JPH06154949A

JPH06154949A - 成形用金型部材

Info

Publication number: JPH06154949A
Application number: JP5216873A
Authority: JP
Inventors: Yukimichi Kaguma; 行道鹿熊; Shoji Henmi; 正二逸見; Ikuo Kamata; 郁男釜田
Original assignee: Nippon Carbide Industries Co Inc
Current assignee: Nippon Carbide Industries Co Inc
Priority date: 1992-08-26
Filing date: 1993-08-10
Publication date: 1994-06-03

Abstract

(57)【要約】【構成】成形用金型部材の少なくとも一部が、（Ａ）
周期律表の第ＩＶａ〜ＶＩａ族の元素の炭化物及び窒化
物から選ばれる少くとも１種の成分と、（Ｂ）鉄族元素
から選ばれる少なくとも１種の成分よりなるガス透過性
多孔質焼結体で構成されている成形用金型部材。【効果】機械的強度が大きく、耐熱性、耐腐食性等に
優れており寿命が長く、また、巣のない高品質の鋳造物
をつくることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、成形用金型部材に関し、さらに
詳しくは、その少なくとも一部がガス透過性のサーメッ
ト系多孔質焼結体で構成されている成形用金型部材に関
する。

【０００２】熔湯から鋳造物を効率的に大量生産する方
法の１つとしてダイカスト法が知られているが、この方
法では、熔湯が高圧かつ高速で鋳型内に射入されるた
め、系内の空気をまき込んだり、また鋳型内の塗型剤か
ら発生するガスをまき込み、その結果、得られる鋳造物
はその寸法精度が著しく低下したり、鋳巣が発生して製
品の歩留まりが低下する等の問題がしばしば生ずる。

【０００３】これらの問題を解決するための方策とし
て、従来例えば、真空（減圧）鋳造方法、加圧鋳造方
法、振動鋳造方法等、種々の提案がなされている。しか
しながら、真空鋳造方法は系内を真空にするため、熔湯
に溶存している酸素、水素、窒素のみならず熔湯もガス
化してしまうため、有効な方法とはなり得えていない。
また、加圧鋳造方法及び振動鋳造方法ではいずれもガス
を完全に抜くことはできず、これまた広く利用されてい
ないというのが実情である。

【０００４】一方、これらの問題の解決策として、例え
ば、特公昭５１−４５５３２号公報及び特公平１−５４
１５１号公報にはそれぞれ、ステンレス鋼微粉粒を焼結
してなる通気性のある金型及び多孔性セラミックスから
なるガス抜路を有する中子を用いて鋳造する方法が提案
されているが、これら金属及び中子に使用されている材
料はいずれも熱的及び機械的衝撃強度が小く、ステンレ
ス鋼は容易に変形し、微細孔が閉塞してしまい、また、
セラミックスはたちまちのうちに折れてしまうため、実
用的には汎く使用されていない。

【０００５】さらに、従来、金型部材として主に使用さ
れているＳＫＤ鋼は、耐蝕性及び耐熔着性において充分
満足できるものではなく、ショット回数が増加するにつ
れて、得られる鋳造物の寸法精度が低下するため、金型
部材の寿命は比較的短い。

【０００６】そこで、本発明者らは、以上に述べた如き
問題点がなく実用的に充分に耐えうる金型部材を開発す
べく鋭意検討を重ねた結果、今回、或る種の特定の組成
よりなるサーメット系多孔質焼結体を金型部材の少なく
とも一部に使用することにより、機械的強度が大きく、
耐熱性、耐腐食性にも優れており、寿命が非常に長く、
ガス抜けも良好で実用性の高い金型部材を提供すること
に成功し、本発明を完成するに至った。

【０００７】かくして、本発明によれば、成形用金型部
材の少なくとも一部が、（Ａ）周期律表の第ＩＶａ〜Ｖ
Ｉａ族の元素の炭化物及び窒化物から選ばれる少くとも
１種の成分と、（Ｂ）鉄族元素から選ばれる少なくとも
１種の成分よりなるガス透過性多孔質焼結体で構成され
ていることを特徴とする成形用金型部材が提供される。

