JPH08120435A

JPH08120435A - ガラス成形金型用溶射材料およびその金型

Info

Publication number: JPH08120435A
Application number: JP25350894A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Taniguchi; 口裕一谷; Michio Endo; 藤道雄遠
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-10-19
Filing date: 1994-10-19
Publication date: 1996-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】無塗油でのガラス成形用金型において、急冷
によるガラス欠陥を無くし、品質のよいガラス製品を提
供すること。【構成】重量％で、Ｃｕ１〜１５％、Ａｌ４〜１０
％、Ｃｒ７〜２０％、希土類元素１種または２種以上
０．０２〜２．０％、あるいはさらにＮｉ１０〜３０％
含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるガラス成
形金型用溶射材料、また、該溶射材料を溶射してなる層
を内面に形成したガラス成形用金型。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融ガラスを成型用金
型に装入して成形するガラス成形用金型、特に離型性に
優れた金型用材料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガラス成形用金型は、一般に、鋳鉄、耐
熱鋼により作られている。これらの材質からなる金型
は、高温のガラスが装入されその表面に接触した際に、
ガラスと反応して製品が金型から抜けなかったり、ガラ
ス表面性状が悪化したりして離型性が悪くなる。このた
め、ガラス成形用金型の表面に黒鉛や硫黄を樹脂で分散
させた離型剤を塗布するのが通例である。しかし、この
離型剤は、塗布後燃焼して悪臭を放ち、また潤滑むらが
製品不良を引き起こしたりするので、離型剤を使用しな
い、すなわち無塗油化、が望まれている。

【０００３】本発明者らは、これらの問題を解決するた
めに、先に特開昭６４−７３０３４号公報に開示する技
術を提案している。この技術は、金型表面に強固なアル
ミナ被覆を有する離型性に優れた無塗油での金型材料で
あり、これによって作られたガラス成形金型は、既に使
用されている。しかし、この技術は離型材を使用しない
のでガラスと金型との直接接触によりガラスが急冷さ
れ、ひび割れやしわが発生することがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ガラス成形
において、離型剤を塗布しない場合でも安定した品質の
ガラス製品を得ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記の事項を
その特徴としている。重量％で、Ｃｕ１〜１５％、Ａｌ４〜１０％、Ｃｒ
７〜２０％、希土類元素１種または２種以上０．０２〜
２．０％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるガラ
ス成形金型用溶射材料。さらに、Ｎｉを１０〜３０重量％含む前記に記載
のガラス成形金型用溶射材料。前記またはに記載の溶射材料を内面に溶射され
た層を有するガラス成形用金型。

【０００６】以下に、本発明を詳細に説明する。ガラス
成形用金型において離型剤を使用しない、すなわち無塗
油操業は、ガラスと金型が直接接触するため、ガラスが
急冷され、急冷によるひび割れやクラックが発生するこ
とがある。本発明者らによる各種の実験の結果、離型剤
はすべりを良くするだけでなく断熱効果も大きいことが
判明し、無塗油操業でも同様の効果を得ることが必要で
あることに着目した。

【０００７】そこで、本発明者らは、ガラスからの抜熱
を低減するために、金型内表面に熱伝導率が低く、かつ
離型性のよい材料を溶射することにより、本発明を完成
するに至った。

【０００８】本発明の溶射材料の合金成分範囲について
説明する。Ｃｕ：１５％以上含有すると熱伝導度が大きくなり、急
冷によるクラックが発生する。また、１％以下では熱伝
導が悪くなり、ガラスと焼き付きを起こす。したがっ
て、その適正含有量を１〜１５％とした。ＡｌとＣｒ：これらの元素は高温で酸化物となり、この
複合酸化物がガラスとの反応を抑止し、焼き付きを防止
する。Ａｌ，Ｃｒは単独での添加では、焼き付き防止効
果が得られなかった。

【０００９】Ａｌ：Ａｌ濃度は高い方が離型性が向上す
るが、１０％以上ではＣｕ相中に脆いβ相が形成されて
熱疲労強度が劣化する。一方、４％未満では、酸化物の
形成が困難となり、離型性の効果が少ない。したがっ
て、その適正含有量を４〜１０％とした。Ｃｒ：Ａｌと同様に高温で酸化物を形成し、離型性を改
善する。さらに、高温での耐酸化性が向上する効果があ
る。しかし、２０％を越えると脆くなり、加工性が乏し
くなり、また、高温で異常酸化を起こす。また、７％未
満では耐酸化性が良くない。したがって、その適正含有
量を７〜２０％とした。

【００１０】希土類元素：Ｙ、Ｃｅ、Ｌａ等の希土類元
素はアルミナ皮膜を強固なものとし、本発明の効果を持
続させる。濃度は０．０２％未満では効果がなくなり、
また２．０％以上では材料が脆くなる。Ｎｉ：Ｎｉを添加すると銅相が強化されると共に、鉄相
がオーステナイト組織になり、高温強度が確保できる
他、組織が微細化しなめらかな表面となる。ただし、コ
ストアップになるのでその効果との兼ね合いとなる。こ
の効果が期待できるのは、１０％以上であるが、３０％
以上では、ＮｉＡｌ系の金属間化合物を形成し脆くなる
ので、その適正含有量を１０〜３０％とした。

