JPH11100633A - 断熱部材及びその製造方法 - Google Patents
断熱部材及びその製造方法Info
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- JPH11100633A JPH11100633A JP9264294A JP26429497A JPH11100633A JP H11100633 A JPH11100633 A JP H11100633A JP 9264294 A JP9264294 A JP 9264294A JP 26429497 A JP26429497 A JP 26429497A JP H11100633 A JPH11100633 A JP H11100633A
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- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】セラミックス並みの断熱特性と、工具鋼並の強
度を兼ね備えた断熱部材及びその製造方法を提供する。 【解決手段】重量％で、Ｃ：０．１〜０．５％，Ｓｉ：
３．０〜７．０％，Ｎｉ：５．０〜１８．０％，Ｃｒ：
０．５〜８．０％，残部が実質的にＦｅの断熱合金から
なる粉末から、１００メッシュ以下の粉末を用いて、Ｃ
ＩＰ成型後常圧焼結法、ＨＩＰによる加圧焼結法、アク
リル系樹脂バインダーとの混合コンパウンドを射出成形
にて成形後脱バインダー及び焼結する方法、或いは熱間
押出による成形・焼結法により得られる断熱部材及びそ
の製法。
度を兼ね備えた断熱部材及びその製造方法を提供する。 【解決手段】重量％で、Ｃ：０．１〜０．５％，Ｓｉ：
３．０〜７．０％，Ｎｉ：５．０〜１８．０％，Ｃｒ：
０．５〜８．０％，残部が実質的にＦｅの断熱合金から
なる粉末から、１００メッシュ以下の粉末を用いて、Ｃ
ＩＰ成型後常圧焼結法、ＨＩＰによる加圧焼結法、アク
リル系樹脂バインダーとの混合コンパウンドを射出成形
にて成形後脱バインダー及び焼結する方法、或いは熱間
押出による成形・焼結法により得られる断熱部材及びそ
の製法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機及びダ
イカスト機の溶融樹脂及び溶融合金に接触する部材（金
型、ノズル、リング、スリーブ）などの断熱部材及びそ
の製造方法に係り、特に、熱伝導の低い材料を用いるこ
とにより、成型品の精度向上を図る断熱部材及びその製
造方法に関する。
イカスト機の溶融樹脂及び溶融合金に接触する部材（金
型、ノズル、リング、スリーブ）などの断熱部材及びそ
の製造方法に係り、特に、熱伝導の低い材料を用いるこ
とにより、成型品の精度向上を図る断熱部材及びその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ダイカスト機の注湯受けと加圧シリンダ
ーを兼ねるスリーブ及び溶融合金が充填される金型には
工具鋼（ＪＩＳ：ＳＫＤ６１）が使用されている。
ーを兼ねるスリーブ及び溶融合金が充填される金型には
工具鋼（ＪＩＳ：ＳＫＤ６１）が使用されている。
【０００３】このスリーブは、熱伝導率が２５．０Ｗ／
ｍ・Ｋと高いため、スリーブ内の溶融金属は容易に凝固
してしまう。また、金型に接した時、溶融金属が直ぐに
凝固して湯回り不良、湯境などが発生する。このため健
全なダイカスト品を製造する方法が望まれている。ま
た、射出成形機にあっても、金型にはステンレス金型、
構造用合金鋼型などが使用され、これらの材料も熱伝導
率が２０．０〜４５．０Ｗ／ｍ・Ｋの範囲にあり、薄肉
成型品の製造において湯回り不良、充填不良などの成形
不良が発生している。前述のようにダイカスト機のスリ
ーブ、金型及び射出成形機の金型などはユーザーの要求
を十分には満たしていない。
ｍ・Ｋと高いため、スリーブ内の溶融金属は容易に凝固
してしまう。また、金型に接した時、溶融金属が直ぐに
凝固して湯回り不良、湯境などが発生する。このため健
全なダイカスト品を製造する方法が望まれている。ま
た、射出成形機にあっても、金型にはステンレス金型、
構造用合金鋼型などが使用され、これらの材料も熱伝導
率が２０．０〜４５．０Ｗ／ｍ・Ｋの範囲にあり、薄肉
成型品の製造において湯回り不良、充填不良などの成形
不良が発生している。前述のようにダイカスト機のスリ
ーブ、金型及び射出成形機の金型などはユーザーの要求
を十分には満たしていない。
【０００４】他方、従来上記スリーブのような耐熱・耐
摩耗部材として使用されているセラミックス、ＳＫＤ６
１、断熱合金は以下の問題がある。すなわち、セラミッ
クスは、硬くて脆いため、熱伝導率が低くても機械部材
に加工できない。または加工できても脆いため、取扱が
難しい上寿命が短い。ＳＫＤ６１は、熱伝導率が高くて
成型品に湯境、湯回り不良が発生し、健全品の歩留まり
が悪い。また、先に提案されている断熱合金（特願平８
−７３８８３号）は、鋳造法で製造されているために、
部材全体は不均一な組織となりやすく、しかも鋳巣、偏
析、結晶粒の粗大化のため安定した強度が得られにく
く、７００Ｎ／ｍｍ2 前後と強度が低い。そのため疲労
強度、耐熱衝撃性は十分とはいえず機械部品として使用
するにはさらに改善の余地がある。
