JPH02267253A - 鋳造用パーマネント金型 - Google Patents
鋳造用パーマネント金型Info
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- JPH02267253A JPH02267253A JP1085749A JP8574989A JPH02267253A JP H02267253 A JPH02267253 A JP H02267253A JP 1085749 A JP1085749 A JP 1085749A JP 8574989 A JP8574989 A JP 8574989A JP H02267253 A JPH02267253 A JP H02267253A
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Landscapes
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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】
［発明の技術分野１
本発明は、金型の内面に合金およびセラミックを溶射す
ることによって金型の耐摩耗性および耐久性を改善した
鋳造用金型、特に熱伝導性のよい銅合金製金型に関する
。
ることによって金型の耐摩耗性および耐久性を改善した
鋳造用金型、特に熱伝導性のよい銅合金製金型に関する
。
［従来技術および発明が解決しようとする課題）特公昭
６１−５８１９号公報から、鋳型内面にＮｉメッキ層を
形成しそしてその上にＣｏ： ４５〜６５重量％、Ｍｏ
： ２０〜４０重量２および残部Ｃｒから成るＣ０−Ｍ
ｏ−Ｃｒ合金層を溶射した連続鋳造鋳型が公知である。
６１−５８１９号公報から、鋳型内面にＮｉメッキ層を
形成しそしてその上にＣｏ： ４５〜６５重量％、Ｍｏ
： ２０〜４０重量２および残部Ｃｒから成るＣ０−Ｍ
ｏ−Ｃｒ合金層を溶射した連続鋳造鋳型が公知である。
この連続鋳造用鋳型を通例の不連続鋳造、例えば低圧鋳
造、重力鋳造等の為の鋳型として用いた場合には、鋳造
時にガスを排除することが充分にはできない為に、“ふ
かれ”（凹凸）が生じ成形体の表面状態がわるいという
欠点がある。
造、重力鋳造等の為の鋳型として用いた場合には、鋳造
時にガスを排除することが充分にはできない為に、“ふ
かれ”（凹凸）が生じ成形体の表面状態がわるいという
欠点がある。
更にこの従来技術の金型の欠点として、セラミック粉末
を含む水ガラス等でできた軟塗型剤でたびたび塗型をす
る必要があることが挙げられる。その為に、その作業上
の時間的および経済的費用が甚大であり、この点にも問
題がある。
を含む水ガラス等でできた軟塗型剤でたびたび塗型をす
る必要があることが挙げられる。その為に、その作業上
の時間的および経済的費用が甚大であり、この点にも問
題がある。
本発明者は、これらの欠点を解決する為に、特願平１−
４６６２１号にて、銅合金製鋳型の内面にＮｉメッキ層
が形成され、次いで中間層としてＣｏ／？ｌｏ／Ｃｒ−
合金被覆がそして外側層としてＡ２ｚ０３／Ｚｒ０１−
多孔質セラミック被覆が設けられ、中間層の合金の組成
が４５〜６０重ＩχのＣｏ、 ２０〜４０重量％のＭｏ
および残量のＣｒでありそしてセラミック層の組成が４
０〜６０重Ｎχ、殊に５５〜６０重量％のＡ ｆ ｔｏ
ｚと６０〜４０重量％、殊に４５〜４０重量％のＺｒＯ
！であることを特徴とする、不連続鋳造用銅合金製パー
マネント金型を提案した。
４６６２１号にて、銅合金製鋳型の内面にＮｉメッキ層
が形成され、次いで中間層としてＣｏ／？ｌｏ／Ｃｒ−
合金被覆がそして外側層としてＡ２ｚ０３／Ｚｒ０１−
