JPS6125454B2 - - Google Patents
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- JPS6125454B2 JPS6125454B2 JP58107521A JP10752183A JPS6125454B2 JP S6125454 B2 JPS6125454 B2 JP S6125454B2 JP 58107521 A JP58107521 A JP 58107521A JP 10752183 A JP10752183 A JP 10752183A JP S6125454 B2 JPS6125454 B2 JP S6125454B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0068—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below
-
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-
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C37/00—Cast-iron alloys
- C22C37/04—Cast-iron alloys containing spheroidal graphite
Description
（産業上の利用分野）
本発明は球状黒鉛鋳鉄よりなるプラスチツク成
形用鋳造金型に関するものである。 （従来技術） 従来のプラスチツク成形用鋳造金型は金型主体
を各種鋼材よりなるものとしているが、鋼は凝固
する際の収縮率が大きいため寸法精度の良い金型
を鋳造することが困難であるうえ鋳造された金型
の隅角部に割れが多発するという欠点があつた。 （発明の目的） 本発明は前記のような欠点を除いてプラスチツ
クの成形面が平滑であり、しかも、寸法精度良く
鋳造することができるうえに隅角部に割れの生ず
ることもないプラスチツク成形用鋳造金型を目的
として完成されたものである。 （発明の構成） 本発明は金型主体を球状黒鉛鋳鉄よりなるもの
としてそのプラスチツク成形面に分布される球状
黒鉛粒子はその90％以上が粒径10μｍ以下で且つ
50％以上が粒径６μｍ以下であることを特徴とす
るものである。 本発明においては金型主体を鋼に代えて球状黒
鉛鋳鉄よりなるものとして鋼を素材としたものに
見られた寸法精度上の問題点や金型の隅角部に生
じていた割れの発生を防止するようにしたもので
あるが、良質の金型とするにはプラスチツク成形
面の平滑度が極めて重要であるのでプラスチツク
成形面に分布される球状黒鉛粒子の粒度分布を前
記範囲に特定することにより実用化したもので、
このためプラスチツク成形面以外に分布される球
状黒鉛粒子の粒度分布は特に限定されることはな
い。なお、球状黒鉛鋳鉄はマグネシウム、セリウ
ム等の球状化剤とフエロシリコン等の接種剤によ
り晶出黒鉛を球状化したものであり、注湯後急冷
することによつて球状黒鉛を微細化することがで
きるので素材を熱伝導性のよい鋳型中に注湯後直
ちに加圧を行なうことにより溶湯と鋳型表面との
接触を密にし、溶湯からの放熱を促進させて急冷
凝固させればよい。なお、鋳型中のプラスチツク
成形面と接する部分にのみ熱伝導性の良好な鋳型
材を用いてプラスチツク成形面における球状黒鉛
粒子の粒度分布を制御するようにしてもよい。こ
のようにしてプラスチツク成形面に分布される全
球状黒鉛粒子のうち粒径10μｍ以下のものが90％
以上占め且つ粒径６μｍ以下のものが50％以上を
占めるようにして鋳造すれば、鋳造される金型主
体のうち少なくともプラスチツク成形面は球状黒
鉛粒子の粒度分布が前記のような特定範囲内にあ
るため極めて平滑なものとなつて成形されるプラ
スチツク製品は光沢がよく、外観の美しいものと
なる。なお、プラスチツク成形面に分布される黒
鉛粒子のうち90％以上が粒径10μｍ以下の球状黒
鉛粒子で且つ50％以上が粒径６μｍ以下でない場
合にはプラスチツク成形面をどのように研摩して
も研摩面に黒鉛粒子の欠落したくぼみが生じ易
く、所期の平滑度を得ることができない。また、
