JPH0671406A

JPH0671406A - ダイカスト用射出スリーブとアルミニウムまたはアルミニウム合金部材の鋳造方法

Info

Publication number: JPH0671406A
Application number: JP17230293A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hamashima; 和雄浜島; Kimihiko Sato; 公彦佐藤
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1992-07-08
Filing date: 1993-06-18
Publication date: 1994-03-15
Anticipated expiration: 2017-02-25
Also published as: JP3260210B2

Abstract

(57)【要約】【目的】アルミニウム合金などのダイカスト鋳造に使用
して耐用の優れたダイカスト用射出スリーブを提供す
る。【構成】射出スリーブ１に、ＮｉとＭｏの複硼化物、Ｎ
ｉとＷの複硼化物およびＮｉ、ＭｏおよびＷの複硼化物
の一種以上を主とする硬質相と、ＮｉにＭｏが主に固溶
した金属結合相とからなり、硬質相の含有量が５０重量
％以上９０重量％以下である焼結体を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム（Ａｌ）、
Ａｌ合金、亜鉛（Ｚｎ）などの溶融金属をダイカスト鋳
造するために使用されるダイカスト用射出スリーブに関
する。

【０００２】

【従来の技術】Ａｌ、Ａｌ合金、Ｚｎなどの溶融金属を
ダイカスト装置の射出スリーブに供給し、プランジャチ
ップによって溶融金属を高速でダイカスト金型内に注入
し、高圧を加えて金型中で凝固させるダイカスト鋳造法
は、自動車、電気機器等を製造する産業界において金属
部品の製造に広く利用されている。その理由は、他の鋳
造法と比べて一個の製品を鋳造するのに要する時間が顕
著に短く、製造コストが安くて済むからである。

【０００３】ダイカスト鋳造法では、鋳造装置の金型の
内部に溶融金属を高流速で送り込んで固化させる鋳造サ
イクルを他の鋳造法と比べて非常に短い時間で完了し、
この鋳造サイクルを短い周期で繰り返すため、溶融金属
と接触する部分、特に射出スリーブやダイカスト金型に
は、溶融金属に対する優れた耐食性と耐エロジョン性お
よび繰り返し受ける加熱冷却サイクルに対する耐熱衝撃
性を有する材料が必要とされる。

【０００４】比較的鋳造温度が高いＡｌやＡｌ合金を鋳
造する場合には、これら部品はきわめて過酷な条件に耐
えることが要求され、従来これらの部品の材料には、熱
間ダイス鋼に熱処理を施し、さらに表面を窒化処理した
ものが使用されている。

【０００５】また、射出スリーブとダイカスト金型では
溶融金属と接触する条件にかなりの違いがある。すなわ
ち、金型内に送り込まれる溶融金属の温度が低下すると
溶融金属の粘性が増し、さらには一部が半凝固状態とな
る。溶融金属の粘性が増したり凝固相が析出したりする
と鋳造された製品の組織が不均質になって製品特性に悪
影響を及ぼすので、射出スリーブではできるだけ溶融金
属の冷却を避ける必要があり、他方金型はその内部で溶
融金属を凝固せしめる部位であるので充分に冷却されて
いる。

【０００６】射出スリーブの内面、特に給湯口の下部付
近の湯当たり部は相対的に温度の高い溶融金属と接触す
るので浸食が激しく、熱間ダイス鋼で作られた射出スリ
ーブは窒化処理が施されていてもその耐用が短い。しか
し、従来射出スリーブ用の材料としては熱間ダイス鋼以
外にめぼしい材料が見当たらず、射出スリーブに許容さ
れる範囲で、浸食が激しい部分に冷却を施しながら熱間
ダイス鋼の射出スリーブを使用しているのが現状であ
る。

