JPH02299740A

JPH02299740A - 高温溶湯用成形型

Info

Publication number: JPH02299740A
Application number: JP12040089A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hamashima; 和雄浜島; Yasuo Shinozaki; 泰夫篠崎; Noritoshi Horie; 堀江　則俊; Akio Nakano; 昭夫中野
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1989-05-16
Filing date: 1989-05-16
Publication date: 1990-12-12

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野１本発明は高温溶湯用成形型、特にアルミニウムや銅、亜
鉛及びそれらの合金の溶湯を流し込んで各種形状の物品
を製造する為の成形型に係るものである。

［従来の技術］アルミニウム合金等の溶湯を加圧下に金型に鋳込み、成
形体を得る所謂ダイカスト法の金型としでは、一般にダ
イス鋼等の合金工具鋼が用いられており、これら金型は
耐久性の向上を計る為、種々の熱処理を行ない、更には
表面を窒化処理する等して使用に供されている。しかし
、これらの型ではアルミニウム等の成形体との離型性が
十分ではないため、−１１Ｑにはアルミニウムダイカス
ト用地金には鉄基合金である型との離型性を向上せしめ
る為、鉄成分が少量添加されている。

［発明の解決しようとする課題］しかしながら、これら合金工具鋼は、特にＳｉ含有量の
高いアルミニウム合金のように純アルミニウムに比して
高融点材料を成形すると短寿命となり、頻繁な修正や入
れ子の交換等を要する。又熱膨張率等が比較的太きく　
（ＩＯＸ　１０−’”Ｃ−’）　、Ｌかも温度上昇に対
し非線系であり、更には異方性を有する為、これを用い
た成形体の寸法精度は十分なものが得られず、この結果
ダイカスト後の成形体を仕上げ加工することを要し、製
造コストが高（、又操作も煩雑となる欠点を有している
。

又、アルミニウムダイカスト用合金においては、離型性
を上げるための鉄が成形体中にも一部残存する為その機
械的強度が低下する欠点を有している。

〔課題を解決する為の手段］本発明者は、これら従来法が有する欠点を排除し、高い
機械的強度と、高温時における化学的安定性及び耐摩耗
性、耐熱衝撃性を有し、長寿命で高精度な高温溶湯成形
性を有する型材料を見出すことを目的として種々研究、
検討した結果、特定な金属の複硼化物を用いることによ
り前記目的を達成し得ることを見出した。

かくして本発明は、Ｎｉ　、Ｍｏ複硼化物、　Ｎｉ　、
Ｗ複硼化物及びＮｉ　、Ｍｏ　、Ｗ複硼化物の少なくと
も一種を主体とした硬質相と、　Ｎｉ　、Ｍｏを主体と
した結合相より成る焼結体を含有することを特徴とする
高温溶湯用成形型を提供するにある。

本発明における焼結体は、前記硬質相と結合相から構成
されるがその組織については結合相は硬質相をとり囲む
様に分布し、硬質相相互は連続しておらず、個々に独立
している状態が望ましい。

又、硬質相はあまり縦横比の大きくない多角形であり、
平均粒子径は５μｍを越えない大きさが好ましく、結合
相の最大幅は５μｍ程度であってほぼ均一に分布してい
るのが好ましい。

硬質相はこれら各種硼化物の一種或は複数種を採用出来
、これらからのみ構成出来る他、これを主体として例え
ばＷＣ、Ｔｉ（：等の金属炭化物や、ＴｉＮ　、ＴａＮ
等の金属窒化物等の他の成分を全硬質相に対し、０．１
〜５０重量％程度含有せしめることが出来る。この様に
他の成分を含有せしめる場合には、複硼化物の粒成長が
抑止されるなどの利点が得られる。

他方、結合相はＮｉ　、Ｍｏを主体とした合金相から構
成され、その成分としてはＮｉ　７５〜９５重量％、　
Ｍｏ　５〜２５重量％程度を採用するのが適当である。

組成が前記範囲を逸脱する場合には、Ｎｉ中へのＭｏの
固溶量が不十分となり、高温強度が低下したり、Ｎｉと
Ｍｏの金属間化合物が析出し、もろくなる虞れがあるの
で好ましくない。

又、結合相は前記合金相だけで構成せしめることもでき
るが、他に、Ｃｒ　、Ｃｏ　、Ｎｂ　、Ｔａ等を０．５
〜１５重量％程度混入せしめることも出来る。この場合
にはＣｒ、Ｇｏ等は耐食性の向上、Ｎｂ　、Ｔａ等は固
溶による強度向上を期待し得るので好ましい。

