JPH08232058A - Member for die casting and its production - Google Patents
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Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はダイカスト鋳造におい
て、プランジャースリーブ、プランジャーチップ、鋳抜
きピン及び金型本体等として使用されるダイカスト用部
材及びその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a die casting member used as a plunger sleeve, a plunger tip, a casting pin, a die body and the like in die casting, and a manufacturing method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】プランジャースリーブ等のダイカスト部
品及び金型本体は高温の溶融金属と接触し、激しい熱サ
イクル及び高負荷が作用するため、前記部品及び金型本
体において、溶損、溶着又はヒートクラック等が発生す
る。2. Description of the Related Art A die casting component such as a plunger sleeve and a mold body come into contact with a high temperature molten metal, and a violent heat cycle and a high load act on the component and the mold body. Cracks etc. occur.
【0003】このため、従来、ダイカスト用部材には、
高温環境であっても強度及び靱性が優れているJIS・
SKD61等の熱間工具鋼が広く使用されている。Therefore, conventionally, die casting members have been
JIS with excellent strength and toughness even in high temperature environment
Hot work tool steels such as SKD61 are widely used.
【0004】熱間工具鋼をダイカスト用部材として使用
する場合において、疲労強度及び耐ヒートクラック性を
確保するために、引張強度、降伏強度、靱性及び延性等
の調和を考慮して焼入れ及び焼戻しによる調質が行われ
る。When hot work tool steel is used as a member for die casting, in order to ensure fatigue strength and heat crack resistance, quenching and tempering are performed in consideration of harmony of tensile strength, yield strength, toughness, ductility, etc. Conditioning is performed.
【0005】しかし、熱間工具鋼に上述のような熱処理
が施されると、機械的性質は向上するが、ダイカスト部
品及び金型本体には溶融金属との反応により溶損、溶着
又は摩耗等が発生する。However, when the hot work tool steel is subjected to the heat treatment as described above, the mechanical properties are improved, but the die casting parts and the die body are melted, welded or worn due to the reaction with the molten metal. Occurs.
【0006】本願発明者等は、溶融アルミニウムによる
溶損、溶着及び高温下における摩耗に対してNi基でW
C粒子を含有し、添加元素としてB、Si等を含む自溶
性の溶射皮膜がその抑制に有効であることを知見した。The inventors of the present application have found that Ni-based W is used for melting loss, welding, and wear at high temperatures due to molten aluminum.
It has been found that a self-fluxing thermal spray coating containing C particles and containing B, Si, etc. as an additional element is effective in suppressing it.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自溶性
溶射皮膜は通常溶射後において、皮膜の気孔を塞いだ
り、皮膜と基材との密着性を向上させるために1070
℃〜1090℃の温度で熱処理が施される。このため、
通常ダイカスト部材に用いられているJIS SKD6
1材では焼入れ温度を超えて加熱され、結晶粒の粗大化
が生じ母材の機械的強度が実用レベル以下に低下してし
まうという難点がある。However, the self-fluxing sprayed coating is usually used in order to close the pores of the coating and improve the adhesion between the coating and the substrate after spraying.
The heat treatment is performed at a temperature of 10 ° C to 1090 ° C. For this reason,
JIS SKD6 normally used for die casting
One material has a drawback that it is heated above the quenching temperature, coarsening of crystal grains occurs, and the mechanical strength of the base material falls below a practical level.
【0008】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、耐溶損性、耐溶着性及び耐ヒートクラック
性を有すると共に、優れた機械的性質及び耐摩耗性を有
し、また良好な保温性を有するダイカスト用部材及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and has melting loss resistance, welding resistance and heat crack resistance, excellent mechanical properties and wear resistance, and is excellent. An object of the present invention is to provide a die casting member having excellent heat retaining property and a manufacturing method thereof.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明に係るダイカスト
用部材は、オーステナイト系合金からなる基材と、この
基材の表面に溶射された自溶性合金膜とを有することを
特徴とする。前記自溶性合金膜は再溶融することが好ま
しく、また前記自溶性合金のマトリックス組織がオース
テナイトであり、その成分組成においてNiを30重量
%以上、Bを1重量%以上及び炭化物を3重量%以上含
有することが好ましい。更に、前記基材が時効硬化元素
を含有することが好ましい。The member for die casting according to the present invention is characterized by having a base material made of an austenitic alloy and a self-fluxing alloy film sprayed on the surface of the base material. The self-fluxing alloy film is preferably remelted, and the matrix structure of the self-fluxing alloy is austenite, and in its component composition, Ni is 30 wt% or more, B is 1 wt% or more, and carbide is 3 wt% or more. It is preferable to contain. Further, it is preferable that the base material contains an age hardening element.
