JPH04224067A - ダイカストマシン用スリーブ - Google Patents
ダイカストマシン用スリーブInfo
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- JPH04224067A JPH04224067A JP41424890A JP41424890A JPH04224067A JP H04224067 A JPH04224067 A JP H04224067A JP 41424890 A JP41424890 A JP 41424890A JP 41424890 A JP41424890 A JP 41424890A JP H04224067 A JPH04224067 A JP H04224067A
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- Japan
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- sleeve
- inner cylinder
- die
- ceramics
- composite material
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Links
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム、亜鉛、錫
及び鉛等の非鉄金属（その合金も含む）の鋳造に好適の
ダイカストマシン用スリーブに関する。
及び鉛等の非鉄金属（その合金も含む）の鋳造に好適の
ダイカストマシン用スリーブに関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、アルミニウム、亜鉛、錫及び鉛等
の非鉄金属を高精度且つ高速度で鋳造できるダイカスト
技術は、自動車、産業機械及び家電機器等の分野におい
て各種部品の重要な生産手段となっている。
の非鉄金属を高精度且つ高速度で鋳造できるダイカスト
技術は、自動車、産業機械及び家電機器等の分野におい
て各種部品の重要な生産手段となっている。
【０００３】従来、ダイカストマシン用スリーブ（以下
、スリーブという）には、主にＪＩＳＳＫＤ６１ 合金
等のダイス鋼が使用されている。また、スリーブの長寿
命化及び製造歩留りの向上を図ると共に、鋳造品の大型
化に対応するために、鋼製の外筒の内側にセラミックス
からなる内筒又はチタン若しくはチタン合金とセラミッ
クスとの複合材料からなる内筒を焼きばめ又は鋳ぐるみ
により設けたスリーブを使用することもある。
、スリーブという）には、主にＪＩＳＳＫＤ６１ 合金
等のダイス鋼が使用されている。また、スリーブの長寿
命化及び製造歩留りの向上を図ると共に、鋳造品の大型
化に対応するために、鋼製の外筒の内側にセラミックス
からなる内筒又はチタン若しくはチタン合金とセラミッ
クスとの複合材料からなる内筒を焼きばめ又は鋳ぐるみ
により設けたスリーブを使用することもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のスリーブには以下に示す問題点がある。ＪＩＳ
ＳＫＤ６１ 合金等のダイス鋼からなるスリーブにお
いては、一般的に非鉄金属合金と鉄とは反応しやすいと
いう性質があるため、スリーブの注湯口底部が著しく溶
損すると共に、スリーブの内壁も溶損及び摩耗により減
少してしまう。従って、スリーブを比較的頻繁に交換す
る必要があり、スリーブの寿命が短い。また、鋼は熱伝
導性が良好なため、スリーブ内に溶湯が注入されるとき
に、溶湯温度が著しく低下してしまう。このときの溶湯
の温度の低下が鋳造品の製造歩留りの低下を招来する。
た従来のスリーブには以下に示す問題点がある。ＪＩＳ
ＳＫＤ６１ 合金等のダイス鋼からなるスリーブにお
いては、一般的に非鉄金属合金と鉄とは反応しやすいと
いう性質があるため、スリーブの注湯口底部が著しく溶
損すると共に、スリーブの内壁も溶損及び摩耗により減
少してしまう。従って、スリーブを比較的頻繁に交換す
る必要があり、スリーブの寿命が短い。また、鋼は熱伝
導性が良好なため、スリーブ内に溶湯が注入されるとき
に、溶湯温度が著しく低下してしまう。このときの溶湯
の温度の低下が鋳造品の製造歩留りの低下を招来する。
【０００５】一方、セラミックスからなる内筒を鋼製の
外筒に焼きばめたスリーブは、耐溶損性は優れているも
のの、ダイカストマシンが溶湯を射出する瞬間はスリー
ブに極めて大きな衝撃が加えられるため、本来脆い性質
を有するセラミックスからなる内筒が破壊されてしまう
ことがある。そうすると、作業を中断しなければならな
いため、作業性が悪い。また、チタン又はチタン合金と