焼結体を構成する硬質相の含有割合は、一般的には４５
〜９０重量％を採用するのが適当である。硬質相の含有
割合が前記範囲に満たない、場合には、耐摩耗性が不十
分となり、逆に前記範囲を越える場合には、溶湯圧入時
の熱衝撃によりクラックが入る虞れがあるので何れも好
ましくない。

そして、被成形物がアルミニウムや銅及びこれらの合金
の場合には、焼結体を構成する硬質相の割合は４５〜８
５重量％、好ましくは５０〜８０重量％を、被成形物が
亜鉛やその合金の場合には、同じく硬質相の割合は５５
〜９０重量％、好ましくは６０〜８５重量％を夫々採用
するのが適当である。

本発明による高温溶湯成形型は次の様な方法により製造
することが出来る。例えばＭｏＢ　、ＷＢ。

Ｎｉ等の硬質相と成り得る各粉末と、Ｎｉ　、Ｍｏの様
な結合相と成り得る粉末とを回転ボットミルや振動ミル
等を用いてエタノール等の有機溶媒中で粉砕混合せしめ
る。得られた粉末を乾燥後、金型ブレスやラバープレス
によって加圧成形し、真空中又は不活性ガスや還元雰囲
気中において１１００〜１５００℃程度に一定時間加熱
せしめて焼結体を得る。得られた焼結体は研削、放電等
で所定の形状９寸法に加工して成形型を得る。

又、必要に応じ、更に一部又は全体を研磨することによ
り、寿命を伸ばすことが出来る。

又、成形型を得る為の原料粉としては、他に例えばＮ１
−Ｂ合金粉、　Ｍｏ粉、Ｗ粉、　Ｎｉ　、Ｍｏ　、Ｗの
単独金属粉、Ｂ粉等を適宜選択組合せて用い得る。

本発明による高温溶湯成形型を構成する焼結体の主たる
成分である複硼化物は、本質的に合金工具鋼などに比べ
高温での硬度や強度の低下は小さく、Ｎｉ−Ｍｏ金属と
複合化されても、その特性は顕著に発揮されている。ま
た、この焼結体の硬質相と結合相の界面は非常に強固に
結び付いており、耐摩耗性も高温に至るまで必然的に高
（、耐熱衝撃性も十分である。

更に、高温溶湯成形型として必然的に要求される溶湯に
対する化学的安定性について言及すれば、本質的には溶
湯と比較的容易に反応し得る処のＮＬ−Ｍｏ金属相も、
化学的に安定な硬質相に囲まれているので反応は生じ難
い。このため、本発明による高温溶湯成形型の溶湯に対
する化学的安定性は従来の成形型に対し大幅に改善され
ている。したがって、本発明による型を使用することに
より、成形体の仕上り肌を良化させると共に、例えばＡ
ｌダイカストにおいてはＡ１合金中のＦｅ量を低減（０
，３％程度）させることが可能となり、成形体の機械的
強度も向上させ得る。

また、本発明による成形型は粉末冶金法により製造出来
、複硼化物粒子を主体とした巨視的には均一な組織を有
するため、熱膨張率は温度域にかかわらず８〜ＩＯＸ　
１０−’℃−１のほぼ一定の値を有し、異方性は見られ
ない。したがって、本発明による型を使用することによ
って、従来に比べ格段に高い精度の成形品を得ることが
可能となる。

尚、本発明による溶湯用成形型は、アルミニウムや銅、
亜鉛或はそれらの合金の成形に最適であるが、これに限
らず、例えばマグネシウム、鉄及びその合金等の成形に
も有利に用い得る。

［実施例］（実施例１）Ｍｏ８４８重量％、Ｗ８８重量％、　Ｎｉ　４０重量％
及びＭｏ　４重量％の各粉末を原料に用い、複硼化物の
重量％が７０％である焼結体を作成し、公知形状のダイ
カスト用ユニット金型の固定型として加工した。型寿命
の試験としてこのユニット金型によりアルミニウム合金
（ＡＤＣ１２）の成形を行なったところ４５．０００シ
ヨツトまで固定型の補修を全く行なわないで連続使用が
可能であった。なお、使用の中止は成形品の肌の状態が
悪化したため行った。

