WO2018021465A1 - ダイカスト用プランジャーチップ及びダイカストショットスリーブ - Google Patents

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WO2018021465A1
WO2018021465A1 PCT/JP2017/027213 JP2017027213W WO2018021465A1 WO 2018021465 A1 WO2018021465 A1 WO 2018021465A1 JP 2017027213 W JP2017027213 W JP 2017027213W WO 2018021465 A1 WO2018021465 A1 WO 2018021465A1
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WO
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tip
sleeve
cylindrical
mass
thermal expansion
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PCT/JP2017/027213
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English (en)
French (fr)
Inventor
長門 前田
Original Assignee
日立金属株式会社
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.)
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details

Definitions

  • the present invention relates to a plunger chip for die casting that slides in an injection sleeve that becomes a molten metal flow path of a die casting machine.
  • the plunger tip for die casting was formed using S45C or SKD61, the plunger tip thermally expands in the process of injecting the molten metal supplied into the injection sleeve with the tip, and the inner surface of the injection sleeve and the plan When the clearance set between the jar tip and the outer peripheral surface becomes narrow, and in a severe case, abnormal friction and galling may occur between the plunger tip and the injection sleeve. For this reason, there existed a problem that the lifetime of a plunger tip or an injection sleeve became short.
  • the actual fair 3-21814 can cool the tip itself by passing cooling water inside.
  • Such a plunger tip is disclosed.
  • the molten aluminum supercooled in the injection sleeve is solidified.
  • the solidified pieces are injected into the mold, and the solidified pieces are mixed into the die-cast product to form a fractured chill layer.
  • the ruptured chill layer is poor in continuity with the periphery, so when a load is applied to the product, it becomes a starting point of destruction and causes product defects such as chips during finish machining, for example.
  • the cooling effect becomes insufficient, so the expansion of the plunger tip increases, and the inner surface of the injection sleeve and the outer peripheral surface of the plunger tip In some cases, the clearance set between and becomes narrow, and the plunger tip bites the injection sleeve.
  • the outer diameter of the chip is set to be small in consideration of the thermal expansion of the chip, the clearance between the injection sleeve and the chip is increased before the chip is sufficiently thermally expanded. Insertion of the molten metal between the injection sleeves causes a problem of scratching.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 9-85413 discloses a plunger chip in which a chip body is formed of a low thermal expansion material (average thermal expansion coefficient at 20 to 40 ° C. is 2 to 5 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.).
  • a low thermal expansion material C: 0.8 to 1.0%, Si: 0.5 to 1.0%, Mn: 0.2% or less, Ni: 30.0 to 34.0%, Co: 10.0 to 15.0%, the balance being Fe and inevitable An alloy made of impurities is described.
  • the alloy described in JP-A-9-85413 as a low thermal expansion material for chips (Fe-based alloy containing 30 to 34% of Ni) generally has a thermal conductivity of 15 to 17% W / m ⁇ K. Therefore, the time required to solidify the molten aluminum at the tip of the tip during injection is longer than that of conventional S45C and SKD61. For this reason, there exists a problem that cycle time becomes long and productivity falls.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-137913 comprises a cylindrical chip body and a cylindrical ring which is mounted on the outer periphery of the chip body and forms a sliding surface with respect to the injection sleeve.
  • the cylindrical ring can be exchanged for the chip body.
  • a plunger tip configured as follows is disclosed. In the case of a plunger tip having such a configuration, if the plunger tip surface becomes rough due to use and the movement becomes worse, the tip body can be left as it is, and only the cylindrical ring on the surface can be replaced. This contributes to resource saving and is advantageous in terms of economy. In addition, by making it possible to replace only the cylindrical ring in this way, only this ring can be formed of an expensive material excellent in heat resistance and wear resistance, and the cost can be reduced without deteriorating the quality. It can be planned.
  • the cylindrical ring is fixed to the chip body in a state where the cylindrical ring that is externally fitted to the chip body is in contact with a stepped portion formed at the front end of the chip body. It is described that a nut of a double nut type is screwed from the portion, and the cylindrical ring is pressed against the step portion of the chip body to be firmly screwed and fixed. Further, it is described that it can be fixed by shrink fitting or screwing in place of the method using the double nut.
  • JP-A-10-137913 for example, when hot die steel is used for the chip body and cemented carbide or ceramic having a smaller thermal expansion coefficient than steel is used for the cylindrical ring, although it is possible to suppress expansion, a gap is formed in the axial direction of both members due to a difference in thermal expansion between both members due to a temperature rise during use. When such a gap is formed, molten metal is inserted during pressurization, and galling occurs. Further, the ring may be broken due to a difference in expansion in the radial direction.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2-46961 is a plunger tip that is slidably disposed in a cylinder having an inner wall made of a ceramic material, and is used for pressure injection molding of molten metal, and includes two rings made of a ceramic material And a cylindrical sleeve made of a metal material and having an outer diameter slightly smaller than the outer diameter of the ring, and arranged in the heel direction so that the ring is located at both ends of the sleeve, and a chip head
  • a plunger tip sandwiched and fixed by a stopper provided on the side and a stopper provided on the plunger rod side is disclosed.
  • the plunger tip made of a metal material is heated during the die casting operation to Even in the case of thermal expansion in the direction, the sleeve made of a metal material similarly expands in the axial direction. Without throat drop N ⁇ the ring and clamping force of the sleeve, is described as can be held at a desired value.
  • JP-A-2-46961 describes that the sleeve is formed of the same heat-resistant metal material as the chip head and the chip side cylinder. That is, the sleeve, the tip head and the tip side cylinder are made of a material having substantially the same thermal expansion coefficient, and the ring is made of a material (ceramic) having a lower thermal expansion coefficient than the above,
  • the axial length of the ring is set to the axial length of the sleeve. (See page 4, lower left column, line 1).
  • the axial length of the sliding portion (ring portion) is shortened in this way, there is a problem that sufficient airtightness cannot be ensured even when a material (ceramic) having a low thermal expansion coefficient is used.
  • the object of the present invention is to minimize the clearance setting with the injection sleeve by suppressing the thermal expansion in the radial direction of the plunger tip, thereby improving the airtightness, and to damage the plunger tip and the injection sleeve due to sliding wear.
  • the present invention provides a die casting plunger tip capable of reducing the size of the die casting die and a die casting shot sleeve using the same.
  • the present inventors externally fitted a cylindrical tip sleeve made of a low thermal expansion material on the tip body and fixed it with a nut between the cylindrical tip sleeve and the nut.
  • a cylindrical ring made of a material having a larger average thermal expansion coefficient than the tip body or fixing the cylindrical tip sleeve with a nut member in which the cylindrical ring and the nut are integrally formed.
  • the present inventors have found that it is possible to absorb the difference in thermal expansion between the chip body and the cylindrical chip sleeve that occurs in a high temperature state during use, and to prevent a gap from being formed in the axial direction of both members.
  • the first plunger tip for die casting of the present invention is A plunger chip for die casting that slides in an injection sleeve serving as a molten metal flow path, A chip body having a cooling water circulation means inside, a cylindrical chip sleeve mounted on the outer periphery of the tip side of the chip body to form a sliding surface with respect to the injection sleeve, and a rear end side of the cylindrical chip sleeve A cylindrical ring externally fitted to the chip body, and a nut screwed to the chip body on the rear end side of the cylindrical ring,
  • the average thermal expansion coefficient ⁇ A of the chip body at 20 to 200 ° C.
  • the average thermal expansion coefficient ⁇ B of the cylindrical tip sleeve at 20 to 200 ° C. is 1 to 6 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.
  • the average thermal expansion coefficient ⁇ C of the cylindrical ring at 20 to 200 ° C. is 12 to 25 ⁇ . 10 -6 / ° C, ⁇ C - ⁇ A ⁇ 0.5 ⁇ 10 -6 / °C
  • the cylindrical tip sleeve preferably has a larger outer diameter than the tip end of the tip body and the cylindrical ring at a temperature of 20 ° C. and operating.
  • the cylindrical ring is preferably made of austenitic stainless steel.
  • the second plunger tip for die casting of the present invention is A plunger chip for die casting that slides in an injection sleeve serving as a molten metal flow path, A chip body having a cooling water circulation means inside, a cylindrical chip sleeve mounted on the outer periphery of the tip side of the chip body to form a sliding surface with respect to the injection sleeve, and a rear end side of the cylindrical chip sleeve A nut member screwed to the chip body,
  • the nut member comprises a ring portion that contacts the rear end side of the cylindrical tip sleeve, and a nut portion that is integrally formed on the rear end side of the ring portion,
  • the average thermal expansion coefficient ⁇ A of the chip body at 20 to 200 ° C.
  • the average thermal expansion coefficient ⁇ B of the cylindrical chip sleeve at 20 to 200 ° C. is 1 to 6 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.
  • the average thermal expansion coefficient ⁇ D of the nut member at 20 to 200 ° C. is 12 to 25 ⁇ 10. -6 / °C ⁇ D ⁇ ⁇ A
  • the average thermal expansion coefficient ⁇ A of the tip body of 20 to 200 ° C. and the average thermal expansion coefficient ⁇ D of the nut member of 20 to 200 ° C. are ⁇ D ⁇ A ⁇ It is preferable to satisfy 0.5 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.
  • the cylindrical tip sleeve has a larger outer diameter than the tip end portion of the tip body and the nut member at 20 ° C. and operating temperature.
  • the cylindrical tip sleeve is preferably made of a high-strength low-thermal-expansion metal.
  • the high-strength low-thermal-expansion metal is an Fe-Ni based alloy containing 29 to 45 mass% Ni, or 29 to 35 mass% Ni, 12 to 23 mass% Co, 0.5 to 1.5 mass% Al, and An Fe—Ni—Co—Al—Ti based alloy containing 0.8 to 3% by mass of Ti is preferable.
  • the cylindrical tip sleeve includes a base material made of the Fe-Ni base alloy or the Fe-Ni-Co-Al-Ti base alloy, and a 0.5 to 5 mm thick Fe bonded to the outer peripheral surface of the base material.
  • the surface layer part from the surface of the corrosion-resistant layer to a depth of 0.5 mm preferably has a C content of 0.2 to 0.7% by mass, a Cr content of 2 to 7% by mass and a Ni content of 0.1 to 15% by mass.
  • the corrosion-resistant layer further includes 0.5 to 3 mass% Mo, 0.3 to 1.5 mass% V, 2 mass% or less Co, 0.5 mass% or less Al, 0.5 mass% or less Ti, 0.5 mass% or less Si, It is preferable to contain 1.0% by mass or less of Mn, 0.04% by mass or less of P and 0.03% by mass or less of S.
  • the cylindrical tip sleeve preferably has a nitride layer having a thickness of 150 to 500 ⁇ m from the surface.
  • the cylindrical tip sleeve is 0.5 to 3.0 mass% C, 0.1 to 2.7 mass% Si, 0.1 to 1.0 mass% Mn, 25 to 40 mass% Ni, 3 to 7 mass% Co, and the balance is Fe. And a composition containing an inevitable impurity, and preferably made of low thermal expansion cast iron having a structure having 1 to 10 area% of graphite.
  • the cylindrical tip sleeve is preferably made of one selected from silicon nitride ceramics, sialon ceramics, silicon carbide ceramics, and carbon ceramics.
  • the cylindrical tip sleeve has two or more types selected from the cylindrical tip sleeve made of the high-strength low thermal expansion metal, the cylindrical tip sleeve made of the low thermal expansion cast iron, and the cylindrical tip sleeve made of the ceramic. It may be arranged in the direction.
  • the third plunger tip for die casting of the present invention is A plunger chip for die casting that slides in an injection sleeve serving as a molten metal flow path, A chip body having a cooling water circulation means inside, a cylindrical chip sleeve mounted on the outer periphery of the tip side of the chip body to form a sliding surface with respect to the injection sleeve, and a rear end side of the cylindrical chip sleeve A cylindrical ring that is externally fitted to the tip body, and a fixing means that clamps and fixes the cylindrical tip sleeve and the cylindrical ring from both axial ends.
  • the cylindrical tip sleeve is composed of a base material made of a high-strength low-thermal-expansion metal and a corrosion-resistant layer having a thickness of 0.5 to 5 mm joined to the outer peripheral surface of the base material.
  • Fe-Ni based alloy containing 29-45 wt% Ni or 29-35 wt% Ni, 12-23 wt% Co, 0.5-1.5 wt% Al and 0.8-3 wt% Ti Fe-Ni-Co-Al-Ti-based alloy in which the corrosion-resistant layer contains 0.2 to 0.7 mass% C, 1 to 7 mass% Cr and 1 to 20 mass% Ni -Cr-based alloy
  • the average thermal expansion coefficient of the chip body at 20 to 200 ° C.
  • the base material of the cylindrical tip sleeve has an average coefficient of thermal expansion of 20 to 200 ° C. of 1 to 6 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.
  • the cylindrical ring has an average coefficient of thermal expansion of 20 to 200 ° C. of 12 to 25 ⁇ 10 -6 / ° C.
  • the fixing means may have a front end side fixing portion and a rear end side fixing portion, and the cylindrical ring may be formed integrally with the rear end side fixing portion.
  • the cylindrical tip sleeve has a larger outer diameter than the tip end of the tip body and the cylindrical ring at 20 ° C. and operating temperature.
  • the die casting shot sleeve of the present invention is an injection sleeve comprising the first to third die casting plunger tips and an inner cylinder made of silicon nitride ceramics or sialon ceramics in an outer cylinder made of a low thermal expansion metal. It is characterized by the following.
  • the clearance setting between the plunger tip and the injection sleeve can be minimized and the air tightness can be improved, defects such as cast holes and segregation (break chill) of the die-cast product are suppressed.
  • a cylindrical tip sleeve made of a low thermal expansion material By externally fitting a cylindrical tip sleeve made of a low thermal expansion material, the thermal expansion of the plunger tip is suppressed, and abnormal friction and galling between the plunger tip and the injection sleeve can be prevented. The life of the injection sleeve is improved, and stable die casting operation is possible.
  • FIG. 3 is an enlarged partial sectional view showing the vicinity of the outer peripheral surface of the cylindrical tip sleeve shown in FIG. 2 (a). It is a schematic cross section which shows the state which inserted the plunger tip for 1st die-casting of this invention in the injection sleeve. It is a schematic cross section of the 2nd plunger tip for die-casting of this invention.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a first die casting plunger tip 1 of the present invention and an enlarged view of a circled portion.
  • the first die casting plunger tip 1 of the present invention is a cylindrical main body 2 having a cooling water circulation means 7 inside, and an injection sleeve 8 mounted on the outer periphery of the front end side of the main chip body 2 (see FIG. 3).
  • a cylindrical tip sleeve 3 that forms a sliding surface with respect to the cylindrical tip sleeve 3, a cylindrical ring 4 fitted to the tip body 2 on the rear end side of the cylindrical tip sleeve 3, and a rear end side of the cylindrical ring 4 It consists of a nut 5 that is screwed to the chip body 2,
  • the average thermal expansion coefficient ⁇ A of the chip body at 20 to 200 ° C. is 10 to 14 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.
  • the average thermal expansion coefficient ⁇ B of the cylindrical tip sleeve at 20 to 200 ° C. is 1 to 6 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.
  • the cylindrical tip sleeve 3 is mounted so as to come into contact with the rear end surface 6a of the flange portion 6 formed at the tip end portion of the tip body 2, and is fitted via the cylindrical ring 4 fitted on the rear end side.
  • the nut 5 is firmly tightened and fixed with being pressed against the rear end face 6a.
  • a screw 4 a for screwing the nut 5 is provided at the outer rear end of the chip body 2. With such a configuration, the cylindrical tip sleeve 3 is firmly fixed and held on the tip end side of the tip body 2 without being displaced or dropped.