セラミックスとの複合材料からなる内筒を鋼製の外筒に
焼きばめたスリーブは、耐溶損性、耐衝撃性及び溶湯保
温性は優れているものの、セラミックス含有率の調整が
極めて困難であるという欠点がある。即ち、前記複合材
料のセラミックス含有率が低い場合は、内筒の表面硬度
が鋼又はセラミックスに比して低くなるため、スリーブ
の耐摩耗性が劣化し、使用中に内径が拡大してしまう。 そして、スリーブとピストンとの間のクリアランスが大
きくなり、鋳造時にフラッシュバックが発生する。これ
により、スリーブの寿命が短縮してしまう。また、前記
複合材料のセラミックス含有率が高い場合は、内筒が脆
くなり、使用中に割れが発生して作業を続行することが
できなくなってしまう。
外筒に焼きばめたスリーブは、耐溶損性は優れているも
のの、ダイカストマシンが溶湯を射出する瞬間はスリー
ブに極めて大きな衝撃が加えられるため、本来脆い性質
を有するセラミックスからなる内筒が破壊されてしまう
ことがある。そうすると、作業を中断しなければならな
いため、作業性が悪い。また、チタン又はチタン合金と
セラミックスとの複合材料からなる内筒を鋼製の外筒に
焼きばめたスリーブは、耐溶損性、耐衝撃性及び溶湯保
温性は優れているものの、セラミックス含有率の調整が
極めて困難であるという欠点がある。即ち、前記複合材
料のセラミックス含有率が低い場合は、内筒の表面硬度
が鋼又はセラミックスに比して低くなるため、スリーブ
の耐摩耗性が劣化し、使用中に内径が拡大してしまう。 そして、スリーブとピストンとの間のクリアランスが大
きくなり、鋳造時にフラッシュバックが発生する。これ
により、スリーブの寿命が短縮してしまう。また、前記
複合材料のセラミックス含有率が高い場合は、内筒が脆
くなり、使用中に割れが発生して作業を続行することが
できなくなってしまう。
【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、非鉄金属の溶湯に対する耐溶損性、耐衝撃
性及び溶湯保温性が優れていると共に、ピストンに対す
る耐摩耗性も優れており、作業性が良好なダイカストマ
シン用スリーブを提供することを目的とする。
のであって、非鉄金属の溶湯に対する耐溶損性、耐衝撃
性及び溶湯保温性が優れていると共に、ピストンに対す
る耐摩耗性も優れており、作業性が良好なダイカストマ
シン用スリーブを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るダイカスト
マシン用スリーブは、鋼製の外筒と、この外筒内に嵌入
されチタン又はチタン合金とセラミックスとの複合材料
からなる内筒とを有し、前記内筒の内面側におけるセラ
ミックス含有率は前記内筒の外面側におけるセラミック
ス含有率に比して高いことを特徴とする。
マシン用スリーブは、鋼製の外筒と、この外筒内に嵌入
されチタン又はチタン合金とセラミックスとの複合材料
からなる内筒とを有し、前記内筒の内面側におけるセラ
ミックス含有率は前記内筒の外面側におけるセラミック
ス含有率に比して高いことを特徴とする。
【０００８】
【作用】チタン又はチタン合金とセラミックスとの複合
材において、セラミックス含有率が高い場合は、耐摩耗
性、耐溶損性及び保温性は良好であるものの耐衝撃性が
低いという欠点がある。一方、セラミックス含有率が低
い場合は、耐衝撃性及び保温性は良好であるものの耐溶
損性及び耐摩耗性が低いという欠点がある。
材において、セラミックス含有率が高い場合は、耐摩耗
性、耐溶損性及び保温性は良好であるものの耐衝撃性が
低いという欠点がある。一方、セラミックス含有率が低
い場合は、耐衝撃性及び保温性は良好であるものの耐溶
損性及び耐摩耗性が低いという欠点がある。
【０００９】そこで、本発明においては、チタン又はチ
タン合金とセラミックスとの複合材料からなると共に、
その内面側と外面側とでセラミックス含有率が異なる内
筒を鋼製の外筒に嵌入してダイカストマシン用スリーブ
を構成する。つまり、前記内筒は、溶湯に直接接触する
内筒内面側においてセラミックス含有率が高く、内筒外
面側のセラミックス含有率が低くなっている。従って、
本発明に係るダイカストマシン用スリーブは、優れた耐
溶損性、耐摩耗性及び保温性を有すると共に、耐衝撃性
も優れている。また、スリーブの交換頻度を低減できて
、作業性が向上する。
タン合金とセラミックスとの複合材料からなると共に、
その内面側と外面側とでセラミックス含有率が異なる内
筒を鋼製の外筒に嵌入してダイカストマシン用スリーブ
を構成する。つまり、前記内筒は、溶湯に直接接触する
内筒内面側においてセラミックス含有率が高く、内筒外
面側のセラミックス含有率が低くなっている。従って、
