JP2003334760A - Nozzle - Google Patents

Nozzle

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JP2003334760A
JP2003334760A JP2002140330A JP2002140330A JP2003334760A JP 2003334760 A JP2003334760 A JP 2003334760A JP 2002140330 A JP2002140330 A JP 2002140330A JP 2002140330 A JP2002140330 A JP 2002140330A JP 2003334760 A JP2003334760 A JP 2003334760A
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diamond sintered
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Yasunari Nakamori
康徳 中森
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Asahi Diamond Industrial Co Ltd
旭ダイヤモンド工業株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nozzle superior in abrasion resistance, having a long service life, improving working efficiency, and easy in manufacturing, particularly, a nozzle for injecting polishing particles.
SOLUTION: This nozzle is formed by fitting and fixing a plate-like diamond sintered body to a square groove formed on the inner peripheral wall surface of an injection passage having a polygonal cross-sectional shape.
COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明はノズルに関し、さらに詳しくは、耐摩耗性に優れ、寿命が長く、作業能率を向上させ得る上、製作が容易なノズル、特に研磨粒子を噴射させるノズルに関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention relates to a nozzle, and more particularly, excellent wear resistance, on the long life, can improve the working efficiency, the manufacturing is easy nozzle relates nozzles for particular injection abrasive particles. 【0002】 【従来の技術】一般に、流動体と接する面には少なからず摩耗が生じ、特に流動体を高速で流したり、流動体中に硬度の高い粒子が含まれている場合には、摩耗は加速度的に進行することが知られている。 [0002] In general, no small abrasion occurs in the surface in contact with the fluid, if it contains high hardness particles in particular or flowing fluid at a high speed, fluid, wear has been known to proceed at an accelerated pace it is. 例えば、水あるいは微細な研磨粒子を、高圧の噴流として、直接被加工物に向けて噴射し、この噴流によって被加工物を加工するノズルにおいては、高圧の水や微細な研磨粒子を細径のノズルから高圧で噴出させるために摩耗が激しく、研磨粒子噴射用のノズルにおいては、さらに摩耗が進行する。 For example, water or fine abrasive particles, as a high pressure jet, injected toward the direct workpiece, in a nozzle for machining a workpiece by the jet of high pressure water and fine abrasive particles diameter severe wear for ejecting a high pressure from the nozzle, in the nozzle for abrasive grain injection, further wear progresses. 従来、このような研磨粒子噴射用ノズルにおいては、ノズル全体が耐摩耗性金属やセラミックなどの材料によって形成されていたが、加工速度や加工能率を高めるために、さらに高い耐摩耗性が要求されるようになってきた。 Conventionally, in such abrasive grain injection nozzle, the entire nozzle was formed by material such as wear-resistant metal or ceramic, in order to increase the processing speed and processing efficiency, is required even higher abrasion resistance It has come to so that. そこで、この要求を満たすために、種々の提案がなされている。 Therefore, in order to satisfy this requirement, various proposals have been made. 例えば、内壁面に耐摩耗性セラミックを被覆したもの(特開昭60−197370号公報)、 For example, those obtained by coating the wear-resistant ceramic in the inner wall surface (Japanese 60-197370 JP)
内面にダイヤモンド焼結体や立方晶窒化ホウ素(cB Diamond sintered body or a cubic boron nitride on the inner surface (cB
N)焼結体で形成した環状ダイスを積み重ねて固定したもの(実開昭63−50700号公報)が提案されている。 N) which is fixed by stacking annular die formed of a sintered body (Japanese Utility Model 63-50700 JP) have been proposed. また、最近では、管内部に粒径0.1〜2μmの柱状晶の微細なダイヤモンド層を化学蒸着させたもの(特開平6−8146号公報)、円柱状の基体にCVDダイヤモンドを析出させ、基体を溶解除去し、得られたダイヤモンドチューブの外周を超硬合金で強度補強したもの(実公平6−34936号公報)、環状基体の内面にC In recent years, those obtained by chemical vapor deposition of fine diamond layer of columnar crystals having a particle size of 0.1~2μm inside the tube (JP-A-6-8146), the CVD diamond is deposited on the cylindrical substrate, substrate was dissolved and removed, the outer periphery of the resulting diamond tube those reinforcement of cemented carbide (actual fair 6-34936 JP), C on the inner surface of the annular base
