JPH08257731A - Injection sleeve for die casting machine and die casting machine using it - Google Patents
Injection sleeve for die casting machine and die casting machine using itInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、アルミ合金をはじめと
する各種軽合金のダイカストに使用されるダイカストマ
シン用の射出スリーブ、およびそれを用いたダイカスト
マシンに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an injection sleeve for a die casting machine used for die casting of various light alloys including aluminum alloys, and a die casting machine using the injection sleeve.
【０００２】[0002]
【従来の技術】軽合金のダイカスト製品は、一対の金型
により形成されたキャビティ内に、射出スリーブに設け
られた注湯口から注湯された金属溶湯を、ブランジャで
圧力充填することにより作製される。このようなダイカ
スト製品の作製に用いられるダイカストマシンにおい
て、射出スリーブの形成材料としては一般に SKD61工具
鋼が用いられている。2. Description of the Related Art A die-cast product of a light alloy is produced by pressure-filling a molten metal poured from a pouring port provided in an injection sleeve with a blanker into a cavity formed by a pair of molds. It In die casting machines used to manufacture such die cast products, SKD61 tool steel is generally used as the material for forming the injection sleeve.
【０００３】ところで、上述したような SKD61工具鋼か
らなる射出スリーブを用いた場合、アルミニウム合金溶
湯等の金属溶湯は射出スリーブ内に20〜 30%程度の充填
率で注湯されるため、スリーブの下部が上部より加熱さ
れ、下部と上部との間で 100〜150K程度の温度が生じ、
この温度差に起因して射出スリーブが下方に凸状に反
る、「バナナ現象」と呼ばれる変形が起こる。その結
果、プランジャの動作中に射出スリーブの内壁とプラン
ジャとの間にかじりが生じ、さらにはダイカストマシン
の使用が不可能になるというような問題を招いていた。By the way, when an injection sleeve made of SKD61 tool steel as described above is used, a molten metal such as an aluminum alloy molten metal is poured into the injection sleeve at a filling rate of about 20 to 30%. The lower part is heated from the upper part, and a temperature of about 100 to 150 K occurs between the lower part and the upper part,
Due to this temperature difference, a deformation called "banana phenomenon" occurs in which the injection sleeve warps downward in a convex shape. As a result, galling occurs between the inner wall of the injection sleeve and the plunger during operation of the plunger, and further, the die casting machine cannot be used.
【０００４】また、射出スリーブは固定金型に設けられ
た鋳込み口ブッシュと連結されており、この鋳込み口ブ
ッシュも金属溶湯の注湯、充填によって、射出スリーブ
と同様に変形しやすいため、金型や射出スリーブとの連
結部に隙間が生じるという問題があった。この連結部の
隙間に金属溶湯が差し込むと、バリの発生、製品取出し
の際の引っ掛かり、溶湯温度の低下等が発生する。Further, the injection sleeve is connected to a casting port bush provided in a fixed mold, and the casting port bush is also liable to be deformed by pouring and filling of a molten metal, like the injection sleeve, and therefore the mold is made. There is a problem that a gap is generated at the connecting portion with the injection sleeve. When the molten metal is inserted into the gap between the connecting portions, burrs are generated, the product is caught when the product is taken out, and the molten metal temperature is lowered.
【０００５】そこで、上述したような射出スリーブや鋳
込み口ブッシュの変形を防止するために、 SKD61工具鋼
からなる射出スリーブの下方を強制冷却することが試み
られている。しかし、強制冷却により上記変形自体は低
減することができても、注湯された金属溶湯の温度低下
が大きくなることから、金属溶湯の一部がスリーブ内で
凝固相をつくり、それがダイカスト製品内に巻込まれた
り、あるいは湯流れを阻害する等して、不具合の発生頻
度を増加させるという問題を招いていた。このようなこ
とから、実用的な対策とは見られていない。Therefore, in order to prevent the deformation of the injection sleeve and the spout bush as described above, it has been attempted to forcibly cool the lower portion of the injection sleeve made of SKD61 tool steel. However, although the deformation itself can be reduced by forced cooling, the temperature drop of the poured molten metal becomes large, so that part of the molten metal creates a solidification phase in the sleeve, which causes die casting products. There has been a problem that the frequency of occurrence of defects is increased due to being caught inside or obstructing the flow of hot water. For this reason, it has not been seen as a practical measure.
【０００６】また、射出スリーブの構成材料としてサイ
アロン等のセラミックス材料を使用することも検討され
ている。サイアロン等からなる射出スリーブを用いるこ
とによって、上述した「バナナ現象」のような変形は防
止できるものの、セラミックス材料は靭性が低く破壊し
やすいと共に、コストが鉄系合金の10倍以上と高価であ
り、さらには金属との接合が困難であったり、薄肉にで
きない等、設計上の制約が多いことから、一般的なダイ
カストマシンへの普及には問題が多い。Further, the use of a ceramic material such as sialon as a constituent material of the injection sleeve has been studied. By using an injection sleeve made of sialon, etc., deformation such as the above-mentioned "banana phenomenon" can be prevented, but the ceramic material has low toughness and is easily broken, and the cost is 10 times more expensive than iron-based alloys. Further, there are many design restrictions, such as difficulty in joining with metal, and inability to reduce the wall thickness, so there are many problems in widespread use in general die casting machines.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、ダイ
カストマシンに用いられる射出スリーブの変形に伴うプ
ランジャとのかじり等を防止するためには、射出スリー
ブの熱変形を低減しなくてはならないが、従来の射出ス
リーブの冷却やサイアロン等のセラミックス材料の使用
等という対策では、金属溶湯の凝固に伴う不具合の発生
が増加したり、また信頼性の低下、コストや設計上の制
約の増加等という問題を招いていた。このようなことか
ら、スリーブ温度の必要以上の低下や信頼性の低下、コ
ストおよび設計上の制約の増加等を招くことなく、射出
スリーブの熱変形を低減することが求められている。ま
た、鋳込み口ブッシュについても同様である。As described above, in order to prevent the galling of the injection sleeve used in the die casting machine due to the deformation of the injection sleeve, it is necessary to reduce the thermal deformation of the injection sleeve. In the conventional measures such as cooling the injection sleeve and using ceramic materials such as sialon, problems such as solidification of the molten metal increase, reliability decreases, and cost and design constraints increase. It was causing problems. For this reason, it is required to reduce the thermal deformation of the injection sleeve without causing an unnecessary decrease in sleeve temperature, a decrease in reliability, an increase in cost and design restrictions, and the like. The same applies to the casting port bush.