球状黒鉛鋳鉄は鋼材と異なり凝固時の収縮率が小
さいので寸法精度良く金型を鋳造することができ
るものであり、特に球状黒鉛鋳鉄として重量％で
炭素2.5〜3.8％、珪素2.0〜3.0％、マンガン0.8％
以下、ニツケル2.0〜5.0％、モリブデン0.2〜1.0
％、残部が鉄、球状化元素および不可避的不純物
からなる組成のものを用いれば、鋳込面が平滑で
寸法精度が良くしかも硬度及び強度が大きいプラ
スチツク成形用鋳造金型を得ることができる。す
なわち、炭素は低融点化、低収縮化を図るための
元素であり、溶湯の凝固時の体積変化を小さくす
るためには3.8％の過共晶部分を用いるのが適当
で、炭素含有量がこれ以上となると溶湯中の初晶
黒鉛の発生が著しく、逆に2.5％以下では融点が
上昇するため注湯の温度を上げる必要があるうえ
体積変化が大きくなるため凝固時に大きい収縮が
生ずるから、2.5〜3.8％の範囲が好ましい。ま
た、珪素は黒鉛化促進元素であり、2.0％以下で
は黒鉛化が不十分であるためチルの発生による硬
度の不均一と収縮率増大による収縮割れを生じ易
く、逆に3.0％を越えると初晶黒鉛の晶出量を増
大させて黒鉛が粗大化する傾向を示すので2.0〜
3.0％の範囲が好ましい。さらに、マンガンは0.8
％を越えると急冷部にチルを生じ易いのでそれ以
下とすることが好ましく、ニツケルは安定した高
硬度を得るための元素であつて、2.0％以下では
この効果が不十分であり、逆に5.0％を越えると
一部にマルテンサイトが生じて硬度が不均一とな
るから2.0〜5.0％の範囲が好ましく、モリブデン
もニツケルとともにベイナイト化に寄与する成分
であり、0.2％以下ではその効果が不十分であ
り、1.0％を越えると一部にマルテンサイトを生
ずるから0.2〜1.0％の範囲が好ましい。 （実施例 １） 重量％で炭素3.6％、珪素2.7％、マンガン0.06
％、ニツケル3.5％、モリブデン0.5％、マグネシ
ウム0.025％、残部が鉄及び不可避的不純物の組
成をもつ溶湯を金属塊鋳型注湯後40Kg/cm2で加圧
して直径105mm、深さ15mmのキヤビテイ部を有す
るプラスチツク成形用鋳造金型を鋳造した。この
金型のプラスチツク成形面は第１図に倍率200倍
の顕微鏡写真に示すとおりの組織を有し、球状黒
鉛粒子の直径は全数７μｍ以下で且つその90％以
上が６μｍ以下であつた。なお、本実施例と同一
組成の溶湯を用いて球状黒鉛粒子の粒度制御を行
なうことなく鋳造した金型表面は第２図に示すよ
うに粗大化した黒鉛粒子が分散した組織を有し、
平滑なプラスチツク成形面を得ることができなか
つた。また、本実施例のプラスチツク鋳造金型の
表面硬度をＡ、Ｂ、Ｃの３個所について３回ずつ
測定した結果は第１表に示すとおりＨRC35±２
であつた。また、同一の金属塊鋳型をもつて鋳造
した５個のプラスチツク鋳造金型についてキヤビ
テイ部の横寸法を測定した結果は第２表のとおり
で、ばらつきは±0.02mm以内で極めて高い寸法精
度を示した。
形用鋳造金型に関するものである。 （従来技術） 従来のプラスチツク成形用鋳造金型は金型主体
を各種鋼材よりなるものとしているが、鋼は凝固
する際の収縮率が大きいため寸法精度の良い金型
を鋳造することが困難であるうえ鋳造された金型
の隅角部に割れが多発するという欠点があつた。 （発明の目的） 本発明は前記のような欠点を除いてプラスチツ
クの成形面が平滑であり、しかも、寸法精度良く
鋳造することができるうえに隅角部に割れの生ず
ることもないプラスチツク成形用鋳造金型を目的
として完成されたものである。 （発明の構成） 本発明は金型主体を球状黒鉛鋳鉄よりなるもの
としてそのプラスチツク成形面に分布される球状
黒鉛粒子はその90％以上が粒径10μｍ以下で且つ
50％以上が粒径６μｍ以下であることを特徴とす
るものである。 本発明においては金型主体を鋼に代えて球状黒
鉛鋳鉄よりなるものとして鋼を素材としたものに
見られた寸法精度上の問題点や金型の隅角部に生
じていた割れの発生を防止するようにしたもので
あるが、良質の金型とするにはプラスチツク成形
面の平滑度が極めて重要であるのでプラスチツク
成形面に分布される球状黒鉛粒子の粒度分布を前
