JPH07180024A - 金型または金型材料 - Google Patents
金型または金型材料Info
- Publication number
- JPH07180024A JPH07180024A JP32784493A JP32784493A JPH07180024A JP H07180024 A JPH07180024 A JP H07180024A JP 32784493 A JP32784493 A JP 32784493A JP 32784493 A JP32784493 A JP 32784493A JP H07180024 A JPH07180024 A JP H07180024A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- self
- alloy
- intermediate layer
- film
- metal mold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 軽量且つ保温性の良いスリーブ用金型等を提
供するに当たり、母材として選択されるＴｉ基合金の表
面に、耐溶損性等の優れた溶射皮膜を密着性良く形成す
る。 【構成】 Ｔｉ基合金製金型母材上に、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｆ
ｅ等からなる中間層を形成し、その上に自融性溶射皮膜
を形成する。
供するに当たり、母材として選択されるＴｉ基合金の表
面に、耐溶損性等の優れた溶射皮膜を密着性良く形成す
る。 【構成】 Ｔｉ基合金製金型母材上に、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｆ
ｅ等からなる中間層を形成し、その上に自融性溶射皮膜
を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は軽量で且つ保温性の優れ
た金型または金型材料に関し、詳細にはダイカスト用の
金型や金型部品、例えばプランジャースリーブ、プラン
ジャーチップ、中子ピン等、更には溶融金属との接触部
位若しくは激しい熱サイクルの負荷される湯口等に使用
されるダイカスト用の金型材料に関するものである。
た金型または金型材料に関し、詳細にはダイカスト用の
金型や金型部品、例えばプランジャースリーブ、プラン
ジャーチップ、中子ピン等、更には溶融金属との接触部
位若しくは激しい熱サイクルの負荷される湯口等に使用
されるダイカスト用の金型材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】上記の様な技術分野に用いられるダイカ
スト用の金型或はその部品としては、従来ＳＫＤ１１や
ＳＫＤ６１等で代表されるダイス鋼が汎用されている。
しかしこれらのダイス鋼は比重が大きい為金型を組上げ
たときに大重量となり、取付けや取外し時の作業性が悪
いという欠点があり、更に重大な欠点としては、素材と
しての熱伝導率が大きく、これに接触している溶融金属
の温度を低下させて製品歩留りを悪くするばかりか、場
合によっては溶融金属が部材表面に凝着して部材自身の
破損を招くという問題を有している。そこで比重が小さ
く、且つ熱伝導率の低い素材への変換が図られ、Ｔｉま
たはＴｉ基合金をダイカスト用金型材料として使用する
ことが検討されている。
スト用の金型或はその部品としては、従来ＳＫＤ１１や
ＳＫＤ６１等で代表されるダイス鋼が汎用されている。
しかしこれらのダイス鋼は比重が大きい為金型を組上げ
たときに大重量となり、取付けや取外し時の作業性が悪
いという欠点があり、更に重大な欠点としては、素材と
しての熱伝導率が大きく、これに接触している溶融金属
の温度を低下させて製品歩留りを悪くするばかりか、場
合によっては溶融金属が部材表面に凝着して部材自身の
破損を招くという問題を有している。そこで比重が小さ
く、且つ熱伝導率の低い素材への変換が図られ、Ｔｉま
たはＴｉ基合金をダイカスト用金型材料として使用する
ことが検討されている。
【０００３】しかしながらＴｉやＴｉ基合金は熱衝撃
性、耐摩耗性及び耐溶損性が現用の前記ダイス鋼より劣
るという欠点があり、金型材料として使用する為には何
らかの表面処理によって上記諸性質を改善する必要があ
る。
性、耐摩耗性及び耐溶損性が現用の前記ダイス鋼より劣
るという欠点があり、金型材料として使用する為には何
らかの表面処理によって上記諸性質を改善する必要があ
る。
【０００４】ところで表面処理に必要な条件としては、
スリーブ状物体の内面の如き腔部表面、或は金型の如き
複雑物体の全表面等に対して、過不足なく均整な表面処
理効果を及ぼしめ得ること、並びに表面処理層を所望程
度に厚膜化し得ること等が挙げられ、これらを満足する
ことのできる表面処理技術としては、自融性合金を使用
して形成する溶射皮膜が考えられている。そして具体的
な手法としては、低融点金属若しくは合金中にＷＣ粉末
等の高硬度粒子を分散させて材料表面に溶射し、ここに
形成された溶射膜を加熱して自融処理を施すことによ
り、気孔の少ない密着性に優れた溶射皮膜とすることが
検討されている。
スリーブ状物体の内面の如き腔部表面、或は金型の如き
複雑物体の全表面等に対して、過不足なく均整な表面処
理効果を及ぼしめ得ること、並びに表面処理層を所望程
