JP2002210358A - プラスチック、金属粉末、セラミック粉末又は食品の処理装置用ハウジング - Google Patents
プラスチック、金属粉末、セラミック粉末又は食品の処理装置用ハウジングInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高強度特性を示すと共に、生成物または異物の
侵入しやすい不適当なギャップ又はキャビティの残存し
ない二軸または多軸押出機用ハウジングを提供する。 【解決手段】ライニング（６）及び基材（５）を含む結
合バイメタル胴部（１）から成る、プラスチック、金属
粉末、セラミック粉末又は食品の処理装置用、特に二軸
および多軸押出機用ハウジング（２）において、前記バ
イメタル胴部（１）が、拡散接合法により互いに結合さ
れていることを特徴とする前記ハウジング（２）。
侵入しやすい不適当なギャップ又はキャビティの残存し
ない二軸または多軸押出機用ハウジングを提供する。 【解決手段】ライニング（６）及び基材（５）を含む結
合バイメタル胴部（１）から成る、プラスチック、金属
粉末、セラミック粉末又は食品の処理装置用、特に二軸
および多軸押出機用ハウジング（２）において、前記バ
イメタル胴部（１）が、拡散接合法により互いに結合さ
れていることを特徴とする前記ハウジング（２）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック、金
属粉末、セラミック粉末又は食品等の処理工業分野で使
用される、二軸および多軸スクリューを収容するための
に好適なハウジングに関する。本発明のハウジングは、
結合された複数のバイメタル胴部から成る。
属粉末、セラミック粉末又は食品等の処理工業分野で使
用される、二軸および多軸スクリューを収容するための
に好適なハウジングに関する。本発明のハウジングは、
結合された複数のバイメタル胴部から成る。
【０００２】
【従来の技術】プラスチック化合物、食品等、特に、粉
末材料を処理する際、二軸および多軸押出機が使用され
る。これら押出機では、一体化バイメタル胴部を、耐摩
耗被覆でライニングすることによって、摩耗を最小限に
抑制する必要がある。
末材料を処理する際、二軸および多軸押出機が使用され
る。これら押出機では、一体化バイメタル胴部を、耐摩
耗被覆でライニングすることによって、摩耗を最小限に
抑制する必要がある。
【０００３】二軸および多軸押出機用ハウジングは、中
実スチール丸材断面を中ぐりした後、ボア表面を、例え
ば、窒化等により表面硬化することによって製造される
ことが知られている。場合によって、ボアの内面は、例
えば、プラズマ噴射または電着硬質被覆によって補強さ
れる。
実スチール丸材断面を中ぐりした後、ボア表面を、例え
ば、窒化等により表面硬化することによって製造される
ことが知られている。場合によって、ボアの内面は、例
えば、プラズマ噴射または電着硬質被覆によって補強さ
れる。
【０００４】ドイツ特許第３０４３３０６号に記載され
るように、耐摩耗被覆を有するバイメタル挿入体を含む
スクリューハウジングから成る二軸押出機が公知であ
る。前記挿入体の２つの円筒部は、互いに平行に配置さ
れ、従来の溶接法又はハンダ付け法によって、それらの
当接部と、更に挿入体外側のビーム部において結合され
ている。このため、円筒素材を長さ方向で切断し、次い
でそれらの研削長手自由端に沿って接合する。この接合
には、専ら融着法が使用されるが、後工程として、仕上
げ加工を施して、硬質合金中の亀裂、接合域の小孔およ
び融着に起因する歪みを補整する必要がある。前記融着
は、仕上げ後工程で接合される耐摩耗ライニング層まで
には施されていない。
るように、耐摩耗被覆を有するバイメタル挿入体を含む
スクリューハウジングから成る二軸押出機が公知であ
る。前記挿入体の２つの円筒部は、互いに平行に配置さ
れ、従来の溶接法又はハンダ付け法によって、それらの
当接部と、更に挿入体外側のビーム部において結合され
ている。このため、円筒素材を長さ方向で切断し、次い
でそれらの研削長手自由端に沿って接合する。この接合
には、専ら融着法が使用されるが、後工程として、仕上
げ加工を施して、硬質合金中の亀裂、接合域の小孔およ
び融着に起因する歪みを補整する必要がある。前記融着
は、仕上げ後工程で接合される耐摩耗ライニング層まで
には施されていない。
【０００５】また、ドイツ特許出願第３３２７６８４Ｃ
３号に記載されるように、数個のバイメタル胴部が軸平
行に結合された、二軸および多軸押出機用ハウジングが
公知である。このバイメタル胴部のライニング層は、耐
摩耗性および／または耐腐食性を有する。上記の構成に
おいては、ハウジングは、バイメタル胴部のみから構成
される。これらバイメタル胴部は、適当な壁厚を有して
