JPS6213236A - Metallic mold for casting and its production - Google Patents

Metallic mold for casting and its production

Info

Publication number
JPS6213236A
JPS6213236A JP60153267A JP15326785A JPS6213236A JP S6213236 A JPS6213236 A JP S6213236A JP 60153267 A JP60153267 A JP 60153267A JP 15326785 A JP15326785 A JP 15326785A JP S6213236 A JPS6213236 A JP S6213236A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ceramic
undercoat
composite layer
metal
nickel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP60153267A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0250982B2 (en
Inventor
Shogo Matsuki
松木 祥悟
Takeshi Imura
井村 武
Kanji Murata
村田 完治
Shigetoshi Ito
伊藤 重利
Homare Hara
原 誉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP60153267A priority Critical patent/JPS6213236A/en
Publication of JPS6213236A publication Critical patent/JPS6213236A/en
Publication of JPH0250982B2 publication Critical patent/JPH0250982B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the exfoliation and crack by the effect of thermal impact by forming a composite layer on the undercoat formed on the molding surface of a metallic mold and gradually increasing the ratio of ceramics in the composite layer toward the surface. CONSTITUTION:Powder of an Ni-Cr alloy is thermally sprayed by using a plasma spraying device on the molding surface 2 of the metallic mold 1 for casting to form the undercoat 3. A mixture composed of the Ni-Cr alloy powder and ZrO2-Y2O3 is then thermally sprayed by using the same thermal spraying device onto the undercoat to form the composite layer 4 on the undercoat 3. The alloy powder and ceramics are so mixed that the ratio of the ceramics gradually increases. More specifically, the weight ratio of the ceramics is made 20wt% at the beginning of the thermal spraying and thereafter the weight ratio of the ceramics is gradually increased until finally said ratio is made 90wt%.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、表面に溶湯の付着防止及び溶湯の保温を目的
としてセラミックコーティングを形成した軽合金鋳造金
型及びその製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a light alloy casting mold having a ceramic coating formed on its surface for the purpose of preventing adhesion of molten metal and keeping the molten metal warm, and a method for manufacturing the same.

(従来の技術) 鋳造金型の成形面にセラミックコーティングを施すこと
で、溶湯の付着防止及び溶湯の保温を図り、湯廻り性を
良くし巣の発生を抑制し、加工面の圧洩れをなくして強
度的に優れた鋳物を得るようにすることが従来から行わ
れている。
(Conventional technology) By applying a ceramic coating to the molding surface of a casting mold, it is possible to prevent molten metal from adhering to it, keep the molten metal warm, improve the flow of the molten metal, suppress the occurrence of cavities, and eliminate pressure leaks on the processed surface. Conventionally, it has been carried out to obtain castings with excellent strength.

そして、金型の成形面にセラミックをコーティングする
方法として、従来にあっては刷毛塗り、或いはグラファ
イト等のスプレーコーティング。
The conventional method for coating the molding surface of the mold with ceramic is brush coating or spray coating with graphite, etc.

更には溶射によるコーティングが知られている。Furthermore, coating by thermal spraying is known.

(発明が解決しようとする問題点) 上述した各種のコーティング方法のうち、刷毛塗りによ
る場合には、耐圧強度に劣り高圧の鋳造金型には不向き
であり、スプレーコーティングによる場合には塗膜が薄
く剥離強度に劣るため、毎回コーティングを行って鋳造
しなければならず、更に溶射コーティングにあっては、
熱衝撃による割れ、剥離及び鋳造圧力による剥離、更に
は溶湯の差し込みによる剥離を生じやすい、特にセラミ
ックは耐圧強度に優れるのであるが、引張り強度が低く
、この欠点が溶射したセラミックコーティングには顕著
に現われる。
(Problems to be Solved by the Invention) Among the various coating methods mentioned above, brush coating has poor pressure resistance and is unsuitable for high-pressure casting molds, while spray coating has a poor coating film. Because it is thin and has poor peel strength, it must be coated and cast each time, and furthermore, thermal spray coating requires
Ceramics are particularly prone to cracking and peeling due to thermal shock, peeling due to casting pressure, and even peeling due to insertion of molten metal. Ceramic has excellent pressure resistance, but its tensile strength is low, and this drawback is noticeable in thermally sprayed ceramic coatings. appear.

