JP2949679B2 - 多孔質金型材の製造方法 - Google Patents
多孔質金型材の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラスチックの成形や
金属鋳造に用いられる金型等の材料として有用な全面に
わたって通気用（通水用）の細孔を有する金型材の製造
方法に関するものである。
金属鋳造に用いられる金型等の材料として有用な全面に
わたって通気用（通水用）の細孔を有する金型材の製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】多孔質金型は微細な空気が全面にわたって
均一に分布しているため通気用（通水用）の孔加工を一
切必要とせず、ガス抜き性、転写性に優れておりプラス
チックの真空成形または射出成形や非鉄金属の鋳造、ダ
イカスト鋳造等の金型として特に有用な物である。上記
多孔質金型の材料としては従来低Ｃ低、低Ｎ含有Ｃｒ系
ステンレス鋼粉末を主原料とする原料を使用して成形焼
結体を作成し該成形焼結体を必要に応じ機械加工した後
窒素雰囲気下で加熱して窒化した金型材の製造方法が提
供されている（特開平４−７２００４号公報）この金型
材の鋳造方法においては窒化前の低Ｃ、低Ｎ含有Ｃｒ系
ステンレス鋼粉末は成形性および焼結体の機械加工性が
良好であり、窒化後は高強度になる性質が利用されてい
る。
均一に分布しているため通気用（通水用）の孔加工を一
切必要とせず、ガス抜き性、転写性に優れておりプラス
チックの真空成形または射出成形や非鉄金属の鋳造、ダ
イカスト鋳造等の金型として特に有用な物である。上記
多孔質金型の材料としては従来低Ｃ低、低Ｎ含有Ｃｒ系
ステンレス鋼粉末を主原料とする原料を使用して成形焼
結体を作成し該成形焼結体を必要に応じ機械加工した後
窒素雰囲気下で加熱して窒化した金型材の製造方法が提
供されている（特開平４−７２００４号公報）この金型
材の鋳造方法においては窒化前の低Ｃ、低Ｎ含有Ｃｒ系
ステンレス鋼粉末は成形性および焼結体の機械加工性が
良好であり、窒化後は高強度になる性質が利用されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記製造
方法によって得られた金型材であっても加工性や強度が
いまだ不十分であり、この金型材をプラスチック射出成
形用型の喰い切り部に使用した場合型がへこんだり、ま
たセラミック湿式成形の中の加圧成形を行なう場合には
強さ、硬さ、圧縮強さにかけ寿命が短いという問題があ
った。本発明は上記の問題に鑑みて成されたもので高い
通気性（通水性）及び耐食性を損なうことなく高い機械
的性質を有し高寿命化がはかれる金型材の製造方法を提
供することを目的とするものである。
方法によって得られた金型材であっても加工性や強度が
いまだ不十分であり、この金型材をプラスチック射出成
形用型の喰い切り部に使用した場合型がへこんだり、ま
たセラミック湿式成形の中の加圧成形を行なう場合には
強さ、硬さ、圧縮強さにかけ寿命が短いという問題があ
った。本発明は上記の問題に鑑みて成されたもので高い
通気性（通水性）及び耐食性を損なうことなく高い機械
的性質を有し高寿命化がはかれる金型材の製造方法を提
供することを目的とするものである。
【０００４】
【問題解決のための手段】上記の目的を達成するために
本発明における多孔質金型材の製造方法は、低Ｃ、低Ｎ
含有Ｃｒ系ステンレス鋼の粉末を主体とする粉末と、直
径換算径２０〜１００μm、長さ０．４〜３．０mmのス
テンレス鋼短繊維との混合物を原料として使用して成形
焼結体を作製し、該成形焼結体を窒素雰囲気下で加熱し
て窒化することにより、窒素含有量１．０〜１．５％と
し、その後平均冷却速度５．５℃／min以上の冷却速度
で２５０℃以下まで急冷し、その後５００〜６５０℃の
間で再加熱処理することを特徴とするものである。
本発明における多孔質金型材の製造方法は、低Ｃ、低Ｎ
含有Ｃｒ系ステンレス鋼の粉末を主体とする粉末と、直
径換算径２０〜１００μm、長さ０．４〜３．０mmのス
テンレス鋼短繊維との混合物を原料として使用して成形
焼結体を作製し、該成形焼結体を窒素雰囲気下で加熱し
て窒化することにより、窒素含有量１．０〜１．５％と
し、その後平均冷却速度５．５℃／min以上の冷却速度
で２５０℃以下まで急冷し、その後５００〜６５０℃の
間で再加熱処理することを特徴とするものである。
【０００５】
【実施例】ＳＵＳ４３４系（Ｃ：０．１％，Ｃｒ：１８
％，Ｍｏ：１％）のステンレス鋼短繊維（直径換算径２
０〜１００μm，長さ０．４〜３．０mm）を２０ｗｔ％
とＳＵＳ４３４系（Ｃ：０．０５％，Ｃｒ：１７％，Ｍ
ｏ：２％）のステンレス鋼粉を８０ｗｔ％，さらに電解
銅粉末を４ｗｔ％添加した混合材料をＣＩＰ法により加
圧成形し、この加圧成形体を真空炉中で１１５０℃で２
時間加熱し、その後７００℃まで炉冷を行なう。その間
真空炉中にパ−シャル窒素ガスを１０ｔｏｒｒ（１０／
７８０気圧）流し、（パ−シャル窒素を流す目的は真空
高温に保持した場合ステンレス鋼中のＣｒ蒸発を防止す
る）７００℃になった時点で窒素ガスを３kg／cm2流し
加圧成形体を急速冷却させる（７００℃で急速冷却を開
始するのは変態点をすぎて組織変化を起こさせないため
である。）
％，Ｍｏ：１％）のステンレス鋼短繊維（直径換算径２
０〜１００μm，長さ０．４〜３．０mm）を２０ｗｔ％