多孔質セラミック被覆が設けられ、中間層の合金の組成
が４５〜６０重ＩχのＣｏ、 ２０〜４０重量％のＭｏ
および残量のＣｒでありそしてセラミック層の組成が４
０〜６０重Ｎχ、殊に５５〜６０重量％のＡ ｆ ｔｏ
ｚと６０〜４０重量％、殊に４５〜４０重量％のＺｒＯ
！であることを特徴とする、不連続鋳造用銅合金製パー
マネント金型を提案した。
本発明者は更に鋭意研究した結果、上述の従来技術の欠
点を有さす且つ、上記特願平１−４６６２１号に記載の
場合よりも更に合金被覆層およびセラミック層との金型
本体との密着性が良いパーマネント金型を開発すること
に成功した。
点を有さす且つ、上記特願平１−４６６２１号に記載の
場合よりも更に合金被覆層およびセラミック層との金型
本体との密着性が良いパーマネント金型を開発すること
に成功した。
［発明の構成１
本発明は、ＮｉメッキされたまたはＮｉメッキされてい
ない鋳型の内壁にＮｉをベースとする合金被覆が形成さ
れそしてそして更にその上にジルコニヤをベースとする
セラミック被覆が設けられ、上記合金被覆層の組成が４
０〜６０重量％のＮｉ、２０〜４０重量％のＣｏ、 １
５〜２５重量％のＣｒおよび０゜１〜１重量％のＹであ
りそして上記セラミック層の組成が約８χのイツトリア
（ｙｚｃｉ）と残量のジルコニヤ（Ｚｒ（ｈ）であるこ
とを特徴とする、パーマネント金型に関する。
ない鋳型の内壁にＮｉをベースとする合金被覆が形成さ
れそしてそして更にその上にジルコニヤをベースとする
セラミック被覆が設けられ、上記合金被覆層の組成が４
０〜６０重量％のＮｉ、２０〜４０重量％のＣｏ、 １
５〜２５重量％のＣｒおよび０゜１〜１重量％のＹであ
りそして上記セラミック層の組成が約８χのイツトリア
（ｙｚｃｉ）と残量のジルコニヤ（Ｚｒ（ｈ）であるこ
とを特徴とする、パーマネント金型に関する。
本発明で使用する金型は、鋼鉄製でも調合金製でもよく
、特に適度の強度を有し且つ４以上の熱伝導率を有する
良熱伝導性銅合金を用いるのが有利である。銅合金は、
例えば、゛金属データブック”、日本金属学会績、丸善
株式会社発行、昭和４９年７月２０日に記載されている
如き、銅に種々の非鉄金属を希少量混入することによっ
て強度を増し且つ適当な熱伝導率を保持したものである
。例えば、０．０５〜１χの僅かな量のＳｎ、Ｚｒ、
ＺｎＳＳｉ、 Ｂｅ５ＣｒおよびＴｉの群の内の少なく
とも一種類を含有する銅合金がこれに当たる。
、特に適度の強度を有し且つ４以上の熱伝導率を有する
良熱伝導性銅合金を用いるのが有利である。銅合金は、
例えば、゛金属データブック”、日本金属学会績、丸善
株式会社発行、昭和４９年７月２０日に記載されている
如き、銅に種々の非鉄金属を希少量混入することによっ
て強度を増し且つ適当な熱伝導率を保持したものである
。例えば、０．０５〜１χの僅かな量のＳｎ、Ｚｒ、
ＺｎＳＳｉ、 Ｂｅ５ＣｒおよびＴｉの群の内の少なく
とも一種類を含有する銅合金がこれに当たる。
本発明では、０．１５重量％のＺｒ、 ０．８５重量％
のＣｒ。
のＣｒ。
０．２重量％のＴｉまたは０．１５重量％のＺｒと０．
８５重量％のＣｒとを含有する銅合金が特に有利である
。
８５重量％のＣｒとを含有する銅合金が特に有利である
。
銅合金金型の場合には、銅合金は一般に軟化点が低いの
で、Ｎｉメッキを前もって施し、Ｎｉベースの合金を溶
射する際に掛かる熱により銅合金の軟化を防止する必要
がある。鋼鉄製の金型の場合には、鋼鉄自体の軟化点が
高い為に、このＮｉメッキ層を設ける必要がない。
で、Ｎｉメッキを前もって施し、Ｎｉベースの合金を溶
射する際に掛かる熱により銅合金の軟化を防止する必要
がある。鋼鉄製の金型の場合には、鋼鉄自体の軟化点が