【０００８】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、スリーブ温度の必要以上の低下を招
くことなく、熱変形を有効に低減することができ、さら
には周辺部品との整合性を有するダイカストマシン用射
出スリーブを提供することを目的としており、またその
ようなダイカストマシン用射出スリーブを用いることに
よって、射出スリーブとプランジャとのかじり等を防止
した、耐久性や信頼性に優れるダイカストマシンを提供
することを目的としている。The present invention has been made in order to address such a problem, and can effectively reduce thermal deformation without causing an unnecessary decrease in sleeve temperature, and further, it is possible to reduce the thermal deformation. The purpose of the invention is to provide an injection sleeve for a die casting machine having consistency, and by using such an injection sleeve for a die casting machine, it is possible to prevent galling between the injection sleeve and the plunger, and to improve durability and reliability. The purpose is to provide an excellent die casting machine.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明のダイカストマシ
ン用射出スリーブは、請求項１に記載したように、ダイ
カストマシンの注湯受けおよび加圧シリンダを兼ねる射
出スリーブであって、室温から673Kの温度範囲の熱膨張
係数が10×10-6/K以下の金属材料で構成されていること
を特徴としている。An injection sleeve for a die casting machine according to the present invention is an injection sleeve which also functions as a pouring container and a pressurizing cylinder of the die casting machine as described in claim 1, and has a temperature range from room temperature to 673K. It is characterized by being made of a metal material having a thermal expansion coefficient of 10 × 10 −6 / K or less in the temperature range.
【００１０】また、本発明のダイカストマシンは、請求
項６に記載したように、一方を移動可能とした一対の金
型と、前記一対の金型のうち固定金型に設けられた鋳込
み口ブッシュと、前記鋳込み口ブッシュに接続され、注
湯受けおよび加圧シリンダを兼ねる射出スリーブと、前
記射出スリーブ内に注湯された金属溶湯を前記一対の金
型内に加圧充填するプランジャと、前記プランジャの駆
動系とを具備するダイカストマシンにおいて、前記射出
スリーブとして、上記本発明のダイカストマシン用射出
スリーブを用いたことを特徴としている。Further, in the die casting machine of the present invention, as described in claim 6, a pair of molds, one of which is movable, and a spout bush provided in a fixed mold of the pair of molds. An injection sleeve connected to the casting bush and also serving as a pouring receiver and a pressurizing cylinder; a plunger for pressurizing and filling the molten metal poured into the injection sleeve into the pair of molds; In a die casting machine including a plunger drive system, the injection sleeve for a die casting machine of the present invention is used as the injection sleeve.
【００１１】本発明のダイカストマシンは、さらに前記
プランジャは前記射出スリーブと同程度の熱膨張係数を
有する金属材料で構成されている（請求項７）こと、ま
た前記鋳込み口ブッシュは前記射出スリーブと同程度の
熱膨張係数を有する金属材料で構成されている（請求項
８）ことを特徴としている。In the die casting machine of the present invention, further, the plunger is made of a metal material having a thermal expansion coefficient similar to that of the injection sleeve (claim 7), and the casting port bush is formed of the injection sleeve. It is characterized by being made of a metal material having a similar coefficient of thermal expansion (claim 8).
【００１２】[0012]
【作用】本発明のダイカストマシン用射出スリーブは、
室温から673Kの温度範囲の熱膨張係数が10×10-6/K以下
の金属材料で構成している。このような熱膨張係数を有
する金属材料で射出スリーブを構成することによって、
射出スリーブ内に金属溶湯を注湯した際に、射出スリー
ブの上部と下部との間に温度差が生じても、強制冷却等
を行うことなく、熱変形の発生を防止することができ
る。従って、金属溶湯の凝固等に伴う凝固相の巻込みや
湯流れの阻害等といった不具合の発生を招くこともな
い。さらに、射出スリーブは金属材料で構成されている
ため、従来の金属製射出スリーブと同等の信頼性や耐久
性、さらには周辺部品との整合性を得ることができる。The function of the injection sleeve for the die casting machine of the present invention is as follows.
It is composed of a metal material with a coefficient of thermal expansion of 10 × 10 -6 / K or less in the temperature range from room temperature to 673K. By configuring the injection sleeve with a metal material having such a coefficient of thermal expansion,
When a molten metal is poured into the injection sleeve, even if a temperature difference occurs between the upper portion and the lower portion of the injection sleeve, the thermal deformation can be prevented without performing forced cooling or the like. Therefore, problems such as entrainment of the solidified phase and obstruction of the molten metal flow due to solidification of the molten metal do not occur. Further, since the injection sleeve is made of a metal material, it is possible to obtain the same reliability and durability as those of the conventional metal injection sleeve, and further, the consistency with peripheral parts.
