JPH07232255A - 長寿命ダイカストマシン用スリ−ブ - Google Patents
長寿命ダイカストマシン用スリ−ブInfo
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- JPH07232255A JPH07232255A JP2808394A JP2808394A JPH07232255A JP H07232255 A JPH07232255 A JP H07232255A JP 2808394 A JP2808394 A JP 2808394A JP 2808394 A JP2808394 A JP 2808394A JP H07232255 A JPH07232255 A JP H07232255A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スリ−ブの給湯口直下から溶湯の出口までの
内周面部にサ−メットの超硬質合金を断熱材を介して嵌
入することにより高温溶湯注入時に生じるクラックを防
ぎ、従来セラミックススリ−ブよりも長寿命かつ安価で
あり、これに伴い鋳造条件、作業が安定し、健全で信頼
性のある製品を提供することである。 【構成】 本発明のスリ−ブは、鋼製スリ−ブ1及びこ
の鋼製スリ−ブ1に断熱材を介して間接的に嵌着してあ
る超硬質合金製材料により構成してあり、高温溶湯注入
時に熱膨張差等で生じるクラックを防ぎ、従来セラミッ
クススリ−ブよりも長寿命かつ安価であることを特徴と
したスリ−ブである。
内周面部にサ−メットの超硬質合金を断熱材を介して嵌
入することにより高温溶湯注入時に生じるクラックを防
ぎ、従来セラミックススリ−ブよりも長寿命かつ安価で
あり、これに伴い鋳造条件、作業が安定し、健全で信頼
性のある製品を提供することである。 【構成】 本発明のスリ−ブは、鋼製スリ−ブ1及びこ
の鋼製スリ−ブ1に断熱材を介して間接的に嵌着してあ
る超硬質合金製材料により構成してあり、高温溶湯注入
時に熱膨張差等で生じるクラックを防ぎ、従来セラミッ
クススリ−ブよりも長寿命かつ安価であることを特徴と
したスリ−ブである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ダイカスト法で加圧鋳
造する装置のスリ−ブに関するものである。
造する装置のスリ−ブに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来ダイカスト機のスリ−ブは、一般に
熱間金型用鋼等で作られ、内表面には窒化処理等の表面
処理を施して使用していた。このようなスリ−ブは一般
的に行われているアルミニウム合金等のダイカストで
は、溶湯温度が800℃以下と低融点であるためスリ−
ブが受ける熱衝撃も過酷な方ではなく通常、2〜3万シ
ョット程度の寿命を有するが、銅または銅合金等の溶融
温度が1000℃を超えるような高溶融金属を用いたダ
イカストにおいては、窒化処理等の表面処理を施してい
るにもかかわらず、たかだか数百ショットで図6のスリ
−ブ給湯口直下付近から溶湯出口にかけて、深さ0.7
mm程のヒ−トクラック8が生じる。こういう状況に陥
ったスリ−ブは、内表面と溶湯との離型性が著しく失わ
れ、図6に示す金属付着物9が生じ、プランジャチップ
が移動する際の妨げとなる。その結果プランジャ速度の
低下等を引き起こし、品質の低下、製品の機械的強度の
低下等の致命的欠陥を生じさせる原因の一つであった。
熱間金型用鋼等で作られ、内表面には窒化処理等の表面
処理を施して使用していた。このようなスリ−ブは一般
的に行われているアルミニウム合金等のダイカストで
は、溶湯温度が800℃以下と低融点であるためスリ−
ブが受ける熱衝撃も過酷な方ではなく通常、2〜3万シ
ョット程度の寿命を有するが、銅または銅合金等の溶融
温度が1000℃を超えるような高溶融金属を用いたダ
イカストにおいては、窒化処理等の表面処理を施してい
るにもかかわらず、たかだか数百ショットで図6のスリ
−ブ給湯口直下付近から溶湯出口にかけて、深さ0.7
mm程のヒ−トクラック8が生じる。こういう状況に陥
ったスリ−ブは、内表面と溶湯との離型性が著しく失わ
れ、図6に示す金属付着物9が生じ、プランジャチップ
が移動する際の妨げとなる。その結果プランジャ速度の