いるが、この壁厚は、その軸方向切断端部に沿った結合
に際し、顕著な歪み発生がないように強度付与の目的に
だけ供するものである。また、前記バイメタル胴部は、
溶接により結合される。この構成では、バイメタル胴部
の非耐摩耗層が、通常の融着法（溶接法、ハンダ付け
法）により結合されている。硬質合金域の未結合部に残
存するギャップは、仕上げ工程で封止されて、これによ
り、バイメタル胴部の耐摩耗ライニング間のギャップに
腐食性プラスチック又は異物が侵入することによって、
バイメタル胴部の母材が劣化する危険性を防止してい
る。
３号に記載されるように、数個のバイメタル胴部が軸平
行に結合された、二軸および多軸押出機用ハウジングが
公知である。このバイメタル胴部のライニング層は、耐
摩耗性および／または耐腐食性を有する。上記の構成に
おいては、ハウジングは、バイメタル胴部のみから構成
される。これらバイメタル胴部は、適当な壁厚を有して
いるが、この壁厚は、その軸方向切断端部に沿った結合
に際し、顕著な歪み発生がないように強度付与の目的に
だけ供するものである。また、前記バイメタル胴部は、
溶接により結合される。この構成では、バイメタル胴部
の非耐摩耗層が、通常の融着法（溶接法、ハンダ付け
法）により結合されている。硬質合金域の未結合部に残
存するギャップは、仕上げ工程で封止されて、これによ
り、バイメタル胴部の耐摩耗ライニング間のギャップに
腐食性プラスチック又は異物が侵入することによって、
バイメタル胴部の母材が劣化する危険性を防止してい
る。
【０００６】シームレス内面を有する二軸シリンダーの
他の公知の製造法としては、鋼製ハウジング内にボアを
形成する方法が知られている。これらボア内には、溶接
法、後工程として熱間静水圧焼結法（ＨＩＰ）を伴う溶
射法、又は金属／カーバイド粉体化合物を、ハウジング
ボアと中実または中空芯材間の空隙に充填した後、前記
芯材をハウジングボアにＨＩＰ接合する方法等により、
硬質合金ライニング層が形成される。
他の公知の製造法としては、鋼製ハウジング内にボアを
形成する方法が知られている。これらボア内には、溶接
法、後工程として熱間静水圧焼結法（ＨＩＰ）を伴う溶
射法、又は金属／カーバイド粉体化合物を、ハウジング
ボアと中実または中空芯材間の空隙に充填した後、前記
芯材をハウジングボアにＨＩＰ接合する方法等により、
硬質合金ライニング層が形成される。
【０００７】かかるキャビティのライニング法として
は、ドイツ特許出願第３９２７８５４Ｃ２号に記載され
る方法がある。この方法では、必要に応じて、軸平行に
結合された複数の円筒体により形成されたキャビティ内
に、最終キャビティ内径より僅かに小さな外径を有する
マンドレルを挿入し、次いでニッケル系合金をマンドレ
ルの外周面に塗着させる。次いで、キャビティの端面を
閉塞して、合金を含む残存空間を吸引排気する。ＨＩＰ
法を使用して、マンドレルに塗着した合金を、胴部ブラ
ンク体に接合し、その後マンドレルを取除くと、所望の
層厚および仕上げ面を有するニッケル系合金層が、キャ
ビティ内面に残存形成される。
は、ドイツ特許出願第３９２７８５４Ｃ２号に記載され
る方法がある。この方法では、必要に応じて、軸平行に
結合された複数の円筒体により形成されたキャビティ内
に、最終キャビティ内径より僅かに小さな外径を有する
マンドレルを挿入し、次いでニッケル系合金をマンドレ
ルの外周面に塗着させる。次いで、キャビティの端面を
閉塞して、合金を含む残存空間を吸引排気する。ＨＩＰ
法を使用して、マンドレルに塗着した合金を、胴部ブラ
ンク体に接合し、その後マンドレルを取除くと、所望の
層厚および仕上げ面を有するニッケル系合金層が、キャ
ビティ内面に残存形成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高強
度特性を示すと共に、生成物または異物の侵入しやすい
不適当なギャップ又はキャビティの残存しない二軸また
は多軸押出機用ハウジングを提供することにある。
度特性を示すと共に、生成物または異物の侵入しやすい
不適当なギャップ又はキャビティの残存しない二軸また
は多軸押出機用ハウジングを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的は、請求項１に
記載の特徴を有するハウジングによって達成される。ま
た、前記ハウジングの製造方法は、請求項１５に記載さ
れる。
記載の特徴を有するハウジングによって達成される。ま
た、前記ハウジングの製造方法は、請求項１５に記載さ
れる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の要点は、円筒形ブランク
体を切断し、形成された切断面（例えば、平坦研摩面）