【０００７】また、射出スリーブ内でプランジャチップ
（ピストン状の部材で、表面にコルモロイ合金が肉盛り
され、内部が水冷されている）を急速に移動させて金型
内に溶融金属を短時間の間に圧入しなくてはならないの
で、射出スリーブ内面とプランジャチップとの間には充
分な潤滑性が保持されていなければならない。この点で
も熱間ダイス鋼の射出スリーブには問題があり、一回の
鋳造を行う毎にカーボンに水などを混ぜた潤滑剤を毎回
数十ｍｌ程度供給しなければならない。この潤滑剤は溶
融金属の熱によって熱分解してガスとなり、このガスが
溶融金属の内部に取り込まれて鋳造された製品中に気孔
が残留する原因となっている。

【０００８】近年、これらの問題点を解決することを目
的として、溶融金属に対する耐食性が本質的に高く、熱
膨張率が小さいことで耐熱衝撃性が大きいセラミック
ス、例えば特開昭６３−７２４６４ではサイアロンを、
特公昭６０−２９４９では窒化ケイ素をダイカスト用射
出スリーブに使用する試みがなされている。

【０００９】しかし、これらのセラミックスのスリーブ
は靭性および耐熱衝撃性が充分に大きくなく、金属製の
円筒にセラミックスのスリーブを嵌合して補強しても、
その熱膨張率（３〜４×１０^-6／℃）が顕著に金属製円
筒の熱膨張率（ＳＫＤ−６１などの場合、１３〜１４×
１０^-6／℃）より小さいので使用温度域における補強効
果がほとんど得られず、使用条件が制限されたり、使用
時に機械的衝撃や熱衝撃により破損する問題があって、
実用の段階に至っていない。

【００１０】ＳｏｖｉｅｔＰｏｗｄｅｒＭｅｔａｌ
ｌｕｒｇｙａｎｄＭｅｔａｌＣｅｒａｍｉｃｓＮ
ｏ．８（４４）Ｐ６６５〜６７０，１９６６および特開
昭６２−１９６３５３には、Ｍｏ−Ｎｉ系の複硼化物を
硬質相とし、Ｎｉ基の合金を結合相とするサーメット焼
結体が提案されている。そして、この系のサーメット焼
結体中にさらにＣｒを添加するとサーメット焼結体の化
学的耐食性と耐酸化性が向上するとしている。

【００１１】本発明者らは、特開昭６３−１４３２３６
において、Ｎｉ−Ｍｏ系複硼化物、Ｎｉ−Ｗ系複硼化物
またはＮｉ−Ｍｏ−Ｗ系複硼化物を主とする硬質相と、
Ｎｉ−Ｍｏ系合金を主とする金属結合相とで構成される
サーメット焼結体を提案し、ＷＣ−Ｃｏ系の超硬合金な
どと比べ、高温における強度と硬度が大きい材料である
ことを示した。また、特開平１−１３１０７０では、こ
の系のサーメット焼結体の高温における強度と硬度を向
上させるために炭化物を添加したものを提案している。

【００１２】さらに、本発明者らは、特開平２−２９９
７４０において、これらのサーメット焼結体の具体的な
用途として、ＡｌやＺｎなどの溶融金属をダイカスト鋳
造するための金型（冷却されている）を提案している。

【００１３】しかしこの系のサーメット焼結体がより過
酷な条件下で使用されるアルミニウム用の射出スリーブ
として使用可能かどうかは、このサーメット焼結体がＮ
ｉを主成分とする金属結合相を含み、この金属結合相が
溶融アルミニウムなどと比較的反応しやすく耐食性が小
さいと考えられるため、冷却を効かせない場合の適応性
については不明であった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述の問題
点を解決し得る材料を見出して、耐用の優れたダイカス
ト用射出スリーブを提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記の課題を達
成すべくなされたものであり、本発明のダイカスト用射
出スリーブは、ＮｉとＭｏの複硼化物、ＮｉとＷの複硼
化物およびＮｉ、ＭｏおよびＷの複硼化物の一種以上を
主とする硬質相と、Ｎｉに主にＭｏが固溶した金属結合
相とで構成される円筒状のサーメット焼結体からなり、
サーメット焼結体の硬質相の含有量が５０重量％以上９
０重量％以下であることを特徴とする。