本発明に係るダイカストマシン用スリーブは、優れた耐
溶損性、耐摩耗性及び保温性を有すると共に、耐衝撃性
も優れている。また、スリーブの交換頻度を低減できて
、作業性が向上する。
【００１０】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００１１】図１は本発明の実施例に係るダイカストマ
シン用スリーブの内筒を示す断面図である。この内筒１
は第１、第２及び第３の複合材層２ａ，２ｂ，２ｃの３
層により構成されている。第１の複合材層２ａは下記表
１に配合１で示す組成の複合材からなり、第２の複合材
層２ｂは配合２で示す組成の複合材からなり、第３の複
合材層２ｃは配合３で示す組成の複合材からなる。そし
て、この３層構造を有する内筒１は、鋼製の外筒の内側
に焼きばめ等により嵌入されている。
シン用スリーブの内筒を示す断面図である。この内筒１
は第１、第２及び第３の複合材層２ａ，２ｂ，２ｃの３
層により構成されている。第１の複合材層２ａは下記表
１に配合１で示す組成の複合材からなり、第２の複合材
層２ｂは配合２で示す組成の複合材からなり、第３の複
合材層２ｃは配合３で示す組成の複合材からなる。そし
て、この３層構造を有する内筒１は、鋼製の外筒の内側
に焼きばめ等により嵌入されている。
【００１２】
【表１】
本実施例に係るダイカストマシン用スリーブは上述
の如く構成されており、溶湯に直接接触する内筒内面側
にセラミックス（ＳｉＣ）の含有率が３０重量％と高い
第３の複合材層２ｃが配置されているため、耐溶損性、
耐摩耗性及び溶湯保温性が優れている。また、溶湯に直
接接触しない第２の複合材層２ｂ及び第１の複合材層２
ａのセラミックス含有率は比較的低いため、耐衝撃性も
優れている。
の如く構成されており、溶湯に直接接触する内筒内面側
にセラミックス（ＳｉＣ）の含有率が３０重量％と高い
第３の複合材層２ｃが配置されているため、耐溶損性、
耐摩耗性及び溶湯保温性が優れている。また、溶湯に直
接接触しない第２の複合材層２ｂ及び第１の複合材層２
ａのセラミックス含有率は比較的低いため、耐衝撃性も
優れている。
【００１３】次に、本実施例のスリーブを実際に製造し
、その性能を調べた結果について説明する。
、その性能を調べた結果について説明する。
【００１４】先ず、平均粒径が２０μｍのチタン粉末、
平均粒径が１５μｍのニッケル粉末及び平均粒径が ５
μｍの炭化ケイ素粉末を前記表１に配合３で示した組成
で混合し、円筒状の部材を形成した。そして、この部材
の周囲に、平均粒径が２０μｍのチタン粉末、平均粒径
が１５μｍのニッケル粉末及び平均粒径が ５μｍの炭
化ケイ素粉末を前記表１に配合２で示した組成で混合し
た混合物及び配合１で示した組成で混合した混合物を配
置して、３層構造の成形体を形成した。その後、この成
形体をゴム型に密封し、加圧力が １トン／ｃｍ２ の
条件で冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）加工を施して、筒状
の圧粉体を得た。
平均粒径が１５μｍのニッケル粉末及び平均粒径が ５
μｍの炭化ケイ素粉末を前記表１に配合３で示した組成
で混合し、円筒状の部材を形成した。そして、この部材
の周囲に、平均粒径が２０μｍのチタン粉末、平均粒径
が１５μｍのニッケル粉末及び平均粒径が ５μｍの炭
化ケイ素粉末を前記表１に配合２で示した組成で混合し
た混合物及び配合１で示した組成で混合した混合物を配
置して、３層構造の成形体を形成した。その後、この成
形体をゴム型に密封し、加圧力が １トン／ｃｍ２ の
条件で冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）加工を施して、筒状
の圧粉体を得た。
【００１５】次に、この圧粉体を真空度が１０−５Ｔｏ
ｒｒ、温度が１３５０℃の真空炉内で焼結した。次いで
、この焼結体を旋盤加工して、図１に示す３層構造のス
リーブ内筒１を得た。この内筒１を鋼製の外筒に焼きば
めた。これにより、本発明の実施例に係るスリーブを得
た。
ｒｒ、温度が１３５０℃の真空炉内で焼結した。次いで
、この焼結体を旋盤加工して、図１に示す３層構造のス
リーブ内筒１を得た。この内筒１を鋼製の外筒に焼きば
めた。これにより、本発明の実施例に係るスリーブを得
た。
【００１６】一方、比較例１及び比較例２として、夫々
従来のダイス鋼（ＪＩＳ ＳＫＤ６１ 合金）製のスリ
ーブ及びセラミックス（窒化ケイ素）からなる内筒を鋼
製の外筒に焼きばめたスリーブを用意した。また、比較
例３及び比較例４として、夫々前記表１に配合２で示し
た組成の複合材料からなる内筒を鋼製の外筒に焼きばめ
たスリーブ及び前記表１に配合３で示した組成の複合材
