JPH02129327A - シエル鋳型造型用金型及びその製造方法 - Google Patents
シエル鋳型造型用金型及びその製造方法Info
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- JPH02129327A JPH02129327A JP28342688A JP28342688A JPH02129327A JP H02129327 A JPH02129327 A JP H02129327A JP 28342688 A JP28342688 A JP 28342688A JP 28342688 A JP28342688 A JP 28342688A JP H02129327 A JPH02129327 A JP H02129327A
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、シェル鋳型を製造するのに好適な金型及びそ
の製造方法に関するものである。
の製造方法に関するものである。
シェル鋳型造型用金型は、圧縮空気で供給され充填され
たシェル砂を焼成してシェル鋳型を造型する関係上、２
５０〜３５０℃程度の温度に加熱して使用される。従来
のシェル鋳型造型用金型は鋳鉄や鋼で製作されているが
、これらの金型は熱伝導率が低いため、これらの金型を
使用すると次の（イ）〜（ニ）に示す問題点があった。
たシェル砂を焼成してシェル鋳型を造型する関係上、２
５０〜３５０℃程度の温度に加熱して使用される。従来
のシェル鋳型造型用金型は鋳鉄や鋼で製作されているが
、これらの金型は熱伝導率が低いため、これらの金型を
使用すると次の（イ）〜（ニ）に示す問題点があった。
（イ）焼成造型されたシェル鋳型には焼むらが多く発生
する。
する。
（ロ）金型が熱歪を起こしシェル鋳型が変形する。
（ハ）金型を所定温度に加熱するのに多くのエネルギー
を要するとともに時間がかかる。
を要するとともに時間がかかる。
（ニ）シェル鋳型の生産性が低い。
上記の問題点を克服するため、特開昭６１−２７９６４
９号公報に記載の如く、ジルコニウムを添加した銅合金
を型材として提供した。この銅合金は熱伝導率が大きく
て容易に金型全体を所定温度にまで加熱できるうえに、
鋳型には焼むらがほとんど生じない。また、金型が熱歪
を起こさないのでシェル鋳型がほとんど変形せず、金型
全体を短時間で所定温度に加熱しうるため消費エネルギ
ーが節約できる。
９号公報に記載の如く、ジルコニウムを添加した銅合金
を型材として提供した。この銅合金は熱伝導率が大きく
て容易に金型全体を所定温度にまで加熱できるうえに、
鋳型には焼むらがほとんど生じない。また、金型が熱歪
を起こさないのでシェル鋳型がほとんど変形せず、金型
全体を短時間で所定温度に加熱しうるため消費エネルギ
ーが節約できる。
しかしながら、この銅合金製金型は、圧縮空気により供
給されるシェル砂により摩耗し易いという問題が生じて
いた。
給されるシェル砂により摩耗し易いという問題が生じて
いた。
本発明の目的は、上記問題を解決し、鋳鉄製金型と同等
の耐摩耗性を有する調合金製のシェル鋳型造型用金型を
提供することにある。
の耐摩耗性を有する調合金製のシェル鋳型造型用金型を
提供することにある。
本発明に係わるシェル鋳型造型用金型は、ジルコニウム
が０．０１〜３重量％、シリコンが０．３〜０．８重量
％、ニッケルが１．４〜３．３重量％。
が０．０１〜３重量％、シリコンが０．３〜０．８重量
％、ニッケルが１．４〜３．３重量％。
チタンが０．００５〜０．２重量％、残りが銅および不
可避的不純物からなるものである。
可避的不純物からなるものである。
また１本発明に係わるシェル鋳型造型用金型は。
ジルコニウムが０．０１〜３重量％、シリコンが０．３
〜０．８重量％、ニッケルが１．４〜３．３重量％、チ
タンが０．００５〜０．２重量％、残りが銅および不可
避的不純物からなると共に、前記シリコンとニッケルと
が化合物Ｎｉ２Ｓｉを形成しているものである。
〜０．８重量％、ニッケルが１．４〜３．３重量％、チ
タンが０．００５〜０．２重量％、残りが銅および不可
避的不純物からなると共に、前記シリコンとニッケルと
が化合物Ｎｉ２Ｓｉを形成しているものである。
前記金型において、シリコンとニッケルの含有量の相対
割合は、Ｎｉ２Ｓｉを形成する割合であるのがよい。ま
た、Ｎｉ２Ｓｉを形成して残余のＮｉが存在すると、こ
のＮｉがＣｕに完全固溶して、その熱伝導性を低下させ