を、拡散接合法を使用して接合することにある。この接
合により、円筒体は、金属部のみならず、硬質合金部で
も、シームレスに結合される。本発明により、従来溶接
法または電子線溶接法、即ち従来接合技術において、高
温予備加熱の必要性に起因して使用が不可能であった高
強度鋼を、前記金属部として使用することができる。更
に、接合域でのシームレス表面によって、搬送生成物
が、残存ギャップ内へ侵入することを防止しえる。ま
た、この構成により、一方で、処理材料の腐食性残存材
料に起因するハウジング領域での腐食が防止されると共
に、他方で、搬送生成物それ自体が、粒子放出により汚
染されることを防止しえる。前記の緊密接合の長所に加
え、本発明に係わるハウジングにおいては、胴部素材と
して、従来法で溶接不可能であった材料を使用すること
ができる。
体を切断し、形成された切断面（例えば、平坦研摩面）
を、拡散接合法を使用して接合することにある。この接
合により、円筒体は、金属部のみならず、硬質合金部で
も、シームレスに結合される。本発明により、従来溶接
法または電子線溶接法、即ち従来接合技術において、高
温予備加熱の必要性に起因して使用が不可能であった高
強度鋼を、前記金属部として使用することができる。更
に、接合域でのシームレス表面によって、搬送生成物
が、残存ギャップ内へ侵入することを防止しえる。ま
た、この構成により、一方で、処理材料の腐食性残存材
料に起因するハウジング領域での腐食が防止されると共
に、他方で、搬送生成物それ自体が、粒子放出により汚
染されることを防止しえる。前記の緊密接合の長所に加
え、本発明に係わるハウジングにおいては、胴部素材と
して、従来法で溶接不可能であった材料を使用すること
ができる。
【００１１】本発明の好ましい実施形態に関しては、残
りの請求項にその特徴を記載する。即ち、好ましい一実
施形態によれば、ハウジングの基材は、高強度鋼から成
る。（予備加熱に起因して）従来溶接法または電子線溶
接法に不適合であったこれら鋼材料は、従来ハウジング
材料に比して、強度特性に優れている。
りの請求項にその特徴を記載する。即ち、好ましい一実
施形態によれば、ハウジングの基材は、高強度鋼から成
る。（予備加熱に起因して）従来溶接法または電子線溶
接法に不適合であったこれら鋼材料は、従来ハウジング
材料に比して、強度特性に優れている。
【００１２】好ましくは、前記基材は、３％を越える炭
素および他の合金元素を含む鋼材料から成る。これら鋼
材料は、特に高強度を有する点において優れている。
素および他の合金元素を含む鋼材料から成る。これら鋼
材料は、特に高強度を有する点において優れている。
【００１３】また、好ましくは、前記基材は、従来溶接
法で１５０℃を越えて予備加熱する必要があった鋼材料
から成る。かかる鋼材料としては、例えば、上記した３
％を越える炭素および他の合金元素を含む鋼材料が挙げ
られる。上記したように、これらの鋼材料は、高い予備
加熱温度に起因して、胴部素材としての使用に不適切で
あった。
法で１５０℃を越えて予備加熱する必要があった鋼材料
から成る。かかる鋼材料としては、例えば、上記した３
％を越える炭素および他の合金元素を含む鋼材料が挙げ
られる。上記したように、これらの鋼材料は、高い予備
加熱温度に起因して、胴部素材としての使用に不適切で
あった。
【００１４】本発明の別の好ましい一実施形態によれ
ば、前記基材は、オーステナイト系またはオーステナイ
ト／フェライト系クロムニッケル鋼から成る。これらの
鋼材料は、強度特性に起因して、バイメタル胴部の基材
として、特に好適であることが判明した。
ば、前記基材は、オーステナイト系またはオーステナイ
ト／フェライト系クロムニッケル鋼から成る。これらの
鋼材料は、強度特性に起因して、バイメタル胴部の基材
として、特に好適であることが判明した。
【００１５】別の形態では、基材は、オーステナイト系
ニッケル合金から形成される。この合金も、優れた強度
特性を示す。高耐腐食性に加えて、ニッケル合金は、良
好な硫酸ガス耐性を示す。冷間成形の条件に応じて、ク
ロムニッケル鋼は、また、高強度および高硬度を有する
と共に、高耐腐食性を示す。ニッケルの添加により、耐
酸および耐苛性液性が向上する。
ニッケル合金から形成される。この合金も、優れた強度
特性を示す。高耐腐食性に加えて、ニッケル合金は、良
好な硫酸ガス耐性を示す。冷間成形の条件に応じて、ク
ロムニッケル鋼は、また、高強度および高硬度を有する
と共に、高耐腐食性を示す。ニッケルの添加により、耐
酸および耐苛性液性が向上する。
【００１６】ハウジングの基材の具体例としては、ＤＩ
Ｎで規定する「Ｃ６０Ｅ」、「Ｃ４５Ｅ」、「３８Ｍｎ
ＶＳ６」、「４６ＭｎＶＳ６」、「５１ＣｒＶ４」、
「Ｘ５ＣｒＮｉ １８ １０」、「Ｘ５ ＣｒＮｉＭｏ