  • the chip body 2 has a cooling water circulation means 7 inside, and a screw 4b for screwing and fixing the rod 9 (see FIG. 3) is provided on the rear end side of the chip body 2. As shown in FIG. 3, the rod 9 is provided with a cooling water passage 10 for supplying water to the cooling water circulating means 7 inside the chip body 2.
  • a cylindrical chip sleeve 3 having a low average thermal expansion coefficient ⁇ B of 20 to 200 ° C. ( ⁇ B : 1 to 6 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.) is attached to the chip body 2, and the cylindrical chip sleeve 3 slides.
  • the configuration of forming the plunger tip can suppress the thermal expansion in the radial direction of the plunger tip, minimize the clearance setting with the injection sleeve, and improve the airtightness. Damage due to sliding wear of the injection sleeve can be reduced.
  • the average thermal expansion coefficient alpha A of 20 to 200 ° C. tip body 2 the average thermal expansion coefficient of 20 to 200 ° C. of the cylindrical tip sleeve 3 of 20 to 200 average coefficient of thermal expansion ° C. alpha B and the cylindrical ring 4 alpha C
  • ⁇ A is 10 to 14 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.
  • ⁇ B is 1 to 6 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.
  • ⁇ C is 12 to 25 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.
  • ⁇ C ⁇ A The axial length L B of the cylindrical tip sleeve 3 at 20 ° C. and the axial length L C of the cylindrical ring 4 at 20 ° C.
  • the cylindrical tip sleeve 3 and the cylindrical ring 4 so as to satisfy (that is, the axial length L C of the cylindrical ring 4 is in the range of 5 to 90% of the axial length L B of the cylindrical tip sleeve).
  • the axial length of Since the chip body 2, the cylindrical chip sleeve 3 and the cylindrical ring 4 have such an average coefficient of thermal expansion and an axial length, the cylindrical chip sleeve 3 does not loosen in the axial direction during operation. Jar chips are obtained.
  • the length of the cylindrical ring 4 needs to be sufficiently large. A sufficient length in the axial direction of the tip sleeve 3 cannot be obtained.
  • the average thermal expansion coefficient ⁇ A of the chip body 2 at 20 to 200 ° C. is more preferably 11 to 13 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.
  • the average thermal expansion coefficient ⁇ of the cylindrical chip sleeve 3 from 20 to 200 ° C. B is more preferably 1.5 to 3.5 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.
  • the average thermal expansion coefficient ⁇ C of 20 to 200 ° C. of the cylindrical ring 4 is more preferably 17 to 20 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C. preferable.
  • the lower limit of the ratio L C / L B of the axial length L C of the cylindrical ring 4 to the axial length L B of the cylindrical tip sleeve is preferably 0.1, and more preferably 0.2.
  • the upper limit of the ratio L C / L B is preferably 0.35, and more preferably 0.5.
  • the axial lengths of the cylindrical tip sleeve 3 and the cylindrical ring 4 are set so that the cylindrical tip sleeve 3 having the smallest average thermal expansion coefficient does not loosen at the operating temperature. That is, when the tip body 2, the cylindrical tip sleeve 3, and the cylindrical ring 4 are expanded in the axial direction, the total expansion amount of the cylindrical tip sleeve 3 and the cylindrical ring 4 is larger than the expansion amount of the tip body 2. Set to be larger.
  • the tip sleeve 2 is in direct contact with the molten aluminum alloy or the injection sleeve 8 in direct contact with the molten aluminum alloy.
  • the temperature of the whole plunger tip rises due to heat transfer from the inner peripheral surface to the cylindrical tip sleeve 3, etc., but the tip body 2 has a cooling water circulation means 7, so the tip body 2 cylinder
  • the temperature of the portion facing the cylindrical tip sleeve 3 and the cylindrical ring 4 is estimated to be about room temperature to 90 ° C, and the temperature of the cylindrical tip sleeve 3 and the cylindrical ring 4 directly contacting this is estimated to be about 100 to 200 ° C. Is done.
  • the thermal expansion coefficient ⁇ B of the cylindrical tip sleeve 3 is set smaller than the thermal expansion coefficient ⁇ A of the tip body 2 in order to prevent galling with the injection sleeve 8
  • the thermal expansion coefficient ⁇ C of the cylindrical ring 4 arranged in the axial direction with respect to the cylindrical chip sleeve 3 is set larger than the thermal expansion coefficient ⁇ A of the chip body 2. That is, when the cylindrical ring 4 is made of a material having a larger thermal expansion coefficient, the axial length L C of the cylindrical ring 4 is shorter than the axial length L B of the cylindrical tip sleeve 3.
  • the amount of elongation in the axial direction of the portion of the tip body 2 facing the cylindrical tip sleeve 3 and the cylindrical ring is equal to the amount of elongation of the cylindrical tip sleeve 3 and the amount of elongation of the cylindrical ring 4
  • the cylindrical tip sleeve 3 is strongly pressed against the flange portion 6 of the tip body 2 and is firmly fixed.
  • the axial length L B of the cylindrical tip sleeve 3 at 20 ° C. is expressed by the equation: where D is the inner diameter of the injection sleeve at 20 ° C. L B ⁇ 0.3 ⁇ D (2) It is preferable to satisfy. Since the outer peripheral surface of the cylindrical tip sleeve 3 forms a sliding surface for the inner peripheral surface of the injection sleeve 8, the injection by the L B that satisfies the condition is carried out smoothly and stably. L B is more preferably 0.4 ⁇ D or more, more preferably 0.5 ⁇ D or more, and most preferably 0.6 ⁇ D or more. Meanwhile, since the sliding resistance when L B is too long increases, it is preferred that L B ⁇ 1.0 ⁇ D. L B is more preferably 0.9 ⁇ D, and most preferably not more than 0.8 ⁇ D.
  • a clearance is set between the inner peripheral surface of the cylindrical tip sleeve 3 and the tip body 2 so that a radial clearance exists at 20 ° C.
  • the radial clearance between the inner peripheral surface of the cylindrical tip sleeve 3 and the tip body 2 is expressed by the formula: [Fitting diameter ⁇ (Average thermal expansion coefficient ⁇ of the tip body ⁇ A -Average thermal expansion coefficient ⁇ of the cylindrical tip sleeve ⁇ B ) ⁇ 20 to 100 mm] is preferable.
  • the radial clearance is preferably 0.02 to 0.10 mm.
  • the present invention is preferably applied to a die casting plunger tip having an outer diameter of 30 mm to 400 mm, and more preferably having an outer diameter of 50 mm to 300 mm.
  • the present invention is preferably applied to a die casting plunger tip having a total length of 50 mm to 600 mm, and more preferably having a total length of 60 mm to 500 mm.
  • the average thermal expansion coefficient (corresponding to the average linear expansion coefficient or average linear expansion coefficient) of the chip body 2, the cylindrical chip sleeve 3, and the cylindrical ring 4 is JIS Z 2285-2003 ⁇ Method for measuring the linear expansion coefficient of metallic materials '' Measure based on When the cylindrical tip sleeve 3 is ceramic, the average thermal expansion coefficient is measured based on JIS R 1618-2002 "Measurement of thermal expansion by thermomechanical analysis of fine ceramics". A differential expansion thermomechanical analyzer is used as a measurement device for the average thermal expansion coefficient.
  • the chip body 2 has excellent heat resistance and wear resistance, and as described above, a material whose average thermal expansion coefficient ⁇ A of 20 to 200 ° C satisfies 10 to 14 ⁇ 10 -6 / ° C. Consists of.
  • the chip body 2 is preferably made of, for example, alloy tool steel such as SKD61 (average thermal expansion coefficient at 20 ° C. to 200 ° C. is 13 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.). It is preferable to use a material having a tensile strength of 1200 MPa or more for the chip body.
  • the tip body has a cylindrical shape.
  • Cooling water is supplied to the inside so that the temperature at the tip of the tip during operation can be kept at about 200 ° C, and the temperature of the mating surface with the cylindrical tip sleeve can be kept at about 90 ° C. Cooling water circulation means 7 for flowing is provided.
  • the tip surface of the chip body 2 preferably has a truncated cone part 2b having a height of 3 to 20 mm as shown in FIG. That is, it is preferable that the peripheral edge portion 2c of the front end surface is formed lower than the central portion.
  • the diameter of the upper base of the truncated cone part 2b is preferably 2 to 10 mm smaller than the outer diameter of the chip body 2 and more preferably 5 to 10 mm smaller.
  • the diameter of the lower base of the truncated cone part 2b is preferably 1 to 9 mm smaller than the outer diameter of the chip body 2, and more preferably 4 to 9 mm smaller.
  • the molten metal in contact with the peripheral edge part 2c is solidified at an early stage, and a metal is formed between the injection sleeve and the plunger tip. Prevents molten metal from being inserted and prevents galling.
  • the cylindrical tip sleeve uses a low thermal expansion material having an average thermal expansion coefficient ⁇ B of 20 to 200 ° C and 1 to 6 ⁇ 10 -6 / ° C. By using such a low thermal expansion material, the clearance between the injection sleeve and the plunger tip can be maintained at an appropriate interval even during operation, and the occurrence of galling can be prevented.
  • a low thermal expansion material (a) a low thermal expansion metal or (b) a ceramic is preferable.
  • (a) Low thermal expansion metal As low thermal expansion metal, (a-1) The average thermal expansion coefficient of 20 to 200 ° C is 1 to 5 ⁇ 10 -6 / ° C, and the tensile strength is 20 to 500 ° C. A high-strength low-thermal-expansion metal with a strength of 590 MPa or more, or (a-2) an average thermal expansion coefficient of 20 to 200 ° C is 1 to 6 ⁇ 10 -6 / ° C, and a temperature of 20 to 500 ° C It is preferable to use low thermal expansion cast iron having a tensile strength at 300 MPa or more.
  • the high-strength low-thermal-expansion metal material is preferably an Fe—Ni-based alloy containing 29 to 45% by mass of Ni.
  • high-strength, low-thermal-expansion metal materials are Fe-Ni-Co containing 29-35 wt% Ni, 12-23 wt% Co, 0.5-1.5 wt% Al, and 0.8-3 wt% Ti.
  • -Al-Ti base alloy is preferable. By using such a material, the strength of the cylindrical tip sleeve can be increased.
  • Ni, 12 to 17 mass% Co, 0.5 to 1.5 mass% Al and 1.5 to 3 mass% Ti is there.
  • Al and Ti are precipitation strengthening elements and contribute to improvement of strength (for example, tensile strength).
  • Nb can be used as a precipitation strengthening element. Nb may be contained together with the inclusion of Al and Ti. Nb is preferably 2 to 5% by mass.
  • the material constituting such a cylindrical chip sleeve is 29 to 35 mass% Ni, 12 to 23 mass% Co, 0.5 to 1.5 mass% Al, 0.8 to 3 mass% Ti, the remaining Fe and inevitable impurities. It is preferably composed of 30 to 35 mass% Ni, 12 to 17 mass% Co, 0.5 to 1.5 mass% Al and 1.5 to 3 mass% Ti, the balance Fe and inevitable impurities.
  • the cylindrical tip sleeve 3 is more preferably a base material 31 made of a high-strength, low-thermal-expansion metal material, and an outer peripheral surface of the base material 31 (and, if necessary, the tip thereof). And a corrosion-resistant layer 32 bonded to the surface).
  • the formation of the corrosion-resistant layer 32 is preferably performed by bonding in such a manner that the material of the base material 31 and the material of the corrosion-resistant layer 32 diffuse to each other, that is, metallurgical bonding.
  • the thickness of the corrosion resistant layer 32 is preferably 0.5 to 5 mm, more preferably 2 to 3 mm.
  • the corrosion-resistant layer 32 is made of a material having an average coefficient of thermal expansion larger than that of the base material 31, if it exceeds 5 mm, the average coefficient of thermal expansion of the entire cylindrical tip sleeve 3 increases, and the injection sleeve The clearance between the plunger tip and the plunger tip cannot be maintained properly.
  • the corrosion-resistant layer 32 is preferably formed on the outer peripheral surface of the cylindrical tip sleeve 3, but is also preferably formed on the axial end surface of the cylindrical tip sleeve 3.
  • the corrosion-resistant layer 32 is an Fe-C-Ni-Cr-based alloy containing 0.2 to 0.7% by mass of C, 1 to 7% by mass of Cr, 1 to 20% by mass of Ni, the balance being substantially Fe and inevitable impurities. Preferably it consists of.
  • This alloy has high wear resistance because carbides are finely dispersed, and has excellent corrosion resistance because carbides dispersed in the alloy hardly react with non-ferrous molten metal.
  • This Fe-C-Ni-Cr-based alloy further comprises 0.5 to 3 mass% Mo, 0.3 to 1.5 mass% V, 2 mass% or less Co, 0.5 mass% or less Al, 0.5 mass% or less Ti, It may contain 0.5% by mass or less of Si, 1.0% by mass or less of Mn, 0.04% by mass or less of P, and 0.03% by mass or less of S.
  • the Fe—C—Ni—Cr base alloy may most preferably contain 0.1 to 4% by mass of W.
  • the metal composition of the corrosion resistant layer 32 referred to here is an average composition of the entire corrosion resistant layer 32.
  • the corrosion-resistant layer 32 is joined by a method in which the material of the base material 31 and the material of the corrosion-resistant layer 32 diffuse to each other, the corrosion-resistant layer 32 is formed near the joint portion between the base material 31 and the corrosion-resistant layer 32.
  • the metal component of the base material 31 is more diffused, and the metal component of the corrosion-resistant layer 32 is more diffused in the base material 31.
  • the surface of the corrosion-resistant layer 32 farthest from the joint (the surface layer described later) Part) has the lowest degree of diffusion from the base material 31.
  • the surface layer portion 32s of the corrosion-resistant layer 32 is 0.2 to 0.7 mass% C, 2 to 7 mass% Cr and It preferably contains 0.1 to 15% by mass of Ni. That is, the surface layer portion 32s is preferably made of a Fe—C—Ni—Cr based alloy containing 0.2 to 0.7% by mass of C, 2 to 7% by mass of Cr, and 0.1 to 15% by mass of Ni.
  • the corrosion resistance and wear resistance of the surface of the corrosion resistant layer 32 become more excellent.
  • the corrosion resistance will be reduced, and the life of the cylindrical tip sleeve will be shortened due to premature melting, and if it exceeds 0.7% by mass, the toughness will be reduced and cracks and peeling will occur. It becomes easy.
  • the Cr content of the surface layer 32s is less than 2% by mass, the corrosion resistance will be reduced, and the life of the cylindrical tip sleeve will be shortened due to premature erosion, and if it exceeds 7% by mass, the toughness will be reduced and cracks and peeling will occur. It becomes easy.
  • Ni content of the surface layer part 32s is less than 0.1% by mass, thermal shock resistance is reduced and heat cracks are likely to occur, and if it exceeds 15% by mass, early corrosion damage and wear resistance are reduced due to reduced corrosion resistance. However, premature wear is likely to occur, the life of the cylindrical tip sleeve is shortened, and the machinability is also reduced, leading to an increase in manufacturing cost.
  • Preferable ranges of the C content, Cr content and Ni content of the surface layer portion 32s are 0.3 to 0.5% by mass, 3 to 5% by mass and 1 to 12% by mass, respectively.
  • the cylindrical tip sleeve preferably has a nitride layer with a thickness of 150 to 500 ⁇ m on its surface.
  • the nitride layer improves the wear resistance and melt resistance of the surface of the chip sleeve 3.
  • Corrosion-resistant layers made of Fe-C-Ni-Cr-based alloys contain Cr, which has a strong affinity for nitrogen, making it easy to diffuse nitrogen into the alloy and forming a nitride layer containing a large amount of nitride. It's easy to do.
  • the iron nitride formed on the outermost surface by nitriding makes it difficult to react with the molten metal.
