JPH10139451A - ガラス成形金型用合金およびそれから製作されたガラス成形金型 - Google Patents
ガラス成形金型用合金およびそれから製作されたガラス成形金型Info
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- JPH10139451A JPH10139451A JP29349096A JP29349096A JPH10139451A JP H10139451 A JPH10139451 A JP H10139451A JP 29349096 A JP29349096 A JP 29349096A JP 29349096 A JP29349096 A JP 29349096A JP H10139451 A JPH10139451 A JP H10139451A
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
- C03B11/084—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor
- C03B11/086—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor of coated dies
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
- C03B2215/10—Die base materials
- C03B2215/11—Metals
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
- C03B2215/14—Die top coat materials, e.g. materials for the glass-contacting layers
- C03B2215/20—Oxide ceramics
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガラス成形用金型の酸化皮膜の耐摩耗性を高
め長寿命化をはかる。 【構成】 重量比で、Ｃｕ：１０％以上６０％未満、Ａ
ｌ：４％以上１２％未満、Ｃｒ：４％以上２０％未満、
Ｚｒ：０．０５％以上０．４％未満、希土類元素の１種
または２種以上：０．０２％以上１．０％未満含み、残
部Ｆｅおよび不可避的元素からなるガラス成形金型用合
金、および、Ｃｕ：１０％以上６０％未満、Ａｌ：４％
以上１２％未満、Ｃｒ：４％以上２０％未満、Ｎｉ：１
０％以上２５％未満、Ｚｒ：０．０５％以上０．４％未
満、希土類元素の１種または２種以上：０．０２％以上
１．０％未満含み、残部Ｆｅおよび不可避的元素からな
るガラス成形金型用合金。および、前記合金からなる金
型表面に強固な酸化皮膜を有することを特徴とするガラ
ス成型用金型。
め長寿命化をはかる。 【構成】 重量比で、Ｃｕ：１０％以上６０％未満、Ａ
ｌ：４％以上１２％未満、Ｃｒ：４％以上２０％未満、
Ｚｒ：０．０５％以上０．４％未満、希土類元素の１種
または２種以上：０．０２％以上１．０％未満含み、残
部Ｆｅおよび不可避的元素からなるガラス成形金型用合
金、および、Ｃｕ：１０％以上６０％未満、Ａｌ：４％
以上１２％未満、Ｃｒ：４％以上２０％未満、Ｎｉ：１
０％以上２５％未満、Ｚｒ：０．０５％以上０．４％未
満、希土類元素の１種または２種以上：０．０２％以上
１．０％未満含み、残部Ｆｅおよび不可避的元素からな
るガラス成形金型用合金。および、前記合金からなる金
型表面に強固な酸化皮膜を有することを特徴とするガラ
ス成型用金型。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス成形用金型
に用いる合金およびそれから作られた金型に関する。