【0010】本発明に係るダイカスト用部材の製造方法
は、オーステナイト系合金の基材の表面の全面又は一部
に自溶性合金を溶射する工程と、前記工程により形成し
た自溶性合金膜を再溶融処理する工程とを有することを
特徴とする。また、前記自溶性合金又は前記基材の組成
が前記再溶融処理において、同時に前記基材の固溶化が
生じるものであることが好ましい。更に、前記再溶融処
理の後に、前記自溶性合金膜を時効硬化処理することが
好ましい。A method for manufacturing a die casting member according to the present invention comprises a step of spraying a self-fluxing alloy on the entire surface or a part of the surface of a base material of an austenitic alloy, and remelting of the self-fluxing alloy film formed by the above step. And a processing step. Further, it is preferable that the composition of the self-fluxing alloy or the base material is such that the base material simultaneously undergoes solid solution in the remelting treatment. Further, it is preferable that the self-fluxing alloy film is subjected to age hardening treatment after the remelting treatment.
【0011】[0011]
【作用】本願発明者等は、耐溶損性、耐溶着性及び耐ヒ
ートクラック性を有すると共に、優れた機械的性質及び
耐摩耗性を有し、また良好な保温性を有するダイカスト
用部材及びその製造方法を開発すべく種々の実験研究を
行った。The inventors of the present application have found that the die casting member has not only the melting loss resistance, the welding resistance and the heat crack resistance but also the excellent mechanical properties and the wear resistance, and the good heat retention property. Various experimental studies were conducted to develop the manufacturing method.
【0012】その結果、オーステナイト系合金からなる
基材に対し、自溶性合金を溶射して500μmの厚さを
超える自溶性合金膜を形成し、その後この自溶性合金膜
を火炎又は加熱処理等により再溶融処理(以下、「フュ
ージング処理」という)することにより、基材と自溶性
合金膜との間に無孔性の溶着被膜が形成され、良好な密
着性及び高靱性を有する極めて優れたダイカスト用部材
が得られることを見出した。As a result, a self-fluxing alloy film is sprayed onto a base material made of an austenitic alloy to form a self-fluxing alloy film having a thickness of more than 500 μm, and then the self-fluxing alloy film is subjected to flame or heat treatment. By remelting treatment (hereinafter referred to as "fusing treatment"), a non-porous weld coating is formed between the base material and the self-fluxing alloy film, and excellent die-casting with good adhesion and high toughness. It has been found that a member for use can be obtained.
【0013】以下、使用する基材の限定理由及び自溶性
合金の限定理由について説明する。The reasons for limiting the base material used and the self-fluxing alloy will be described below.
【0014】基材:オーステナイト系合金 基材がSKD鋼である場合には、自溶性合金を溶射する
ことにより、基材と自溶性合金との密着性を向上させる
ことはできるが、約1100℃の温度でなされるフュー
ジング処理により、基材が軟化してしまう。このため、
自溶性合金膜が形成された基材に対して、フュージング
処理後に焼入れ及び焼戻しを施すことにより、基材の強
度を向上させることはできるが、焼入れ時において自溶
性合金膜が剥離してしまう。これは、フュージング処理
後の冷却過程において、基材の一部又は全部がオーステ
ナイト組織からマルテンサイト組織又はベーナイト組織
に変態する所謂焼入れ変態が生じる。この変態時におい
て、SKD鋼の熱膨張係数が大きく変化するため、SK
D鋼の基材の表面に形成される自溶性合金膜に割れ又は
剥離が発生してしまう。また、割れ部へ溶融金属が浸入
して、ヒートクラックの起点となり、更に剥離部では溶
損又は溶着が生ずるため、溶射による本来の効果が発揮
されない。 Substrate: When the austenitic alloy substrate is SKD steel, the adhesion between the substrate and the self-fluxing alloy can be improved by spraying the self-fluxing alloy, but at about 1100 ° C. The base material is softened by the fusing treatment performed at the temperature. For this reason,
Although the strength of the base material can be improved by quenching and tempering the base material on which the self-fluxing alloy film is formed after the fusing treatment, the self-fluxing alloy film peels off during the quenching. This is a so-called quenching transformation in which a part or all of the base material transforms from the austenite structure to the martensite structure or bainite structure in the cooling process after the fusing treatment. During this transformation, the coefficient of thermal expansion of SKD steel changes greatly, so SK
The self-fluxing alloy film formed on the surface of the D steel base material is cracked or peeled. Further, the molten metal penetrates into the cracked portion and becomes a starting point of heat cracking, and further, melting loss or welding occurs at the peeled portion, so that the original effect of thermal spraying cannot be exhibited.