【００１３】また、請求項６記載のダイカストマシンに
おいては、上述したような熱変形を有効に防止し得る射
出スリーブを用いているため、射出スリーブの熱変形に
伴うプランジャのかじりを防止することができる。従っ
て、耐久性および信頼性の向上を図ることが可能とな
る。請求項７記載ダイカストマシンは、さらにプランジ
ャも射出スリーブと同程度の熱膨張係数を有する金属材
料で構成しているため、かじりの発生をより一層有効に
防止することができる。さらに、請求項８記載のダイカ
ストマシンにおいては、鋳込み口ブッシュを射出スリー
ブと同程度の熱膨張係数を有する金属材料で構成してい
るため、鋳込み口ブッシュの熱変形も有効に防止するこ
とができる。これによって、金型や射出スリーブとの連
結部からの金属溶湯の漏れを防ぐことが可能となる。Further, in the die casting machine according to the sixth aspect, since the injection sleeve capable of effectively preventing the thermal deformation as described above is used, it is possible to prevent the galling of the plunger due to the thermal deformation of the injection sleeve. it can. Therefore, it is possible to improve durability and reliability. In the die casting machine according to the seventh aspect, the plunger is also made of a metal material having a thermal expansion coefficient similar to that of the injection sleeve, so that the galling can be prevented more effectively. Further, in the die casting machine according to the eighth aspect, since the casting port bush is made of a metal material having a thermal expansion coefficient similar to that of the injection sleeve, thermal deformation of the casting port bush can be effectively prevented. . This makes it possible to prevent the molten metal from leaking from the connection part with the mold and the injection sleeve.
【００１４】[0014]
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.
【００１５】図１は、本発明の一実施例によるダイカス
トマシンの構造を示す図であり、図２はその要部を拡大
して示す図である。これらの図において、１は可動型２
と固定型３とで一対の金型であり、この一対の金型１に
よりキャビティ４が形成される。固定型３内には、鋳込
み口ブッシュ５がキャビティ４と接続するように設けら
れている。また、鋳込み口ブッシュ５には、射出スリー
ブ６が接続されており、この射出スリーブ６はプラテン
７によって支持されている。FIG. 1 is a view showing the structure of a die casting machine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view showing the essential parts thereof. In these figures, 1 is a movable type 2
And the fixed mold 3 are a pair of molds, and the cavity 4 is formed by the pair of molds 1. A casting port bush 5 is provided in the fixed mold 3 so as to be connected to the cavity 4. An injection sleeve 6 is connected to the casting bush 5, and the injection sleeve 6 is supported by a platen 7.
【００１６】射出スリーブ６には注湯口６ａが設けられ
ており、この注湯口６ａから金属溶湯が注湯される。射
出スリーブ６内には、プランジャチップ８が移動可能に
配置されており、プランジャチップ８には油圧シリンダ
９等のプランジャ駆動機構により駆動されるプランジャ
ロッド１０が連結されている。注湯口６ａから注湯され
た金属溶湯は、油圧シリンダ９を動作させることによっ
て、プランジャチップ８によりキャビティ４内に加圧充
填される。The injection sleeve 6 is provided with a pouring port 6a from which molten metal is poured. A plunger tip 8 is movably arranged in the injection sleeve 6, and a plunger rod 10 driven by a plunger drive mechanism such as a hydraulic cylinder 9 is connected to the plunger tip 8. The molten metal poured from the pouring port 6a is pressurized and filled in the cavity 4 by the plunger tip 8 by operating the hydraulic cylinder 9.
【００１７】可動型２は、油圧シリンダ１１等の型移動
機構により移動可能とされている。この可動型２が所定
方向に移動する際に、キャビティ４内に作製されたダイ
カスト製品は固定された押出しロッド１２によって型か
ら排出される。The movable die 2 is movable by a die moving mechanism such as a hydraulic cylinder 11. When the movable die 2 moves in a predetermined direction, the die-cast product produced in the cavity 4 is discharged from the die by the fixed extrusion rod 12.
【００１８】上述したようなダイカストマシンにおい
て、まず射出スリーブ６は室温から673Kの温度範囲の熱
膨張係数が10×10-6/K以下の金属材料で構成されてい
る。このような熱膨張係数を有する金属材料で射出スリ
ーブ６を構成することによって、射出スリーブ６内に金
属溶湯を注湯した際に、射出スリーブ６の上部と下部と
の間に温度差が生じても、強制冷却等を行うことなく、
熱変形の発生を防止することができる。従って、射出ス
リーブ６とプランジャチップ８とのかじりを有効に防止
することが可能となる。In the die casting machine as described above, first, the injection sleeve 6 is made of a metal material having a thermal expansion coefficient of 10 × 10 -6 / K or less in the temperature range of room temperature to 673K. By forming the injection sleeve 6 with a metal material having such a coefficient of thermal expansion, when pouring a molten metal into the injection sleeve 6, a temperature difference is generated between the upper portion and the lower portion of the injection sleeve 6. Even without forced cooling,
The occurrence of thermal deformation can be prevented. Therefore, it is possible to effectively prevent galling between the injection sleeve 6 and the plunger tip 8.
【００１９】また、射出スリーブ６を必要以上に温度低
下させることもないため、金属溶湯の凝固等に伴う凝固
相の巻込みや湯流れの阻害等といった不具合の発生を招
くこともない。さらに、射出スリーブ６は金属材料で構
成されているため、従来の金属製射出スリーブと同等の
信頼性や耐久性、さらには周辺部品との整合性を得るこ
とができる。Since the temperature of the injection sleeve 6 is not lowered more than necessary, problems such as entrainment of the solidified phase and obstruction of the molten metal flow due to solidification of the molten metal do not occur. Further, since the injection sleeve 6 is made of a metal material, it is possible to obtain the same reliability and durability as those of the conventional metal injection sleeve, and further, the consistency with peripheral parts.
【００２０】射出スリーブ６を構成する金属材料のより
好ましい室温から673Kの温度範囲の熱膨張係数は 7×10
-6/K以下であり、このような熱膨張係数を有する金属材
料を用いることによって、従来技術で示した「バナナ現
象」と呼ばれる熱変形をより一層良好に防止することが
できる。The more preferable thermal expansion coefficient of the metal material constituting the injection sleeve 6 in the temperature range of room temperature to 673K is 7 × 10.
-6 / K or less, and by using a metal material having such a coefficient of thermal expansion, thermal deformation called "banana phenomenon" shown in the prior art can be prevented even better.
