JPH0242590B2 - - Google Patents
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- JPH0242590B2 JPH0242590B2 JP56503282A JP50328281A JPH0242590B2 JP H0242590 B2 JPH0242590 B2 JP H0242590B2 JP 56503282 A JP56503282 A JP 56503282A JP 50328281 A JP50328281 A JP 50328281A JP H0242590 B2 JPH0242590 B2 JP H0242590B2
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
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-
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B29C48/50—Details of extruders
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- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
Description
明細書
本発明は、高い動作圧力および強い浸食作用を
受ける機械用中空シリンダの製造方法に関する。
このような機械部分は、1000ないし2000barの大
きさで生ずる内圧、しばしば生ずる高い腐食作用
および取り分けプラスチツク処理の範囲内でよく
使われる充填材により非常に大きな摩耗を受け
る。或る種の充填材料（例えばガラス繊維）はこ
れらの部分の寿命を最初の値の１／10まで低下さ
せることがあることが明らかになつた。射出成形
機においてスクリユとシリンダとの間の最大許容
遊隙として約0.25mmが適用されるから、摩耗率が
どのような意味を持つているかを判断することが
でき、したがつて機械メーカ側においてこの技術
上の問題を解決するために既に大きな努力がなさ
れている。
受ける機械用中空シリンダの製造方法に関する。
このような機械部分は、1000ないし2000barの大
きさで生ずる内圧、しばしば生ずる高い腐食作用
および取り分けプラスチツク処理の範囲内でよく
使われる充填材により非常に大きな摩耗を受け
る。或る種の充填材料（例えばガラス繊維）はこ
れらの部分の寿命を最初の値の１／10まで低下さ
せることがあることが明らかになつた。射出成形
機においてスクリユとシリンダとの間の最大許容
遊隙として約0.25mmが適用されるから、摩耗率が
どのような意味を持つているかを判断することが
でき、したがつて機械メーカ側においてこの技術
上の問題を解決するために既に大きな努力がなさ
れている。
現在最も用いられている解決策は、窒化鋼を使
用することであり、この窒化鋼は、よく用いられ
る方法（浴室化、ガス窒化、イオン窒化法）によ
り摩耗防止窒化層をシリンダの内面に被覆するこ
とを可能にする。しかしこの場合は、処理する際
にしばしば大きなひずみまたは大きさの変化が生
じかつ薄い窒化層がシリンダの機械による仕上加
工の際に既に不均一に消耗せしめられるという欠
点を生ずる。シリンダ材料はそれ自体比較的低い
強度を有するから、これらの弱い個所の消耗後摩
耗が非常に速く進む。同じ理由から、表面硬化せ
しめられた層を使用しても充分でないことがわか
つた。高温加工用鋼に、例えば硼化、火炎放射あ
るいはいわゆるCVD方法（気相成長）により硬
い表面被覆層を付けることが既に試みられている
が、しかし必要な高い被覆温度による大きさの変
化および運転中の硬層の剥離に関わる問題が生じ
ている。
用することであり、この窒化鋼は、よく用いられ
る方法（浴室化、ガス窒化、イオン窒化法）によ
り摩耗防止窒化層をシリンダの内面に被覆するこ
とを可能にする。しかしこの場合は、処理する際
にしばしば大きなひずみまたは大きさの変化が生
じかつ薄い窒化層がシリンダの機械による仕上加
工の際に既に不均一に消耗せしめられるという欠
点を生ずる。シリンダ材料はそれ自体比較的低い
強度を有するから、これらの弱い個所の消耗後摩
耗が非常に速く進む。同じ理由から、表面硬化せ
しめられた層を使用しても充分でないことがわか
つた。高温加工用鋼に、例えば硼化、火炎放射あ
るいはいわゆるCVD方法（気相成長）により硬
い表面被覆層を付けることが既に試みられている
が、しかし必要な高い被覆温度による大きさの変