(問題点を解決するための手段) 上記問題点を解決すべく本発明は、金型の成形面を先ず
旧−Cr等の金属粉末をプラズマ溶射してアンダーコー
トを形成し、このアンダーコートの上に上記金属とジル
コニア−イットリア等のセラミックとの複合層を形成し
、しかも複合層におけるセラミックの割合が表面に近づ
くにつれ徐々に大きくなるようにした。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention first forms an undercoat by plasma spraying a metal powder such as old -Cr on the molding surface of the mold. A composite layer of the above metal and a ceramic such as zirconia-yttria was formed on top, and the proportion of the ceramic in the composite layer gradually increased as it approached the surface.

(実施例) 以下に本発明の実施例を鰯付図面に基いて説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below based on the sardine drawings.

図面は本発明方法によって形成されたコーティング層の
拡大断面図であり1本発明にあっては軽合金からなる鋳
造金型(1)の成形面(2)に1強制酸化ノズルを備え
たプラズマ溶射装置を用いて、ニッケル(Ni)−り0
ム(Cr)合金(Cr:1G 〜40wtX)(7)粉
末を溶射し、厚さく1+)が20〜150 JLのアン
ダーコート(3)を形成する。
The drawing is an enlarged cross-sectional view of a coating layer formed by the method of the present invention.1 In the present invention, a plasma spraying method equipped with a forced oxidation nozzle is applied to the molding surface (2) of a casting mold (1) made of a light alloy. Using a device, nickel (Ni)-ri0
An undercoat (3) having a thickness of 20 to 150 JL (1+) is formed by thermal spraying a powder of Cr alloy (Cr: 1G to 40wtX) (7).

次いで、同じプラズマ溶射装置を用いて、前記ニッケル
ークロム合金粉末とジルコニア(ZrO2)−イットリ
ア(Y 20’3) (重量比8〜122)の混合物を
溶射し、アンダーコート(3)の上に100〜300J
Lの複合層(4)を形成する。ここで1合金粉末とセラ
ミックとの混合割合は徐々にセラミックの割合が多くな
るようにする。具体的には溶射の始めにおいてはセラミ
ックの重量割合を20賛tXとし、この掻体々にセラミ
ックの重量割合を増加して最終的には90賛tXとなる
ようにする。また、合金粉末とセラミックの混合物を溶
射するにあたっては金属粉末を溶融中に強制的に酸化せ
しめる。
Next, using the same plasma spraying device, a mixture of the nickel-chromium alloy powder and zirconia (ZrO2)-yttria (Y 20'3) (weight ratio 8 to 122) was sprayed onto the undercoat (3). 100-300J
A composite layer (4) of L is formed. Here, the mixing ratio of the 1 alloy powder and the ceramic is set such that the ratio of the ceramic gradually increases. Specifically, at the beginning of thermal spraying, the weight ratio of the ceramic is set to 20 tX, and the weight ratio of the ceramic is increased each time the spraying is performed, until it finally reaches 90 tX. Furthermore, when spraying a mixture of alloy powder and ceramic, the metal powder is forcibly oxidized during melting.

ここで、前記アンダーコート(3)及び複合層(4)を
形成する溶射条件はc表1]に示す通りである。
Here, the thermal spraying conditions for forming the undercoat (3) and composite layer (4) are as shown in Table 1].

[表1] ここで、アンダーコート(3)を形成したのは、金型(
1)の母材(例えばS K D 81)と複合層(4)
との間の熱膨張率の差を吸収し、熱衝撃による剥離等を
防止するためであり、アンダーコート(3)を形成する
ニッケルークロム合金におけるクロムの割合を10〜4
0wtXとしたのは、10wt1未満とすると粉末製造
上、粉砕しにくく、且つ強制酸化による酸化膜ができに
くいことにより、また40wHを超えると、セラミック
と混合して溶射する際の強制酸化において、表面酸化(
酸化クロム)が促進して脆くなってしまうことによる。
[Table 1] Here, the undercoat (3) was formed using the mold (
1) base material (e.g. S K D 81) and composite layer (4)
This is to absorb the difference in thermal expansion coefficient between the
The reason for setting 0wtX is that if it is less than 10wt1, it will be difficult to crush the powder and it will be difficult to form an oxide film due to forced oxidation. Oxidation (
This is because chromium oxide) accelerates and becomes brittle.