１７ １２ ２」、「Ｘ２ＣｒＮｉＭｏＮ ２２ ５
３」又は「ＮｉＣｒＭｏ ２２ ９ Ｎｂ」が挙げら
れる。
Ｎで規定する「Ｃ６０Ｅ」、「Ｃ４５Ｅ」、「３８Ｍｎ
ＶＳ６」、「４６ＭｎＶＳ６」、「５１ＣｒＶ４」、
「Ｘ５ＣｒＮｉ １８ １０」、「Ｘ５ ＣｒＮｉＭｏ
１７ １２ ２」、「Ｘ２ＣｒＮｉＭｏＮ ２２ ５
３」又は「ＮｉＣｒＭｏ ２２ ９ Ｎｂ」が挙げら
れる。
【００１７】好ましい一実施形態によれば、ハウジング
のライニングは、硬質合金から成る。これにより、搬送
生成物と直接接触するハウジング部分に高耐摩耗性を確
実に付与することができ、高負荷の機械的および／また
は化学的処理においても、ハウジングの寿命を向上させ
ることができる。
のライニングは、硬質合金から成る。これにより、搬送
生成物と直接接触するハウジング部分に高耐摩耗性を確
実に付与することができ、高負荷の機械的および／また
は化学的処理においても、ハウジングの寿命を向上させ
ることができる。
【００１８】好ましくは、ハウジングのライニングは、
耐腐食性または遅腐食性を有する。この特性により、ラ
イニングの急速な摩耗が防止される。もし、ライニング
が急速に摩耗すると、ハウジングの強制交換が必要とな
り、システムの休止につながる。更に、このライニング
は、生成物が、放出粒子等により汚染されるのを防止す
る。
耐腐食性または遅腐食性を有する。この特性により、ラ
イニングの急速な摩耗が防止される。もし、ライニング
が急速に摩耗すると、ハウジングの強制交換が必要とな
り、システムの休止につながる。更に、このライニング
は、生成物が、放出粒子等により汚染されるのを防止す
る。
【００１９】好ましくは、前記ライニングは、高い耐摩
耗性を有し、これにより、機械的摩損の危険性を著しく
減少させる。
耗性を有し、これにより、機械的摩損の危険性を著しく
減少させる。
【００２０】ハウジングのライニング材料の具体例とし
ては、金属炭化物／ホウ化物含有Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｃ
−Ｂ−Ｍｏ合金、又は炭化タングステン含有または非含
有Ｎｉ−Ｃｒ−Ｃｏ−Ｂ−Ｓｉ合金が挙げられる。
ては、金属炭化物／ホウ化物含有Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｃ
−Ｂ−Ｍｏ合金、又は炭化タングステン含有または非含
有Ｎｉ−Ｃｒ−Ｃｏ−Ｂ−Ｓｉ合金が挙げられる。
【００２１】前記ライニング用の合金組成例としては、
以下のものが挙げられる。
以下のものが挙げられる。
【００２２】
【表１】
【００２３】好ましくは、前記胴部は、軸平行に結合さ
れる。円筒形胴部の場合は、被加工材料の良好な調製を
信頼性よく実現するため、前記構成が、多くの場合選択
される。
れる。円筒形胴部の場合は、被加工材料の良好な調製を
信頼性よく実現するため、前記構成が、多くの場合選択
される。
【００２４】前記構成では、胴部は、実質的に円筒状お
よび／または円錐状に形成される。明らかなように、上
記の形状の場合、胴部は、用途により必要に応じて、軸
平行以外の配置で結合してもよい。更に、円錐形胴部に
関しては、胴部ボアの減少に応じて、円筒長さ方向に、
胴部間の軸間隔を変化させることもでき、この結果、よ
り小さな開口領域では、互いの軸間隔が、より大きな開
口領域に比してより小さくなる。しかしながら、この場
合も、これら円筒形胴部は、全長に亘って一定径を有す
る場合と同様の方法により結合することができる。
よび／または円錐状に形成される。明らかなように、上
記の形状の場合、胴部は、用途により必要に応じて、軸
平行以外の配置で結合してもよい。更に、円錐形胴部に
関しては、胴部ボアの減少に応じて、円筒長さ方向に、
胴部間の軸間隔を変化させることもでき、この結果、よ
り小さな開口領域では、互いの軸間隔が、より大きな開
口領域に比してより小さくなる。しかしながら、この場
合も、これら円筒形胴部は、全長に亘って一定径を有す
る場合と同様の方法により結合することができる。
【００２５】前記バイメタル胴部ハウジングを製造する
際、胴部をそれらの切断端部に沿って拡散接合する方法
としては、好ましくは、熱間静水圧焼結法（ＨＩＰ）を
使用する。
際、胴部をそれらの切断端部に沿って拡散接合する方法
としては、好ましくは、熱間静水圧焼結法（ＨＩＰ）を
使用する。
【００２６】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
拡散接合時に、胴部に、金属芯材を装填する。金属芯材
の表面に遮蔽層を設けることにより、金属芯材が、円筒
胴部に接合されるのを防止することができる。
拡散接合時に、胴部に、金属芯材を装填する。金属芯材
の表面に遮蔽層を設けることにより、金属芯材が、円筒
