JP4721768B2 - ダイカスト用スリーブ - Google Patents
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Description
(実施の形態1)
本発明に係るダイカスト用スリーブは、例えばアルミニウム等の金属溶湯を鋳造する際に用いられるものであって、金型へ射出成形する際、上記金属溶湯が当該スリーブ内に注入される。
本発明のダイカスト用スリーブは、軸方向に湯道となる貫通孔を有し、後方端上部に金属溶湯を注湯するための給湯口6を、前方端に金属溶湯を成形型へ送り込むための射出口を有するものである。ここで、上記筒体は3つの筒体(内筒1、中間筒2及び外筒3)からなり、給湯口6から注入された金属溶湯は、後方側からプランジャ4により押し出されるものである。
なお、厚みの測定方法は、後方端と前方端の端面における肉厚をデジタルノギス等で測定すれば良い。
次に窒化珪素質セラミックスを用いた場合のダイカスト用スリーブの製造方法について説明する。まず、原料粉末として窒化珪素粉末を用い、これに焼結助剤を添加する。この焼結助剤として、アルミナ、イットリア、酸化ケイ素等を用いることが好ましい。この調合原料に溶媒を添加し混合粉砕用のボールとともにボールミルに入れて、攪拌、混合、粉砕してスラリーとする。上記溶媒としては、水を用いれば良い。このスラリーに含まれる上記調合原料の平均粒径を所定の粒径にした後、バインダーを添加して混合攪拌する。このようにして得られるスラリーをスプレードライヤーにより噴霧乾燥させて造粒し、この造粒した原料をセラミックスの一般的な成形方法であるラバー成形法によって成形して成形体を得る。その後、この成形体から切削加工により所定の形状を作り出し、常圧焼成によって緻密体である窒化珪素質セラミックスとした筒体を作製する。ここで、ラバー成形法とは、例えば湿式静水圧加圧成形方法であれば、ゴム製の成形型に造粒原料を充填し、圧力容器内の圧力媒体に浸漬して外部から均等に加圧しながら成形体を作製する方法である。
次に、上記他の窒化珪素質セラミックスからなる内筒を有するダイカスト用スリーブの製造方法について説明する。ここで、用いる窒化珪素質セラミックスとは、β-Si3N4のSi4+位置にAl3+、N3−の位置にO2−が置換固溶したSi6−Z AlZOZN8−Z で表されるβ−サイアロンの結晶相を主たる結晶相とし、その粒界相を軽希土類元素、重希土類元素、珪素、アルミニウム、酸素及び窒素で構成したものである。
(β化率)=100×Iβ/(Iα+Iβ) (%)
金属シリコン粉末はN2ガスと窒化反応することでSi3N4成分となる。このとき生成したSi3N4成分は金属シリコン粉末成分より大きな体積となるが、多孔質体の空隙部を埋めるように体積膨張するため、窒化反応により相対密度が55〜70%まで上昇するため、その後の焼成収縮率が小さくなり、焼成変形が小さくなるメリットがある。また、相対密度の上昇によって開気孔率が減少し、成形体中に充填される窒素ガス量が少なくなるため、焼成時のβ−サイアロン化に必要なN成分の供給量を低減させ、z値が小さくなるメリットもある。また、1000〜1400℃の温度範囲で窒化する際にRE2O3−Al2O3−SiO2が固相反応しAl2O3がSi3N4中へ固溶しにくくなるメリットもある。しかしながら、窒化反応は発熱反応であるため、急激な窒化反応は自己発熱による温度暴走を引き起こし、α−Si3N4より焼結性の劣るβ−Si3N4(サイアロン)への窒化、さらにはSiメルトを生じる危険性がある。また、従って、(金属シリコン粉末)/(窒化珪素質粉末)の重量比が10より大きい場合、急激な窒化反応を制御するのが困難であり、温度暴走を引き起こすことがあり、(金属シリコン粉末)/(窒化珪素質粉末)の重量比が1より小さい場合、上記メリットが十分生かせないことがある。従って、(金属シリコン粉末)/(窒化珪素質粉末)の重量比は1〜10、望ましくは3〜8が良い。次に窒素分圧が50kPaより小さい場合、窒化反応に長時間を要し、窒化不足となることもある。1.1MPaを超えると急激な窒化反応が発生し、温度暴走が生じやすくなる。また、1000℃より低い温度では窒化反応が進行しない。1400℃を超えると未窒化Siが溶融して割れの原因となるため望ましくない。また、1400℃を超えるとRE−Al−Si−Oを含む液層が生成し、z値が大きなβ−サイアロンの析出が始まり、熱伝導率の低い焼結体となりやすい。
2 中間筒
3 外筒
4 プランジャ
5 取り付け板
6 給湯口(投入口)
7 溝
Claims (5)
- 複数の層の筒体からなり、最も内側に配置される内筒の軸方向に湯道となる貫通孔と、前方端に金属溶湯を成形型へ送り込むための射出口と、上記筒体の後方端上部に金属溶湯を上記湯道に注湯するための給湯口とを有するダイカスト用スリーブであって、上記内筒は、上記給湯口に対向する下部の厚みが、上部の厚みより大きく、後方端から前方端に向かって漸減していることを特徴とするダイカスト用スリーブ。
- 上記内筒の後方端の厚みが、前方端の厚みの1.1倍〜1.5倍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。
- 上記内筒が、25W/(m・K)以上の熱伝導率を有するセラミックスからなることを特徴とする請求項1又は2に記載のダイカスト用スリーブ。
- 上記内筒が、耐熱衝撃値が850℃以上のセラミックスからなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のダイカスト用スリーブ。
- 上記内筒が、窒化珪素質セラミックスからなることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のダイカスト用スリーブ。
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