また、ジルコニア−イットリア中のイツトリアの割合を
B〜12vHとしたのは、8 wt$未満とすると、熱
衝撃に対する耐久性が十分に発揮されず、12wHを超
えると複合層の硬度が低下し、耐圧性が十分でなくなる
ことによる。
In addition, the reason why the ratio of yttria in zirconia-yttria was set to B~12vH is that if it is less than 8 wt$, the durability against thermal shock will not be sufficiently exhibited, and if it exceeds 12wH, the hardness of the composite layer will decrease. This is due to insufficient pressure resistance.

また、ニッケルークロム合金粉末に対するジルコニア−
イットリアの混合割合を20〜90wtXとしたのは、
 2Qwt$未満とするとセラミックとしての特性が十
分に発揮されず、また90wt$を超えると、溶射時に
気孔の発生が多くなり、引張り強度が低下することによ
る。
In addition, zirconia for nickel-chromium alloy powder
The mixing ratio of yttria was set to 20 to 90wtX because
If it is less than 2Qwt$, the characteristics as a ceramic will not be fully exhibited, and if it exceeds 90wt$, more pores will be generated during thermal spraying, resulting in a decrease in tensile strength.

更に、ニッケルークロム合金粉末とジルコニア−イット
リアの混合物とを溶射する際にニッケルークロム合金を
強制酸化せしめるのは、溶湯との濡れ性を悪くし溶湯の
付着防止効果を向上させ、且つセラミ−2りとの間に強
化複合物を形成せしめることによる。
Furthermore, forced oxidation of the nickel-chromium alloy when thermally spraying the mixture of nickel-chromium alloy powder and zirconia-yttria impairs its wettability with the molten metal, improving the effect of preventing molten metal from adhering to the ceramic. By forming a reinforced composite between the two.

参考写真[1]は添付図面に相当するコーティング層の
拡大(400倍)写真であり、参考写真[2]は参考写
真[1]の要部を更に拡大(1000倍)した写真であ
り、これらの写真からも分るように、用材表面にはニッ
ケルークロム合金からなるアンダーコートが形成され、
このアンダーコートの上に複合層が形成され、この複合
層においては表面に近い程セラミックの割合が多く、更
に強制酸化によって金属とセラミックとが複合層を形成
していることが分る。
Reference photo [1] is an enlarged (400x) photo of the coating layer corresponding to the attached drawing, and reference photo [2] is a photo that is further enlarged (1000x) of the main part of reference photo [1]. As you can see from the photo, an undercoat made of nickel-chromium alloy is formed on the surface of the material.
It can be seen that a composite layer is formed on this undercoat, and in this composite layer, the closer the surface is, the higher the proportion of ceramic is, and that the metal and ceramic form a composite layer due to forced oxidation.

尚、以上においては、アンダーコートを形成する金属と
してニッケルークロム合金を、また複合層を形成するセ
ラミックとしてジルコニア−イットリアを示したが、こ
れ以外に、ニッケルークロム合金の代りにニッケルーク
ロム−アルミニウム合金を、ジルコニア−イットリアの
代りにアルミナ−窒化ケイ素又はジルコニア−マグネシ
アを用いてもよい。
In the above, nickel-chromium alloy is used as the metal forming the undercoat, and zirconia-yttria is used as the ceramic forming the composite layer. For the aluminum alloy, alumina-silicon nitride or zirconia-magnesia may be used instead of zirconia-yttria.

(発明の効果) 以下の[表2]は本発明と従来との比較をするための鋳
造条件である。
(Effects of the Invention) [Table 2] below shows casting conditions for comparison between the present invention and the conventional method.

[表2]の条件で木発   [表2] ラミックコーティングが剥離したが1本発明に係る金型
にあっては1000シヨツト後でもセラミ−2クコ−テ
ィングの剥離はみられなかった。
[Table 2] The ceramic coating peeled off under the conditions shown in [Table 2], but no peeling of the ceramic coating was observed in the mold according to the present invention even after 1000 shots.

また[表3]は本発明に係る金型表面のセラミックコー
ティングと従来のセラミックコーティングの熱伝導率を
比較し   [表3]従来のセラミックコーティングと
同等の熱伝導率(断熱特性)を示す。
[Table 3] compares the thermal conductivity of the ceramic coating on the mold surface according to the present invention and the conventional ceramic coating. [Table 3] shows the thermal conductivity (insulation properties) equivalent to that of the conventional ceramic coating.