摩耗部材として使用されているセラミックス、ＳＫＤ６
１、断熱合金は以下の問題がある。すなわち、セラミッ
クスは、硬くて脆いため、熱伝導率が低くても機械部材
に加工できない。または加工できても脆いため、取扱が
難しい上寿命が短い。ＳＫＤ６１は、熱伝導率が高くて
成型品に湯境、湯回り不良が発生し、健全品の歩留まり
が悪い。また、先に提案されている断熱合金（特願平８
−７３８８３号）は、鋳造法で製造されているために、
部材全体は不均一な組織となりやすく、しかも鋳巣、偏
析、結晶粒の粗大化のため安定した強度が得られにく
く、７００Ｎ／ｍｍ2 前後と強度が低い。そのため疲労
強度、耐熱衝撃性は十分とはいえず機械部品として使用
するにはさらに改善の余地がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたもので、セラミックス並みの断熱特性
と、工具鋼並の強度を兼ね備えた断熱部材及びその製造
方法を提供するものである。
鑑みてなされたもので、セラミックス並みの断熱特性
と、工具鋼並の強度を兼ね備えた断熱部材及びその製造
方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、 （１） 重量％で、Ｃ：０．１〜０．５％，Ｓｉ：３．
０〜７．０％，Ｎｉ：５．０〜１８．０％，Ｃｒ：０．
５〜８．０％，残部が実質的にＦｅの断熱合金からなる
指定粒度以下の粉末を用いて焼結してなる断熱部材。
０〜７．０％，Ｎｉ：５．０〜１８．０％，Ｃｒ：０．
５〜８．０％，残部が実質的にＦｅの断熱合金からなる
指定粒度以下の粉末を用いて焼結してなる断熱部材。
【０００７】（２） 重量％で、Ｃ：０．１〜０．５
％，Ｓｉ：３．０〜７．０％，Ｎｉ：５．０〜１８．０
％，Ｃｒ：０．５〜８．０％，残部が実質的にＦｅの断
熱合金からなる粉末を製造する工程と、この粉末のうち
指定粒度以下の粉末を用いてＣＩＰ成形後常圧焼結する
工程とを備えた断熱部材の製造方法。
％，Ｓｉ：３．０〜７．０％，Ｎｉ：５．０〜１８．０
％，Ｃｒ：０．５〜８．０％，残部が実質的にＦｅの断
熱合金からなる粉末を製造する工程と、この粉末のうち
指定粒度以下の粉末を用いてＣＩＰ成形後常圧焼結する
工程とを備えた断熱部材の製造方法。
【０００８】（３） 重量％で、Ｃ：０．１〜０．５
％，Ｓｉ：３．０〜７．０％，Ｎｉ：５．０〜１８．０
％，Ｃｒ：０．５〜８．０％，残部が実質的にＦｅの断
熱合金からなる粉末を製造する工程と、この粉末のうち
指定粒度以下の粉末を用いてＨＩＰにより加圧焼結する
工程とを備えた断熱部材の製造方法。
％，Ｓｉ：３．０〜７．０％，Ｎｉ：５．０〜１８．０
％，Ｃｒ：０．５〜８．０％，残部が実質的にＦｅの断
熱合金からなる粉末を製造する工程と、この粉末のうち
指定粒度以下の粉末を用いてＨＩＰにより加圧焼結する
工程とを備えた断熱部材の製造方法。
【０００９】（４） 重量％で、Ｃ：０．１〜０．５
％，Ｓｉ：３．０〜７．０％，Ｎｉ：５．０〜１８．０
％，Ｃｒ：０．５〜８．０％，残部が実質的にＦｅの断
熱合金からなる粉末を製造する工程と、この粉末のうち
指定粒度以下の粉末とアクリル系樹脂バインダーと混合
してコンパウンドを作製する工程と、このコンパウンド
を射出成形にて成形後脱バインダー及び焼結する工程と
を備えた断熱部材の製造方法。
％，Ｓｉ：３．０〜７．０％，Ｎｉ：５．０〜１８．０
％，Ｃｒ：０．５〜８．０％，残部が実質的にＦｅの断
熱合金からなる粉末を製造する工程と、この粉末のうち
指定粒度以下の粉末とアクリル系樹脂バインダーと混合
してコンパウンドを作製する工程と、このコンパウンド
を射出成形にて成形後脱バインダー及び焼結する工程と
を備えた断熱部材の製造方法。
【００１０】（５） 重量％で、Ｃ：０．１〜０．５
％，Ｓｉ：３．０〜７．０％，Ｎｉ：５．０〜１８．０
％，Ｃｒ：０．５〜８．０％，残部が実質的にＦｅの断
熱合金からなる粉末を製造する工程と、この粉末のうち
指定粒度以下の粉末を用いて熱間押出により成形・焼結
する工程とを備えた断熱部材の製造方法。
％，Ｓｉ：３．０〜７．０％，Ｎｉ：５．０〜１８．０
％，Ｃｒ：０．５〜８．０％，残部が実質的にＦｅの断
熱合金からなる粉末を製造する工程と、この粉末のうち
指定粒度以下の粉末を用いて熱間押出により成形・焼結
する工程とを備えた断熱部材の製造方法。
【００１１】（６） 指定粒度は１００メッシュである
ことを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載の
断熱部材及びその製造方法。
ことを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載の
断熱部材及びその製造方法。
【００１２】（７） 断熱部材は、スリーブ、ブッシ
ュ、チップ、ノズル、金型、及びラドルから選択された
ダイカスト機用部材、若しくはスリーブ、スクリュー、
スクリューチップ、スペーサー、リング、及び金型用断
熱駒から選択された射出成形機部材である（１）乃至
（６）のいずれかに記載の断熱部材及びその製造方法。
ュ、チップ、ノズル、金型、及びラドルから選択された
ダイカスト機用部材、若しくはスリーブ、スクリュー、
スクリューチップ、スペーサー、リング、及び金型用断
熱駒から選択された射出成形機部材である（１）乃至
（６）のいずれかに記載の断熱部材及びその製造方法。