  • a structure having a coating layer made of an Fe-C-Ni-Cr-based alloy having excellent resistance to melting damage and a nitride layer formed on the outermost surface portion in contact with the non-ferrous molten metal can be used. It is possible to suppress melting loss caused by reaction with the molten metal. In addition, even if a part of the nitride layer disappears during use, due to the melt resistance of the coating layer of the Fe-C-Ni-Cr base alloy, the melt damage due to the penetration of the molten metal hardly occurs, Rapid progression can be suppressed.
  • the nitride layer can be formed on the surface of the corrosion-resistant layer by nitriding treatment such as sulfur nitriding, salt bath soft nitriding, gas nitriding, gas soft nitriding, plasma nitriding.
  • nitriding treatment such as sulfur nitriding, salt bath soft nitriding, gas nitriding, gas soft nitriding, plasma nitriding.
  • nitrosulphurizing is preferable because it contains S, has improved lubricity, and has an effect of reducing sliding resistance with the injection sleeve.
  • (a-2) Low thermal expansion cast iron Low thermal expansion cast iron has an average thermal expansion coefficient of 1 to 6 ⁇ 10 -6 / ° C at 20 to 200 ° C, 0.5 to 3.0 mass% C, 0.1 to 2.7 mass%. Si, 0.1 to 1.0% by mass of Mn, 25 to 40% by mass of Ni, 3 to 7% by mass of Co, the balance containing Fe and unavoidable impurities, and 1 to 10 area% of graphite
  • a low thermal expansion cast iron having a structure is preferred. Since the low thermal expansion cast iron has the above composition, it has low thermal expansion and has graphite. Therefore, the graphite functions as a lubricant to reduce sliding resistance with the inner surface of the injection sleeve, and the injection sleeve and plunger tip. The occurrence of galling can be prevented.
  • Low thermal expansion cast iron is 0.5 to 3.0 wt% C, 0.1 to 2.7 wt% Si, 0.1 to 1.0 wt% Mn, 25 to 40 wt% Ni, 3 to 7 wt% Co, the balance being Fe and inevitable Contains typical impurities.
  • the low thermal expansion cast iron may further contain 0.01 to 0.1% by mass of Mg as an optional element.
  • C 0.5-3.0% by mass C dissolves in the base and crystallizes as graphite.
  • the C content needs to be 0.5% by mass or more for crystallization of graphite, but if it exceeds 3.0% by mass, the mechanical properties of the chip sleeve are deteriorated.
  • the lower limit of the C content is preferably 0.75% by mass.
  • the upper limit of the C content is preferably 2.2% by mass.
  • Si 0.1-2.7% by mass
  • Si is an element necessary for crystallizing graphite and needs to be contained in an amount of 0.1% by mass or more. However, if it exceeds 2.7% by mass, the mechanical properties of the chip sleeve are deteriorated.
  • the lower limit of the Si content is preferably 0.2% by mass.
  • the upper limit of the Si content is preferably 2.4% by mass.
  • Mn 0.1 to 1.0 mass% Since Mn has a deoxidizing action of the molten metal, it needs to be 0.1% by mass or more, but when it exceeds 1.0% by mass, the mechanical properties of the tip sleeve deteriorate.
  • the lower limit of the Mn content is preferably 0.2% by mass.
  • the upper limit of the Mn content is preferably 0.6% by mass, and more preferably 0.4% by mass.
  • Ni 25-40% by mass
  • Ni is effective for making the base mainly austenite having heat resistance and corrosion resistance and low thermal expansion.
  • Ni is also effective as an auxiliary element for graphitization.
  • Ni is less than 25% by mass or Ni exceeds 40% by mass, an average coefficient of thermal expansion of 20 to 200 ° C. cannot be obtained from 1 to 6 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.
  • the lower limit of the Ni content is preferably 30% by mass, and the upper limit of the Ni content is preferably 36%.
  • Co 3-7% by mass Co, like Ni, is effective for low thermal expansion. If Co is less than 3% by mass or Co exceeds 7% by mass, an average coefficient of thermal expansion of 20 to 200 ° C. cannot be obtained from 1 to 6 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.
  • the lower limit of the Co content is preferably 4.5% by mass, and the upper limit of the Co content is preferably 5.5% by mass.
  • Mg 0-0.1% by mass
  • Mg preferably contains Mg in order to spheroidize graphite in the structure of low thermal expansion cast iron and improve mechanical strength. If Mg exceeds 0.1% by mass, the upper limit is preferably 0.1% by mass because it inhibits graphitization.
  • the lower limit of the Mg content is preferably 0.01% by mass, and more preferably 0.02% by mass. Further, the upper limit of the Mg content is more preferably 0.06% by mass.
  • the balance of the composition of the chip sleeve is substantially composed of Fe and inevitable impurities.
  • P and S cause deterioration of mechanical properties, so it is preferable to reduce them as much as possible.
  • the P content is preferably 0.05% by mass or less
  • the S content is preferably 0.05% by mass or less.
  • Cr, Mo, V, W and Nb are carbide forming elements, and are preferably 0.1% by mass or less in order to inhibit graphitization.
  • the low thermal expansion cast iron preferably has 1 to 10 area% of graphite, and the balance is preferably an austenite phase.
  • the lower limit of graphite is preferably 3% by area.
  • the upper limit of graphite is preferably 7 area%.
  • the form of graphite in the low expansion cast iron may be either flake graphite or spheroidal graphite, but spheroidal graphite is preferred from the viewpoint of ensuring the mechanical strength of the chip sleeve.
  • the low thermal expansion cast iron preferably has a remainder other than graphite in the austenite phase.
  • the austenite phase is effective for obtaining low thermal expansion.
  • the remainder may contain 5 to 20 area% of pearlite phase.
  • the average thermal expansion coefficient of low thermal expansion cast iron at 20 to 200 ° C is 1 to 6 ⁇ 10 -6 / ° C, preferably 1 to 5 ⁇ 10 -6 / ° C, and 1 to 4 ⁇ 10 -6 / ° C. More preferably, it is ° C.
  • the tensile strength of the low thermal expansion cast iron is preferably 300 MPa or more, and the elongation is preferably 8 to 35%.
  • Ceramics As ceramics, ceramics with an average thermal expansion coefficient of 1 to 6 ⁇ 10 -6 / ° C at 20 to 200 ° C, specifically silicon nitride ceramics, sialon ceramics, silicon carbide ceramics, carbon Ceramics comprising at least one selected from quality ceramics are preferred. Of these, silicon nitride ceramics or sialon ceramics having an average thermal expansion coefficient of 20 to 200 ° C. of 1.5 to 3 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C. are more preferable. Since these ceramics are small in deformation and airtightness is increased, insertion of molten metal is prevented and occurrence of galling is prevented. Furthermore, these ceramics are excellent in corrosion resistance and wear resistance against a non-ferrous metal melt such as an aluminum alloy, and can reduce melting and wear of the inner surface of the injection sleeve.
  • a non-ferrous metal melt such as an aluminum alloy
  • the cylindrical chip sleeve may be composed of a low thermal expansion metal (high strength low thermal expansion metal or low thermal expansion cast iron) or ceramics alone, but a cylindrical chip made of these different materials.
  • Two or more sleeves may be arranged in the axial direction.
  • Preferred examples include high strength low thermal expansion metal / low thermal expansion cast iron / ceramics, high strength low thermal expansion metal / low thermal expansion cast iron, high strength low thermal expansion metal / ceramics, low thermal expansion cast iron /
  • the structure of ceramics etc. is mentioned, the structure containing a high intensity
  • a plurality of high-strength low thermal expansion metals, a plurality of low thermal expansion cast irons, or a plurality of ceramics may also be included.
  • These cylindrical tip sleeves are preferably in contact with no gap.
  • the tip side of the chip body is made of low thermal expansion metal to prevent damage to the ceramics.
  • a cylindrical tip sleeve is preferably arranged.
  • the cylindrical tip sleeve made of ceramic is preferably arranged on the most rear end side, that is, on the side in contact with the cylindrical ring.
  • a material having a small thermal expansion coefficient is arranged in order from the tip side to the rear end side of the chip body.
  • the axial length of the two or more types of cylindrical tip sleeves is not particularly limited, and any length may be used.
  • the cylindrical ring is made of a material having an average coefficient of thermal expansion ⁇ C of 12 to 25 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C. That is, it is formed of a material having an average thermal expansion coefficient equal to or higher than the average thermal expansion coefficient of the chip body and higher than the average thermal expansion coefficient of the cylindrical chip sleeve.
  • the cylindrical ring is preferably made of a material having an average coefficient of thermal expansion of 20 to 200 ° C. of 17 to 20 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C., and a material having a Young's modulus of 180 to 210 GPa and a tensile strength of 450 to 550 MPa. Is preferably used.
  • austenitic stainless steels such as SUS304 and SUS316, aluminum alloys, copper alloys, and the like. Of these, austenitic stainless steel such as SUS304 and SUS316 is particularly preferable.
  • the nut 5 is preferably made of a material having an average thermal expansion coefficient equal to or lower than the average thermal expansion coefficient of the chip body 2 and having a tensile strength and Young's modulus equivalent to those of the chip body 2.
  • an alloy tool steel such as SKD61 or a metal material equivalent to the cylindrical tip sleeve 3, for example, an Fe—Ni—Co—Al—Ti base alloy is preferable.
  • FIG. 4 shows a second die casting plunger tip 101 of the present invention.
  • the second die casting plunger tip 101 of the present invention has a cylindrical main body 102 having a cooling water circulating means 107 inside, and a sliding surface mounted on the tip side outer periphery of the main chip body 102 to an injection sleeve (not shown).
  • a cylindrical tip sleeve 103 that forms a moving surface; and a nut member 112 that is screwed to the tip main body 102 on the rear end side of the cylindrical tip sleeve 103.
  • the nut member 112 includes the cylindrical tip The ring portion 112a abutting on the rear end side of the sleeve 103, and a nut portion 112b integrally formed on the rear end side of the ring portion 112a,
  • the average thermal expansion coefficient ⁇ A of the chip body at 20 to 200 ° C. is 10 to 14 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.
  • the average thermal expansion coefficient ⁇ B of the cylindrical tip sleeve at 20 to 200 ° C. is 1 to 6 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.
  • the average thermal expansion coefficient ⁇ D of the nut member at 20 to 200 ° C. is 12 to 25 ⁇ 10.
  • the second die-casting plunger tip 101 is a first die-casting plunger tip 1 except that a nut member 112 in which the cylindrical ring 3 and the nut 5 are integrally formed is used instead of the cylindrical ring 3 and the nut 5. It is configured in the same way. Therefore, the nut member 112 will be described in detail below, and descriptions other than the nut member 112 are omitted.
  • the nut member 112 has a ring portion 112a and a nut portion 112b integrally formed on the rear end side of the ring portion 112a, and the ring portion 112a is formed in the cylindrical tip sleeve 103.
  • the nut portion 112b is firmly fixed to the chip body 102 with screws.
  • a screw is provided on the inner periphery of the nut portion 112b, and is screwed with a screw provided at an outer rear end portion of the chip body 102.
  • the average thermal expansion coefficient ⁇ D of the nut member 112 at 20 to 200 ° C. is 12 to 25 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C., and the average thermal expansion coefficient ⁇ A of the chip body 102 from 20 to 200 ° C. (10 to 14 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.) or more, that is, ⁇ C ⁇ ⁇ A is satisfied.
  • the axial length L D1 of the ring portion 112a at 20 ° C. is expressed by the formula: 0.05 ⁇ L D1 / L B , where L B is the axial length of the cylindrical tip sleeve 103 at 20 ° C. Set to satisfy ⁇ 0.90.
  • the average thermal expansion coefficient ⁇ D of the nut member 112 at 20 to 200 ° C. is more preferably 17 to 20 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.
  • the average thermal expansion coefficient ⁇ D of 20 to 200 ° C. of the nut member 112 is approximately the same as the average thermal expansion coefficient ⁇ A of 20 to 200 ° C. of the chip body 102, the axial direction of the chip body 102 during operation
  • the axial length L D1 of the ring portion 112a of the nut member 112 is preferably set to be large.
  • the lower limit of the ratio L D1 / L B of the cylindrical chip axial length L D1 of the ring portion 112a to axial length L B of the sleeve 103 is preferably 0.15, more in the range of 0.25 preferable.
  • the upper limit of the ratio L D1 / L B is preferably 0.35, and more preferably 0.5.
  • the nut member is made of a material having an average coefficient of thermal expansion ⁇ C of 12 to 25 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C. That is, it is formed of a material having an average thermal expansion coefficient equal to or higher than the average thermal expansion coefficient of the chip body and higher than the average thermal expansion coefficient of the cylindrical chip sleeve.
  • the nut member is preferably made of a material having an average coefficient of thermal expansion of 20 to 200 ° C. of 17 to 20 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C., and a material having a Young's modulus of 180 to 210 GPa and a tensile strength of 450 to 550 MPa. It is preferable to use it.
  • Specific examples include alloy tool steels such as SKD61, austenitic stainless steels such as SUS304 and SUS316, aluminum alloys, and copper alloys.
  • a third die-casting plunger tip of the present invention is a cylindrical main body having a cooling water circulation means inside, and a sliding surface mounted on the outer periphery of the tip side of the tip main body with respect to the injection sleeve
  • the cylindrical tip sleeve is bonded to a base material 31 made of a high-strength low thermal expansion metal and an outer peripheral surface of the base material 31, as shown in FIG. 2 (a).
  • the high-strength, low-thermal-expansion metal is an Fe-Ni based alloy containing 29 to 45% by mass of Ni, or 29 to 35% by mass of Ni, 12 to 23, and a corrosion resistant layer 32 having a thickness of 0.5 to 5 mm.
  • Fe-Ni-Co-Al containing wt% Co, 0.5-1.5 wt% Al and 0.8-3 wt% Ti
  • the corrosion-resistant layer is made of a Fe—C—Ni—Cr base alloy containing 0.2 to 0.7% by mass of C, 1 to 7% by mass of Cr, and 1 to 20% by mass of Ni.
  • the average thermal expansion coefficient of the tip body at 20 to 200 ° C.
  • the average thermal expansion coefficient of the base material of the cylindrical tip sleeve at 20 to 200 ° C. is 1 to 6 ⁇ 10 ⁇ 6.
  • an average coefficient of thermal expansion of 20 to 200 ° C. of the cylindrical ring is 12 to 25 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.
  • the third die-casting plunger tip has a fixing means for clamping the cylindrical tip sleeve and the cylindrical ring from both ends in the axial direction.
  • the fixing means has a front end side fixing portion and a rear end side fixing portion.
  • the front end portion 2a corresponds to the front end side fixing portion
  • 5 corresponds to the rear end side fixing portion
  • the fixing means is not limited to this.
  • a ring that does not have the same shape as the nut 5 is provided instead of screwing and fixing the screw provided on the inner periphery of the nut 5 and the screw provided on the outer rear end of the chip body 2, a ring that does not have the same shape as the nut 5 is provided.
  • the rear end side fixing portion may be formed by fixing the shaped member to the outer rear end portion of the chip body 2 with a bar screw.
  • the cylindrical ring may be formed integrally with the rear end side fixing portion.
  • Examples of such an embodiment include, but are not limited to, the second die-casting plunger tip 101 shown in FIG.
  • the cylindrical tip sleeve 3 made of a high-strength low-thermal-expansion metal described in the first die-casting plunger tip 1 is used.
  • the cylindrical tip sleeve 3 is joined to a base material 31 made of a Fe-Ni base alloy or a Fe-Ni-Co-Al-Ti base alloy, and an outer peripheral surface of the base material 31.
  • a corrosion-resistant layer 32 made of an Fe—C—Ni—Cr base alloy having a thickness of 0.5 to 5 mm.