高い為に、このＮｉメッキ層を設ける必要がない。
更に銅合金金型の場合にはこのＮｉメッキ層が、次に被
覆形成されるＮｉベース被覆層の溶射による密着をより
強固にするのに役立つ。このＮｉメッキ層は、Ｎｉベー
ス合金の溶射の際にその合金が銅合金にまで達しない程
の厚さが必要である。
覆形成されるＮｉベース被覆層の溶射による密着をより
強固にするのに役立つ。このＮｉメッキ層は、Ｎｉベー
ス合金の溶射の際にその合金が銅合金にまで達しない程
の厚さが必要である。
一般には、５０〜３００μｍの厚さであるのが好ましい
。
。
Ｎｉベース合金は４０〜６０重量％のＮｉ、２０〜４０
重量％のＣｏ、１５〜２５重量％のＣｒおよび０．１〜
１重量％のＹで組成されており、これらの成分をか−る
割合で混合溶融しそして微細粉砕することによって得る
ことによって粉末状で溶射する。
重量％のＣｏ、１５〜２５重量％のＣｒおよび０．１〜
１重量％のＹで組成されており、これらの成分をか−る
割合で混合溶融しそして微細粉砕することによって得る
ことによって粉末状で溶射する。
このＮｉベース合金層は、鋼鉄製金型および銅合金金型
の場合のＮｉメッキ層並びに後続のセラミック層との密
着性を持ちそして金型内面に強度を与え、結果的に鋳型
の耐久性および耐摩耗性を高める働きをする。この層は
一般に５０〜６００μｍの厚さであるのが好ましい。
の場合のＮｉメッキ層並びに後続のセラミック層との密
着性を持ちそして金型内面に強度を与え、結果的に鋳型
の耐久性および耐摩耗性を高める働きをする。この層は
一般に５０〜６００μｍの厚さであるのが好ましい。
セラミック層は、約８重量％のイツトリアと残量のジル
コニヤで組成されており、多孔質であることに起因して
鋳造時にガスを排除する働きをする他に、鋳型の耐熱性
および耐久性を著しく向上させる働きもする。この層の
厚さは一般に５０〜５００μｍであるのが好ましい。
コニヤで組成されており、多孔質であることに起因して
鋳造時にガスを排除する働きをする他に、鋳型の耐熱性
および耐久性を著しく向上させる働きもする。この層の
厚さは一般に５０〜５００μｍであるのが好ましい。
本発明に従う鋳造用銅合金製金型の有利な製造例を以下
に説明する。最初に下記表に記載の銅合金（表中の各合
金の残量成分は全て銅である）より成る銅合金製金型の
内面にＮｉメッキ層を５０〜３００ μｍ 、殊に１０
０〜２００ ｕｍの厚さで通例の方法で形成し、必要に
応じて型内部水冷装置により水で冷却しなからＮｉメッ
キ層の上に上述の合金組成のＮｉ／Ｃｏ／Ｃｒ／Ｙ合金
を約１０，０００〜約５，０００°Ｃでプラズマ溶射ま
たは約２，７００°Ｃでジェットコートによって５０〜
６００ μｍ、殊に２００〜３００μｍの厚さで被覆す
る。次いで上述の組成のセラミック被覆層を同様な条件
の溶射法によって５０〜５００ ｐｍ 、殊に２００〜
３００ ａｍの厚さに溶射する。セラミック層には沢山
の連続孔が生じ、これがセラミック層を多孔質にしてい
る。この多孔質の孔は成形体の表面に凹凸を生じさせる
程の大きさではなく、顕微鏡にて見ることができる程の
ものである。
に説明する。最初に下記表に記載の銅合金（表中の各合
金の残量成分は全て銅である）より成る銅合金製金型の
内面にＮｉメッキ層を５０〜３００ μｍ 、殊に１０
０〜２００ ｕｍの厚さで通例の方法で形成し、必要に
応じて型内部水冷装置により水で冷却しなからＮｉメッ
キ層の上に上述の合金組成のＮｉ／Ｃｏ／Ｃｒ／Ｙ合金
を約１０，０００〜約５，０００°Ｃでプラズマ溶射ま
たは約２，７００°Ｃでジェットコートによって５０〜
６００ μｍ、殊に２００〜３００μｍの厚さで被覆す
る。次いで上述の組成のセラミック被覆層を同様な条件