料からなる内筒を鋼製の外筒に焼きばめたスリーブも用
意した。
従来のダイス鋼（ＪＩＳ ＳＫＤ６１ 合金）製のスリ
ーブ及びセラミックス（窒化ケイ素）からなる内筒を鋼
製の外筒に焼きばめたスリーブを用意した。また、比較
例３及び比較例４として、夫々前記表１に配合２で示し
た組成の複合材料からなる内筒を鋼製の外筒に焼きばめ
たスリーブ及び前記表１に配合３で示した組成の複合材
料からなる内筒を鋼製の外筒に焼きばめたスリーブも用
意した。
【００１７】これらの実施例及び比較例のスリーブにつ
いて以下に示す試験を実施した。
いて以下に示す試験を実施した。
【００１８】■硬度試験スリーブの内面のマイクロビッ
カース硬度を測定した。
カース硬度を測定した。
【００１９】■引張試験スリーブの内筒の伸びを測定し
た。
た。
【００２０】■実用試験コールドチャンバー用ダイカス
トマシン（能力 ２５０トン）にスリーブを取り付け、
アルミニウム合金（ＪＩＳ ＡＤＣ１２ 合金）溶湯に
て自動車用エンジンカバーを鋳造した。そして、１００
００ ショット後のスリーブの溶損摩耗状況を調べた。
トマシン（能力 ２５０トン）にスリーブを取り付け、
アルミニウム合金（ＪＩＳ ＡＤＣ１２ 合金）溶湯に
て自動車用エンジンカバーを鋳造した。そして、１００
００ ショット後のスリーブの溶損摩耗状況を調べた。
【００２１】これらの試験結果を下記表２にまとめて示
す。但し、溶損状況は、最大溶損量が０．１ｍｍ 以下
の場合を◎、０．３ｍｍ 以下の場合を○、０．３ｍｍ
を超えた場合を△で示した。
す。但し、溶損状況は、最大溶損量が０．１ｍｍ 以下
の場合を◎、０．３ｍｍ 以下の場合を○、０．３ｍｍ
を超えた場合を△で示した。
【００２２】
【表２】
この表２から明らかなように、本発明の実施例に係
るスリーブは、硬度が高いと共に、 １００００ショッ
ト後の溶損量が０．１ｍｍ 以下と極めて少なく、ダイ
カストマシン用スリーブとして優れた特性を示した。一
方、ダイス鋼からなる比較例１は溶損量が多く、セラミ
ックスの内筒を備えた比較例２及びセラミックス含有量
が多い複合材の内筒を備えた比較例４のスリーブには、
いずれも割れが発生した。また、セラミックスの含有量
が比較的少ない複合材の内筒を備えた比較例３のスリー
ブは、硬度が低いと共に、比較例１ほどではないものの
、溶損量が多かった。
るスリーブは、硬度が高いと共に、 １００００ショッ
ト後の溶損量が０．１ｍｍ 以下と極めて少なく、ダイ
カストマシン用スリーブとして優れた特性を示した。一
方、ダイス鋼からなる比較例１は溶損量が多く、セラミ
ックスの内筒を備えた比較例２及びセラミックス含有量
が多い複合材の内筒を備えた比較例４のスリーブには、
いずれも割れが発生した。また、セラミックスの含有量
が比較的少ない複合材の内筒を備えた比較例３のスリー
ブは、硬度が低いと共に、比較例１ほどではないものの
、溶損量が多かった。
【００２３】なお、上述の実施例においては、セラミッ
クスが炭化ケイ素（ＳｉＣ）の場合について説明したが
、この外に、例えばＣｒ２ Ｏ３、ＴｉＯ２ 、ＺｒＯ
２ 、ＭｇＯ及びＹ２ Ｏ３ 等の酸化物、Ｓｉ３ Ｎ
４ 、ＴｉＮ、ＢＮ及びＡｌＮ等の窒化物、ＴｉＣ、Ｂ
４ Ｃ及びＣｒＣ２ 等の炭化物、ＺｒＢ２ 及びＴｉ
Ｂ２ 等のホウ化物並びにサイアロン等のセラミックス
のうちから選択された１種又は２種以上の混合物を使用
してもよい。
クスが炭化ケイ素（ＳｉＣ）の場合について説明したが
、この外に、例えばＣｒ２ Ｏ３、ＴｉＯ２ 、ＺｒＯ
２ 、ＭｇＯ及びＹ２ Ｏ３ 等の酸化物、Ｓｉ３ Ｎ
４ 、ＴｉＮ、ＢＮ及びＡｌＮ等の窒化物、ＴｉＣ、Ｂ
４ Ｃ及びＣｒＣ２ 等の炭化物、ＺｒＢ２ 及びＴｉ
Ｂ２ 等のホウ化物並びにサイアロン等のセラミックス
のうちから選択された１種又は２種以上の混合物を使用
してもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るダイカ
ストマシン用スリーブは、鋼からなる外筒及びチタン又
はチタン合金とセラミックスとの複合材料からなる内筒
により構成されており、前記内筒の内面側のセラミック
ス含有率は前記内筒の外面側のセラミックス含有率に比
して高いから、耐溶損性、耐摩擦性及び溶湯保温性が優
れていると共に、耐衝撃性が優れており、作業性が良好
なスリーブを得ることができる。
ストマシン用スリーブは、鋼からなる外筒及びチタン又
はチタン合金とセラミックスとの複合材料からなる内筒
により構成されており、前記内筒の内面側のセラミック
ス含有率は前記内筒の外面側のセラミックス含有率に比
して高いから、耐溶損性、耐摩擦性及び溶湯保温性が優
れていると共に、耐衝撃性が優れており、作業性が良好