【０００８】本明細書において「成形用金型部材」は、
金属、合金、プラスチック等を溶融し鋳造成形する際の
熔湯（金属、合金、プラスチック等の溶融物）を鋳込む
ための金型、特にその熔湯と直接に接触する部分の構成
部材を包含するものであり、例えば、鋳型、スリーブ、
シリンダー、プランジャー、押出ピン、中子ピン等が挙
げられ、本発明は中でも鋳型及び中子ピンに好適に適用
することができる。

【０００９】本発明の金型部材は、上記した如き金型部
材の全部又は少なくとも一部が、上記特定の組成よりな
るサーメット系のガス透過性多孔質焼結体で構成されて
いる点に特徴を有するものであり、金型部材の残りの部
分は、通常の金型部材材料、例えば、主としてダイス鋼
（ＳＫＤ−６１など）、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４、
ＳＵＳ３０９Ｓなど）、タングステン、モリブデン等の
金属または合金で構成することができる。

【００１０】金型部材の少なくとも一部を該ガス透過性
多孔質焼結体で構成する場合、その多孔質焼結体が少な
くとも金型部材のガス抜き路を構成するように本発明の
金型部材を作製することが望ましい。

【００１１】以下、本発明の金型部材についてさらに詳
細に説明する。

【００１２】本発明の金型部材の少なくとも一部を構成
するガス透過性多孔質焼結体〔以下、単に焼結体という
ことがある〕は、一般に“サーメット”と称され、
（Ａ）周期律表の第ＩＶａ〜ＶＩａ族の元素の炭化物及
び窒化物から選ばれる少くとも１種の成分〔以下、
（Ａ）成分という〕と、（Ｂ）鉄族元素から選ばれる少
なくとも１種の成分〔以下、（Ｂ）成分という〕とから
構成されるものである。

【００１３】上記（Ａ）成分の炭化物又は窒化物を形成
する周期律表の第ＩＶａ〜ＶＩａ族の金属元素には、Ｔ
i、Ｚr、Ｈf、Ｖ、Ｎb、Ｔa、Ｃr、Ｍo 及びＷが包含さ
れ、これらの中本発明ではＴi、Ｚr、Ｖ、Ｎb、Ｔa 及
びＣr が好適であり、殊にＴiが最も適している。

【００１４】従って、（Ａ）成分としての炭化物の具体
例としては、例えば、ＴiＣ、ＺrＣ、ＨfＣ、ＶＣ、Ｎb
Ｃ、ＣrＣ、Ｍo₂Ｃ、ＷＣ等が挙げられ、中でもＴiＣ、
ＶＣ、ＮbＣ、ＴaＣ、Ｍo₂Ｃ及びＷＣが好ましい。そし
て（Ａ）成分としての炭化物として、特に、ＴiＣ及び
／又はＶＣを含むものが好ましく、殊にＴiＣを含むも
のが最適である。

【００１５】また、（Ａ）成分としての窒化物の具体例
としては、例えば、ＴiＮ、ＺrＮ、ＨfＮ、ＶＮ、Ｎb
Ｎ、ＴaＮ、ＣrＮ、ＭoＮ及びＷＮが挙げられ、中でも
ＴiＮ及びＴaＮが好ましい。そして（Ａ）成分としての
窒化物としてＴiＮを含むものが最適である。

【００１６】なお、上記の炭化物及び窒化物はそれぞれ
炭窒化物の形態で配合することもでき、本明細書では炭
窒化物は炭化物であると同時に窒化物であると定義する
ことができる。

【００１７】以上に述べた炭化物及び窒化物はそれぞれ
単独で使用することができ、或いは２種又はそれ以上を
組合わせて使用することもできる。炭化物と窒化物とを
組合わせて使用する場合、炭化物と窒化物との配合割合
は、使用する炭化物及び窒化物の種類や焼結体に望まれ
る特性等に依存して広い範囲にわたり変えることができ
るが、一般には、（Ａ）成分の合計重量を基準にして、
炭化物は４０〜９５重量％、好ましくは５０〜９０重量
％、さらに好ましくは６０〜８０重量％、そして窒化物
は５〜６０重量％、好ましくは１０〜５０重量％、さら
に好ましくは２０〜４０重量％の範囲内とすることがで
きる。