記範囲に特定することにより実用化したもので、
このためプラスチツク成形面以外に分布される球
状黒鉛粒子の粒度分布は特に限定されることはな
い。なお、球状黒鉛鋳鉄はマグネシウム、セリウ
ム等の球状化剤とフエロシリコン等の接種剤によ
り晶出黒鉛を球状化したものであり、注湯後急冷
することによつて球状黒鉛を微細化することがで
きるので素材を熱伝導性のよい鋳型中に注湯後直
ちに加圧を行なうことにより溶湯と鋳型表面との
接触を密にし、溶湯からの放熱を促進させて急冷
凝固させればよい。なお、鋳型中のプラスチツク
成形面と接する部分にのみ熱伝導性の良好な鋳型
材を用いてプラスチツク成形面における球状黒鉛
粒子の粒度分布を制御するようにしてもよい。こ
のようにしてプラスチツク成形面に分布される全
球状黒鉛粒子のうち粒径10μｍ以下のものが90％
以上占め且つ粒径６μｍ以下のものが50％以上を
占めるようにして鋳造すれば、鋳造される金型主
体のうち少なくともプラスチツク成形面は球状黒
鉛粒子の粒度分布が前記のような特定範囲内にあ
るため極めて平滑なものとなつて成形されるプラ
スチツク製品は光沢がよく、外観の美しいものと
なる。なお、プラスチツク成形面に分布される黒
鉛粒子のうち90％以上が粒径10μｍ以下の球状黒
鉛粒子で且つ50％以上が粒径６μｍ以下でない場
合にはプラスチツク成形面をどのように研摩して
も研摩面に黒鉛粒子の欠落したくぼみが生じ易
く、所期の平滑度を得ることができない。また、
球状黒鉛鋳鉄は鋼材と異なり凝固時の収縮率が小
さいので寸法精度良く金型を鋳造することができ
るものであり、特に球状黒鉛鋳鉄として重量％で
炭素2.5〜3.8％、珪素2.0〜3.0％、マンガン0.8％
以下、ニツケル2.0〜5.0％、モリブデン0.2〜1.0
％、残部が鉄、球状化元素および不可避的不純物
からなる組成のものを用いれば、鋳込面が平滑で
寸法精度が良くしかも硬度及び強度が大きいプラ
スチツク成形用鋳造金型を得ることができる。す
なわち、炭素は低融点化、低収縮化を図るための
元素であり、溶湯の凝固時の体積変化を小さくす
るためには3.8％の過共晶部分を用いるのが適当
で、炭素含有量がこれ以上となると溶湯中の初晶
黒鉛の発生が著しく、逆に2.5％以下では融点が
上昇するため注湯の温度を上げる必要があるうえ
体積変化が大きくなるため凝固時に大きい収縮が
生ずるから、2.5〜3.8％の範囲が好ましい。ま
た、珪素は黒鉛化促進元素であり、2.0％以下で
は黒鉛化が不十分であるためチルの発生による硬
度の不均一と収縮率増大による収縮割れを生じ易
く、逆に3.0％を越えると初晶黒鉛の晶出量を増
大させて黒鉛が粗大化する傾向を示すので2.0〜
3.0％の範囲が好ましい。さらに、マンガンは0.8
％を越えると急冷部にチルを生じ易いのでそれ以
下とすることが好ましく、ニツケルは安定した高
硬度を得るための元素であつて、2.0％以下では
この効果が不十分であり、逆に5.0％を越えると
一部にマルテンサイトが生じて硬度が不均一とな
るから2.0〜5.0％の範囲が好ましく、モリブデン
もニツケルとともにベイナイト化に寄与する成分
であり、0.2％以下ではその効果が不十分であ
り、1.0％を越えると一部にマルテンサイトを生
ずるから0.2〜1.0％の範囲が好ましい。 （実施例 １） 重量％で炭素3.6％、珪素2.7％、マンガン0.06
％、ニツケル3.5％、モリブデン0.5％、マグネシ
ウム0.025％、残部が鉄及び不可避的不純物の組
成をもつ溶湯を金属塊鋳型注湯後40Kg/cm2で加圧
して直径105mm、深さ15mmのキヤビテイ部を有す
るプラスチツク成形用鋳造金型を鋳造した。この
金型のプラスチツク成形面は第１図に倍率200倍
の顕微鏡写真に示すとおりの組織を有し、球状黒
鉛粒子の直径は全数７μｍ以下で且つその90％以
上が６μｍ以下であつた。なお、本実施例と同一
組成の溶湯を用いて球状黒鉛粒子の粒度制御を行
なうことなく鋳造した金型表面は第２図に示すよ
うに粗大化した黒鉛粒子が分散した組織を有し、
平滑なプラスチツク成形面を得ることができなか
つた。また、本実施例のプラスチツク鋳造金型の
表面硬度をＡ、Ｂ、Ｃの３個所について３回ずつ
