solution treatment was cut so as to be 1% larger than the dimensions of the predetermined ridges (upper heel and lower heel).

なお、溶体化処理後の各Ni−Cr−Al系合金素材の硬度は表1に示す通りである。   The hardness of each Ni—Cr—Al alloy material after solution treatment is as shown in Table 1.

次に、粗加工した各Ni−Cr−Al系合金材を真空熱処理炉を使用して650〜70
0℃×4〜10時間保持した後に常温まで空冷した。
Next, each Ni-Cr-Al alloy material subjected to rough processing is subjected to 650 to 70 using a vacuum heat treatment furnace.
After holding at 0 ° C. for 4 to 10 hours, it was cooled to room temperature.

その後、杵の成型面および臼の臼孔として使う面については表面粗さRa0.5μmと
なるように研磨した。
Thereafter, the molding surface of the punch and the surface used as the mortar of the mortar were polished so as to have a surface roughness Ra of 0.5 μm.

比較例1はインゴットサイズが鋳型の冷却面から200mm離れたもの、比較例2は鋳
型の温度を事前に温めず室温(25℃)で行ったなどの製造条件が合わないものを用意し
た。
Comparative Example 1 was prepared with an ingot size that was 200 mm away from the cooling surface of the mold, and Comparative Example 2 was prepared with a mold that did not meet the manufacturing conditions, such as being performed at room temperature (25 ° C.) without preheating the mold temperature.

各パラメータの測定は、研磨加工を施した個所を選択し、前述に記載の方法で行った。

Figure 2011068961
Figure 2011068961
The measurement of each parameter was performed by the method described above by selecting a portion subjected to polishing.
Figure 2011068961
Figure 2011068961

表から分かる通り、本実施例にかかるNi−Cr−Al系合金は、Cr濃度バラツキ(
Cr偏析)を抑制してあるので、平面硬度のバラツキが小さい。その結果、研磨加工を施
したときの表面凹凸の差が小さくできる。
As can be seen from the table, the Ni—Cr—Al alloy according to this example has a Cr concentration variation (
(Cr segregation) is suppressed, so the variation in planar hardness is small. As a result, the difference in surface irregularities when the polishing process is performed can be reduced.

(実施例6〜10)
表3に示すNi−Cr−Al系合金組成を使って錠剤成形用杵および臼を製造した。
(Examples 6 to 10)
Using the Ni—Cr—Al-based alloy composition shown in Table 3, tablet forming punches and mortars were produced.

各インゴットに熱間鍛造および熱間圧延を施した後、1100〜1250℃で溶体化熱
処理を施して合金素材を作製した。次に表4に示した形状となるように鍛造、圧延、切削
加工を施した後、600〜700℃×6〜12時間の時効熱処理を施した。その後、杵の
成型面および臼の臼孔として使う面については表面粗さRa0.2μmとなるように研磨
した。各杵および臼について実施例1と同様の測定を行った。

Figure 2011068961
Figure 2011068961
Each ingot was subjected to hot forging and hot rolling, and then subjected to solution heat treatment at 1100 to 1250 ° C. to produce an alloy material. Next, forging, rolling, and cutting were performed so that the shapes shown in Table 4 were obtained, and then aging heat treatment was performed at 600 to 700 ° C. × 6 to 12 hours. Thereafter, the molding surface of the punch and the surface used as the mortar of the mortar were polished so as to have a surface roughness Ra of 0.2 μm. The same measurement as in Example 1 was performed for each pestle and mortar.
Figure 2011068961
Figure 2011068961

表4から分かる通り、Ni−Cr−Al系合金を使用した錠剤成形用杵および臼におい
ても、Cr偏析を低減することができ、表面凹凸の小さな研磨面を得ることができる。こ
の杵および臼を使って錠剤を成形したところ、離型性が良かった。
As can be seen from Table 4, also in the tablet forming punch and die using the Ni—Cr—Al alloy, Cr segregation can be reduced and a polished surface with small surface irregularities can be obtained. When a tablet was formed using this pestle and mortar, the release property was good.

1…上杵
1a、2a…成形部
2…下杵
3…臼
3a…臼孔(貫通孔)
10…錠剤成形機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Upper gutter 1a, 2a ... Molding part 2 ... Lower gutter 3 ... Dice 3a ... Dice hole (through hole)
10 ... Tablet molding machine

Claims (13)