【００１８】本発明に従う焼結体における（Ａ）成分の
含有量は、厳密に制限されるものではなく、焼結体に望
まれる特性（機械的強度、耐熱性、耐腐食性など）やそ
の使用部位等に応じて広い範囲で変えることができる
が、一般には、焼結体の重量を基準にして、５０〜９５
重量％、好ましくは７５〜９０重量％、さらに好ましく
は８０〜８５重量％の範囲内であることができる。

【００１９】一方、上記（Ａ）成分と組合わせて使用さ
れる（Ｂ）成分の鉄族元素には、Ｆe、Ｎi 及びＣo が
包含され、この中Ｎi 及びＣo が好適である。これらの
鉄族元素はそれぞれ単独で使用することができ、或いは
２種以上併用することもでき、殊にＮi とＣo を併用す
るのが好ましい。

【００２０】焼結体中における（Ｂ）成分の含有量もま
た厳密には制限されず広い範囲にわたって変えることが
できるが、一般には、焼結体の重量を基準にして、５〜
５０重量％、好ましくは１０〜２５重量％、さらに好ま
しくは１５〜２０重量％の範囲内であることができる。

【００２１】以上に述べた（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の
種類及びそれらの含有量は、目的とする焼結体に望まれ
る特性（機械的強度、耐熱性、耐腐食性など）に応じて
適宜選択することができ、最適の含有量は小規模の実験
を行なうことにより決定することができる。本発明にお
いて好適に使用しうる焼結体の代表的なものの組成割合
を金属換算で示せば、次のとおりである。なお、重量％
は焼結体の重量を基準にした百分率であり、カッコ内は
好適範囲である。

【００２２】

【表１】金属成分含有量（重量％） ─────────────────────────────── Ｔi １５〜６５（２５〜５５、特に３０〜５０）Ｚr ０〜２０（０〜５） (Ａ) Ｈf ０〜１５（０〜５）Ｖ０〜３０（０〜１０）成Ｎb ０〜３０（０〜１０）Ｔa ０〜３０（０〜１０）分Ｃr ０〜１５（０〜１０）Ｍo １〜３０（２〜２０、特に５〜１０）Ｗ２〜７０（１０〜５０、特に１５〜２５） ─────────────────────────────── (Ｂ) Ｎi ０〜３０（５〜２５、特に５〜１５）成分Ｃo ０〜３０（５〜２５、特に５〜１５）ただしＴi＋Ｍo＋Ｗの合計量は４０〜８０重量％、特に
４５〜６０重量％の範囲内にあることが好ましく、ま
た、Ｚr＋Ｈf＋Ｖ＋Ｎb＋Ｔa＋Ｃrの合計量は２〜２５
重量％、特に５〜１８重量％の範囲内にあることが好ま
しい。

【００２３】さらに、Ｎi＋Ｃoの合計量は５〜５０重量
％、特に１０〜２５重量％の範囲内にあるのが好適であ
る。

【００２４】本発明の金型部材に使用される焼結体は、
多孔質であってガス透過性を有していることが重要であ
る。しかして、該焼結体は一般に５〜７０％、好ましく
は２０〜６０％、さらに好ましくは３０〜５０％の範囲
内の気孔率を有し、また、一般に５〜７０％、好ましく
は２０〜６０％、さらに好ましくは３０〜５０％の気孔
面積率を有することができる。

【００２５】ここで「気孔率」は焼結体の体積全体に占
める気孔（焼結体中の空隙）の体積の割合であり、次の
式で算出される値である。

【００２６】

【数１】式中、Ｗ₁は多孔質焼結体の重量であり、Ｖ₁は該多孔質
焼結体の体積であり、Ｗ₂は多孔質焼結体と同一組成の
非孔質焼結体の重量であり、Ｖ₂は該非孔質焼結体の体
積である。

【００２７】また、「気孔面積率」は焼結体の任意の断
面の一定表面積に占める気孔部分の面積の割合であり、
焼結体の任意の断面を１ｍｍ厚みにスライスし、その試
料について上述の式にて気孔率を算出し気孔面積率とす
る。

