JPS6149378B2 - - Google Patents
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- JPS6149378B2 JPS6149378B2 JP14464483A JP14464483A JPS6149378B2 JP S6149378 B2 JPS6149378 B2 JP S6149378B2 JP 14464483 A JP14464483 A JP 14464483A JP 14464483 A JP14464483 A JP 14464483A JP S6149378 B2 JPS6149378 B2 JP S6149378B2
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- Japan
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- die
- phase forming
- cermet
- resistance
- component
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- Expired
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Description
この発明は、すぐれた耐摩耗性,耐塑性変形
性,耐酸化性,耐熱衝撃性,および耐浸食性を有
し、特にこれらの特性が要求されるダイカスト機
における金型や、その他の直接溶湯に接触するス
リーブ,シリンダー,プランジヤー,押出ピン,
さらに中子などの部材(以下、これを総称してダ
イカスト金型部材という)の製造に用いるのに適
したサーメツトに関するものである。
一般に、ダイカスト法は、高い生産性で、寸法
精度の高い鋳物を製造することができることか
ら、Zn,Mg,Al,Cu,およびこれらの合金の鋳
物の製造に用いられている。
また、近年、これらの材料より高融点を有する
鉄鋼材料をダイカストする研究が盛んに行なわれ
るようになつている。鉄鋼材料をダイカストする
場合、その鋳込み温度が1300℃以上の高温となる
ことから、ダイカスト金型部材は、すぐれた耐摩
耗性,耐塑性変形性,耐酸化性,耐熱衝撃性,お
よび耐浸食性を具備することが要求される。
しかし、通常のAlおよびAl合金のダイカスト
に用いられているJIS―SKD―61製のダイカスト
金型部材を用いて鉄鋼材料をダイカストした場
合、前記ダイカスト部材は、上記の特性が全体的
に不十分であることから、せいぜい数100シヨツ
トで寿命となるものであり、また、これより耐熱
性のあるMo基合金製のものや、W基合金製のも
のを用いても、これらの合金はいずれも耐摩耗
性,耐塑性変形性,および耐酸化性に欠けるもの
であるため、5000シヨツト程度までが限度であ
り、十分満足する使用寿命を示さないのが現状で
ある。
そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、Zn,Mg,Al,Cu,およびこれらの合金は勿
論のこと、鉄鋼材料のダイカストに際して、ダイ
カスト金型部材として用いた場合に、すぐれた使
用寿命を示す材料を開発すべく研究を行なつた結
果、重量%で(以下%は重量%を示す)、
分散相形成成分として、TiとWの複合炭窒化
物固溶体(以下、(Ti,W)CNで示す):1〜10
%、
同じく分散相形成成分として、Mg,Zr,Al,
Y,およびHfの酸化物(以下、それぞれMgO,
ZrO2,Al2O3,Y2O3およびHfO2で示し、これら
を総称して金属酸化物という)のうちの1種また
は2種以上:0.05〜2%、
を含有し、さらに必要に応じて、いずれも結合相
形成成分として、
Mo:1〜10%、
Cr:1〜10%、
のうちの1種または2種を含有し、残りが同じく
結合相形成成分としてのWと不可避不純物からな
る組成を有するサーメツトにおいては、分散相の
(Ti,W)CNによつてすぐれた耐摩耗性,耐塑性
変形性,および耐酸化性が確保され、同じく分散
相の金属酸化物によつて一段とすぐれた耐酸化性
の向上が見られ、さらに結合相のWによつてすぐ
れた耐熱衝撃性と耐浸食性が確保され、かつCr
の含有によつて結合相の耐酸化性が、またMoの
含有によつて結合相の耐熱衝撃性が一段と向上す
るようになることから、この結果のサーメツト
は、ダイカスト金型部材に要求される、すぐれた
耐摩耗性,耐塑性変形性,耐酸化性,耐熱衝撃
性,および耐浸食性を具備することになり、した
がつてこれを実用に供した場合、きわめてすぐれ
た性能を発揮し、著しく長期に亘る使用を可能に
するという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、以下に成分組成を上記の通りに限定
した理由を説明する。
(a) (Ti,W)CN
この成分には、焼結時にWの焼結を促進し、も
つてサーメツトを緻密化する作用があるほか、自
身も分散相を形成してサーメツトの耐摩耗性,耐
塑性変形性,および耐酸化性を向上させる作用が
あるが、その含有量が1%未満では前記作用に所
望の効果が得られず、一方10%を越えて含有させ
ると、耐熱衝撃性が劣化するようになることか
ら、その含有量を1〜10%と定めた。
(b) 金属酸化物
これらの成分には、焼結時にWの粒成長を抑制
する作用があるほか、分散相を形成してサーメツ
トの耐酸化性を一段と向上させる作用があるが、
その含有量が0.05%未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方2%を越えて含有させると、
サーメツトの靭性に低下傾向が現われるようにな
ることから、その含有量を0.05〜2%と定めた。
(c) Cr
Cr成分には結合相の耐酸化性を向上させる作
用があるので、必要に応じて含有されるが、その
含有量が1%未満では所望の耐酸化性向上効果が
得られず、一方10%を越えて含有させると、耐熱
衝撃性が劣化するようになることから、その含有
量を1〜10%と定めた。
(d) Mo
Mo成分には結合相の耐熱衝撃性を向上させる
作用があるので、必要に応じて含有されるが、そ
の含有量が1%未満では所望の耐熱衝撃性向上効
果が得られず、一方10%を越えて含有させると、
耐浸食性が低下するようになることから、その含
有量を1〜10%と定めた。
つぎに、この発明のダイカスト金型部材用サー
メツトを実施例により具体的に説明する。
実施例
原料粉末として、いずれも市販の平均1.5μm
を有する(Ti,W)CN粉末,同0,15μmの
MgO粉末,同1.0μmのZrO2粉末,同0.3μmの
Y2O3粉末、同0.3μmのAl2O3粉末,同0.2μmの
HfO2粉末,同1.5μmのW粉末,同3.5μmのCr
粉末,および同0.5μmのMo粉末を用意し、これ
ら原料粉末をそれぞれ第1表に示される配合組成
に配合し、ボールミルにて72時間湿式粉砕混合し
た後、圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を100
〜760torrの範囲内の所定の圧力をもつた窒素雰
囲気中、温度:2000℃に1時間保持の条件で焼結
することによつて、実質的に配合組成と同一の組
成をもち、かつ直径:20mmφ×長さ:100mmの寸
法をもつた本発明サーメツト部材1〜12を製造し
た。また、比較の目的で、それぞれ従来材料とし
て知られるSKD―61製、W基合金(W―2%Mo
―4%Ni―2%Fe)製,およびMo基合金(Mo―
0.7%Ti―0.2%Zr)製にして、同寸法を有する部
材を従来部材1〜3として用意した。
ついで、これらの本発明サーメツト部材1〜12
および従来部材1〜3について、室温および600
℃におけるビツカース硬さを測定すると共に、こ
れをダイカスト機の金型中子として用い、鋳型キ
ヤビテイに組込んだ状態で、C:3.5%,Si:
This invention has excellent wear resistance, plastic deformation resistance, oxidation resistance, thermal shock resistance, and corrosion resistance, and is particularly applicable to molds in die casting machines and other directly molten metals that require these properties. Sleeves, cylinders, plungers, extrusion pins,