胴部に接合されるのを防止することができる。
【００２７】図２及び３の各々に、二軸押出機用ハウジ
ングを示すが、明らかなように、多軸押出機用ハウジン
グの形成においては、２つを越える数の胴部１を結合す
ることも可能である。
ングを示すが、明らかなように、多軸押出機用ハウジン
グの形成においては、２つを越える数の胴部１を結合す
ることも可能である。
【００２８】図２及び３において示すハウジング２は、
それぞれ、シーム３に沿って接合された２つの胴部１か
ら成る。各胴部１は、基材５及びライニング６から成
る。基材５は、高強度材料、例えば、０．３％を越える
炭素および他の合金元素を含む鋼から成る。基材５の他
の好適な材料としては、オーステナイト／フェライト系
クロムニッケル鋼またはオーステナイト系ニッケル合金
が挙げられる。符号６で示す胴部１のライニングは、通
常、耐腐食性または遅腐食性を有する耐摩耗硬質合金か
ら成る。好適なライニング材料としては、金属炭化物／
ホウ化物含有Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｃ−Ｂ−Ｍｏ合金、又
は炭化タングステン含有または非含有Ｎｉ−Ｃｒ−Ｃｏ
−Ｂ−Ｓｉ合金が挙げられる。
それぞれ、シーム３に沿って接合された２つの胴部１か
ら成る。各胴部１は、基材５及びライニング６から成
る。基材５は、高強度材料、例えば、０．３％を越える
炭素および他の合金元素を含む鋼から成る。基材５の他
の好適な材料としては、オーステナイト／フェライト系
クロムニッケル鋼またはオーステナイト系ニッケル合金
が挙げられる。符号６で示す胴部１のライニングは、通
常、耐腐食性または遅腐食性を有する耐摩耗硬質合金か
ら成る。好適なライニング材料としては、金属炭化物／
ホウ化物含有Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｃ−Ｂ−Ｍｏ合金、又
は炭化タングステン含有または非含有Ｎｉ−Ｃｒ−Ｃｏ
−Ｂ−Ｓｉ合金が挙げられる。
【００２９】図２及び３から明らかなように、胴部１
は、シーム３に沿って結合される。胴部の結合法として
は、拡散接合法を使用する。拡散接合法の使用により、
従来の接合技術において含有材料の特性に起因して要求
された複数の方法を別個に実施する必要なく、胴部１
を、基材５及びライニング６の両部分において、充分に
結合させることができる。拡散接合法の一例としては、
ＨＩＰ法が挙げられる。
は、シーム３に沿って結合される。胴部の結合法として
は、拡散接合法を使用する。拡散接合法の使用により、
従来の接合技術において含有材料の特性に起因して要求
された複数の方法を別個に実施する必要なく、胴部１
を、基材５及びライニング６の両部分において、充分に
結合させることができる。拡散接合法の一例としては、
ＨＩＰ法が挙げられる。
【００３０】また、図２及び３から明らかなように、接
合部は、単に前記ライニング硬質合金の周辺域までだけ
でなく、ライニング硬質合金を通じて形成され、この結
果、ハウジングのキャビティ７内には、接合後に溶接シ
ームが形成されない。
合部は、単に前記ライニング硬質合金の周辺域までだけ
でなく、ライニング硬質合金を通じて形成され、この結
果、ハウジングのキャビティ７内には、接合後に溶接シ
ームが形成されない。
【００３１】更に、図２から明らかなように、バイメタ
ル胴部には、結合前または後に、冷却用ホール４が形成
されてもよい。
ル胴部には、結合前または後に、冷却用ホール４が形成
されてもよい。
【００３２】ハウジング２の外形は、図２及び３に示す
実施形態に限定されず、通常、各バイメタル胴部の結合
後、相当する機械加工により最適の形状に形成すること
ができる。
実施形態に限定されず、通常、各バイメタル胴部の結合
後、相当する機械加工により最適の形状に形成すること
ができる。
【００３３】同様に、図示された実施形態の円形胴部
は、断面積の変化する円錐形胴部に形成してもよく、ま
た、図２及び３から明らかなように、原則的に、各胴部
の結合配置に制限はない。これら条件は、加工プラント
又は搬送加工材料の要件に適合させることができる。例
えば、図２に示すように、胴部１は、軸平行に結合させ
てもよい。また、図３に示すように、胴部の軸を、互い
に傾斜して配置することもできる。この配置は、円筒形
および円錐形胴部の結合に適用される。更に、ハウジン
グの形成に際し、円筒形胴部および円錐形胴部を組み合
わせて使用することもできる。
は、断面積の変化する円錐形胴部に形成してもよく、ま
た、図２及び３から明らかなように、原則的に、各胴部
の結合配置に制限はない。これら条件は、加工プラント
又は搬送加工材料の要件に適合させることができる。例
えば、図２に示すように、胴部１は、軸平行に結合させ