【0015】そこで、オーステナイト系合金を基材とし
て溶射すると、SKD鋼のような焼入れ変態を生ずるこ
となく、冷却後であってもフュージング処理により溶融
された自溶性合金膜は、基材との密着性がより一層向上
し、自溶性合金膜と基材との間に無孔性の良好な自溶性
合金膜が形成される。Therefore, when an austenitic alloy is sprayed as a base material, the self-fluxing alloy film melted by the fusing treatment even after cooling does not cause quenching transformation like SKD steel, and adheres to the base material. The property is further improved, and a non-porous good self-fluxing alloy film is formed between the self-fluxing alloy film and the base material.
【0016】また、結晶構造が面心立方晶であるオース
テナイト系合金の熱伝導度は、結晶構造が体心立方晶で
あるSKD鋼の熱伝導度に比べて1/2以下と小さい。
このため、オーステナイト系合金がダイカスト用部材と
して使用されると、ダイカスト部品等は良好な保温性を
有することになる。The thermal conductivity of an austenitic alloy having a crystal structure of face-centered cubic is as small as 1/2 or less than that of SKD steel having a crystal structure of body-centered cubic.
Therefore, when an austenitic alloy is used as a member for die casting, the die casting parts and the like have good heat retention.
【0017】次に、自溶性合金膜の割れ又は剥離をより
一層確実に防止することができる自溶性合金について説
明する。このような自溶性合金は、そのマトリックス組
織をオーステナイトにすると共に、その成分組成として
Niを30重量%以上、Bを1重量%以上及び炭化物を
3重量%以上含有するものである。以下、この自溶性合
金の組成限定理由について説明する。Next, a self-fluxing alloy capable of more reliably preventing cracking or peeling of the self-fluxing alloy film will be described. Such a self-fluxing alloy has a matrix structure of austenite, and contains 30 wt% or more of Ni, 1 wt% or more of B, and 3 wt% or more of carbide as its component composition. The reasons for limiting the composition of the self-fluxing alloy will be described below.
【0018】自溶性合金のマトリックス組織:オーステ
ナイト組織 自溶性合金の組織を基材と同様のオーステナイト組織と
することにより、フュージング処理後の冷却過程におい
て、基材及び自溶性合金膜とも同一の安定オーステナイ
ト組織として存在することにより、自溶性合金膜の割れ
又は剥離をより一層効果的に防止することができる。従
って、自溶性合金のマトリックス組織をオーステナイト
組織とする。 Matrix structure of self-fluxing alloy: Auste
By making the structure of the night structure self-fluxing alloy the same austenite structure as the base material, in the cooling process after the fusing treatment, both the base material and the self-fluxing alloy film exist as the same stable austenite structure, so that the self-fluxing alloy It is possible to more effectively prevent cracking or peeling of the film. Therefore, the matrix structure of the self-fluxing alloy is an austenite structure.
【0019】Ni(ニッケル):30重量以上 Niは自溶性合金膜の靱性を向上させる元素である。こ
の効果を発揮させるためには、Niを30重量%以上添
加する必要がある。従って、Niの含有量は30重量%
以上とする。 Ni (Nickel): 30 Weight or More Ni is an element that improves the toughness of the self-fluxing alloy film. In order to exert this effect, it is necessary to add 30% by weight or more of Ni. Therefore, the Ni content is 30% by weight.
That is all.
【0020】B(ホウ素):1重量%以上 Bは基材及び自溶性合金の溶融状態における反応を抑制
する元素である。自溶性合金にホウ化物が存在すると、
前記溶融状態の合金の濡れ性が大きくなり、また溶融状
態の合金において熱力学的な安定性をもたらす。この効
果を発揮させるためには、Bを1重量%以上添加する必
要がある。従って、Bの含有量は1重量%以上とする。 B (boron): 1 wt% or more B is an element that suppresses the reaction of the base material and the self-fluxing alloy in the molten state. If boride is present in the self-fluxing alloy,
The wettability of the alloy in the molten state is increased, and thermodynamic stability is provided in the alloy in the molten state. In order to exert this effect, it is necessary to add B in an amount of 1% by weight or more. Therefore, the content of B is set to 1% by weight or more.
【0021】なお、自溶性合金にBを添加する方法は特
に限定しないが、Ni等を主成分とするホウ化物又はB
N等の形態により含有させることができる。The method of adding B to the self-fluxing alloy is not particularly limited, but boride or B containing Ni or the like as a main component is used.
It can be contained depending on the form such as N.