るため２ＳｉベースでＮｉを少なめにするのが望ましい
。
割合は、Ｎｉ２Ｓｉを形成する割合であるのがよい。ま
た、Ｎｉ２Ｓｉを形成して残余のＮｉが存在すると、こ
のＮｉがＣｕに完全固溶して、その熱伝導性を低下させ
るため２ＳｉベースでＮｉを少なめにするのが望ましい
。
また、本発明に係るシェル鋳型造型用金型の製造方法は
、ジルコニウムが０．０１〜３重量％、シリコン力ｏ
、 ３〜０．８重量％、ニッケルが１．４〜３．３重量
％、チタンが０．００５〜０．２重量％、残りが銅およ
び不可避的不純物からなる鋳造材又は熱間加工材を溶体
化処理した後に時効処理するものである。
、ジルコニウムが０．０１〜３重量％、シリコン力ｏ
、 ３〜０．８重量％、ニッケルが１．４〜３．３重量
％、チタンが０．００５〜０．２重量％、残りが銅およ
び不可避的不純物からなる鋳造材又は熱間加工材を溶体
化処理した後に時効処理するものである。
ジルコニウムを０．０１〜３重量％含ませる理由は次の
とおりである。この銅合金に含まれるジルコニウムが０
．０１％より少ないと繰返し熱疲労強度、クリープ強度
が高くならず、３％、より多くなるとＺｒＯ２が生成し
て鋳造性が悪くなり歩留りも悪くなるとともに、熱伝導
性も低下する。
とおりである。この銅合金に含まれるジルコニウムが０
．０１％より少ないと繰返し熱疲労強度、クリープ強度
が高くならず、３％、より多くなるとＺｒＯ２が生成し
て鋳造性が悪くなり歩留りも悪くなるとともに、熱伝導
性も低下する。
従って、銅合金に含有されるジルコニウムはｏ、０１〜
３．０重量％とする。好ましくは。
３．０重量％とする。好ましくは。
０．０３〜１．０％がよい。
ＳｉとＮｉは、Ｎｉ２Ｓｉの金属間化合物となり、銅に
対して高温から常温に至る固溶度の差が大きいために、
熱処理によって過飽和に固溶させ。
対して高温から常温に至る固溶度の差が大きいために、
熱処理によって過飽和に固溶させ。
析出によって硬さの向上が大幅に図れる。Ｓｉが０．３
重量％以下およびＮｉが１．４重量％以下では上記硬さ
向上が充分図れず、またＳｉが０．８重量％以上および
Ｎｉが３．３重量％以上では熱伝導性を低下させる。そ
こでＳｉは０．３〜０．８重量％、Ｎｉは１．４〜３．
３重量％とする。
重量％以下およびＮｉが１．４重量％以下では上記硬さ
向上が充分図れず、またＳｉが０．８重量％以上および
Ｎｉが３．３重量％以上では熱伝導性を低下させる。そ
こでＳｉは０．３〜０．８重量％、Ｎｉは１．４〜３．
３重量％とする。
Ｔｉは結晶の微細化を図る上で有効であるため、０．０
０５重量％以上加える。０．２重量％以上加えると熱伝
導性が低下するので、０．００５〜０．２重量％とする
。
０５重量％以上加える。０．２重量％以上加えると熱伝
導性が低下するので、０．００５〜０．２重量％とする
。
次に、本発明に係わるシェル鋳型造型用金型の製造方法
は、先ず、上記銅合金の鋳造材または熱間加工材を大気
中または還元雰囲気中で９００〜９５０℃で溶体化処理
する。次に４３０〜５００℃で時効処理する。これによ
って、ＮｉよＳｉが過飽和に固溶し、更に析出して硬さ
が向上する。
は、先ず、上記銅合金の鋳造材または熱間加工材を大気
中または還元雰囲気中で９００〜９５０℃で溶体化処理
する。次に４３０〜５００℃で時効処理する。これによ
って、ＮｉよＳｉが過飽和に固溶し、更に析出して硬さ
が向上する。
以下、本発明の詳細な説明する。
実施例１
表１に示した材質で、縦４００ｍｍ、横６００ｍｍ、厚
さ１００１１１ｍの金型を製作した。試料Ｎα１〜３が
本発明の金型でＮα４，５は比較例である。表２に各金
型の硬さ（Ｈｖ）を示した。
さ１００１１１ｍの金型を製作した。試料Ｎα１〜３が
本発明の金型でＮα４，５は比較例である。表２に各金
型の硬さ（Ｈｖ）を示した。
表
表 ２
表２の値から、本発明に係わる金型材（試料Ｎα１〜３
）は鋳鉄製金型（Ｎα４，５）と同等の硬さが得られる
ことが解る。特開昭６１−２７９６４９号で提供したＣ
ｕ−Ｚｒ合金では、その硬さは最大でも１６０であり、
本発明に係わる銅合金の方が硬さが向上できることが解
る。
）は鋳鉄製金型（Ｎα４，５）と同等の硬さが得られる
ことが解る。特開昭６１−２７９６４９号で提供したＣ
ｕ−Ｚｒ合金では、その硬さは最大でも１６０であり、
本発明に係わる銅合金の方が硬さが向上できることが解
る。
これらの金型をガスバーナーで背面から加熱し。
加熱時間（分）とその時点での金型温度（’Ｃ）を測定