【００１３】（８） アルミニウム又はアルミニウム合
金などの軽金属または軽金属の合金の成形に用いられる
ダイカスト機用部材は、これら金属、合金に接触する部
分に窒化処理を施してなる（７）に記載の断熱部材及び
その製造方法。
金などの軽金属または軽金属の合金の成形に用いられる
ダイカスト機用部材は、これら金属、合金に接触する部
分に窒化処理を施してなる（７）に記載の断熱部材及び
その製造方法。
【００１４】である。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明は、特願平８−７３８８３
号に記載の断熱性合金鋼の組成と同組成の指定粒度以下
の粉末の合金粉末を製造する。すなわち、０．１〜０．
５重量％のＣ、３．０〜７．０重量％のＳｉ、５．０〜
１８重量％のＮｉ、および０．５〜８．０重量％のＣｒ
を含み、残部が実質的にＦｅからなるＦｅ基合金の指定
粒度（特に１００メッシュ：１５０μｍ）以下の合金粉
末を製造する。これらの添加成分の添加理由及び添加範
囲限定理由は、以下の通りである。
号に記載の断熱性合金鋼の組成と同組成の指定粒度以下
の粉末の合金粉末を製造する。すなわち、０．１〜０．
５重量％のＣ、３．０〜７．０重量％のＳｉ、５．０〜
１８重量％のＮｉ、および０．５〜８．０重量％のＣｒ
を含み、残部が実質的にＦｅからなるＦｅ基合金の指定
粒度（特に１００メッシュ：１５０μｍ）以下の合金粉
末を製造する。これらの添加成分の添加理由及び添加範
囲限定理由は、以下の通りである。
【００１６】Ｃ（炭素）は、Ｆｅ基合金において高強度
および高硬度を得るために必須の元素であり、これらの
特性を得る上で０．１重量％以上含有するものとする。
ただし、Ｃの含有量が０．５重量％を超えると、結晶粒
界等に粗大なＣｒ炭化物等の析出が顕著となり、耐熱衝
撃性が低下するため、その含有量は０．５重量％以下と
する。更に、Ｃは侵入型固溶元素であり、合金結晶の格
子間歪みを高めて熱伝導性を低くする効果を有してい
る。他の合金元素の含有量との関係で適性含有量の範囲
が決まるが、炭化物形成および伸びの低下が問題となら
ない範囲で、高含有量とすることが好ましい。
および高硬度を得るために必須の元素であり、これらの
特性を得る上で０．１重量％以上含有するものとする。
ただし、Ｃの含有量が０．５重量％を超えると、結晶粒
界等に粗大なＣｒ炭化物等の析出が顕著となり、耐熱衝
撃性が低下するため、その含有量は０．５重量％以下と
する。更に、Ｃは侵入型固溶元素であり、合金結晶の格
子間歪みを高めて熱伝導性を低くする効果を有してい
る。他の合金元素の含有量との関係で適性含有量の範囲
が決まるが、炭化物形成および伸びの低下が問題となら
ない範囲で、高含有量とすることが好ましい。
【００１７】Ｓｉ（ケイ素）は、Ｆｅに対して１重量％
程度まで固溶体を形成し、しかも原子半径がＦｅに比べ
て大きいため、Ｆｅとの固溶体の熱伝導率を大きく低下
させる効果を有し、優れた断熱性を確保する上で３重量
％以上含有するものとする。また、Ｓｉは高温酸化に対
しても大きな改善効果を示す。ただし、Ｓｉを７重量％
以上含有すると、ＦｅやＮｉ等の元素と金属間化合物
（Ｍ3 Ｓｉ：ＭはＦｅやＮｉ）を形成し、かえって熱伝
導率の上昇や機械的特性の低下の原因となる。従って、
本発明ではＳｉ含有量は３．０〜７．０重量％の範囲と
する。また、このようにＳｉを３重量％以上含有するこ
とによって本発明の断熱性合金鋼は耐熱性、耐高温酸化
性にも優れたものとなる。
程度まで固溶体を形成し、しかも原子半径がＦｅに比べ
て大きいため、Ｆｅとの固溶体の熱伝導率を大きく低下
させる効果を有し、優れた断熱性を確保する上で３重量
％以上含有するものとする。また、Ｓｉは高温酸化に対
しても大きな改善効果を示す。ただし、Ｓｉを７重量％
以上含有すると、ＦｅやＮｉ等の元素と金属間化合物
（Ｍ3 Ｓｉ：ＭはＦｅやＮｉ）を形成し、かえって熱伝
導率の上昇や機械的特性の低下の原因となる。従って、
本発明ではＳｉ含有量は３．０〜７．０重量％の範囲と
する。また、このようにＳｉを３重量％以上含有するこ
とによって本発明の断熱性合金鋼は耐熱性、耐高温酸化
性にも優れたものとなる。
【００１８】Ｎｉは、Ｆｅの熱伝導率を低下させる効果
を有しており、このような特性を得る上で、５．０重量
％以上含有するものとする。本発明のＦｅ基合金組成に
よれば、金属組織中にマルテンサイト相を出現させるこ
とができる。マルテンサイト組織は結晶格子歪みが大き
く、低熱伝導率が得られると同時に、高硬度を得ること
ができる。このようなマルテンサイト相を出現させる上
で、Ｎｉ含有量は１８重量％以下とする。
を有しており、このような特性を得る上で、５．０重量
％以上含有するものとする。本発明のＦｅ基合金組成に
よれば、金属組織中にマルテンサイト相を出現させるこ
とができる。マルテンサイト組織は結晶格子歪みが大き
く、低熱伝導率が得られると同時に、高硬度を得ること
ができる。このようなマルテンサイト相を出現させる上
で、Ｎｉ含有量は１８重量％以下とする。
【００１９】Ｃｒは耐食性を改善する元素であり、特に
Ａｌ系金属溶湯に対する耐溶損性に対しては表層にＳｉ
との金属間化合物を形成し、溶損抵抗の増大に寄与す
る。更に、Ｃｒは鋼の窒化深さを改善する効果を有し、