に用いる合金およびそれから作られた金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガラス成形用金型は、一般に鋳鉄、耐熱
鋼等により作られているが、これらの材質からなるガラ
ス成形用金型では、挿入された高温の溶融ガラスが金型
表面に接触した際に、ガラスと金型表面が反応するた
め、ガラスの型離れが悪くかつ製品の表面性状が悪化す
る。
鋼等により作られているが、これらの材質からなるガラ
ス成形用金型では、挿入された高温の溶融ガラスが金型
表面に接触した際に、ガラスと金型表面が反応するた
め、ガラスの型離れが悪くかつ製品の表面性状が悪化す
る。
【０００３】このため、従来はガラス成形用金型の表面
に黒鉛を主体にした油性の離型剤を塗布しながらの操業
が通例となっている。しかし、この離型剤は、塗油後燃
焼して作業環境を悪化させたり、ガラス表面に黒鉛が付
着することによる品質低下の原因になっており、離型剤
を使用しない、いわゆる離型剤無塗布成形が強く望まれ
ている。
に黒鉛を主体にした油性の離型剤を塗布しながらの操業
が通例となっている。しかし、この離型剤は、塗油後燃
焼して作業環境を悪化させたり、ガラス表面に黒鉛が付
着することによる品質低下の原因になっており、離型剤
を使用しない、いわゆる離型剤無塗布成形が強く望まれ
ている。
【０００４】本発明者らは、既に、特開昭６４−２２９
７０６号公報において、酸化雰囲気中で熱処理と合金表
面にアルミナ皮膜が生成し、これにより耐高温酸化性に
優れた高温用合金が得られることを開示している。ま
た、特開平６−１００７９号公報、特開平６−２７９９
４４号公報、特開平８−２２５９０４号公報において、
ガラス成形用金型としての要件を満たすための合金特
性、すなわち熱伝導率が良く、高温硬度が高く、耐食性
に優れ、かつ生成したアルミナ皮膜が強固である合金を
提案した。しかしながら、これらの合金から作られた金
型においても、長時間の連続使用では金型表面に肌あれ
や成形したガラス製品表面にシワ欠陥が発生することが
あり、メンテナンスフリーの安定した金型としては十分
ではない。
７０６号公報において、酸化雰囲気中で熱処理と合金表
面にアルミナ皮膜が生成し、これにより耐高温酸化性に
優れた高温用合金が得られることを開示している。ま
た、特開平６−１００７９号公報、特開平６−２７９９
４４号公報、特開平８−２２５９０４号公報において、
ガラス成形用金型としての要件を満たすための合金特
性、すなわち熱伝導率が良く、高温硬度が高く、耐食性
に優れ、かつ生成したアルミナ皮膜が強固である合金を
提案した。しかしながら、これらの合金から作られた金
型においても、長時間の連続使用では金型表面に肌あれ
や成形したガラス製品表面にシワ欠陥が発生することが
あり、メンテナンスフリーの安定した金型としては十分
ではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述した金
型に関する諸問題を解決するためのものであって、離型
剤塗布作業が不要であり、長時間の連続使用時における
金型表面の肌あれを防止し、かつ製品面のシワの発生を
防止することを目的としている。
型に関する諸問題を解決するためのものであって、離型
剤塗布作業が不要であり、長時間の連続使用時における
金型表面の肌あれを防止し、かつ製品面のシワの発生を
防止することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ガラス成
形用金型として適する合金の検討、実機テストを繰り返
し行ってきた結果、以下の組成の合金が離型剤無塗布成
形を達成するガラス成形金型用合金として極めて優れて
いることを見い出した。
形用金型として適する合金の検討、実機テストを繰り返
し行ってきた結果、以下の組成の合金が離型剤無塗布成
形を達成するガラス成形金型用合金として極めて優れて
いることを見い出した。
【０００７】すなわち、本発明のガラス成形金型用合金