した。その結果を第１図に示す。同図から所定温度（シ
ェル砂焼成温度）を３２０℃と仮定した場合、加熱時間
は従来の鉄系金型（試料Ｎα４゜５）では７０〜８０分
であるのに対し本発明による金型（試料Ｎα２）では約
３５分であることがわかる。また金型温度と歪量の関係
を調査した結果を第２図に示す。同図より本発明による
金型（試料Ｈａ ２ ）では所定温度３２０℃に加熱し
ても歪量（ｈ）はほとんどないことがわかる、更に上記
金型において（Ｎａ２と４）、その背面側をバーナーで
５０℃から３５０℃に加熱したときの正面側の温度を表
３に示す。上記第１図、第２図及び表３より本発明合金
金型（ＮＧ２）では熱伝導性が低下せず従来のＣｕ −
Ｚ ｒ合金と同等によいため、背面側と正面側の温度差
が非常に少なく、従って熱歪が少なくなることがわかる
。以上の結果をまとめると、本発明に係る金型では従来
の鋳鉄製の長所（高硬度）とＣｕ−Ｚｒ合金製の長所（
良好な熱伝導性）の両方が得られ、両者の各短所が改善
されたものと言える。
した。その結果を第１図に示す。同図から所定温度（シ
ェル砂焼成温度）を３２０℃と仮定した場合、加熱時間
は従来の鉄系金型（試料Ｎα４゜５）では７０〜８０分
であるのに対し本発明による金型（試料Ｎα２）では約
３５分であることがわかる。また金型温度と歪量の関係
を調査した結果を第２図に示す。同図より本発明による
金型（試料Ｈａ ２ ）では所定温度３２０℃に加熱し
ても歪量（ｈ）はほとんどないことがわかる、更に上記
金型において（Ｎａ２と４）、その背面側をバーナーで
５０℃から３５０℃に加熱したときの正面側の温度を表
３に示す。上記第１図、第２図及び表３より本発明合金
金型（ＮＧ２）では熱伝導性が低下せず従来のＣｕ −
Ｚ ｒ合金と同等によいため、背面側と正面側の温度差
が非常に少なく、従って熱歪が少なくなることがわかる
。以上の結果をまとめると、本発明に係る金型では従来
の鋳鉄製の長所（高硬度）とＣｕ−Ｚｒ合金製の長所（
良好な熱伝導性）の両方が得られ、両者の各短所が改善
されたものと言える。
表 ３
実施例２
表１の材質（Ｎα１〜５）を用いて、−辺が１０ｍ＋ａ
で長さが５０ｍｍ＋の金型で摩耗試験を行った。摩耗試
験に用いた装置を第３図に示す。試験条件は水に５重量
％の珪砂を配合した漂砂水槽２中で回転周速１０ｍ／ｓ
ｅｅで各金型の試験片３を電動機１により回転させ、１
０，３４，５６，１３３時間後に各金型の摩耗重量を測
定した。その結果を第４図に示す。摩耗量はＮα１およ
び２材は普通鋳鉄とほぼ同じであり、＆３は球状黒鉛鋳
鉄とほぼ同じである。従って、本発明に係わる金型材は
、銅合金であるが、その耐摩耗性は従来のＣｕ−Ｚｒ合
金より優れ、鋳鉄製なみに向上できることが解る。
で長さが５０ｍｍ＋の金型で摩耗試験を行った。摩耗試
験に用いた装置を第３図に示す。試験条件は水に５重量
％の珪砂を配合した漂砂水槽２中で回転周速１０ｍ／ｓ
ｅｅで各金型の試験片３を電動機１により回転させ、１
０，３４，５６，１３３時間後に各金型の摩耗重量を測
定した。その結果を第４図に示す。摩耗量はＮα１およ
び２材は普通鋳鉄とほぼ同じであり、＆３は球状黒鉛鋳
鉄とほぼ同じである。従って、本発明に係わる金型材は
、銅合金であるが、その耐摩耗性は従来のＣｕ−Ｚｒ合
金より優れ、鋳鉄製なみに向上できることが解る。
本発明に係わるシェル鋳型造型用金型によれば、熱伝導
性は従来のＣｕ−Ｚｒ合金なみに維持でき、以って、シ
ェル鋳型の焼むらや熱歪を防止でき。
性は従来のＣｕ−Ｚｒ合金なみに維持でき、以って、シ
ェル鋳型の焼むらや熱歪を防止でき。
更に、耐摩耗性は従来の鋳鉄製なみに向上でき、以って
、造型回数を大幅に向上することができる効果が得られ
る。
、造型回数を大幅に向上することができる効果が得られ
る。
また、本発明に係わるシェル鋳型造型用金型の製造方法
によれば、上記特性の優れた金型を容易に製造すること
ができる。
によれば、上記特性の優れた金型を容易に製造すること
ができる。
第１図はガスバーナで背面から熱した場合の加熱時間と
金型温度の関係を示す図、第２図は上記加熱実験での金
型温度と歪量の関係を示す図、第３図は摩耗試験装置の
部分断面図、第４図は上記試験結果を示す図である。
金型温度の関係を示す図、第２図は上記加熱実験での金
型温度と歪量の関係を示す図、第３図は摩耗試験装置の
部分断面図、第４図は上記試験結果を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ジルコニウムが０．０１〜３重量％、シリコンが０