０．５〜８．０重量％のＣｒ含有量範囲において良好な
窒化深さを改善することができる。窒化Ｃｒ相は、例え
ばＡｌ系金属溶湯等に対する耐溶損性を改善する効果を
有している。
Ａｌ系金属溶湯に対する耐溶損性に対しては表層にＳｉ
との金属間化合物を形成し、溶損抵抗の増大に寄与す
る。更に、Ｃｒは鋼の窒化深さを改善する効果を有し、
０．５〜８．０重量％のＣｒ含有量範囲において良好な
窒化深さを改善することができる。窒化Ｃｒ相は、例え
ばＡｌ系金属溶湯等に対する耐溶損性を改善する効果を
有している。
【００２０】ただし、Ｃｒは炭化物形成とマルテンサイ
ト相の形成に対して、ＣやＮｉ（当量）等の共存合金元
素との適正な釣り合いが必要であり、従ってあまり多く
は含有することができず、０．５〜８．０重量％の範囲
とする。Ｃｒ含有量が０．５重量％未満であると、耐食
性の改善効果や充分な窒化深さが得られず、一方、８．
０重量％を超えるとＣやＮｉ（当量）等の共存合金元素
の含有量にもよるが、マルテンサイト相が得られなくな
ったり、また炭化物形成量の増大を招いて耐熱衝撃性等
を低下させることになる。
ト相の形成に対して、ＣやＮｉ（当量）等の共存合金元
素との適正な釣り合いが必要であり、従ってあまり多く
は含有することができず、０．５〜８．０重量％の範囲
とする。Ｃｒ含有量が０．５重量％未満であると、耐食
性の改善効果や充分な窒化深さが得られず、一方、８．
０重量％を超えるとＣやＮｉ（当量）等の共存合金元素
の含有量にもよるが、マルテンサイト相が得られなくな
ったり、また炭化物形成量の増大を招いて耐熱衝撃性等
を低下させることになる。
【００２１】上述したＦｅ基合金組成を有する断熱性合
金鋼は、ＳｉおよびＮｉ組成を高濃度としていると共
に、マルテンサイト相が出現する組成としているため、
熱伝導率の低下を図った上で、適度な熱膨張係数および
良好な基地硬さを得ることができる。さらに、Ｃｒの含
有によりオーステナイト系ステンレス鋼と同等の窒化処
理深さが得られる。
金鋼は、ＳｉおよびＮｉ組成を高濃度としていると共
に、マルテンサイト相が出現する組成としているため、
熱伝導率の低下を図った上で、適度な熱膨張係数および
良好な基地硬さを得ることができる。さらに、Ｃｒの含
有によりオーステナイト系ステンレス鋼と同等の窒化処
理深さが得られる。
【００２２】特に、適正なＮｉ当量およびＣｒ当量の設
定により、基地組成の３０％（面積率）以上をマルテン
サイト相とすることによって、オーステナイト相主体の
基地組織に比べて、熱伝導率を低下させることができる
のみならず、強度、剛性（弾性率）、耐摩耗性（硬さ）
をより一層増大させることができる。また、マルテンサ
イト相はオーステナイト相に比べて熱膨張係数が低いた
め、室温から５７３Ｋの温度範囲における熱膨張係数が
一般工具鋼とほぼ同等の９〜１７×１０-6／Ｋ程度の耐
熱膨張性が得られ、耐熱衝撃性や耐熱疲労性にも優れた
ものとなる。
定により、基地組成の３０％（面積率）以上をマルテン
サイト相とすることによって、オーステナイト相主体の
基地組織に比べて、熱伝導率を低下させることができる
のみならず、強度、剛性（弾性率）、耐摩耗性（硬さ）
をより一層増大させることができる。また、マルテンサ
イト相はオーステナイト相に比べて熱膨張係数が低いた
め、室温から５７３Ｋの温度範囲における熱膨張係数が
一般工具鋼とほぼ同等の９〜１７×１０-6／Ｋ程度の耐
熱膨張性が得られ、耐熱衝撃性や耐熱疲労性にも優れた
ものとなる。
【００２３】本発明の断熱性合金鋼は、上述した基本的
な合金元素に加えて、ＭｎやＭｏあるいはＡｌを添加
し、更に特性の改善を図ることができる。
な合金元素に加えて、ＭｎやＭｏあるいはＡｌを添加
し、更に特性の改善を図ることができる。
【００２４】Ｍｎは機械的強度を改善する効果を有する
が、あまり含有量が多すぎると、炭化物の形成を避ける
ことができなくなり、またオーステナイト化元素として
働くため、その含有量の上限は２．０重量％とする。Ｍ
ｎの添加による効果は０．５重量％程度から顕著とな
る。
が、あまり含有量が多すぎると、炭化物の形成を避ける
ことができなくなり、またオーステナイト化元素として
働くため、その含有量の上限は２．０重量％とする。Ｍ
ｎの添加による効果は０．５重量％程度から顕著とな
る。
【００２５】Ｍｏは、Ｃｒ、ＮｉおよびＳｉ含有のＦｅ
基合金の耐食性の改善に効果を発揮する。また、高温強
度および焼き戻し脆性の改善にも寄与する。ただし、粗
大な炭化物の析出を抑制する上で、Ｍｏ含有量は、２．
０重量％以下とする。また、Ｍｏの添加による効果は
０．２重量％程度からなる。
基合金の耐食性の改善に効果を発揮する。また、高温強
度および焼き戻し脆性の改善にも寄与する。ただし、粗
大な炭化物の析出を抑制する上で、Ｍｏ含有量は、２．
０重量％以下とする。また、Ｍｏの添加による効果は
０．２重量％程度からなる。
【００２６】Ａｌは、Ｓｉと同様な効果を有し、断熱性
の向上および高温酸化特性の改善に効果を示す。ただ
し、Ｓｉに比べて他の金属元素と化合物を形成しやすい
ことから、Ａｌ含有量は、２．０重量％以下とする。ま
た、Ａｌの添加による効果は０．１重量％程度から顕著
となる。
の向上および高温酸化特性の改善に効果を示す。ただ
し、Ｓｉに比べて他の金属元素と化合物を形成しやすい