は、重量比で、Ｃｕ：１０％以上６０％未満、Ａｌ：４
％以上１２％未満、Ｃｒ：４％以上２０％未満、Ｚｒ：
０．０５％以上０．４％未満、希土類元素の１種または
２種以上：０．０２％以上１．０％未満含み、残部Ｆｅ
および不可避的元素からなる。また、重量比で、Ｃｕ：
１０％以上６０％未満、Ａｌ：４％以上１２％未満、Ｃ
ｒ：４％以上２０％未満、Ｎｉ：１０％以上２５％未
満、Ｚｒ：０．０５％以上０．４％未満、希土類元素の
１種または２種以上：０．０２％以上１．０％未満含
み、残部Ｆｅおよび不可避的元素からなるガラス成形金
型用合金である。また、本発明のガラス成型用金型は上
記の合金からなる金型表面に強固な酸化皮膜を有するこ
とを特徴とするガラス成型用金型。さらに、本発明のガ
ラス成形金型の作製方法は、前記の合金を溶解、鋳造、
機械加工して金型を作製し、該金型を８００℃以上の温
度で１時間以上保持し、表面に強固な酸化皮膜を生成さ
せたことを特徴とするガラス成型用金型の作製方法であ
る。
は、重量比で、Ｃｕ：１０％以上６０％未満、Ａｌ：４
％以上１２％未満、Ｃｒ：４％以上２０％未満、Ｚｒ：
０．０５％以上０．４％未満、希土類元素の１種または
２種以上：０．０２％以上１．０％未満含み、残部Ｆｅ
および不可避的元素からなる。また、重量比で、Ｃｕ：
１０％以上６０％未満、Ａｌ：４％以上１２％未満、Ｃ
ｒ：４％以上２０％未満、Ｎｉ：１０％以上２５％未
満、Ｚｒ：０．０５％以上０．４％未満、希土類元素の
１種または２種以上：０．０２％以上１．０％未満含
み、残部Ｆｅおよび不可避的元素からなるガラス成形金
型用合金である。また、本発明のガラス成型用金型は上
記の合金からなる金型表面に強固な酸化皮膜を有するこ
とを特徴とするガラス成型用金型。さらに、本発明のガ
ラス成形金型の作製方法は、前記の合金を溶解、鋳造、
機械加工して金型を作製し、該金型を８００℃以上の温
度で１時間以上保持し、表面に強固な酸化皮膜を生成さ
せたことを特徴とするガラス成型用金型の作製方法であ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細に説明す
る。まず、本発明合金の技術思想について述べる。ガラ
スの成形は一般に１０００℃以上の溶融ガラスを切り落
とし、金型に挿入し、ブローあるいはプレス工程により
溶融ガラスを金型表面に密着させることにより行われ
る。中でも代表的なガラスビンの製造では溶融ガラスを
高速で金型中へ落下させることで、第１段階での金型へ
の密着を図っている。つまり、金型表面は溶融ガラスと
の化学反応もさることながら、溶融ガラスの挿入時の機
械的摩耗を受けている。現行工程における離型剤塗布は
溶融ガラスと金型表面での化学反応を防止し、離型性を
確保するためのものであるが、同時に潤滑による機械的
摩耗の軽減効果も兼ねているのである。
る。まず、本発明合金の技術思想について述べる。ガラ
スの成形は一般に１０００℃以上の溶融ガラスを切り落
とし、金型に挿入し、ブローあるいはプレス工程により
溶融ガラスを金型表面に密着させることにより行われ
る。中でも代表的なガラスビンの製造では溶融ガラスを
高速で金型中へ落下させることで、第１段階での金型へ
の密着を図っている。つまり、金型表面は溶融ガラスと
の化学反応もさることながら、溶融ガラスの挿入時の機
械的摩耗を受けている。現行工程における離型剤塗布は
溶融ガラスと金型表面での化学反応を防止し、離型性を
確保するためのものであるが、同時に潤滑による機械的
摩耗の軽減効果も兼ねているのである。
【０００９】したがって、離型剤を塗布しながら使用さ
れる従来金型に比べて、離型剤無塗布成形を行う金型に
は材質的にも厳しい条件が要求される。特に、本発明者
らが特開平６−１００７９号公報、特開平６−２７９９
４４号公報、特開平８−２２５９０４号公報として提案
したガラス成形金型用合金では、合金にアルミが含まれ
ることで金型表面に自己生成する保護性の強固な酸化皮