【００１６】本発明による射出スリーブは、前述の特開
昭６３−１４３２３６や特開平４−２８８４０などに述
べられているように、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、ＭｏＢ、ＷＢ、
Ｎｉ−Ｂ合金、ＮｉとＭｏの複硼化物、ＮｉとＷの複硼
化物、Ｔａ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｃｏ、ＴａＢ₂ 、ＮｂＢ₂ 、
ＷＣ、ＴｉＣなどの粉末を出発原料として混合、粉砕、
成形、焼結したサーメット焼結体を、さらにダイヤモン
ド砥石による研削加工や、放電加工、金属製円筒への圧
入などによって所要の寸法と構成に仕上げて作られる。

【００１７】これらのサーメット焼結体の成分のうち、
ＴａとＮｂはサーメット焼結体の強度、靭性および耐食
性を高める効果があり、Ｃｏはサーメット焼結体の靭性
と高温での強度を高める効果があり、ＷＣやＴｉＣなど
の炭化物はサーメット焼結体の強度と硬度を高める効果
があり、Ｃｒはサーメット焼結体の耐酸化性を高める効
果がある。これらの成分の原料中への好ましい添加量
は、ＣｒとＣｏが８〜１５重量％、Ｔａが２〜８重量
％、Ｎｂが１〜５重量％、炭化物が０．５〜１５重量％
である。これらの成分の添加量が少ない場合には、サー
メット焼結体の材料特性を向上せしめる効果がほとんど
得られず、多く添加し過ぎると好ましくない相が発生す
るなどによってサーメット焼結体の靭性が小さくなりや
すい。

【００１８】この系のサーメット焼結体の組織は、硬質
相の粒子が金属結合相によって取り囲まれた状態となっ
ていて、複硼化物からなる硬質相の断面が多角形をして
いる結晶粒子の平均粒径は例えば５μｍ程度となってお
り、硬質相を隔てている金属結合相の厚さは通常５μｍ
以下である。

【００１９】本発明のダイカスト用射出スリーブでは、
特定の材質のサーメット焼結体を使用することによっ
て、従来の熱間ダイス鋼を使用した射出スリーブを使用
する場合と比べ、冷却を効かせなくても射出スリーブの
耐用が顕著に延長される。また、本発明のダイカスト用
射出スリーブを使用することによって、後述のように当
初予想されなかった好ましい効果が得られ、射出スリー
ブの耐用が優れているとともに、ダイカスト鋳造される
製品の品質が顕著に改善される。

【００２０】これら複硼化物の硬質相は、金属結合相と
比べてＡｌを始めとする溶融金属に対して優れた耐食性
を有しており、他方金属結合相の方は溶融金属に対する
耐食性が小さい。サーメット焼結体中に含有される複硼
化物の量を５０重量％以上とした理由は、５０重量％以
上の複硼化物の硬質相を含んでいることによりＳＫＤ６
１（ＪＩＳ規格）などの熱間ダイス鋼と比べて優れた耐
食性があり、射出スリーブの耐用を顕著に延長できるか
らである。しかし、このサーメット焼結体の複硼化物か
らなる硬質相の含有量が９０重量％を超えると、サーメ
ット焼結体が脆くなって、アルミニウムなどを鋳造する
ときの熱衝撃によって射出スリーブに亀裂が生じやすく
なる。

【００２１】射出スリーブの耐用を左右するサーメット
焼結体の耐食性と高温における強度を考慮し、溶融金属
に対する優れた耐食性が優れているため、射出スリーブ
としての耐用が長いことから、サーメット焼結体中の硬
質相の含有量は好ましくは６５重量％以上８０重量％以
下、より好ましくは７０重量％以上８０重量％以下であ
る。

