アルミニウムダイカスト 最適例 BALINIT® D / ALCRONA

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1 アルミニウムダイカスト 最適例 BALINIT® D / ALCRONA
ステアリングホイールロック シリンダーヘッドカバー ギアーボックスハウジング オイルフィルターハウジング　等, コントロールプレート

2 マグネシウムダイカスト 最適例 BALINIT® LUMENA
携帯電話ハウジング機構部品

3 ダイカスト加工における磨耗のメカニズム ﾒﾙﾄの粘着 により付着 した材料 ﾒﾙﾄと金型 ﾒﾙﾄ 素材間に （Melt） おける合金 化現象
（Material deposit caused by the sticking of the melt） ﾒﾙﾄの粘着 により付着 した材料 ﾒﾙﾄと金型 素材間に おける合金 化現象 ﾒﾙﾄ （Melt） （Alloying of the melt with the tool） 　　ﾋｰﾄﾁｪｯｸ （Heat checking） 侵食（Erosion） 9.1 (9402) 9.1 (9402) e e

4 Micro cracks on the surface

5 ダイカストへコーティングを適用する利点 BALINIT コーティングは メルトと金型の合金化作用を阻止します。
ヒートチェックの進行を遅らせます。 BALINIT コーティングは 溶着の防止に役立ちます。

6 アルミダイカスティング溶損テスト テストピース: コアピン プレミアムグレード H-13工具鋼（SKD61系） 54 HRc 実験条件:
湯速：1,778mm/分 240 ショット 湯温：746℃/356アルミニウ　　　　 　　　　　　　　 ム合金 5°テーパー 30 mm （コアピンの形状） 10 mm 0.14 H-13母材のみ 0.12 Balinit CAST(CrC)コーティング 炭窒化 D5A-（薄） 0.10 炭窒化 D8H-（厚） Balinit LUMENA(TiAlN)コーティング 0.08 ピンの重量損失（ｇ） 0.06 0.04 0.02 出展: Case Western Reserve University　Cleveland, OH 0.00 30 60 90 120 150 180 210 240 ショット数

7 表面磨耗試験 : 下地を窒化する効果 コーティングなし PVDコーティング有 下地窒化＋ PVDコーティング有

8 窒化後の化合物層の影響 エッチングプロセス中 化合物層の窒素がエッチングの Arイオンボンバードにより窒素が 分解される。 コーティング後
PVD製膜層の直下に還元された 　柔かい鉄が出現し、コーティング 　密着度不良の原因となる。

9 + +++ + +++ +++ ++ ++ ++ ++ ++ +++ +++ アルミニウムダイカスト BALINIT® コーティング仕様
C BALINIT® LUMENA BALINIT® D BALINIT® Alcrona アルミニウムダイカスト BALINIT® コーティング仕様 Substrate Substrate Substrate Substrate コーティング材 WC/C TiAlN CrN AlCrN 膜　構　造 マルチレイヤー ナノレイヤー モノレイヤー モノレイヤー 硬　度　(HV 0.05) 1,000 3,300 1,750 3,000 膜　厚 (µm) 1 - 4 8-15 1 - 4 1 - 4 摩擦係数 (対SUJ-2 / ドライ) 0.1 – 0.2 0.3 – 0.4 0.5 0.4 コーティング処理温度 (°C) < 250 < 500 < 500 < 500 最高使用温度　　　　　(°C) 300 900 700 1,100 耐　磨　耗　性 + +++ + +++ 耐　粘　着　性 +++ ++ ++ ++ 耐　腐　食　性 ++ ++ +++ +++

10 Balinitコーティングの化学的安定性
酸化膜厚み [nm] 完全酸化 Balinit B Balinit FuturaNano In the oxidation resistance experiments we heated the coatings for half an hour at the elevated temperatures in air atmosphere. Afterwards the thickness of the oxidlayer was measured and plotted on the y-axes. At TiCN the oxidation starts at 600°C, the oxidation progress is very fast, at appr. 750 °C the layer is completely oxidized. At TiAlN oxidation starts 200 °C higher. Oxidation progress is slower than for TiCN. At appr. 1000°C TiAlN is completely oxidized. AlTiN starts also at 800°C. The progress is lower than for TiAlN, but at 1000°C the layer is also completely oxidized. G6 starts oxidation not before 1000°C which is an improvement of 200 °C in comparison to TiAlN. With other words G6 starts oxidation at a temperature, where TiAlN is already completely oxidized. Progress is also lower than for TiAlN. Balinit Alcrona 酸化開始温度 [°C]