低下等を引き起こし、品質の低下、製品の機械的強度の
低下等の致命的欠陥を生じさせる原因の一つであった。
【0003】このような状況の中、上記の問題を解決す
るために図4,図5に示すように鋼製スリ−ブ内面にセ
ラミックスの円筒体を接合、あるいは鋼製スリ−ブとセ
ラミックス円筒体の間に鋼製スリ−ブよりも変形しやす
い材料からなる応力緩和層を設け、耐久性向上を目的と
したセラミックススリ−ブが考案されているが、セラミ
ックス円筒体4と鋼製スリ−ブ1が固定されているた
め、溶湯注入時に両者の熱膨張率の差によりクラック5
が生じて最悪の場合割れてしまう。一方、補強材として
セラミックスを用いた場合、アルミニウム等の低融点金
属には効果を奏すが、銅等の高融点金属においてはセラ
ミックス自身の製造時に発生するミクロボイド等の微小
欠陥に起因して寿命にばらつきが生じ、熱衝撃により数
ショットで割れてしまうこともあった。また、一般的に
スリ−ブにはヒ−タを数本挿入して予熱してから使用す
るのが定石であるが、小型のスリ−ブではセラミックス
円筒体を用いると、セラミックスの占める割合が大きく
なりヒ−タ取付け用の穴を加工する場合、セラミックス
自身が絶縁物のため放電加工が不可能であり非常に困難
であった。
るために図4,図5に示すように鋼製スリ−ブ内面にセ
ラミックスの円筒体を接合、あるいは鋼製スリ−ブとセ
ラミックス円筒体の間に鋼製スリ−ブよりも変形しやす
い材料からなる応力緩和層を設け、耐久性向上を目的と
したセラミックススリ−ブが考案されているが、セラミ
ックス円筒体4と鋼製スリ−ブ1が固定されているた
め、溶湯注入時に両者の熱膨張率の差によりクラック5
が生じて最悪の場合割れてしまう。一方、補強材として
セラミックスを用いた場合、アルミニウム等の低融点金
属には効果を奏すが、銅等の高融点金属においてはセラ
ミックス自身の製造時に発生するミクロボイド等の微小
欠陥に起因して寿命にばらつきが生じ、熱衝撃により数
ショットで割れてしまうこともあった。また、一般的に
スリ−ブにはヒ−タを数本挿入して予熱してから使用す
るのが定石であるが、小型のスリ−ブではセラミックス
円筒体を用いると、セラミックスの占める割合が大きく
なりヒ−タ取付け用の穴を加工する場合、セラミックス
自身が絶縁物のため放電加工が不可能であり非常に困難
であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような従来例のセ
ラミックススリ−ブは、スリ−ブ内面にセラミックスを
接合しているため熱膨張率の差によるクラックが生じた
り、銅等の高温溶融金属のアタックに対し非常に弱く低
寿命である。また、クラック発生に伴う二次的な被害と
して鋳造条件のばらつきによる不良率の増加、エネルギ
−の浪費、及びプランジャチップ等の金型部品の破壊等
は製品の価格に大きく影響することから、とりわけ高融
点金属を用いたダイカスト機用スリ−ブの大幅な寿命向
上の要求が高まっていた。
ラミックススリ−ブは、スリ−ブ内面にセラミックスを
接合しているため熱膨張率の差によるクラックが生じた
り、銅等の高温溶融金属のアタックに対し非常に弱く低
寿命である。また、クラック発生に伴う二次的な被害と
して鋳造条件のばらつきによる不良率の増加、エネルギ
−の浪費、及びプランジャチップ等の金型部品の破壊等
は製品の価格に大きく影響することから、とりわけ高融
点金属を用いたダイカスト機用スリ−ブの大幅な寿命向
上の要求が高まっていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】こうした従来のセラミッ
クススリ−ブの有する数多くの問題点を克服するため、
本発明者等は、幾種類もの金型候補材による溶湯浸食試
験及び、表面処理の有無による効果,耐熱衝撃性を検討
した結果、過酷な熱衝撃にも耐えるサ−メット材料を見
出した。サ−メット材は、炭化物,酸化物,窒化物,硼
化物等の高融点物質とNi,Cr,Co等の金属との焼
結複合材料であり、炭化物系はTiC−Ni−Mo,酸
化物系はAl2O3−Cr,窒化物系はTiN−Ni,硼
化物系はMoB2−Ni等で代表され、セラミックスと
同等の耐熱性が期待される。またMoを添加させること
でセラミックスよりも大幅に靭性が改良されている。そ