【００２２】金属結合相はＮｉ中にＭｏなどを固溶した
Ｎｉ合金となっており、Ｎｉ合金中に複硼化物の硬質相
が、焼結が行われる高温域においてある程度溶け込むの
で、複硼化物からなる硬質相と金属結合相との間の濡れ
性が良く、サーメット焼結体とされたときの硬質相と金
属結合相との間の界面強度が大きい。

【００２３】Ｎｉ合金中にＭｏが固溶されているとサー
メット焼結体の溶融金属に対する耐食性が高い。しかし
Ｍｏの含有量が余り多いと、Ｎｉ合金中に固溶されない
Ｍｏが金属間化合物として析出して材料特性を劣化する
恐れがある。したがってＭｏのＮｉ合金中への固溶量は
１０重量％以上３０重量％以下、より好ましくは１５重
量％以上２５重量％以下とされ、Ｍｏの固溶量がこの範
囲にあることによって優れたサーメット焼結体の強度、
硬度および溶融金属に対する耐食性が確保され、焼結時
に余分の金属の相互反応により材料特性を損ねる原因と
なる金属間化合物を生成することもない。

【００２４】サーメット焼結体中の硬質相の重量％は、
Ｂ成分がすべて複硼化物に取り込まれていると仮定して
近似計算により求めることができる他、サーメット焼結
体の断面をＳＥＭで観察してその表面に出ている硬質相
の面積の割合から計算することができる。硬質相と金属
結合相の比重はその化学組成によってある程度変化する
が、概ね体積％≒重量％となっている。

【００２５】さらに、このようなサーメット焼結体から
なる射出スリーブを溶融金属の鋳造に使用すると、その
使用の初期において射出スリーブに供給される潤滑剤に
由来するカーボン粒子やＡｌの酸化物によってサーメッ
ト焼結体の表面にある金属結合相が摩耗する他、アルミ
ニウムなどの溶融金属によって金属結合相が選択的に浸
食され、１μｍ程度の深さまで浸食される。しかしその
浸食の深さは硬質相の粒子の大きさと比べて浅いので、
硬質相の結晶粒子がサーメット焼結体の表面から欠落す
ることはない。

【００２６】その後溶融金属の鋳造が繰り返されても、
溶融金属がある程度の粘性を有していて表面にある硬質
相と濡れにくいこともあり、表面より後退した位置にあ
る金属結合相の浸食は顕著に遅く、射出スリーブに冷却
を施さなくても優れた耐久性を示す。

【００２７】また、使用温度下におけるプランジャチッ
プとの間の摺動には、上述の理由によって金属結合相が
関与せず、射出スリーブの摺動抵抗が顕著に小さくなる
という特徴が認められた。このことはサーメット焼結体
の硬質相が複硼化物であることによっていると考えられ
る。

【００２８】従来の熱間ダイス鋼の射出スリーブを使用
してＡｌやＡｌ合金のダイカスト鋳造を行うと、熱間ダ
イス鋼の熱伝導率がかなり大きいことと部分的に冷却を
施していることにより、射出スリーブとの接触面におい
て溶融金属の温度が低下して一部分が固化し、鋳造され
た製品の鋳造組織にいわゆる破断チル層が生じ、鋳造さ
れた製品の機械的特性が低下する原因となっていた。

【００２９】また、溶融金属の温度が低下すると必然的
に溶融金属の粘性が大きくなり、金型内に注入される溶
融金属の流速が小さくなる。その結果、ダイカスト金型
の隅における溶融金属の充填密度が小さくなったり、注
入に要する時間が長くなり、鋳造された溶融金属の冷却
速度が遅くなって、鋳造された製品の金属組織が粗大化
し、樹枝状の結晶組織が生じたりして、鋳造された製品
の材料特性は期待される良好なものとなっていなかっ
た。