とＳＵＳ４３４系（Ｃ：０．０５％，Ｃｒ：１７％，Ｍ
ｏ：２％）のステンレス鋼粉を８０ｗｔ％，さらに電解
銅粉末を４ｗｔ％添加した混合材料をＣＩＰ法により加
圧成形し、この加圧成形体を真空炉中で１１５０℃で２
時間加熱し、その後７００℃まで炉冷を行なう。その間
真空炉中にパ−シャル窒素ガスを１０ｔｏｒｒ（１０／
７８０気圧）流し、（パ−シャル窒素を流す目的は真空
高温に保持した場合ステンレス鋼中のＣｒ蒸発を防止す
る）７００℃になった時点で窒素ガスを３kg／cm2流し
加圧成形体を急速冷却させる（７００℃で急速冷却を開
始するのは変態点をすぎて組織変化を起こさせないため
である。）
【０００６】このようにして得た成形焼結体は真空熱処
理炉内で０．０５ｔｏｒｒ以下まで減圧後昇温を行ない
７００℃にて気化成分の十分なる脱気のため３０分間温
度を保持し、０．０５ｔｏｒｒ以下の真空度を得た後、
再昇温を行ない、各保持温度を変化させ、１気圧中の窒
素雰囲気下で窒素処理を行ない種々の窒素含有量の型材
を作成し、その残留オ−ステナイト量を測定した。その
結果を図１に示す。この窒化処理の場合、成形焼結体を
窒化雰囲気下で８００℃以上に加熱して窒化した場合窒
化の進行にともなって組織の一部あるいは全部がフェラ
イト相からオ−ステナイト相に変化する。該オ−ステナ
イト相は窒化後の冷却過程で冷却速度に応じて窒化物を
析出したり、冷却速度に応じて一部がフェライト相やマ
ルテンサイト相に変態し、残余は温室までオ−スナイト
相で残る。
理炉内で０．０５ｔｏｒｒ以下まで減圧後昇温を行ない
７００℃にて気化成分の十分なる脱気のため３０分間温
度を保持し、０．０５ｔｏｒｒ以下の真空度を得た後、
再昇温を行ない、各保持温度を変化させ、１気圧中の窒
素雰囲気下で窒素処理を行ない種々の窒素含有量の型材
を作成し、その残留オ−ステナイト量を測定した。その
結果を図１に示す。この窒化処理の場合、成形焼結体を
窒化雰囲気下で８００℃以上に加熱して窒化した場合窒
化の進行にともなって組織の一部あるいは全部がフェラ
イト相からオ−ステナイト相に変化する。該オ−ステナ
イト相は窒化後の冷却過程で冷却速度に応じて窒化物を
析出したり、冷却速度に応じて一部がフェライト相やマ
ルテンサイト相に変態し、残余は温室までオ−スナイト
相で残る。
【０００７】上記窒化後の金型材の加工性や強度は上記
各相の存在比率に大きく影響される。そこで窒化後の熱
履歴が該金型材の加工性や強度にとって重要となること
から窒化後の型材の平均冷却速度を５．５℃／min以上
にして２５０℃以下まで急冷し、過剰な窒化物の析出お
よびオ−ステナイト相のフェライト相への変態を防止
し、一部オ−ステナイト相を安定してマルテンサイト相
へ変態させるようにした。図１からも明らかなように窒
素含有量が１．０％を超えたものでは残留オ−ステナイ
ト量の減少が認められた。これを５００℃から７００℃
まで再加熱処理を行なった結果を図２に示す。図２から
窒素含有量を１．０％を超えるものは５００℃以上の再
加熱処理により、室温まで残ったオ−ステナイト相をマ
ルテンナイト相あるいはフェライト相に変態させ加工性
を向上させていることが判る。また、窒化物の析出強化
作用によって強度も向上する。
各相の存在比率に大きく影響される。そこで窒化後の熱
履歴が該金型材の加工性や強度にとって重要となること
から窒化後の型材の平均冷却速度を５．５℃／min以上
にして２５０℃以下まで急冷し、過剰な窒化物の析出お
よびオ−ステナイト相のフェライト相への変態を防止
し、一部オ−ステナイト相を安定してマルテンサイト相
へ変態させるようにした。図１からも明らかなように窒
素含有量が１．０％を超えたものでは残留オ−ステナイ
ト量の減少が認められた。これを５００℃から７００℃
まで再加熱処理を行なった結果を図２に示す。図２から
窒素含有量を１．０％を超えるものは５００℃以上の再
加熱処理により、室温まで残ったオ−ステナイト相をマ
ルテンナイト相あるいはフェライト相に変態させ加工性
を向上させていることが判る。また、窒化物の析出強化
作用によって強度も向上する。
【０００８】しかし窒素含有量１．５％を超えるものは
窒化物の析出量が多く切削加工性をかえって阻害し、ま
た放電加工性も悪くなる。 （使用例１）上記のようにして窒素含有量１．２５％の
型剤を得、これの機械的性質を調べた結果を表１に示
す。
窒化物の析出量が多く切削加工性をかえって阻害し、ま
た放電加工性も悪くなる。 （使用例１）上記のようにして窒素含有量１．２５％の
型剤を得、これの機械的性質を調べた結果を表１に示
す。
【０００９】
【表１】
【００１０】表１に示す型材をプラスチック射出成形用
金属として作製し使用することにより従来金型の喰い切
り面に対して使用するのに問題のあったものが一体で加
工でき型加工費が大幅に削減できた。 （使用例２）上記のようにして窒素含有量１．４７％の
型材を得、これの機械的性質を調べた結果を表２に示
す。
金属として作製し使用することにより従来金型の喰い切
り面に対して使用するのに問題のあったものが一体で加
工でき型加工費が大幅に削減できた。 （使用例２）上記のようにして窒素含有量１．４７％の
型材を得、これの機械的性質を調べた結果を表２に示
す。
【００１１】
【表２】
【００１２】表２に示す型材をセラミック湿式成形機の
金型として作製し使用することにより、多孔質金属型材
の特徴である全面均一脱バインダ−（脱水）による脱バ