【0022】炭化物:3重量%以上 炭化物はNiと融合し易いため、自溶性合金膜の靱性の
向上に有効な化合物である。また、自溶性合金における
マトリックスの硬度を高めるため、耐摩耗性の向上にも
有効である。このような効果を発揮させるためには、炭
化物を3重量%以上添加する必要がある。従って、炭化
物の含有量を3重量%以上とする。なお、この場合の炭
化物として、WC、SiC、NbC又はCr3C2等が好
ましい。 Carbide: 3 wt% or more Since carbide easily fuses with Ni, it is an effective compound for improving the toughness of the self-fluxing alloy film. Further, since the hardness of the matrix in the self-fluxing alloy is increased, it is also effective in improving the wear resistance. In order to exert such effects, it is necessary to add 3% by weight or more of carbide. Therefore, the content of carbide is set to 3% by weight or more. In addition, as the carbide in this case, WC, SiC, NbC, Cr 3 C 2 or the like is preferable.
【0023】次に、基材であるオーステナイト系合金に
時効硬化元素を添加する場合について説明する。時効硬
化元素としては、C、P、N、Ti、Al、Nb又はV
等がある。これらの時効硬化元素を添加することによ
り、これらの元素は炭化物、窒化物若しくはりん化物等
の金属間化合物又はTi若しくはAl等の金属として基
材表面に析出し、これにより時効硬化が生じる。Next, the case of adding an age hardening element to the austenitic alloy as the base material will be described. As the age hardening element, C, P, N, Ti, Al, Nb or V
Etc. By adding these age-hardening elements, these elements are deposited on the surface of the substrate as an intermetallic compound such as a carbide, a nitride or a phosphide or a metal such as Ti or Al, which causes age-hardening.
【0024】この時効硬化により、基材の強度が向上
し、耐久性が優れたダイカスト用部材を製造することが
できる。また、基材が高強度となるため、部材の肉厚を
減少させることが可能であり、部材の軽量化を図ること
ができる。By this age hardening, the strength of the base material is improved, and a die casting member having excellent durability can be manufactured. Further, since the base material has high strength, it is possible to reduce the wall thickness of the member and reduce the weight of the member.
【0025】なお、このような時効硬化は、アルミニウ
ム合金の溶融温度(アルミニウムの融点:660.2
℃)又はそれより若干高温である700〜750℃の温
度において、効果的に進行し、析出物が安定的に存在す
る。Incidentally, such age hardening is performed by the melting temperature of the aluminum alloy (melting point of aluminum: 660.2).
(° C.) Or a temperature slightly higher than 700 to 750 ° C., it progresses effectively and a precipitate is stably present.
【0026】従って、本発明に係るダイカスト用部材の
製造方法により、アルミニウムダイカスト用部材を製造
する場合には、時効硬化により部材の適正強度が保持さ
れる共に、耐久性が極めて向上することとなる。Therefore, in the case of manufacturing an aluminum die casting member by the method for manufacturing a die casting member according to the present invention, the age-hardening maintains the proper strength of the member and extremely improves the durability. .
【0027】次に、自溶性合金による溶射処理を施した
オーステナイト系合金からなる基材にフュージング処理
を行うと同時に、前記基材を固溶化させた後、時効硬化
処理を施す場合について説明する。Next, a case will be described in which a base material made of an austenitic alloy that has been sprayed with a self-fluxing alloy is subjected to a fusing treatment, and at the same time, the base material is solidified and then subjected to an age hardening treatment.
【0028】通常、時効硬化処理は時効硬化元素を合金
中に固溶化(溶体化)した後、合金をその固溶温度より
低い温度に保持することにより行われる。従って、本発
明においても、自溶性合金による溶射とフュージング処
理の後に、ダイカスト用部材を一旦固溶化処理した後、
その固溶温度より低い温度で保持して時効硬化処理する
ことができる。Usually, the age hardening treatment is carried out by solidifying (solutionizing) the age hardening element in the alloy and then holding the alloy at a temperature lower than the solution temperature. Therefore, also in the present invention, after the thermal spraying by the self-fluxing alloy and the fusing treatment, after the solid solution treatment of the die casting member,
It can be age-hardened by holding it at a temperature lower than its solid solution temperature.
【0029】しかし、フュージング処理及び時効硬化処
理のための固溶化処理は、ともにダイカスト用部材を加
熱する処理であるため、フュージング処理と固溶化処理
とを別個に行わず、1つの加熱処理により同時に行うこ
とが可能である。つまり、フュージング処理が時効硬化
処理のための固溶化処理をも兼ねることができる。これ
により、時効硬化処理における固溶化の工程を省略する
ことができるため、生産コストの低減を図ることができ
る。However, since both the fusing treatment and the solution treatment for the age hardening treatment are treatments for heating the die casting member, the fusing treatment and the solution treatment are not carried out separately, but by one heating treatment at the same time. It is possible to do. That is, the fusing treatment can also serve as the solution treatment for the age hardening treatment. As a result, the step of solid solution in the age hardening treatment can be omitted, so that the production cost can be reduced.
