JPS63153256A - 銅金型表面のコ−テイング方法 - Google Patents
銅金型表面のコ−テイング方法Info
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- JPS63153256A JPS63153256A JP30042886A JP30042886A JPS63153256A JP S63153256 A JPS63153256 A JP S63153256A JP 30042886 A JP30042886 A JP 30042886A JP 30042886 A JP30042886 A JP 30042886A JP S63153256 A JPS63153256 A JP S63153256A
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Landscapes
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- Coating By Spraying Or Casting (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は鋳造に用いる胴金型の鋳型面（キャビテイ面）
にコーティング層を形成する方法に関する。
にコーティング層を形成する方法に関する。
（従来の技術）
鉄系部材の＃４造には従来から銅−ジルコニア金型（Ｚ
ｒ１１ｔ１〜４％含有するＣｕ−Ｚｒ合金からなる金型
）を用いている。
ｒ１１ｔ１〜４％含有するＣｕ−Ｚｒ合金からなる金型
）を用いている。
この胴金型は極めて熱伝導率が高いため金型内に冷却水
通路を形成することで水冷効果を大とすることができる
のであるが、徐冷によって剛性を高めたい部分まで冷却
速度が速くなってしまう不利があり、また銅は軟らかい
ため溶湯によってその表面が侵食される問題もある。
通路を形成することで水冷効果を大とすることができる
のであるが、徐冷によって剛性を高めたい部分まで冷却
速度が速くなってしまう不利があり、また銅は軟らかい
ため溶湯によってその表面が侵食される問題もある。
そこで、従来にあっては胴金型の鋳型表面にＳｉＯ２ス
ラリー、Ｚｒ０ｇスラリー或いはグラファイトスラリー
等をスプレー若しくは刷毛塗りによって塗布し、このス
ラリーを乾燥せしめた後焼成してコーティング層を形成
し、鋳型表面の保護と熱伝導率の調整を行っている。
ラリー、Ｚｒ０ｇスラリー或いはグラファイトスラリー
等をスプレー若しくは刷毛塗りによって塗布し、このス
ラリーを乾燥せしめた後焼成してコーティング層を形成
し、鋳型表面の保護と熱伝導率の調整を行っている。
しかしながら、上記スラリーの焼成温度は金型に影響を
与えない温度で行わなければならず、このためコーティ
ング層自体の剥離強度が低く、数ショット程度しか鋳造
作業ができず、頻繁にコーティング作業を行わなければ
ならず生産効率が悪い。
与えない温度で行わなければならず、このためコーティ
ング層自体の剥離強度が低く、数ショット程度しか鋳造
作業ができず、頻繁にコーティング作業を行わなければ
ならず生産効率が悪い。
上記した不利を解消するため、金型の鋳型面にセラミッ
ク材料を溶射することでコーティング層を形成する方法
が、特開昭５５−８１３４７号として提案されている。
ク材料を溶射することでコーティング層を形成する方法
が、特開昭５５−８１３４７号として提案されている。
（発明が解決しようとする問題点）
上述したようにプラズマジェット等によってセラミック
材を金型表面に溶射すれば、セラミックスラリ−を塗布
しこれを焼成したものに比べれば剥離強度は大となるの
であるが十分なものとはいえない。
材を金型表面に溶射すれば、セラミックスラリ−を塗布
しこれを焼成したものに比べれば剥離強度は大となるの
であるが十分なものとはいえない。
これは、金型を構成する銅の熱膨張係数は１０００℃付
近では約２ 、Ｏｘｌ ０４／”Ｏであるのに対しセラ
ミックの熱膨張係数は約５．０×１０−６／”Ｏであり
