JPS6133734A - 鋳造用金型の表面処理方法 - Google Patents
鋳造用金型の表面処理方法Info
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- JPS6133734A JPS6133734A JP15633784A JP15633784A JPS6133734A JP S6133734 A JPS6133734 A JP S6133734A JP 15633784 A JP15633784 A JP 15633784A JP 15633784 A JP15633784 A JP 15633784A JP S6133734 A JPS6133734 A JP S6133734A
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- casting
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C3/00—Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/06—Permanent moulds for shaped castings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は鋳造用金型の表面処理方法に関し、特にダイカ
スト法や高圧鋳造法において使用される金型およびこれ
らの金型の一部である鋳抜きピンに好適な表面処理方法
に関する。
スト法や高圧鋳造法において使用される金型およびこれ
らの金型の一部である鋳抜きピンに好適な表面処理方法
に関する。
従来の技術をダイカスト法を例にとり説明する。
アルミダイカスト法では、600 ”0〜700℃のア
ルミ合金溶湯を30〜80 m / sの高速で金型の
製品キャビティ内に射出して製品を成形しているが、金
型において、この高温、高速の溶湯が直撃する部分に早
期にカジリが発生する。このカジリは、特に金型のゲー
ト近傍に位置する水冷不可能な細径の鋳抜きピン等に著
しく、比較的短いサイクルで鋳抜きピン等を交換する必
要があり、生産上問題となっている。
ルミ合金溶湯を30〜80 m / sの高速で金型の
製品キャビティ内に射出して製品を成形しているが、金
型において、この高温、高速の溶湯が直撃する部分に早
期にカジリが発生する。このカジリは、特に金型のゲー
ト近傍に位置する水冷不可能な細径の鋳抜きピン等に著
しく、比較的短いサイクルで鋳抜きピン等を交換する必
要があり、生産上問題となっている。
例えば、165(lンのダイカスト機により、鋳込み重
量8 kgの自動車用トランスミッションケースをアル
ミ合金溶湯(JIS ADC12合金)を用いてダイ
カスト法で生産したところ、ゲート(湯口)から直接溶
湯の当たる部位に位置するφ25X30m(7)鋳抜き
ピア(JIS 5KD61製)のカジリが著しく、約
8時間に1回(300ショット程度)の鋳抜きピン交換
が必要であった。
量8 kgの自動車用トランスミッションケースをアル
ミ合金溶湯(JIS ADC12合金)を用いてダイ
カスト法で生産したところ、ゲート(湯口)から直接溶
湯の当たる部位に位置するφ25X30m(7)鋳抜き
ピア(JIS 5KD61製)のカジリが著しく、約
8時間に1回(300ショット程度)の鋳抜きピン交換
が必要であった。
そこで、この対策として、現在公知のタフトライド法、
イオンブレーティング法、TD法、CVD法等の表面処
理方法を鋳抜きピンに適用して試験を行ったところ、表
面処理を施さない場合に比べ2〜3倍の寿命延長が図れ
たものの、最も長寿命のもので約1000シヨツトでカ
ジリが生じ、金型をおろして鋳抜きピンを交換する必要
があった。
イオンブレーティング法、TD法、CVD法等の表面処
理方法を鋳抜きピンに適用して試験を行ったところ、表
面処理を施さない場合に比べ2〜3倍の寿命延長が図れ
たものの、最も長寿命のもので約1000シヨツトでカ
ジリが生じ、金型をおろして鋳抜きピンを交換する必要
があった。
ところで、金型の定期保全は、例えば2500シヨツト
ごとであり、この金型の定期保全まで交換不要な鋳抜き
ピンが望まれている。
ごとであり、この金型の定期保全まで交換不要な鋳抜き
ピンが望まれている。
しかるに、上述した如く、従来の鋳抜きピンでは300
〜1000シヨツトで金型をおろして鋳抜きピンを交換
しなければならず、そのため生産性が悪いという問題が
あった。
〜1000シヨツトで金型をおろして鋳抜きピンを交換
しなければならず、そのため生産性が悪いという問題が
あった。