【００２８】また、該焼結体のガス透過性は、例えば金
型部材中での焼結体の配置の仕方等に応じて広い範囲に
わたり変えることができるが、一般には、１〜１００Ｎ
ｌ／ｃｍ²・ｍｉｎ、好ましくは３〜７０Ｎｌ／ｃｍ²・
ｍｉｎ、さらに好ましくは５〜２０Ｎｌ／ｃｍ²・ｍｉ
ｎの範囲内のガス透過率を有することが望ましい。ここ
で「ガス透過量」は、５ｍｍの厚さの板状にカットした
焼結体の一方の側から５ｋｇｆ／ｃｍ²の圧縮空気を常
温で負荷し、通過量を浮遊式フローメーターで測定した
ときの値である。

【００２９】焼結体中の気孔の断面形状には特に制限は
なく、円形、楕円形、星形、多角形状等任意の形をとる
ことができ、その大きさは通常、短径が１〜１０００μ
ｍ、特に５０〜５００μｍ、そして長い径が１〜３００
０μｍ、特に５０〜１５００μｍの範囲内にあるのが適
当である。

【００３０】また、該焼結体には、ガス透過性を改善す
る目的で、金型の外部方向に開孔した盲孔を設けること
もできる。その盲孔の形状、寸法等は、特に制限される
ものではなくし、焼結体が実用に耐える強度を保持する
限り、焼結体の金型における使用個所や形状等に応じて
自由に変えることができる。

【００３１】以上に述べた如き焼結体は、一般に、出発
原料として、前述した（Ａ）成分と（Ｂ）成分を、目的
とする焼結体に望まれる組成割合で用い、それ自体既知
の方法で、配合工程、粉砕・混合工程、乾燥工程、成形
工程、焼結工程等に順次付すことにより製造することが
できる。

【００３２】まず、配合工程では、一般的には、上記出
発原料がバインダー及び分散媒体と配合される。バイン
ダーとしては、例えばカンフアー、パラフイン、流動パ
ラフイン、高分子化合物（例えばポリビニルブチラー
ル、メラミン、シアヌレート、アクリル系樹脂など）等
が挙げられ、また、分散媒体としては、例えばメチルア
ルコール、エチルアルコール、アセトン、トルエン、キ
シレン、酢酸メチル等の有機溶媒が包含される。

【００３３】これらバインダー及び分散媒体の配合量は
通常、上記出発原料の合計量に対して各々、２０〜７０
重量％、好ましくは３０〜５０重量％の範囲内が適当で
ある。

【００３４】さらに、焼結体をガス透過性を有する多孔
体とするため、さらに、気孔化剤（発泡剤を含む）が配
合される。使用しうる気孔化剤は特に制限されるもので
はなく、例えば、加熱又は減圧により分解又は気化して
ガスを発生するタイプの気孔化剤から広く選択すること
ができる。そのような気孔化剤としては、無機系、有機
系又は高分子系のものが包含されるが、通常、有機系気
孔化剤及び高分子気孔化剤が好適である。

【００３５】有機系気孔化剤としては、例えば、アゾ系
化合物、Ｎ−ニトロソ系化合物及びスルホニル−ヒドラ
ジド系化合物等が包含され、中でもアゾ系化合物が好適
に使用される。アゾ系化合物としては、例えば、アゾジ
カルボンアミド（ＡＤＣＡ）、アゾビスイソブチロニト
リル（ＡＩＢＮ）、ジアゾアミノベンゼン（ＤＡＢ）及
びアゾビスホルムアミド（ＡＢＦＡ）等が挙げられ、特
にＡＤＣＡが好ましい。また、Ｎ−ニトロソ系化合物と
しては、例えば、Ｎ,Ｎ′−ジニトロソペンタメチレン
テトラミン（ＤＰＴ）、Ｎ,Ｎ′−ジメチル−Ｎ,Ｎ′−
ジニトロソ−テレフタルアミド（ＤＴＡ）等が挙げら
れ、さらに、スルホニル−ヒドラジド系化合物として
は、例えば、ベンゼンスルホニル−ヒドラジド（ＢＳ
Ｈ）、トルエンスルホニル−ヒドラジド（ＴＳＨ）、
４,４′−オキシビス（ベンゼンスルホニル−ヒドラジ
ド）（ＯＢＢＨ）等を例示することができる。