てもよい。また、図３に示すように、胴部の軸を、互い
に傾斜して配置することもできる。この配置は、円筒形
および円錐形胴部の結合に適用される。更に、ハウジン
グの形成に際し、円筒形胴部および円錐形胴部を組み合
わせて使用することもできる。
【００３４】以下、図１及び２を参照して、二軸押出機
用ハウジングの製造方法を説明する。この製造法は、２
つを越える胴部から成るハウジングにも、容易に適用可
能である。
用ハウジングの製造方法を説明する。この製造法は、２
つを越える胴部から成るハウジングにも、容易に適用可
能である。
【００３５】先ず、必要な強度特性を有する圧延または
鍛造丸形素材の外側に、例えば、回転により、切削加工
を施して、その外径を、例えば、バイメタルシリンダー
の仕上げ外径より僅かに大径の円形に加工する。次い
で、前記加工材をドリルして、設計仕様に適合するボア
径を有する内側ボアを形成する。この目的のため、例え
ば、深穴ボーリング機を好適に使用することができる。
鍛造丸形素材の外側に、例えば、回転により、切削加工
を施して、その外径を、例えば、バイメタルシリンダー
の仕上げ外径より僅かに大径の円形に加工する。次い
で、前記加工材をドリルして、設計仕様に適合するボア
径を有する内側ボアを形成する。この目的のため、例え
ば、深穴ボーリング機を好適に使用することができる。
【００３６】得られた厚肉チューブ体に、所定量（所望
の層厚を形成し得る量プラス機械加工に要する量）の硬
質合金粉末を、充填する。合金粉末の化学組成は、仕上
げハウジングの要件（耐腐食性、強度等）に応じて選択
される。次いで、チューブ体の端面を、鋼製ディスクで
封止して、移送中または塗着工程中の硬質合金粉末の脱
落を防止する。
の層厚を形成し得る量プラス機械加工に要する量）の硬
質合金粉末を、充填する。合金粉末の化学組成は、仕上
げハウジングの要件（耐腐食性、強度等）に応じて選択
される。次いで、チューブ体の端面を、鋼製ディスクで
封止して、移送中または塗着工程中の硬質合金粉末の脱
落を防止する。
【００３７】次いで、上記硬質合金粉末を含む非気密封
止チューブ体を、回転させながら、例えば、ガス炉内ま
たはインライン誘導加熱装置により、充填硬質合金粉末
の融点を越え、かつ鋼製チューブ体の溶融域未満の温度
に加熱する。
止チューブ体を、回転させながら、例えば、ガス炉内ま
たはインライン誘導加熱装置により、充填硬質合金粉末
の融点を越え、かつ鋼製チューブ体の溶融域未満の温度
に加熱する。
【００３８】溶融硬質合金溜まりを含む加熱チューブ体
を高速に加速運動させることによって、前記溶融硬質合
金を、ボアの内周面および長さ方向に亘って均一に分布
させる。後続の冷却工程において、前記硬質金属は、横
方向高速加速時にチューブ体の鋼母材と固体拡散接合し
て、実質的に異物等の混入なく鋼製シリンダー内に、数
ｍｍ厚のライニング層として付着し、これによって、バ
イメタル胴部が形成される。
を高速に加速運動させることによって、前記溶融硬質合
金を、ボアの内周面および長さ方向に亘って均一に分布
させる。後続の冷却工程において、前記硬質金属は、横
方向高速加速時にチューブ体の鋼母材と固体拡散接合し
て、実質的に異物等の混入なく鋼製シリンダー内に、数
ｍｍ厚のライニング層として付着し、これによって、バ
イメタル胴部が形成される。
【００３９】次いで、従来法により製造された前記バイ
メタル胴部、本実施形態の場合、円筒胴部を、機械加工
することにより、接合に供する加工部材を形成する。こ
の目的のため、バイメタル胴部を、例えば、長さ方向ま
たはその他の方向に切断し、機械加工を施す。この結
果、切断面が適切に形成され、複数の切断バイメタル胴
部を、空隙なく結合することができる。
メタル胴部、本実施形態の場合、円筒胴部を、機械加工
することにより、接合に供する加工部材を形成する。こ
の目的のため、バイメタル胴部を、例えば、長さ方向ま
たはその他の方向に切断し、機械加工を施す。この結
果、切断面が適切に形成され、複数の切断バイメタル胴
部を、空隙なく結合することができる。
【００４０】加工ボア、即ちシリンダーボアを、後続の
接合工程中に保持するため、被覆層を有する金属または
セラミック芯材を形成し、ボア内に挿入する。これら芯
材の被覆により、芯材と、ボア内に存在する硬質合金と
の拡散接合が防止される。
接合工程中に保持するため、被覆層を有する金属または
セラミック芯材を形成し、ボア内に挿入する。これら芯
材の被覆により、芯材と、ボア内に存在する硬質合金と
の拡散接合が防止される。
【００４１】次いで、ライニング層を有する胴部を互い
に結合して、本実施形態の二軸及び多軸シリンダー又は
多軸円錐体を形成する。次いで、気密カプセル、例え
ば、金属カプセルを取付けて、胴部部材を吸引排気した