この対策を行うため、カジリが発生したTD処理を施し
た鋳抜きピンを調査したところ、約10μmのNbC層
が剥離しており、この部分にアルミ合金溶湯が付着して
いることが確かめられた。
た鋳抜きピンを調査したところ、約10μmのNbC層
が剥離しており、この部分にアルミ合金溶湯が付着して
いることが確かめられた。
従って、この表面処理層の剥離を防ぐ対策を施すことに
より、金型の寿命を延長できると考えられる。
より、金型の寿命を延長できると考えられる。
上記問題点は、本発明によれば、次の鋳造用金型の表面
処理方法によって解決される。
処理方法によって解決される。
即ち、本発明の鋳造用金型の表面処理方法は、鋳造用金
型の表面に耐熱性、耐摩耗性に優れた層を形成する表面
処理方法であって、 前記鋳造用金型の母材の少なくとも一部に、拡散浸透処
理によりHv700以上の第1の表面処理層を10μm
以上形成し、続いて物理吸着法により、この第1の表面
処理層の上にニューセラミックスからなる第2の表面処
理層を5〜20μm形成することを特徴としている。
型の表面に耐熱性、耐摩耗性に優れた層を形成する表面
処理方法であって、 前記鋳造用金型の母材の少なくとも一部に、拡散浸透処
理によりHv700以上の第1の表面処理層を10μm
以上形成し、続いて物理吸着法により、この第1の表面
処理層の上にニューセラミックスからなる第2の表面処
理層を5〜20μm形成することを特徴としている。
本発明が適用される金型は、鋳造用であればいかなる金
型でもよいが、特にダイカスト法や高圧鋳造法の如く、
高温溶湯が高速で注入される金型に好適である。また、
金型のなかでも、鋳抜きピンに適用すると効果が大きい
。
型でもよいが、特にダイカスト法や高圧鋳造法の如く、
高温溶湯が高速で注入される金型に好適である。また、
金型のなかでも、鋳抜きピンに適用すると効果が大きい
。
本発明において、第1の表面処理層を形成する拡散浸透
処理方法としては、公知の浸炭法、窒化法、タフトライ
ド法、浸硫法(スルスルフ法)、’rD処理法の他、金
属浸透法としての亜鉛浸透法(シェラダイジング)、ア
ルミニウム拡散被覆法、クロム拡散被覆法、珪素浸透法
(シェラダイジング)、硼素浸透法(ボロナイジング)
等を用いることができる。
処理方法としては、公知の浸炭法、窒化法、タフトライ
ド法、浸硫法(スルスルフ法)、’rD処理法の他、金
属浸透法としての亜鉛浸透法(シェラダイジング)、ア
ルミニウム拡散被覆法、クロム拡散被覆法、珪素浸透法
(シェラダイジング)、硼素浸透法(ボロナイジング)
等を用いることができる。
この第1の表面処理層は、10μm以上設けることが必
要であり、また硬さはビッカニス硬さでHv700以上
とすることが必要である。従って、上記拡散浸透処理方
法の何れを選択する場合でも、Hv700以上になるよ
うな条件で処理を行う必要がある。
要であり、また硬さはビッカニス硬さでHv700以上
とすることが必要である。従って、上記拡散浸透処理方
法の何れを選択する場合でも、Hv700以上になるよ
うな条件で処理を行う必要がある。
ま、た、この第1の表面処理層の上には、第2の表面処
理層を形成する。この第2・の表面処理層は物理吸着法
(PVD)により形成される。ここで、物理吸着法とし
ては公知の真空蒸着法、イオンブレーティング1.スパ
ッタリン、グ等を用いることができる。この第2の表面
処理層は、炭化チタン(TiC)、窒化チタン(T i
N)等のニューセラミックスで形成される。また、第
2の表面処理層は被覆厚さが5〜20μmとする必要が
ある。これは、5μmより薄くては十分な効果を奏する
ことができず、また20μmより厚くても剥離の原因と
なるからである。
理層を形成する。この第2・の表面処理層は物理吸着法
(PVD)により形成される。ここで、物理吸着法とし
ては公知の真空蒸着法、イオンブレーティング1.スパ
ッタリン、グ等を用いることができる。この第2の表面
処理層は、炭化チタン(TiC)、窒化チタン(T i
N)等のニューセラミックスで形成される。また、第
2の表面処理層は被覆厚さが5〜20μmとする必要が
ある。これは、5μmより薄くては十分な効果を奏する
ことができず、また20μmより厚くても剥離の原因と
なるからである。
なお、第2の表面処理層を物理吸着法で形成することが
望ましいことは、次の実験で確かめられた。即ち、φ2
5X30mmのJIS 5KD61製鋳抜きピンを複
数準備し、表面処理を施さない母材そのもの、タフトラ
イド処理を行ったもの、TD処理を施したもの、および
スパッタリング(物理吸着法の1種)により窒化チタン
を被覆したものの4種類を作り、これらの耐溶湯性、濡