【００３６】無機系気孔化剤としては、例えば、重炭酸
ソーダ、重炭酸アンモニウム、炭酸ソーダ、炭酸アンモ
ニウム、亜硝酸アンモン等が挙げられる。

【００３７】高分子化合物としては、例えば、ポリビニ
ルアルコール（ＰＶＡ）、メチルセルロース（ＭＣ）、
ポリ（メタ）アクリレート（ＰＡ）、ポリビニルブチラ
ール（ＰＶＢ）、ポリウレタン（ＰＵ）、アラビアゴ
ム、パラフインワックス等を例示することができる。

【００３８】以上に述べたものの他、気孔形成機能を有
する化合物として、尿素、チオ尿素、シアヌル酸、メラ
ミンシアヌレート（ＭＣＹ）、ナフタレン、アルキン酸
ナトリウム、ステアリン酸、アルキン酸ナトリウム、メ
チル（メタ）アクリレート等もまた気孔化剤として使用
することができる。

【００３９】以上に述べた如き気孔化剤の使用量は、気
孔化剤の種類、焼結体に望まれる気孔率の程度、ガス透
過率等に応じて異なり、必要量は個々の場合に応じて小
規模の実験を行なうことにより容易に決定しうるが、一
般には、（Ａ）成分、（Ｂ）成分及びバインダーの合計
１００重量部に対して５〜７０重量部、好ましくは１０
〜３０重量部の範囲内で使用することができる。

【００４０】上記の如くして得られる配合物は次いで粉
砕・混合される。この粉砕・混合は通常行なわれている
と同様に、ボールミル、アトライター、振動ミル、リボ
ンブレンダー等の粉砕・混合装置を用いて行なうことが
でき、これによって配合材料の粒径が一般に１.５ミク
ロン以下となるようにすることが望ましい。

【００４１】このようにして得られる均一な分散配合物
は次いで乾燥して分散媒体を除去する。乾燥は常法に従
いスプレージライヤー、ヘルシエルミキサー、真空乾燥
機等の乾燥機を用いて実施することができ、それによっ
て分散媒体の含有量が約０.０１重量％以下になるまで
乾燥することが好ましい。

【００４２】例えば、真空乾燥機中で乾燥を行なう場合
の乾燥条件の一例としては、温度１０〜８０℃、好まし
くは３０〜６０℃、真空度１０^-1〜１０^-3ｍｍＨｇ及び
時間３〜５時間が挙げられる。なお、このような乾燥工
程で発泡を開始するおそれのある気孔化剤を配合する場
合には、気孔化剤は、上記乾燥工程の後に配合し混合す
ることが好ましい。

【００４３】このようにして乾燥した分散配合物は次い
で、成形機によって、所望の用途に応じた形状の型枠を
用いて成型する。成形機としては主として、ラバープレ
ス機や粉末プレス機等の加圧成形機が使用されるが、場
合によっては、押出成形機や射出成形機も使用可能であ
る。押出成形又は射出成形によって成型する場合は、配
合物の流動性を高めるため、適宜可塑剤、溶剤等を添加
することも可能である。

【００４４】上記加圧成形機で成形する場合、その成形
圧力は配合組成などによっても異なるが、一般には、
０.５〜２.０ｔ／ｃｍ²、好ましくは１〜１.５ｔ／ｃｍ
²の範囲内が適当と思われる。また、鈴木壽編「超硬合
金と焼結硬質材料−基礎と応用−」３０９〜３７２頁
（昭和６１年２月２０日、丸善（株）発行）；セラミッ
クス編集委員会講座小委員会編「セラミックス製造プロ
セス−粉末調整と成形−」２１４〜２１９頁（昭和５９
年１０月初版、社団法人セラミックス協会発行）；素木
洋一著「セラミックス製造プロセスＩ」２３９〜２４１
頁（１９７８年１０月１０日第１版、技報堂出版（株）
発行）等の文献に記載の方法も適用することができる。