化および運転中の硬層の剥離に関わる問題が生じ
ている。
費用はかかるが興味のある解決策は、いわゆる
バイメタルシリンダ、製造である。バイメタルシ
リンダとは、主としてスクリユの直径が大きい機
械によく使われるシリンダのことであり、このシ
リンダにおいては、密封された炉の中で冷却まで
に必要な高い回転速度で特別に開発された被覆合
金が、予め製造された部分に1.5ないし４mmの厚
さの層で溶着せしめられる（1973年７月20日ドイ
ツ連邦共和国において発行された雑誌「産業指
針」第95巻第60号第1403頁〜第1404頁におけるエ
ル・ポゴダ氏の論文「プラスチツク加工機械用の
高寿命シリンダ」参照）。しかし遠心鋳造は扱い
にくくかつバイメタル層の脆性も問題を生ずるこ
とがある。
バイメタルシリンダ、製造である。バイメタルシ
リンダとは、主としてスクリユの直径が大きい機
械によく使われるシリンダのことであり、このシ
リンダにおいては、密封された炉の中で冷却まで
に必要な高い回転速度で特別に開発された被覆合
金が、予め製造された部分に1.5ないし４mmの厚
さの層で溶着せしめられる（1973年７月20日ドイ
ツ連邦共和国において発行された雑誌「産業指
針」第95巻第60号第1403頁〜第1404頁におけるエ
ル・ポゴダ氏の論文「プラスチツク加工機械用の
高寿命シリンダ」参照）。しかし遠心鋳造は扱い
にくくかつバイメタル層の脆性も問題を生ずるこ
とがある。
本発明の課題は、前述の問題に適切に対応しか
つ安価に製造可能な機械特に射出成形機用シリン
ダを提供することである。
つ安価に製造可能な機械特に射出成形機用シリン
ダを提供することである。
この課題を解決するため本発明によれば、耐摩
耗性の大きな硬化可能な耐食性鋼心と構造用鋼製
の被覆とから成る筒状素材を、鍛造または熱間圧
延により変形して、心と被覆とを金属結合しかつ
心の横断面積を少なくとも20％縮小し、それから
仕上しろを考慮した孔あけにより中空シリンダを
形成し、心の材料に合わせた硬化を行ない、所望
の最終寸法を得るための加工を行なう。
耗性の大きな硬化可能な耐食性鋼心と構造用鋼製
の被覆とから成る筒状素材を、鍛造または熱間圧
延により変形して、心と被覆とを金属結合しかつ
心の横断面積を少なくとも20％縮小し、それから
仕上しろを考慮した孔あけにより中空シリンダを
形成し、心の材料に合わせた硬化を行ない、所望
の最終寸法を得るための加工を行なう。
これにより次のような特有の作用効果が生ず
る。まず筒状素材の鍛造または熱間圧延により、
心と被覆との間に示すような金属結合（拡散接
合）が行なわれる。このような金属結合部は、極
めて大きい結合強度を与えるのみならず、高い熱
伝導率をもつているので、例えばこれから製造さ
れる中空シリンダによるプラスチツク加工の際、
心の管内にある高温プラスチツク材料の熱を容易
に外部へ放熱することができる。金属結合部のこ
の高い熱伝導率は、心の材料の硬化（熱処理）を
も可能にし、それによつて心材料の耐摩耗性を向
上させることができる。さらに心材料が高い硬度
したがつて大きい耐摩耗性を持ち、被覆が高いじ
ん性と強度を持つているので、これらの材料から
製造される中空シリンダは高い動作圧力に耐える
ことができ、被覆管に対する心管の支持が改善さ
れるので、高い動作圧力でも破壊の危険が回避さ
れる。最後に本発明によれば、中空シリンダの製
造が、機械的に簡単にかつ安価に行なわれる。
る。まず筒状素材の鍛造または熱間圧延により、
心と被覆との間に示すような金属結合（拡散接
合）が行なわれる。このような金属結合部は、極
めて大きい結合強度を与えるのみならず、高い熱
伝導率をもつているので、例えばこれから製造さ
れる中空シリンダによるプラスチツク加工の際、
心の管内にある高温プラスチツク材料の熱を容易
に外部へ放熱することができる。金属結合部のこ
の高い熱伝導率は、心の材料の硬化（熱処理）を
も可能にし、それによつて心材料の耐摩耗性を向
上させることができる。さらに心材料が高い硬度
したがつて大きい耐摩耗性を持ち、被覆が高いじ
ん性と強度を持つているので、これらの材料から
製造される中空シリンダは高い動作圧力に耐える
ことができ、被覆管に対する心管の支持が改善さ
れるので、高い動作圧力でも破壊の危険が回避さ
れる。最後に本発明によれば、中空シリンダの製
造が、機械的に簡単にかつ安価に行なわれる。
本発明を実施する際、構造用鋼製の管とこの管
へのはめ込まれる耐食性鋼心の棒とから筒状素材
を形成し、この筒状素材の端面における管と棒と
の合わせ目を、この合わせ目の範囲に溶接継目を
設けることにより直接に、または筒状素材の端面
を覆う円板の溶接より間接に閉鎖し、心の横断面