膜により溶融ガラスと金型表面との化学反応を防止し、
離型性を発揮させることで離型剤無塗布操業を達成して
いるため、溶融ガラスによる酸化皮膜の機械的摩耗は金
型としての性能を損なうものである。すなわち、溶融ガ
ラスの挿入時の機械的衝撃が繰り返されても耐え得る表
面特性、すなわち高い耐摩耗性を確保することが重要で
ある。
れる従来金型に比べて、離型剤無塗布成形を行う金型に
は材質的にも厳しい条件が要求される。特に、本発明者
らが特開平６−１００７９号公報、特開平６−２７９９
４４号公報、特開平８−２２５９０４号公報として提案
したガラス成形金型用合金では、合金にアルミが含まれ
ることで金型表面に自己生成する保護性の強固な酸化皮
膜により溶融ガラスと金型表面との化学反応を防止し、
離型性を発揮させることで離型剤無塗布操業を達成して
いるため、溶融ガラスによる酸化皮膜の機械的摩耗は金
型としての性能を損なうものである。すなわち、溶融ガ
ラスの挿入時の機械的衝撃が繰り返されても耐え得る表
面特性、すなわち高い耐摩耗性を確保することが重要で
ある。
【００１０】本発明者らは、種々検討を重ねた結果、高
温酸化時に生成するジルコニアを含むアルミナ皮膜は、
アルミナ皮膜単独よりも、溶融ガラスに対して化学的安
定性を持ち、しかも耐摩耗性に優れることを見い出し
た。そして、本発明者らは、最適な合金組成を確立する
に至った。
温酸化時に生成するジルコニアを含むアルミナ皮膜は、
アルミナ皮膜単独よりも、溶融ガラスに対して化学的安
定性を持ち、しかも耐摩耗性に優れることを見い出し
た。そして、本発明者らは、最適な合金組成を確立する
に至った。
【００１１】次に、本発明合金の組成の限定理由につい
て述べる。 〔Ｃｕ：１０％以上６０％未満〕Ｃｕは、金型の熱伝導
率を決定する元素で、ガラス成形の操業条件や金型の使
用部位から含有量が決まる。現行の成形機械では現行の
材料である鋳鉄等の熱伝導率に合わせた冷却対策が採ら
れており、その制御可能範囲は限られる。したがって、
現行の設備や条件で操業可能な熱伝導率を得るために、
１０％未満では低くすぎ６０％以上では高すぎるので、
１０％以上６０％未満とした。
て述べる。 〔Ｃｕ：１０％以上６０％未満〕Ｃｕは、金型の熱伝導
率を決定する元素で、ガラス成形の操業条件や金型の使
用部位から含有量が決まる。現行の成形機械では現行の
材料である鋳鉄等の熱伝導率に合わせた冷却対策が採ら
れており、その制御可能範囲は限られる。したがって、
現行の設備や条件で操業可能な熱伝導率を得るために、
１０％未満では低くすぎ６０％以上では高すぎるので、
１０％以上６０％未満とした。
【００１２】〔Ａｌ：４％以上１２％未満〕Ａｌは、Ｆ
ｅおよびＣｕ相にほぼ同等に固溶し、金型表面にアルミ
ナ皮膜を形成させ、離型性を発揮するとともに、金属間
化合物を含む硬質相を生成させて、高温強度を高めるた
めに最も重要な元素である。酸化雰囲気での加熱により
金型表面にアルミナ皮膜を形成させるには、Ａｌ量は３
％以上が必要である。しかしながら、１１％以上ではＣ
ｕ相にβ相が晶出し極端に脆くなるため好ましくない。
一方、鋳造時に金属間化合物を含む硬質相を生成させる
ために添加量の一部が消費されるので、４％以上１２％
未満とした。
ｅおよびＣｕ相にほぼ同等に固溶し、金型表面にアルミ
ナ皮膜を形成させ、離型性を発揮するとともに、金属間
化合物を含む硬質相を生成させて、高温強度を高めるた
めに最も重要な元素である。酸化雰囲気での加熱により
金型表面にアルミナ皮膜を形成させるには、Ａｌ量は３
％以上が必要である。しかしながら、１１％以上ではＣ
ｕ相にβ相が晶出し極端に脆くなるため好ましくない。
一方、鋳造時に金属間化合物を含む硬質相を生成させる
ために添加量の一部が消費されるので、４％以上１２％
未満とした。
【００１３】〔Ｃｒ：４％以上２０％未満〕Ｃｒは、Ｆ
ｅ相にのみ固溶する元素で、Ｆｅ相の耐食性を高めかつ