【００４５】上記の如くして得られる成形物は真空中又
は不活性ガス雰囲気中で焼結する。その際に適用しうる
真空度としては一般に、１０^-1〜１０^-4ｍｍＨｇ程度、
好ましくは１０^-1〜１０^-3ｍｍＨｇの範囲内が適当であ
り、また、不活性ガスとしては例えばアルゴン、ヘリウ
ム、窒素等が挙げられる。

【００４６】焼結条件は原料組成や成形物の形状、成形
条件等に応じて広い範囲にわたって変えることができる
が、比較的低温において有機物をほぼ完全に除去した後
に昇温することが望ましく、焼結温度は通常約１２００
〜約１７００℃、特に約１３００〜約１６００℃の範囲
内が適当であり、また、焼結時間は大体０.５〜３時
間、殊に１〜２時間とすることができる。

【００４７】これにより、焼結過程で配合された気孔化
剤が分解又は気化して、焼結体は発泡し多孔質化する。

【００４８】また、気孔化剤を用いないで焼結体を多孔
質することも可能であり、その方法としては、前記乾燥
工程の後、成形加工を行って、配合物を団塊化し、次い
でこれを、粗砕、分級した後、所望の形状に成形加工処
理し、これを焼結する方法が挙げられる。

【００４９】以上述べた如くして製造されるガス透過性
を有する多孔質焼結体は、もしそれが金型部材として完
全な形に成形されているときは、そのまま金型部材とし
て使用することができ、また、それが金型部材の一部部
品として成形されているときには、他の材質、例えば、
主としてダイス鋼、ステンレス鋼、タングステン、モリ
ブデン等の金属または合金製の金型部品と共に組立てて
金型部材とすることができる。

【００５０】本発明により提供される金型部材のいくつ
かの具体例を添付図面を参考しながらさらに説明する。

【００５１】図１は、一方の成形用金型の主たる部分が
多孔質焼結体からなる成形用金型の断面の概略図であ
り、図１において、（１）が通常の金型成形用材料、例
えば主としてダイス鋼、ステンレス鋼、タングステン、
モリブデン等の金属または合金よりなる成形用金型、
（２）がそれに対向する成形用金型であり、その熔湯と
接触する部分が多孔質焼結体（３）で構成されており、
この多孔質焼結体の熔湯と接触する側と反対の側は、該
金型に設けられた脱気孔（４）に連絡されている。しか
して、該焼結体（３）は成形用金型としてこの役割を果
たすと共に、脱気孔（４）と共働して、注入口（５）か
ら注入される熔湯に対するガス抜き路を構成する。その
際、焼結体（３）には、場合により、点線で示すよう
に、金型の外部に向って開孔した孔を設けることができ
る。

【００５２】また、図２は、成形用金型の脱気孔部分に
のみ多孔質焼結体を用いた場合の成形用金型の断面概略
図であり、対向する１対の成形用金型（１）、（２）の
一方の成形用金型（１）の注入口（５）と反対側の隅に
設けられた脱気口（４）の熔湯と接する側に多孔質焼結
体（３）を組込み、それにより、熔湯が脱気孔に流入す
るのを阻止すると共にガス抜き路としての役割を果させ
ることができる。この場合にも、前記と同様、焼結体
（３）には、必要に応じて、点線で示すように、金型の
外部方向に開孔した盲孔を設けてもよい。

【００５３】さらに、図３は、多孔質焼結体を中子ピン
に用いた場合の成形用金型の断面概略図であり、中子ピ
ン（６）全体が多孔質焼結体で構成され、この中子ピン
（６）はその支持固定金具（７）に設けられた脱気孔
（４）と共働してガス抜き路を形成する。

【００５４】以上述べた本発明の金型部材は、少なくと
もそのガス抜き路部分をガス透過性の多孔質焼結体で構
成することができるので、本発明の金型部材を用いれ
ば、鋳造時に発生する気体を該焼結体を通じて自由に系
外に拡散、脱気させることが可能であり、鋳巣（巣）を
含まない高品質の鋳造物をつくることができる。

【００５５】しかも、本発明の金型部材は、機械的強度
が大きく、耐熱性、耐腐食性、熔着性等に優れたサーメ
ット系焼結体を使用しているので、金型寿命を延ばすこ
とができると共に、鋳造製品の精度と歩留を向上させる
ことができる。