れ性を評価するため、700℃のアルミ合金溶湯(JI
S ADC12)に浸漬1分、強制空冷1分の条件で
5000サイクルの耐溶湯性試験を行った。
望ましいことは、次の実験で確かめられた。即ち、φ2
5X30mmのJIS 5KD61製鋳抜きピンを複
数準備し、表面処理を施さない母材そのもの、タフトラ
イド処理を行ったもの、TD処理を施したもの、および
スパッタリング(物理吸着法の1種)により窒化チタン
を被覆したものの4種類を作り、これらの耐溶湯性、濡
れ性を評価するため、700℃のアルミ合金溶湯(JI
S ADC12)に浸漬1分、強制空冷1分の条件で
5000サイクルの耐溶湯性試験を行った。
この結果を第2図に示す。第2図より、物理吸着法が他
の処理法より優れていることが判る。
の処理法より優れていることが判る。
本発明の鋳造用金型の表面処理方法によれば、拡散浸透
処理方法により第1の表面処理層を形成したため、この
第1の表面処理層は耐熱性、耐摩耗性に優れているばか
りでなく、母材との密着強度に優れている。更に、この
第1の表面処理層の上に、母材より第1の表面処理層に
熱膨張率が近く、高硬度(Hv2000以上)で、かつ
溶湯との濡れ性が悪い第2の表面処理層が形成されてい
るため、高温溶湯が高速で直撃しても容易に第2の表面
処理層および第1の表面処理層は剥離しない。
処理方法により第1の表面処理層を形成したため、この
第1の表面処理層は耐熱性、耐摩耗性に優れているばか
りでなく、母材との密着強度に優れている。更に、この
第1の表面処理層の上に、母材より第1の表面処理層に
熱膨張率が近く、高硬度(Hv2000以上)で、かつ
溶湯との濡れ性が悪い第2の表面処理層が形成されてい
るため、高温溶湯が高速で直撃しても容易に第2の表面
処理層および第1の表面処理層は剥離しない。
以上より、本発明の鋳造用金型の表面処理方法によれば
、以下の効果を奏する。
、以下の効果を奏する。
(イ)第1の表面処理層の上に第2の表面処理層を設け
たため、長期間使用しても容易に剥離しなくなる。この
ため、カジリ等が生じなくなり、金型交換または鋳抜き
ピンの交換寿命が大幅に延び、生産性が向上する。
たため、長期間使用しても容易に剥離しなくなる。この
ため、カジリ等が生じなくなり、金型交換または鋳抜き
ピンの交換寿命が大幅に延び、生産性が向上する。
(ロ)金型の耐久性が向上したため、溶湯の注入速度を
上げることができ、このため製品の品質を向上すること
ができる。
上げることができ、このため製品の品質を向上すること
ができる。
(ハ)金型の寿命が延びたため、低コスト化が図れる。
次に、本発明の実施例を図面を参考にして説明する。
まず、JIS 5KD61製でφ25 X 30 *
*の鋳抜きピンを複数準備する。この鋳抜きピンをKC
N、、KCNOを主成分とし、K 2Co 、を添加し
て一定組成とした塩浴中に浸漬し、軟窒化処理(タフト
ライド法)を行った。このとき、処理温度は570℃と
した。この結果、鋳抜きピン表面に第1の表面処理層と
しての浸炭浸窒層が形成された。
*の鋳抜きピンを複数準備する。この鋳抜きピンをKC
N、、KCNOを主成分とし、K 2Co 、を添加し
て一定組成とした塩浴中に浸漬し、軟窒化処理(タフト
ライド法)を行った。このとき、処理温度は570℃と
した。この結果、鋳抜きピン表面に第1の表面処理層と
しての浸炭浸窒層が形成された。
次いで、スパッタリング槽に第1の表面処理層を設けた
鋳抜きピンを入れ、スパッタリングにより第2の表面処
理層として窒化チタン層を形成した。この結果、第1の
表面処理層の上に第2の表面処理層が形成された。
鋳抜きピンを入れ、スパッタリングにより第2の表面処
理層として窒化チタン層を形成した。この結果、第1の
表面処理層の上に第2の表面処理層が形成された。
上記操作をタフトライド法処理時の塩浴への浸漬時間を
11通りに変えて行い、第1の表面処理層の厚さが11
通りに異なる鋳抜きピンを得た。
11通りに変えて行い、第1の表面処理層の厚さが11
通りに異なる鋳抜きピンを得た。
このとき、第1の表面処理層の厚さで10μmより小さ
いものが6種類と10I!m以上のものが5種類得られ
た。この鋳抜きピンに、第2の表面処理層を形成する場
合も、処理時間等を変え、第2の表面処理層の厚さが5
μmより小さいものを3種類、5〜20μmのものを5
種類、20μmより大きいものを2種類形成した。
いものが6種類と10I!m以上のものが5種類得られ
た。この鋳抜きピンに、第2の表面処理層を形成する場
合も、処理時間等を変え、第2の表面処理層の厚さが5
μmより小さいものを3種類、5〜20μmのものを5