Ｆｅ相の高温強度を高めるとともに、Ｆｅ相の上にアル
ミナ皮膜を形成する際に、加熱初期にＣｒ酸化皮膜を生
成させて、その後に出来るアルミナ皮膜の密着性を高め
る効果を合わせ持つ。このためには４％以上が必要であ
り、２０％以上では効果が飽和する。
ｅ相にのみ固溶する元素で、Ｆｅ相の耐食性を高めかつ
Ｆｅ相の高温強度を高めるとともに、Ｆｅ相の上にアル
ミナ皮膜を形成する際に、加熱初期にＣｒ酸化皮膜を生
成させて、その後に出来るアルミナ皮膜の密着性を高め
る効果を合わせ持つ。このためには４％以上が必要であ
り、２０％以上では効果が飽和する。
【００１４】〔Ｚｒ：０．０５％以上０．４％未満〕Ｚ
ｒは、高温酸化時にＡｌと同様に選択酸化され、表面に
保護性の強固な酸化皮膜を生成する。このためには、
０．０５％以上が必要であり、０．４％以上では逆に酸
化皮膜が剥離しやすくなるため好ましくない。なお、本
発明者らが特開平８−２２５９０４号公報で提示したガ
ラス成形金型合金では、高い高温強度を達成するために
Ｚｒを０．４％以上３．６％以下含む合金が提案されて
いるが、強固な酸化皮膜を得るために種々の検討を重ね
た結果、Ｚｒの添加量を０．０５％以上０．４％未満の
低い範囲にする必要があることが判明した。
ｒは、高温酸化時にＡｌと同様に選択酸化され、表面に
保護性の強固な酸化皮膜を生成する。このためには、
０．０５％以上が必要であり、０．４％以上では逆に酸
化皮膜が剥離しやすくなるため好ましくない。なお、本
発明者らが特開平８−２２５９０４号公報で提示したガ
ラス成形金型合金では、高い高温強度を達成するために
Ｚｒを０．４％以上３．６％以下含む合金が提案されて
いるが、強固な酸化皮膜を得るために種々の検討を重ね
た結果、Ｚｒの添加量を０．０５％以上０．４％未満の
低い範囲にする必要があることが判明した。
【００１５】〔希土類元素の１種または２種以上を０．
０２％以上１．０％未満〕Ｃｅ、Ｌａ等の希土類元素
は、酸化皮膜の安定を図り、特に耐剥離性を高めて、機
械的熱的衝撃等による皮膜の剥離を防止する効果があ
る。このためには、０．０２％以上が必要であり、１．
０％以上では高温でのアルミナ皮膜の耐熱疲労強度が低
下するので好ましくない。
０２％以上１．０％未満〕Ｃｅ、Ｌａ等の希土類元素
は、酸化皮膜の安定を図り、特に耐剥離性を高めて、機
械的熱的衝撃等による皮膜の剥離を防止する効果があ
る。このためには、０．０２％以上が必要であり、１．
０％以上では高温でのアルミナ皮膜の耐熱疲労強度が低
下するので好ましくない。
【００１６】〔Ｎｉ：１０％以上２５％未満〕Ｎｉは、
ＦｅおよびＣｕ相に全率固溶し、ＮｉＡｌの金属間化合
物を生成して高温強度を高めるための元素である。した
がって、高温強度を必要とする金型部位では、Ｎｉを添
加することが望ましい。このためには１０％以上が必要
であり、２５％以上では効果が飽和する。
ＦｅおよびＣｕ相に全率固溶し、ＮｉＡｌの金属間化合
物を生成して高温強度を高めるための元素である。した
がって、高温強度を必要とする金型部位では、Ｎｉを添
加することが望ましい。このためには１０％以上が必要
であり、２５％以上では効果が飽和する。
【００１７】次に、本発明合金を使用したガラス成形用
金型について述べる。上述したように、ガラス成形用金
型として使用される合金特性としては、熱伝導率が良
く、高温硬度が高ことが要求される。ただし、金型部位
によって加熱および冷却の状態が異なるため、一般には
冷却フィンを付加する、あるいは種々の熱伝導をもつ材
料を使用して熱バランスをとる等の対策が行われてい
る。また、高温硬度を確保するためＮｉを添加すると金
型加工時の研削能率の低下を招くため不要な部分には使
用しないことが望ましい。本発明合金は、主に熱伝導は
Ｃｕ量で、高温硬度はＮｉ量でコントロールできる。従
ってこれらを考慮し、各部位が適切な熱伝導および高温
硬度を持つ本発明合金から作成され、高温酸化雰囲気で