ことから、Ａｌ含有量は、２．０重量％以下とする。ま
た、Ａｌの添加による効果は０．１重量％程度から顕著
となる。
【００２７】上記組成の合金粉末の粒度指定（特に１０
０メッシュ以下）するのは、細かな結晶粒と偏析のない
焼結品独特の均一で緻密な組織を得るためであり、粉末
の粒径が大きすぎると、本発明で意図する上記の組織を
得ることができない。
０メッシュ以下）するのは、細かな結晶粒と偏析のない
焼結品独特の均一で緻密な組織を得るためであり、粉末
の粒径が大きすぎると、本発明で意図する上記の組織を
得ることができない。
【００２８】そして、上記の指定粒度以下の合金粉末を
ＣＩＰ成型後常圧焼結法によって製造することにより、
１ｍｍ以上のデンドライト（樹枝状）組織と偏析からな
る鋳造品と比較して、２００μｍ以下の細かな結晶粒と
偏析のない焼結品独特の均一で緻密な組織となる。その
結果、熱伝導率と硬さは鋳造品と同等の１２．０〜１
６．０Ｗ／ｍ・Ｋ及びＨＲＣ４０以上を維持し、機械的
強度を１．６〜２．８倍、伸びを１．５〜２．０倍に
し、耐熱衝撃特性を約１．２５倍に高めた、低熱伝導率
と高強度・高耐熱衝撃特性を兼ね備えた画期的な断熱部
材を製造することができる。
ＣＩＰ成型後常圧焼結法によって製造することにより、
１ｍｍ以上のデンドライト（樹枝状）組織と偏析からな
る鋳造品と比較して、２００μｍ以下の細かな結晶粒と
偏析のない焼結品独特の均一で緻密な組織となる。その
結果、熱伝導率と硬さは鋳造品と同等の１２．０〜１
６．０Ｗ／ｍ・Ｋ及びＨＲＣ４０以上を維持し、機械的
強度を１．６〜２．８倍、伸びを１．５〜２．０倍に
し、耐熱衝撃特性を約１．２５倍に高めた、低熱伝導率
と高強度・高耐熱衝撃特性を兼ね備えた画期的な断熱部
材を製造することができる。
【００２９】また、本発明製造方法は、上記のＣＩＰ成
形後常圧焼結法に代えて、ＨＩＰによる加圧焼結法でも
行うことができる。これにより、１ｍｍ以上のデンドラ
イト（樹枝状）組織と偏析からなる鋳造品と比較して、
１５０μｍ以下の細かな結晶粒と偏析のない焼結品独特
の均一で緻密な組織となる。その結果、熱伝導率と硬さ
は鋳造品と同等の１２．０〜１６．０Ｗ／ｍ・Ｋ及びＨ
ＲＣ４０以上を維持し、機械的強度を１．７〜３．０
倍、伸びを１．５〜２．５倍にし、耐熱衝撃特性を約
１．３５倍に高めた、低熱伝導率（０．０３ｃａｌ・ｃ
ｍ・ｓｅｃ・℃以下）とし、特に機械的強度を１２０ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 以上、硬さＨＲＣ４０以上、伸び２〜５％
にした低熱伝導率と高強度・高耐熱衝撃特性を兼ね備え
た画期的な断熱部材を製造することができる。
形後常圧焼結法に代えて、ＨＩＰによる加圧焼結法でも
行うことができる。これにより、１ｍｍ以上のデンドラ
イト（樹枝状）組織と偏析からなる鋳造品と比較して、
１５０μｍ以下の細かな結晶粒と偏析のない焼結品独特
の均一で緻密な組織となる。その結果、熱伝導率と硬さ
は鋳造品と同等の１２．０〜１６．０Ｗ／ｍ・Ｋ及びＨ
ＲＣ４０以上を維持し、機械的強度を１．７〜３．０
倍、伸びを１．５〜２．５倍にし、耐熱衝撃特性を約
１．３５倍に高めた、低熱伝導率（０．０３ｃａｌ・ｃ
ｍ・ｓｅｃ・℃以下）とし、特に機械的強度を１２０ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 以上、硬さＨＲＣ４０以上、伸び２〜５％
にした低熱伝導率と高強度・高耐熱衝撃特性を兼ね備え
た画期的な断熱部材を製造することができる。
【００３０】また、本発明製造方法は、上記方法に代え
て、樹脂系バインダーと混合し、金属粉末射出成形法で
成形した後、真空または雰囲気炉で焼結によって製造す
ることができる。これにより、１ｍｍ以上のデンドライ
ト（樹枝状）組織と偏析からなる鋳造品と比較して、２
００μｍ以下の細かな結晶粒と偏析のない焼結品独特の
均一で緻密な組織となる。その結果、熱伝導率と硬さは
鋳造品と同等の１２．０〜１６．０Ｗ／ｍ・Ｋ及びＨＲ
Ｃ４０以上を維持し、機械的強度を１．６〜２．８倍、
伸びを１．５〜２．０倍にし、耐熱衝撃特性を約１．２
５倍に高めた、低熱伝導率と高強度・高耐熱衝撃特性を
兼ね備えた画期的な断熱部材を製造することができる。
て、樹脂系バインダーと混合し、金属粉末射出成形法で
成形した後、真空または雰囲気炉で焼結によって製造す
ることができる。これにより、１ｍｍ以上のデンドライ
ト（樹枝状）組織と偏析からなる鋳造品と比較して、２
００μｍ以下の細かな結晶粒と偏析のない焼結品独特の
均一で緻密な組織となる。その結果、熱伝導率と硬さは
鋳造品と同等の１２．０〜１６．０Ｗ／ｍ・Ｋ及びＨＲ
Ｃ４０以上を維持し、機械的強度を１．６〜２．８倍、
伸びを１．５〜２．０倍にし、耐熱衝撃特性を約１．２
５倍に高めた、低熱伝導率と高強度・高耐熱衝撃特性を
兼ね備えた画期的な断熱部材を製造することができる。
【００３１】さらに、本発明製造方法は、上記方法に代
えて、熱間押出により製造することもできる。これによ
り、１ｍｍ以上のデンドライト（樹枝状）組織と偏析か
らなる鋳造品と比較して、１５０μｍ以下の細かな結晶
粒と偏析のない押出し方向に均一で緻密な組織となる。
この結果、熱伝導率と硬さは鋳造品と同等の１２．０〜
１６．０Ｗ／ｍ・Ｋ及びＨＲＣ４０以上を維持し、機械
