JPS5839759A - 高融点金属鋳造または高温ガラス成形用工具材料とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 高融点金属や高温耐熱ガラス釦造用金型は高温の溶湯鋳
込時の熱衝撃がきわめて大きく、ヒートクラックが早期
に生じやすく、また高温の溶湯の型面への激突により焼
付や溶損か問題となる。

したがって、金車材料としては熱応力が過大とならない
よう熱伝導率が大きく、熱膨張係数が小さく、また溶損
に対する抵抗性が大きく、さらに適度の高温強度と十分
なねばさを備えていなければならない。　　゛ また、ブラウン管金型など高級ガラス朧品成形用金型の
場合には型抜性が良く）型抜°模様が生成しないことが
重視される。

本発明は熱伝導率が１０よりも大きく、かつねばいＭｌ
と一伝導率ないし耐溶損性のずぐれたＷ　、　Ｍ。

Ｎｏ、Ｎｏ禦Ｑ各粉末全原料とし、これらｉＮｉが最終
的に容積比で９６〜２％となるよう均一混合したのち、
プレスにて予備成形あるいは真空中または水素中で還元
処理を加えたのちプレスにて予備成形を行ない、これを
田によりＮ１の溶融点以下あるいはこれより高い温度で
加圧成形し、緻密で強固な組織として、とくにすぐれた
延性を備え、上記高融点金属鋳造用やその他の用途にす
ぐれた性能を発揮し、またガラス成形において、とくに
すぐれた型抜性を発揮する熱間金型材料を得ることを可
能としたものである。

第１表に本発明材料の組成と物理的性質、高温硬さ、小
型シャルピー衝撃値、耐焼付摩耗性指数を示す。

試料は各粉末を均一に混合したのち、真空中で１０５０
　ＣＸ　４　Ｈｒ還元処理し、プレス成形後カプセルに
装入、真空封着したのち第１表に示した温度、圧力条件
で■処理したものである。比較材ＭＳＮは■を使用ゼず
、同様に混合、プレス後水素中で１３５０　ＣＸ　４　
Ｈｒ焼結処理したものであり、比較材０は熱間工具鋼工
６ユ、Ｐはガラス成形用途に使用されている１３０ｒ系
ステンレス鋼５ＵＳ４２０の各溶製→鍛伸材である。

本発明材料は従来の標準的熱間工具鋼の６１に対比して
、熱伝導率が明らかに大きく、がり熱膨張係数が小さく
、かつ高温強度が高く、熱衝撃に耐えるすぐれた特性を
備えていることがゎがる。

また、■仕上した本発明材料は従来の焼結材料に対比し
て６雪ｌφＸ４０龍４（スパン３５ｍｍ、９酊深Ｊ１Ｒ
μノツチ）で行なった小型シャルピー値（比較の焼結材
Ｍのそれを１００としてあられした指数値）で明らかな
ように靭性のすぐれていることがゎかるＯ これは■処理により緻密な組織が得られたためでその結
果、熱伝導率においてもＢ−Ｍ、Ｂ−Ｈの比較かられか
るように焼結材に対して改善効果が得られていることが
わかる。焼付摩耗試験は円柱状試料の端面をａｏｏｃの
赤熱鋼材に加圧接触させつつ、高速で回転させ、焼付を
主じる限界荷重を求め、比較材麗のそれを１００として
指数で示したものである。

本願発明の口材は同一組成の焼結材に対して耐焼付摩耗
性がすぐれている事がわかる。

これは熱伝導率が相対的に大きいことによるものである
。

なお、耐焼付摩耗性の改善効果はＷＯｌＭＯｓＯ等の炭
化物配合による効果が相対的に大きく、高温強度敗勢効
果はＷ１次いでＭｏが大きく、また靭性ではＭｏ配合が
Ｗ配合よりもすぐれており、用途、要求条件に応じてＷ
ｌＭＯ，ＷＯ，Ｍｏ１Ｏ等を単独または複合添加される
。

なお、本発明材料Ｂ組成について、■に先だって還元処
理を行なわ−ｒＨＩＰ仕上処理を行なったが、この場合
１割程度のシャルピー衝撃値の減少がみとめられ、一方
真空還元処理にかえて水素中還元処理を実施したのち■
処理を行なったところ、１割程度のシャルピー値の向上
効果を得た〇これは粉末表面の酸化の程度の大小に起因
するもので、還元処理なしのものＪす、真空還元、水素
中還元処理を施したものが靭性向で相対的にまさってい
ることがわかる〇 第２表に本発明材料のヒートクラック試験（８５０Ｃ←
２０Ｃ水冷、１０００回繰返見し）の結果を示す。