また、本成形では成形型を約３００℃に加熱したうえ、
成形品の凝固途上での二次加圧を行い、型寿命を早期に
判定出来るようにした。

（実施例２〜７及び比較例１〜２）実施例１と同様に焼結体を作成し、成形型を製造した後
、実施例１と同様の条件で試験を行った結果を表１に示
す。

（比較例３〜６）表１に示すとおり、熱間ダイス鋼及びサイアロンの固定
型を作成し、実施例１と同様なテストを行った。

（実施例８）ＭｏＢ粉末（純度９９．５％、平均粒径４．５μｍ）５
０重量％、　ＷＢ粉末（純度９９．５％、平均粒径３，
５μｍ）１０重量％、　Ｍｏ粉末（純度９９．９％、平
均粒径０．８μｍ　）　５重量％、　Ｎｉ粉末（純度９
９．６％。

平均粒径３ｔＬｍ　）　３５重量％を原料として用い、
真空中で焼結し、硬質相が７７重量％である焼結体を得
た。この焼結体を研削加工及び放電加工により、カセッ
トレコーダー磁気ヘッド支持部品を成形するダイカスト
金型のスライド中子を作製した。

このスライド中子を用い、ＺＤＣ２合金を溶湯温度３９
８℃で型に注入し、高速ダイカストマシンを用い１ショ
ット当り　１゜５秒のスピードで連続ダイカスト成形を
行った。製品に型の摩耗に起因するパリが出るまで、連
続的に使用したところ、耐用ショツト数は２２０万シヨ
ツトであり、この間の成形品の不良品（形状精度、成形
肌の状態で判断）率は０．２％であった。

（実施例９〜１２及び比較例７〜１０）表２に示した素
材のスライド中子を用いた実施例８と同一形状の型を作
製した。これらの型を用い、実施例８と同様な条件で連
続成形を行った結果を表２に示した。

［発明の効果］このように本発明による高温溶湯成形型は成形温度での
硬度１強度、耐摩耗性及び溶湯に対する化学的安定性に
おいて、従来の合金工具鋼を用いた高温溶湯成形型に比
べ著しく改善されており、長寿命化が達成できる。この
ため、アルミニウム及びその合金、銅及びその合金、亜
鉛及びその合金部品のダイカスト成形において、成形型
の補修や交換の回数が大幅に減少し、製造の効率が改善
されるのに加え、製品品質も安定化する。

また、本発明による成形型の低熱膨張性や等方性に起因
して成形体の寸法精度も大幅に向上するため、後加工を
削減することができる。この結果、全成形コスト低減に
も大きく寄与する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｎｉ、Ｍｏ複硼化物、Ｎｉ、Ｗ複硼化物及びＮｉ
、Ｍｏ、Ｗ複硼化物の少なくとも一種を主体とした硬質
相と、Ｎｉ、Ｍｏを主体とした結合相より成る焼結体に
よりその少なくとも一部が構成されていることを特徴と
する高温溶湯用成形型。
（２）焼結体中の硬質相の含有割合が４５〜９０重量％
である請求項（１）の成形型。
（３）Ｎｉ、Ｍｏ複硼化物、Ｎｉ、Ｗ複硼化物及びＮｉ
、Ｍｏ、Ｗ複硼化物の少なくとも一種を主体とした硬質
相を４５〜８５％と、Ｎｉ、Ｍｏを主体とした結合相よ
り成る焼結体によりその少なくとも一部が構成されてい
ることを特徴とする溶融アルミニウム又はその合金用成
形型。
（４）Ｎｉ、Ｍｏ複硼化物、Ｎｉ、Ｗ複硼化物及びＮｉ
、Ｍｏ、Ｗ複硼化物の少なくとも一種を主体とした硬質
相を４５〜８５重量％と、Ｎｉ、Ｍｏを主体とした結合
相より成る焼結体によりその少なくとも一部が構成され
ていることを特徴とする溶融銅及びその合金用成形型。
（５）Ｎｉ、Ｍｏ複硼化物、Ｎｉ、Ｗ複硼化物及びＮｉ
、Ｍｏ、Ｗ複硼化物の少なくとも一種を主体とした硬質
相を５５〜９０重量％と、Ｎｉ、Ｍｏを主体とした結合
相より成る焼結体によりその少なくとも一部が構成され
ていることを特徴とする溶融亜鉛又はその合金用成形型
。