的強度を１．９〜３．３倍、伸びを１．５〜３．０倍に
し、耐熱衝撃特性を約１．４倍に高めた、低熱伝導率と
高強度・高耐熱衝撃特性を兼ね備えた画期的な断熱部材
を製造することができる。
えて、熱間押出により製造することもできる。これによ
り、１ｍｍ以上のデンドライト（樹枝状）組織と偏析か
らなる鋳造品と比較して、１５０μｍ以下の細かな結晶
粒と偏析のない押出し方向に均一で緻密な組織となる。
この結果、熱伝導率と硬さは鋳造品と同等の１２．０〜
１６．０Ｗ／ｍ・Ｋ及びＨＲＣ４０以上を維持し、機械
的強度を１．９〜３．３倍、伸びを１．５〜３．０倍に
し、耐熱衝撃特性を約１．４倍に高めた、低熱伝導率と
高強度・高耐熱衝撃特性を兼ね備えた画期的な断熱部材
を製造することができる。
【００３２】また、本発明に係る断熱部材は、この焼結
構造単独の部材に限らず、別の材質からなる母材上にこ
の焼結構造の断熱部材をろう付け、拡散溶接などにより
接合した物も含むものである。
構造単独の部材に限らず、別の材質からなる母材上にこ
の焼結構造の断熱部材をろう付け、拡散溶接などにより
接合した物も含むものである。
【００３３】
（実施例１）重量％で，Ｃ：０．２５％，Ｓｉ：５．５
％，Ｍｎ：０．６％，Ｎｉ：９．２％，Ｃｒ：３．５
％，Ｍｏ：０．２５％を含む材料を高周波炉で１６００
℃でルツボ溶解し、水アトマイズ法により粒子化し、し
かる後に１００メッシュ以下の合金粉を収集し、その粉
体を部材形状に成形及び焼結の収縮率を考慮したゴム型
に充填しＣＩＰ（冷間静水圧加圧）装置にて成形した
後、真空炉を用いて１０-6〜１０-2Ｔｏｒｒの雰囲気で
１０００〜１４００℃で所定の時間加熱焼結した。その
後機械加工により以下の製品に仕上げた。
％，Ｍｎ：０．６％，Ｎｉ：９．２％，Ｃｒ：３．５
％，Ｍｏ：０．２５％を含む材料を高周波炉で１６００
℃でルツボ溶解し、水アトマイズ法により粒子化し、し
かる後に１００メッシュ以下の合金粉を収集し、その粉
体を部材形状に成形及び焼結の収縮率を考慮したゴム型
に充填しＣＩＰ（冷間静水圧加圧）装置にて成形した
後、真空炉を用いて１０-6〜１０-2Ｔｏｒｒの雰囲気で
１０００〜１４００℃で所定の時間加熱焼結した。その
後機械加工により以下の製品に仕上げた。
【００３４】ダイカスト機用部材：スリーブ、ブッシ
ュ、チップ、ノズル、金型、ラドルなど これらの製品は、軽金属及びその合金に対する耐食性を
保つため、表面に窒化処理を施す。図１に本発明を適用
するダイカストマシンを示す。
ュ、チップ、ノズル、金型、ラドルなど これらの製品は、軽金属及びその合金に対する耐食性を
保つため、表面に窒化処理を施す。図１に本発明を適用
するダイカストマシンを示す。
【００３５】射出成形機部材：スリーブ、スクリュー、
スクリューチップ、スペーサー、リング、金型用断熱駒
など これらの部材の特性を従来部材と比較して表１に示す。
スクリューチップ、スペーサー、リング、金型用断熱駒
など これらの部材の特性を従来部材と比較して表１に示す。
【００３６】（実施例２）重量％で，Ｃ：０．２５％，
Ｓｉ：５．５％，Ｍｎ：０．６％，Ｎｉ：９．２％，Ｃ
ｒ：３．５％，Ｍｏ：０．２５％を含む材料を高周波炉
で１６００℃でルツボ溶解し、水アトマイズ法により粒
子化し、しかる後に１００メッシュ以下の合金粉を収集
し、その粉体を部材形状に合せたＳＵＳ３０４製の薄肉
（１ｍｍ厚さ）円筒容器に充填し真空加熱脱気（２５０
〜３５０℃、３〜５Ｈ）した後密封し、ＨＩＰ処理によ
り焼結する。ＨＩＰ処理条件は、１０００℃〜１２００
℃、１０００〜１２００ｋｇｆ／ｃｍ2 、３〜５Ｈ保持
して行う。ＨＩＰ処理後は機械加工により以下の製品に
仕上げた。
Ｓｉ：５．５％，Ｍｎ：０．６％，Ｎｉ：９．２％，Ｃ
ｒ：３．５％，Ｍｏ：０．２５％を含む材料を高周波炉
で１６００℃でルツボ溶解し、水アトマイズ法により粒
子化し、しかる後に１００メッシュ以下の合金粉を収集
し、その粉体を部材形状に合せたＳＵＳ３０４製の薄肉
（１ｍｍ厚さ）円筒容器に充填し真空加熱脱気（２５０
〜３５０℃、３〜５Ｈ）した後密封し、ＨＩＰ処理によ
り焼結する。ＨＩＰ処理条件は、１０００℃〜１２００
℃、１０００〜１２００ｋｇｆ／ｃｍ2 、３〜５Ｈ保持
して行う。ＨＩＰ処理後は機械加工により以下の製品に
仕上げた。
【００３７】ダイカスト機用部材：スリーブ、ブッシ
ュ、チップ、ノズル、金型、ラドルなど これらの製品は、軽金属及びその合金に対する耐食性を
保つため、表面に窒化処理を施す。
ュ、チップ、ノズル、金型、ラドルなど これらの製品は、軽金属及びその合金に対する耐食性を
保つため、表面に窒化処理を施す。
【００３８】射出成形機部材：スリーブ、スクリュー、
スクリューチップ、スペーサー、リング、金型用断熱駒
など （実施例３）重量％で，Ｃ：０．２５％，Ｓｉ：５．５
％，Ｍｎ：０．６％，Ｎｉ：９．２％，Ｃｒ：３．５
％，Ｍｏ：０．２５％を含む材料を高周波炉で１６００
℃でルツボ溶解し、水アトマイズ法により粒子化し、し
かる後に１００メッシュ以下の合金粉を収集し、その粉
体をアクリル樹脂を主成分とするバインダー（４０〜５
０Ｖｏｌ％）と均一混合してコンパウンドを作製し、射
出成形機を用いて成形する。成形後は、窒素雰囲気の脱
脂炉を用いて脱バインダーを行い、水素雰囲気焼結炉で
１０００〜１２００℃で焼結する。焼結後機械加工によ