Furthermore, the present invention relates to a cermet suitable for use in manufacturing members such as cores (hereinafter collectively referred to as die casting mold members). In general, the die casting method is used to produce castings of Zn, Mg, Al, Cu, and alloys thereof because it can produce castings with high productivity and high dimensional accuracy. Furthermore, in recent years, research into die casting of steel materials having a higher melting point than these materials has been actively conducted. When die-casting steel materials, the casting temperature is higher than 1300°C, so die-casting mold parts have excellent wear resistance, plastic deformation resistance, oxidation resistance, thermal shock resistance, and corrosion resistance. It is required to have the following. However, when a steel material is die-cast using a JIS-SKD-61 die-casting mold member that is normally used for die-casting Al and Al alloys, the die-casting member has insufficient properties as a whole. Therefore, the lifespan is a few hundred shots at most, and even if you use a Mo-based alloy or a W-based alloy that is more heat resistant, these alloys will not last. Because it lacks wear resistance, plastic deformation resistance, and oxidation resistance, it is limited to about 5,000 shots, and currently does not have a fully satisfactory service life. Therefore, from the above-mentioned viewpoint, the present inventors have developed an excellent material that can be used as a die-casting mold member when die-casting not only Zn, Mg, Al, Cu, and their alloys, but also steel materials. As a result of research to develop a material that exhibits a long service life, we found that a composite carbonitride solid solution of Ti and W (hereinafter referred to as (Ti, W) CN): 1 to 10
%, also as dispersed phase forming components, Mg, Zr, Al,
Y, and Hf oxides (hereinafter referred to as MgO and Hf, respectively)
ZrO 2 , Al 2 O 3 , Y 2 O 3 and HfO 2 , collectively referred to as metal oxides): 0.05 to 2%; Accordingly, all of them contain one or two of the following as bonding phase forming components: Mo: 1 to 10%, Cr: 1 to 10%, and the rest is W and inevitable impurities as bonding phase forming components. In cermets having a composition of A further improvement in oxidation resistance was observed, and the binder phase W ensured excellent thermal shock resistance and corrosion resistance, and Cr
The oxidation resistance of the binder phase is further improved by the addition of Mo, and the thermal shock resistance of the binder phase is further improved by the addition of Mo. It has excellent wear resistance, plastic deformation resistance, oxidation resistance, thermal shock resistance, and corrosion resistance, and therefore, when put into practical use, it exhibits extremely excellent performance. They have found that it can be used for an extremely long period of time. This invention was made based on the above knowledge, and the reason why the component composition was limited as described above will be explained below. (a) (Ti, W)CN This component has the effect of accelerating the sintering of W during sintering and densifying the cermet, and also forms a dispersed phase to improve the wear resistance of the cermet. , has the effect of improving plastic deformation resistance and oxidation resistance, but if its content is less than 1%, the desired effects cannot be obtained, while if it is contained in excess of 10%, thermal shock resistance The content was determined to be 1 to 10% because it causes deterioration. (b) Metal oxides These components have the effect of suppressing the grain growth of W during sintering, and also have the effect of forming a dispersed phase to further improve the oxidation resistance of the cermet.