VDダイヤモンド層を形成したもの(特開昭63−31 Which was formed VD diamond layer (JP-A-63-31
5597号公報)などが提案されている。 JP), etc. 5597 is proposed. しかしながら、ノズル全体が耐摩耗性金属又はセラミックなどの材料で構成されたものや、内壁にセラミックを被覆したものは、耐摩耗性が不十分で、噴射流路の内壁が摩耗により損傷し、流路径が拡大するため、性能の低下が著しく、その結果、ノズルを頻繁に交換しなければならず、 However, what the entire nozzle is made of a material such as wear-resistant metal or ceramic, or those coated with ceramic on the inner wall, the wear resistance is insufficient, the inner wall of the injection passage is damaged due to wear, the flow since road diameter is enlarged significantly decrease in performance, so that it is necessary to frequently replace the nozzle,
稼働効率や能率の低下をもたらし、加工コストが高くつくという問題があった。 Resulted in a decrease in operating efficiency and efficiency, there is a problem that processing cost is expensive. また、ダイヤモンド焼結体やc In addition, diamond sintered body and c
BN焼結体で形成した環状ダイスを積み重ねて固定したものは、通過する超高速の水流によって接合部分が優先的に摩耗する上、水に研磨粒子が含まれている場合、一旦摩耗が発生すると急速に摩耗が進行するなどの欠点を有している。 Those fixed by stacking annular die formed by BN sintered body, on the joint portion by the ultrafast water flow is worn preferentially passing, if it contains abrasive particles in water, once wear occurs rapid wear has drawbacks, such as progression. さらに、CVD法(化学的気相蒸着法)により、ダイヤモンド被覆層を形成させる場合、操作が煩雑である上、内面を隙間なくダイヤモンドで被覆することが難かしいなどの問題を有している。 Furthermore, by CVD (chemical vapor deposition), when forming the diamond coating layer, on the operation is complicated, be coated with no gaps diamond inner surface has a problem of flame Kashii. 【0003】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような従来技術が有する問題を解決し、耐摩耗性に優れ、寿命が長く、作業能率を向上させ得る上、製作が容易なノズル、特に研磨粒子を噴射させるノズルを提供することを目的としてなされたものである。 [0003] [SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to solve the problem with such a prior art, excellent wear resistance, on the long life, can improve the working efficiency, the manufacturing is easy nozzle, it has been made for the purpose of providing a nozzle for particular injection abrasive particles. 【0004】 【課題を解決するための手段】本発明者は、耐摩耗性に優れ、寿命が長いノズルを開発すべく鋭意研究を重ねた結果、下記の知見を得た。 [0004] Means for Solving the Problems The present inventor has excellent wear resistance, as a result of life intensive studies to develop a long nozzle, to give the following findings. 従来、ノズルにおける噴射流路は、断面形状が円形のものがよく、角形のものは噴射性能に劣ると考えられていたが、本発明者の研究によると、断面形状が角形でも、円形のものと噴射性能の点で差がないことが分かった。 Conventionally, the injection passage in the nozzle may those cross-sectional shape of a circular, although those of rectangular was thought to poor jetting performance, according to the inventor's study, in cross section rectangular, a circular the difference in terms of injection performance and it was found that there is no. また、噴射流路の断面形状が角形の場合、各内周壁面に角溝を設けることにより、耐摩耗性に優れるダイヤモンド焼結体の板状体を該角溝に嵌合させて接合し得るので、噴射流路の内周壁全面をダイヤモンド焼結体で容易に覆うことができ、耐摩耗性に優れ、寿命の長いノズルが、簡単に得られることを見出した。 Also, if the cross-sectional shape of the injection passage is rectangular, by providing the rectangular groove to each inner circumferential wall surface, it may be joined by fitting the plate-like body of the diamond sintered body which is excellent in wear resistance angular groove since the inner peripheral wall the entire surface of the injection passage can be easily covered with the diamond sintered body, excellent in wear resistance, a long nozzle life were found to be easily obtained. 本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。 