【0030】具体的には、時効硬化処理のための固溶化
温度及びフュージング処理の加熱温度には夫々適正な温
度範囲がある。そして、フュージング処理の加熱が固溶
化処理の適正範囲より高い温度で行われると、基材の結
晶粒が粗大化し、一方低い温度で行われると、未固溶析
出物が残存してしまう。このような固溶化の適正温度範
囲でない温度で固溶化処理が行われると、基材の機械的
性質が損なわれてしまう。Specifically, the solution temperature for the age hardening treatment and the heating temperature for the fusing treatment each have an appropriate temperature range. Then, if the heating of the fusing treatment is performed at a temperature higher than the proper range of the solution treatment, the crystal grains of the base material become coarse, while if the heating is performed at a low temperature, undissolved precipitates remain. If the solution treatment is performed at a temperature that is not within the appropriate temperature range for solution treatment, the mechanical properties of the base material will be impaired.
【0031】また、フュージング処理が、そのフュージ
ング適正温度範囲より高い温度で行われると、自溶性合
金膜の流動性が高くなることにより膜厚が不均一なもの
となる。一方、低い温度で行われると、自溶性合金膜の
再溶融が生じないために、自溶性合金膜の性能を向上さ
せることができない。If the fusing treatment is carried out at a temperature higher than the proper fusing temperature range, the fluidity of the self-fluxing alloy film becomes high and the film thickness becomes non-uniform. On the other hand, if it is performed at a low temperature, remelting of the self-fluxing alloy film does not occur, so that the performance of the self-fluxing alloy film cannot be improved.
【0032】従って、基材の固溶化処理をも兼ねるフュ
ージング処理は、固溶化処理及びフュージング処理の夫
々の適正温度範囲が互いに重なり合う部分の温度で行う
必要がある。一般に、時効硬化処理における固溶化処理
は約950〜1150℃の温度範囲で行われ、一方フュ
ージング処理における加熱は約1050〜1100℃の
温度範囲で行われる。従って、フュージング処理を10
50〜1100℃の温度範囲で行うことが好ましい。Therefore, the fusing treatment, which also serves as the solid solution treatment of the base material, needs to be performed at the temperature of the portion where the appropriate temperature ranges of the solution treatment and the fusing treatment overlap each other. Generally, the solution treatment in the age hardening treatment is performed in the temperature range of about 950 to 1150 ° C, while the heating in the fusing treatment is performed in the temperature range of about 1050 to 1100 ° C. Therefore, the fusing process is 10
It is preferably carried out in the temperature range of 50 to 1100 ° C.
【0033】なお、時効硬化処理及びフュージング処理
の温度範囲が重なり合うようにするためには、自溶性合
金及び基材の成分組成を調整したり、特に自溶性合金に
添加されるB又はSi等の共晶元素を適宜調整ことが有
効である。In order to make the temperature ranges of the age hardening treatment and the fusing treatment overlap with each other, the component compositions of the self-fluxing alloy and the base material are adjusted, and especially B or Si added to the self-fluxing alloy is added. It is effective to properly adjust the eutectic element.
【0034】以上のような、基材の固溶化をも兼ねるフ
ュージング処理後、一定の温度範囲でダイカスト用部材
を保持することにより、基材の強度を向上させて、ダイ
カスト用部材の耐久性をより一層向上させることができ
る。After the fusing treatment which also serves as a solid solution of the base material as described above, the strength of the base material is improved by holding the die casting member within a certain temperature range, and the durability of the die casting member is improved. It can be further improved.
【0035】なお、フュージング処理後における時効硬
化処理は、自溶性合金及び基材の成分組成、硬化元素の
種類並びに目的とする強度により異なるが、700〜7
50℃の温度で5〜24時間行うことが好ましく、これ
により、C、P、N、Ti、Al、Nb及びV等によ
る、炭化物、窒化物、リン化物等の金属間化合物又はT
i又はAl等の金属を析出させることができる。The age hardening treatment after the fusing treatment varies depending on the composition of the self-fluxing alloy and the base material, the kind of the hardening element and the desired strength, but is 700 to 7
It is preferable to carry out at a temperature of 50 ° C. for 5 to 24 hours, whereby an intermetallic compound such as a carbide, a nitride, a phosphide or the like by C, P, N, Ti, Al, Nb, V or the like, or T.
A metal such as i or Al can be deposited.
【0036】[0036]
【実施例】以下、本発明の実施例について、本発明の特
許請求の範囲から外れる比較例と比較して説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below in comparison with comparative examples that depart from the claims of the present invention.