【００１１】次に、溶射について説明する。溶射方法と
しては、フレーム溶射や電気溶射がある。フレーム溶射
では、溶射材料中に空気相が混入され、熱伝導度がさら
に低減されるので効果が大きくなる。溶射材料の形状
は、ワイヤーや粉末である。ワイヤーは通常の線引き加
工で作成できるのでコストは安価である。一方、粉末は
ガスアトマイズや水アトマイズ法等で製造されるので高
価になる。

【００１２】ガラス成形は、金型内部に溶融ガラスを装
入し、金型内面の形状を転写するので、溶射は金型の内
面に行う。溶射厚みは、通常２０μｍから３００μｍ程
度であるが、寿命を延ばすためにさらに厚くすることも
ある。ショット数の少ない場合には、数μｍの場合もあ
るが、通常の条件では５０μｍ程度である。

【００１３】溶射のままの面粗度では製品表面が荒れる
ので、溶射後、研磨を行い所定の面粗度に仕上げる。

【００１４】本発明で溶射する対象となる金型の材料
は、特開平６−１００７９号公報に開示された材料のみ
ならず、ＳＵＳ材やＦＣ材、耐熱材料等の一般金型材料
への適応が可能である。

【００１５】

【実施例】以下に、本発明を実施例によりさらに説明す
る。実施例１重量％で、Ｃｕ３０％、Ａｌ５％、Ｃｒ５％、Ｎ
ｉ１０％、Ｌａ０．５％、残部Ｆｅの材料を用い
て、内直径５０ｍｍ、外直径１２０ｍｍ、高さ１５０ｍ
ｍの金型を作成した。次に、Ｃｕ２％、Ａｌ７％、
Ｃｒ１０％、Ｌａ０．５％、残部Ｆｅの本発明合金
のワイヤーを作成し、これを金型内面に溶射した。溶射
層の厚みは５０μｍであった。この金型に１２００℃の
ガラスを装入し、成形を行った。比較例として、溶射し
ていない金型を使用した。

【００１６】評価試験は、１０，０００個当りのガラス
瓶にクラックが発生した頻度を測定して行った。その結
果を、表１に示す。表１から分るように、本発明による
操業の場合、急冷によるクラックは皆無であった。

【００１７】

【表１】

【００１８】実施例２ＦＣ２０の材料を用い、内直径４０ｍｍ、外直径１２０
ｍｍ、高さ１２０ｍｍの金型を作成した。次に、重量％
で、Ｃｕ３％、Ａｌ５％、Ｃｒ１０％、Ｌａ
０．５％、残部Ｆｅの本発明合金のワイヤーを作成し、
これを金型内面に溶射した。溶射層の厚みは８０μｍで
あった。この金型に１２００℃のガラスを装入し、成形
を行った。比較例として、Ｃｕ５０％、Ａｌ８％、
Ｃｒ１２％、残部Ｆｅの材料を溶射した金型を使用し
た。評価試験は、実施例１と同様、１０，０００個当り
のガラス瓶にクラックが発生した頻度を測定して行っ
た。その結果を、表２に示す。表２から分るように、本
発明による操業の場合、クラックは皆無であった。

【００１９】

【表２】

【００２０】実施例３鋳鉄材料で金型を作成し、次に重量比で、Ｃｕ３％、
Ａｌ８％、Ｃｒ１０％、Ｎｉ２０％、Ｌａ０．
８％、残部Ｆｅの粉末を用いて金型表面に１５０μｍ溶
射した。また比較のため、溶射していない金型を使用し
た。

【００２１】金型のサイズは、実施例２と同様にした。
ガラス成形を行い、クラックの発生回数を比較した。シ
ョット数は１００００回とし、クラック発生頻度をカウ
ントした。

【００２２】評価試験の結果を、表３に示す。本発明に
よる操業の場合、クラック発生が皆無であった。

【００２３】

【表３】

【００２４】実施例４鋳鉄材料による金型を作成し、次に重量％で、Ｃｕ３
％、Ａｌ５％、Ｃｒ１０％、Ｎｉ１５％、Ｌａ
０．６％、残部Ｆｅの粉末を用いてその表面に５０μｍ
溶射した。また、比較例としてＣｕ６５％、Ａｌ６
％、Ｃｒ１０％、Ｎｉ１５％、Ｌａ０．６％、残
部Ｆｅの粉末を溶射していない金型を使用した。

【００２５】サイズは実施例１と同様とした。ガラス成
形を無塗油で行い、クラックの発生回数を比較した。シ
ョット数は５００００回とし、クラック発生頻度をカウ
ントした。評価試験の結果を、表４に示す。本発明によ
る操業の場合、クラック発生が皆無であった。

【００２６】

【表４】

【００２７】

【発明の効果】本発明の溶射材料を金型に適用すること
により、無塗油でも安定した品質のガラス成形を行うこ
とが可能になった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、Ｃｕ１〜１５％、Ａｌ４〜１０
％、Ｃｒ７〜２０％、希土類元素１種または２種以上
０．０２〜２．０％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物か
らなるガラス成形金型用溶射材料。
【請求項２】さらに、Ｎｉを１０〜３０重量％含む請求
項１に記載のガラス成形金型用溶射材料。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の溶射材料
を内面に溶射された層を有するガラス成形用金型。