度に厚膜化し得ること等が挙げられ、これらを満足する
ことのできる表面処理技術としては、自融性合金を使用
して形成する溶射皮膜が考えられている。そして具体的
な手法としては、低融点金属若しくは合金中にＷＣ粉末
等の高硬度粒子を分散させて材料表面に溶射し、ここに
形成された溶射膜を加熱して自融処理を施すことによ
り、気孔の少ない密着性に優れた溶射皮膜とすることが
検討されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記手法は従来のダイ
ス鋼を対象とする場合においては何の問題もなく適用さ
れてきたものであったが、ＴｉやＴｉ基合金に適用した
ところ、溶射皮膜の剥離に遭遇することが体験された。
即ち溶射膜を形成した後の自融処理は一般に大気中で行
なわれているが、この大気中加熱によって母材表面に酸
化皮膜が形成され、母材と溶射皮膜の密着性が著しく劣
化し、ときには上記自融処理の操作中に溶射皮膜が剥離
するという事故を生じることすらあった。
ス鋼を対象とする場合においては何の問題もなく適用さ
れてきたものであったが、ＴｉやＴｉ基合金に適用した
ところ、溶射皮膜の剥離に遭遇することが体験された。
即ち溶射膜を形成した後の自融処理は一般に大気中で行
なわれているが、この大気中加熱によって母材表面に酸
化皮膜が形成され、母材と溶射皮膜の密着性が著しく劣
化し、ときには上記自融処理の操作中に溶射皮膜が剥離
するという事故を生じることすらあった。
【０００６】本発明は上記の様な事情に着目してなされ
たものであって、自融処理の操作中はもとより、溶射皮
膜の形成を完了した後にこれらが剥離することを防止す
る技術、即ちＴｉまたはＴｉ基合金の金型母材上に、密
着性の優れた溶射皮膜を形成して、軽量且つ保温性が良
好で、更に耐熱衝撃性、耐摩耗性、耐溶損性の良い金型
または金型材料を提供するものである。
たものであって、自融処理の操作中はもとより、溶射皮
膜の形成を完了した後にこれらが剥離することを防止す
る技術、即ちＴｉまたはＴｉ基合金の金型母材上に、密
着性の優れた溶射皮膜を形成して、軽量且つ保温性が良
好で、更に耐熱衝撃性、耐摩耗性、耐溶損性の良い金型
または金型材料を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成すること
のできた本発明の金型または金型材料は、ＴｉまたはＴ
ｉ基合金（以下Ｔｉ基合金で代表する）からなる母材上
に、Ｔｉより難酸化性の物質からなる耐酸化性中間層を
介して溶射処理層が形成され、且つ自融処理の施された
ことを要旨とするものである。尚上記中間層は、自融処
理時にそれ自身が酸化されず、且つ母材であるＴｉ基合
金の酸化を防止し得る機能を有するものであればどの様
な素材であっても良く、例えば耐酸化性金属または合
金、並びにセラミックスやプラスチック等が使用され
る。これらのうち特に好適なものとしては、母材表面へ
の中間層形成性が良好なもの、例えばＦｅ，Ｎｉ，Ｃ
ｒ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｌ，Ｗ，
Ｖよりなる群から選択される一種以上の金属を用いるこ
とが推奨される。
のできた本発明の金型または金型材料は、ＴｉまたはＴ
ｉ基合金（以下Ｔｉ基合金で代表する）からなる母材上
に、Ｔｉより難酸化性の物質からなる耐酸化性中間層を
介して溶射処理層が形成され、且つ自融処理の施された
ことを要旨とするものである。尚上記中間層は、自融処
理時にそれ自身が酸化されず、且つ母材であるＴｉ基合
金の酸化を防止し得る機能を有するものであればどの様
な素材であっても良く、例えば耐酸化性金属または合
金、並びにセラミックスやプラスチック等が使用され
る。これらのうち特に好適なものとしては、母材表面へ
の中間層形成性が良好なもの、例えばＦｅ，Ｎｉ，Ｃ
ｒ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｌ，Ｗ，
Ｖよりなる群から選択される一種以上の金属を用いるこ
とが推奨される。
【０００８】
【作用】まず自融性溶射皮膜の形成から説明する。自融
性溶射材料の種類は特に限定されず、一般に使用されて
いるものは全て使用できるが、代表的なものとしては、
Ｎｉ基合金、Ｃｏ基合金等の低融点合金をベースとした
ものが示され、前者としてはＮｉ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｎｉ−
Ｃｒ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ系等、後者と
してはＣｏ−Ｃｒ−Ｆｅ−Ｍｏ−Ｂ系等が例示され、こ
れらにＡｌ2 Ｏ3，ＺｒＯ2 ，ＣｒＯ3 ，ＴｉＯ2 ，Ｔ
ｉＢ2 ，ＴａＢ2 ，ＭｏＳｉ2 ，ＺｒＣ，ＷＣ，ＶＣ，
ＴｉＮ，ＺｒＮ等の無機質化合物を配合して溶射するこ
ともできる。
性溶射材料の種類は特に限定されず、一般に使用されて
いるものは全て使用できるが、代表的なものとしては、
Ｎｉ基合金、Ｃｏ基合金等の低融点合金をベースとした
ものが示され、前者としてはＮｉ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｎｉ−
Ｃｒ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ系等、後者と
