JPH04258356A - Ａｌダイカスト金型 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム合金など
によるダイカスト金型に関し、特に耐Ａｌ溶損性に優れ
た金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】こうしたダイカスト金型に広く使用され
ているＳＫＤ６１などの熱間工具鋼をはじめとする鉄系
材料は、溶融したＡｌ合金と反応し、Ｆｅ−Ａｌ化合物
を生成しながら溶損してゆく。このため溶湯温度が高い
場合にはゲート部近傍や溶湯が強く当たる部分などが激
しい溶損をおこし、型寿命が著しく短いという問題があ
った。

【０００３】このため、例えば特開昭６０−２２１５５
５号にあるように、鉄系材料そのものの耐溶損性を高め
る事も試みられている。しかし、溶湯との反応そのもの
は変わらないため、溶損性の向上は３割程度であり、十
分な特性は得られていない。

【０００４】また特開昭６０−３６６４２号のように、
鉄系材料よりも耐溶損性の優れたサーメット材を適用す
る例もある。しかし、サーメット材は、耐溶損性には優
れるものの加工性や靱性が劣るため使用範囲が限られて
いる。セラミック材の適用についても同様である。

【０００５】このほかに型表面にコーティングを施すこ
とにより、耐溶損性を付与する方法も検討されている。 例えば特開昭４９−２８５２６号のように、表層にＶ，
Ｎｂ，Ｔａなどの炭化物層を生成させる方法がある。し
かしこの方法では、金型全体を処理剤に埋め込み、さら
に加熱する必要があるため、処理としては難しい。

【０００６】コーティングの方法としてはＰＶＤコーテ
ィングやＣＶＤコーティングを適用することも考えられ
るが、これらはコーティング層が薄く、またコーティン
グ層が基材と全く異なる性質のものなので、熱衝撃に弱
く、剥離しやすいという問題があり、ピン類などへの適
用に留まっている。

【０００７】また、特開昭５１−１１２４４３号のよう
に表層に酸化鉄を生成させる方法もある。しかし、生成
層がややポーラスであり、溶湯速度が大きい部分などで
は剥離しやすいという問題がある。

【０００８】また金型ではないが溶湯金属の処理に用い
る部材（ランス）を溶融金属から保護するために、その
表面に耐火性材料を溶射する方法が特開昭４７−３３７
２８号に示されている。それによれば、融点が約２００
０゜Ｃ以上のセラミックや金属を含む材料をプラズマ溶
射すると効果があることが示されている。しかし表面精
度や溶射による歪の発生の問題で、金型には適用されて
いない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】一方、最近になって、
アーク放電を利用して電極材をワーク表面に移行させる
新しい金属表面改質処理として、放電被覆処理が提案さ
れた。この方法は、母材の加熱や特別の雰囲気で処理す
る必要がなく簡便であることから、注目を集めている。

【００１０】この放電被覆処理によれば、機械部品等の
耐摩耗性、耐カジリ性、耐焼付性、離型性、耐食性、耐
酸化性などとともに、耐溶損性も向上するといわれてい
る。そこで、上記特開昭４７−３３７２８号の指摘と放
電被覆を組み合わせれば、鉄系材料の耐溶損性の向上が
可能であると考え、融点３０５８゜ＣのＷＣを含む超硬
合金と、融点２４６８゜ＣのＮｂを電極材として実験し
たところ、耐Ａｌ溶損性は表面処理しないものと大差な
いことが分かった。

【００１１】即ち、放電被覆処理が簡便で処理し易いと
いっても、従来耐Ａｌ溶損性の点で優れていると考えら
れている材料を電極として単にこれを適用しただけでは
、鉄系材料の耐Ａｌ溶損性の向上にはつながらないこと
が分かった。

【００１２】この様に、放電被覆処理が耐溶損性によい
といっても、それは単なる予測に過ぎず、鉄系材料の耐
Ａｌ溶損性について如何なる構成にて適用したらよいか
は、全く分からなかった。このため、従来は、鉄系材料
を使用した鋳型等の寿命を簡便かつ確実に長くするとい
うことが困難であり、結局はアルミダイキャスト製品の
大量生産におけるコストダウンを推進することができて
いなかった。

【００１３】そこで、かかる課題を解決し、耐Ａｌ溶損
性の高い鉄系材料を簡便に提供することを目的とし、特
に、放電被覆処理を適用し、耐Ａｌ溶損性を顕著に高め
たダイカスト金型を提供することを目的として本発明が
なされた。

