(57)【要約】【課題】セラミックスと同等の保温性を持ち、かつ注湯時の熱衝撃によっても破損しないラドルを提供する。【解決手段】質量％で、Ｃ：０．１％以下、Ｓｉ：２％以下、Ｎｉ：６〜１３％、Ｃｒ：１５〜２３％，残部Ｆｅ及び不可避的不純物の組成を有するダイカスト用ラドル【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．１％以下、Ｓｉ：２％以下、Ｎｉ：６〜１３％、Ｃｒ：１５〜２３％，残部Ｆｅ及び不可避的不純物の組成を有するダイカスト用ラドル。
【請求項２】
鋳造品である請求項１に記載のダイカスト用ラドル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム合金、マグネシウム合金等のダイカスト機において、溶解炉からダイカストスリーブに溶湯を供給するためのラドルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶解炉から溶湯を汲み取りダイカスト機のスリーブに注湯するラドルには、ＦＣ２５０（ＪＩＳ）などのねずみ鋳鉄が使用されている。このねずみ鋳鉄は、通常その組成がＣ：２．５〜４％，Ｓｉ：１〜３％，Ｍｎ：０．３〜１％，Ｐ＜１％，Ｓｉ＜０．１％で、金属組識がパーライト素地＋片状黒鉛である。この材料は、引張り強度が２５０Ｎ／ｍｍ２程度であるため、ラドルに用いられた場合にその熱応力に十分耐えることができる利点がある。
【０００３】
ところで、近年、鋳造品形状の複雑化、薄肉化に伴い、スリーブに注湯する際の溶湯温度が高くなっている。しかし、上記ねずみ鋳鉄は熱伝導率が４８Ｗ／ｍ・Ｋと比較的高いため、このような高い溶湯温度条件下で用いると、ラドルで汲み取られた溶融金属はスリーブに注湯するまでの時間に冷却され、特にラドルに接した部分の湯は凝固をはじめる。その後、スリーブに注湯された溶融金属はスリーブでも冷却され、湯回り不足、破断チル層の巻き込みといった成型不良の原因になっていた。
【０００４】
このような理由から、溶解炉から鋳造するまでの間の溶湯温度の低下を小さくすることができる材質がラドルに求められ、近時、この問題を解決するためにセラミック製のラドルが一部で使われている。例えば、代表的なサイアロン（商品名）製ラドルはセラミックスのため熱伝導率が低い（約１７Ｗ／ｍ・Ｋ）。このため、ラドル内の溶湯の温度低下が少なく成形不良を低減させることができる。しかし、セラミックラドルは非常に脆いうえに、熱伝導率が低いために注湯時に大きな熱応力が発生することになり、このため瞬時に破損する場合があった。このようにセラミック製ラドルは、破損の予測が難しく突発的に操業停止となるため非常に扱いにくく、また、破損時に高温の金属溶湯が飛散するので極めて危険であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、上記事情に鑑みてなされたもので、熱伝導率が低く、かつ、熱応力に十分耐えられる材質を検討し、ＳＣＳ１３，ＳＣＳ１４（ＪＩＳ）に代表される金属材料に着目した。この金属材料は、鋳造により製造されるもので、金属組識がオーステナイトであり、耐食性を有する点に特徴があり、水処理用ポンプのケーシングなど耐食性が必要な部品に用いられている。
【０００６】
本発明者は、ＳＣＳ１３，ＳＣＳ１４（ＪＩＳ）に代表される金属材料が熱伝導率が低く、かつ、熱応力に十分耐えられる材質であることを見出して本発明を完成したものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、セラミックスと同等の保温性（低い熱伝導率）を持ち、かつ注湯時の熱衝撃によっても破損しないラドルを提供することを目的とする。
【０００８】
なお、本発明者らは、ＳＣＳ１３，ＳＣＳ１４に関する文献、資料を調べたが、ＳＣＳ１３，ＳＣＳ１４の低い熱伝導率について言及した文献、資料はなく、また、ＳＣＳ１３，ＳＣＳ１４を熱伝導率の低い特性を必要とする用途に用いられた例はなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は以下の構成を備えている。
【００１０】
（１）質量％で、Ｃ：０．１％以下、Ｓｉ：２％以下、Ｎｉ：６〜１３％、Ｃｒ：１５〜２３％，残部Ｆｅ及び不可避的不純物の組成を有するダイカスト用ラドル。
【００１１】