  • the Fe-Ni base alloy and the Fe-Ni-Co-Al-Ti base alloy constituting the base material 31 and the Fe-C-Ni-Cr base alloy constituting the corrosion-resistant layer 32 are used.
  • the same plunger tip 1 can be used.
  • the cylindrical tip sleeve 3 may have a nitride layer 32s having a thickness of 150 to 500 ⁇ m on its surface. That is, the configuration of the high-strength low-thermal-expansion metal material described in the first die-casting plunger tip 1 can be used.
  • die-casting shot sleeve As shown in FIG. 3, by inserting the die-casting plunger tip 1 of the present invention into the injection sleeve 8, the clearance setting between the plunger tip 1 and the injection sleeve 8 is minimized and airtightness is improved. An improved die-cast shot sleeve is obtained. By using this die-cast shot sleeve, defects such as a cast hole of the die-cast product can be reduced. The same effect can be obtained by using a second die-casting plunger tip or a third die-casting plunger tip instead of the first die-casting plunger tip.
  • silicon nitride ceramics or sialon ceramics (20 ° C to 300 ° C) are placed in an outer cylinder 8a made of a low thermal expansion metal (average thermal expansion coefficient from 20 ° C to 300 ° C: 1 to 6 ⁇ 10 -6 / ° C).
  • Example 1 The chip body 2, the cylindrical chip sleeve 3, the cylindrical ring 4 and the nut 5 were prepared as follows, and the first plunger chip 1 for die casting of the present invention shown in FIG. 1 was produced.
  • Chip body 2 The chip body 2 was manufactured using SKD61 (average thermal expansion coefficient of 20 to 200 ° C: 13 ⁇ 10 -6 / ° C). The tip surface was subjected to nitriding treatment to form a nitride layer having a thickness of 0.2 mm in order to improve the resistance to melting against molten aluminum. The surface hardness after nitriding was HRC45.
  • the outer diameter of the tip of the tip body 2 is 125.00 mm
  • the outer diameter of the portion where the cylindrical tip sleeve 3 and the cylindrical ring 4 are fitted is 95.00 mm
  • the total length is 180 mm
  • the axial thickness of the flange portion 6 is the periphery 15 mm at the portion, 25 mm at the portion including the following truncated cone 2b, and the thickness of the central portion of the tip portion was 15 mm.
  • a space having an inner diameter of 75 mm and a length of 100 mm was provided as the cooling water circulation means 7.
  • the tip portion was provided with a truncated cone 2b having an axial height of 10 mm and a taper angle of 45 °, and the diameter of the lower base of the truncated cone 2b was 115 mm.
  • a screw with an axial length of 38 mm and M90 pitch 2 was applied to tighten the nut 5.
  • the surface of the overlay layer was processed and removed by about 0.5 mm to obtain an outer diameter of 125.225 mm
  • a cylindrical tip sleeve having an inner diameter of 95.07 mm and a length of 130 mm was obtained.
  • a cylindrical tip sleeve having an outer diameter of 125.225 mm, an inner diameter of 95.07 mm, and a length of 95 mm as shown in FIG. 1 was obtained.
  • composition in the range of 0.5 mm depth from the outer surface of the cylindrical tip sleeve is obtained by cutting chips obtained by cutting the collected sample for composition analysis of the cylindrical tip sleeve with a lathe from the outer surface to a depth of 0.5 mm. And analyzed. Similarly, the composition within a range of 2 mm from the outer surface was analyzed using chips obtained by cutting the composition analysis sample with a lathe to a depth of 2 mm from the outer surface.
  • C and S composition analysis was performed using a carbon / sulfur analyzer (EMIA-320V2) manufactured by HORIBA, and a high-frequency inductively coupled plasma emission spectrometer (ICPS-8100) manufactured by Shimadzu for other metal components. Went.
  • EMIA-320V2 carbon / sulfur analyzer
  • ICPS-8100 high-frequency inductively coupled plasma emission spectrometer
  • composition within the depth of 0.5mm from the outer surface is as follows: C: 0.29%, Si: 0.20%, Mn: 0.59%, Ni: 1.53%, Cr: 3.05%, Mo: 1.25%, V: 0.73%, Co : 1.9%, Al: 0.05%, Ti: 0.13%, P: 0.001%, S: 0.001%, Fe: balance.
  • composition within the depth of 2mm from the outer surface is as follows: C: 0.34%, Si: 0.35%, Mn: 0.52%, Ni: 7.78%, Cr: 2.8%, Mo: 1.12%, V: 0.64%, Co: 3.83%, Al: 0.18%, Ti: 0.42%, P: 0.002%, S: 0.001%, Fe: balance.
  • (c) Cylindrical ring The cylindrical ring was manufactured using SUS304 (average thermal expansion coefficient of 20 to 200 ° C .: 18 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.). The obtained cylindrical ring had an outer diameter of 124.4 mm, an inner diameter of 95.07 mm, and a length of 25 mm.
  • a cylindrical tip sleeve 3 and a cylindrical ring 4 are sequentially attached to the tip body 2 and screwed with a nut 5 to fix the cylindrical tip sleeve 3 and the cylindrical ring 4, and a plunger Chip 1 was assembled.
  • This plunger chip 1 was inserted into an injection sleeve 8 to form a die-cast shot sleeve 11 and assembled to a die-cast machine.
  • the injection sleeve 8 is made of Ni: 32.5% by mass, Co: 15.0% by mass, Al: 0.8% by mass, Ti: 2.2% by mass, balance Fe and unavoidable impurities, low thermal expansion metal (average from 20 ° C to 300 ° C) Coefficient of thermal expansion: 3.6 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C., average coefficient of thermal expansion from 20 ° C.
  • outer cylinder 8a Si 3 N 4 : 87 mass%
  • Y 2 Sialon inner cylinder 8b obtained by sintering raw material powder having a composition of O 3 : 6% by mass, Al 2 O 3 : 4% by mass and AlN: 3% by mass (average thermal expansion coefficient at 20 to 200 ° C .: 2 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.) was used by shrink fitting. Its inner diameter was 125.30 mm.
  • Example 2 Low thermal expansion cast iron with cylindrical tip sleeve (composition C: 0.98 mass%, Si: 0.35 mass%, Mn: 0.29 mass%, Ni: 32.5 mass%, Co: 5.22 mass%, Mg: 0.048 mass%, P: 0.013 mass%) %, S: 0.006% by mass, balance Fe and inevitable impurities), the same as in Example 1, a first die-casting plunger tip is formed to form a die-casting sleeve, and the die-casting machine is Assembled. The thermal expansion coefficient of the cylindrical chip sleeve and the area ratio of graphite were measured using a test piece taken from the end material of the low thermal expansion cast iron.
  • the area ratio of graphite was measured by image analysis after mirror-polishing the test piece. As a result, the average thermal expansion coefficient at 20 to 200 ° C. was 2.1 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C., and the area ratio of graphite was 5 area%.
  • Example 1 As a result of injection molding of molten aluminum using this die casting machine, the same result as in Example 1 was obtained.
  • Example 3 A first die-casting plunger tip was prepared in the same manner as in Example 1 except that the cylindrical tip sleeve was made of sialon (average thermal expansion coefficient of 20 to 200 ° C .: 2 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.). A die-cast shot sleeve was constructed and a die-cast machine was assembled.
  • Example 1 As a result of injection molding of molten aluminum using this die casting machine, the same result as in Example 1 was obtained.
  • Example 4 instead of using the cylindrical ring 4 and the nut 5, a nut member 112 as shown in FIG. 4 is used, and the second die casting plunger tip 101 shown in FIG. A die-casting sleeve was constructed and a die-casting machine was assembled.
  • the nut member 112 has a shape in which the cylindrical ring 4 and the nut 5 used in Example 1 are integrated, and is manufactured using SKD61.