If the content is less than 0.05%, the desired effect cannot be obtained, while if the content exceeds 2%,
Since the toughness of cermet tends to decrease, its content is set at 0.05 to 2%. (c) Cr Since the Cr component has the effect of improving the oxidation resistance of the binder phase, it is included as necessary, but if the content is less than 1%, the desired effect of improving oxidation resistance cannot be obtained. On the other hand, if the content exceeds 10%, the thermal shock resistance deteriorates, so the content was set at 1 to 10%. (d) Mo The Mo component has the effect of improving the thermal shock resistance of the binder phase, so it is included as necessary, but if the content is less than 1%, the desired effect of improving thermal shock resistance cannot be obtained. , on the other hand, if it is contained in excess of 10%,
The content was set at 1 to 10% since the corrosion resistance deteriorates. Next, the cermet for die-casting mold members of the present invention will be specifically explained with reference to Examples. Example As raw material powder, all commercially available average 1.5 μm
(Ti,W)CN powder with 0.15μm
MgO powder, 1.0 μm ZrO 2 powder, 0.3 μm
Y 2 O 3 powder, 0.3 μm Al 2 O 3 powder, 0.2 μm
HfO 2 powder, 1.5μm W powder, 3.5μm Cr
Powder and Mo powder of 0.5 μm were prepared, and these raw powders were blended into the composition shown in Table 1, wet-pulverized and mixed in a ball mill for 72 hours, and then press-molded into a green compact. 100 powder compacts
By sintering in a nitrogen atmosphere with a predetermined pressure in the range of ~760 torr at a temperature of 2000°C for 1 hour, it has a composition that is substantially the same as the blended composition, and a diameter of: Cermet members 1 to 12 of the present invention having dimensions of 20 mmφ x length: 100 mm were manufactured. In addition, for comparison purposes, the materials are made of SKD-61, which is known as a conventional material, and made of W-based alloy (W-2% Mo).
-4%Ni-2%Fe) and Mo-based alloy (Mo-
0.7%Ti-0.2%Zr) and having the same dimensions were prepared as conventional members 1 to 3. Next, these cermet members 1 to 12 of the present invention
And for conventional members 1 to 3, room temperature and 600
The Vickers hardness at ℃ was measured, and this was used as a mold core of a die-casting machine and assembled into a mold cavity. C: 3.5%, Si:
【表】
2.1%,Mn:0.8%,p:0.1%,S:0.05%,Fe
およびその他の不可避不純物:残りからなる鋳鉄
溶湯を、溶湯温度:1380℃にて鋳込み、自動車用
鋳鉄鋳物(バルブロツカーアーム)をダイカスト
し、前記金型中子の使用寿命に至るまでのシヨツ
ト数を測定した。なお、金型中子は、鋳鉄鋳物に
おける中子形成部分における鋳肌面粗さおよび寸
法精度のうちの少なくともいずれかが許容値を外
れた時点をもつて使用寿命とした。これらの結果
を第1表に合せて示した。
第1表に示される結果から、本発明サーメツト
部材1〜12は、いずれも従来部材に比して著しく
すぐれた使用寿命を示すことが明らかである。
上述のように、この発明のサーメツトは、すぐ
れた耐摩耗性,耐塑性変形性,耐酸化性,耐熱衝
撃性,および耐浸食性を有するので、これらの特
性が要求されるダイカスト金型部材として用いた
場合に著しく長期に亘つてすぐれた性能を発揮す
るのである。[Table] 2.1%, Mn: 0.8%, p: 0.1%, S: 0.05%, Fe
and other unavoidable impurities: The molten cast iron consisting of the remainder was cast at a molten metal temperature of 1380°C, and an automobile iron casting (valve blocker arm) was die-cast, and the number of shots until the service life of the mold core was calculated. It was measured. The service life of the mold core was defined as the point in time when at least one of the cast surface roughness and dimensional accuracy in the core forming part of the cast iron casting exceeded the allowable value. These results are also shown in Table 1. From the results shown in Table 1, it is clear that all of the cermet members 1 to 12 of the present invention exhibit significantly superior service life compared to conventional members. As mentioned above, the cermet of the present invention has excellent wear resistance, plastic deformation resistance, oxidation resistance, thermal shock resistance, and corrosion resistance, so it can be used as a die casting mold member that requires these properties. When used, it exhibits excellent performance over an extremely long period of time.