、銅の熱膨張係数が大巾に大であるため、高温の溶湯を
鋳込むと熱膨張係数の差が大きいため容易に剥離してし
まうことによる。
近では約２ 、Ｏｘｌ ０４／”Ｏであるのに対しセラ
ミックの熱膨張係数は約５．０×１０−６／”Ｏであり
、銅の熱膨張係数が大巾に大であるため、高温の溶湯を
鋳込むと熱膨張係数の差が大きいため容易に剥離してし
まうことによる。
（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胴金型の表面に直接セ
ラミック粉末を溶射せずに、予め胴金型の表面に酸化銅
層を形成し、この酸化銅層の表面に酸化物系セラミック
粉末を溶射するようにした。
ラミック粉末を溶射せずに、予め胴金型の表面に酸化銅
層を形成し、この酸化銅層の表面に酸化物系セラミック
粉末を溶射するようにした。
（作用）
酸化銅層の表面に酸化物系セラミック粉末を溶射するこ
とにより、酸化銅層とセラミックコーティング層との間
にこれらの層の中間の熱膨張係数を有する中間層が形成
される。
とにより、酸化銅層とセラミックコーティング層との間
にこれらの層の中間の熱膨張係数を有する中間層が形成
される。
（実施例）
以下に本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。
第１図は本発明方法を実施した胴金型の全体図、第２図
は第１図の一部拡大断面図であり、胴金型（１）はＣｒ
を１〜４％含有する銅合釡からなっており、この胴金型
（１）には溶湯の注湯口（２）、湯道（３）及びキャビ
ティ（０（鋳型面）が形成されている。ここで図示例に
あってはキャビティ（０はカムシャフトを鋳造するもの
としている。
は第１図の一部拡大断面図であり、胴金型（１）はＣｒ
を１〜４％含有する銅合釡からなっており、この胴金型
（１）には溶湯の注湯口（２）、湯道（３）及びキャビ
ティ（０（鋳型面）が形成されている。ここで図示例に
あってはキャビティ（０はカムシャフトを鋳造するもの
としている。
また前記キャビティ（４）の表面には第２図に示すよう
に酸化鋼（Ｃｕｂ）層（５）が形成され、この酸化銅層
（５）の表面には酸化銅（Ｃｕｂ）と酸化物系セラミッ
ク（Ａｌ１２０３等）とが混合した中間層（８）が形成
され、この中間層（８）の表面には酸化物系セラミック
、例えば５ＬＯｔ、Ａ文２０３、ＳｉＯ２・Ａｌ２Ｏ３
，Ｚｒ０ｔ、Ｂｅ０１ＣａＯ１Ｃｒｚ ０３ 、ＭｇＯ
，Ｔｈ０ｇ、Ｔ ｉ ０２ 、 Ｙ２０３等からなるコ
ーティング層（７）が形成されている。
に酸化鋼（Ｃｕｂ）層（５）が形成され、この酸化銅層
（５）の表面には酸化銅（Ｃｕｂ）と酸化物系セラミッ
ク（Ａｌ１２０３等）とが混合した中間層（８）が形成
され、この中間層（８）の表面には酸化物系セラミック
、例えば５ＬＯｔ、Ａ文２０３、ＳｉＯ２・Ａｌ２Ｏ３
，Ｚｒ０ｔ、Ｂｅ０１ＣａＯ１Ｃｒｚ ０３ 、ＭｇＯ
，Ｔｈ０ｇ、Ｔ ｉ ０２ 、 Ｙ２０３等からなるコ
ーティング層（７）が形成されている。
次に上記各層（５）、（８）、（？）の形成方法を以下
に述べる。
に述べる。
先ず胴金型（１）のキャビティ（４）表面を硝酸（ＨＮ
０３）等の酸によって洗い１表面をエツチングすると
ともに酸腐食せしめる。
０３）等の酸によって洗い１表面をエツチングすると
ともに酸腐食せしめる。
次いで、胴金型（１）を水蒸気中で加熱（２００〜３０
０℃）し、第３図に示すようにキャビティ（４）表面に
酸化銅（Ｃｕｂ）の層（５）を５〜５０ｇ、ｍの範囲で
形成する。
０℃）し、第３図に示すようにキャビティ（４）表面に
酸化銅（Ｃｕｂ）の層（５）を５〜５０ｇ、ｍの範囲で
形成する。
この後、酸化銅層（５）の表面にプラズマジｘ −）ト
等を用いて前記した酸化物系セラミックの粉末を溶射す
る。すると、第４図に示すように酸化銅層（５）とコー
ティング層（７）との間に酸化銅と酸化物系セラミック
とからなる複合化合物の層つまり中間層（８）も同時に
形成される。ここで中間層（８）の厚みは５ＯＮ１００
ｐｍ、コーティング層（７）の厚みは１００〜５００ｇ
ｍの範囲とするのが剥離強度及び熱伝導率等を考慮した
場合に適当といえる。