してこの材料を最も熱衝撃による損傷が大きい部分に必
要最小限使用することにより、スリ−ブの長寿命化と原
価上昇の抑制を図れることを明らかにした。また、スリ
−ブ内の損傷状況を調査した結果、溶湯による損傷部は
スリ−ブ上面には殆ど見受けられず、給湯口直下から出
口にかけての内周底面部に集中していることを突き止
め、補強部分はプランジャ摺動面全体つまり内周面全体
には必要ないことがわかった。しかし図1のように円筒
状のサ−メット材を用いても寿命には差し支えないが、
原価低減を考慮すると図3のように板状のサ−メット材
で部分的に補強した方がより好ましい。またシリカ,ア
ルミナ等を主成分として耐熱温度は1400℃,保温
性,耐火性に非常に優れ、繊維径2〜15μmセラミッ
クスファイバ−を積層した断熱材を介して嵌入し、直接
接合せずに補強材とスリ−ブとの間に熱変形の自由度を
持たせることで嵌入後や、溶湯注入時の熱膨張率の差に
よるクラックを発生し難くし、耐久性向上及び,原価上
昇の抑制が期待できる。従って、前記目的を達成するた
め本発明においては、スリ−ブの給湯口直下から溶湯の
出口にかけての内周底面部に板状のサ−メット等の超硬
質合金を断熱材を介して嵌入することにより高温溶湯注
入時に熱膨張率の差によるクラックを防ぎ、また補強材
に欠陥がより少ないサ−メットの超硬質合金を用いるこ
とにより従来のセラミックススリ−ブよりも長寿命であ
り、かつこれに伴い鋳造条件、作業が安定し、健全で信
頼性のある製品を提供することにある。
クススリ−ブの有する数多くの問題点を克服するため、
本発明者等は、幾種類もの金型候補材による溶湯浸食試
験及び、表面処理の有無による効果,耐熱衝撃性を検討
した結果、過酷な熱衝撃にも耐えるサ−メット材料を見
出した。サ−メット材は、炭化物,酸化物,窒化物,硼
化物等の高融点物質とNi,Cr,Co等の金属との焼
結複合材料であり、炭化物系はTiC−Ni−Mo,酸
化物系はAl2O3−Cr,窒化物系はTiN−Ni,硼
化物系はMoB2−Ni等で代表され、セラミックスと
同等の耐熱性が期待される。またMoを添加させること
でセラミックスよりも大幅に靭性が改良されている。そ
してこの材料を最も熱衝撃による損傷が大きい部分に必
要最小限使用することにより、スリ−ブの長寿命化と原
価上昇の抑制を図れることを明らかにした。また、スリ
−ブ内の損傷状況を調査した結果、溶湯による損傷部は
スリ−ブ上面には殆ど見受けられず、給湯口直下から出
口にかけての内周底面部に集中していることを突き止
め、補強部分はプランジャ摺動面全体つまり内周面全体
には必要ないことがわかった。しかし図1のように円筒
状のサ−メット材を用いても寿命には差し支えないが、
原価低減を考慮すると図3のように板状のサ−メット材
で部分的に補強した方がより好ましい。またシリカ,ア
ルミナ等を主成分として耐熱温度は1400℃,保温
性,耐火性に非常に優れ、繊維径2〜15μmセラミッ
クスファイバ−を積層した断熱材を介して嵌入し、直接
接合せずに補強材とスリ−ブとの間に熱変形の自由度を
持たせることで嵌入後や、溶湯注入時の熱膨張率の差に
よるクラックを発生し難くし、耐久性向上及び,原価上
昇の抑制が期待できる。従って、前記目的を達成するた
め本発明においては、スリ−ブの給湯口直下から溶湯の
出口にかけての内周底面部に板状のサ−メット等の超硬
質合金を断熱材を介して嵌入することにより高温溶湯注
入時に熱膨張率の差によるクラックを防ぎ、また補強材
に欠陥がより少ないサ−メットの超硬質合金を用いるこ
とにより従来のセラミックススリ−ブよりも長寿命であ
り、かつこれに伴い鋳造条件、作業が安定し、健全で信
頼性のある製品を提供することにある。
【0006】
【作用】本発明は、上記方法によってスリ−ブの給湯口
直下から溶湯の出口にかけての内周底面部に板状のサ−
メット等の超硬質合金を断熱材を介し嵌入することで、
高温溶湯注入時に熱膨張率の差によるクラックを防ぎ、
補強材に欠陥が少ない超硬質合金を用いることにより従
来のセラミックススリ−ブよりも寿命向上,安価が期待
できる。また、サ−メット等の超硬質合金はセラミック
スよりも内部欠陥が少なく破壊靭性値、熱衝撃値に優れ
ているので寿命のばらつき等は心配ない。
直下から溶湯の出口にかけての内周底面部に板状のサ−