測定した結果は第１表に示すとおりＨRC35±２
であつた。また、同一の金属塊鋳型をもつて鋳造
した５個のプラスチツク鋳造金型についてキヤビ
テイ部の横寸法を測定した結果は第２表のとおり
で、ばらつきは±0.02mm以内で極めて高い寸法精
度を示した。
【表】
【表】
【表】
さらに本実施例の鋳造金型の機械的性質を測定
したところ、引張強度110Kg/cm2、0.2％耐力60Kg/
mm2、伸び12％、衝撃値２Kg・m/cm2であつて、高合
金鋼と同等の優れた機械的特性を示した。 （実施例 ２） 重量％で炭素3.7％、珪素2.6％、マンガン0.4
％、マグネシウム0.03％、残部が鉄及び不可避的
不純物の組成をもつ溶湯をもつて前記実施例１と
同じ条件で同一形状のプラスチツク鋳造金型を鋳
造した。このプラスチツク鋳造金型のプラスチツ
ク成形面に分布される球状黒鉛粒子はその全数が
粒径８μｍであり且つ６μｍ以下のものが70％以
上を占めた。そして、鋳放しの表面荒さは３μｍ
Rmaxであり、表面研摩を行なつた後プラスチツ
ク成形を行なつたところ、プラスチツク成形品の
表面平滑度は0.25μｍRmaxであり、SKD−61の
鋼材によるプラスチツク成形用金型を用いた場合
と同程度であつた。また、この鋳造金型の寸法精
度は100mmについてばらつきが±0.04mm以下であ
り、従来の鋼材製鋳造金型の寸法精度が100mmに
ついて±0.3mmであつたのに比較して飛躍的な向
上が認められた。 （発明の効果） 本発明は以上の説明から明らかなように、金型
主体が球状黒鉛鋳鉄からなるものであつて、しか
も、そのプラスチツク成形面の球状黒鉛粒子の粒
度分布を粒径10μｍ以下のものが90％以上で且つ
粒径６μｍ以下のものが50％以上としたので、極
めて平滑度の高いプラスチツク成形面を得ること
ができ、コア側のみならずキヤビテイ側に使用し
た場合にも表面が平滑で外観の美しいプラスチツ
ク製品を成形することができる。しかも、球状黒
鉛鋳鉄は凝固時の収縮が小さく、割れが生じない
うえJIS Ｂ 0404 12級を達成できる程度に高い
寸法精度を得ることができるもので、高合金鋼を
機械加工したものに匹敵する諸性能を備えたプラ
スチツク成形用金型を鋳造により容易に得ること
ができ、寸法精度が良好なうえ研摩修正の必要が
殆んどないから納期を従来の約2/3、コストを約
4/5に低下できる利点もあり、業界の発展に寄与
するところ極めて大なものである。
したところ、引張強度110Kg/cm2、0.2％耐力60Kg/
mm2、伸び12％、衝撃値２Kg・m/cm2であつて、高合
金鋼と同等の優れた機械的特性を示した。 （実施例 ２） 重量％で炭素3.7％、珪素2.6％、マンガン0.4
％、マグネシウム0.03％、残部が鉄及び不可避的
不純物の組成をもつ溶湯をもつて前記実施例１と
同じ条件で同一形状のプラスチツク鋳造金型を鋳
造した。このプラスチツク鋳造金型のプラスチツ
ク成形面に分布される球状黒鉛粒子はその全数が
粒径８μｍであり且つ６μｍ以下のものが70％以
上を占めた。そして、鋳放しの表面荒さは３μｍ
Rmaxであり、表面研摩を行なつた後プラスチツ
ク成形を行なつたところ、プラスチツク成形品の
表面平滑度は0.25μｍRmaxであり、SKD−61の
鋼材によるプラスチツク成形用金型を用いた場合
と同程度であつた。また、この鋳造金型の寸法精
度は100mmについてばらつきが±0.04mm以下であ
り、従来の鋼材製鋳造金型の寸法精度が100mmに
ついて±0.3mmであつたのに比較して飛躍的な向
上が認められた。 （発明の効果） 本発明は以上の説明から明らかなように、金型
主体が球状黒鉛鋳鉄からなるものであつて、しか
も、そのプラスチツク成形面の球状黒鉛粒子の粒
度分布を粒径10μｍ以下のものが90％以上で且つ
粒径６μｍ以下のものが50％以上としたので、極
めて平滑度の高いプラスチツク成形面を得ること
ができ、コア側のみならずキヤビテイ側に使用し
た場合にも表面が平滑で外観の美しいプラスチツ
ク製品を成形することができる。しかも、球状黒
鉛鋳鉄は凝固時の収縮が小さく、割れが生じない
うえJIS Ｂ 0404 12級を達成できる程度に高い