【００２１】ここで、従来の SKD61工具鋼からなる射出
スリーブでは、スリーブの下方温度が約673Kまで上昇
し、上方との温度差が 100〜150K程度になる場合があ
る。 SKD61工具鋼の上記温度範囲の熱膨張係数は約12×
10-6/Kであり、例えばスリーブ寸法が内径80mm、長さ 3
40mmである350ton級ダイカストマシンのプランジャ入口
での熱変形量は約0.25mm程度になる。射出スリーブとプ
ランジャチップとのクリアランスの許容量は多くとって
も 0.2mm程度であるため、上記熱変形量では当然かじり
が生じてしまう。Here, in the conventional injection sleeve made of SKD61 tool steel, the lower temperature of the sleeve may rise to about 673K, and the temperature difference from the upper side may be about 100 to 150K. The coefficient of thermal expansion of SKD61 tool steel in the above temperature range is about 12 ×
10 -6 / K, for example the sleeve dimensions 80 mm inner diameter, length 3
The amount of thermal deformation at the plunger inlet of a 350 ton class die casting machine, which is 40 mm, is about 0.25 mm. Since the allowable amount of clearance between the injection sleeve and the plunger tip is at most about 0.2 mm, the above-mentioned amount of thermal deformation naturally causes galling.
【００２２】そこで、 0.2mm程度の射出スリーブとプラ
ンジャチップとのクリアランスの許容量の範囲内に射出
スリーブの熱変形を抑えるためには、室温から673Kの温
度範囲の熱膨張係数を10×10-6/K以下とする必要があ
る。さらに、より良好なプランジャ駆動を得るために
は、上記クリアランスを0.15mm以下とすることが望まし
く、このような範囲内に射出スリーブの熱変形を抑える
ためには、室温から673Kの温度範囲の熱膨張係数を 7×
10-6/K以下の金属材料を用いることが望ましい。[0022] In order to suppress the thermal deformation of the injection sleeve is within the clearance allowance between 0.2mm approximately the injection sleeve and the plunger tip, × 10 thermal expansion coefficient of the temperature range of 673K from room 10 - Must be 6 / K or less. Furthermore, in order to obtain a better plunger drive, it is desirable to set the above clearance to 0.15 mm or less. In order to suppress the thermal deformation of the injection sleeve within such a range, the temperature in the room temperature to 673 K Expansion coefficient 7 ×
It is desirable to use a metal material of 10 −6 / K or less.
【００２３】上述したような室温から673Kの温度範囲の
熱膨張係数が10×10-6/K以下の金属材料としては、Niお
よびCoから選ばれる少なくとも 1種を含有する低膨張性
鉄合金が挙げられる。また、Mo、 W、Ptおよびこれらを
主成分とする合金等も、本発明の射出スリーブ６を構成
する金属材料として用いることができる。上記した低膨
張性鉄合金としては、インバー合金(Fe-36%Ni)、スーパ
ーインバー合金(Fe-31%Ni-5%Co）、コバール合金(Fe-29
%Ni-17%Co)、42アロイ(Fe-42%Ni)、低膨張鋳鉄等が知ら
れている。これらの合金は室温付近でキュリー温度を示
し、磁気的体積歪み現象により室温付近での結晶格子の
熱膨張を吸収することで低膨張性が発現する。As the metal material having a thermal expansion coefficient of 10 × 10 −6 / K or less in the temperature range from room temperature to 673 K as described above, a low expansion iron alloy containing at least one selected from Ni and Co is used. Can be mentioned. Further, Mo, W, Pt, alloys containing these as the main components, and the like can also be used as the metal material forming the injection sleeve 6 of the present invention. As the low expansion iron alloy described above, Invar alloy (Fe-36% Ni), Super Invar alloy (Fe-31% Ni-5% Co), Kovar alloy (Fe-29
% Ni-17% Co), 42 alloy (Fe-42% Ni), low expansion cast iron, etc. are known. These alloys exhibit a Curie temperature near room temperature and exhibit a low expansion property by absorbing the thermal expansion of the crystal lattice near room temperature due to the magnetic volume strain phenomenon.
【００２４】ここで、インバー合金やスーパーインバー
合金は、室温付近では熱膨張係数が1.5×10-6/Kおよび
0.5×10-6/Kであるが、室温から673Kの温度範囲の熱膨
張係数は 8〜 9×10-6/Kとなる。このようなインバー合
金やスーパーインバー合金を上記射出スリーブ６の構成
材料として用いることも可能であるが、上記鉄合金中の
NiおよびCoの含有量を高めると、低熱膨張性の温度範囲
が高温側に拡大する傾向があり、Ni単独またはNiとCoの
合計量を34〜56重量% の範囲とした鉄合金は、射出スリ
ーブ６の構成金属材料として、より好ましい熱膨張係数
である 7×10-6/K以下を満足するものとなる。Ni単独ま
たはNiとCoの合計量が34重量% 未満であると、低熱膨張
性の温度範囲の高温側への移行を十分に果たすことがで
きず、また56重量% を超えると低熱膨張性が損われる。Here, the Invar alloy and the Super Invar alloy have a coefficient of thermal expansion of 1.5 × 10 −6 / K and a temperature near room temperature.
Although it is 0.5 × 10 -6 / K, the coefficient of thermal expansion in the temperature range from room temperature to 673 K is 8 to 9 × 10 -6 / K. It is possible to use such an Invar alloy or a Super Invar alloy as a constituent material of the injection sleeve 6, but
When the Ni and Co contents are increased, the temperature range of low thermal expansion tends to expand to the high temperature side.Ni alone or the iron alloy with the total amount of Ni and Co in the range of 34 to 56% by weight is As a constituent metal material of the sleeve 6, a more preferable thermal expansion coefficient of 7 × 10 −6 / K or less is satisfied. When Ni alone or the total amount of Ni and Co is less than 34% by weight, the transition to the high temperature side of the low thermal expansion temperature range cannot be sufficiently achieved, and when it exceeds 56% by weight, the low thermal expansion property becomes low. Be damaged.