種類、20μmより大きいものを2種類形成した。
得られた11種類の鋳抜きピンをダイカスト金型に装着
し、耐久試験を行い、カジリの発生を調査した。この結
果を第1図に示す。ここで、○印は5000シヨツト使
用してもカジリが生じなかったもの、Δ印は1500〜
2000シヨツトでカジリが生じたもの、×印は100
0シヨツト以下でカジリが生じたものを示す。
し、耐久試験を行い、カジリの発生を調査した。この結
果を第1図に示す。ここで、○印は5000シヨツト使
用してもカジリが生じなかったもの、Δ印は1500〜
2000シヨツトでカジリが生じたもの、×印は100
0シヨツト以下でカジリが生じたものを示す。
第1図より明らかなように、第1の表面処理層の厚さ力
月Oμm以上で、かつ第2の表面処理層の厚さが5〜2
0μmの範囲にあるものは、鋳抜きピンの耐久性が従来
の5倍以上に向上していることが判る。従って、本実施
例に係る鋳造用金型の表面処理方法を施した鋳抜きピン
は、通常の金型保全のときまで、更には場合により金型
保全のときでも交換をする必要がなく、従来に比べ生産
性が大幅に向上する。
月Oμm以上で、かつ第2の表面処理層の厚さが5〜2
0μmの範囲にあるものは、鋳抜きピンの耐久性が従来
の5倍以上に向上していることが判る。従って、本実施
例に係る鋳造用金型の表面処理方法を施した鋳抜きピン
は、通常の金型保全のときまで、更には場合により金型
保全のときでも交換をする必要がなく、従来に比べ生産
性が大幅に向上する。
なお、i8) タフトライド法と窒化チタンのスパッ
タリングの組合せ、(bl 浸炭と炭化チタンのスパ
ッタリングの組合せ、(C1スルスルフ法と、炭化チタ
ンと窒化チタンの混合スパッタリングの組合せについて
も同様な試験を行ったところ、本実施例と同様な結果が
得られた。この結果、第1の表面処理層および第2の表
面処理層の厚さは、処理法が異なっても第1の表面処理
層は10μm以上、第2の表面処理層は5〜20μmが
望ましいことが確かめられた。
タリングの組合せ、(bl 浸炭と炭化チタンのスパ
ッタリングの組合せ、(C1スルスルフ法と、炭化チタ
ンと窒化チタンの混合スパッタリングの組合せについて
も同様な試験を行ったところ、本実施例と同様な結果が
得られた。この結果、第1の表面処理層および第2の表
面処理層の厚さは、処理法が異なっても第1の表面処理
層は10μm以上、第2の表面処理層は5〜20μmが
望ましいことが確かめられた。
以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は、この実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含されるも
のである。
明は、この実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含されるも
のである。
第1図は本発明の実施例に係る試験結果を示すグラフ、
第2図は各種表面処理の耐溶湯性試験の結果を示すグラ
フである。
フである。
Claims (1)
- (1)鋳造用金型の表面に耐熱性、耐摩耗性に優れた層
を形成する表面処理方法であって、 前記鋳造用金型の母材の少なくとも一部に、拡散浸透処
理によりHv700以上の第1の表面処理層を10μm
以上形成し、続いて物理吸着法により、この第1の表面
処理層の上にニューセラミックスからなる第2の表面処
理層を5〜20μm形成することを特徴とする鋳造用金
型の表面処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15633784A JPS6133734A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | 鋳造用金型の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15633784A JPS6133734A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | 鋳造用金型の表面処理方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6133734A true JPS6133734A (ja) | 1986-02-17 |
Family
