[发明专利]半熔融或半凝固状态的铁系合金的铸造方法及铸造用模具

说明书

技术领域

本发明涉及半熔融或半凝固状态的铁系合金的铸造方法和这样的铸造所用的铸造用模具。

本申请基于2008年6月13日提出的日本专利申请第2008-155991号而主张其优先权，这里引用其内容。

背景技术

作为大量制造复杂形状的金属构件的技术有压铸技术。此技术是将熔融的金属压入模具中并使其凝固的技术，作为制造铝系合金或镁系合金等低熔点的金属构件的方法是有效的。但是，在用压铸技术制造铁系合金构件方面，铁系合金因熔点高、而且模具基材的大多数采用相同的铁系合金而不太被广泛采用。

近年来，随着着眼于铁的强度高而采用压铸技术由半熔融状态的铸铁进行制造的方法的开发并实用化，希望开发具有充分的耐久性的模具。另一方面，以往为了提高以有色金属为中心的压铸成形或注射成形中使用的模具的耐久性，开发了各种技术。

特别是在专利文献1中，公开了一种通过对模具表面实施气体渗硫氮化处理，降低模具表面对供给压铸或注射成形的镁熔液的润湿性，从而提高防止烧接及被成形物的脱模性的技术。

另外，在专利文献2中，公开了一种在压铸模具的表面涂布由氟化物、硼化物、碳化物、碳酸盐等的粒子或油脂类、有机金属构成的被膜剂，然后干燥，从而形成具有气孔的被膜的方法。

再者，在专利文献3中，公开了一种将在含有硅酸钠的水中分散有氧化物等的粉末和钛酸钾等的纤维材料而形成的覆盖材料涂布在铸造用模具表面并使其干燥，然后实施熟化热处理而形成覆盖层，从而提高模具的耐久性和铸造品的脱模性的技术。

铸铁在半熔融状态下的温度低于该铸铁的熔点，例如在C：2.0％的铸铁的情况下，大约为1200～1270℃左右，但与铝合金及镁合金的熔点相比为非常高的温度。另外，模具的材质多为以SKD61为代表的模具钢。基于上述的状况，模具暴露于非常容易发生磨损、与被成形物的烧接、接触时因热冲击造成的裂纹、在铸铁中的熔析等的环境下。事实上，通常的低合金用压铸模具可耐1万件以上成形品的制造，但对于目前的半熔融铸铁的压铸模具，即使采用专利文献1～3的技术，其限度也是与1000件左右的制造数相对应的耐久性。这样，半熔融铸铁的压铸模具的寿命短，从而希望提高耐久性。

专利文献1：日本特开2004-114151号公报

专利文献2：日本特开2001-232443号公报

专利文献3：日本特开平7-303933号公报

发明内容

本发明鉴于上述课题，其目的在于提供一种半熔融或半凝固状态的铁系合金的铸造方法及铸造用模具，其在铁系合金(亚共晶铸铁等)的触变铸造(半熔融成形：thixocasting)及流变铸造(半凝固成形：rehocasting)中，可防止模具的内表面在高温下的磨损、成形金属的烧接及侵蚀等的发生，而且脱模性良好，耐久性得以提高。

为了实现上述的目的，本发明人对施加给模具的覆盖材料(脱模剂)进行了广泛的研究。由此发现：以下所示的润滑脱模剂对于提高用于以半熔融或半凝固状态铸造铁系合金的模具的耐久性具有较大的效果。

本发明是基于上述的见解而完成的，其要旨如下：

(1)一种半熔融或半凝固状态的铁系合金的铸造方法，其是铸造半熔融或半凝固状态的铁系合金的方法，其中，将使由二硫化钼、石墨、二硫化钨、氮化硼、氧化铬、氧化硼中的1种或2种以上构成的粒子分散在溶剂中而形成的润滑脱模剂涂布在模具的内表面的一部分或全部的最表面上，然后采用所述模具进行铸造。

(2)根据上述(1)所述的半熔融或半凝固状态的铁系合金的铸造方法，其中，用金属或金属陶瓷的喷涂、金属的镀覆、或者金属氮化物或金属碳氮化物的蒸镀中的任1种以上的被膜覆盖所述模具的母材表面的一部分或整个表面，然后在该覆盖面上涂布所述润滑脱模剂。

(3)根据上述(1)或(2)所述的半熔融或半凝固状态的铁系合金的铸造方法，其中，所述润滑脱模剂的溶剂是合成酯油、硅油、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚乙二醇或聚丙烯酸的水溶液、或在所述水溶液中添加有表面活性剂的水溶液。

(4)一种铸造用模具，其用于铁系合金的半熔融铸造或半凝固铸造，其中，在其内表面的一部分或全部的最表面上涂布有润滑脱模剂，所述润滑脱模剂是使由二硫化钼、石墨、二硫化钨、氮化硼、氧化铬、氧化硼中的1种或2种以上构成的粒子分散在溶剂中而形成的。

(5)根据上述(4)所述的铸造用模具，其中，该铸造用模具的母材表面的一部分或整个表面用金属或金属陶瓷的喷涂、金属的镀覆、或者金属氮化物或金属碳氮化物的蒸镀中的任1种以上的被膜覆盖，并且在该覆盖面上涂布有所述润滑脱模剂。