してはＣｏ−Ｃｒ−Ｆｅ−Ｍｏ−Ｂ系等が例示され、こ
れらにＡｌ2 Ｏ3，ＺｒＯ2 ，ＣｒＯ3 ，ＴｉＯ2 ，Ｔ
ｉＢ2 ，ＴａＢ2 ，ＭｏＳｉ2 ，ＺｒＣ，ＷＣ，ＶＣ，
ＴｉＮ，ＺｒＮ等の無機質化合物を配合して溶射するこ
ともできる。
【０００９】これらの自融性溶射材料を母材上に溶射し
て得られる溶射膜は多孔質であり、外気と母材表面は該
多孔質中の連通空間の為に非遮断状態であり、そのため
酸素に対して非常に活性なＴｉ基合金からなる母材の表
面が酸化される恐れがあると共に、母材との接着が機械
的係合に過ぎず、剥離され易いという欠点を有してい
る。そこで本発明者らは該溶射膜を加熱し、膜中の低融
点合金を溶融（自融）させて多孔質性を喪失させると共
に、該合金を母材中に拡散させて拡散合金層を形成する
ことによって、母材に対する密着性を高めることを検討
した。
て得られる溶射膜は多孔質であり、外気と母材表面は該
多孔質中の連通空間の為に非遮断状態であり、そのため
酸素に対して非常に活性なＴｉ基合金からなる母材の表
面が酸化される恐れがあると共に、母材との接着が機械
的係合に過ぎず、剥離され易いという欠点を有してい
る。そこで本発明者らは該溶射膜を加熱し、膜中の低融
点合金を溶融（自融）させて多孔質性を喪失させると共
に、該合金を母材中に拡散させて拡散合金層を形成する
ことによって、母材に対する密着性を高めることを検討
した。
【００１０】ところがこの自融処理は一般的に大気中で
行なわれているものである為、前記多孔質を通して母材
表面に接していた酸素によってＴｉ基合金の酸化反応が
進行し、母材表面にＴｉＯ2 を含む酸化物皮膜が形成さ
れる。そしてこの酸化物皮膜は、自融処理された溶射皮
膜中の低融点合金が母材中に拡散するのを妨げ、結局母
材に対する自融処理被膜の密着性を低下させる。この状
態は図１の右側、即ち「中間層形成なし」と示した側に
概念的に示した通りであり、自融性溶射皮膜が簡単に剥
離してしまう。
行なわれているものである為、前記多孔質を通して母材
表面に接していた酸素によってＴｉ基合金の酸化反応が
進行し、母材表面にＴｉＯ2 を含む酸化物皮膜が形成さ
れる。そしてこの酸化物皮膜は、自融処理された溶射皮
膜中の低融点合金が母材中に拡散するのを妨げ、結局母
材に対する自融処理被膜の密着性を低下させる。この状
態は図１の右側、即ち「中間層形成なし」と示した側に
概念的に示した通りであり、自融性溶射皮膜が簡単に剥
離してしまう。
【００１１】そこで自融処理をアルゴン等の不活性ガス
中で行なうことも検討したが、自融処理前に多孔質部を
通して侵入していた大気によって、既に常温下でもＴｉ
基合金の酸化が進んでいることがあり、アルゴンの使用
によるコスト高に見合った効果が得られる訳ではないこ
とが分かった。
中で行なうことも検討したが、自融処理前に多孔質部を
通して侵入していた大気によって、既に常温下でもＴｉ
基合金の酸化が進んでいることがあり、アルゴンの使用
によるコスト高に見合った効果が得られる訳ではないこ
とが分かった。
【００１２】そこで本発明においては、自融性溶射皮膜
の形成に先立って耐酸化性の中間層を形成しておくとい
う本発明の基本構成に到達したのである。この様な基本
構成は図１の左側、即ち「中間層形成」とした側に概念
的に示される通りであり、自融の為の加熱処理を行なっ
ても母材表面に酸化皮膜を生じることがない。ここに形
成される中間層は先に説明した如くそれ自身耐酸化性を
有するものであり、且つ母材であるＴｉ基合金の酸化を
防止するものであって、めっきや各種蒸着法等、任意の
手段によって形成される。
の形成に先立って耐酸化性の中間層を形成しておくとい
う本発明の基本構成に到達したのである。この様な基本
構成は図１の左側、即ち「中間層形成」とした側に概念
的に示される通りであり、自融の為の加熱処理を行なっ
ても母材表面に酸化皮膜を生じることがない。ここに形
成される中間層は先に説明した如くそれ自身耐酸化性を
有するものであり、且つ母材であるＴｉ基合金の酸化を
防止するものであって、めっきや各種蒸着法等、任意の
手段によって形成される。
【００１３】
【実施例】Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ及びＳＫＤ６１（比較
材）を母材とするスリーブ状の試験片を作製した。中間
層を形成しないもの、並びにその内腔面中間層としてＣ
ｒ，Ｎｉ，Ｆｅの各電気めっきを形成したものを用い、
Ｎｉ基合金（６５Ｎｉ−３０ＷＣ−５ＣｏにＳｉ，Ｂを
添加したもの）及びＣｏ基合金（６５Ｃｏ−３０Ｃｒ−
３ＦｅＢ−Ｍｏ−Ｂ）を試験片の内腔面に夫々溶射し
た。これらについて、密着性（目視観察）、重量及び保
温性（ＪＩＳ−ＡＣ８Ｃの７３５℃のＡｌ溶湯を上記ス
リーブ中に保持したときの溶湯の温度変化、及び凝固開
始時間）を評価した。評価結果は表１に示す通りであ
り、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖを使用したものは軽量性及び保
温性において優れ、更に中間層を形成したものでは自融
処理を行なったときの溶射皮膜の剥離も見られず、総合
的に見れば、耐熱衝撃性、耐摩耗性、耐溶損性に優れた
自融性溶射皮膜が密着性良く形成されていた。
材）を母材とするスリーブ状の試験片を作製した。中間