The present invention has been completed based on this finding. すなわち、本発明は、(1)多角形の断面形状を有する噴射流路の各内周壁面に設けられた角溝に、板状ダイヤモンド焼結体を嵌合し、固定したことを特徴とするノズル、(2)多角形の断面形状が四〜八角形である第1項記載のノズル、及び(3)研磨粒子噴射用のノズルである第1項又は第2項記載のノズル、を提供するものである。 That is, the present invention is characterized in that (1) the square groove provided in each inner peripheral wall surface of the injection passage having a polygonal cross-sectional shape, fitted to the plate-like diamond sintered body, and fixed nozzle, to provide a nozzle, the nozzle, and (3) the first term is a nozzle for abrasive grain injection or second claim of claim 1 wherein is (2) a polygonal cross-sectional shape four to eight square it is intended. 【0005】 【発明の実施の形態】本発明のノズルは、水若しくは微細な研磨粒子を含む水系懸濁液又は研磨粒子を高圧の噴流として直接被加工物に向けて噴射し、この噴射した水若しくは水系懸濁液又は研磨粒子によって被加工物を加工するのに用いられる部材である。 [0005] the nozzle of the embodiment of the present invention is an aqueous suspension or abrasive particles includes a water or fine abrasive particles jetted toward direct workpiece as a high pressure jet and the injected water or is a member used to process the workpiece by aqueous suspension or abrasive particles. 本発明のノズルのノズル本体を構成する基体は、断面形状が多角形のストレート形状又は出口側が先細り形状の中空部を有し、かつ円柱状又は角柱状の外周面を有する中空構造体であり、 Substrate constituting the nozzle body of the nozzle of the present invention is a hollow structure that the cross-sectional shape having a hollow portion of the straight shape or outlet side tapered polygonal, and has a cylindrical or prismatic outer peripheral surface of,
該中空部が、水若しくは研磨粒子を含む水系懸濁液又は研磨粒子の噴射流路となる。 Hollow portion, the injection passage of the aqueous suspension or abrasive particles includes a water or abrasive particles. 本発明においては、前記基体の中空部における各平面状の内周壁面に角溝を設け、 In the present invention, it provided the angular groove on each planar inner peripheral wall surface of the hollow portion of the substrate,
この角溝に、板状ダイヤモンド焼結体を嵌合して、固定する。 This square groove, fitted with plate-shaped diamond sintered body, and fixed. 図1は、本発明のノズル本体部の1例の縦断面図(a)及びA−A矢視横断面図(b)である。 Figure 1 is a longitudinal sectional view of one example of a nozzle body of the present invention (a) and A-A arrow cross-sectional view (b). ノズル本体10は、中空構造体である基体1の中空部(断面形状が四角形のストレート形状)における各内周壁面に、それぞれ設けられた各溝に、板状ダイヤモンド焼結体4 The nozzle body 10, the respective inner peripheral wall surface of the hollow portion of the base body 1 is a hollow structure (straight shape in cross section is square), each groove respectively provided, the plate-shaped diamond sintered body 4
a、4b、4c及び4dが嵌合され、固定された構造を有している。 a, 4b, 4c and 4d is fitted, it has a fixed structure. そして、板状ダイヤモンド焼結体4a、4 Then, the plate-shaped diamond sintered body 4a, 4
b、4c及び4dで囲繞された空間部が噴射流路2となる。 b, a space portion is surrounded by 4c and 4d is the injection passage 2. なお、5はノズル先端の端面部である。 Note that 5 is an end face portion of the nozzle tip. 図2は、本発明のノズル本体部の異なる例の縦断面図である。 Figure 2 is a longitudinal sectional view of another example of a nozzle body of the present invention. ノズル本体10'は、中空構造体である基体1'の中空部(断面形状が四角形の出口側が先細り形状)における各内周壁面に、それぞれ設けられた各溝に、4a'、4c'を含む4枚の板状ダイヤモンド焼結体が嵌合され、固定された構造を有している。 The nozzle body 10 ', the substrate 1 is a hollow structure' in the inner peripheral wall surface of the hollow portion (outlet side tapered cross-sectional shape squares) of each groove respectively provided, including 4a ', 4c' four plate-shaped diamond sintered body is fitted, it has a fixed structure. そして、4a'、4c'を含む4枚の板状ダイヤモンド焼結体で囲繞された空間部が噴射流路2'となる。 Then, 4a ', 4c' space portion surrounded by the four plate-shaped diamond sintered body comprising becomes the injection passage 2 '. なお、5'はノズル先端の端面部である。 Incidentally, 5 'is the end surface of the nozzle tip.