メット等の超硬質合金を断熱材を介し嵌入することで、
高温溶湯注入時に熱膨張率の差によるクラックを防ぎ、
補強材に欠陥が少ない超硬質合金を用いることにより従
来のセラミックススリ−ブよりも寿命向上,安価が期待
できる。また、サ−メット等の超硬質合金はセラミック
スよりも内部欠陥が少なく破壊靭性値、熱衝撃値に優れ
ているので寿命のばらつき等は心配ない。
【0007】
【実施例】本発明の実施例を図3に示す。一例として従
来スリ−ブにMoB2−Ni,Al2O3−Cr,WC−
Co等のサ−メット材の板材を断熱材を介して冷やし嵌
めにより嵌入した場合を、図面に基づいて説明する。図
3に示すように本発明のスリ−ブは鋼製スリ−ブ1及び
この鋼製スリ−ブ1に嵌着してある超硬質合金製板材3
(この場合MoB2−Ni)により構成してある。この
鋼製スリ−ブ1は、予め熱間金型用鋼であるSKD−6
1材で製作し、内表面には従来と同様に窒化処理を施し
た。なお、寸法は外径90mm,内径40mm,長さ2
50mmである。この鋼製スリ−ブ1を超硬質合金製板
材3が嵌入できるような溝を加工し、その溝に予め鋼製
スリ−ブ1の内周面と同じ曲率に加工し、その寸法が幅
30mm,長さ200mm,最小部厚さ5mmである超
硬質合金製板材3としてサ−メット材MoB2−Niを
鋼製スリ−ブの内周面に断熱材にはアルミナを主成分と
したセラミックスファイバ−(厚さ5mm)を用いて嵌
入した。このとき、超硬質合金製板材3の板厚や幅とし
て厚さは5mm以上、幅はスリ−ブの内半径程度が望ま
しい。また、ヒ−タ挿入用の穴加工は、超硬質合金自体
が導電物質のため放電加工が適用し、10mm径の穴を
4本加工した。
来スリ−ブにMoB2−Ni,Al2O3−Cr,WC−
Co等のサ−メット材の板材を断熱材を介して冷やし嵌
めにより嵌入した場合を、図面に基づいて説明する。図
3に示すように本発明のスリ−ブは鋼製スリ−ブ1及び
この鋼製スリ−ブ1に嵌着してある超硬質合金製板材3
(この場合MoB2−Ni)により構成してある。この
鋼製スリ−ブ1は、予め熱間金型用鋼であるSKD−6
1材で製作し、内表面には従来と同様に窒化処理を施し
た。なお、寸法は外径90mm,内径40mm,長さ2
50mmである。この鋼製スリ−ブ1を超硬質合金製板
材3が嵌入できるような溝を加工し、その溝に予め鋼製
スリ−ブ1の内周面と同じ曲率に加工し、その寸法が幅
30mm,長さ200mm,最小部厚さ5mmである超
硬質合金製板材3としてサ−メット材MoB2−Niを
鋼製スリ−ブの内周面に断熱材にはアルミナを主成分と
したセラミックスファイバ−(厚さ5mm)を用いて嵌
入した。このとき、超硬質合金製板材3の板厚や幅とし
て厚さは5mm以上、幅はスリ−ブの内半径程度が望ま
しい。また、ヒ−タ挿入用の穴加工は、超硬質合金自体
が導電物質のため放電加工が適用し、10mm径の穴を
4本加工した。
【0008】このスリ−ブを用い、純銅を溶解炉で溶か
し鋳造作業を試みた結果、溶湯温度1200℃において
従来のセラミックススリ−ブよりもクラック発生量がよ
り少ない結果を得た。
し鋳造作業を試みた結果、溶湯温度1200℃において
従来のセラミックススリ−ブよりもクラック発生量がよ
り少ない結果を得た。
【0009】
【発明の効果】本発明のスリ−ブによれば、スリ−ブの
給湯口直下から溶湯の出口にかけての内周底面部に板状
のサ−メット等の超硬質合金を断熱材を介し嵌入するこ
とで、鋼製スリ−ブの内周面部と耐熱材料との間に自由
を持たせることで高温溶湯注入時に熱膨張率の差による
クラックを防ぎ、また補強材に欠陥が少ない超硬質合金
を用いることにより従来のセラミックススリ−ブよりも
寿命向上が期待できかつ安価である。これに伴い銅等の
高融点金属のダイカストにおいて鋳造条件、作業が安定
し、健全で信頼性のある製品を提供でき、絶大なる効果
を奏でることができる。
給湯口直下から溶湯の出口にかけての内周底面部に板状
のサ−メット等の超硬質合金を断熱材を介し嵌入するこ
とで、鋼製スリ−ブの内周面部と耐熱材料との間に自由
を持たせることで高温溶湯注入時に熱膨張率の差による
クラックを防ぎ、また補強材に欠陥が少ない超硬質合金
を用いることにより従来のセラミックススリ−ブよりも
寿命向上が期待できかつ安価である。これに伴い銅等の
高融点金属のダイカストにおいて鋳造条件、作業が安定