【００５６】かくして、本発明の金型部材は、例えば、
鋳鉄、鋼鉄、銅合金、アルミニウム、軽合金、非鉄合金
等の鋳造成形に使用することができる。

【００５７】次に実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。

【００５８】

【実施例】

実施例１（鋳造用金型部材の調製）原料粉末として、平均粒径１.５μｍのＴiＣ及びＴi
Ｎ、平均粒径１.２μｍのＷＣ、平均粒径３μｍのＭＯ₂
Ｃ及びＭo、平均粒径１μｍのＶＣ及びＮbＣ、平均粒径
３.２μｍのＴaＣ、平均粒径３μｍのＮi、並びに平均
粒径２μｍのＣo粉末をそれぞれ下記表１に記載のとお
り配合し、次いでこれらの原料粉末３０重量部に、アセ
トン（有機溶剤）２５重量部及びパラフイン（バインダ
ー）２.５重量部をそれぞれ添加し、ボールミルで７２
時間粉砕混合した後、８０℃、減圧度１０^-3ｍｍＨｇの
条件下で５時間減圧乾燥した。このようにして得られた
粉末１００重量部とメラミンシアヌレート（気孔化剤）
１０重量部とを均一混合した後、粉末プレス機によりプ
レス圧１ｔ／ｃｍ²の条件で２０×２０×３.５ｍ／ｍの
プレート及び外径３０ｍ／ｍ、長さ２０ｍ／ｍの中子ピ
ンにそれぞれ加圧成形した。

【００５９】これらの成形体を１３６０〜１５００℃、
減圧度１０^-3ｍｍＨｇの条件下で１時間焼結し、多孔質
のプレート及び中子ピンを得た。以後これらの部材を実
施例用の試料として使用する。

【００６０】一方、比較対照用試料として、タングステ
ン／モリブデン（モル比：５０／５０）の合金板（アマ
ックス社製、５ＭＷ）を切削加工して、実施例１と同じ
寸法の気孔のないプレート及び中子ピンを作成した。ま
た、直径約０.１〜０.２ｍ／ｍの粒状ＳＫＤ鋼又は直径
約０.１〜０.２ｍ／ｍの粒状のＳＵＳ３０４鋼をそれぞ
れ約１０００℃で焼結し、さらに直径０.１〜０.５ｍ／
ｍの粒状のアルミナを１６５０℃で焼成して実施例１と
同じ寸法の多孔質のプレート及び中子ピンを調製した。

【００６１】このようにして得られた多孔質のプレート
はいずれも気孔率が４０〜４３％、気孔面積率が３８〜
４４％、肉厚５ｍ／ｍ換算における５ｋｇ／ｃｍ²圧縮
空気の室温におけるガス透過量が１３〜１５Ｎｌ／ｃｍ
²であった。

【００６２】

【表２】

【００６３】このようにして得られたプレートは、金型
部材としての基本特性である耐蝕性、耐熔着性及び機械
的、熱的衝撃強度の評価用試料として用い、中子ピンは
金型部材としての実用性を評価するための試料として用
いた。

【００６４】実施例２（鋳造用金型部材の評価）実施例１で調製したプレート及び中子ピンの評価を以下
のとおり行った。

【００６５】（１）素材の評価Ｚnを７４０℃そしてＡlを８００℃でそれぞれ加熱熔融
した２つの温度槽中に、実施例１で調製したプレートを
５分間浸漬し、これを引き揚げて室温に冷却した。この
ような浸漬及び冷却を１０サイクル繰返し、プレートの
耐蝕性及び耐熔着性を調査した。その結果を下記表２に
示す。これら特性の評価基準は次のとおりである。

