JPH023661B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主にプラスチツク押出成形機に使用す
る多孔シリンダの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

プラスチツク押出成形機用シリンダは合成樹脂
により摩耗や腐食を受ける。例えば、強化プラス
チツクの成形ではガラス繊維等の硬質物質によつ
て摩耗作用を受け、難燃性プラスチツクの成形で
はハロゲンによつて腐食作用を受ける。従来か
ら、プラスチツク押出成形機用シリンダには窒化
処理が施されたシリンダが使用されているが、耐
摩耗性や耐食性が充分でなく、強化プラスチツク
や難燃性プラスチツクの成形には耐えない。そこ
でこのようなプラスチツクの成形にはシリンダ内
壁面に耐摩耗性または耐食性合金を遠心鋳造によ
つて被着したバイメタル製シリンダが使用されて
いる。

プラスチツク押出成形機用シリンダにはスクリ
ユー孔が一つの単軸シリンダとスクリユー孔が二
つの二軸シリンダとが実用に供されている。単軸
のバイメタル製シリンダは耐摩耗性または耐食性
合金を遠心鋳造によつて容易に製造することがで
きるが、二軸シリンダでは二つのスクリユー孔が
存在するために遠心鋳造によつて合金を孔の内壁
面に被着させることができない。このために二軸
シリンダでは種々の工夫がなされて製造されてい
る。

第２図はバイメタル製ライナー２を中実の鋼棒
材からくり抜かれ平行した穿孔を持つ鋼製の二軸
シリンダ胴１内に挿入した従来の二軸シリンダの
例である。前記ライナー２は単軸のバイメタル製
ライナーの一部を切除した二つのライナーを断面
が８の字状に合体溶接したものである。しかし、
このシリンダは非常に多大な機械加工を要し経済
性に劣るとともにライナー２の外周面が必らずし
もシリンダ胴１の内周面に完全に密接することが
ないので熱伝達作用が劣る欠点がある。

第３図は単軸のバイメタル製シリンダ３の一部
をその軸線方向に切除し、残余の切欠きシリンダ
を相互に溶接手段により継ぎ目３ａにて接合して
形成した他の従来の二軸シリンダ例である。この
シリンダ３は前記のライナー挿入方式のシリンダ
の持つ欠点を補つている。しかし、二つの単軸シ
リンダの一部を切除する工程と相互に溶接接合す
る工程とを必要とするため製造時の経済的負担が
大きい。また溶接接合する際に被着合金層の溶損
や破壊が生じるために合金層とその近辺では溶接
接合ができず、未溶接接合面への樹脂の侵入や発
生ガスの侵入によつてシリンダが腐食するので機
能的にも問題がある。

これらの問題を解消するものとして特願昭56−
17732号には第４図に示す一体鋼材よりなるシリ
ンダ胴４に形成されたスクリユー孔内壁面に耐摩
耗性または耐食性を有する被着合金層５を形成し
たバイメタル製多孔シリンダが紹介されている。

第５図は、特願昭56−17732号で提起されてい
るバイメタル製多孔シリンダの製造法の一例を説
明する断面図で、第５図は構造物を無酸化雰囲気
炉中で加熱し、次いでシリンダ胴４とスクリユー
孔内にセツトした一対の中子６，６ａとの間に形
成される空間９に耐食性合金あるいは耐摩耗性合
金の溶湯を注入孔８ａより流し込み、空間９を充
填してシリンダ粗材を得るのである。この製造法
によるバイメタル製多孔シリンダは、前記第２
図、第３図に示すものより経済性、機能性の点で
優れるが、シリンダ使用面の健全性を確保するた
めには、空間９を大きくとる必要が生じる。また
シリンダが長尺になるほど使用層の健全性を確保
するためには押湯部分を多くする必要がある。こ
のことは、高価な合金の使用量の増加と加工工数
の増大とによる経済性の欠除を意味する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記のように、従来から単軸バイメタルシリン
ダは主に遠心鋳造法によつて製造されているが、
多孔シリンダの場合は遠心鋳造法の基本原理から
して遠心鋳造法による製造はできないとされて来
た。事実これまで遠心鋳造法による多孔シリンダ
の製造報告例は知られていない。

第６図は単軸シリンダと同様の遠心鋳造法によ
つて二軸シリンダを製造した場合の結果を示すも
ので、被着合金層５、は回転中心１０を中心に同
心状に形成され、シリンダに必要とされるスクリ
ユー孔内壁全体に被着させることができない。

本発明は上記従来の欠点を排除して遠心鋳造に
より健全なバイメタル製多孔シリンダを経済的に
得ることができる製造法を提供しようとするもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明シリンダの製造法を説明するた
めの断面図で、同図ａはシリンダ軸に直角の断面
を示し同図ｂは同図ａにおけるＡ−Ａ断面を示す
図である。

第１図に示すように、シリンダ胴粗材１１に２
個の空孔１２，１２ａを設ける。そしてこの２個
の空孔のうちの１個の空孔１２をシリンダ胴粗材
１１の中心軸１７と同芯になるように設け、もう
１個の空孔１２ａをシリンダ胴粗材１１の中心軸
１７から外れた位置に中心を持つように偏心して
設けて中心軸位置の空孔と連通させる。このシリ
ンダ胴粗材１１の中心軸１７から外れた位置に中
心を持つ空孔１２ａにこの空孔１２ａより小径の
中子１３を空孔１２ａと同芯になるようにセツト
し、またシリンダ胴粗材１１の下端には盲板１４
を、上端には注入口１６を持つ上蓋１５を取付け
る。