試験片は平板状で火焔にて平面を８５０Ｃに加熱後水冷
する操作を１０００回線返見した鴫のである。

Ｂ−Ｍの比較かられかるように、本発明材料は同ぐ 一成分の焼結材に対して、さらにす首れた耐ヒートクラ
ツク性を有している。

また、熱間工具鋼８ＫＤ６１に対比して格段にすぐれた
耐ヒートクラック性全有している。

これは本発明材料の熱膨張係数が小さく、熱伝導率が大
きいこと、適度の高温強度、靭性を備えていることに起
因している。

第３表に１３０ｒ鋼の１５５０　ｔ：’溶湯滴下試験に
おける焼付発生までの回数比を示す。

第　　３　　表 裏面を水冷しつつ、表面に５ｇｒ溶湯を高さ１０＠ｓよ
り繰返えし落下させた場合の焼付開始までの繰返えし数
を比較材０　（ＳＫＤ６１）のそれｔ−１００として指
数で示したものである。

本発明材料は比較のＳ％Ｏｒ糸熱間工Ａ　ａＳＫ０６１
に対比して格段に耐溶損焼付性がすぐれている事がわか
る。

これは本発明材料のＷ　、　ＭＯＳＷＯｌＭｏｎｏ等の
本質的にすぐれた耐溶損焼付性およびＭｌとの十分な接
合による大きな熱伝導率、耐肌あれ性などとの総合効果
によるものである。

第４表に溶融ガラス成形における型抜性試験の結果を示
す。

試験片は３０１１１φＸ　１２０ｔの円柱状試片（内部
水冷）で、５０關φＸ　１００ｔの同心円筒の内径を有
する雌型に滴下した高温（１０５０Ｃ）のガラスを加圧
成形し引続き型抜きする操作を繰返えし２００回行ない
３０１０１φ円筒面上に生じた漣長さ以上のスリ疵模様
の数を読取った結果である。

本ガラス成形金型用途には比較鋼Ｐ　（ＳＵ８４２０　
）クラスにＯｒメッキをしたものが一般に使用されてい
るが、第４表かられかるように本発明材料は比較鋼Ｐに
Ｏｒメッキしたものより格段にスリ疵模様が少なく型抜
性がすぐれている事がわかる。

これは本発明材料を構成するｌＪｉ、Ｗ　、　Ｍｏ、　
ＷＯｌＭｏｌｌｏ等の本質的にすぐれた型抜性によるも
のである。

本発明材料において容積比でＮ１が９６％を越えると耐
溶損性、強度面で総合的に実用性能１不利となること、
また１ｉ１２％未満では延性上不利となるためＮ１の配
合比を容積比で９６〜２％に限定した。

なお、田時の収縮率は大きくなるが、予備プレス成形を
省略して■仕上を行なうことも可能である０ 以上に記述したように本発明材料は熱伝導率、高温強度
が大きく、熱膨張係数の小さいＷ　、　Ｍｏあるいは耐
溶損性のすぐれたＷＯｌＭＯ，Ｏ炭化物との組合せおよ
び眼による十分な圧密化により強度、物理的性質、耐溶
損性、靭性を兼備し、また溶融ガラスに対する型抜性が
すぐれており、高融点金属鋳造用途、溶融ガラス、成形
用途、その他の熱間金型用途に適用し、すぐれた使′用
性能、寿命を与える新しい金型材料とその製造方法を提
供するものである。

第　　４　　表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｎ１粉末とＷ、Ｍｏ、ＷＯ１ＭＯＩＯ粉末群の中の
   １種または２種以上を容積比でＮ１が最終的に９６〜２
   ％となるよう均一に混合したものを出発原料とし、熱部
   静水圧で圧密化したことを特徴とする粉末冶金による複
   合熱間金型材料。 Ｚ　　Ｎｉ粉末とＷ、Ｍｏ、Ｎｏ、Ｍｏ１Ｏ粉末群の中
   の１種または２種以上を容積比でＮ１が最終的に９６〜
   都となるよう均一に混合しプレスにて予備成形し、カプ
   セルに入れて内部を真空としたのち封着し、熱間静水圧
   装置を使用し、温度９８０〜１４５０Ｃで加圧して製造
   したことを特徴とする粉末冶金による複合は２種以上を
   容積比でＮ１が最終的に９６〜２％となるよう均一に混
   合したのち、真空中または水素中で加熱することにより
   還元し、これをプレスにて予備成形し、カプセルに入れ
   て内部を真空としたのちｌ！を着し、暗を使用し、９８
   ０〜１４５０Ｃで加圧して製造したことを特徴とする粉
   末冶金による複合熱間金型材料の製造方法。