の溶射法によって５０〜５００ ｐｍ 、殊に２００〜
３００ ａｍの厚さに溶射する。セラミック層には沢山
の連続孔が生じ、これがセラミック層を多孔質にしてい
る。この多孔質の孔は成形体の表面に凹凸を生じさせる
程の大きさではなく、顕微鏡にて見ることができる程の
ものである。
本発明の合金製金型は、連続孔より成る多孔質セラミッ
ク層を有しており、この連続孔が鋳造の際に発生するガ
スを収容し且つ外部に導き出す働きをするので、成形体
の表面にガスによる害を及ぼすことがない。即ち、ふか
れ（凹凸）の発生がない。
ク層を有しており、この連続孔が鋳造の際に発生するガ
スを収容し且つ外部に導き出す働きをするので、成形体
の表面にガスによる害を及ぼすことがない。即ち、ふか
れ（凹凸）の発生がない。
セラミック層を有する本発明の鋳型は、高い耐久性およ
び耐摩耗性を有しており、軟塗型剤を鋳型内面に塗布す
る必要なしに、従来の型に比較して非常に多いシジット
数、例えば３０，０００ショット以上の鋳造にも耐え得
る。
び耐摩耗性を有しており、軟塗型剤を鋳型内面に塗布す
る必要なしに、従来の型に比較して非常に多いシジット
数、例えば３０，０００ショット以上の鋳造にも耐え得
る。
本発明の鋳型は、種々の金属−および合成樹脂成形品を
製造するのに適するが、一般に鋳造の困難なアルミニウ
ム合金−およびマグネシウム合金鋳造製品を製造するの
に適する金型である。
製造するのに適するが、一般に鋳造の困難なアルミニウ
ム合金−およびマグネシウム合金鋳造製品を製造するの
に適する金型である。
本発明を実施例および比較例によって以下に更に詳細に
説明する。
説明する。
皇施五」
０．１５重量％のジルコニウムを含有し、熱伝導率７の
銅合金で製造した金型の内面に、電気メッキ法によって
２００μ−の厚さのＮｉメッキ層を設ける。次いでプラ
ズマ溶射法によって４４．５５重量％のＮｉ、 ３５重
量％のＣｏ、 ２０重量％のＣｒおよび０．４５重量％
のＹより成る溶融粉砕粉末合金を８０００°Ｃで溶射し
て１５０μｍの被覆膜を形成する。
銅合金で製造した金型の内面に、電気メッキ法によって
２００μ−の厚さのＮｉメッキ層を設ける。次いでプラ
ズマ溶射法によって４４．５５重量％のＮｉ、 ３５重
量％のＣｏ、 ２０重量％のＣｒおよび０．４５重量％
のＹより成る溶融粉砕粉末合金を８０００°Ｃで溶射し
て１５０μｍの被覆膜を形成する。
このようにして形成されたＮｉ／Ｃｏ／Ｃｒ／Ｙ合金被
覆層の上に、同様な溶射法によって９２重量％のジルコ
ニヤと８重量％のイツトリアとより成るセラミック粉末
を２５０μｍの厚さで被覆する。
覆層の上に、同様な溶射法によって９２重量％のジルコ
ニヤと８重量％のイツトリアとより成るセラミック粉末
を２５０μｍの厚さで被覆する。
その際の溶射温度は８０００°Ｃである。セラミック層
には非常に小さい沢山の孔が存在し、多孔質と成ってい
る。
には非常に小さい沢山の孔が存在し、多孔質と成ってい
る。
この様にして製造された銅合金製パーマネント金型を、
３５０〜４００°Ｃに冷却しながら自動車エンジンのマ
グネシウム合金ケーシングの鋳造に用いたところ、３０
，０００ショット行っても、未だ表面に変化がなく、成
形体の表面状態も良好であった。
３５０〜４００°Ｃに冷却しながら自動車エンジンのマ
グネシウム合金ケーシングの鋳造に用いたところ、３０
，０００ショット行っても、未だ表面に変化がなく、成
形体の表面状態も良好であった。
尖膳皿」
０．２重量％Ｔｉを含有し且つ熱伝導率が６の銅合金よ
り成る金型を使用し、溶射される合金層が５０重量％の
Ｎｉ、３１重量％のＣｏ、１８．５５重量％のＣｒおよ
び０．４５重量％のＹより成ることを除いて、実施例１