後、気密を解除して、溶接を施す。この操作により、後
続の拡散接合工程、例えば、熱間静水圧焼結（ＨＩＰ）
工程において、好ましくない酸化膜の形成を防止し、ひ
いてはカプセル被覆部の接合を防止する同時に、加熱時
におけるカプセル体の膨張を抑制することができる。
に結合して、本実施形態の二軸及び多軸シリンダー又は
多軸円錐体を形成する。次いで、気密カプセル、例え
ば、金属カプセルを取付けて、胴部部材を吸引排気した
後、気密を解除して、溶接を施す。この操作により、後
続の拡散接合工程、例えば、熱間静水圧焼結（ＨＩＰ）
工程において、好ましくない酸化膜の形成を防止し、ひ
いてはカプセル被覆部の接合を防止する同時に、加熱時
におけるカプセル体の膨張を抑制することができる。
【００４２】実際の接合工程に際しては、カプセル体
を、加熱可能な高圧容器内に配置し、容器を閉止した
後、容器を適当な不活性ガスで充填する。好適な不活性
ガスの具体例としては、アルゴン又は窒素ガスが挙げら
れる。次いで、容器を、９５０〜１，１５０℃の温度範
囲に加熱し、封止ガスにより１，０００バールを越える
高圧を形成する。かかる高圧および高温が、高圧容器内
のカプセル体に作用することにより、カプセル内のギャ
ップ及びキャビティが閉塞され、結合胴部の拡散接合が
可能となる。
を、加熱可能な高圧容器内に配置し、容器を閉止した
後、容器を適当な不活性ガスで充填する。好適な不活性
ガスの具体例としては、アルゴン又は窒素ガスが挙げら
れる。次いで、容器を、９５０〜１，１５０℃の温度範
囲に加熱し、封止ガスにより１，０００バールを越える
高圧を形成する。かかる高圧および高温が、高圧容器内
のカプセル体に作用することにより、カプセル内のギャ
ップ及びキャビティが閉塞され、結合胴部の拡散接合が
可能となる。
【００４３】最終的に、冷却後、バイメタルシリンダー
カプセルを取出し、機械加工を施す。即ち、外側カプセ
ルを取り外し、ボアから芯材を引き抜くか、又は機械的
または化学的にボアから芯材を加工除去した後、本実施
形態ではバイメタルシリンダーとして形成されたハウジ
ングに、仕上げ加工を施す。
カプセルを取出し、機械加工を施す。即ち、外側カプセ
ルを取り外し、ボアから芯材を引き抜くか、又は機械的
または化学的にボアから芯材を加工除去した後、本実施
形態ではバイメタルシリンダーとして形成されたハウジ
ングに、仕上げ加工を施す。
【００４４】本発明においては、ライニング層および胴
部母材を互いに接合するために、更なる加工工程を一切
必要とせず、当該接合を、単一工程、即ち前記拡散接合
工程のみで実施することができる。
部母材を互いに接合するために、更なる加工工程を一切
必要とせず、当該接合を、単一工程、即ち前記拡散接合
工程のみで実施することができる。
【００４５】
【発明の効果】本発明の重要な特徴は、胴部用材料とし
て、高強度材料または従来法で溶接不可能であった材料
を選択した場合にも、バイメタルシリンダー又はバイメ
タル円錐体を、単一接合工程で結合可能であると共に、
接合領域において、不適当なギャップ及びキャビティの
発生を防止した点にある。
て、高強度材料または従来法で溶接不可能であった材料
を選択した場合にも、バイメタルシリンダー又はバイメ
タル円錐体を、単一接合工程で結合可能であると共に、
接合領域において、不適当なギャップ及びキャビティの
発生を防止した点にある。
【図１】本発明に係わるハウジングを製造するため軸方
向で切断されたバイメタル胴部の断面図
向で切断されたバイメタル胴部の断面図
【図２】図１で示すバイメタル胴部を含む、本発明に係
わる二軸押出機用ハウジングの断面図
わる二軸押出機用ハウジングの断面図
【図３】軸が互いに非平行に配置されたバイメタル胴部
を含む、本発明に係わる二軸押出機用ハウジングの別の
実施形態を示す断面図
を含む、本発明に係わる二軸押出機用ハウジングの別の
実施形態を示す断面図
１：結合バイメタル胴部 ２：ハウジング ３：シーム ４：冷却用ホール ５：基材 ６：ライニング ７：キャビティ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｂ 7/22 Ｂ２９Ｂ 7/22 7/58 7/58 // Ｃ２２Ｃ 19/05 Ｃ２２Ｃ 19/05 Ｂ 32/00 32/00 Ｅ 38/00 ３０１ 38/00 ３０１Ｚ ３０２ ３０２Ｚ Ｆターム(参考） 4E067 AA02 AA03 AA09 AA10 BA00 BA06 DA04 DA13 DB03 DC03 DC06 EB00 EB12 4F201 AJ02 AJ14 AJ15 BA01 BC02 BK13 BK26 BK32 4G075 AA22 BA02 BB10 CA02 CA65 DA02 DA18 EE02 FB02 FC09 FC20