【００２５】従って、射出スリーブ６の構成金属材料と
しては、Ni単独またはNiとCoの合計量が34〜56重量% の
範囲の低膨張性鉄合金を用いることが望ましく、コバー
ル合金(Fe-29%Ni-17%Co)、42アロイ(Fe-42%Ni)、Ni単独
またはNiとCoの合計量が34〜56重量% の範囲の低膨張鋳
鉄等は、上記したような熱膨張係数が 7×10-6/K以下で
ある低膨張性鉄合金に当てはまるものである。これらの
内でも、形状付与が容易であると共に、安価であること
等から、特にNi単独またはNiとCoの合計量が34〜56重量
% の範囲の低膨張鋳鉄が好ましく用いられる。Therefore, as the constituent metal material of the injection sleeve 6, it is desirable to use a low-expansion iron alloy in which Ni alone or the total amount of Ni and Co is in the range of 34 to 56% by weight, and Kovar alloy (Fe-29) is used. % Ni-17% Co), 42 alloy (Fe-42% Ni), low-expansion cast iron with Ni alone or a total amount of Ni and Co in the range of 34 to 56% by weight has a coefficient of thermal expansion as described above. This applies to low-expansion iron alloys of 7 × 10 -6 / K or less. Among these, since it is easy to give shape and is inexpensive, in particular, Ni alone or the total amount of Ni and Co is 34 to 56 weight.
Low expansion cast iron in the range of% is preferably used.
【００２６】上記低膨張鋳鉄の具体例としては、 Cを
2.5重量% 以下、Siを 1.0重量% 以下、Mnを 1.0重量%
以下、Niを25〜56重量% 、Coを20重量% 以下（ただし、
Ni単独またはNiとCoの合計量が34〜56重量% の範囲であ
る）、4A族元素および5A族元素から選ばれる少なくとも
1種の金属元素を 6重量% 以下、Mgを 0.1重量% 以下含
有し、残部がFeおよび不可避不純物からなる低膨張鋳鉄
が挙げられる。NiおよびCoの含有範囲は上述した通りで
あり、また個々の含有範囲を超えてもそれぞれ熱膨張係
数の増大を招くことになる。As a specific example of the low expansion cast iron, C is
2.5 wt% or less, Si 1.0 wt% or less, Mn 1.0 wt%
25 to 56% by weight of Ni and 20% by weight or less of Co (however,
Ni alone or the total amount of Ni and Co is in the range of 34 to 56% by weight), at least selected from 4A group elements and 5A group elements
Low-expansion cast iron containing 6% by weight or less of one kind of metal element, 0.1% by weight or less of Mg, and the balance Fe and unavoidable impurities is mentioned. The content range of Ni and Co is as described above, and even if the content range of each is exceeded, the thermal expansion coefficient is increased.
【００２７】NiおよびCo以外の C、Si、Mn、Mgは鋳鉄の
基礎成分である。 Cは一般鋳鉄並みの鋳造性と切削加工
性を付与する成分であり、 Cの含有量が 2.5重量% を超
えると強度の低下を招く。Siは酸素濃度の低減と流動性
を改善する成分であり、Siの含有量が 1.0重量% を超え
ると熱膨張係数が増大する。Mnは脱酸剤や耐食性向上成
分として機能するが、Mnの含有量が 1.0重量% を超える
と熱膨張係数が増大するため、Mnの含有量は 1.0重量%
以下とすることが好ましい。Mgは黒鉛を球状化する成分
であり、Mgの含有量が 0.1重量% を超えると低熱膨張性
と加工性の低下を招くことになる。C, Si, Mn and Mg other than Ni and Co are basic components of cast iron. C is a component that imparts castability and machinability comparable to general cast iron, and if the C content exceeds 2.5% by weight, the strength is reduced. Si is a component that reduces oxygen concentration and improves fluidity, and if the Si content exceeds 1.0% by weight, the coefficient of thermal expansion increases. Mn functions as a deoxidizer and a component to improve corrosion resistance, but if the Mn content exceeds 1.0 wt%, the coefficient of thermal expansion increases, so the Mn content is 1.0 wt%.
The following is preferable. Mg is a component that spheroidizes graphite, and if the Mg content exceeds 0.1% by weight, low thermal expansion and deterioration of workability will be caused.
【００２８】また、4A族元素および5A族元素から選ばれ
る少なくとも 1種の金属元素は、粒状炭化物の形成によ
り低熱膨張性の向上および硬さと強度の増大に寄与する
成分であり、特にNbやTi等が好ましく用いられる。これ
ら金属元素の含有量が 6重量% を超えると基地中に固溶
して熱膨張係数を増大させることとなる。At least one metal element selected from the 4A group element and the 5A group element is a component that contributes to the improvement of the low thermal expansion property and the increase of the hardness and the strength by the formation of granular carbide, and particularly Nb and Ti. Etc. are preferably used. When the content of these metal elements exceeds 6% by weight, they form a solid solution in the matrix and increase the thermal expansion coefficient.
【００２９】上述したような金属材料により構成された
射出スリーブ６には、金属溶湯の固着や金属溶湯による
溶損劣化等を防止する上で、その内壁面に金属溶湯に対
して濡れ性が低く、かつ耐溶損性を有する表面処理層を
設けることが好ましい。このような表面処理層として
は、セラミックス層、金属層、金属間化合物層、窒化
層、炭化層、ホウ化層等が挙げられる。The injection sleeve 6 made of the metal material as described above has a low wettability with respect to the molten metal on its inner wall surface in order to prevent the molten metal from sticking and the deterioration of the melting loss due to the molten metal. Moreover, it is preferable to provide a surface treatment layer having melting resistance. Examples of such a surface treatment layer include a ceramic layer, a metal layer, an intermetallic compound layer, a nitride layer, a carbonized layer, and a boride layer.