【００６６】（イ）耐蝕性 ◎----腐食が全く見られず、耐触性に優れている。

【００６７】〇----腐蝕がごく僅かに見られるが実用上
ほとんど問題にならない。

【００６８】△----腐蝕が見られ、実用的に少々問題と
なる。

【００６９】×----腐蝕が顕著であり、実用性が全くな
い。

【００７０】（ロ）耐熔着性Ａｌ温湯槽を使用して以下のとおり評価した。

【００７１】◎----熔着が全く見られず、耐熔着性に優
れている。

【００７２】〇----熔着がごく僅かに見られるが実用上
ほとんど問題にならない。

【００７３】△----熔着が見られ、実用的に少々問題と
なる。

【００７４】×----熔着が顕著であり、実用性が全くな
い。

【００７５】（ハ）曲げ強度ＪＩＳＲ１６０１に準拠して曲げ強度を測定した。

【００７６】◎----曲げ強度が１０００ＭＰａ超で極め
て高い強度であった。

【００７７】〇----曲げ強度が１０００〜５００ＭＰａ
であり実用的に使用可能である。

【００７８】×----曲げ強度５００ＭＰａ未満であり、
実用性が全くない。

【００７９】（ロ）耐熔着性（２）実用性の評価図３に示す成形用金型を用い、中央に３０ｍｍφの円形
の穴と四辺に５ｍｍφの円形の小穴とを有する１００×
８０×１５ｍｍのプレートをアルミニウムで鋳造し、実
施例１で調製した中子ピンの実用性を評価した。５００
０回試打したところで、鋳造品の寸法精度及び切断面の
巣の状態を調査した。その結果を下記表２に示す。

【００８０】実用性の評価基準は次のとおりである。

【００８１】（イ）寸法精度 ◎----寸法精度が極めて良好である。

【００８２】〇----鋳造品のコーナー部分の寸法精度
が、ごく僅か低下しているものの、実用的にはほとんど
問題にならない。

【００８３】△----鋳造品のコーナー部分の寸法精度が
低下し、実用的に問題となる。

【００８４】×----鋳造品全体の寸法精度が低下し、実
用性が全くない。

【００８５】なお、試打回数が５０００回に至る前に既
に、精度が低下してしまった場合には、その試打回数を
（）内に示す。

【００８６】（ロ）巣の有無〇----巣が全く見られない。

【００８７】△----巣が僅かに見られるが、用途によっ
ては実用的に使用される。

【００８８】×----巣が見られ、実用性がない。

【００８９】（ハ）金型部材の実用性表２の試験結果より、金型部材の実用性を総合的に評価
した。

【００９０】◎----実用的に極めて優れている。

【００９１】〇----従品素材に比較しても優れており実
用的に優れている。

【００９２】△----実用的に使用するには問題がある。

【００９３】×----実用的に使用できない。

【００９４】

【表３】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の金型部材を組込んだ成形用金型
の一例の断面概略図である。

【図２】図２は本発明の金型部材を組込んだ成形用金型
の他の一例の断面概略図である。

【図３】図３は本発明の金型部材を組込んだ成形用金型
のさらに別の一例の断面概略図である。

【符号の説明】

１，２成形用金型３多孔質焼結体４脱気孔５注入口６中子ピン７支持固定金具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 38/00 ３０３ＺＣ２２Ｃ 1/08 Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】成形用金型部材の少なくとも一部が、（Ａ）周期律表の第ＩＶａ〜ＶＩａ族の元素の炭化物及
び窒化物から選ばれる少くとも１種の成分と、（Ｂ）鉄族元素から選ばれる少なくとも１種の成分より
なるガス透過性多孔質焼結体で構成されていることを特
徴とする成形用金型部材。
【請求項２】多孔質焼結体が少なくとも成形用金型部
材のガス抜き路を構成している請求項１記載の成形用金
型部材。
【請求項３】（Ａ）成分の少なくとも一部が炭化チタ
ン及び／又は窒化チタンである請求項１記載の成形用金
型部材。
【請求項４】（Ｂ）成分がニッケル及び／又はコバル
トである請求項１記載の成形用金型部材。
【請求項５】多孔質焼結体が５〜７０％の気孔率及び
５〜７０％の気孔面積率を有する請求項１記載の成形用
金型部材。
【請求項６】多孔質焼結体が１〜１００Ｎｌ／ｃｍ²
・ｍｉｎのガス透過量を有する請求項１記載の成形用金
型部材。
【請求項７】多孔質焼結体が金型の外部方向に開孔し
た盲孔を有する請求項１〜６のいずれかに記載の成形用
金型部材。