【００３０】本発明による射出スリーブを使用すると、
これらの問題点について次のような顕著な改善効果が得
られる。すなわち、このサーメット焼結体の硬質相を構
成する複硼化物は鋳造される溶融金属に対して濡れにく
いという特徴があり、溶融金属に圧力をかけていない状
態では溶融金属が表面から後退した位置にある金属結合
相と接触しない状態になっている。溶融金属に圧力がか
かっていないときには溶融金属が射出スリーブと全面で
密着しておらず、伝熱面積が小さいことによって、射出
スリーブの内部に導入される溶融金属の冷却が進みにく
いという効果が得られる。

【００３１】また、熱間ダイス鋼（ＳＫＤ６１）の熱伝
導率（単位はいずれもｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃）が２
０℃において０．０７３であり、６００℃において０．
０６８であるのに対して、本発明の射出スリーブに使用
されるサーメット焼結体の一例ではそれぞれ０．０３２
と０．０５０となっていので、この点からも溶融金属の
冷却が進みにくくなっている。

【００３２】かくして、温度が高く粘性の小さい溶融金
属がダイカスト金型の内部に高速度で注入され、プラン
ジャチップの圧力が金型の隅まで及んで金型の内部に隙
間なく溶融金属が充填され、短い時間内に固化が完了す
る他、潤滑剤の使用量を少なくできるので、鋳造された
製品の結晶組織が微細かつ緻密になり、破断チル層や気
孔の残存など、従来の射出スリーブを使用することによ
る多くの問題点が同時に解決され、鋳造される製品の特
性が顕著に改善される。

【００３３】射出スリーブとしては、全体をこのサーメ
ット焼結体とする必要はなく、円筒状のサーメット焼結
体の外周に金属製の円筒を焼き嵌めなどによって嵌合す
れば射出スリーブをより安価に製造でき、焼き嵌めして
外周から圧縮応力をかけておくことによってスリーブの
実用使用強度をより大きくできる。この場合、サーメッ
ト焼結体の熱膨張率（８．５〜９×１０^-6／℃）と金属
製の円筒の熱膨張率との差は前述のセラミックスほど大
きくないので、焼き嵌めによる補強効果はスリーブの使
用温度においても充分に有効である。

【００３４】また、複硼化物の硬質相は溶融金属に対す
る耐食性に優れているので、浸食の激しい部分、つまり
温度の高い溶融金属を射出スリーブ中に給湯するとき、
溶融金属と最初に接触する部分の硬質相の含有量を増や
しておくことによって射出スリーブの耐用をさらに向上
せしめることができる。

【００３５】このような射出スリーブを製造するための
具体的な方法としては、例えばアイソスタティックプレ
スにより円筒を成形する場合に、芯型の一部分の表面に
硬質相の含有量の多い原料粉末をコーティングしてお
き、次いでゴム型内に通常の原料粉末を充填して成形す
ることにより、硬質相の多いコーティング層が円筒の内
面側に一体とされた成形体が得られる。さらに、芯型の
表面に硬質相の含有量を変えたコーティングを複数回施
せば、硬質相の含有量に傾斜を付けたスリーブを得るこ
ともできる。

【００３６】円筒状のサーメット焼結体の射出スリーブ
がダイカスト金型と接触する部分は、射出スリーブを固
く押し付けて固定する必要上、角欠けが起きやすい。し
かし、この部分は接触している金型（冷却を効かしてあ
る。）側に熱を奪われるため浸食が緩やかであるので、
この部分の金属結合層の含有量を増やして靭性を大きく
しておくことにより、角欠けの問題を避けることができ
る。

【００３７】このような構成からなる本発明の射出スリ
ーブは、前述のアイソスタティックプレスによっても製
造でき、別個に製作したリング状のサーメット焼結体を
拡散接合してもよい。また、他の便法として、熱間ダイ
ス鋼のリングをこの部分に配置してもよい。