  • Example 1 As a result of injection molding of molten aluminum using this die casting machine, the same result as in Example 1 was obtained.

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Abstract

射出スリーブ内を摺動するダイカスト用プランジャーチップであって、　円筒形状のチップ本体と、チップ本体の先端側外周に装着され摺動面を形成する円筒状チップスリーブと、円筒状チップスリーブの後端側の前記チップ本体に外嵌される円筒状リングと、円筒状リングの後端側の前記チップ本体に螺着されるナットとからなり、　前記チップ本体の20～200℃の平均熱膨張係数が10～14×10-6/℃、 前記円筒状チップスリーブの20～200℃の平均熱膨張係数が1～6×10-6/℃、及び 前記円筒状リングの20～200℃の平均熱膨張係数が12～25×10-6/℃であり、 20℃での前記円筒状チップスリーブの軸方向長さをLB、及び20℃での前記円筒状リングの軸方向長さをLCとしたとき、式：0.05≦LC/LB≦0.90を満たすことを特徴とする。

Description

ダイカスト用プランジャーチップ及びダイカストショットスリーブ
　本発明は、ダイカストマシンの溶湯流路となる射出スリーブ内を摺動するダイカスト用プランジャーチップに関する。
　従来のダイカスト用プランジャーチップは、S45CやSKD61を用いて形成されていたため、射出スリーブ内に供給した金属溶湯をチップで射出する過程でプランジャーチップが熱膨張して、射出スリーブの内面とプランジャーチップの外周面との間に設定したクリアランスが狭くなり、甚だしい場合にはプランジャーチップと射出スリーブとの間で異常な摩擦やかじりが発生してしまうことがあった。このため、プランジャーチップや射出スリーブの寿命が短くなるという問題があった。
　実公平3-21814号は、プランジャーチップの熱膨張を緩和し、射出スリーブとの間のクリアランスをできるだけ小さく設定できるようにするために、内部に冷却水を通水してチップ自体を冷却できるようにしたプランジャーチップを開示している。
　しかしながら、実公平3-21814号に記載のプランジャーチップにおいて、チップの熱膨張抑制のために冷却水量等を増量して冷却効果を高めると、射出スリーブ内で過冷却されたアルミ溶湯が凝固片となり金型内に射出され、この凝固片がダイカスト製品に混入して破断チル層となる場合がある。破断チル層は周辺との連続性が乏しいため、製品に負荷がかかると破壊の起点となって、例えば、仕上げ機械加工中に欠けなどの製品欠陥を発生させる原因となる。一方、破断チル層が発生しないように冷却水量等を抑えて稼働させた場合、冷却効果が不十分となるため、プランジャーチップの膨張が大きくなり、射出スリーブの内面とプランジャーチップの外周面との間に設定したクリアランスが狭くなって、プランジャーチップが射出スリーブにかじってしまう場合がある。さらに、かじりの発生を防止するため、チップの熱膨張を考慮してチップの外径寸法を小さめに設定した場合は、射出スリーブとのクリアランスが大きくなりチップが十分に熱膨張する前にチップと射出スリーブの間への溶湯の差し込み等が発生しかじりの問題を発生させる。
　特開平9-85413号は、チップ本体を低熱膨張性材料(20～40℃での平均熱膨張係数が2～5×10-6/℃)で形成したプランジャーチップを開示しており、チップ用低熱膨張材料として、重量比で、C：0.8～1.0%、Si：0.5～1.0%、Mn：0.2%以下、Ni：30.0～34.0%、Co：10.0～15.0%、残部がFe及び不可避的不純物からなる合金を記載している。
　しかしながら、特開平9-85413号にチップ用低熱膨張材料として記載された前記合金(Niを30～34%含むFe基合金)は、一般的に、熱伝導率が15～17 W/m・Kと低いため、アルミ溶湯を射出時チップ先端部で凝固させるために必要な時間が従来のS45CやSKD61と比較して長い。このため、サイクルタイムが長くなり生産性が低下するという問題がある。
　特開平10-137913号は、円筒形状のチップ本体と、このチップ本体外周に装着され射出スリーブに対する摺動面を形成する円筒状リングとからなり、この円筒状リングを前記チップ本体に対し交換可能に構成したプランジャーチップを開示している。このような構成を有するプランジャーチップは、使用によりプランジャーチップ表面が荒れて動きが悪くなった場合、チップ本体はそのまま残し、その表面の円筒状リングのみを交換することができ、材料の無駄な廃棄が防止され省資源に貢献するとともに、経済性の点でも有利になる。また、このように円筒状リングのみを交換可能とすることにより、このリングのみを耐熱及び耐摩耗性に優れた高価な材料で形成することができ、品質低下を来すことなくコストの低減を図ることができるとしている。
　特開平10-137913号は、チップ本体への円筒状リングの固定は、チップ本体に外嵌した円筒状リングをチップ本体の前端部に形成された段差部に当接させた状態で、後端部からダブルナット形式のナットを螺着し、円筒状リングをチップ本体の段差部に押し当てて強固にネジ締め固定すると記載している。さらに前記ダブルナットによる方法に代えて、焼嵌め方式、ねじ込み方式でも固定できると記載している。
　しかしながら、特開平10-137913号に記載の構成において、例えば、チップ本体に熱間ダイス鋼を用い、円筒状リングに鋼より熱膨張係数の小さい超硬合金やセラミックスを用いた場合、径方向の膨張を抑制することは可能であるが、使用中の温度上昇による両部材の熱膨張差により、両部材の軸方向に隙間が形成されてしまう。このような隙間が形成されると、加圧時に金属溶湯が差し込み、かじりが発生する。また径方向の膨張差によりリングが破壊にいたる場合もある。
　特開平2-46961号は、セラミック材料からなる内壁を有するシリンダ内に摺動自在に配置され、溶融金属の加圧射出成形に使用するプランジャーチップであって、セラミック材料からなる2個のリングと、金属材料からなりかつ前記リングの外径より僅かに小なる外径を有する円筒状のスリーブとを、前記リングが前記スリーブの両端に位置するように紬方向に配設するとともに、チップヘッド側に設けたストッパーとプランジャーロッド側に設けたストッパーとによって挟持固定したプランジャーチップを開示しており、このような構成により、ダイカスト作業中に金属材料からなるプランジャーチップが加熱されて軸方向に熱膨張した場合であっても、金属材料からなるスリーブも同様に軸方向に膨張するため、前記両ストッパーによる前記リング及び前記スリーブの挟着力を殆んど低下させることなく、所望の値に保持することができると記載している。
　特開平2-46961号は、前記スリーブを前記チップヘッド及びチップ側筒と同様の耐熱金属材料により形成すると記載している。すなわち、前記スリーブと前記チップヘッド及びチップ側筒とが実質的に同じ熱膨張係数を有する材料により構成され、前記リングがそれらよりも低い熱膨張係数を有する材料（セラミック）からなることから、前記チップヘッド（及びチップ側筒）の軸方向の膨張に対して前記リング及び前記スリーブの挟着力を低下させないようにするには、前記リングの軸方向長さを前記スリーブの軸方向長さに対して短くなるように形成する必要がある（4頁左下欄1行目参照）。しかしながら、このように摺動部（前記リング部）の軸方向長さを短くすると、低い熱膨張係数を有する材料（セラミック）を用いたとしても気密性が十分に確保できないといった問題がある。
　従って、本発明の目的は、プランジャーチップの径方向の熱膨張を抑制することによって射出スリーブとのクリアランス設定を極小化し気密性を向上させるとともに、プランジャーチップ及び射出スリーブの摺動摩耗による損傷を小さくすることのできるダイカスト用プランジャーチップ及びそれを用いたダイカストショットスリーブを提供することである。
　上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、チップ本体に低熱膨張性材料からなる円筒状チップスリーブを外嵌し、ナットで固定する際に、円筒状チップスリーブとナットとの間に、前記チップ本体よりも平均熱膨張係数の大きな材質からなる円筒状リングを挿入する、又は前記円筒状リングとナットとが一体に形成されたナット部材で前記円筒状チップスリーブを固定することにより、使用時の高温状態において生じるチップ本体と円筒状チップスリーブとの熱膨張差を吸収し、両部材の軸方向に隙間が形成されないようにできることを見出し、本発明に想到した。
　すなわち、本発明の第一のダイカスト用プランジャーチップは、
　溶湯流路となる射出スリーブ内を摺動するダイカスト用プランジャーチップであって、
　円筒形状で内部に冷却水循環手段を有するチップ本体と、前記チップ本体の先端側外周に装着され前記射出スリーブに対する摺動面を形成する円筒状チップスリーブと、前記円筒状チップスリーブの後端側の前記チップ本体に外嵌される円筒状リングと、前記円筒状リングの後端側の前記チップ本体に螺着されるナットとからなり、
前記チップ本体の20～200℃の平均熱膨張係数αAが10～14×10-6/℃、
前記円筒状チップスリーブの20～200℃の平均熱膨張係数αBが1～6×10-6/℃、及び
前記円筒状リングの20～200℃の平均熱膨張係数αCが12～25×10-6/℃であり、
αC－αA≧0.5×10-6/℃を満たし、
20℃での前記円筒状チップスリーブの軸方向長さをLB、及び20℃での前記円筒状リングの軸方向長さをLCとしたとき、式：
0.05≦LC/LB≦0.90　・・・(1)
を満たす
ことを特徴とする。
　第一のダイカスト用プランジャーチップにおいて、20℃及び稼働時の温度で、前記円筒状チップスリーブは、前記チップ本体先端部及び前記円筒状リングよりも大きな外径を有するのが好ましい。
　第一のダイカスト用プランジャーチップにおいて、前記円筒状リングはオーステナイト系ステンレス鋼からなるのが好ましい。
　本発明の第二のダイカスト用プランジャーチップは、
　溶湯流路となる射出スリーブ内を摺動するダイカスト用プランジャーチップであって、
　円筒形状で内部に冷却水循環手段を有するチップ本体と、前記チップ本体の先端側外周に装着され前記射出スリーブに対する摺動面を形成する円筒状チップスリーブと、前記円筒状チップスリーブの後端側の前記チップ本体に螺着されるナット部材とからなり、
前記ナット部材が、前記円筒状チップスリーブの後端側に当接するリング部と、前記リング部の後端側に一体に形成されたナット部とからなり、
前記チップ本体の20～200℃の平均熱膨張係数αAが10～14×10-6/℃、
前記円筒状チップスリーブの20～200℃の平均熱膨張係数αBが1～6×10-6/℃、及び
前記ナット部材の20～200℃の平均熱膨張係数αDが12～25×10-6/℃であり、
αD≧αAを満たし、
20℃での前記円筒状チップスリーブの軸方向長さをLB、及び20℃での前記リング部の軸方向長さをLD1としたとき、式：
0.05≦LD1/LB≦0.90　・・・(1')
を満たすことを特徴とする。
　第二のダイカスト用プランジャーチップにおいて、前記チップ本体の20～200℃の平均熱膨張係数αA、及び前記ナット部材の20～200℃の平均熱膨張係数αDは、αD－αA≧0.5×10-6/℃を満たすのが好ましい。
　第二のダイカスト用プランジャーチップにおいて、20℃及び稼働時の温度で、前記円筒状チップスリーブは、前記チップ本体先端部及び前記ナット部材よりも大きな外径を有するのが好ましい。
　第一又は第二のダイカスト用プランジャーチップにおいて、20℃での前記射出スリーブの内径をDとしたとき、式：
LB≧0.3×D　・・・(2)
を満たすのが好ましい。
　前記円筒状チップスリーブは、高強度低熱膨張性金属からなるのが好ましい。前記高強度低熱膨張性金属は、29～45質量％のNiを含有するFe-Ni基合金、又は29～35質量%のNi、12～23質量%のCo、0.5～1.5質量%のAl及び0.8～3質量%のTiを含有するFe-Ni-Co-Al-Ti基合金であるのが好ましい。
　前記円筒状チップスリーブは、前記Fe-Ni基合金又は前記Fe-Ni-Co-Al-Ti基合金からなる母材と、前記母材の外周面に接合された厚さ0.5～5 mmのFe-C-Ni-Cr基合金からなる耐食層とからなり、
　前記耐食層は、0.2～0.7質量%のC、1～7質量%のCr及び1～20質量%のNiを含有するFe-C-Ni-Cr基合金からなるのが好ましい。
　前記耐食層の表面から深さ0.5 mmまでの表層部が0.2～0.7質量%のC含有量、2～7質量%のCr含有量及び0.1～15質量%のNi含有量を有するのが好ましい。
　前記耐食層は、さらに0.5～3質量%のMo、0.3～1.5質量%のV、2質量%以下のCo、0.5質量%以下のAl、0.5質量%以下のTi、0.5質量%以下のSi、1.0質量%以下のMn、0.04質量%以下のP及び0.03質量%以下のSを含有するのが好ましい。
　前記円筒状チップスリーブは、表面から厚さ150～500μmの窒化層を有するのが好ましい。
　前記円筒状チップスリーブは、0.5～3.0質量％のC、0.1～2.7質量％のSi、0.1～1.0質量％のMn、25～40質量％のNi、3～7質量％のCo、残部がFe及び不可避的不純物を含有する組成を有するとともに、1～10面積％の黒鉛を有する組織を有する低熱膨張鋳鉄からなるのが好ましい。
　前記円筒状チップスリーブは、窒化珪素質セラミックス、サイアロンセラミックス、炭化珪素質セラミックス及びカーボン質セラミックスから選ばれた1種からなるのが好ましい。
　前記円筒状チップスリーブは、前記高強度低熱膨張性金属からなる円筒状チップスリーブ、前記低熱膨張鋳鉄からなる円筒状チップスリーブ、及び前記セラミックスからなる円筒状チップスリーブから選ばれた２種類以上を軸方向に配置して構成したものであってもよい。
　本発明の第三のダイカスト用プランジャーチップは、
　溶湯流路となる射出スリーブ内を摺動するダイカスト用プランジャーチップであって、
　円筒形状で内部に冷却水循環手段を有するチップ本体と、前記チップ本体の先端側外周に装着され前記射出スリーブに対する摺動面を形成する円筒状チップスリーブと、前記円筒状チップスリーブの後端側の前記チップ本体に外嵌される円筒状リングと、前記円筒状チップスリーブ及び前記円筒状リングを軸方向両端から挟持して固定する固定手段とを有し、
前記円筒状チップスリーブが、高強度低熱膨張性金属からなる母材と、前記母材の外周面に接合された厚さ0.5～5 mmの耐食層とからなり、前記高強度低熱膨張性金属が29～45質量％のNiを含有するFe-Ni基合金、又は29～35質量%のNi、12～23質量%のCo、0.5～1.5質量%のAl及び0.8～3質量%のTiを含有するFe-Ni-Co-Al-Ti基合金からなり、前記耐食層が0.2～0.7質量%のC、1～7質量%のCr及び1～20質量%のNiを含有するFe-C-Ni-Cr基合金からなり、
前記チップ本体の20～200℃の平均熱膨張係数が10～14×10-6/℃、
前記円筒状チップスリーブの母材の20～200℃の平均熱膨張係数が1～6×10-6/℃、及び
前記円筒状リングの20～200℃の平均熱膨張係数が12～25×10-6/℃であることを特徴とする。
　第三のダイカスト用プランジャーチップにおいて、前記固定手段が先端側固定部と後端側固定部とを有し、前記円筒状リングは前記後端側固定部と一体に形成されていてもよい。
　第三のダイカスト用プランジャーチップにおいて、20℃及び稼働時の温度で、前記円筒状チップスリーブは、前記チップ本体先端部及び前記円筒状リングよりも大きな外径を有するのが好ましい。
　第三のダイカスト用プランジャーチップにおいて、20℃での前記円筒状チップスリーブの軸方向長さをLB、20℃での前記射出スリーブの内径をDとしたとき、式：
LB≧0.3×D　・・・(2)
を満たすのが好ましい。
　本発明のダイカストショットスリーブは、前記第一～第三のダイカスト用プランジャーチップと、低熱膨張性の金属からなる外筒内に窒化珪素質セラミックス又はサイアロンセラミックスからなる内筒を備えてなる射出スリーブとからなることを特徴とする。
　プランジャーチップと射出スリーブとのクリアランス設定を極小化し気密性を向上させることができるので、ダイカスト製品の鋳巣や偏析(破断チル)等の欠陥が抑制される。低熱膨張性材料からなる円筒状チップスリーブを外嵌することにより、プランジャーチップの熱膨張が押さえられ、プランジャーチップと射出スリーブとの間での異常な摩擦やかじりが防止できプランジャーチップ及び射出スリーブの寿命が向上するとともに、安定したダイカスト操業が可能になる。
本発明の第一のダイカスト用プランジャーチップの模式断面図である。 円筒状チップスリーブの一例を模式的に示す部分断面図である。 図2(a)に示す円筒状チップスリーブの外周面付近を拡大して示す部分断面図である。 本発明の第一のダイカスト用プランジャーチップを射出スリーブに挿入した状態を示す模式断面図である。 本発明の第二のダイカスト用プランジャーチップの模式断面図である。
[1] ダイカスト用プランジャーチップ
(A)第一の態様
(1)構成