更に参考写真【3]は本発明に係る金型の2000シ1
ツト後の成形面を示し、参考写真【4]は強制酸化せし
めなかった金型の成形面を示すものであり1本発明に係
る金型の成形面には溶湯の付着は見られないが、強制酸
化せしめなかった金型の成形面には溶湯の付着及び溶損
が見られる。
Furthermore, reference photo [3] is 2000 series 1 of the mold according to the present invention.
Reference photograph [4] shows the molding surface of the mold that was not subjected to forced oxidation.1 Although no molten metal is observed on the molding surface of the mold according to the present invention, Adhesion of molten metal and melting damage can be seen on the molding surface of the mold that was not subjected to forced oxidation.

以上の如く本発明によれば、金型成形面に形成するセラ
ミックコーティングの引張り強度を高め、熱膨張歪を吸
収し、熱衝撃による剥離及び割れを確実に防止すること
ができ、セラミックコーティングの寿命を大巾に延ばす
こととなり、更にセラミックの特性を損うことがないた
め溶湯の湯廻性が向上し、ひけ巣等が減少し、品質良好
な鋳物が得られる等多くの効果を発揮する。
As described above, according to the present invention, the tensile strength of the ceramic coating formed on the molding surface of the mold can be increased, thermal expansion strain can be absorbed, peeling and cracking due to thermal shock can be reliably prevented, and the ceramic coating can have a long lifespan. Since the ceramic properties are not impaired, the flowability of the molten metal is improved, shrinkage cavities are reduced, and castings with good quality can be obtained, among other effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明によって形成したセラミックコーティング
の拡大断面図である。 尚1図面中(1)は金型、(2)は成形面、(3)はア
ンダーコート、(4)は複合層である。
The drawing is an enlarged cross-sectional view of a ceramic coating formed in accordance with the present invention. In one drawing, (1) is a mold, (2) is a molding surface, (3) is an undercoat, and (4) is a composite layer.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)成形面にコーティングが施された鋳造用金型にお
いて、前記コーティングは金属からなるアンダーコート
と、このアンダーコート上に形成される金属とセラミッ
クとの複合層とからなり、この複合層は表面に近づくに
つれセラミックの量が順次増加していることを特徴とす
る鋳造用金型。
(1) In a casting mold whose molding surface is coated, the coating consists of an undercoat made of metal and a composite layer of metal and ceramic formed on the undercoat. A casting mold characterized in that the amount of ceramic gradually increases as it approaches the surface.
(2)前記アンダーコートを形成する金属はニッケル(
Ni)−クロム(Cr)であり、前記複合層を形成する
金属はニッケル(Ni)−クロム(Cr)であり、前記
複合層を形成するセラミックはジルコニア(ZrO_2
)−イットリア(Y_2O_3)であり、更にセラミッ
クの混合量は20乃至90wt%の範囲であることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の鋳造用金型。
(2) The metal forming the undercoat is nickel (
The metal forming the composite layer is nickel (Ni)-chromium (Cr), and the ceramic forming the composite layer is zirconia (ZrO_2).
)-yttria (Y_2O_3), and the amount of the ceramic mixed is in the range of 20 to 90 wt%.
(3)前記アンダーコートを形成する金属はニッケル(
Ni)−クロム(Cr)−アルミニウム(Al)であり
、前記複合層を形成する金属はニッケル(Ni)−クロ
ム(Cr)−アルミニウム(Al)であり、前記複合層
を形成するセラミックはアルミナ−窒化ケイ素であり、
更にセラミックの混合量は20乃至90wt%の範囲で
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の鋳造
用金型。
(3) The metal forming the undercoat is nickel (
The metal forming the composite layer is nickel (Ni)-chromium (Cr)-aluminum (Al), and the ceramic forming the composite layer is alumina- silicon nitride,
The casting mold according to claim 1, further characterized in that the amount of ceramic mixed is in the range of 20 to 90 wt%.
(4)金型表面に金属粉末をプラズマ溶射することでア
ンダーコートを形成し、このアンダーコートの上に前記
金属粉末とセラミックとの混合粉末をプラズマ溶射し、
この金属粉末とセラミックとの混合粉末をプラズマ溶射
するにあたり、セラミックの混合割合を徐々に連続的に
増加させるとともに金属粉末については溶融中に強制酸
化することで、金属とセラミックとの複合層をアンダー
コートの上に形成するようにしたことを特徴とする鋳造
用金型の製造方法。
(4) forming an undercoat by plasma spraying metal powder on the mold surface, plasma spraying a mixed powder of the metal powder and ceramic on the undercoat,
When plasma spraying this mixed powder of metal powder and ceramic, the mixing ratio of ceramic is gradually and continuously increased, and the metal powder is forcibly oxidized during melting, so that the composite layer of metal and ceramic is undercoated. A method for manufacturing a casting mold, characterized in that the mold is formed on a coat.
(5)前記金属はニッケル(Ni)−クロム(Cr)又
はニッケル(Ni)−クロム(Cr)−アルミニウム(
Al)のうちいずれかであり、前記セラミックはジルコ
ニア(ZrO_3)−イットリア(Y_2O_3)又は
アルミナー窒化ケイ素のいずれかであり、更にセラミッ
クの混合割合は20乃至90wt%の範囲としたことを
特徴とする特許請求の範囲第4項記載の鋳造用金型の製
造方法。
(5) The metal is nickel (Ni)-chromium (Cr) or nickel (Ni)-chromium (Cr)-aluminum (
Al), the ceramic is either zirconia (ZrO_3)-yttria (Y_2O_3) or alumina silicon nitride, and the mixing ratio of the ceramic is in the range of 20 to 90 wt%. A method for manufacturing a casting mold according to claim 4.
JP60153267A 1985-07-11 1985-07-11 Metallic mold for casting and its production Granted JPS6213236A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60153267A JPS6213236A (en) 1985-07-11 1985-07-11 Metallic mold for casting and its production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60153267A JPS6213236A (en) 1985-07-11 1985-07-11 Metallic mold for casting and its production