【００３８】本発明の他の好ましいダイカスト用射出ス
リーブでは、円筒状のサーメット焼結体の射出スリーブ
がダイカスト型と接する端部付近の外周にテーパ部が設
けられ、金属製の円筒の対応する端部付近の内周に設け
られたテーパ部と嵌合しており、円筒状のサーメット焼
結体の他端部が金属製の円筒の他端部に取り付けられた
金属製リングによって抜け出さないように固定されてい
る。

【００３９】射出スリーブのダイカスト型と接触する付
近がテーパ部によって焼き嵌めされていることにより、
射出スリーブのダイカスト型と接触する部分まで射出ス
リーブの内面をすべてサーメット焼結体で構成すること
ができ、これによって射出スリーブの良好な耐用を確保
することができる。また、サーメット焼結体より熱膨張
率が大きく、ヤング率の小さい金属で焼き嵌めすると、
焼き嵌めにともなう残留応力によって円筒状のサーメッ
ト焼結体が部分的に突出することがある。

【００４０】このため、円筒状のサーメット焼結体が射
出スリーブから抜け出て円筒状のサーメット焼結体が角
欠けする恐れがあったが、射出スリーブのプランジャチ
ップ側に金属性リングが取り付けられて抜け出さないよ
うに、ネジ止めや溶接によって固定されていることによ
り、円筒状のサーメット焼結体が金属製の円筒から突出
せず、角欠けの危険性がなくなる。また、金属材料より
靭性が小さいサーメット焼結体に縦方向の圧縮応力を加
えておくようにすれば、円筒状のサーメット焼結体がさ
らに補強される。

【００４１】本発明の射出スリーブが組み込まれたダイ
カスト装置では、ＡｌまたはＡｌ合金の鋳造を行う場合
に特に好ましい効果が得られる。すなわち、Ａｌまたは
Ａｌ合金を鋳造する場合、射出スリーブに給湯される溶
融金属の温度が６５０℃〜７２０℃と高いため、射出ス
リーブのうち最初に溶融金属と接触する給湯口の下の部
分は溶融金属により激しい浸食作用と熱衝撃を受ける。

【００４２】しかし、本発明の射出スリーブでは冷却な
どを施さなくてもこの厳しい条件に耐えて良好な耐用を
示す。かくしてダイカスト金型に送り込まれる溶融金属
の温度を適温に保つことができ、金型の隅々まで溶融金
属が高速で送り込まれて短時間の間に固化するので、鋳
造される金属部材の品質が顕著に向上する。

【００４３】

【実施例】以下に本発明による射出スリーブの具体的な
実施例について説明するが、本発明は以下の実施例によ
ってなんら限定されるものではない。

【００４４】試験例１ＭｏＢを５３重量％、ＷＢを７重量％、Ｎｉを３３重量
％、Ｍｏを７重量％の割合で秤取し、これらの粉末に分
散媒としてエチルアルコールを加え、ポットミル中で混
合粉砕し、減圧下で乾燥後、アイソスタティックプレス
で円筒状に成形したものを１３００℃で焼結し、研削加
工して内径６０ｍｍ、外径７０ｍｍ、長さ２５０ｍｍの
円筒状のサーメット焼結体とした。なお、同じ原料によ
り本サーメット焼結体と同時に作製したサーメット焼結
体プローブの硬質相の含有量は７２重量％、曲げ強度は
２１０ｋｇ／ｍｍ² 、破壊靭性は１７ＭＮ／ｍ^3/2 であ
った。

【００４５】この円筒状のサーメット焼結体の外周に熱
間ダイス鋼の円筒を焼き嵌めし、射出スリーブを得た。
なお、この射出スリーブの周面には内径約５０ｍｍの給
湯口を設けた。この射出スリーブを図１の断面図に示し
たように、２５０トン型のダイカスト装置に組み付け、
鋳造間隔２８秒でＡｌ合金（ＡＤＣ１２）のダイカスト
鋳造を行った。鋳造された製品は３ｍｍ×３０ｍｍ×６
０ｍｍの溝付き平板である。