と同様にパーマネット金型を製造した。この金型で自動
車エンジン用のアルミニウム合金ケーシングを鋳造する
鋳造実験を実施例１と同様に行ったところ、３０＋ ０
００ ’ｙ ｇット行っても、未だ表面に変化がなく、
成形体の表面状態も良好であった。
り成る金型を使用し、溶射される合金層が５０重量％の
Ｎｉ、３１重量％のＣｏ、１８．５５重量％のＣｒおよ
び０．４５重量％のＹより成ることを除いて、実施例１
と同様にパーマネット金型を製造した。この金型で自動
車エンジン用のアルミニウム合金ケーシングを鋳造する
鋳造実験を実施例１と同様に行ったところ、３０＋ ０
００ ’ｙ ｇット行っても、未だ表面に変化がなく、
成形体の表面状態も良好であった。
１旌■」
０．１５重量％のＺｒと０．８５重量％のＣｒとを含有
する熱伝導率５の銅合金より成る金型を使用しそして溶
射される合金層が５７．５５重量％のＮｉ、２５重量％
のＣｏ、 １７重量％のＣｒおよび０．４５重量％のＹ
より成ることを除いて、実施例１と同様にパーマネット
金型を製造しそして同様の鋳造実験を行った。
する熱伝導率５の銅合金より成る金型を使用しそして溶
射される合金層が５７．５５重量％のＮｉ、２５重量％
のＣｏ、 １７重量％のＣｒおよび０．４５重量％のＹ
より成ることを除いて、実施例１と同様にパーマネット
金型を製造しそして同様の鋳造実験を行った。
実施例１におけるのと同等の結果が得られた。
ｎ氾
鋼鉄製金型を使用し、これに直接的にプラズマ溶射法に
よって４４．５５重量％のＮｉ、３５重量％のＣｏ、
２０重量％のＣｒおよび０．４５重量％のＹより成る溶
融粉砕粉末合金を８０００°Ｃで溶射して１５０μｍの
被覆膜を形成する。
よって４４．５５重量％のＮｉ、３５重量％のＣｏ、
２０重量％のＣｒおよび０．４５重量％のＹより成る溶
融粉砕粉末合金を８０００°Ｃで溶射して１５０μｍの
被覆膜を形成する。
このようにして形成されたＮｉ／Ｃｏ／Ｃｒ／Ｙ合金被
覆層の上に、同様な溶射法によって９２重ｉｉｚのジル
コニヤと８重量％のイツトリアとより成るセラミック粉
末を２５０ｕＩＩ＋の厚さで被覆する。
覆層の上に、同様な溶射法によって９２重ｉｉｚのジル
コニヤと８重量％のイツトリアとより成るセラミック粉
末を２５０ｕＩＩ＋の厚さで被覆する。
この様にして製造された鋼鉄製パーマネント金型を、エ
ンジンのシリンダーヘッドの鋳造に用いたところ、ｉｏ
ｏ、ｏｏｏショット行っても、未だ表面に変化がなく、
成形体の表面状態も良好であった。
ンジンのシリンダーヘッドの鋳造に用いたところ、ｉｏ
ｏ、ｏｏｏショット行っても、未だ表面に変化がなく、
成形体の表面状態も良好であった。
止較拠
セラミック層を設けない点を除いて、実施例１と同様に
して金型を製造し、実施例１と同様に試験した。
して金型を製造し、実施例１と同様に試験した。
この金型の場合には、２００シヨツト毎に市販の塗型剤
（セラミックを水ガラスに練込んだもの）にて塗型をし
ながら８，０００シヨツトを行ったところ、金型表面に
歪みや亀裂が生じ、使用できない状態となった。また３
、０００シヨツト頃から成形体の表面状態が悪くなった
。
（セラミックを水ガラスに練込んだもの）にて塗型をし
ながら８，０００シヨツトを行ったところ、金型表面に
歪みや亀裂が生じ、使用できない状態となった。また３
、０００シヨツト頃から成形体の表面状態が悪くなった
。
［発明の効果ｊ
本発明の金型は、鋼鉄製金型の場合に優れた耐摩耗性お
よび耐久性が達成されることは言うまでもないが、銅合
金製金型の場合にも従来の銅合金製金型と比べて、銅合
金の良好な熱伝導性およびそれ故の容易な温度制御性を
有しながら、塗型を行う煩雑さが省略でき、極端に長い