　図1は、本発明の第一のダイカスト用プランジャーチップ1の断面図及び円で囲んだ部分の拡大図を示す。本発明の第一のダイカスト用プランジャーチップ1は、円筒形状で内部に冷却水循環手段7を有するチップ本体2と、前記チップ本体2の先端側外周に装着され射出スリーブ8(図3を参照)に対する摺動面を形成する円筒状チップスリーブ3と、前記円筒状チップスリーブ3の後端側の前記チップ本体2に外嵌される円筒状リング4と、前記円筒状リング4の後端側の前記チップ本体2に螺着されるナット5とからなり、
前記チップ本体の20～200℃の平均熱膨張係数αAが10～14×10-6/℃、
前記円筒状チップスリーブの20～200℃の平均熱膨張係数αBが1～6×10-6/℃、及び
前記円筒状リングの20～200℃の平均熱膨張係数αCが12～25×10-6/℃であり、
αC－αA≧0.5×10-6/℃を満たし、
20℃での前記円筒状チップスリーブの軸方向長さをLB、及び20℃での前記円筒状リングの軸方向長さをLCとしたとき、式：
0.05≦LC/LB≦0.90　・・・(1)
を満たすことを特徴とする。
　前記円筒状チップスリーブ3は、前記チップ本体2の先端部に形成されたフランジ部6の後端面6aに当接するように装着され、後端側に外嵌された前記円筒状リング4を介して、前記ナット5によって前記後端面6aに押し当てた状態で強固にネジ締め固定される。前記チップ本体2の外側後端部には、前記ナット5を螺合させるためのネジ4aが設けられている。このような構成により、前記円筒状チップスリーブ3は前記チップ本体2の先端側に、位置ずれや脱落することなく強固に固定保持される。前記チップ本体2の内部には冷却水循環手段7を有し、前記チップ本体2の後端側には、ロッド9(図3を参照)をネジ締め固定するためのネジ4bが設けられている。前記ロッド9には、図3に示すように、前記チップ本体2の内部の冷却水循環手段7に水を供給するための冷却水通路10が設けられている。
　チップ本体2に20～200℃の平均熱膨張係数αBが低い(αB：1～6×10-6/℃)円筒状チップスリーブ3を装着して、円筒状チップスリーブ3が摺動面を形成するような構成とすることにより、プランジャーチップの径方向の熱膨張を抑制することができ、射出スリーブとのクリアランス設定を極小化し気密性を向上させることができるとともに、プランジャーチップ及び射出スリーブの摺動摩耗による損傷を小さくすることができる。
　さらにチップ本体2の20～200℃の平均熱膨張係数αA、円筒状チップスリーブ3の20～200℃の平均熱膨張係数αB及び円筒状リング4の20～200℃の平均熱膨張係数αCを、αAが10～14×10-6/℃、αBが1～6×10-6/℃、及びαCが12～25×10-6/℃であり、αC－αA≧0.5×10-6/℃を満たすように設定し、かつ20℃での円筒状チップスリーブ3の軸方向長さLB、及び20℃での円筒状リング4の軸方向長さLCが、式：
0.05≦LC/LB≦0.90　・・・(1)
を満たす（すなわち、円筒状リング4の軸方向長さLCが円筒状チップスリーブの軸方向長さLBの5～90%の範囲である）ように円筒状チップスリーブ3及び円筒状リング4の軸方向長さを設定する。チップ本体2、円筒状チップスリーブ3及び円筒状リング4がこのような平均熱膨張係数及び軸方向長さを有する構成とすることにより、稼働時において円筒状チップスリーブ3が軸方向に緩まないプランジャーチップが得られる。
　ここで円筒状リング4の20～200℃の平均熱膨張係数αCが、チップ本体2の20～200℃の平均熱膨張係数αAと同じ（すなわち、αC＝αA）場合、稼働時においてチップ本体2の軸方向の膨張に対して、円筒状チップスリーブ3及び円筒状リング4が緩まないようにするためには、円筒状リング4の長さを十分に大きくとる必要があり、円筒状チップスリーブ3の軸方向長さを十分にとることができなくなる。また円筒状リング4の20～200℃の平均熱膨張係数αCが、チップ本体2の20～200℃の平均熱膨張係数αAより小さい（すなわち、αC＜αA）場合、稼働時においてチップ本体2の軸方向の膨張に対して、円筒状チップスリーブ3及び円筒状リング4が緩まないようにすることが困難になってしまう。
　前記チップ本体2の20～200℃の平均熱膨張係数αAは11～13×10-6/℃であるのがより好ましく、前記円筒状チップスリーブ3の20～200℃の平均熱膨張係数αBは1.5～3.5×10-6/℃であるのがより好ましく、前記円筒状リング4の20～200℃の平均熱膨張係数αCは17～20×10-6/℃であるのがより好ましい。円筒状チップスリーブの軸方向長さLBに対する円筒状リング4の軸方向長さLCの比LC/LBの下限は、0.1であるのが好ましく、0.2であるのがより好ましい。比LC/LBの上限は、0.35であるのが好ましく、0.5であるのがより好ましい。
　円筒状チップスリーブ3及び円筒状リング4の軸方向長さは、最も平均熱膨張係数の小さい円筒状チップスリーブ3が稼働時の温度で緩まないように設定する。すなわち、チップ本体2、円筒状チップスリーブ3及び円筒状リング4が軸方向に膨張したときに、円筒状チップスリーブ3及び円筒状リング4の合計の膨張量が、チップ本体2の膨張量よりも大きくなるように設定する。
　本発明のプランジャーチップ1は、アルミニウム合金などからなる製品のダイカストに使用した際には、チップ本体2の先端面のアルミニウム合金溶湯との直接接触や、アルミニウム合金溶湯と直接接触した射出スリーブ8の内周面から円筒状チップスリーブ3への熱伝達等により、プランジャーチップ全体の温度が上昇するが、チップ本体2の内部に冷却水循環手段7を有しているため、チップ本体2の円筒状チップスリーブ3及び円筒状リング4に相対する部分の温度は室温～90℃程度と推定され、円筒状チップスリーブ3及びこれに直接接触する円筒状リング4の温度は100～200℃程度と推定される。
　本発明のプランジャーチップ1では、射出スリーブ8とのかじりを防ぐため、円筒状チップスリーブ3の熱膨張係数αBをチップ本体2の熱膨張係数αAよりも小さく設定しているが、さらに円筒状チップスリーブ3に対して軸方向に配置した円筒状リング4の熱膨張係数αCをチップ本体2の熱膨張係数αAよりも大きく設定している。すなわち、円筒状リング4をより熱膨張係数の大きな材料で構成することにより、円筒状リング4の軸方向長さLCが円筒状チップスリーブ3の軸方向長さLBよりも短い場合であっても、ダイカストに使用した際のチップ本体2の円筒状チップスリーブ3及び円筒状リングに相対する部分の軸方向の伸び量を、円筒状チップスリーブ3の伸び量と円筒状リング4の伸び量との和より小さくすることが可能となり、円筒状チップスリーブ3がチップ本体2のフランジ部6に強く押しつけられ、強固に固定される。
　さらに20℃での円筒状チップスリーブ3の軸方向長さLBは、20℃での射出スリーブの内径をDとしたとき、式：
LB≧0.3×D　・・・(2)
を満たすのが好ましい。円筒状チップスリーブ3の外周面が射出スリーブ8の内周面に対する摺動面を形成することから、LBが前記条件を満たすことにより射出が滑らかに安定して行われる。LBは、より好ましくは0.4×D以上、さらに好ましくは0.5×D以上、最も好ましくは0.6×D以上である。一方、LBが長くなりすぎると摺動抵抗が大きくなるため、LB≦1.0×Dであるのが好ましい。LBは、より好ましくは0.9×D以下、最も好ましくは0.8×D以下である。
　円筒状チップスリーブ3は、射出スリーブ8の内周面に対する摺動面を形成することから、室温(20℃)及び稼働時の温度のどちらの温度においても、チップ本体2の先端部2a及び円筒状リング4よりも大きな外径を有するように構成することが好ましい。すなわち、室温(20℃)におけるチップ本体先端部外径をDA、円筒状チップスリーブ外径をDB、円筒状リング外径をDCとしたとき、
DB＞DA、及び
DB＞DC
を満たし、かつ稼働時の温度におけるチップ本体先端部外径をDA'、円筒状チップスリーブ外径をDB'、円筒状リング外径をDC'としたとき、
DB'≧DA'、及び
DB'＞DC'
を満たす。具体的には、DB-DA＝0.01～1.2 mm、及びDB-DC＝0.5～10 mmであるのが好ましい。
　円筒状チップスリーブ3の内周面とチップ本体2との間には20℃において径方向にクリアランスが存在するように設定する。円筒状チップスリーブ3の内周面とチップ本体2との間の径方向クリアランスは、式：［嵌めあい径×(チップ本体の平均熱膨張係数αA-円筒状チップスリーブの平均熱膨張係数αB)×20～100 mm］で表される量であるのが好ましい。例えば、嵌めあい径＝100 mmの場合、径方向クリアランスは0.02～0.10 mmであるのが好ましい。
　本発明は、30 mm～400 mmの外径を有するダイカスト用プランジャーチップに適用するのが好ましく、50 mm～300 mmの外径を有するものがさらに好ましい。また、本発明は、50 mm～600 mmの全長を有するダイカスト用プランジャーチップに適用するのが好ましく、60 mm～500 mmの全長を有するものがさらに好ましい。
　チップ本体2、円筒状チップスリーブ3及び円筒状リング4の平均熱膨張係数(平均線膨張係数又は平均線膨張率に相当)は、JIS Z 2285-2003「金属材料の線膨張係数の測定方法」に基づいて測定する。円筒状チップスリーブ3がセラミックスの場合は、平均熱膨張係数は、JIS R 1618-2002「ファインセラミックスの熱機械分析による熱膨張の測定」に基づいて測定する。平均熱膨張係数の測定装置としては示差膨張式熱機械分析装置を用いる。
(2) チップ本体
　チップ本体2は、耐熱性及び耐摩耗性に優れ、前述したように、20～200℃の平均熱膨張係数αAが10～14×10-6/℃を満たすような材料からなる。チップ本体2は、例えば、SKD61等の合金工具鋼(20℃～200℃での平均熱膨張係数は、13×10-6/℃)からなるのが好ましい。チップ本体は、1200 MPa以上の引張強度を有する材料を用いるのが好ましい。チップ本体は、円筒状であり、稼働時の先端部分の温度を200℃程度に、また円筒状チップスリーブとの嵌合面の温度を90℃程度に抑えることができるように内部に冷却水を流すための冷却水循環手段7を有する。
　チップ本体2の先端面は、図1に示すように、中央部分が3～20 mmの高さの円錐台部2bを有しているのが好ましい。つまり、先端面の周縁部2cが中央部分よりも低く形成されているのが好ましい。前記円錐台部2bの上底の直径は、チップ本体2の外径よりも2～10 mm小さいのが好ましく、5～10 mm小さいのがより好ましい。前記円錐台部2bの下底の直径は、チップ本体2の外径よりも1～9 mm小さいのが好ましく、4～9 mm小さいのがより好ましい。このように、チップ本体2の先端面中央部分に円錐台部2bを有することにより、前記周縁部2cに接した金属溶湯が初期の段階で凝固し、射出スリーブとプランジャーチップとの間に金属溶湯が差し込むのを防ぎ、かじりの発生を防止する。
(3) 円筒状チップスリーブ
　円筒状チップスリーブは、20～200℃の平均熱膨張係数αBが1～6×10-6/℃の低熱膨張性の材料を用いる。このような低熱膨張性の材料を用いることにより、射出スリーブとプランジャーチップとの間のクリアランスを稼働時においても適切な間隔で維持することができ、かじりの発生を防止できる。低熱膨張性の材料としては、(a)低熱膨張性金属又は(b)セラミックスが好ましい。低熱膨張性の材料で円筒状チップスリーブを形成することにより、ダイカスト使用時の射出スリーブ/プランジャーチップのクリアランス0.01～0.10 mmの範囲で安定に保つことができ、かじりの問題が発生しない。
(a)低熱膨張性金属
　低熱膨張性金属としては、(a-1)20～200℃の平均熱膨張係数が1～5×10-6/℃であり、20℃～500℃の温度における引張強さが590 MPa以上である高強度低熱膨張性金属、又は(a-2)20～200℃の平均熱膨張係数が1～6×10-6/℃であり、20℃～500℃の温度における引張強さが300 MPa以上である低熱膨張鋳鉄を使用するのが好ましい。
(a-1) 高強度低熱膨張性金属
(組成)
　高強度低熱膨張性金属材料は、29～45質量%のNiを含有するFe-Ni基合金であるのが好ましい。特に、高強度低熱膨張性金属材料は、29～35質量%のNi、12～23質量%のCo、0.5～1.5質量%のAl及び0.8～3質量%のTiを含有するFe-Ni-Co-Al-Ti基合金であるのが好ましい。このような材料を用いることにより、円筒状チップスリーブの強度を高めることができる。より好ましくは、30～35質量%のNi、12～17質量%のCo、0.5～1.5質量%のAl及び1.5～3質量%のTiを含有するFe-Ni-Co-Al-Ti基合金である。Al及びTiは析出強化元素であり、強度(例えば引張強さ)の向上に寄与する。Al及びTiの他に析出強化元素としてはNbを用いることができる。Al及びTiの含有に併せて、Nbを含有してもよい。Nbは2～5質量％が好ましい。このような円筒状チップスリーブを構成する材料は、29～35質量%のNi、12～23質量%のCo、0.5～1.5質量%のAl、0.8～3質量%のTi、残部Fe及び不可避不純物からなるのが好ましく、30～35質量%のNi、12～17質量%のCo、0.5～1.5質量%のAl及び1.5～3質量%のTi、残部Fe及び不可避不純物からなるのがさらに好ましい。
(耐食層)
　円筒状チップスリーブ3は、さらに好ましくは、図2(a)に示すように、高強度低熱膨張性金属材料からなる母材31と、前記母材31の外周面(及び必要に応じてその先端面)に接合された耐食層32とからなるのが好ましい。耐食層32の形成は、母材31の材料と耐食層32の材料とが相互に拡散するような方法での接合、すなわち冶金的な接合によるのが好ましい。耐食層32の厚さは、好ましくは0.5～5 mmであり、より好ましくは2～3 mmである。0.5 mm未満であると耐食効果が十分に得られない場合がある。また後述するように、耐食層32は母材31よりも大きな平均熱膨張係数を有した材料からなるため、5 mm超であると円筒状チップスリーブ3全体の平均熱膨張係数が高まり、射出スリーブとプランジャーチップとの間のクリアランスが適切に保てなくなる。耐食層32は円筒状チップスリーブ3の外周面に形成されているのが好ましいが、さらに円筒状チップスリーブ3の軸方向端面にも形成されているのが好ましい。
　前記耐食層32は、0.2～0.7質量%のC、1～7質量%のCr、1～20質量%のNi、残部実質的にFe及び不可避不純物を含有するFe-C-Ni-Cr基合金からなるのが好ましい。この合金は炭化物が微細に分散しているため耐摩耗性が高く、かつ合金中に分散した炭化物が非鉄溶融金属と反応し難いため耐溶損性に優れている。このFe-C-Ni-Cr基合金は、さらに0.5～3質量%のMo、0.3～1.5質量%のV、2質量%以下のCo、0.5質量%以下のAl、0.5質量%以下のTi、0.5質量%以下のSi、1.0質量%以下のMn、0.04質量%以下のP及び0.03質量%以下のSを含有してもよい。Fe-C-Ni-Cr基合金は、最も好ましくは0.1～4質量%のWを含有しても良い。なお耐食層32には、後述するように、母材31の金属成分が拡散してきているためその金属組成は厚さ方向に均一ではない。従って、ここで言う耐食層32の金属組成は耐食層32全体の平均組成である。
　すなわち、耐食層32は、母材31の材料と耐食層32の材料とが相互に拡散するような方法で接合されるので、母材31と耐食層32との接合部付近では耐食層32に母材31の金属成分がより多く拡散しているとともに、耐食層32の金属成分は母材31により多く拡散しており、一方、前記接合部から最も離れた耐食層32の表面（後述する表層部）では母材31からの拡散の程度が最も低くなっている。
　耐食層32の表層部32s、すなわち、耐食層32の表面から深さ0.5 mmまでの部分(図2(b)を参照)は、0.2～0.7質量%のC、2～7質量%のCr及び0.1～15質量%のNiを含有しているのが好ましい。すなわち、表層部32sは0.2～0.7質量%のC、2～7質量%のCr及び0.1～15質量%のNiを含有するFe-C-Ni-Cr基合金からなるのが好ましい。表層部32sのC含有量、Cr含有量及びNi含有量が前記の範囲にあることにより、耐食層32の表面の耐食性及び耐摩耗性がより優れたものになる。
　表層部32sのC含有量が0.2質量％未満の場合は、耐食性が低下し、早期溶損により円筒状チップスリーブの寿命が短くなり、0.7質量％を超えると靱性が低下しクラックや剥離が生じ易くなる。表層部32sのCr含有量が2質量％未満の場合は、耐食性が低下し、早期溶損により円筒状チップスリーブの寿命が短くなり、7質量％を超えると靱性が低下しクラックや剥離が生じ易くなる。表層部32sのNi含有量が0.1質量％未満の場合は、熱衝撃性が低下しヒートクラックが生じ易くなり、15質量％を超えると耐食性が低下することによる早期溶損や耐摩耗性が低下し早期摩耗が生じ易くなり、円筒状チップスリーブの寿命が短くなりさらに機械加工性も低下することから製造コストの増加にも繋がる。表層部32sのC含有量、Cr含有量及びNi含有量の好ましい範囲は、それぞれ0.3～0.5質量%、3～5質量%及び1～12質量%である。
(窒化層)