り以下の製品に仕上げた。
スクリューチップ、スペーサー、リング、金型用断熱駒
など （実施例３）重量％で，Ｃ：０．２５％，Ｓｉ：５．５
％，Ｍｎ：０．６％，Ｎｉ：９．２％，Ｃｒ：３．５
％，Ｍｏ：０．２５％を含む材料を高周波炉で１６００
℃でルツボ溶解し、水アトマイズ法により粒子化し、し
かる後に１００メッシュ以下の合金粉を収集し、その粉
体をアクリル樹脂を主成分とするバインダー（４０〜５
０Ｖｏｌ％）と均一混合してコンパウンドを作製し、射
出成形機を用いて成形する。成形後は、窒素雰囲気の脱
脂炉を用いて脱バインダーを行い、水素雰囲気焼結炉で
１０００〜１２００℃で焼結する。焼結後機械加工によ
り以下の製品に仕上げた。
【００３９】ダイカスト機用部材：スリーブ、ブッシ
ュ、チップ、ノズルなど これらの製品は、軽金属及びその合金に対する耐食性を
保つため、表面に窒化処理を施す。図１に本発明を適用
するダイカストマシンを示す。
ュ、チップ、ノズルなど これらの製品は、軽金属及びその合金に対する耐食性を
保つため、表面に窒化処理を施す。図１に本発明を適用
するダイカストマシンを示す。
【００４０】射出成形機部材：スクリューチップ、スペ
ーサー、リング、金型用断熱駒など これらの部材の特性を従来部材と比較して表１に示す。
ーサー、リング、金型用断熱駒など これらの部材の特性を従来部材と比較して表１に示す。
【００４１】（実施例４）重量％で，Ｃ：０．２５％，
Ｓｉ：５．５％，Ｍｎ：０．６％，Ｎｉ：９．２％，Ｃ
ｒ：３．５％，Ｍｏ：０．２５％を含む材料を高周波炉
で１６００℃でルツボ溶解し、水アトマイズ法により粒
子化し、しかる後に１００メッシュ以下の合金粉を収集
し、その粉体を部材形状に合せたＳＵＳ３０４製薄肉
（１ｍｍ厚さ）円筒容器に充填し真空加熱脱気（２５０
〜３５０℃、３〜５Ｈ）した後密封し、ＣＩＰ処理（冷
間静水圧加圧）によりビレットに成形後、１１００〜１
２００℃に加熱し、１０００〜１１００℃で所定の形状
に熱間押出した。この方法で作製した製品例を以下にあ
げる。
Ｓｉ：５．５％，Ｍｎ：０．６％，Ｎｉ：９．２％，Ｃ
ｒ：３．５％，Ｍｏ：０．２５％を含む材料を高周波炉
で１６００℃でルツボ溶解し、水アトマイズ法により粒
子化し、しかる後に１００メッシュ以下の合金粉を収集
し、その粉体を部材形状に合せたＳＵＳ３０４製薄肉
（１ｍｍ厚さ）円筒容器に充填し真空加熱脱気（２５０
〜３５０℃、３〜５Ｈ）した後密封し、ＣＩＰ処理（冷
間静水圧加圧）によりビレットに成形後、１１００〜１
２００℃に加熱し、１０００〜１１００℃で所定の形状
に熱間押出した。この方法で作製した製品例を以下にあ
げる。
【００４２】ダイカスト機用部材：スリーブ、ブッシ
ュ、チップ、ノズル、金型、ラドルなど これらの製品は、軽金属及びその合金に対する耐食性を
保つため、表面に窒化処理を施す。図１に本発明を適用
するダイカストマシンを示す。
ュ、チップ、ノズル、金型、ラドルなど これらの製品は、軽金属及びその合金に対する耐食性を
保つため、表面に窒化処理を施す。図１に本発明を適用
するダイカストマシンを示す。
【００４３】射出成形機部材：スリーブ、スクリュー、
スクリューチップ、スペーサー、リング、金型用断熱駒
など これらの部材の特性を従来部材と比較して表１に示す。
スクリューチップ、スペーサー、リング、金型用断熱駒
など これらの部材の特性を従来部材と比較して表１に示す。
【００４４】
【表１】
【００４５】
【発明の効果】本発明によれば、鋳造品と比較して、欠
陥のない細かな結晶粒と偏析のない焼結品独特の均一で
緻密な組織を得ることができ、熱伝導率と硬さは鋳造品
と同等に維持し、機械的強度、伸び、耐熱衝撃特性を著
しく高めた、低熱伝導率と高強度・高耐熱衝撃特性を兼
ね備えた画期的な断熱部材を製造することができる。
陥のない細かな結晶粒と偏析のない焼結品独特の均一で
緻密な組織を得ることができ、熱伝導率と硬さは鋳造品
と同等に維持し、機械的強度、伸び、耐熱衝撃特性を著
しく高めた、低熱伝導率と高強度・高耐熱衝撃特性を兼
ね備えた画期的な断熱部材を製造することができる。
【図１】本発明を適用するダイカストマシンを示し、
（ａ）は概要図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
（ａ）は概要図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２３Ｃ 8/26 Ｂ２２Ｆ 1/00 // Ｂ２２Ｆ 1/00 Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０４ Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０４ Ｂ２２Ｆ 5/00 Ｚ (72)発明者 望月 善一 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械テク ノ株式会社内 (72)発明者 西村 隆宣 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
Claims (11)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．１〜０．５％，Ｓ