積を少なくとも40％縮小しながら鍛造または熱間
圧延を行なうことができる。
へのはめ込まれる耐食性鋼心の棒とから筒状素材
を形成し、この筒状素材の端面における管と棒と
の合わせ目を、この合わせ目の範囲に溶接継目を
設けることにより直接に、または筒状素材の端面
を覆う円板の溶接より間接に閉鎖し、心の横断面
積を少なくとも40％縮小しながら鍛造または熱間
圧延を行なうことができる。
心材料として、クロムを少なくとも11％含むレ
デブライトクロム鋼またはクロムを少なくとも14
％含む硬化可能な不銹クロム鋼の群から成る可鍛
合金鋼を使用することができる。
デブライトクロム鋼またはクロムを少なくとも14
％含む硬化可能な不銹クロム鋼の群から成る可鍛
合金鋼を使用することができる。
それが、１つあるいは複数の別の合金元素を添
加することにより形成されるこれら上述の形式の
合金の変形例であることは明らかであり、この場
合添加元素としてレデブライトクロム鋼には特に
Mo，Ｖ，ＷおよびCoが合計約12％まで、また不
銹クロム鋼には特にMo，Ni，Ｖ，Ｗ，Co，Ti
およびNbが合計約６％までとされている。
加することにより形成されるこれら上述の形式の
合金の変形例であることは明らかであり、この場
合添加元素としてレデブライトクロム鋼には特に
Mo，Ｖ，ＷおよびCoが合計約12％まで、また不
銹クロム鋼には特にMo，Ni，Ｖ，Ｗ，Co，Ti
およびNbが合計約６％までとされている。
さて、実施例について本発明による方法を以下
に詳細に説明する。
に詳細に説明する。
実施例 １
プラスチツク処理用の機械用中空シリンダを製
造するために、ドイツ鉄鋼協会の鋼規格の材料番
号1.2379によるレデブライトクロム鋼
（x155CrVMo121）（ここではＸは高合金鋼を表
わし、CrVMoはその主要合金元素を含有量の多
い順に表わし、121はそのうち１重量％以上の元
素の含有量を示す）から成る円筒状心材料が、材
料番号1.7131による構造用鋼（16MnCr5）から成
る管へ充分密に押し込まれ、（75mmの心直径にお
いて）170mmの外径および500mmの長さを有する素
材の両方の端面が、縁材料の範囲においてそれぞ
れ１つの円板の環状溶接により大気に対して閉鎖
される。この素材はその後鍛造温度（1150℃）に
もたらされかつ長形鍛造機で鍛造熱によりほぼ２
倍の長さに変形され、その際加工片の外径が110
mmになり、心の直径が52mmになる。この鍛造によ
り全周にわたりまつたく良好な心および縁材料の
金属結合が行なわれ、そのことは、同じようにし
て製造された均一な供試体の円板状分割により得
られる研摩あとからわかる。
造するために、ドイツ鉄鋼協会の鋼規格の材料番
号1.2379によるレデブライトクロム鋼
（x155CrVMo121）（ここではＸは高合金鋼を表
わし、CrVMoはその主要合金元素を含有量の多
い順に表わし、121はそのうち１重量％以上の元
素の含有量を示す）から成る円筒状心材料が、材
料番号1.7131による構造用鋼（16MnCr5）から成
る管へ充分密に押し込まれ、（75mmの心直径にお
いて）170mmの外径および500mmの長さを有する素
材の両方の端面が、縁材料の範囲においてそれぞ
れ１つの円板の環状溶接により大気に対して閉鎖
される。この素材はその後鍛造温度（1150℃）に
もたらされかつ長形鍛造機で鍛造熱によりほぼ２
倍の長さに変形され、その際加工片の外径が110
mmになり、心の直径が52mmになる。この鍛造によ
り全周にわたりまつたく良好な心および縁材料の
金属結合が行なわれ、そのことは、同じようにし
て製造された均一な供試体の円板状分割により得
られる研摩あとからわかる。
第１図は（２で示されている）試料円板の高温
腐食円板を示しており、この試料円板は、鍛造お
よびそれに続く軟化焼鈍後に供試体から軸線に対
して直角にほぼ最初の３分の１の長さの範囲にお
いて取り出される。
腐食円板を示しており、この試料円板は、鍛造お
よびそれに続く軟化焼鈍後に供試体から軸線に対
して直角にほぼ最初の３分の１の長さの範囲にお
いて取り出される。
第２図は、心および縁材料の境界範囲における
軸線方向に切断された試料２号のミクロ組識
（100：１）を示す。
軸線方向に切断された試料２号のミクロ組識
（100：１）を示す。
第３図は、別の試料のマクロ組識を示してお
り、この試料は（第１図と同じように）供試体か
ら別の個所において取り出され、一部に所望の心
孔を設けられかつ適当な熱処理（焼入れおよび焼
戻し）を受けている。
り、この試料は（第１図と同じように）供試体か