Claims (1)
化物固溶体1〜10%、 同じく分散相形成成分として、Mg,Zr,Al,
Y,およびHfの酸化物のうちの1種または2種
以上:0.05〜2%、 を含有し、残りが結合相形成成分としてのWと不
可避不純物からなる組成(以上重量%)を有する
ことを特徴とするダイカスト金型部材用サーメツ
ト。 2 分散相形成成分として、TiとWの複合炭窒
化物固溶体:1〜10%、 同じく分散相形成成分として、Mg,Zr,Al,
Y,およびHfの酸化物のうちの1種または2種
以上:0.05〜2%、 を含有し、さらに、 結合相形成成分として、Mo:1〜10%、 を含有し、残りが結合相形成成分としてのWと不
可避不純物からなる組成(以上重量%)を有する
ことを特徴とするダイカスト金型部材用サーメツ
ト。 3 分散相形成成分として、TiとWの複合炭窒
化物固溶体:1〜10%、 同じく分散相形成成分として、Mg,Zr,Al,
Y,およびHfの酸化物のうちの1種または2種
以上:0.05〜2%、 を含有し、さらに、 結合相形成成分として、Cr:1〜10%、 を含有し、残りが結合相形成成分としてのWと不
可避不純物からなる組成(以上重量%)を有する
ことを特徴とするダイカスト金型部材用サーメツ
ト。 4 分散相形成成分として、TiとWの複合炭窒
化物固溶体:1〜10%、 同じく分散相形成成分として、Mg,Zr,Al,
Y,およびHfの酸化物のうちの1種または2種
以上:0.05〜2%、 を含有し、さらに、いずれも結合相形成成分とし
て、 Mo:1〜10%、 Cr:1〜10%、 を含有し、残りが同じく結合相形成成分としての
Wと不可避不純物からなる組成(以上重量%)を
有することを特徴とするダイカスト金型部材用サ
ーメツト。[Claims] 1. 1 to 10% of a composite carbonitride solid solution of Ti and W as dispersed phase forming components, Mg, Zr, Al,
One or more of the oxides of Y and Hf: 0.05 to 2%, and the remainder is W as a binder phase forming component and unavoidable impurities (wt%). Characteristic cermet for die casting mold parts. 2. Composite carbonitride solid solution of Ti and W: 1 to 10% as dispersed phase forming components, Mg, Zr, Al,
Contains 0.05 to 2% of one or more of the oxides of Y and Hf, further contains 1 to 10% of Mo as a bonding phase forming component, and the remainder is a bonding phase forming component. A cermet for die-casting mold members, characterized by having a composition (the above weight %) consisting of W as a component and unavoidable impurities. 3. Composite carbonitride solid solution of Ti and W: 1 to 10% as dispersed phase forming components, Mg, Zr, Al,
Contains 0.05 to 2% of one or more of the oxides of Y and Hf, and further contains 1 to 10% of Cr as a bonding phase forming component, with the remainder forming a bonding phase. A cermet for die-casting mold members, characterized by having a composition (the above weight %) consisting of W as a component and unavoidable impurities. 4. Composite carbonitride solid solution of Ti and W: 1 to 10% as dispersed phase forming components, Mg, Zr, Al,
Contains one or more of Y and Hf oxides: 0.05 to 2%, and further includes Mo: 1 to 10%, Cr: 1 to 10%, both as bond phase forming components. 1. A cermet for die-casting mold members, characterized in that it has a composition (the above weight %) comprising W as a binder phase forming component and unavoidable impurities.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14464483A JPS6036642A (en) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | Cermet for die member for die casting |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14464483A JPS6036642A (en) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | Cermet for die member for die casting |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6036642A JPS6036642A (en) | 1985-02-25 |
| JPS6149378B2 true JPS6149378B2 (en) | 1986-10-29 |
Family
ID=15366858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14464483A Granted JPS6036642A (en) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | Cermet for die member for die casting |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6036642A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2250226B (en) * | 1990-11-29 | 1994-08-31 | Honda Motor Co Ltd | Metallic mould for casting vehicle wheel |
| DE4201781C2 (en) * | 1991-01-24 | 1996-05-30 | Tokyo Yogyo Kk | Injection part for a die casting machine |
-
1983
- 1983-08-08 JP JP14464483A patent/JPS6036642A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6036642A (en) | 1985-02-25 |
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