【００１４】

【課題を解決するための手段及び作用】かかる目的を達
成するためになされた本発明のＡｌダイカスト金型は、
鉄系材料で構成されるダイカスト金型において、少なく
ともアルミ溶湯と接触することとなる面の一部または全
部が、モリブデンまたはチタン硼化物を電極とした放電
被覆処理にて被覆された鉄系材料で構成されたことを特
徴とする。勿論、溶湯との接触面以外の部分にまで放電
被覆処理を施しても構わない。

【００１５】本発明によれば、モリブデンまたはチタン
硼化物（例えばＴｉＢ２　−Ｃｏサーメット）の電極か
らアーク放電によって移行されて鉄系材料の表面に形成
された被覆層は、セラミックコーティングなどと異なり
、表面に冶金的に転移して合金化し、堆積されると同時
に表面下へ拡散、浸透したものであるから、熱衝撃等で
剥がれたりしない。また、理由は不明であるが、アルミ
溶湯に接触させた場合の溶損率が格段に小さくなり、耐
Ａｌ溶損性の大幅な向上が見られる。

【００１６】

【実施例】次に、実施例について説明する。まず、熱間
工具鋼ＳＫＤ６１を、標準的な条件で焼き入れ・焼き戻
ししたものを用いて直径１０ｍｍで長さ６０ｍｍの丸棒
試験片を製作した。次に、この丸棒試験片の一端から４
０ｍｍの範囲に渡って、表面に各種の電極材による放電
被覆処理を行った。

【００１７】これを試験片１として、図１に示す様に、
溶融状態のアルミ合金（Ｂ３９０）の溶湯２に浸漬し、
モータ３にて２００ｒｐｍの速度で回転させつつ２０ｍ
ｉｎ．保持し、溶損量を調査した。なお、試験片１のア
ルミ合金溶湯２への浸漬範囲は、放電被覆を行なった側
を下端として、その下端から３０ｍｍの範囲とした。ま
た、試験中の溶湯２は、容器４の外側から加熱コイル５
にて保温し、７５０゜Ｃに保持した。

【００１８】溶損の状況は、試験片１の元の重量に対し
て試験後の重量を計測し、重量減少率として表した。そ
の結果を、表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１から明らかな様に、ＭｏまたはＴｉＢ
２　−Ｃｏサーメットを電極材として放電被覆処理を行
なったものでは、無処理のものに比べて大幅に耐Ａｌ溶
損性が向上していた。

【００２１】一方、放電被覆処理といえども、超硬合金
やステライトあるいはＮｂを電極材としての表面処理で
は、無処理のものとほとんど差がなく、有意義な程度の
耐Ａｌ溶損性の向上は見られなかった。

【００２２】この結果から明らかな様に、鉄系材料で構
成されるダイカスト金型において、少なくともアルミ溶
湯と接触することとなる面の一部または全部を、モリブ
デンまたはチタン硼化物を電極とした放電被覆処理にて
被覆すれば、その耐Ａｌ溶損性を著しく向上させること
ができ、ダイカスト金型の寿命を長くすることができる
。

【００２３】以上本発明の実施例を説明したが、本発明
はこれらに限定されるものではなく、例えば、ダイカス
ト金型に用いられる鉄系材料としては鋳鉄や炭素鋼等で
あってもよく、その要旨を逸脱しない範囲の種々なる態
様で実施することができることはいうまでもない。

【００２４】また、アルミ合金溶湯に対すると同様に、
純アルミ溶湯に対しても同様の作用・効果が得られるこ
とはいうまでもない。

【００２５】

【発明の効果】本発明のダイカスト金型によれば、耐Ａ
ｌ溶損性を大幅に向上することができ、その寿命を大幅
に長くすることができる。この結果、アルミダイキャス
ト製品の大量生産における一層のコストダウンを推進す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　実施例における溶損状況の試験装置の構成
を表す断面図である。

【符号の説明】

１・・・試験片、２・・・溶湯、３・・・モータ、４・
・・容器、５・・・加熱コイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　鉄系材料で構成されるダイカスト金型
   において、少なくともアルミ溶湯と接触することとなる
   面の一部または全部が、モリブデンまたはチタン硼化物
   を電極とした放電被覆処理にて被覆された鉄系材料で構
   成されたことを特徴とするＡｌダイカスト金型。