加熱することにより酸化皮膜を生成させた金型は、従来
にない耐摩耗性をもち、離型剤塗布作業が不要で長時間
の連続使用可能な性能を持った金型となる。
金型について述べる。上述したように、ガラス成形用金
型として使用される合金特性としては、熱伝導率が良
く、高温硬度が高ことが要求される。ただし、金型部位
によって加熱および冷却の状態が異なるため、一般には
冷却フィンを付加する、あるいは種々の熱伝導をもつ材
料を使用して熱バランスをとる等の対策が行われてい
る。また、高温硬度を確保するためＮｉを添加すると金
型加工時の研削能率の低下を招くため不要な部分には使
用しないことが望ましい。本発明合金は、主に熱伝導は
Ｃｕ量で、高温硬度はＮｉ量でコントロールできる。従
ってこれらを考慮し、各部位が適切な熱伝導および高温
硬度を持つ本発明合金から作成され、高温酸化雰囲気で
加熱することにより酸化皮膜を生成させた金型は、従来
にない耐摩耗性をもち、離型剤塗布作業が不要で長時間
の連続使用可能な性能を持った金型となる。
【００１８】強固な酸化皮膜生成には、酸化雰囲気で８
００℃以上の温度で１時間以上の加熱が必要である。通
常、加熱途中の低温域ではＡｌ，ＺｒとともにＣｕ，Ｎ
ｉ，Ｆｅ等の保護性でない剥離しやすい酸化物も生成す
る。しかしながら、８００℃以上の高温域では次第にＡ
ｌ，Ｚｒの酸化物のみに変化し、保護性の強固な酸化皮
膜となる。従って、８００℃未満の温度ではＣｕ，Ｎ
ｉ，Ｆｅ等の剥離しやすい酸化物が残るため、皮膜の強
度が劣化するので好ましくない。また、１時間未満では
Ａｌ，Ｚｒの酸化物への変化が十分でないため、好まし
くない。
００℃以上の温度で１時間以上の加熱が必要である。通
常、加熱途中の低温域ではＡｌ，ＺｒとともにＣｕ，Ｎ
ｉ，Ｆｅ等の保護性でない剥離しやすい酸化物も生成す
る。しかしながら、８００℃以上の高温域では次第にＡ
ｌ，Ｚｒの酸化物のみに変化し、保護性の強固な酸化皮
膜となる。従って、８００℃未満の温度ではＣｕ，Ｎ
ｉ，Ｆｅ等の剥離しやすい酸化物が残るため、皮膜の強
度が劣化するので好ましくない。また、１時間未満では
Ａｌ，Ｚｒの酸化物への変化が十分でないため、好まし
くない。
【００１９】
【実施例】以下に、本発明を実施例によりさらに説明す
る。本発明合金および同一組成でＺｒのみを含まない合
金（比較材）を、誘導加熱炉にて溶製し直径２００ｍ
ｍ、高さ４００ｍｍの円柱状の鋳塊を作製した。表１に
合金の組成を示す。作製した鋳塊をボトム側より１００
ｍｍ高さに切断したものを耐摩耗試験用素材とした。残
部３００ｍｍ高さ材から機械加工により容量３５０ｃｃ
の小型ビールビン成形用金型（パリソン成形用の粗型）
を作成した。さらに、この金型を電気炉を用い大気中で
９００℃×５時間の皮膜生成処理を行って、成形試験用
金型とした。
る。本発明合金および同一組成でＺｒのみを含まない合
金（比較材）を、誘導加熱炉にて溶製し直径２００ｍ
ｍ、高さ４００ｍｍの円柱状の鋳塊を作製した。表１に
合金の組成を示す。作製した鋳塊をボトム側より１００
ｍｍ高さに切断したものを耐摩耗試験用素材とした。残
部３００ｍｍ高さ材から機械加工により容量３５０ｃｃ
の小型ビールビン成形用金型（パリソン成形用の粗型）
を作成した。さらに、この金型を電気炉を用い大気中で
９００℃×５時間の皮膜生成処理を行って、成形試験用
金型とした。
【００２０】上記耐摩耗試験用素材から５０ｍｍ角×５
ｍｍのブロックを切りだし、６００番エメリー紙で一方
向に研磨し、９００℃×５時間の皮膜生成処理を行っ
た。この試験片を用いて摩耗試験機により酸化皮膜の耐
摩耗性を測定した。測定は１０００番エメリー紙を巻き
付けたローラーを荷重３ｋｇで押しつけながら１０００
サイクル往復させて摩擦力の変化をみた。その結果を、
図１に示す。
ｍｍのブロックを切りだし、６００番エメリー紙で一方
向に研磨し、９００℃×５時間の皮膜生成処理を行っ
た。この試験片を用いて摩耗試験機により酸化皮膜の耐