ｉ：３．０〜７．０％，Ｎｉ：５．０〜１８．０％，Ｃ
ｒ：０．５〜８．０％，残部が実質的にＦｅの断熱合金
からなる指定粒度以下の粉末を用いて焼結してなる断熱
部材。 - 【請求項２】 指定粒度は１００メッシュである請求項
１に記載の断熱部材。 - 【請求項３】 断熱部材は、スリーブ、ブッシュ、チッ
プ、ノズル、金型、及びラドルから選択されたダイカス
ト機用部材、若しくはスリーブ、スクリュー、スクリュ
ーチップ、スペーサー、リング、及び金型用断熱駒から
選択された射出成形機部材である請求項１または２に記
載の断熱部材。 - 【請求項４】 軽金属又は軽金属合金を成形するダイカ
スト機用部材は、これらの軽金属又は軽金属合金と接触
する部分に窒化処理を施してなる請求項３に記載の断熱
部材。 - 【請求項５】 重量％で、Ｃ：０．１〜０．５％，Ｓ
ｉ：３．０〜７．０％，Ｎｉ：５．０〜１８．０％，Ｃ
ｒ：０．５〜８．０％，残部が実質的にＦｅの断熱合金
からなる粉末を製造する工程と、この粉末のうち指定粒
度以下の粉末を用いてＣＩＰ成形後常圧焼結する工程と
を備えた断熱部材の製造方法。 - 【請求項６】 重量％で、Ｃ：０．１〜０．５％，Ｓ
ｉ：３．０〜７．０％，Ｎｉ：５．０〜１８．０％，Ｃ
ｒ：０．５〜８．０％，残部が実質的にＦｅの断熱合金
からなる粉末を製造する工程と、この粉末のうち指定粒
度以下の粉末を用いてＨＩＰにより加圧焼結する工程と
を備えた断熱部材の製造方法。 - 【請求項７】 重量％で、Ｃ：０．１〜０．５％，Ｓ
ｉ：３．０〜７．０％，Ｎｉ：５．０〜１８．０％，Ｃ
ｒ：０．５〜８．０％，残部が実質的にＦｅの断熱合金
からなる粉末を製造する工程と、この粉末のうち指定粒
度以下の粉末をアクリル系樹脂バインダーと混合してコ
ンパウンドを作製する工程と、このコンパウンドを射出
成形にて成形後脱バインダー及び焼結する工程とを備え
た断熱部材の製造方法。 - 【請求項８】 重量％で、Ｃ：０．１〜０．５％，Ｓ
ｉ：３．０〜７．０％，Ｎｉ：５．０〜１８．０％，Ｃ
ｒ：０．５〜８．０％，残部が実質的にＦｅの断熱合金
からなる粉末を製造する工程と、この粉末のうち指定粒
度以下の粉末を用いて熱間押出により成形・焼結する工
程とを備えた断熱部材の製造方法。 - 【請求項９】 指定粒度は１００メッシュであることを
特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の断熱部材
の製造方法。 - 【請求項１０】 断熱部材は、スリーブ、ブッシュ、チ
ップ、ノズル、金型、及びラドルから選択されたダイカ
スト機用部材、若しくはスリーブ、スクリュー、スクリ
ューチップ、スペーサー、リング、及び金型用断熱駒か
ら選択された射出成形機部材である請求項５乃至９のい
ずれかに記載の断熱部材の製造方法。 - 【請求項１１】 軽金属又は軽金属合金を成形するダイ
カスト機用部材は、これらの軽金属又は軽金属合金と接
触する部分に窒化処理を施してなる請求項１０に記載の
断熱部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9264294A JPH11100633A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 断熱部材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9264294A JPH11100633A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 断熱部材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11100633A true JPH11100633A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=17401180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9264294A Pending JPH11100633A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 断熱部材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11100633A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009542905A (ja) * | 2006-06-28 | 2009-12-03 | ポステック・アカデミー‐インダストリー・ファウンデーション | 金属射出成形による合金部品の製造方法及びその合金部品 |
-
1997
- 1997-09-29 JP JP9264294A patent/JPH11100633A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009542905A (ja) * | 2006-06-28 | 2009-12-03 | ポステック・アカデミー‐インダストリー・ファウンデーション | 金属射出成形による合金部品の製造方法及びその合金部品 |
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