し、健全で信頼性のある製品を提供でき、絶大なる効果
を奏でることができる。
【図1】 本発明の一実施例を示すスリ−ブの縦断側面
図である。
図である。
【図2】 本発明の一実施例を示すスリ−ブの正面図で
ある。
ある。
【図3】 本発明の最も望ましい実施例を示すスリ−ブ
の正面図である。
の正面図である。
【図4】 従来例のセラミックススリ−ブの縦断側面図
である。
である。
【図5】 従来例のセラミックススリ−ブの正面図であ
る。
る。
【図6】 従来例のスリ−ブの横断上面図である。
1は鋼製スリ−ブ、2は断熱材、3は超硬質合金製板
材、4はセラミックス円筒体、5は熱膨張差によるクラ
ック、6は給湯口、7は加工溝、8はヒ−トクラック、
9は金属付着物である。
材、4はセラミックス円筒体、5は熱膨張差によるクラ
ック、6は給湯口、7は加工溝、8はヒ−トクラック、
9は金属付着物である。
Claims (2)
- 【請求項1】 インゴットを溶解炉で加熱し、得られた
溶融金属を所定量汲み上げてダイカスト法で加圧鋳造す
る装置のスリ−ブにおいて、給湯口直下から溶湯の出口
にかけて鋼製スリ−ブの内周面部に耐熱材料を断熱材を
介し嵌入することで鋼製スリ−ブの内周面部と耐熱材料
との間に熱変形の自由度を持たせることを特徴とする長
寿命ダイカストマシン用スリ−ブ。 - 【請求項2】 上記耐熱材料にサ−メット等の超硬質合
金を用いたことを特徴とする請求項1記載の長寿命ダイ
カストマシン用スリ−ブ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2808394A JPH07232255A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 長寿命ダイカストマシン用スリ−ブ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2808394A JPH07232255A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 長寿命ダイカストマシン用スリ−ブ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07232255A true JPH07232255A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=12238895
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2808394A Pending JPH07232255A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 長寿命ダイカストマシン用スリ−ブ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07232255A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002059251A (ja) * | 2000-08-09 | 2002-02-26 | Toshiba Mach Co Ltd | ダイカストマシン用湯口ブッシュ |
WO2004087351A1 (ja) * | 2003-03-27 | 2004-10-14 | Kubota Corporation | ダイカストマシン用断熱プランジャースリーブ |
-
1994
- 1994-02-25 JP JP2808394A patent/JPH07232255A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002059251A (ja) * | 2000-08-09 | 2002-02-26 | Toshiba Mach Co Ltd | ダイカストマシン用湯口ブッシュ |
WO2004087351A1 (ja) * | 2003-03-27 | 2004-10-14 | Kubota Corporation | ダイカストマシン用断熱プランジャースリーブ |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010710 |