【0037】本実施例における供試材として、比較例に
はSKD61鋼、実施例にはオーステナイト合金である
SUS310鋼及び時効硬化元素を含有するオーステナ
イト合金であるA286合金鋼を使用した。なお、A2
86合金鋼はCを0.05重量%、Siを0.50重量
%、Mnを1.35重量%、Crを15重量%、Niを
26重量%、Moを1.24重量%、Tiを2.1重量
%、Alを0.26重量%及びVを0.32重量%を含
有し、残部がFeの成分組成からなる。As test materials in this example, SKD61 steel was used in the comparative example, and SUS310 steel, which is an austenitic alloy, and A286 alloy steel, which is an austenitic alloy containing an age hardening element, were used in the examples. In addition, A2
The 86 alloy steel contains 0.05 wt% C, 0.50 wt% Si, 1.35 wt% Mn, 15 wt% Cr, 26 wt% Ni, 1.24 wt% Mo, and Ti. It contains 2.1% by weight, 0.26% by weight of Al and 0.32% by weight of V, and the balance is Fe.
【0038】これらの供試材の熱処理及び表面処理等の
材料履歴は下記表1に示すとおりである。The material history of heat treatment and surface treatment of these test materials is shown in Table 1 below.
【0039】[0039]
【表1】 [Table 1]
【0040】上記表1に示す実施例No1〜4及び比較
例No1〜3の各供試材を使用して、機械的性質、耐摩
耗性、耐溶損性及び耐ヒートクラック性についての試験
を行った。Using each of the test materials of Examples No. 1 to 4 and Comparative Examples No. 1 to 3 shown in Table 1 above, tests were carried out for mechanical properties, wear resistance, melt damage resistance and heat crack resistance. It was
【0041】機械的性質の試験では、最終熱処理を終え
たサンプルを切り出して、硬度測定及びUノッチシャル
ピー衝撃試験を行った。In the mechanical property test, a sample after the final heat treatment was cut out and subjected to hardness measurement and U-notch Charpy impact test.
【0042】耐摩耗性の試験では、ピンオンディスクタ
イプの摺動摩耗試験を行った。この場合、各供試材の表
面と同一処理が施されたものをディスクにして、アルミ
ニウム合金(6021)をピンとして、下記表2に示す
ような状況により摩耗試験を行った。In the abrasion resistance test, a pin-on-disc type sliding abrasion test was conducted. In this case, a wear test was performed under the conditions shown in Table 2 below, using a disc that had been subjected to the same treatment as the surface of each test material and using aluminum alloy (6021) as a pin.
【0043】[0043]
【表2】 [Table 2]
【0044】耐溶損性の試験では、750℃の温度のA
C8Cアルミニウムを溶融し、その中に供試材を3時間
浸漬した後、断面を観察した。In the corrosion resistance test, A at a temperature of 750 ° C. was used.
After C8C aluminum was melted and the test material was immersed in it for 3 hours, the cross section was observed.
【0045】また、耐ヒートクラック性の試験では、大
気圧の下で、供試材を水中及び650℃の温度の炉中の
環境へ交互に移動させることによる1000サイクルの
熱サイクル試験を行い、試験後の供試材の断面又は表面
における単位面積当たりのクラック発生数を観察した。In the heat crack resistance test, a 1000-cycle heat cycle test is performed by alternately moving the test material to the environment in water and in a furnace at a temperature of 650 ° C. under atmospheric pressure. After the test, the number of cracks generated per unit area on the cross section or the surface of the test material was observed.
【0046】以上の試験により、その試験結果を各試験
ごとに4段階の相対評価によって比較して評価を行っ
た。評価が優れている順に優、良、可及び不可の評価を
行い、夫々を「◎」、「○」、「△」及び「×」により
下記表3に示す。Through the above tests, the test results were evaluated by comparing each test with a four-level relative evaluation. Excellent, good, good and bad were evaluated in the order of excellent evaluation, and each is shown in Table 3 below by "⊚", "○", "Δ" and "x".
【0047】[0047]
【表3】 [Table 3]
【0048】上記表1及び3に示すように、従来ダイカ
スト用部材として使用されているSKD61鋼に対し
て、焼入れ、焼戻しの調質熱処理、窒化処理及び自溶性
溶射を行った比較例No1〜3はいずれも総合的に実施
例No1〜4に比べて劣っている。As shown in Tables 1 and 3 above, SKD61 steel conventionally used as a member for die casting was subjected to tempering heat treatment for quenching and tempering, nitriding treatment, and self-fluxing spray. Are all inferior to Examples No. 1 to 4.