　前記円筒状チップスリーブは、その表面に厚さ150～500μmの窒化層を有するのが好ましい。窒化層によりチップスリーブ3表面の耐摩耗性及び耐溶損性が改善される。Fe-C-Ni-Cr基合金からなる耐食層は、窒素との親和力が強いCrを含有しているため、合金への窒素の拡散を容易にし、窒化物を多量に含んだ窒化層を形成しやすい。窒化によって最表面に形成される鉄窒化物により溶融金属と反応が起こり難くなる。以上の理由から、耐溶損性に優れたFe-C-Ni-Cr基合金からなる被覆層、及び非鉄溶融金属に接触する最表面部分に形成された窒化層を有する構造とすることにより、非鉄溶融金属との反応に起因する溶損を抑えることができる。また、たとえ窒化層の一部が使用中に消滅した場合にも、Fe-C-Ni-Cr基合金の被覆層の耐溶損性により溶融金属の侵入に基づく溶損が起こり難く、溶損が急速に進行することを抑えることができる。窒化層は、耐食層の表面に、侵硫窒化、塩浴軟窒化、ガス窒化、ガス軟窒化、プラズマ窒化等の窒化処理により形成することができる。中でも侵硫窒化は、Sを含有するため潤滑性が改善され、射出スリーブとの摺動抵抗を低減する効果もあるため好ましい。
(a-2) 低熱膨張鋳鉄
　低熱膨張鋳鉄としては、20～200℃の平均熱膨張係数が1～6×10-6/℃であり、0.5～3.0質量％のC、0.1～2.7質量％のSi、0.1～1.0質量％のMn、25～40質量％のNi、3～7質量％のCo、残部がFe及び不可避的不純物を含有する組成を有するとともに、1～10面積％の黒鉛を有する組織を有する低熱膨張鋳鉄であるのが好ましい。低熱膨張鋳鉄は、上記組成を有することから、低熱膨張であり、かつ黒鉛を有することから、黒鉛が潤滑剤として機能して射出スリーブ内面との摺動抵抗を低減し、射出スリーブとプランジャーチップとのかじりの発生を防止できる。
(組成)
　低熱膨張鋳鉄は、0.5～3.0質量％のC、0.1～2.7質量％のSi、0.1～1.0質量％のMn、25～40質量％のNi、3～7質量％のCo、残部がFe及び不可避的不純物を含有する。低熱膨張鋳鉄は、さらに任意元素として、0.01～0.1質量％のMgを含んでもよい。
(i)C：0.5～3.0質量％
　Cは基地に固溶するとともに、黒鉛として晶出する。黒鉛晶出のためにはCの含有量は0.5質量％以上である必要があるが、3.0質量％を超えるとチップスリーブの機械的性質の劣化を招来する。Cの含有量の下限は0.75質量％が好ましい。またCの含有量の上限は2.2質量％が好ましい。
(ii) Si：0.1～2.7質量％
　Siは黒鉛を晶出させるために必要な元素であり、0.1質量％以上含有する必要があるが、2.7質量％を超えるとチップスリーブの機械的性質の劣化を来す。Siの含有量の下限は0.2質量％が好ましい。またSiの含有量の上限は2.4質量％が好ましい。
(iii)Mn：0.1～1.0質量％
　Mnは、溶湯の脱酸作用を有するため、0.1質量％以上である必要があるが、1.0質量％を超えるとチップスリーブの機械的性質が劣化する。Mnの含有量の下限は0.2質量％が好ましい。またMnの含有量の上限は0.6質量％が好ましく、0.4質量％が更に好ましい。
(iv)Ni：25～40質量％
　Niは基地を耐熱性、耐食性を有するオーステナイトを主体とする組織にするとともに、低熱膨張とするために有効である。またNiは黒鉛化の補助元素としても有効である。Niが25質量%未満、又はNiが40質量％を超えると20～200℃の平均熱膨張係数を1～6×10-6/℃が得られない。Niの含有量の下限は30質量％が好ましく、Niの含有量の上限は36%が好ましい。
(v)Co：3～7質量％
　CoもNiと同様、低熱膨張とするために有効である。Coが3質量%未満、又はCoが7質量％を超えると20～200℃の平均熱膨張係数を1～6×10-6/℃が得られない。Coの含有量の下限は4.5質量％が好ましく、Coの含有量の上限は5.5質量%が好ましい。
(vi)Mg：0～0.1質量％
　Mgは低熱膨張鋳鉄の組織中の黒鉛を球状化して、機械的強度を向上させるため、Mgを含有することが好ましい。Mgが0.1質量％を超えると、黒鉛化を阻害するため上限は、0.1質量％が好ましい。Mgの含有量の下限は0.01質量％が好ましく、0.02質量％がより好ましい。また、Mgの含有量の上限は0.06質量％がより好ましい。
(vii)その他の元素
　チップスリーブの組成の残部は実質的にFe及び不可避的不純物からなる。不可避的不純物のうち、P及びSは機械的性質の劣化を招くので、できるだけ少なくするのが好ましい。具体的には、Pの含有量は0.05質量％以下が好ましく、Sの含有量は 0.05質量％以下が好しい。また、Cr、Mo、V、W及びNbは、炭化物形成元素であり、黒鉛化を阻害するため、各々0.1質量％以下が好ましい。
(組織)
　低熱膨張鋳鉄は1～10面積％の黒鉛を有しており、残部がオーステナイト相であるのが好ましい。
(i)黒鉛：1～10面積％
　黒鉛が1％未満であると、黒鉛の潤滑作用が十分でないため、射出スリーブとプランジャーチップとのかじりの発生を防止することができない。一方黒鉛の面積率が10面積％を超えると、チップスリーブの機械的性質が低下する。黒鉛の下限は3面積％が好ましい。黒鉛の上限は7面積％が好ましい。低膨張鋳鉄中の黒鉛の形態は、片状黒鉛、球状黒鉛いずれでも構わないが、チップスリーブの機械的強度を確保する観点から球状黒鉛であるのが好ましい。
(ii)その他の組織
　低熱膨張鋳鉄は黒鉛以外の残部はオーステナイト相であるのが好ましい。オーステナイト相は低熱膨張を得るために有効である。残部には、パーライト相が5～20面積％存在しても構わない。
(特性)
　低熱膨張鋳鉄の20～200℃の平均熱膨張係数は1～6×10-6/℃であるが、1～5×10-6/℃であるのが好ましく、1～4×10-6/℃であるのがより好ましい。低熱膨張鋳鉄の引張強さは300 MPa以上であるのが好ましく、伸びは8～35％であるのが好ましい。
(b) セラミックス
　セラミックスとしては、20～200℃の平均熱膨張係数が1～6×10-6/℃であるセラミックス、具体的には窒化珪素質セラミックス、サイアロン質セラミックス、炭化珪素質セラミックス、カーボン質セラミックスから選ばれた1種以上からなるセラミックスが好ましい。中でも、20～200℃の平均熱膨張係数が1.5～3×10-6/℃である窒化珪素質セラミックス又はサイアロンセラミックスがより好ましい。これらのセラミックスは、変形が小さいため、気密性上がるので、金属溶湯差し込みを防ぎ、かじりの発生を防止する。さらにこれらのセラミックスは、アルミニウム合金等の非鉄金属の溶湯に対する耐食性、耐摩耗性に優れており、射出スリーブ内面の溶損及び摩耗を低減できる。
(c) 他の構成
　前記円筒状チップスリーブは、低熱膨張性金属（高強度低熱膨張性金属又は低熱膨張鋳鉄）又はセラミックスの単独で構成しても良いが、これらの異なる材質からなる円筒状チップスリーブを２種以上軸方向に配置して構成してもよい。好ましい例としては、チップ本体の先端側から順に、高強度低熱膨張性金属／低熱膨張鋳鉄／セラミックス、高強度低熱膨張性金属／低熱膨張鋳鉄、高強度低熱膨張性金属／セラミックス、低熱膨張鋳鉄／セラミックス等の構成が挙げられるが、高強度低熱膨張性金属を含む構成が好ましい。また複数の高強度低熱膨張性金属、複数の低熱膨張鋳鉄、又は複数のセラミックスを含んでも良い。これらの各円筒状チップスリーブ間は隙間なく接しているのが好ましい。
　円筒状チップスリーブが低熱膨張性金属（高強度低熱膨張性金属及び／又は低熱膨張鋳鉄）及びセラミックスからなる場合、セラミックスの破損防止のため、チップ本体の最先端側には低熱膨張性金属からなる円筒状チップスリーブを配置するのが好ましい。特に、セラミックスからなる円筒状チップスリーブは、最も後端側、すなわち円筒状リングに接する側に配置するのが好ましい。
　複数の円筒状チップスリーブを配置する場合、チップ本体の先端側から後端側に向かって、熱膨張係数の小さい材料から大きい材料が順に並ぶように配置するのが好ましい。このように配置することにより、隣り合った円筒状チップスリーブ間の熱膨張差を小さくすることができ、稼働時にも段差が生じにくくなる。２種以上の円筒状チップスリーブの軸方向長さは特に限定されず、どのような長さでもかまわない。
(4) 円筒状リング
　前記円筒状リングは、平均熱膨張係数αCが12～25×10-6/℃の材料からなる。すなわち、平均熱膨張係数がチップ本体の平均熱膨張係数以上で、円筒状チップスリーブの平均熱膨張係数よりも高い材料によって形成される。特に円筒状リングは、20～200℃の平均熱膨張係数が17～20×10-6/℃である材料からなるのが好ましく、ヤング率180～210 GPa、引張強度450～550 MPaである材料を用いるのが好ましい。具体的にはSUS304、SUS316等のオーステナイト系ステンレス鋼、アルミニウム合金、銅合金等が例示できる。中でもSUS304、SUS316等のオーステナイト系ステンレス鋼が特に好ましい。円筒状リングが、このような特性を有する材料からなることにより、チップ本体と円筒状チップスリーブとの軸方向膨張差による隙間形成を防止することができる。
(5) ナット
　ナット5は、平均熱膨張係数がチップ本体2の平均熱膨張係数と同等かそれ以下の材料で、引張強度、ヤング率がチップ本体2と同等の材質からなるのが好ましい。具体的には、SKD61等の合金工具鋼、又は円筒状チップスリーブ3と同等の金属材料、例えばFe-Ni-Co-Al-Ti基合金が好ましい。
(B)第二の態様
　本発明の第二のダイカスト用プランジャーチップ101を図4に示す。本発明の第二のダイカスト用プランジャーチップ101は、円筒形状で内部に冷却水循環手段107を有するチップ本体102と、前記チップ本体102の先端側外周に装着され射出スリーブ(図示せず)に対する摺動面を形成する円筒状チップスリーブ103と、前記円筒状チップスリーブ103の後端側の前記チップ本体102に螺着されるナット部材112とを有し、前記ナット部材112は、前記円筒状チップスリーブ103の後端側に当接するリング部112aと、前記リング部112aの後端側に一体に形成されたナット部112bとからなり、
前記チップ本体の20～200℃の平均熱膨張係数αAは10～14×10-6/℃、
前記円筒状チップスリーブの20～200℃の平均熱膨張係数αBは1～6×10-6/℃、及び
前記ナット部材の20～200℃の平均熱膨張係数αDは12～25×10-6/℃であり、
αD≧αAを満たし、
20℃での前記円筒状チップスリーブの軸方向長さをLB、及び20℃での前記リング部の軸方向長さをLD1としたとき、式：
0.05≦LD1/LB≦0.90　・・・(1')
を満たす。
　第二のダイカスト用プランジャーチップ101は、円筒状リング3及びナット5の代わりに、円筒状リング3とナット5とを一体に形成したナット部材112を用いる以外第一のダイカスト用プランジャーチップ1と同様に構成される。従って、以下にナット部材112について詳細に説明し、ナット部材112以外の説明は省略する。
　ナット部材112は、図4に示すように、リング部112aと、前記リング部112aの後端側に一体に形成されたナット部112bとを有し、前記リング部112aが前記円筒状チップスリーブ103の後端側に当接した状態で、前記ナット部112bによって前記チップ本体102に強固にネジ締め固定される。前記ナット部112bの内周にはネジが設けられており、前記チップ本体102の外側後端部に設けられたネジと螺合する。
　ナット部材112の20～200℃の平均熱膨張係数αDは12～25×10-6/℃であり、前記チップ本体102の20～200℃の平均熱膨張係数αA（10～14×10-6/℃）以上、すなわちαC≧αAを満たすようにする。さらに、20℃での前記リング部112aの軸方向長さLD1は、20℃での前記円筒状チップスリーブ103の軸方向長さをLBとしたとき、式：0.05≦LD1/LB≦0.90を満たすように設定する。20～200℃の平均熱膨張係数αD及び前記リング部112aの軸方向長さLD1がこのような条件を満たすことにより、稼働時において円筒状チップスリーブ103が軸方向に緩まないプランジャーチップが得られる。
　ナット部材112の20～200℃の平均熱膨張係数αDは17～20×10-6/℃であるのがより好ましい。ここでナット部材112の20～200℃の平均熱膨張係数αDが、チップ本体102の20～200℃の平均熱膨張係数αAと同程度である場合、稼働時においてチップ本体102の軸方向の膨張に対して、円筒状チップスリーブ103が緩まないようにするためには、ナット部材112のリング部112aの軸方向長さLD1を大きめに設定するのが好ましい。従って、円筒状チップスリーブ103の軸方向長さLBに対する前記リング部112aの軸方向長さLD1の比LD1/LBの下限は、0.15であるのが好ましく、0.25であるのがより好ましい。比LD1/LBの上限は、0.35であるのが好ましく、0.5であるのがより好ましい。
　前記ナット部材は、平均熱膨張係数αCが12～25×10-6/℃の材料からなる。すなわち、平均熱膨張係数がチップ本体の平均熱膨張係数以上で、円筒状チップスリーブの平均熱膨張係数よりも高い材料によって形成される。特にナット部材は、20～200℃の平均熱膨張係数が17～20×10-6/℃である材料からなるのが好ましく、ヤング率180～210 GPa、引張強度450～550 MPaである材料を用いるのが好ましい。具体的にはSKD61等の合金工具鋼、SUS304、SUS316等のオーステナイト系ステンレス鋼、アルミニウム合金、銅合金等が例示できる。
(C)第三の態様
　本発明の第三のダイカスト用プランジャーチップは、円筒形状で内部に冷却水循環手段を有するチップ本体と、前記チップ本体の先端側外周に装着され射出スリーブに対する摺動面を形成する円筒状チップスリーブと、前記円筒状チップスリーブの後端側の前記チップ本体に外嵌される円筒状リングと、前記円筒状チップスリーブ及び前記円筒状リングを軸方向両端から挟持して固定する固定手段とを有し、前記円筒状チップスリーブは、図2(a)に示すように、高強度低熱膨張性金属からなる母材31と、前記母材31の外周面に接合された厚さ0.5～5 mmの耐食層32とからなり、前記高強度低熱膨張性金属は29～45質量％のNiを含有するFe-Ni基合金、又は29～35質量%のNi、12～23質量%のCo、0.5～1.5質量%のAl及び0.8～3質量%のTiを含有するFe-Ni-Co-Al-Ti基合金からなり、前記耐食層は0.2～0.7質量%のC、1～7質量%のCr及び1～20質量%のNiを含有するFe-C-Ni-Cr基合金からなる。前記チップ本体の20～200℃の平均熱膨張係数は10～14×10-6/℃、前記円筒状チップスリーブの母材の20～200℃の平均熱膨張係数は1～6×10-6/℃、及び前記円筒状リングの20～200℃の平均熱膨張係数が12～25×10-6/℃である。
　第三のダイカスト用プランジャーチップは、前記円筒状チップスリーブ及び前記円筒状リングを軸方向両端から挟持して固定する固定手段を有している。前記固定手段は先端側固定部と後端側固定部とを有し、例えば、図1に示す第一のダイカスト用プランジャーチップ1の場合、先端部2aが先端側固定部に該当し、ナット5が後端側固定部に該当するが、前記固定手段としては、これに限定されない。例えば、ナット5の内周に設けられたネジと、チップ本体2の外側後端部に設けられたネジとを螺合させて固定する代わりに、ナット5と同形状のネジを設けていないリング状部材を棒ネジでチップ本体2の外側後端部に固定して後端側固定部を形成しても良い。
　第三のダイカスト用プランジャーチップにおいて、前記円筒状リングが前記後端側固定部と一体に形成されていてもよい。このような態様としては、例えば、図4に示す第二のダイカスト用プランジャーチップ101が挙げられるが、これに限定されない。
　本発明の第三のダイカスト用プランジャーチップでは、第一のダイカスト用プランジャーチップ1において説明した、高強度低熱膨張性金属からなる円筒状チップスリーブ3を用いる。円筒状チップスリーブ3は、図2(a)に示すように、Fe-Ni基合金又はFe-Ni-Co-Al-Ti基合金からなる母材31と、前記母材31の外周面に接合された厚さ0.5～5 mmのFe-C-Ni-Cr基合金からなる耐食層32とからなる。前記母材31を構成するFe-Ni基合金及び前記Fe-Ni-Co-Al-Ti基合金、及び耐食層32を構成するFe-C-Ni-Cr基合金については、第一のダイカスト用プランジャーチップ1と同様のものが使用でる。さらに円筒状チップスリーブ3は、図2(b)に示すように、その表面に厚さ150～500μmの窒化層32sを有してもよい。すなわち、第一のダイカスト用プランジャーチップ1で説明した高強度低熱膨張性金属材料の構成を使用することができる。
[2] ダイカストショットスリーブ
　図3に示すように、本発明のダイカスト用プランジャーチップ1を射出スリーブ8に挿入することにより、プランジャーチップ1と射出スリーブ8とのクリアランス設定を極小化し気密性を向上させたダイカストショットスリーブが得られる。このダイカストショットスリーブを使用することにより、ダイカスト製品の主に鋳巣等の欠陥が軽減できる。なお第一のダイカスト用プランジャーチップの代わりに第二のダイカスト用プランジャーチップ又は第三のダイカスト用プランジャーチップを用いても同様の効果が得られる。
　特に、低熱膨張性金属(20℃から300℃までの平均熱膨張係数：1～6×10-6/℃)製からなる外筒8a内に窒化珪素質セラミックス又はサイアロンセラミックス(20℃から300℃までの平均熱膨張係数：1.5～3×10-6/℃)からなる内筒8bを備えてなる射出スリーブ8を用いることにより、プランジャーチップ1と射出スリーブ8の内筒8bとのクリアランス設定を、さらに極小化し気密性を向上させたダイカストショットスリーブが得られる。