寸法精度を得ることができるもので、高合金鋼を
機械加工したものに匹敵する諸性能を備えたプラ
スチツク成形用金型を鋳造により容易に得ること
ができ、寸法精度が良好なうえ研摩修正の必要が
殆んどないから納期を従来の約2/3、コストを約
4/5に低下できる利点もあり、業界の発展に寄与
するところ極めて大なものである。
第１図は本発明の実施例１に示したプラスチツ
ク鋳造金型におけるプラスチツク成形面の金属組
織図、第２図は実施例１と同一組成の溶湯を用い
て球状黒鉛粒子の粒度分布を制御することなく鋳
造したプラスチツク鋳造金型におけるプラスチツ
ク成形面の金属組織図である。
ク鋳造金型におけるプラスチツク成形面の金属組
織図、第２図は実施例１と同一組成の溶湯を用い
て球状黒鉛粒子の粒度分布を制御することなく鋳
造したプラスチツク鋳造金型におけるプラスチツ
ク成形面の金属組織図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金型主体を球状黒鉛鋳鉄よりなるものとして
そのプラスチツク成形面に分布される球状黒鉛粒
子はその90％以上が粒径10μｍ以下で且つ50％以
上が粒径６μｍ以下であることを特徴とするプラ
スチツク成形用鋳造金型。 ２ 球状黒鉛鋳鉄の組成が重量％で、炭素2.5〜
3.8％、珪素2.0〜3.0％、マンガン0.8％以下、ニ
ツケル2.0〜5.0％、モリブデン0.2〜1.0％、残部
が鉄、球状化元素および不可避的不純物である特
許請求の範囲第１項記載のプラスチツク成形用鋳
造金型。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58107521A JPS59232649A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | プラスチツク成形用鋳造金型 |
| US06/617,930 US4572751A (en) | 1983-06-15 | 1984-06-06 | Cast iron mold for plastic molding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58107521A JPS59232649A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | プラスチツク成形用鋳造金型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59232649A JPS59232649A (ja) | 1984-12-27 |
| JPS6125454B2 true JPS6125454B2 (ja) | 1986-06-16 |
Family
ID=14461299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58107521A Granted JPS59232649A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | プラスチツク成形用鋳造金型 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4572751A (ja) |
| JP (1) | JPS59232649A (ja) |
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1983
- 1983-06-15 JP JP58107521A patent/JPS59232649A/ja active Granted
-
1984
- 1984-06-06 US US06/617,930 patent/US4572751A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59232649A (ja) | 1984-12-27 |
| US4572751A (en) | 1986-02-25 |
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