摩耗性を測定した。測定は１０００番エメリー紙を巻き
付けたローラーを荷重３ｋｇで押しつけながら１０００
サイクル往復させて摩擦力の変化をみた。その結果を、
図１に示す。
【００２１】酸化皮膜が全面にある場合には表面の硬度
が高く摩擦力は小さいが、摩耗により金属表面が露出す
るに従い硬度が低下するために摩擦力も大きくなる。し
たがって、摩擦力が初期の低い状態から高くなり一定に
なるまでの変化の相違により、耐摩耗性の良否が判定で
きる。図１から本発明合金は、比較材に比べて高サイク
ルまで酸化皮膜が持ちこたえ耐摩耗性が極めて優れてい
ることがわかる。
が高く摩擦力は小さいが、摩耗により金属表面が露出す
るに従い硬度が低下するために摩擦力も大きくなる。し
たがって、摩擦力が初期の低い状態から高くなり一定に
なるまでの変化の相違により、耐摩耗性の良否が判定で
きる。図１から本発明合金は、比較材に比べて高サイク
ルまで酸化皮膜が持ちこたえ耐摩耗性が極めて優れてい
ることがわかる。
【００２２】次に、本発明合金および比較材について、
上述したごとく製造した金型（粗型）を用いて、溶融ガ
ラスの単重が１６０ｇ、成形スピード１０回／分、離型
剤無塗布の条件でガラスビン成形を行った。
上述したごとく製造した金型（粗型）を用いて、溶融ガ
ラスの単重が１６０ｇ、成形スピード１０回／分、離型
剤無塗布の条件でガラスビン成形を行った。
【００２３】その結果、比較材で製造した金型では約１
カ月間の使用中にガラスの焼き付きが７回生じ、手入れ
を必要としたのに対し、本発明合金では全く生じなかっ
た。また、使用後の金型の内表面の状態を観察した結
果、本発明合金はいずれも金型表面の肌荒れを起こさ
ず、したがって良好な表面性状の製品採取ができる長時
間無塗布操業が実現した。しかし、比較材では特に挿入
時に溶融ガラスが最初に接触する部分で皮膜が摩耗して
いるのが観察され、製品の表面性状も劣っていた。
カ月間の使用中にガラスの焼き付きが７回生じ、手入れ
を必要としたのに対し、本発明合金では全く生じなかっ
た。また、使用後の金型の内表面の状態を観察した結
果、本発明合金はいずれも金型表面の肌荒れを起こさ
ず、したがって良好な表面性状の製品採取ができる長時
間無塗布操業が実現した。しかし、比較材では特に挿入
時に溶融ガラスが最初に接触する部分で皮膜が摩耗して
いるのが観察され、製品の表面性状も劣っていた。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【発明の効果】本発明のガラス成形用金型合金は、生成
する酸化皮膜の耐摩耗性が高く、溶融ガラスの機械的衝
撃による金型表面の酸化皮膜の摩耗がないため、ガラス
成形の長時間離型剤無塗布操業が可能となる。これによ
り、製品品質の向上および操業歩留りが大幅に改善さ
れ、極めて大きな効果が得られる。
する酸化皮膜の耐摩耗性が高く、溶融ガラスの機械的衝
撃による金型表面の酸化皮膜の摩耗がないため、ガラス
成形の長時間離型剤無塗布操業が可能となる。これによ
り、製品品質の向上および操業歩留りが大幅に改善さ
れ、極めて大きな効果が得られる。
【図１】本発明合金の酸化皮膜の耐摩耗性試験結果を示
したグラフである。
したグラフである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０２ Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０２Ｚ 38/28 38/28 38/50 38/50
Claims (5)
- 【請求項１】重量比で、Ｃｕ：１０％以上６０％未満、
Ａｌ：４％以上１２％未満、Ｃｒ：４％以上２０％未
満、Ｚｒ：０．０５％以上０．４％未満、希土類元素の
１種または２種以上：０．０２％以上１．０％未満含
み、残部Ｆｅおよび不可避的元素からなることを特徴と
するガラス成形金型用合金。 - 【請求項２】重量比で、Ｃｕ：１０％以上６０％未満、