等を用いて前記した酸化物系セラミックの粉末を溶射す
る。すると、第４図に示すように酸化銅層（５）とコー
ティング層（７）との間に酸化銅と酸化物系セラミック
とからなる複合化合物の層つまり中間層（８）も同時に
形成される。ここで中間層（８）の厚みは５ＯＮ１００
ｐｍ、コーティング層（７）の厚みは１００〜５００ｇ
ｍの範囲とするのが剥離強度及び熱伝導率等を考慮した
場合に適当といえる。
次に具体的な実施例と比較例とを挙げる。
（実施例）
クロム銅の鋳造型表面を５％ＨＮＯ３溶液で軽く腐食し
たのち、水蒸気気流中３００℃に加熱し、１時間保持し
て、型表面にＣｕＯ層を約１１００ｐの厚さで形成した
。
たのち、水蒸気気流中３００℃に加熱し、１時間保持し
て、型表面にＣｕＯ層を約１１００ｐの厚さで形成した
。
その後、平均粒径２０μｍのＺｒＯ２３３％５ｉｎ２粉
末を用い、Ａｒ＋１０ｖ１０Ｈ２ガスを媒体としたガス
プラズマ溶射によって、鋳型表面に、ジルコン層をコー
ティングした。
末を用い、Ａｒ＋１０ｖ１０Ｈ２ガスを媒体としたガス
プラズマ溶射によって、鋳型表面に、ジルコン層をコー
ティングした。
アーク電流は２８０Ａ、電圧は８０Ｖ、プラズマ形成ガ
ス流量は３ＯＮＪｌ／ｍｉｎ、キャリアーガス流量は５
ＮＪｌ／ｍｉｎ、溶射距離は１００鵬■とした。
ス流量は３ＯＮＪｌ／ｍｉｎ、キャリアーガス流量は５
ＮＪｌ／ｍｉｎ、溶射距離は１００鵬■とした。
得られた皮膜は、顕微鏡観察により約３００終ｍの厚み
であり、この型に１８００℃の５ＫＤ１２溶湯を５０回
鋳込んでも、皮膜は健全であった。
であり、この型に１８００℃の５ＫＤ１２溶湯を５０回
鋳込んでも、皮膜は健全であった。
比較例
クロム銅の鋳造型表面に何等処理せず、平均粒径２０
ＩＬｍノＺ ｒｏｔ −３３％Ｓ ｉ Ｏｘ粉末を用い
、Ａｒ＋１Ｏｖ１０Ｈ２ガスを媒体としたガスプラズマ
溶射によって、鋳型表面に、ジルコン層をコーティング
した。
ＩＬｍノＺ ｒｏｔ −３３％Ｓ ｉ Ｏｘ粉末を用い
、Ａｒ＋１Ｏｖ１０Ｈ２ガスを媒体としたガスプラズマ
溶射によって、鋳型表面に、ジルコン層をコーティング
した。
アーク電流２８０Ａ、電圧８０ｖ、プラズマ形成ガス流
量は３ＯＮＪｌ／ｍｉｎ、キャリアーガス流量は５Ｎｊ
Ｌ／ｍｉｎ、溶射距離は１００ｍ５とした。
量は３ＯＮＪｌ／ｍｉｎ、キャリアーガス流量は５Ｎｊ
Ｌ／ｍｉｎ、溶射距離は１００ｍ５とした。
得られた皮膜の厚さは約２００ｇｍであった。
この型に、１６００℃の５ＫＤ１２溶湯を鋳込んだとこ
ろ、２回目で、皮膜は半分以上消失した。
ろ、２回目で、皮膜は半分以上消失した。
（発明の効果）
以上の説明で明らかなように本発明によれば、銅金型表
面にセラミックのコーティング層を形成するにあたり、
金型表面とコーティング層との間に酸化銅層及び酸化銅
とセラミックからなる中間層を介在せしめるようにした
ことにより、これら酸化銅層及び中間層が銅とセラミッ
クとの熱膨張率の差を吸収し、極めて剥離強度が大とな
る。
面にセラミックのコーティング層を形成するにあたり、
金型表面とコーティング層との間に酸化銅層及び酸化銅
とセラミックからなる中間層を介在せしめるようにした
ことにより、これら酸化銅層及び中間層が銅とセラミッ
クとの熱膨張率の差を吸収し、極めて剥離強度が大とな
る。
その結果、一旦コーティング層を形成したならば多数回
のショットを行ってもコーティング層が消失することが
なく、金型表面の保護及び熱伝導率の調整が有効になさ
れる。
のショットを行ってもコーティング層が消失することが
なく、金型表面の保護及び熱伝導率の調整が有効になさ
れる。
第１図は胴金型の全体図、第２図は胴金型の要部断面図
、第３図及び第４図はコーティング方法の手順を示した
断面図である。 尚１図面中（１）は胴金型、（０はキャビティ（鋳型面
） 、 （５）は酸化鋼層、（８）は中間層、（７）は
コーティング層である。 第１図 第２ｒＩ！Ｉ 第３図 第４図
、第３図及び第４図はコーティング方法の手順を示した
断面図である。 尚１図面中（１）は胴金型、（０はキャビティ（鋳型面
） 、 （５）は酸化鋼層、（８）は中間層、（７）は