ら別の個所において取り出され、一部に所望の心
孔を設けられかつ適当な熱処理（焼入れおよび焼
戻し）を受けている。
第４図は、同様に心および縁材料の境界範囲に
おける第３図に相当し軸線方向に切断された試料
円板のミクロ組識（100：１）を示す。
おける第３図に相当し軸線方向に切断された試料
円板のミクロ組識（100：１）を示す。
（供試体から全長にわたつて取り出されたすべ
ての試料円板においても同じような結果が得られ
る。） 加工片の軟化焼鈍および心出し後に34mm（±
0.3mm）の中心孔が設けられかつ59ないし61HCR
の心材料および920N／mm2の縁材料の硬度および
強度を得るために熱処理が行なわれる。
ての試料円板においても同じような結果が得られ
る。） 加工片の軟化焼鈍および心出し後に34mm（±
0.3mm）の中心孔が設けられかつ59ないし61HCR
の心材料および920N／mm2の縁材料の硬度および
強度を得るために熱処理が行なわれる。
通常のやり方（最終寸法までの研削またはとぎ
上げ）で仕上げられた機械用中空シリンダは、使
用の際に、窒化鋼から製造されるこのようなシリ
ンダの３倍以上の寿命をもたらし、その上、直径
の少し大きいスクリユに適合する内径に孔をあけ
た後に新品の機械部分としてさらに使用され得
る。
上げ）で仕上げられた機械用中空シリンダは、使
用の際に、窒化鋼から製造されるこのようなシリ
ンダの３倍以上の寿命をもたらし、その上、直径
の少し大きいスクリユに適合する内径に孔をあけ
た後に新品の機械部分としてさらに使用され得
る。
実施例 ２
ゆるやかな円錐状に構成された鋳型の中心に、
円錐形または外面形状に合わせて作られた材料番
号1.4528の不銹クロム鋼（X105CrCoMo182）製
の心がはめられかつ底板に固定されている。さら
に、鋳造中に心が動かないことを保証するため
に、心材料の上端面に重しを載せる。鋳込み物の
上昇中に材料番号1.7218の鋼（25CrMo4）製の構
造用鋼溶湯の均一な層でこの心の回りに流し込ま
れる。こうして形成された複合鋼ブロツクはまだ
高温状態で圧延工場へ送られ、圧延により素材が
製造され、この素材の均一な金属結合部が検査さ
れかつ確認される。
円錐形または外面形状に合わせて作られた材料番
号1.4528の不銹クロム鋼（X105CrCoMo182）製
の心がはめられかつ底板に固定されている。さら
に、鋳造中に心が動かないことを保証するため
に、心材料の上端面に重しを載せる。鋳込み物の
上昇中に材料番号1.7218の鋼（25CrMo4）製の構
造用鋼溶湯の均一な層でこの心の回りに流し込ま
れる。こうして形成された複合鋼ブロツクはまだ
高温状態で圧延工場へ送られ、圧延により素材が
製造され、この素材の均一な金属結合部が検査さ
れかつ確認される。
既に実施例１において述べたやり方で素材から
機械用中空シリンダが製造され、この機械用中空
シリンダはプラスチツク処理に使用した際に同様
に優れていることがわかる。
機械用中空シリンダが製造され、この機械用中空
シリンダはプラスチツク処理に使用した際に同様
に優れていることがわかる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 耐摩耗性の大きな硬化可能な耐食性鋼心と構
造用鋼製の被覆とから成る筒状素材を、鍛造また
は熱間圧延により変形して、心と被覆とを金属結
合しかつ心の横断面積を少なくとも20％縮小し、
それから仕上しろを考慮した孔あけにより中空シ
リンダを形成し、心の材料に合わせた硬化を行な
い、所望の最終寸法を得るための加工を行なうこ
とを特徴とする、高い動作圧力および強い浸食作
用を受ける機械用中空シリンダの製造方法。 ２ 構造用鋼製の管とこの管へはめ込まれる耐食
性鋼心の棒とから筒状素材を形成し、この筒状素
材の端面における管と棒との合わせ目を、この合
わせ目の範囲に溶接継目を設けることにより直接
に、または筒状素材の端面を覆う円板の溶接より
間接に閉鎖し、心の横断面積を少なくとも40％縮
小しながら鍛造または熱間圧延を行なうことを特
徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 心材料として、クロムを少なくとも11％含む
レデブライトクロム鋼またはクロムを少なくとも
14％含む硬化可能な不銹クロム鋼の群から成る可
鍛合金鋼を使用することを特徴とする、第１項ま
たは第２項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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