インダ−速度を損なうことなく金型の加工費用の削減が
はかれると共に機械的強度の向上により金型寿命を大幅
に伸ばすことができた。
金型として作製し使用することにより、多孔質金属型材
の特徴である全面均一脱バインダ−（脱水）による脱バ
インダ−速度を損なうことなく金型の加工費用の削減が
はかれると共に機械的強度の向上により金型寿命を大幅
に伸ばすことができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の窒化処理までの工程で得られた金型材
の窒素含有量と残留オ−ステナイト量の関係を示すグラ
フである。
の窒素含有量と残留オ−ステナイト量の関係を示すグラ
フである。
【図２】本発明の窒化処理後に種々の加熱処理温度で再
加熱した際の窒素含有量と残留オ−ステナイト量の関係
を示すグラフである。
加熱した際の窒素含有量と残留オ−ステナイト量の関係
を示すグラフである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 33/02 １０３ Ｃ２３Ｃ 8/26 Ｃ２３Ｃ 8/26 Ｂ２２Ｆ 5/00 １０１Ｃ (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22F 5/00 B22F 3/11 B22F 3/24 C21D 6/00 102 C22C 1/08 C22C 33/02 103 C23C 8/26
Claims (1)
- 【請求項１】 低Ｃ、低Ｎ含有Ｃｒ系ステンレス鋼の粉
末を主体とする粉末と、直径換算径２０〜１００μm、
長さ０．４〜３．０mmのステンレス鋼短繊維との混合物
を原料として使用して成形焼結体を作製し、該成形焼結
体を窒素雰囲気下で加熱して窒化することにより窒素含
有量１．０〜１．５％とし、その後平均冷却速度５．５
℃／min以上の冷却速度で２５０℃以下まで急冷し、そ
の後５００〜６５０℃の間で再加熱処理することを特徴
とする多孔質金型材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21358192A JP2949679B2 (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | 多孔質金型材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21358192A JP2949679B2 (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | 多孔質金型材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0633112A JPH0633112A (ja) | 1994-02-08 |
| JP2949679B2 true JP2949679B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=16641573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21358192A Expired - Fee Related JP2949679B2 (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | 多孔質金型材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2949679B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2160857C (en) | 1994-10-20 | 2001-12-25 | Takashi Nishi | Porous metal body and process for producing same |
| JP3271737B2 (ja) * | 1995-09-22 | 2002-04-08 | 新東工業株式会社 | 鋳造用多孔質金型材及びその製造方法 |
| FR2750364B1 (fr) * | 1996-06-28 | 1998-07-31 | Renault | Train arriere pour vehicule automobile |
| CN103492106B (zh) * | 2011-02-14 | 2015-08-05 | 新东工业株式会社 | 模具用型材、模具用透气性构件、以及模具用型材和模具用透气性构件的制造方法 |
| CN104439080A (zh) * | 2014-11-15 | 2015-03-25 | 安徽省新方尊铸造科技有限公司 | 一种采用泡沫钢与非占位涂料的精确成型金属型铸造方法 |
| CN113502428B (zh) * | 2021-06-23 | 2022-06-14 | 华南理工大学 | 一种制备高氮无镍奥氏体不锈钢的方法及其产物 |
-
1992
- 1992-07-17 JP JP21358192A patent/JP2949679B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0633112A (ja) | 1994-02-08 |
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