【００３０】具体的な表面処理法としては、射出スリー
ブ６の内壁面を直接窒化処理、浸炭処理、ホウ化処理す
る方法や、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、ＴＲＤ（熱反応析出・
拡散）法、溶射法、肉盛り溶接法、鋳込み法等の被膜形
成法等が例示される。例えば、耐溶損性被覆膜として
は、 TiN、 TiC、WC、 TiB、Si3 N 4 、Cr2 O 3 、Al2O
3 、 ZrO2 等の窒化物、炭化物、ホウ化物、酸化物、お
よびこれらと金属との複合材等が好ましい。このような
表面処理層は、溶射スリーブ６の寸法や使用条件等に応
じて適宜選択して使用することができる。As a specific surface treatment method, a method of directly nitriding, carburizing or boring the inner wall surface of the injection sleeve 6, PVD method, CVD method, TRD (thermal reaction deposition
Diffusion) method, thermal spraying method, build-up welding method, casting method and other coating forming methods are exemplified. For example, as the corrosion-resistant coating film, TiN, TiC, WC, TiB, Si 3 N 4 , Cr 2 O 3 , Al 2 O
3 , nitrides such as ZrO 2 , carbides, borides, oxides, and composite materials of these and metals are preferable. Such a surface treatment layer can be appropriately selected and used according to the dimensions of the thermal spraying sleeve 6, the conditions of use, and the like.
【００３１】以上射出スリーブ６について詳述したが、
鋳込み口ブッシュ５も金属溶湯の注湯により熱変形が生
じる場合があることから、上述した射出スリーブ６と同
程度の熱膨張係数を有する金属材料で構成することが好
ましい。このような熱膨張係数を有する金属材料で鋳込
み口ブッシュ５を構成することによって、その熱変形を
防止することができることから、鋳込み口ブッシュ５の
変形に伴う連結部からの溶湯漏れや鋳込み口ブッシュ５
自体のクラック等を防止することができる。具体的な構
成金属材料は前述した通りである。また、上述した射出
スリーブ６と同様な金属溶湯に対して濡れ性が低く、か
つ耐溶損性を有する表面処理層を設けることが好まし
い。The injection sleeve 6 has been described in detail above.
Since the casting bush 5 may be thermally deformed by pouring the molten metal, it is preferable to be made of a metal material having a thermal expansion coefficient similar to that of the injection sleeve 6 described above. By constructing the spout bush 5 with a metal material having such a coefficient of thermal expansion, it is possible to prevent thermal deformation of the spout bush 5. Therefore, molten metal leakage from the connecting portion or spout bush due to the deformation of the spout bush 5 can be prevented. 5
It is possible to prevent cracks of itself. The specific constituent metal material is as described above. Further, it is preferable to provide a surface treatment layer having a low wettability with respect to the molten metal and having a melting loss resistance similar to the injection sleeve 6 described above.
【００３２】さらに、プランジャチップ８は、金属溶湯
が注湯された射出スリーブ６内を金属溶湯と接しながら
移動するため、射出スリーブと同程度の熱膨張係数を有
する金属材料で構成することが好ましい。これによっ
て、金属溶湯を注湯した際に温度上昇が起こっても、当
初のクリアランスを維持することができ、かじり等の発
生をより有効に防止することができる。Further, since the plunger tip 8 moves while contacting the molten metal in the injection sleeve 6 into which the molten metal has been poured, it is preferably made of a metal material having a thermal expansion coefficient similar to that of the injection sleeve. . Thereby, even if the temperature rises when pouring the molten metal, the initial clearance can be maintained, and the occurrence of galling or the like can be more effectively prevented.
【００３３】次に、上記実施例の具体例とその評価結果
について述べる。Next, a concrete example of the above-mentioned embodiment and its evaluation result will be described.
【００３４】実施例１、比較例１ まず、組成成分が C 2.0重量% 、Si 0.4重量% 、Mn 0.4
重量% 、Ni28重量% 、Co12重量% 、Nb 1.0重量% 、Mg0.
04重量% 、残部Feおよび不可避不純物である合金鋳鉄を
高周波誘導炉で溶解し、フラン砂鋳型を用いて、図２に
構造を示した外形 100mm、内径65mm、長さ 350mmの射出
スリーブ６を鋳造した。加工後、内壁面にイオン窒化処
理を施して厚さ約 100μm の窒化層を形成した。鋳造材
での熱膨張係数は、373Kで 4.0×10-6/K、673Kで 5.0×
10-6/Kであった。Example 1 and Comparative Example 1 First, the composition components were C 2.0% by weight, Si 0.4% by weight, and Mn 0.4%.
% By weight, Ni28% by weight, Co12% by weight, Nb 1.0% by weight, Mg0.
04% by weight, the balance Fe and alloy cast iron which is an unavoidable impurity are melted in a high frequency induction furnace, and cast using a furan sand mold to produce an injection sleeve 6 having an outer shape of 100 mm, an inner diameter of 65 mm and a length of 350 mm. did. After processing, the inner wall surface was subjected to ion nitriding treatment to form a nitride layer having a thickness of about 100 μm. The coefficient of thermal expansion of cast material is 4.0 × 10 -6 / K at 373K, 5.0 × at 673K
It was 10 -6 / K.
【００３５】また、図２に構造を示した鋳込み口ブッシ
ュ５およびプランジャチップ８を、射出スリーブ６と同
一材料にて鋳造した。これらについても同様に窒化処理
を施した。The casting port bush 5 and the plunger tip 8 having the structure shown in FIG. 2 were cast from the same material as the injection sleeve 6. The nitriding treatment was similarly performed on these.