寿命を示すと言う優れた効果を示し、産業への貢献は顕
著なものである。
よび耐久性が達成されることは言うまでもないが、銅合
金製金型の場合にも従来の銅合金製金型と比べて、銅合
金の良好な熱伝導性およびそれ故の容易な温度制御性を
有しながら、塗型を行う煩雑さが省略でき、極端に長い
寿命を示すと言う優れた効果を示し、産業への貢献は顕
著なものである。
Claims (1)
- ＮｉメッキされたまたはＮｉメッキされていない鋳型の
内壁にＮｉをベースとする合金被覆が形成されておりそ
して更にその上にジルコニヤをベースとするセラミック
被覆が設けられており、上記合金被覆層の組成が４０〜
６０重量％のＮｉ、２０〜４０重量％のＣｏ、１５〜２
５重量％のＣｒおよび０．１〜１重量％のＹでありそし
て上記セラミック層の組成が約８％のイットリア（Ｙ＿
２Ｏ＿３）と残量のジルコニヤ（ＺｒＯ＿２）であるこ
とを特徴とする、鋳造用パーマネント金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1085749A JPH02267253A (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 鋳造用パーマネント金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1085749A JPH02267253A (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 鋳造用パーマネント金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02267253A true JPH02267253A (ja) | 1990-11-01 |
Family
ID=13867502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1085749A Pending JPH02267253A (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 鋳造用パーマネント金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02267253A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02270953A (ja) * | 1989-04-10 | 1990-11-06 | Sugitani Kinzoku Kogyo Kk | アルミニウム合金―またはマグネシウム合金製鋳造製品用パーマネント金型 |
| JPH05132752A (ja) * | 1991-06-13 | 1993-05-28 | T-P Kogyo Kk | 鋳造用金型へのセラミツク溶射方法 |
-
1989
- 1989-04-06 JP JP1085749A patent/JPH02267253A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02270953A (ja) * | 1989-04-10 | 1990-11-06 | Sugitani Kinzoku Kogyo Kk | アルミニウム合金―またはマグネシウム合金製鋳造製品用パーマネント金型 |
| JPH05132752A (ja) * | 1991-06-13 | 1993-05-28 | T-P Kogyo Kk | 鋳造用金型へのセラミツク溶射方法 |
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