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6213236A true JPS6213236A (en) 1987-01-22
JPH0250982B2 JPH0250982B2 (en) 1990-11-06

Family

ID=15558719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60153267A Granted JPS6213236A (en) 1985-07-11 1985-07-11 Metallic mold for casting and its production

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6213236A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01205847A (en) * 1988-02-13 1989-08-18 Japan Storage Battery Co Ltd Mold for casting
JPH01210152A (en) * 1988-02-17 1989-08-23 Tocalo Co Ltd Vessel for molten metal
JPH02270953A (en) * 1989-04-10 1990-11-06 Sugitani Kinzoku Kogyo Kk Permanent metallic casting mold

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0412275U (en) * 1990-05-22 1992-01-31
JPH0454161U (en) * 1990-09-14 1992-05-08
JP6717413B2 (en) * 2019-07-02 2020-07-01 株式会社三洋物産 Amusement machine
JP6756394B2 (en) * 2019-07-29 2020-09-16 株式会社三洋物産 Game machine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01205847A (en) * 1988-02-13 1989-08-18 Japan Storage Battery Co Ltd Mold for casting
JPH01210152A (en) * 1988-02-17 1989-08-23 Tocalo Co Ltd Vessel for molten metal
JPH02270953A (en) * 1989-04-10 1990-11-06 Sugitani Kinzoku Kogyo Kk Permanent metallic casting mold

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0250982B2 (en) 1990-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100611278B1 (en) Refractory metal core coatings
CA2614552A1 (en) Cylinder liner and engine
US6702886B2 (en) Mold coating
KR100847911B1 (en) Metal material for foundry machine part, member for contact with molten aluminum, and process for producing the same
JPS6213236A (en) Metallic mold for casting and its production
GB2100621A (en) Strain tolerant thermal barrier coatings
US5143541A (en) Process for producing powdered metal spray coating material
JP2602000B2 (en) Mask for forming a coating pattern
EP1780308A2 (en) Methods and apparatus for manufacturing a component
JPH03223455A (en) Ceramic thermal spraying material
JPS6362858A (en) Formation of thermally sprayed ceramic layer
JPH0337454B2 (en)
JP2698186B2 (en) Manufacturing method of casting nozzle member
JPS63157741A (en) Mold for continuous casting
JPH11123521A (en) Mold for die casting
JPS6289563A (en) Production of heat insulating piston
JPH09277018A (en) Cylinder head of internal combustion engine and production thereof
JPH0517305B2 (en)
JP2583581B2 (en) Mold for optical element molding
JPH02267253A (en) Permanent metal mold for casting
US5194339A (en) Discontinuous casting mold
JPS6264449A (en) Coating method for metallic mold for casting low melting metal
JPH0517306B2 (en)
JPS62132734A (en) Mold for forming optical element
JPH09256902A (en) Piston for internal combustion engine and manufacture thereof