【００３６】このような射出スリーブ６、鋳込み口ブッ
シュ５およびプランジャチップ８を、図１に示したダイ
カストマシンに組込んで、 ADC12アルミニウム合金のダ
イカスト試験を実施した。ダイカスト試験は、溶湯温度
を 1033Kと高めに設定し、また充填率は 30%で行った。The injection sleeve 6, casting port bush 5 and plunger tip 8 were assembled in the die casting machine shown in FIG. 1 to carry out a die casting test of an ADC12 aluminum alloy. The die casting test was conducted at a high melt temperature of 1033K and a filling rate of 30%.
【００３７】また、本発明との比較例として、従来材の
SKD61工具鋼で同一形状の射出スリーブを作製すると共
に、その内壁面に上記実施例と同様な窒化層を形成し
た。また、鋳込み口ブッシュ５およびプランジャチップ
８を焼入れ熱処理した SKD61工具鋼（窒化処理せず）で
作製した。これらを上記実施例と同様に、図１に示した
ダイカストマシンに組込んで、実施例と同一条件で ADC
12アルミニウム合金のダイカスト試験を実施した。Further, as a comparative example with the present invention,
An injection sleeve having the same shape was manufactured from SKD61 tool steel, and a nitride layer similar to that in the above-mentioned example was formed on the inner wall surface thereof. Further, the casting port bush 5 and the plunger tip 8 were made of quench-heat-treated SKD61 tool steel (without nitriding treatment). These were incorporated into the die casting machine shown in FIG. 1 in the same manner as in the above embodiment, and the ADC was operated under the same conditions as in the embodiment.
Die casting test of 12 aluminum alloy was conducted.
【００３８】上記実施例および比較例によるダイカスト
試験において、実施例によるダイカストマシンでは 200
00ショット後においても射出スリーブの内面に大きな損
傷は観察されず、また射出スリーブと鋳込み口ブッシュ
との連結部からの溶湯漏れ等も認められなかった。さら
に、得られたダイカスト製品においては、凝固相の巻込
みや湯じわ等はほとんど発生していなかった。これに対
して、比較例によるダイカストマシンでは5000ショット
で射出スリーブの内面にかなり大きな傷やクラックが発
生しており、また約 20000ショットで射出スリーブと鋳
込み口ブッシュとの連結部から溶湯漏れが発生した。In the die casting test according to the above-mentioned examples and comparative examples, the die-casting machine according to the example is 200
Even after 00 shot, no major damage was observed on the inner surface of the injection sleeve, and no leakage of molten metal from the connecting portion between the injection sleeve and the casting bush was observed. Furthermore, in the obtained die-cast product, the inclusion of the solidification phase, the wrinkles, etc. were hardly generated. On the other hand, in the die casting machine according to the comparative example, considerably large scratches and cracks were generated on the inner surface of the injection sleeve after 5000 shots, and molten metal leaked from the connection between the injection sleeve and the spout bush at approximately 20000 shots. did.
【００３９】実施例２〜４ 表１に成分組成および熱膨張係数を示す各種材料を用い
て、実施例１と同一形状の射出スリーブ６をそれぞれ作
製した。これら各射出スリーブの内壁面には、表１に示
す表面処理層を形成した。また、鋳込み口ブッシュ５お
よびプランジャチップ８についても、表１に示す各種材
料を用いて実施例１と同様に作製した。これら射出スリ
ーブ、鋳込み口ブッシュおよびプランジャチップを図１
に示したダイカストマシンに組込み、実施例１と同一条
件で ADC12アルミニウム合金のダイカスト試験を実施し
た。その結果を併せて表１に示す。Examples 2 to 4 Injection sleeves 6 having the same shape as in Example 1 were produced by using various materials having the composition and thermal expansion coefficient shown in Table 1. The surface treatment layer shown in Table 1 was formed on the inner wall surface of each of the injection sleeves. Further, the casting bush 5 and the plunger tip 8 were also manufactured in the same manner as in Example 1 using the various materials shown in Table 1. Figure 1 shows these injection sleeve, spout bush and plunger tip.
The die-casting test was carried out on the ADC12 aluminum alloy under the same conditions as in Example 1 by incorporating the die-casting machine shown in FIG. The results are also shown in Table 1.
【００４０】[0040]
【表１】 [Table 1]
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のダイカス
トマシン用射出スリーブは、低熱膨張性を有すると共に
信頼性等に優れる金属材料で構成しているため、スリー
ブ温度の必要以上の低下を招くことなく、熱変形を有効
に低減することができる。そして、本発明のダイカスト
マシンは、上述したような射出スリーブを用いているた
め、射出スリーブとプランジャとのかじり等の発生を防
止することができ、優れた信頼性および耐久性を得るこ
とが可能となる。As described above, the injection sleeve for a die casting machine according to the present invention is made of a metal material having a low thermal expansion property and an excellent reliability, so that the sleeve temperature is lowered more than necessary. Without this, thermal deformation can be effectively reduced. Further, since the die casting machine of the present invention uses the above-mentioned injection sleeve, it is possible to prevent the occurrence of galling between the injection sleeve and the plunger, and it is possible to obtain excellent reliability and durability. Becomes
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】 本発明の一実施例によるダイカストマシンの
構造を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a structure of a die casting machine according to an embodiment of the present invention.
【図２】 図１に示すダイカストマシンの要部を拡大し
て示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an enlarged main part of the die casting machine shown in FIG.
１……金型 ５……鋳込み口ブッシュ ６……射出スリーブ ８……プランジャチップ ９……油圧シリンダ 1 ... Mold 5 ... Casting bush 6 ... Injection sleeve 8 ... Plunger tip 9 ... Hydraulic cylinder
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩井 昌彦 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masahiko Iwai 8 Shinsita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Stock company Toshiba Yokohama office
Claims (8)
シリンダを兼ねる射出スリーブであって、室温から673K
の温度範囲の熱膨張係数が10×10-6/K以下の金属材料で
構成されていることを特徴とするダイカストマシン用射
出スリーブ。1. An injection sleeve which also functions as a pouring receiver and a pressurizing cylinder of a die casting machine, which is 673K from room temperature.