　本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
実施例1
　以下のようにして、チップ本体2、円筒状チップスリーブ3、円筒状リング4及びナット5を準備し、図1に示す本発明の第一のダイカスト用プランジャーチップ1を作製した。
(a) チップ本体
　チップ本体2はSKD61(20～200℃の平均熱膨張係数：13×10-6/℃)を用いて作製した。なお先端部表面はアルミ溶湯に対する耐溶損性を高めるため、窒化処理を行い厚さ0.2 mmの窒化層を形成した。窒化処理後の表面硬さはHRC45であった。チップ本体2の先端部の外径は125.00 mm、円筒状チップスリーブ3及び円筒状リング4が嵌着される部分の外径が95.00 mm、全長180 mm、フランジ部6の軸方向厚さは周縁部で15 mm、下記円錐台2bを含む部分で25 mmであり、先端部中央部分の厚さは15 mmであった。チップ本体2内部には、冷却水循環手段7として内径75 mm長さ100 mmの空間を設けた。なお先端部には、軸方向高さが10 mm、テーパ角度45°の円錐台2bが設けられており、円錐台2bの下底の直径は115 mmであった。また後端部にはプランジャーチップを組立時、ナット5を締め付けるため、軸方向長さ38 mm、M90ピッチ2の螺子加工を施した。
(b) 円筒状チップスリーブ
　32.6質量％のNi、14.9質量％のCo、0.8質量％のAl、2.3質量％のTi、0.04質量％のC、残部Fe及び不可避的不純物からなり、引張強度1200 MPa及び20～200℃の平均熱膨張係数は3.2×10-6/℃の高強度低熱膨張性の金属からなる円筒状の母材の外周面及び内端面に、SKD61を1.5 mmの厚さで肉盛溶接した後、さらにSKD61を1.5 mmの厚さで肉盛溶接し、600℃10時間の条件で時効処理を行った後、その肉盛層の表面を約0.5 mm加工除去し外径125.225 mm、内径95.07 mm及び長さ130 mmの円筒状チップスリーブを得た。得られた円筒状チップスリーブから組成分析用試料を採取後、外径125.225 mm、内径95.07 mm及び長さ95 mmの図1に示す形状の円筒状チップスリーブを得た。
　円筒状チップスリーブの外表面から深さ0.5 mmの範囲内の組成は、採取した円筒状チップスリーブの組成分析用試料を外表面から0.5 mmの深さまで旋盤で切削して得られた切粉を用いて分析した。同様に、外表面から深さ2 mmの範囲内の組成は、前記組成分析用試料を外表面から2 mmの深さまで旋盤で切削して得られた切粉を用いて分析した。C及びSは、堀場製作所製の炭素・硫黄分析装置(EMIA-320V2)を用い、その他の金属成分については島津製作所製の高周波誘導結合プラズマ発光分光分析装置(ICPS-8100)を用いて組成分析を行った。
　外表面から深さ0.5 mmの範囲内の組成は、C：0.29％、Si：0.20%、Mn：0.59％、Ni：1.53％、Cr：3.05％、Mo：1.25％、V：0.73％、Co：1.9％、Al：0.05％、Ti：0.13％、P：0.001％、S：0.001％、Fe：残部であった。
　また外表面から深さ2 mmの範囲内の組成は、C：0.34％、Si：0.35％、Mn：0.52％、Ni：7.78％、Cr：2.8％、Mo：1.12％、V：0.64％、Co：3.83％、Al：0.18％、Ti：0.42％、P：0.002％、S：0.001％、Fe：残部であった。
(c) 円筒状リング
　円筒状リングは、SUS304(20～200℃の平均熱膨張係数：18×10-6/℃)を用いて作製した。得られた円筒状リングは、外径124.4 mm、内径95.07 mm及び長さ25 mmであった。
(d) プランジャーチップ及び射出スリーブへの組み付け
　SKD61を用いてナット5を作成した。寸法は、外径124 mm、長さ35 mmとし、内部にM90ピッチ2、長さ35 mmの雌螺子加工を施した。さらに、円筒状チップスリーブ及び円筒状リングを軸方向に締め付けできるようにするため、外径部に互いに平行となる一対の平坦面(平坦面間の間隔110 mm)を設けた。
　図3に示すように、チップ本体2に、円筒状チップスリーブ3及び円筒状リング4を順に装着し、ナット5で螺着して円筒状チップスリーブ3及び円筒状リング4を固定し、プランジャーチップ1を組み立てた。このプランジャーチップ1を射出スリーブ8に挿入してダイカストショットスリーブ11とし、ダイカストマシンへ組みつけた。射出スリーブ8は、Ni：32.5質量％、Co：15.0質量％、Al：0.8質量％、Ti：2.2質量％、残部Fe及び不可避的不純物からなる低熱膨張性金属(20℃から300℃までの平均熱膨張係数：3.6×10-6/℃、20℃から600℃までの平均熱膨張係数：9.5×10-6/℃)製の外筒8aと、Si3N4：87質量％、Y2O3：6質量％、Al2O3：4質量％及びAlN：3質量％の組成の原料粉末を焼結してなるサイアロン製の内筒8b(20～200℃の平均熱膨張係数：2×10-6/℃)を焼嵌め一体化したものを使用した。その内径は125.30 mmであった。
　この射出スリーブとプランジャーチップの組み合わせ(ダイカストショットスリーブ)を用いて、型締め力1000トンのダイカストマシンでアルミニウム製品(ADC12、製品重量約15～17kg)の鋳造を、5000ショット行った結果、射出スリーブ内面とプランジャーチップとの微小隙間への溶湯の差し込み及び射出スリーブ内面へのかじり疵の発生は認められず、全体をSKD61で一体的に形成した従来技術のプランジャーチップを用いた場合に比べて、良好な結果が得られた。
実施例2
　円筒状チップスリーブを低熱膨張鋳鉄(組成　C：0.98質量％、Si：0.35質量％、Mn：0.29質量％、Ni：32.5質量％、Co：5.22質量％、Mg：0.048質量％、P：0.013質量％、S：0.006質量％、残部Fe及び不可避的不純物)で作製した以外は実施例1と同様にして、第一のダイカスト用プランジャーチップを作製してダイカストショットスリーブを構成し、ダイカストマシンを組み立てた。なお円筒状チップスリーブの熱膨張係数及び黒鉛の面積率を、前記低熱膨張鋳鉄の端材から採取した試験片を用いて測定した。黒鉛の面積率は、試験片を鏡面研磨した後、画像解析により測定した。その結果、20～200℃の平均熱膨張係数は2.1×10-6/℃、黒鉛の面積率は5面積％であった。
　このダイカストマシンを用いて、アルミニウム溶湯の射出成形を行った結果、実施例1と同様の結果が得られた。
実施例3
　円筒状チップスリーブをサイアロン(20～200℃の平均熱膨張係数：2×10-6/℃)で作製した以外は実施例1と同様にして、第一のダイカスト用プランジャーチップを作製してダイカストショットスリーブを構成し、ダイカストマシンを組み立てた。
　このダイカストマシンを用いて、アルミニウム溶湯の射出成形を行った結果、実施例1と同様の結果が得られた。
実施例4
　円筒状リング4及びナット5を使用する代わりに、図4に示すようなナット部材112を使用し、それ以外実施例1と同様にして、図4に示す第二のダイカスト用プランジャーチップ101を作製してダイカストショットスリーブを構成し、ダイカストマシンを組み立てた。なお前記ナット部材112は、実施例1で使用した円筒状リング4とナット5とが一体になった形状を有し、SKD61を用いて作製した。
　このダイカストマシンを用いて、アルミニウム溶湯の射出成形を行った結果、実施例1と同様の結果が得られた。

Claims (22)

  1. 　溶湯流路となる射出スリーブ内を摺動するダイカスト用プランジャーチップであって、
    　円筒形状で内部に冷却水循環手段を有するチップ本体と、前記チップ本体の先端側外周に装着され前記射出スリーブに対する摺動面を形成する円筒状チップスリーブと、前記円筒状チップスリーブの後端側の前記チップ本体に外嵌される円筒状リングと、前記円筒状リングの後端側の前記チップ本体に螺着されるナットとからなり、
    前記チップ本体の20～200℃の平均熱膨張係数αAが10～14×10-6/℃、
    前記円筒状チップスリーブの20～200℃の平均熱膨張係数αBが1～6×10-6/℃、及び
    前記円筒状リングの20～200℃の平均熱膨張係数αCが12～25×10-6/℃であり、
    αC－αA≧0.5×10-6/℃を満たし、
    20℃での前記円筒状チップスリーブの軸方向長さをLB、及び20℃での前記円筒状リングの軸方向長さをLCとしたとき、式：
    0.05≦LC/LB≦0.90　・・・(1)
    を満たすことを特徴とするダイカスト用プランジャーチップ。
  2. 　請求項1に記載のダイカスト用プランジャーチップにおいて、
    　20℃及び稼働時の温度において、前記円筒状チップスリーブが、前記チップ本体先端部及び前記円筒状リングよりも大きな外径を有することを特徴とするダイカスト用プランジャーチップ。
  3. 　請求項1又は2に記載のダイカスト用プランジャーチップにおいて、前記円筒状リングがオーステナイト系ステンレス鋼からなることを特徴とするダイカスト用プランジャーチップ。
  4. 　溶湯流路となる射出スリーブ内を摺動するダイカスト用プランジャーチップであって、
    　円筒形状で内部に冷却水循環手段を有するチップ本体と、前記チップ本体の先端側外周に装着され前記射出スリーブに対する摺動面を形成する円筒状チップスリーブと、前記円筒状チップスリーブの後端側の前記チップ本体に螺着されるナット部材とからなり、
    前記ナット部材が、前記円筒状チップスリーブの後端側に当接するリング部と、前記リング部の後端側に一体に形成されたナット部とからなり、
    前記チップ本体の20～200℃の平均熱膨張係数αAが10～14×10-6/℃、
    前記円筒状チップスリーブの20～200℃の平均熱膨張係数αBが1～6×10-6/℃、及び
    前記ナット部材の20～200℃の平均熱膨張係数αDが12～25×10-6/℃であり、
    αD≧αAを満たし、
    20℃での前記円筒状チップスリーブの軸方向長さをLB、及び20℃での前記リング部の軸方向長さをLD1としたとき、式：
    0.05≦LD1/LB≦0.90　・・・(1')
    を満たすことを特徴とするダイカスト用プランジャーチップ。
  5. 　請求項4に記載のダイカスト用プランジャーチップにおいて、
    　前記チップ本体の20～200℃の平均熱膨張係数αA、及び前記ナット部材の20～200℃の平均熱膨張係数αDが、αD－αA≧0.5×10-6/℃を満たすことを特徴とするダイカスト用プランジャーチップ。
  6. 　請求項4又は5に記載のダイカスト用プランジャーチップにおいて、
    　20℃及び稼働時の温度において、前記円筒状チップスリーブが、前記チップ本体先端部及び前記ナット部材よりも大きな外径を有することを特徴とするダイカスト用プランジャーチップ。
  7. 　請求項1～6のいずれかに記載のダイカスト用プランジャーチップにおいて、
    　20℃での前記射出スリーブの内径をDとしたとき、式：
    LB≧0.3×D　・・・(2)
    を満たすことを特徴とするダイカスト用プランジャーチップ。
  8. 　請求項1～7のいずれかに記載のダイカスト用プランジャーチップにおいて、前記円筒状チップスリーブが、高強度低熱膨張性金属からなることを特徴とするダイカスト用プランジャーチップ。
  9. 　請求項8に記載のダイカスト用プランジャーチップにおいて、前記高強度低熱膨張性金属が29～45質量％のNiを含有するFe-Ni基合金であることを特徴とするダイカスト用プランジャーチップ。
  10. 　請求項8に記載のダイカスト用プランジャーチップにおいて、前記高強度低熱膨張性金属が29～35質量%のNi、12～23質量%のCo、0.5～1.5質量%のAl及び0.8～3質量%のTiを含有するFe-Ni-Co-Al-Ti基合金であることを特徴とするダイカスト用プランジャーチップ。
  11. 　請求項9又は10に記載のダイカスト用プランジャーチップにおいて、前記円筒状チップスリーブが、前記Fe-Ni基合金又は前記Fe-Ni-Co-Al-Ti基合金からなる母材と、前記母材の外周面に接合された厚さ0.5～5 mmのFe-C-Ni-Cr基合金からなる耐食層とからなり、
    前記耐食層は、0.2～0.7質量%のC、1～7質量%のCr及び1～20質量%のNiを含有するFe-C-Ni-Cr基合金からなることを特徴とするダイカスト用プランジャーチップ。
  12. 　請求項11に記載のダイカスト用プランジャーチップにおいて、
    前記耐食層の表面から深さ0.5 mmまでの表層部が0.2～0.7質量%のC含有量、2～7質量%のCr含有量及び0.1～15質量%のNi含有量を有することを特徴とするダイカスト用プランジャーチップ。
  13. 　請求項12に記載のダイカスト用プランジャーチップにおいて、
    前記耐食層が、さらに0.5～3質量%のMo、0.3～1.5質量%のV、2質量%以下のCo、0.5質量%以下のAl、0.5質量%以下のTi、0.5質量%以下のSi、1.0質量%以下のMn、0.04質量%以下のP及び0.03質量%以下のSを含有することを特徴とするダイカスト用プランジャーチップ。
  14. 　請求項8～13のいずれかに記載のダイカスト用プランジャーチップにおいて、
    前記円筒状チップスリーブが、表面から厚さ150～500μmの窒化層を有することを特徴とするダイカスト用プランジャーチップ。
  15. 　請求項1～7のいずれかに記載のダイカスト用プランジャーチップにおいて、前記円筒状チップスリーブが、0.5～3.0質量％のC、0.1～2.7質量％のSi、0.1～1.0質量％のMn、25～40質量％のNi、3～7質量％のCo、残部がFe及び不可避的不純物を含有する組成を有するとともに、1～10面積％の黒鉛を有する組織を有する低熱膨張鋳鉄からなることを特徴とするダイカスト用プランジャーチップ。
  16. 　請求項1～7のいずれかに記載のダイカスト用プランジャーチップにおいて、前記円筒状チップスリーブが、窒化珪素質セラミックス、サイアロンセラミックス、炭化珪素質セラミックス及びカーボン質セラミックスから選ばれた1種からなることを特徴とするダイカスト用プランジャーチップ。
  17. 　請求項1～7のいずれかに記載のダイカスト用プランジャーチップにおいて、
    前記円筒状チップスリーブが、請求項8～14のいずれかに記載の高強度低熱膨張性金属からなる円筒状チップスリーブ、請求項15に記載の低熱膨張鋳鉄からなる円筒状チップスリーブ、及び請求項16に記載のセラミックスからなる円筒状チップスリーブから選ばれた２種類以上を軸方向に配置して構成したことを特徴とするダイカスト用プランジャーチップ。
  18. 　溶湯流路となる射出スリーブ内を摺動するダイカスト用プランジャーチップであって、
    　円筒形状で内部に冷却水循環手段を有するチップ本体と、前記チップ本体の先端側外周に装着され前記射出スリーブに対する摺動面を形成する円筒状チップスリーブと、前記円筒状チップスリーブの後端側の前記チップ本体に外嵌される円筒状リングと、前記円筒状チップスリーブ及び前記円筒状リングを軸方向両端から挟持して固定する固定手段と有し、
    前記円筒状チップスリーブが、高強度低熱膨張性金属からなる母材と、前記母材の外周面に接合された厚さ0.5～5 mmの耐食層とからなり、
    前記高強度低熱膨張性金属が29～45質量％のNiを含有するFe-Ni基合金、又は29～35質量%のNi、12～23質量%のCo、0.5～1.5質量%のAl及び0.8～3質量%のTiを含有するFe-Ni-Co-Al-Ti基合金からなり、
    前記耐食層が0.2～0.7質量%のC、1～7質量%のCr及び1～20質量%のNiを含有するFe-C-Ni-Cr基合金からなり、
    前記チップ本体の20～200℃の平均熱膨張係数が10～14×10-6/℃、
    前記円筒状チップスリーブの母材の20～200℃の平均熱膨張係数が1～6×10-6/℃、及び
    前記円筒状リングの20～200℃の平均熱膨張係数が12～25×10-6/℃であることを特徴とするダイカスト用プランジャーチップ。
  19. 　請求項18に記載のダイカスト用プランジャーチップにおいて、
    　前記固定手段が先端側固定部と後端側固定部とを有し、前記円筒状リングが前記後端側固定部と一体に形成されていることを特徴とするダイカスト用プランジャーチップ。
  20. 　請求項18又は19に記載のダイカスト用プランジャーチップにおいて、
    　20℃及び稼働時の温度において、前記円筒状チップスリーブが、前記チップ本体先端部及び前記円筒状リングよりも大きな外径を有することを特徴とするダイカスト用プランジャーチップ。
  21. 　請求項18～20のいずれかに記載のダイカスト用プランジャーチップにおいて、
    　20℃での前記円筒状チップスリーブの軸方向長さをLB、20℃での前記射出スリーブの内径をDとしたとき、式：
    LB≧0.3×D　・・・(2)
    を満たすことを特徴とするダイカスト用プランジャーチップ。
  22. 　請求項1～21のいずれかに記載のダイカスト用プランジャーチップと、低熱膨張性の金属からなる外筒内に窒化珪素質セラミックス又はサイアロンセラミックスからなる内筒を備えてなる射出スリーブとからなることを特徴とするダイカストショットスリーブ。
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