（２）鋳造品である（１）に記載のダイカスト用ラドル。
【発明の効果】
【００１２】
本発明ラドルによれば、ラドル内でのアルミニウム合金、マグネシウム合金等の溶湯の温度低下が抑制され、凝固片が製品へ巻き込むことによる鋳造不良を大幅に減らすことできた。さらにラドルが突然破損することがないので、寿命の予測が可能となった。また、金属溶湯が飛散する事故を無くすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
注湯時の熱応力によって破壊しない靭性とセラミックス並みの保温性を併せ持ったラドルを提供する。オーステナイト組識を持ったステンレス鋼を用いることによって、熱伝導率をセラミックス並みに小さくすることができ、さらに優れた靭性を持つので熱応力で割れることがない。従来の鋳鉄ラドルと同様に鋳造で製作することができる。
【００１４】
添加元素及びその添加範囲はＳＣＳ１３，ＳＣＳ１４に対応するものであるが、上記範囲とすることにより、オーステナイト組識を持ったステンレス鋼として、熱伝導度を２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下、通常は１３Ｗ／ｍ・Ｋ〜１７Ｗ／ｍ・Ｋとすることができる。
【００１５】
上記の観点などから、各添加元素の添加理由、及び添加範囲を限定した理由を述べると、Ｃは耐食性向上のために添加する元素であるが、Ｃ：１質量％を越えると耐食性が悪くなるため、上限を１質量％とした。
【００１６】
Ｓｉは、耐酸化性向上のために添加する元素であるが、Ｓｉが２質量％を越えるとオーステナイトの安定性が低くなるため、上限を２質量％とした。
【００１７】
Ｎｉは、オーステナイト安定化のために添加する元素で、Ｎｉが６質量％未満では、オーステナイトの安定性が低く、Ｎｉが１３質量％を越えると、オーステナイト安定化の効果が飽和し、Ｎｉを多く添加するというコスト的なデメリットがでてくる。従って、６質量％≦Ｎｉ≦１３質量％とした。
【００１８】
Ｃｒは、耐酸化性向上のために添加する元素で、Ｃｒが１５質量％未満では、耐酸化性が悪く、Ｃｒが２３質量％を越えると、オーステナイトの安定性が悪くなる。従って、１５質量％≦Ｃｒ≦２３質量％とした。
【００１９】
この合金は、鋳造により製造される。鋳造方法は、従来公知の方法で行なうことができ、その鋳造条件などは当業者であれば容易に設定することができる。
【００２０】
（実施例）
従来の鋳鉄ラドル（ＪＩＳ：ＦＣ２５０）とセラミックス（サイアロン：商品名）と本発明に係る実施例のラドル（Ｃ：０．０６質量％、Ｓｉ：１．４質量％、Ｎｉ：１０質量％、Ｃｒ：１９質量％，残部Ｆｅ）を用意し（２ｋｇ用ラドル）、これらラドルから各種テストピースを切り出し、熱伝導率，耐溶損性、強度、伸びを比較した。
【００２１】
溶損試験は溶融Ａｌ合金中にテストピースを浸漬・回転させ、重量変化を求めた。その試験条件は、溶湯：ＡＤＣ１２，湯温：６８０℃、周速：０．８ｍ／ｓ、時間：１２０Ｈである。
【００２２】
熱伝導率，強度、伸びは、ＪＩＳなどに規定されている通常のやり方に基づいて測定した。
【００２３】
各種試験の結果、本発明の実施例のラドルは熱伝導率が１５．１Ｗ／ｍ・ｋと非常に小さく、また、耐溶損性が１１６ｍｇ／ｃｍ２と低く、強度：５７３ＭＰａ、伸び：３６％と鋳鉄ラドル以上であった。その結果を、鋳鉄ラドル、セラミックスラドルの結果とともに、表１〜表４に表記する。
【００２４】
以上、本発明ラドルはセラミックスと同等の保温性を持ち、従来の鋳鉄ラドルよりも靭性が大きいので割れる心配が全くない。また、溶融アルミニウム等の溶湯に対する耐溶損性も従来の鋳鉄ラドルよりも優れており、長寿命化が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明ラドルの保温性を従来のラドルのそれと比較して示す図。
【図２】本発明ラドルの耐溶損性を従来のラドルのそれと比較して示す図。
【図３】本発明ラドルの引張強度を従来のラドルのそれと比較して示す図。
【図４】本発明ラドルの伸びを従来のラドルのそれと比較して示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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