このように、噴射流路の内周面が、完全にダイヤモンド焼結体で覆われているので本発明のノズルは、極めて耐摩耗性に優れ、高い耐久性を有する寿命の長いものとなる。 Thus, the inner peripheral surface of the injection passage, the nozzle fully present invention are covered by the diamond sintered body is excellent in an extremely abrasion resistant, so long as the life with high durability. 本発明における前記板状ダイヤモンド焼結体は、公知の方法、例えばダイヤモンド微粉末と金属系結合剤との混合物を超高圧法で焼結させることにより、製造することができる。 It said plate-shaped diamond sintered body of the present invention, known methods, for example, a mixture of diamond powder and metal-based binder in an ultra-high pressure process by sintering, can be produced. この板状ダイヤモンド焼結体の厚さは、 The thickness of the plate-shaped diamond sintered body,
通常0.2〜5.0mmで選定される。 It is selected in the normal 0.2~5.0mm. また、該板状ダイヤモンド焼結体を基体に接合させる方法としては特に制限はなく、例えばロウ付け法や有機系接着剤を使用する方法などを採用することができる。 There is no particular limitation to said plate diamond sintered body as a method of bonding to a substrate, can be employed a method using, for example, brazing or organic adhesive. 【0006】図1、図2では、ノズルにおける噴射流路の断面形状は、四角形であるが、本発明においては、これに限定されるものではなく、該噴射流路の断面形状は四〜八角形とすることができ、加工性の点から四〜六角形が好ましく、特に四角形が好適である。 [0006] Figure 1, in Figure 2, the cross-sectional shape of the injection passage in the nozzle is a square, in the present invention is not limited thereto, the cross-sectional shape of the injection passage is four to eight can be a rectangular, preferably a four-hexagonal in terms of processability, it is particularly preferable rectangle. 本発明のノズルにおけるノズル本体の基体の材質としては特に制限はなく、例えばステンレス鋼、工具鋼、超硬合金、あるいはタングステン、チタン、モリブテンなどの金属や合金などを用いることができる。 As the material of the base body of the nozzle body in the nozzle of the present invention is not particularly limited, for example, stainless steel, tool steel, cemented carbide, or tungsten, titanium, or the like can be used metal or alloy such as molybdenum. 本発明のノズルは、多角形状の断面形状を有する噴射流路の内周壁面に、板状ダイヤモンド焼結体を設けたものであって、以下に示す効果を奏する。 Nozzle of the present invention, the inner peripheral wall surface of the injection passage having a sectional shape of a polygonal shape, there is provided a plate-shaped diamond sintered body exhibits the following effects. (1)ダイヤモンド焼結体は、薄い板状の単純な形状であるので、容易に製造することができる。 (1) diamond sintered body, since it is a simple form of a thin plate shape, can be easily manufactured. (2)噴射流路は断面形状が多角形であり、その各内周壁面に設けられた角溝に、薄い板状のダイヤモンド焼結体を嵌合し、ロウ付けなどで基体に接合し、固定することができるので、当該ノズルの製作が容易であり、かつダイヤモンド焼結体の使用量が少なくてすむ。 (2) injection passage is sectional shape polygonal, the corner groove provided on each of its inner peripheral wall surface, fitted with a thin plate-shaped diamond sintered body was bonded to the substrate by brazing, etc., it can be fixed, the fabrication of the nozzle is facilitated and requires less amount of the diamond sintered body. (3)噴射流路の内周壁面は、全面が隙間なく、耐摩耗性に優れるダイヤモンド焼結体で覆われているので、噴射流路の内壁の摩耗が少なく、良好な耐久性を有し、長時間使用することができる。 (3) the inner peripheral wall surface of the injection passage, the entire surface without a gap, are covered with a diamond sintered body having excellent abrasion resistance, wear less of the inner wall of the injection passage, have good durability , it can be used for a long time. 例えば、従来のノズルは、 For example, the conventional nozzle,
2〜6時間程度で交換しなければならなかったが、本発明のものは20〜100時間程度寿命を延ばすことができる。 It had to be replaced in about 2-6 hours, those of the present invention can be extended 20 to 100 hours approximately life. したがって、ノズルの交換頻度が少なくてすみ、 Therefore, it requires less frequent replacement of the nozzle,