【0049】即ち、比較例No1では、焼入れ及び焼戻
しのみが施されているため、機械的性質は優れている
が、その他の耐摩耗性等の特性はいずれも極めて劣って
いる。That is, in Comparative Example No. 1, since only quenching and tempering are performed, mechanical properties are excellent, but other properties such as abrasion resistance are extremely poor.
【0050】また、比較例No2は、比較例No1と同
一の処理を施した後、窒化による表面処理をしているた
め、耐摩耗性が比較例No1に比べて若干向上したが、
まだ十分ではなく、逆に窒化により機械的性質が比較例
No1に比べて劣化してしまった。それにまた、耐溶損
性及び耐ヒートクラック性については何等向上しなかっ
た。 更に、比較例No3は、比較例No1と同一の処
理を施した後、自溶性溶射による被膜形成処理をしてい
るため、比較例No1に比べて耐摩耗性については向上
し、また耐溶損性及び耐ヒートクラック性についても若
干向上した。しかし、自溶性溶射処理により機械的性質
は比較例No1に比べて、極めて劣化してしまった。Further, since the comparative example No. 2 was subjected to the same treatment as the comparative example No. 1 and then subjected to the surface treatment by nitriding, the wear resistance was slightly improved as compared with the comparative example No. 1.
It was not yet sufficient, and conversely, mechanical properties were deteriorated by nitriding as compared with Comparative Example No. 1. In addition, the melting resistance and heat crack resistance were not improved at all. Furthermore, since Comparative Example No. 3 is subjected to the same treatment as Comparative Example No. 1 and then subjected to coating film formation by self-fluxing spraying, abrasion resistance is improved as compared with Comparative Example No. 1, and melt loss resistance is also increased. Also, the heat crack resistance was slightly improved. However, the self-dissolving thermal spraying treatment resulted in extremely deteriorated mechanical properties as compared with Comparative Example No. 1.
【0051】一方、実施例No1〜4については、各々
表面処理等における条件が異なっているが、いずれも総
合的には優れた結果を示している。On the other hand, Example Nos. 1 to 4 have different conditions in surface treatment and the like, but all show excellent results in total.
【0052】即ち、実施例No1は、オーステナイト合
金であるSUS310を使用して自溶性溶射による被膜
形成処理を施しているため、耐摩耗性、耐溶損性及び耐
ヒートクラック性については良好な結果が得られた。し
かし、機械的性質については、良好とはいえないが、ダ
イカスト用部材として十分使用可能な特性を有してい
る。That is, since Example No. 1 was subjected to the coating forming treatment by self-fluxing spraying using SUS310 which is an austenitic alloy, good results were obtained with respect to wear resistance, melt damage resistance and heat crack resistance. Was obtained. However, although it cannot be said that the mechanical properties are good, it has characteristics that it can be sufficiently used as a member for die casting.
【0053】実施例No2は、実施例No1と同様にS
US310を使用しているが、自溶性合金の組織は基材
と同様のオーステナイトであり、またNi、B及び炭化
物が所定量含有されているため、自溶性合金膜の割れ又
は剥離をより一層確実に防止することにより、実施例N
o1と比べて耐溶損性がより一層向上した。The example No. 2 has the same S value as the example No. 1.
Although US310 is used, the structure of the self-fluxing alloy is austenite similar to that of the base material, and since Ni, B and carbides are contained in a predetermined amount, the cracking or peeling of the self-fluxing alloy film is further ensured. Example N by preventing
The melting resistance was further improved as compared with o1.
【0054】また、実施例No3は、時効硬化元素を含
有するオーステナイト合金のA286を使用しており、
また実施例No2と同様の自溶性溶射合金の溶射による
被膜形成処理を施しているため、基材の強度が向上し、
実施例No2に比べて機械的性質及び耐摩耗性がより一
層向上した。Example No. 3 uses A286, an austenitic alloy containing an age hardening element,
Further, since the coating forming treatment by spraying a self-fluxing spray alloy similar to that of Example No. 2 is performed, the strength of the base material is improved,
The mechanical properties and wear resistance were further improved as compared with Example No2.