．３〜０．８重量％、ニッケルが１．４〜３．３重量％
、チタンが０．００５〜０．２重量％、残りが銅および
不可避的不純物からなることを特徴とするシェル鋳型造
型用金型。 ２、ジルコニウムが０．０１〜３重量％、シリコンが０
．３〜０．８重量％、ニッケルが１．４〜３．３重量％
、チタンが０．００５〜０．２重量％、残りが銅および
不可避的不純物からなると共に、前記シリコンとニッケ
ルとが化合物 Ｎｉ＿２Ｓｉを形成していることを特徴とするシェル鋳
型造型用金型。 ３、請求項１において、シリコンとニッケルの含有量の
相対割合は、Ｎｉ＿２Ｓｉを形成する割合であるシェル
鋳型造型用金型。 ４、ジルコニウムが０．０１〜３重量％、シリコンが０
．３〜０．８重量％、ニッケルが１．４〜３．３重量％
、チタンが０．００５〜０．２重量％、残りが銅および
不可避的不純物からなる鋳造材又は熱間加工材を溶体化
処理した後に時効処理することを特徴とするシェル鋳型
造型用金型の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63283426A JPH07103431B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | シエル鋳型造型用金型及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63283426A JPH07103431B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | シエル鋳型造型用金型及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02129327A true JPH02129327A (ja) | 1990-05-17 |
| JPH07103431B2 JPH07103431B2 (ja) | 1995-11-08 |
Family
ID=17665377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63283426A Expired - Lifetime JPH07103431B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | シエル鋳型造型用金型及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07103431B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5206283A (en) * | 1989-04-14 | 1993-04-27 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Rubber composition for automobile tires |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01319642A (ja) * | 1988-06-14 | 1989-12-25 | Km Kabelmetall Ag | 時効硬化可能な銅合金の利用方法 |
-
1988
- 1988-11-09 JP JP63283426A patent/JPH07103431B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01319642A (ja) * | 1988-06-14 | 1989-12-25 | Km Kabelmetall Ag | 時効硬化可能な銅合金の利用方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5206283A (en) * | 1989-04-14 | 1993-04-27 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Rubber composition for automobile tires |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07103431B2 (ja) | 1995-11-08 |
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