Crを30〜45質量%、Alを2〜6質量%含み、残部をNiおよび不可避不純物か
らなり、単位面積500μm×500μmのCr濃度のバラツキが3質量%以下であるN
i−Cr−Al系合金からなることを特徴とする錠剤成形用杵および臼。
N containing 30 to 45% by mass of Cr, 2 to 6% by mass of Al, the balance being Ni and inevitable impurities, and variation in Cr concentration of unit area 500 μm × 500 μm being 3% by mass or less
A tablet forming punch and die comprising an i-Cr-Al alloy.
前記Ni−Cr−Al系合金は、硬度の平均がHv150以上Hv200以下であるこ
とを特徴とする請求項1記載の錠剤成形用杵および臼。
The tablet-forming pestle and die according to claim 1, wherein the Ni-Cr-Al-based alloy has an average hardness of Hv150 or higher and Hv200 or lower.
前記Ni−Cr−Al系合金は、単位面積500μm×500μmを25個の小単位1
00μm×100μmに分割したとき、Cr濃度が、単位面積の平均よりも1.5%以上
ずれている小単位が25個中3個以下(0含む)であることを特徴とする請求項1または
請求項2のいずれか1項に記載の錠剤成形用杵および臼。
The Ni—Cr—Al based alloy has a unit area of 500 μm × 500 μm with 25 small units 1
2. The small unit in which Cr concentration is shifted by 1.5% or more from the average unit area when divided into 00 μm × 100 μm is 3 or less (including 0) of 25 small units. The tablet forming punch and mortar according to claim 2.
請求項1ないし請求項3記載のNi−Cr−Al系合金を用いて製造され、表面の一部
あるいはすべてを研磨加工して成る錠剤成形用杵および臼。
A tablet molding die and die produced by using the Ni-Cr-Al alloy according to claim 1 and polishing a part or all of the surface.
硬度の平均がHv600以上Hv750以下であり、同一平面の硬度のバラツキが2.
0%以下であることを特徴とする請求項4記載の錠剤成形用杵および臼。
The average hardness is Hv600 or more and Hv750 or less, and the hardness variation of the same plane is 2.
The tablet forming punch and mortar according to claim 4, which is 0% or less.
研磨加工された箇所の表面凹凸の最大値が0.5μm以下であることを特徴とする請求
項4または請求項5記載の錠剤成形用杵および臼。
6. The tablet forming pestle and die according to claim 4 or 5, wherein the maximum value of the surface irregularities in the polished portion is 0.5 [mu] m or less.
研磨された箇所の面積が10mm以上であることを特徴とする請求項4ないし請求項
6のいずれか1項に記載の錠剤成形用杵および臼。
The tablet molding punch and die according to any one of claims 4 to 6, wherein an area of the polished portion is 10 mm 2 or more.
表面粗さRaが1μm以下であることを特徴とする請求項4ないし請求項7のいずれか
1項に記載の錠剤成形用杵および臼。
8. The tablet forming pestle and die according to claim 4, wherein the surface roughness Ra is 1 [mu] m or less.
Crを30〜45質量%、Alを2〜6質量%含み、残部をNiおよび不可避不純物で
ある原料を混合し、溶解してNi−Cr−Al合金溶湯を調製する工程と、
前記Ni−Cr−Al合金溶湯を使って、鋳型の冷却面からの最短距離が120mm以
下のインゴットを調製する工程と、
前記インゴットを溶体化処理して硬度Hvが150〜200のNi−Cr−Al合金を
調製する工程と、
前記Ni−Cr−Al合金に機械加工を施す工程と、
500〜750℃で時効熱処理を施す工程と、
表面研磨加工を施す工程を
具備することを特徴とする錠剤成形用杵および臼の製造方法。
A step of mixing 30 to 45% by mass of Cr, 2 to 6% by mass of Al, and mixing Ni and raw materials which are inevitable impurities, and preparing a Ni-Cr-Al alloy melt by melting;
Using the Ni-Cr-Al alloy molten metal to prepare an ingot having a shortest distance from the cooling surface of the mold of 120 mm or less;
Preparing a Ni—Cr—Al alloy having a hardness Hv of 150 to 200 by solution treatment of the ingot;
Machining the Ni-Cr-Al alloy;
Applying aging heat treatment at 500 to 750 ° C .;
A method for producing a tableting punch and die, comprising a step of performing a surface polishing process.
インゴットサイズは冷却面からの最長距離が80mm以下であることを特徴とする請求
項9の錠剤成形用杵および臼の製造方法。
The ingot size has a maximum distance from the cooling surface of 80 mm or less, and the manufacturing method of the tablet forming punch and die according to claim 9.
鋳型温度を50℃以上200℃以下として鋳造を行なうことを特徴とする請求項9ない
し請求項10のいずれか1項に記載の錠剤成形用杵および臼の製造方法。
The method for producing a tablet molding punch and die according to any one of claims 9 to 10, wherein casting is performed at a mold temperature of 50 ° C to 200 ° C.
インゴットを鋳造する工程において、鋳型の肉厚が50mm以上であることを特徴とす
る請求項9ないし請求項11のいずれか1項に記載の錠剤成形用杵および臼の製造方法。
12. The method for producing a tablet molding punch and mortar according to claim 9, wherein the thickness of the mold is 50 mm or more in the step of casting the ingot.
研磨加工後の表面粗さRaが1μm以下であることを特徴とする請求項8ないし請求項
11のいずれか1項に記載の錠剤成形用杵および臼の製造方法。
12. The method for producing a tablet molding punch and mortar according to claim 8, wherein the surface roughness Ra after the polishing process is 1 [mu] m or less.
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