【0055】更に、実施例No4は、実施例No3と同
様にA286を使用すると共に、実施例No3と同様の
熱処理を施した後、720℃の温度で15時間保持の時
効処理を施した。これにより、基材の強度がより一層向
上するため、実施例No3に比べて機械的性質及び耐ヒ
ートクラック性がより一層向上し、実施例No1〜4の
中で最も特性が優れたものとなった。Further, in Example No. 4, A286 was used in the same manner as in Example No. 3, the same heat treatment as in Example No. 3 was carried out, and then an aging treatment was carried out at a temperature of 720 ° C. for 15 hours. Thereby, the strength of the base material is further improved, so that the mechanical properties and the heat crack resistance are further improved as compared with Example No. 3, and the characteristics are the best among Examples No. 1 to 4. It was
【0056】[0056]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
オーステナイト系合金の基材表面に自溶性合金を溶射
し、その後溶射皮膜を再溶融することにより、耐溶損
性、耐溶着性及び耐ヒートクラック性を有すると共に、
優れた機械的性質及び耐摩耗性を有し、また良好な保温
性を有することができるダイカスト用部材を製造するこ
とができる。As described above, according to the present invention,
By spraying a self-fluxing alloy on the surface of the base material of the austenitic alloy, and then by remelting the sprayed coating, while having melt loss resistance, welding resistance and heat crack resistance,
It is possible to manufacture a member for die casting which has excellent mechanical properties and wear resistance and also has good heat retention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C23C 4/08 C23C 4/08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location C23C 4/08 C23C 4/08
Claims (7)
この基材の表面に溶射された自溶性合金膜とを有するこ
とを特徴とするダイカスト用部材。1. A base material made of an austenitic alloy,
A die casting member having a self-fluxing alloy film sprayed on the surface of the base material.
あることを特徴とする請求項1に記載のダイカスト用部
材。2. The die casting member according to claim 1, wherein the self-fluxing alloy film is remelted.
ーステナイトであり、その成分組成においてNiを30
重量%以上、Bを1重量%以上及び炭化物を3重量%以
上含有することを特徴とする請求項1又は2に記載のダ
イカスト用部材。3. The matrix structure of the self-fluxing alloy is austenite, and the composition of the composition is 30% Ni.
The member for die casting according to claim 1 or 2, characterized by containing 1% by weight or more of B, 1% by weight or more of B and 3% by weight or more of carbide.
を特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のダ
イカスト用部材。4. The member for die casting according to claim 1, wherein the base material contains an age hardening element.
面又は一部に自溶性合金を溶射する工程と、前記工程に
より形成した自溶性合金膜を再溶融処理する工程とを有
することを特徴とするダイカスト用部材の製造方法。5. A method comprising: spraying a self-fluxing alloy on the entire surface or a part of the surface of a base material of an austenitic alloy; and remelting the self-fluxing alloy film formed by the step. A method for manufacturing a die casting member.
記再溶融処理において、同時に前記基材の固溶化が生じ
るものであることを特徴とする請求項5に記載のダイカ
スト用部材の製造方法。6. The production of a die casting member according to claim 5, wherein the composition of the self-fluxing alloy or the base material causes the solid solution of the base material at the same time in the remelting treatment. Method.
膜を時効硬化処理することを特徴とする請求項6に記載
のダイカスト用部材の製造方法。7. The method for manufacturing a die casting member according to claim 6, wherein the self-fluxing alloy film is subjected to age hardening treatment after the remelting treatment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7038871A JPH08232058A (en) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | Member for die casting and its production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP7038871A JPH08232058A (en) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | Member for die casting and its production |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08232058A true JPH08232058A (en) | 1996-09-10 |
Family
ID=12537283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP7038871A Pending JPH08232058A (en) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | Member for die casting and its production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08232058A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004307938A (en) * | 2003-04-07 | 2004-11-04 | Honda Motor Co Ltd | Method for coupling thermal spraying layer and iron and steel members |
WO2017002937A1 (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | 東洋鋼鈑株式会社 | Laminated tube and manufacturing method therefor |
JPWO2015181852A1 (en) * | 2014-05-28 | 2017-04-20 | 日鉄住金ハード株式会社 | Rolls for hot rolling factory winding equipment |
JPWO2015193933A1 (en) * | 2014-06-19 | 2017-04-20 | 日鉄住金ハード株式会社 | Rolls for hot rolling factory winding equipment |
-
1995
- 1995-02-27 JP JP7038871A patent/JPH08232058A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004307938A (en) * | 2003-04-07 | 2004-11-04 | Honda Motor Co Ltd | Method for coupling thermal spraying layer and iron and steel members |
JPWO2015181852A1 (en) * | 2014-05-28 | 2017-04-20 | 日鉄住金ハード株式会社 | Rolls for hot rolling factory winding equipment |
US10040106B2 (en) | 2014-05-28 | 2018-08-07 | Nippon Steel & Sumikin Hardfacing Co., Ltd. | Rolls of winding equipment in hot-rolling factory |
JPWO2015193933A1 (en) * | 2014-06-19 | 2017-04-20 | 日鉄住金ハード株式会社 | Rolls for hot rolling factory winding equipment |
WO2017002937A1 (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | 東洋鋼鈑株式会社 | Laminated tube and manufacturing method therefor |
JP2017014565A (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-19 | 東洋鋼鈑株式会社 | Laminate tube and manufacturing method therefor |
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