層を形成しないもの、並びにその内腔面中間層としてＣ
ｒ，Ｎｉ，Ｆｅの各電気めっきを形成したものを用い、
Ｎｉ基合金（６５Ｎｉ−３０ＷＣ−５ＣｏにＳｉ，Ｂを
添加したもの）及びＣｏ基合金（６５Ｃｏ−３０Ｃｒ−
３ＦｅＢ−Ｍｏ−Ｂ）を試験片の内腔面に夫々溶射し
た。これらについて、密着性（目視観察）、重量及び保
温性（ＪＩＳ−ＡＣ８Ｃの７３５℃のＡｌ溶湯を上記ス
リーブ中に保持したときの溶湯の温度変化、及び凝固開
始時間）を評価した。評価結果は表１に示す通りであ
り、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖを使用したものは軽量性及び保
温性において優れ、更に中間層を形成したものでは自融
処理を行なったときの溶射皮膜の剥離も見られず、総合
的に見れば、耐熱衝撃性、耐摩耗性、耐溶損性に優れた
自融性溶射皮膜が密着性良く形成されていた。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【発明の効果】本発明は上記の様に構成されており、軽
量で保温性に優れると共に、耐熱衝撃性、耐摩耗性及び
耐溶損性の優れた自融性溶射皮膜を密着性良く形成した
金型または金型材料が提供されることとなった。
量で保温性に優れると共に、耐熱衝撃性、耐摩耗性及び
耐溶損性の優れた自融性溶射皮膜を密着性良く形成した
金型または金型材料が提供されることとなった。
【図１】溶射皮膜の形成手順を示す説明図。
Claims (1)
- 【請求項１】 ＴｉまたはＴｉ基合金からなる母材上
に、Ｔｉより難酸化性の耐酸化性中間層を介して溶射処
理層が形成され、且つ自融処理の施されたものであるこ
とを特徴とする金型または金型材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32784493A JPH07180024A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 金型または金型材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32784493A JPH07180024A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 金型または金型材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07180024A true JPH07180024A (ja) | 1995-07-18 |
Family
ID=18203620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32784493A Withdrawn JPH07180024A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 金型または金型材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07180024A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008006502A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | General Electric Co <Ge> | 鋳型の形成方法 |
| CN108044079A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-05-18 | 西安交通大学 | 一种高强合金与耐热陶瓷叠层涂层压铸模具及其制备方法 |
| CN108115110A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-05 | 西安交通大学 | 一种具有拉伸预应力陶瓷层抗粘附压铸模具及其制备方法 |
| CN108115109A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-05 | 西安交通大学 | 一种塑性金属陶瓷叠层涂层压铸模具及其制备方法 |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP32784493A patent/JPH07180024A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008006502A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | General Electric Co <Ge> | 鋳型の形成方法 |
| CN108044079A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-05-18 | 西安交通大学 | 一种高强合金与耐热陶瓷叠层涂层压铸模具及其制备方法 |
| CN108115110A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-05 | 西安交通大学 | 一种具有拉伸预应力陶瓷层抗粘附压铸模具及其制备方法 |