コーティング層である。 第１図 第２ｒＩ！Ｉ 第３図 第４図
Claims (1)
- 鋳造用銅金型の鋳型面を酸化処理することで酸化銅層を
形成し、次いでこの酸化銅層の表面に酸化物系セラミッ
ク粉末をプラズマジェット等によって溶射することで、
酸化銅層の表面に酸化銅と酸化物系セラミックとが混合
した中間層を形成するとともにこの中間層の表面に酸化
物系セラミックからなるコーティング層を同時に形成す
るようにしたことを特徴とする銅金型表面のコーティン
グ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30042886A JPS63153256A (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | 銅金型表面のコ−テイング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30042886A JPS63153256A (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | 銅金型表面のコ−テイング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63153256A true JPS63153256A (ja) | 1988-06-25 |
Family
ID=17884682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30042886A Pending JPS63153256A (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | 銅金型表面のコ−テイング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63153256A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05132752A (ja) * | 1991-06-13 | 1993-05-28 | T-P Kogyo Kk | 鋳造用金型へのセラミツク溶射方法 |
| EP0670190A1 (fr) * | 1994-03-01 | 1995-09-06 | Automobiles Peugeot | Moule de fonderie et son procédé de réalisation |
| JP2012524660A (ja) * | 2009-04-24 | 2012-10-18 | ワルトシラ フィンランド オサケユキチュア | キャビティを有する物品を製造する方法 |
-
1986
- 1986-12-17 JP JP30042886A patent/JPS63153256A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05132752A (ja) * | 1991-06-13 | 1993-05-28 | T-P Kogyo Kk | 鋳造用金型へのセラミツク溶射方法 |
| EP0670190A1 (fr) * | 1994-03-01 | 1995-09-06 | Automobiles Peugeot | Moule de fonderie et son procédé de réalisation |
| FR2716898A1 (fr) * | 1994-03-01 | 1995-09-08 | Peugeot | Pièce, telle qu'un moule de fonderie, et son procédé de réalisation. |
| JP2012524660A (ja) * | 2009-04-24 | 2012-10-18 | ワルトシラ フィンランド オサケユキチュア | キャビティを有する物品を製造する方法 |
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