An injection sleeve for a die casting machine, which is made of a metal material having a thermal expansion coefficient in the temperature range of 10 × 10 −6 / K or less.
スリーブにおいて、 前記金属材料は、NiおよびCoから選ばれる少なくとも 1
種を含有する低膨張性鉄合金であることを特徴とするダ
イカストマシン用射出スリーブ。2. The injection sleeve for a die casting machine according to claim 1, wherein the metal material is at least 1 selected from Ni and Co.
An injection sleeve for a die casting machine, which is a low expansion iron alloy containing a seed.
スリーブにおいて、 前記射出スリーブはその内壁面に、金属溶湯に対して濡
れ性が低く、かつ耐溶損性を有する表面処理層が設けら
れていることを特徴とするダイカストマシン用射出スリ
ーブ。3. The injection sleeve for a die casting machine according to claim 1, wherein the injection sleeve is provided on its inner wall surface with a surface treatment layer having a low wettability with respect to the molten metal and a corrosion resistance. Injection sleeve for die casting machines, which is characterized by that.
スリーブにおいて、 前記表面処理層は、セラミックス層、金属層、金属間化
合物層、窒化層、炭化層およびホウ化層から選ばれる少
なくとも 1種からなることを特徴とするダイカストマシ
ン用射出スリーブ。4. The injection sleeve for a die casting machine according to claim 3, wherein the surface treatment layer is at least one selected from a ceramic layer, a metal layer, an intermetallic compound layer, a nitride layer, a carbonized layer and a boride layer. An injection sleeve for die casting machines.
スリーブにおいて、 前記低膨張性鉄合金は、 Cを 2.5重量% 以下、Siを 1.0
重量% 以下、Mnを 1.0重量% 以下、Niを25〜56重量% 、
Coを20重量% 以下（ただし、Ni単独またはNiとCoの合計
量が34〜56重量% の範囲である）、4A族元素および5A族
元素から選ばれる少なくとも 1種の金属元素を 6重量%
以下、Mgを 0.1重量% 以下含有し、残部がFeおよび不可
避的不純物からなる低膨張鋳鉄であることを特徴とする
ダイカストマシン用射出スリーブ。5. The injection sleeve for a die casting machine according to claim 2, wherein the low expansion iron alloy contains C in an amount of 2.5% by weight or less and Si in an amount of 1.0.
Wt% or less, Mn 1.0 wt% or less, Ni 25-56 wt%,
20% by weight or less of Co (however, Ni alone or the total amount of Ni and Co is in the range of 34 to 56% by weight), 6% by weight of at least one metal element selected from Group 4A elements and Group 5A elements
Hereinafter, an injection sleeve for a die casting machine, which is characterized by containing 0.1% by weight or less of Mg, and the balance being low expansion cast iron consisting of Fe and inevitable impurities.
記一対の金型のうち固定金型に設けられた鋳込み口ブッ
シュと、前記鋳込み口ブッシュに接続され、注湯受けお
よび加圧シリンダを兼ねる射出スリーブと、前記射出ス
リーブ内に注湯された金属溶湯を前記一対の金型内に圧
力充填するプランジャと、前記プランジャの駆動機構と
を具備するダイカストマシンにおいて、 前記射出スリーブとして、請求項１記載のダイカストマ
シン用射出スリーブを用いたことを特徴とするダイカス
トマシン。6. A pair of molds, one of which is movable, a casting port bush provided in a fixed mold of the pair of molds, a casting port bush connected to the casting port bush, and a pouring receiver and a pressurizer. In a die casting machine comprising an injection sleeve also serving as a cylinder, a plunger for pressure-filling the molten metal poured into the injection sleeve into the pair of molds, and a drive mechanism for the plunger, the injection sleeve: A die casting machine using the injection sleeve for a die casting machine according to claim 1.
て、 前記プランジャは、前記射出スリーブと同程度の熱膨張
係数を有する金属材料で構成されていることを特徴とす
るダイカストマシン。7. The die casting machine according to claim 6, wherein the plunger is made of a metal material having a thermal expansion coefficient similar to that of the injection sleeve.
トマシンにおいて、 前記鋳込み口ブッシュは、前記射出スリーブと同程度の
熱膨張係数を有する金属材料で構成されていることを特
徴とするダイカストマシン。8. The die casting machine according to claim 6 or 7, wherein the casting port bush is made of a metal material having a thermal expansion coefficient similar to that of the injection sleeve. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6570895A JPH08257731A (en) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | Injection sleeve for die casting machine and die casting machine using it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6570895A JPH08257731A (en) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | Injection sleeve for die casting machine and die casting machine using it |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08257731A true JPH08257731A (en) | 1996-10-08 |
Family
ID=13294798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6570895A Withdrawn JPH08257731A (en) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | Injection sleeve for die casting machine and die casting machine using it |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08257731A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006272558A (en) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Konica Minolta Opto Inc | Horizontal molding machine |
| JP2020122188A (en) * | 2019-01-30 | 2020-08-13 | 新報国製鉄株式会社 | Low thermal expansion casting and method for manufacturing the same |
| EP4130299A4 (en) * | 2020-03-24 | 2023-12-20 | Shinhokoku Material Corp. | Low-thermal-expansion casting and method for manufacturing same |
-
1995
- 1995-03-24 JP JP6570895A patent/JPH08257731A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006272558A (en) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Konica Minolta Opto Inc | Horizontal molding machine |
| JP4609144B2 (en) * | 2005-03-28 | 2011-01-12 | コニカミノルタオプト株式会社 | Horizontal molding machine |
| JP2020122188A (en) * | 2019-01-30 | 2020-08-13 | 新報国製鉄株式会社 | Low thermal expansion casting and method for manufacturing the same |
| EP4130299A4 (en) * | 2020-03-24 | 2023-12-20 | Shinhokoku Material Corp. | Low-thermal-expansion casting and method for manufacturing same |
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