Ａｌ：４％以上１２％未満、Ｃｒ：４％以上２０％未
満、Ｎｉ：１０％以上２５％未満、Ｚｒ：０．０５％以
上０．４％未満、希土類元素の１種または２種以上：
０．０２％以上１．０％未満含み、残部Ｆｅおよび不可
避的元素からなることを特徴とするガラス成形金型用合
金。 - 【請求項３】請求項１および請求項２に記載の合金から
なる金型の表面に強固な酸化皮膜を有することを特徴と
するガラス成型用金型。 - 【請求項４】酸化皮膜が、ＡｌとＺｒの酸化物であるこ
とを特徴とする請求項３に記載のガラス成型用金型。 - 【請求項５】請求項１および請求項２に記載の合金を溶
解、鋳造、機械加工して金型を作製し、該金型を８００
℃以上の温度で１時間以上保持し、表面に強固な酸化皮
膜を生成させたことを特徴とするガラス成型用金型の作
製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29349096A JPH10139451A (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | ガラス成形金型用合金およびそれから製作されたガラス成形金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29349096A JPH10139451A (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | ガラス成形金型用合金およびそれから製作されたガラス成形金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10139451A true JPH10139451A (ja) | 1998-05-26 |
Family
ID=17795418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29349096A Withdrawn JPH10139451A (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | ガラス成形金型用合金およびそれから製作されたガラス成形金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10139451A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008111439A1 (ja) | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Hoya Corporation | 光学ガラス、プレス成形用プリフォーム、光学素子およびそれらの製造方法 |
| CN104711451A (zh) * | 2015-01-30 | 2015-06-17 | 湖南科技大学 | 一种抗高温氧化耐热铜镍基合金 |
-
1996
- 1996-11-06 JP JP29349096A patent/JPH10139451A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008111439A1 (ja) | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Hoya Corporation | 光学ガラス、プレス成形用プリフォーム、光学素子およびそれらの製造方法 |
| CN104711451A (zh) * | 2015-01-30 | 2015-06-17 | 湖南科技大学 | 一种抗高温氧化耐热铜镍基合金 |
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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: 20040106 |