上述のように形成したシリンダ胴粗材１１を無
酸化雰囲気中で1050〜1200℃に加熱する。次に高
周波誘導炉（図示せず）等で溶解された、例えば
重量割合でB2〜４％、Si2.5〜4.0％、Co5〜40％、
Cr5〜10％、Mn0.2〜２％、残部Niおよび不可避
的に存在する不純物からなる、耐食性、耐摩耗性
を有するNi系自溶合金溶湯を注入口１６から中
心の空孔１２内に所定量注入し、直ちに遠心鋳造
機上でシリンダ胴粗材１１の中心軸１７を中心に
して高速回転させながら冷却凝固させ、被着合金
層５を形成した多孔シリンダ粗材を得る。

この粗材の盲蓋１４、上蓋１５を機械加工によ
り削除すると共に中子１３を除去する。次いで空
孔１２、空孔１２ａの中間点が中心軸となるよう
にしてシリンダ胴粗材１１の外径を加工する、こ
のあとさらに通常の加工法により孔加工ならびに
端面加工等所定の加工を施し、第４図に示すよう
な断面を持つバイメタル製多軸シリンダを完成す
るのである（第４図は二軸シリンダを示す）。

〔作用〕

中心の空孔１２内に注入された所定量の合金溶
湯は、シリンダ胴粗材１１の中心軸１７を中心と
する高速回転による遠心力により、中心軸の空孔
１２の内周面に均等な厚さに被着するとともに、
偏心した空孔１２ａと中子１３との間の空隙内に
も充満して被着合金層５を形成して凝固する。

被着合金層５をシリンダ胴の２個の空孔１２，
１２ａ内に形成した多孔シリンダ粗材には、以後
の工程において前記のように機械加工を施して多
孔シリンダに仕上げるのである。

〔実施例 １〕 長さ250mmのシリンダ胴粗材の外径が160φにな
るよう鋼材の外径を加工したのち、前述した要領
で、芯間距離34mm、内径各42φの空孔一対を穿設
し、かつシリンダ胴粗材の中心軸から離れた空孔
の一つには35φの鋼製中子をセツトし、鋼板製の
上板及び下板を上下端に取付けて電気抵抗炉中で
1100℃に加熱した。これに高周波溶解炉で溶解し
た重量％でSi2.7％、Mn1.0％、Cr10.0％、Co15.0
％、B3.2％、残部が主にNiよりなる自溶性合金
を1350℃で注入したのち直ちに遠心鋳造機上に移
し、シリンダ胴粗材中心軸と同芯に設けた空孔の
38φの位置で重力倍数が90になるように回転数を
設定し、注入溶湯を遠心力でシリンダ胴粗材の空
孔内壁に被着させた。

遠心鋳造機の回転開始とともにシリンダ胴粗材
外表面からミストによる強制冷却を行つたのち外
表面温度が700〜750℃になつた時点で、強制冷却
ならびに回転を止めて徐冷した。

冷却後、上板および下板を削除し、一対の空孔
が軸対称になるようにシリンダ胴粗材の外径を
110φに加工した、ついで合金被着部を所定寸法
まで削除し、最終仕上としてホーニングにより
38φに研削仕上したが、欠陥の全くみられない健
全なバイメタル製二軸シリンダを得ることができ
た。

〔実施例 ２〕 実施例１と同様な方法でシリンダ胴粗材250φ、
長さ500の鋼材に芯間距離55mm、内径64φの一
対の空孔に厚みが６mmになるように合金を被着
し、実施例１と同様の方法でスクリユー孔内径を
60φに仕上げたが、全長にわたつて無欠陥の健全
なバイメタル製二軸シリンダを得ることができ
た。

〔発明の効果〕

本発明は上述のように構成したことにより、健
全で耐食性、耐摩耗性に優れたバイメタル製の多
孔シリンダを経済的に製造することができるの
で、工業的価値は大きいものである。

なお本発明においては空孔が二つのものについ
て述べたが、他の多孔形状であつても良い。また
実施例で述べた合金に代わる耐摩耗性あるいは耐
食性合金を用いてもよく、この時はその合金の特
性に応じてシリンダ胴粗材の加熱温度や、合金の
注入温度などを変化させることは当然である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による多孔シリンダを製造する
過程を説明する断面図、第２図、第３図は従来の
バイメタル製二軸シリンダの断面図、第４図は従
来および本発明のバイメタル製二軸シリンダの断
面図、第５図は従来のバイメタル製二軸シリンダ
の製造過程を説明する断面図、第６図は通常の遠
心鋳造法によるバイメタル製二軸シリンダを製造
しようとした時の耐食性や耐摩耗合金の被着状況
を説明する断面図である。 ５：被着合金層、１１：シリンダ胴粗材、１
２：中心軸の空孔、１２ａ：偏心した空孔、１
３：中子、１４：盲蓋、１５：上蓋、１６：注入
口、１７：中心軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 円柱状鋼材よりなるシリンダ胴粗材の中心軸
   の位置に１個の空孔を軸心方向に設けると共に、
   偏心した位置に１個または複数個の空孔を前記中
   心軸の空孔と連通して軸心方向に設けて、該偏心
   した空孔内に該空孔と同芯に中子を設置し、前記
   シリンダ胴粗材の一端を盲蓋で閉塞すると共に他
   端を注入口を有する蓋で閉塞したものを加熱し、
   前記注入口を介して所定量の合金溶湯を中心軸の
   空孔内に注入し、遠心鋳造機に装着して高速回転
   させて、各空孔内に被着合金層を形成して冷却せ
   しめた後、前記シリンダ胴粗材両端の蓋と偏心し
   た空孔内の中子とを除去し、ついで各空孔の中間
   点を中心軸としてシリンダ胴粗材の外径を加工
   し、さらに前記被着合金層を形成した各空孔の孔
   加工その他所定の加工を施すことを特徴とするプ
   ラスチツク成形機用多孔シリンダの製造方法。