なスリーブを得ることができる。
【図１】本発明の実施例に係るダイカストマシン用スリ
ーブを示す断面図である。
ーブを示す断面図である。
１；内筒
２ａ，２ｂ，２ｃ；複合材層
Claims (1)
- 【請求項１】 鋼製の外筒と、この外筒内に嵌入され
チタン又はチタン合金とセラミックスとの複合材料から
なる内筒とを有し、前記内筒の内面側におけるセラミッ
クス含有率は前記内筒の外面側におけるセラミックス含
有率に比して高いことを特徴とするダイカストマシン用
スリーブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41424890A JPH04224067A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | ダイカストマシン用スリーブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41424890A JPH04224067A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | ダイカストマシン用スリーブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04224067A true JPH04224067A (ja) | 1992-08-13 |
Family
ID=18522747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41424890A Pending JPH04224067A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | ダイカストマシン用スリーブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04224067A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019217781A1 (en) | 2018-05-11 | 2019-11-14 | Magna International Inc. | Method for improving high-pressure die casting shot sleeve by additive manufacturing metal matrix composite insert |
| JP2020070454A (ja) * | 2018-10-29 | 2020-05-07 | 東京窯業株式会社 | 窒化材料の製造方法 |
-
1990
- 1990-12-25 JP JP41424890A patent/JPH04224067A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019217781A1 (en) | 2018-05-11 | 2019-11-14 | Magna International Inc. | Method for improving high-pressure die casting shot sleeve by additive manufacturing metal matrix composite insert |
| CN112105470A (zh) * | 2018-05-11 | 2020-12-18 | 麦格纳国际公司 | 通过增材制造金属基体复合材料插入件改进高压压铸储筒的方法 |
| EP3790690A4 (en) * | 2018-05-11 | 2022-01-12 | Magna International Inc. | METHOD OF IMPROVING A HIGH-PRESSURE DIE-CASTING CYLINDER BY ADDITIVE FABRICATION OF A METAL MATRIX COMPOSITE INSERT |
| US11969783B2 (en) | 2018-05-11 | 2024-04-30 | Magna International Inc. | Method for improving high-pressure die casting shot sleeve by additive manufacturing metal matrix composite insert |
| JP2020070454A (ja) * | 2018-10-29 | 2020-05-07 | 東京窯業株式会社 | 窒化材料の製造方法 |
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