11 Thermal stability - fatigue resistance
Thermal barrier - different thermal conductivity Die (SKD61) Molten Al alloy Depth (mm) Temperature (°C) (a) Non-coating DT (b) Balinit® coating Thermal conductivity at 600°C : SKD61 (H13) = 28.4 W/m•K TiAlN (F/N) = 15.0 W/m•K Temperature difference (DT) results from different thermal conductivity. Coatings influence the „solidification“ zone of the molten Al alloys.  Better filling-ability / Lower die-casting defects rate

12 処理装置と最大処理寸法 最大積載重量: 3.000 kg エリコンバルザース社製 BAI-1200XL BALINIT® Alcrona
 930 x 1500 mm BALINIT® C  800 x 1000 mm l BALINIT® CAST  800 x 1500 mm BALINIT® D  930 x 1500 mm BALINIT® LUMENA  930 x 1000 mm 最大積載重量: kg Ø エリコンバルザース社製 BAI-1200XL シリンダー形状や多角形状で 上記円筒形状内に入れば コーティングﾞ可能です。

13 事　例　紹　介

14 アルミダイカスト・コアピンのコストダウン
（千円） 金型 1476 コアピン 材質：DIN (X 2 NiCoMo18-8-5), 金型とメンテナンスコスト 1275 タップ穴 製品 オイルバーナー ハウジング 850 メルト 462 GD-AlSi 9 Cu 3 425 C 168 提供 B ü hler AG 無ｺｰﾃｨﾝｸﾞ バス窒化 BALINIT D（CｒN) 25000 ショット数 1000 2000 8000 金型清掃/ｼｮｯﾄ 9.6 (9404) e

15 BALINIT FuturaNano(TiAlN)
ｼｮｯﾄ数 70,000 60,000 40,000ｼｮｯﾄ後も 生産継続 離型剤 4L 50,000 40,000 毎25,000ｼｮｯﾄ 金型ﾒﾝﾃ 離型剤 10L 金型材：DIN1.2343 (X38CrMoV5-1) JIS SKD 6 硬度：46 HRC ショット当たり離型剤 使用量60％削減 30,000 20,000 10,000 非コーティング BALINIT FuturaNano(TiAlN)

16 アルミニウム-ダイカスト BALINIT® FuturaNano オイルポンプ
Anzahl Schuss (in tausend) Unterhalt nach 200’000 Schuss Unterhalt nach 70’000 Schuss Problem: Adhäsion & Abrasion Nach 75‘000 Schuss Werkzeugunterhalt Lösung: PVD-Schicht BALINIT® Futura Nano 200’000 Schuss ohne Werkzeugunterhalt Quelle: SIMI S.p.a; Milano unbeschichtet beschichtet BALINIT® FN C.C3.01 (0204) e

17 アルミニウムダイカスト エアーフィルター 金型: 型名：エアーフィルター本体 型材：SKD61 型硬度：56Rc
アルミニウムダイカスト　エアーフィルター 金型: 型名：エアーフィルター本体 型材：SKD61 型硬度：56Rc 前処理：ガラスビーズブラスト プロセスパラメーター 使用機械：Buehler 300 Ton 潤滑材：標準 die lube 湯温：635℃/380 アルミニウ　　　　　 　　　　　　　　ム合金 問題点： 20,000ｼｮｯﾄ以下でｷｬﾋﾞﾃｨにﾋｰﾄﾁｪｯｸが発生 メリット :初期ﾋｰﾄﾁｪｯｸの防止 　　　　　と型寿命の改善 ｼｮｯﾄ数 300000 250,000 200,000 150,000 100,000 50,000 ｺｰﾃｨﾝｸﾞ無 Balinit Balinit A （TiN) FuturaNano （TiAlN)

18 アルミニウム-ダイカスト BALINIT® LUMENA ギヤーボックススライダー
金型材：DIN1.2343(X38CrMoV5-1) JIS SKD 6 硬度：46 HRC Balinit LUMENA (TiAlN)