【００４６】この試験において、給湯される溶融Ａｌ合
金の温度は６８０℃、供給される溶融金属の量は約７０
０ｇ／回、射出速度は２．５ｍ／分、潤滑剤（カーボン
を含む水）の供給量は０．３ｍｌ／回とし、従来の射出
スリーブで行われている給湯口下部の水冷は行わなかっ
た。この射出スリーブの耐用は約３３万回を記録し、耐
用の限度は給湯口直下のスリーブ内側が浸食によって窪
み、プランジャチップの移動がスムーズでなくなったこ
とにあった。

【００４７】図１において、１は射出スリーブ、２は円
筒状のサーメット焼結体、３は金属製円筒、４は熱間ダ
イス鋼のダイスリーブ、５はプランジャチップ、６はダ
イカスト金型、７は給湯口である。

【００４８】試験例２窒化処理された従来の熱間ダイス鋼（ＳＫＤ６１）製の
射出スリーブを使用し、実施例１に準じた条件でダイカ
スト鋳造を行った。ただし、この例では給湯口下部に水
冷を施しながら鋳造がなされた。

【００４９】試験例１と試験例２でダイカスト鋳造され
た３ｍｍ×３０ｍｍ×６０ｍｍの溝付き平板約１００個
の密度と、この平板から切り出した試験片の曲げ強度
（鋳造品は弾性変形しないと仮定した）を測定し、鋳造
された製品の密度の累積分布と曲げ応力を加えた際に折
損しないで残った試験片の割合（残存確率）を比較し、
図２と図３にそれぞれグラフで示した。これらのグラフ
から、本発明の射出スリーブを使用することによって、
鋳造された製品の特性（密度と曲げ強度）が顕著に改善
されていることが分かる。なお、試験例２の射出スリー
ブは、射出スリーブの内側が浸食されて使用不能とな
り、その耐用は約１２万回であった。

【００５０】試験例３〜１０試験例１と同様に、表１に示した組成の円筒状のサーメ
ット焼結体からなる射出スリーブを作成し、鋳造試験を
行った。サーメット焼結体の硬質相の含有量、曲げ強
度、破壊靭性、および射出スリーブの耐用回数を表１に
併せて示した。

【００５１】試験例１１前述の従来の熱間ダイス鋼の射出スリーブを使用し、溶
湯の最初に当たる部分の冷却を施すことなく鋳造試験を
行ったところ、湯口の下部の浸食が激しく、耐用は約４
２００回と短かかった。

【００５２】射出スリーブが引き続き使用できなくなっ
た原因は、試験例３、４、６、８、９、１０および１１
では給湯口直下の浸食であり、試験例５および７では鋳
造を一時中断した後再度鋳造を開始したときに射出スリ
ーブに亀裂が発生したためである。

【００５３】図４は本発明のダイカスト用射出スリーブ
の他の一例を示す断面図であり、図において８は金属製
リング、９はテーパ部、１０は溶接である。この例では
金属製リングとテーパ部のある焼き嵌めによって円筒状
のサーメット焼結体の一部分が金属製円筒から抜け出て
角欠けのようなトラブルを起こさない構成になってい
る。

【００５４】

【表１】

【００５５】

【発明の効果】本発明による射出スリーブでは、サーメ
ット焼結体の焼き嵌めによる補強の効きがよく、サーメ
ット焼結体の溶融金属に対する耐食性と高温における強
度が優れていることによって湯当たり部分の冷却をしな
くても大幅に射出スリーブの耐用を延ばすことができ
る。さらに、射出スリーブとプランジャチップとの間の
摺動抵抗が小さいので、製品中に気泡が導入される原因
である潤滑材の使用量を大幅に減らすことができる。