作業能率が向上する。 Work efficiency can be improved. (4)噴射流路の断面形状が多角形であっても、円形のものに比べて、被加工物に対する加工性能はあまり差がない。 (4) cross-sectional shape of the injection passage is a polygon, as compared with circular ones, machining performance relative to the workpiece is not much difference. このような長所を有する本発明のノズルは、噴射流路の内周壁が、極めて耐摩耗性に優れているので、特にアルミナやガーネットなどの微細な研磨粒子用のノズルとして好適である。 Nozzles of the present invention having such advantages, the inner peripheral wall of the injection passage, so that extremely excellent in wear resistance, is particularly suitable as a nozzle for fine abrasive particles such as alumina or garnet. 【0007】 【実施例】次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。 [0007] [Example] Next, the present invention embodiment will be described in more detail, the present invention is by way of examples, which should not be limited. 実施例1 ステンレス鋼を用い、上部に漏斗状の拡径部を有する断面形状が一辺8mmの正方形の中空部を有し、角柱状中空部の高さが25mm、上部拡径部の高さ7mm(全長32m Using Example 1 stainless steel, cross-sectional shape having a funnel-shaped enlarged diameter portion has a hollow portion of one side of a square 8mm at the top, 25 mm height of the prismatic hollow portions, the height 7mm of the upper enlarged diameter portion (total length 32m
m)、外径18mmの円柱状外周面を有する中空構造体からなるノズル本体部の基体を製作した。 m), it was fabricated base of the nozzle body portion made of a hollow structure having a cylindrical outer peripheral surface of the outer diameter of 18 mm. 次いで、この中空構造体の中空部における4つの平面状内壁それぞれに、幅7mm、高さ25mm、厚さ3.6mmの板状ダイヤモンド焼結体4枚を用い、図1に示すように嵌合し、ロウ付けにより基体に接合して、ノズルを製作した。 Then, to the four planar inner wall of the hollow portion of the hollow structure, width 7 mm, height 25 mm, using a four plate-shaped diamond sintered body having a thickness of 3.6 mm, the fitting as shown in Figure 1 and, joined to the substrate by brazing, was manufactured nozzle. 次に、 next,
圧力200MPaにて、粒度#80のアルミナを、0.3kg At a pressure of 200MPa, the alumina of particle size # 80, 0.3kg
/minの条件で3分間噴射した結果、300時間で形状変化は認められず、また所定の噴流が得られた。 / Min Condition 3 minutes the injected results in the shape change at 300 hours was not observed, also predetermined jets were obtained. 比較例1 上部に漏斗状の拡径部を有する内径7mm、高さ25mmの円柱状中空部を有し、上部拡径部の高さ7mm(全長32 Inside diameter 7mm with a funnel-shaped enlarged diameter portion in Comparative Example 1 upper, has a cylindrical hollow portion of height 25 mm, height 7mm of the upper enlarged diameter portion (total length 32
mm)、外径18mmのWC、ジルコニア、アルミナなどの耐摩耗性金属からなる、円柱状外周面を有するノズルを用いて噴射試験を行い、摩耗状態及び耐久時間を測定した。 mm), outer diameter 18 mm WC, zirconia, consisting wear-resistant metal such as alumina, performs injection test using a nozzle having a cylindrical outer peripheral surface, it was measured wear condition and endurance time. その結果、耐久時間は約5時間であった。 As a result, the endurance time was about 5 hours. 【0008】 【発明の効果】本発明によれば、耐摩耗性に優れ、寿命が長く、作業能率を向上させ得る上、製作が容易なノズル、特に研磨粒子を噴射させるノズルを提供することができる。 According to the present invention, excellent wear resistance, a long life, on which can improve the work efficiency, production easy nozzle, to provide a nozzle for particular injection abrasive particles it can.

【図面の簡単な説明】 【図1】図1は、本発明のノズル本体部の1例の縦断面図(a)及びA−A矢視横断面図(b)である。 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal sectional view of one example of a nozzle body of the present invention (a) and A-A arrow cross-sectional view (b). 【図2】図2は、本発明のノズル本体部の異なる例の縦断面図である。 Figure 2 is a longitudinal sectional view of another example of a nozzle body of the present invention. 【符号の説明】 1、1' 基体2、2' 噴射流路4a、4b、4c、4d、4a'、4c' 板状ダイヤモンド焼結体5、5' ノズル先端の端面部10、10' ノズル本体 [Reference Numerals] 1, 1 'substrate 2,2' injection passage 4a, 4b, 4c, 4d, 4a ', 4c' plate diamond sintered body 5,5 'nozzle tip end surface portions 10, 10' nozzles a body

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】多角形の断面形状を有する噴射流路の各内周壁面に設けられた角溝に、板状ダイヤモンド焼結体を嵌合し、固定したことを特徴とするノズル。 The corner groove provided on each inner peripheral wall surface of the injection passage with Patent Claims 1. A polygonal cross-sectional shape, characterized in that fitting the plate-shaped diamond sintered body, and fixed nozzle to be. 【請求項2】多角形の断面形状が四〜八角形である請求項1記載のノズル。 2. A nozzle according to claim 1, wherein the polygonal cross-sectional shape is four to eight square. 【請求項3】研磨粒子噴射用のノズルである請求項1又は2記載のノズル。 3. A nozzle according to claim 1 or 2, wherein a nozzle for abrasive grain injection.
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