Claims (17)
- 【請求項１】 ライニング（６）及び基材（５）を含む
結合バイメタル胴部（１）から成る、プラスチック、金
属粉末、セラミック粉末又は食品の処理装置用、特に二
軸および多軸押出機用ハウジング（２）において、前記
バイメタル胴部（１）が、拡散接合法により互いに結合
されていることを特徴とする前記ハウジング（２）。 - 【請求項２】 前記基材（５）が高強度鋼から成る請求
項１に記載のハウジング（２）。 - 【請求項３】 前記基材（５）が、３％を越える炭素お
よび他の合金元素を含む鋼材料から成る前記請求項の何
れかに記載のハウジング（２）。 - 【請求項４】 前記基材（５）が、従来溶接法において
１５０℃を越える温度に予備加熱する必要がある鋼材料
から成る、前記請求項のいずれかに記載のハウジング
（２）。 - 【請求項５】 前記基材（５）が、オーステナイト系ま
たはオーステナイト／フェライト系クロムニッケル鋼で
ある前記請求項の何れかに記載のハウジング（２）。 - 【請求項６】 前記基材（５）が、オーステナイト系ニ
ッケル合金である前記請求項１〜４の何れかに記載のハ
ウジング（２）。 - 【請求項７】 前記基材（５）が、ＤＩＮで規定する
「Ｃ６０Ｅ」、「Ｃ４５Ｅ」、「３８ＭｎＶＳ６」、
「４６ＭｎＶＳ６」、「５１ＣｒＶ４」、「Ｘ５ＣｒＮ
ｉ １８ １０」、「Ｘ５ ＣｒＮｉＭｏ １７ １２
２」、「Ｘ２ＣｒＮｉＭｏＮ ２２ ５ ３」又は
「ＮｉＣｒＭｏ ２２ ９ Ｎｂ」から成る請求項１に
記載のハウジング（２）。 - 【請求項８】 前記ライニング（６）が硬質合金から成
る前記請求項の何れかに記載のハウジング（２）。 - 【請求項９】 前記ライニング（６）が耐腐食性または
遅腐食性を有する前記請求項の何れかに記載のハウジン
グ（２）。 - 【請求項１０】 前記ライニング（６）が高耐摩耗性を
有する前記請求項の何れかに記載のハウジング（２）。 - 【請求項１１】 前記ライニング（６）が、金属炭化物
／ホウ化物含有Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｃ−Ｂ−Ｍｏ合金、
又は炭化タングステン含有または非含有Ｎｉ−Ｃｒ−Ｃ
ｏ−Ｂ−Ｓｉ合金から成る前記請求項の何れかに記載の
ハウジング（２）。 - 【請求項１２】 前記ライニング（６）が、合金１：Ｃ
＝１．５〜３．５、Ｓｉ＝１．０〜３．５、Ｃｒ＝０．
０〜１．０、Ｍｏ＝０．０〜０．５、Ｎｉ＝２．０〜
６．０、Ｆｅ＝残部、Ｂ＝０．８〜３．５；合金２：Ｃ
＝１．３〜３．５、Ｓｉ＝０．５〜３．３、Ｃｒ＝最大
５．０、Ｍｏ＝０．０〜５．０、Ｎｉ＝残部、Ｆｅ＝最
大２５、Ｃｏ＝３．０〜７．０、ＷＣ＝２５〜５０、Ｂ
＝１．０〜３．０；合金３：Ｃ＝０．８〜２．５、Ｓｉ
＝１．０〜３．０、Ｃｒ＝３．０〜２０．０、Ｍｏ＝
２．０〜６．０、Ｎｉ＝２．０〜６．０、Ｆｅ＝残部、
Ｃｕ＝０．５〜１、Ｂ＝１．０〜３．５；合金４：Ｃ＝
０．０〜０．５、Ｓｉ＝１．０〜４．０、Ｃｒ＝５．０
〜１３．０、Ｍｏ＝０．０〜５．０、Ｎｉ＝残部、Ｆｅ
＝最大２５、Ｃｏ＝１０〜４０、Ｃｕ＝０．０〜２、Ｂ
＝１．０〜３．５；合金５：Ｃ＝０．５〜１．５、Ｓｉ
＝１．０〜４．０、Ｗ＝６．０〜１０、Ｃｒ＝１５〜２
５、Ｍｏ＝０．０〜６．０、Ｎｉ＝１０〜２０、Ｆｅ＝
最大２５、Ｃｏ＝残部、Ｂ＝１．０〜３．５；合金６：
Ｃ＝１．０〜４．０、Ｓｉ＝１．０〜３．０、Ｃｒ＝
２．０〜１０．０、Ｍｏ＝１．０〜５．０、Ｎｉ＝２．
０〜６．０、Ｆｅ＝残部、Ｃｏ＝２．０〜７．０、ＷＣ
＝２５〜５０、Ｂ＝１．０〜３．５、で示される合金の
１つから成る請求項１〜７の何れかに記載のハウジング
（２）。 - 【請求項１３】 前記胴部（１）が軸平行に互いに結合
された前記請求項の何れかに記載のハウジング（２）。 - 【請求項１４】 前記胴部（１）が、実質的に円筒状お
よび／または円錐状に形成された前記請求項の何れかに
記載のハウジング（２）。 - 【請求項１５】 数個の胴部素材を製造する工程と；硬
質合金で前記胴部素材をライニングして胴部を形成する
工程と；前記胴部を切断する工程と；前記胴部をそれら
の切断端部で拡散接合する工程から成ることを特徴とす
る、プラスチック、金属粉末、セラミック粉末又は食品
の処理装置用の、数個の結合バイメタル胴部から成るハ
ウジング（２）の製造方法。 - 【請求項１６】 前記拡散接合工程が、熱間静水圧焼結
法（ＨＩＰ）により前記胴部を接合する工程を含む請求
項１５に記載の方法。 - 【請求項１７】 前記拡散接合工程中に、表面に遮蔽層
を設けた金属芯材を前記胴部に装填する請求項１５又は
１６に記載の方法。
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