【００５６】また、射出スリーブを構成するサーメット
焼結体を介しての冷却速度が従来の熱間ダイス鋼より小
さいことと、射出スリーブの冷却を省略できることによ
って溶融金属の湯温を適切な温度に保持でき、溶融金属
を短時間に適切な温度を保ったままダイカスト金型の隅
までくまなく圧入でき、短時間に冷却固化が完了する。
そうして、これらの総合効果によって、ダイカスト鋳造
される製品の特性が顕著に改善できる。

【００５７】したがって、本発明による射出スリーブを
使用すると、射出スリーブの耐用が延びるのでダイカス
ト装置の稼働率を上げることができ、鋳造される製品中
の欠点が減ることによって製品の歩留が向上するととも
に、製品の品質が顕著に向上する。金属部品の製造にお
いて、ダイカスト鋳造が今後より盛んに行われつつある
ことから、その産業上の利用価値は多大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のダイカスト用射出スリーブがダイカス
ト装置に取り付けられた状況の一例を示す断面図。

【図２】本発明のダイカスト用射出スリーブと従来のダ
イカスト用射出スリーブを使用して得られた鋳造製品の
密度の累積頻度分布を示すグラフ。

【図３】本発明のダイカスト用射出スリーブと従来のダ
イカスト用射出スリーブを使用して得られた鋳造製品の
曲げ強度についての残存確率を示すグラフ。

【図４】本発明のダイカスト用射出スリーブの他の一例
を示す断面図。

【符号の説明】

１：射出スリーブ２：円筒状のサーメット焼結体３：金属製円筒４：熱間ダイス鋼のダイスリーブ５：プランジャチップ６：ダイカスト金型７：給湯口８：金属製リング９：テーパ部１０：溶接

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＮｉとＭｏの複硼化物、ＮｉとＷの複硼化
物およびＮｉ、ＭｏおよびＷの複硼化物の一種以上を主
とする硬質相と、Ｎｉに主にＭｏが固溶した金属結合相
とで構成される円筒状のサーメット焼結体からなり、サ
ーメット焼結体の硬質相の含有量が５０重量％以上９０
重量％以下であることを特徴とするダイカスト用射出ス
リーブ。
【請求項２】請求項１において、サーメット焼結体の硬
質相の含有量が６５重量％以上８０重量％以下であるダ
イカスト用射出スリーブ。
【請求項３】請求項１または２において、円筒状のサー
メット焼結体の外周に金属製の円筒が嵌合されているダ
イカスト用射出スリーブ。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか一つにおいて、円
筒状のサーメット焼結体の鋳造される溶融金属と最初に
接触する給湯口の下の部分の硬質相の含有量が他の部分
の硬質相の含有量より多くされているダイカスト用射出
スリーブ。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか一つにおいて、円
筒状のサーメット焼結体のうち、金型と接触する部分の
硬質相の含有量が他の部分の硬質相の含有量より少なく
されているダイカスト用射出スリーブ。
【請求項６】請求項３〜５のいずれか一つにおいて、円
筒状のサーメット焼結体の射出スリーブがダイカスト型
と接する端部付近の外周にテーパ部が設けられ、金属製
の円筒の対応する端部付近の内周に設けられたテーパ部
と嵌合しており、円筒状のサーメット焼結体の他端部が
金属製の円筒の他端部に取り付けられた金属製リングに
よって抜け出さないように固定されているダイカスト用
射出スリーブ。
【請求項７】ＮｉとＭｏの複硼化物、ＮｉとＷの複硼化
物およびＮｉ、ＭｏおよびＷの複硼化物の一種以上を主
とする硬質相と、Ｎｉに主にＭｏが固溶した金属結合相
とで構成される円筒状のサーメット焼結体の外周に金属
製の円筒が嵌合されてなり、サーメット焼結体の硬質相
の含有量が５０重量％以上９０重量％以下である射出ス
リーブが組み込まれたダイカスト鋳造装置により鋳造す
ることを特徴とするアルミニウムまたはアルミニウム合
金部材の鋳造方法。