| CN108115109A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-05 | 西安交通大学 | 一种塑性金属陶瓷叠层涂层压铸模具及其制备方法 |
| CN108115110B (zh) * | 2017-12-22 | 2020-03-13 | 西安交通大学 | 一种具有拉伸预应力陶瓷层抗粘附压铸模具及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5035957A (en) | Coated metal product and precursor for forming same | |
| EP0880607B1 (de) | Oxidationsschutzschicht für refraktärmetalle | |
| CA2228768A1 (fr) | Procede de realisation d'un revetement protecteur a haute efficacite contre la corrosion a haute temperature pour superalliages, revetement protecteur obtenu par ce procede et pieces protegees par ce revetement | |
| JP7018603B2 (ja) | クラッド層の製造方法 | |
| US4935073A (en) | Process for applying coatings of zirconium and/or titantuim and a less noble metal to metal substrates and for converting the zirconium and/or titanium to an oxide, nitride, carbide, boride or silicide | |
| US4943485A (en) | Process for applying hard coatings and the like to metals and resulting product | |
| US4857116A (en) | Process for applying coatings of zirconium and/or titanium and a less noble metal to metal substrates and for converting the zirconium and/or titanium to a nitride, carbide, boride, or silicide | |
| JPH07180024A (ja) | 金型または金型材料 | |
| EP0400683B1 (en) | Powdered metal spray coating material, process for producing the same and the use thereof | |
| JP3916388B2 (ja) | 連続鋳造用鋳型の製造方法 | |
| US3959028A (en) | Process of working metals coated with a protective coating | |
| JPH02277760A (ja) | ニッケル又はコバルトを基礎とする保護層を有する構成部材及びその製造方法 | |
| JP2949443B2 (ja) | 溶融金属耐食性皮膜形成方法 | |
| US6410154B2 (en) | Tial-based alloys with excellent oxidation resistance, and method for producing the same | |
| JP2000345313A (ja) | 繰り返し熱衝撃及び摺動摩耗を受けるロール胴部基材表面の耐熱性、耐食性、耐摩耗性を向上させた連続鋳造に用いるロール製造法 | |
| EP0198078A1 (en) | Process for applying coatings to metals and resulting product | |
| GB821336A (en) | Improvements in and relating to alloys | |
| JPH06122076A (ja) | 酸化物分散金属の肉盛溶接方法 | |
| JP3245338B2 (ja) | 低アルミニウム亜鉛基合金用ホットチャンバーダイカストマシン | |
| JPS61223106A (ja) | 高合金クラツド製品の製造方法 | |
| JPH04258356A (ja) | Ａｌダイカスト金型 | |
| JPH10175044A (ja) | 連続鋳造用鋳型及びその製造方法 | |
| JPH0364444A (ja) | 表面皮膜形成用ワイヤ | |
| JPH07173592A (ja) | 溶融亜鉛めっき用ポットロール | |
| EP0201531A1 (en) | Process for applying hard coatings and the like to metals and resulting product |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |