JP4140025B2 - ダイカスト用スリーブ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えばアルミニウム合金等の非鉄金属用の横型もしくは竪型ダイカストマシンにおける溶融金属射出装置を構成するダイカスト用スリーブに関し、特に金属製外筒内にセラミックス製内筒を焼嵌めしてなる複合構造のダイカスト用スリーブの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のダイカスト用スリーブとして、図２に示すような実公平７−４１５５７号に記載されたものがある。図２において、ダイカスト用スリーブ５は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、Ｔｉ系合金の何れか１種の高強度低熱膨張性金属材料により中空円筒状に形成した外筒１内に、セラミックス材料により中空円筒状に形成した内筒２を焼嵌め、外筒１の金型側端部外周に中空円筒状に形成し、かつ前記外筒１および内筒２の金型側の耐圧力を大にするために補強リング４を、その内面に形成された段付き部４ａを前記外筒１および内筒２の先端面に当接させて嵌着し、かつ補強リング４内に冷媒循環路４ｂを設けている。
【０００３】
この構成により、セラミックス材料からなる内筒２に軸方向の押圧力を作用させることができるため、内筒２には圧縮応力が付与される。一方、外筒１を形成する金属材料は低熱膨張の特性を有するため、溶湯を内筒２に供給して温度上昇しても、内筒２に対する半径方向の圧縮力の減少は極めて小さく焼嵌め効果を維持できる。さらに、外筒１の金型側端部の外周には、冷媒循環路４ｂを有する補強リング４を嵌着しているため、射出圧力に起因する内圧に十分に耐えられるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のダイカスト用スリーブにおいては、常温状態では内筒２と先端部の補強リング４との間に径方向の内面の段差（ずれ）はないが、補強リング４が熱膨張係数の大きい熱間金型用鋼からなるため、使用中に外筒１が４００〜４５０℃の高温度に至った場合には、補強リング４と外筒１および内筒２との熱膨張係数の差により、補強リング４の内面が内筒２の内面から出っ張る段差を生じやすかった。このような段差が大きすぎるとそこに溶湯が付着して、スリーブ５内を摺動するプランジャチップ（図示せず）および内筒２が損傷する問題があった。また、従来のダイカスト用スリーブは、補強リング４内に冷媒循環路４ｂを設けるため、補強リング４の製作が煩雑となり製作費が高価になる問題があった。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、スリーブ使用中に高温に至った場合でも、先端部の補強リングと内筒との間に段差を生じることがなく、プランジャチップおよび内筒の長寿命化を図れるとともに、冷却構造を簡便に設けることができるダイカスト用スリーブを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のダイカスト用スリーブは、低熱膨張性金属材料からなる外筒内に、セラミックス材料からなる内筒を焼嵌めたダイカスト用スリーブにおいて、外筒および内筒の金型側の先端面と外筒の端部外周に当接するように補強リングを固定するとともに、補強リングの金型側の端部外周に嵌合部を設け、その嵌合部に冷媒が循環する冷却リングを固定したことを特徴とする。
【０００７】
【作用】
図２に示す従来のダイカスト用スリーブにおける冷媒循環路４ｂの位置は金型側の先端から離れているため、使用中に補強リングと内筒との間に段差を生じやすかった。そこで、本発明は冷媒が循環する冷却リングにより補強リングの先端部を中心に冷却させることによって補強リングと内筒との間の段差を極力抑えるようにした。また、本発明では、冷却リングを鋼管などにより補強リングと別個に製作した後、補強リングに嵌合させるため従来に比べ製作が簡便になり、冷却リングの構造や寸法などが種々設定できるので設計自由度の高いものとなる。
【０００８】
本発明において、低熱膨張性金属材料からなる外筒は２０℃から３００℃までの平均熱膨張係数が１〜５×１０^-6／℃、２０℃から６００℃までの平均熱膨張係数が５×１０^-6／℃以上であることが好ましい。また、セラミックス材料からなる内筒は窒化珪素やサイアロンなどの窒化珪素質焼結体からなるものが好ましい。これらの外筒と内筒を焼嵌めた場合、内筒の熱膨張係数は、２０℃から６００℃までが約３×１０^-6／℃であるため、６００〜６５０℃の加熱を要する外筒と内筒の焼嵌め温度において、外筒と内筒の熱膨張係数の差が大きいため円滑に焼嵌め作業ができる。また、ダイカスト用スリーブの内に溶湯を注入した場合には、通常の外筒温度である３００℃程度までは従来の外筒材であるＴｉ系合金の熱膨張係数に比べて、２０℃から３００℃までの熱膨張係数が１〜５×１０^-6／℃と小さく、かつ外筒と内筒の熱膨張係数の差が小さいため、軸方向及び円周方向に外内筒のずれが発生せず十分な焼嵌め効果を確保できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施例である横型ダイカストマシン用スリーブの断面図を示す。Ｎｉ：３２．６重量％、Ｃｏ：１４．９重量％、Ａｌ：０．８重量％、Ｔｉ：２．３重量％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる外筒１（外径１３０ｍｍ、内径９０ｍｍ、長さ４００ｍｍ）内に、Ｓｉ₃Ｎ₄：８７重量％、Ｙ₂Ｏ₃：６重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：４重量％、ＡｌＮ固溶体：３重量％からなるサイアロン製の内筒２（外径９０ｍｍ、内径６０ｍｍ、長さ４００ｍｍ）を、６００〜６５０℃の焼嵌め温度で焼嵌めた。
【００１０】
こうして得られた複合スリーブの金型側の先端面と外筒１の端部外周に当接するように熱間金型用鋼からなる補強リング４を焼嵌めにより嵌着するとともにボルト（図示せず）により固定した。補強リング４の金型側の端部外周には嵌合部が設けられており、その嵌合部に冷媒が循環する冷却リング７を嵌着した。冷却リング７は例えば炭素鋼鋼管により形成し、冷却リング７の内部に仕切り壁を、外周部に入水口および排水口を設け、水などの冷媒が冷却リング７の内部を循環できるようにする。
【００１１】
また、複合スリーブの後端面に当接するように熱間金型用鋼からなる固定リング８をボルトにより固定し、複合スリーブを軸方向に強固に挟着した。なお６は注入口であり、外筒１及び内筒２の後端部近傍に開口させる。またスリーブ内を摺動するプランジャチップ（図示せず）は耐摩耗性、潤滑性に優れたＳＫＤ６１材からなるものを使用した。
【００１２】
上記の構成によるダイカスト用スリーブ５を型締力３５０ｔｏｎの横型ダイカストマシンの射出装置に装着してアルミニウム合金のダイカストに使用した結果、１０００００ショット以上の安定した射出を行うことができ、スリーブ使用中に高温に至った場合でも、先端部の補強リングと内筒との間に使用上有害な段差を生じることがなかった。
【００１３】
【発明の効果】
本発明のダイカスト用スリーブは、スリーブ使用中に高温に至った場合でも、先端部の補強リングと内筒との間に段差を生じることがなく、プランジャチップおよび内筒の長寿命化を図れる。また、従来に比べ冷却構造の製作が簡便になり経済的にも有益である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のダイカスト用スリーブの断面図である。
【図２】従来のダイカスト用スリーブの断面図である。
【符号の説明】
１ 外筒、 ２ 内筒、 ４ 補強リング、５ ダイカスト用スリーブ、
６ 注入口、 ７ 冷却リング

Claims (4)

1. 低熱膨張性金属材料からなる外筒内に、セラミックス材料からなる内筒を焼嵌めたダイカスト用スリーブにおいて、外筒および内筒の金型側の先端面と外筒の端部外周に当接するように補強リングを固定するとともに、補強リングの金型側の端部外周に嵌合部を設け、その嵌合部に冷媒が循環する冷却リングを固定したことを特徴とするダイカスト用スリーブ。
2. 冷却リングが鋼管からなることを特徴とする請求項１に記載のダイカスト用スリーブ。
3. 外筒は２０℃から３００℃までの平均熱膨張係数が１〜５×１０^-6／℃、２０℃から６００℃までの平均熱膨張係数が５×１０^-6／℃以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のダイカスト用スリーブ。
4. 内筒が窒化珪素質焼結体からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のダイカスト用スリーブ。

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