ID=15625564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15633784A Pending JPS6133734A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | 鋳造用金型の表面処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6133734A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0247408U (ja) * | 1988-09-28 | 1990-03-30 | ||
JPH05124588A (ja) * | 1991-10-03 | 1993-05-21 | Niigata Eng Co Ltd | 船舶の危急停止装置 |
EP1626104A1 (en) | 2004-08-10 | 2006-02-15 | Hitachi Metals, Ltd. | Member with coating layers used for casting |
JP2008188609A (ja) * | 2007-02-02 | 2008-08-21 | Daido Steel Co Ltd | ダイカスト金型およびその表面処理方法 |
US7744056B2 (en) | 2006-09-27 | 2010-06-29 | Hitachi Metals, Ltd. | Hard-material-coated member excellent in durability |
CN108044078A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-05-18 | 西安交通大学 | 一种表面双层耐热层压铸模具及其制备方法 |
CN108115109A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-05 | 西安交通大学 | 一种塑性金属陶瓷叠层涂层压铸模具及其制备方法 |
CN108130507A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-08 | 西安交通大学 | 一种表面复合结构抗冲击涂层压铸模具及其制备方法 |
-
1984
- 1984-07-26 JP JP15633784A patent/JPS6133734A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0247408U (ja) * | 1988-09-28 | 1990-03-30 | ||
JPH05124588A (ja) * | 1991-10-03 | 1993-05-21 | Niigata Eng Co Ltd | 船舶の危急停止装置 |
EP1626104A1 (en) | 2004-08-10 | 2006-02-15 | Hitachi Metals, Ltd. | Member with coating layers used for casting |
US7159640B2 (en) | 2004-08-10 | 2007-01-09 | Hitachi Metals, Ltd. | Member used for casting |
CN100335674C (zh) * | 2004-08-10 | 2007-09-05 | 日立金属株式会社 | 用于与熔融金属接触的浇铸构件 |
US7744056B2 (en) | 2006-09-27 | 2010-06-29 | Hitachi Metals, Ltd. | Hard-material-coated member excellent in durability |
JP2008188609A (ja) * | 2007-02-02 | 2008-08-21 | Daido Steel Co Ltd | ダイカスト金型およびその表面処理方法 |
CN108044078A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-05-18 | 西安交通大学 | 一种表面双层耐热层压铸模具及其制备方法 |
CN108115109A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-05 | 西安交通大学 | 一种塑性金属陶瓷叠层涂层压铸模具及其制备方法 |
CN108130507A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-08 | 西安交通大学 | 一种表面复合结构抗冲击涂层压铸模具及其制备方法 |
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