JPH04187746A - 耐食耐摩耗性焼結合金からなるライニング層を有する複合シリンダ - Google Patents
耐食耐摩耗性焼結合金からなるライニング層を有する複合シリンダInfo
- Publication number
- JPH04187746A JPH04187746A JP2315112A JP31511290A JPH04187746A JP H04187746 A JPH04187746 A JP H04187746A JP 2315112 A JP2315112 A JP 2315112A JP 31511290 A JP31511290 A JP 31511290A JP H04187746 A JPH04187746 A JP H04187746A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- cylinder
- lining layer
- base material
- composite cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title abstract description 30
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title abstract description 20
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title abstract description 20
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 44
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 6
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 abstract 3
- 239000010953 base metal Substances 0.000 abstract 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009750 centrifugal casting Methods 0.000 description 3
- 238000009689 gas atomisation Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 238000005486 sulfidation Methods 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 2
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010137 moulding (plastic) Methods 0.000 description 1
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000005987 sulfurization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、プラスチック成形機等に用いる複合シリンダ
に関し、詳しくは耐摩耗性、耐食性に優れた複合シリン
ダに関する。
に関し、詳しくは耐摩耗性、耐食性に優れた複合シリン
ダに関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕プラス
チック等の射出成形あるいは押出成形に使用される成形
機用のシリンダには、加熱成形中の樹脂または樹脂に加
えた添加剤等による腐食あるいは摩耗を防止するため、
鋼材からなる中空円筒状のシリンダ母材の内面に、耐摩
耗性と耐食性とを有する合金材料を遠心鋳造法によりラ
イニングする構造のものか用いられている。
チック等の射出成形あるいは押出成形に使用される成形
機用のシリンダには、加熱成形中の樹脂または樹脂に加
えた添加剤等による腐食あるいは摩耗を防止するため、
鋼材からなる中空円筒状のシリンダ母材の内面に、耐摩
耗性と耐食性とを有する合金材料を遠心鋳造法によりラ
イニングする構造のものか用いられている。
しかしながら、上述のような成形機用の複合シリンダを
遠心鋳造法により作製する場合は、溶着反応時にライニ
ング層を形成する合金材料にシリンダ母材を形成する鋼
材のFeが侵入する。このFeの侵入はライニング層と
シリンダ母材との溶着を遂行するために必要であるか、
Feはライニング層の硬度を低下させ、また耐食性を劣
化させてしまうという問題がある。
遠心鋳造法により作製する場合は、溶着反応時にライニ
ング層を形成する合金材料にシリンダ母材を形成する鋼
材のFeが侵入する。このFeの侵入はライニング層と
シリンダ母材との溶着を遂行するために必要であるか、
Feはライニング層の硬度を低下させ、また耐食性を劣
化させてしまうという問題がある。
また近年プラスチックは、用途が多種多様化し、様々な
特殊樹脂を用いたり、様々な添加剤を混合するようにな
ってきているため、成形機用の複合シリンダ内うイニン
グ層の耐摩耗性及び耐食性を、さらに向上させるべき要
求が高まってきている。
特殊樹脂を用いたり、様々な添加剤を混合するようにな
ってきているため、成形機用の複合シリンダ内うイニン
グ層の耐摩耗性及び耐食性を、さらに向上させるべき要
求が高まってきている。
このためには合金成分を多量に配合したり、耐摩耗成分
を多量に添加したりする必要かあるが、遠心鋳造法では
、偏析や分散性等の問題のため、必ずしもこれらの要求
を満足させることがてきない。
を多量に添加したりする必要かあるが、遠心鋳造法では
、偏析や分散性等の問題のため、必ずしもこれらの要求
を満足させることがてきない。
従って本発明の目的は、ライニング層が、シリンダ母材
から侵入するFeを有することなく被覆されており、か
つ優れた耐摩耗性及び耐食性を有するような組成とする
ことができる複合シリンダを提供することである。
から侵入するFeを有することなく被覆されており、か
つ優れた耐摩耗性及び耐食性を有するような組成とする
ことができる複合シリンダを提供することである。
上記課題に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、ライニン
グ層を形成する合金材料の組成を最適化するとともに、
その合金材料をHIPプロセスによりシリンダ母材の内
面上で加圧焼結することにより、ライニング層にFeが
侵入せず、かつライニング層は優れた耐摩耗性及び耐食
性を有することを発見し、本発明に想到した。
グ層を形成する合金材料の組成を最適化するとともに、
その合金材料をHIPプロセスによりシリンダ母材の内
面上で加圧焼結することにより、ライニング層にFeが
侵入せず、かつライニング層は優れた耐摩耗性及び耐食
性を有することを発見し、本発明に想到した。
すなわち、本発明のライニング層とシリンダ母材層とか
らなる複合シリンダは、前記ライニング層が、Crfo
、 0〜30.0重量%、81.5〜4.0重量%、S
i2.0重量%以下、Mn2.0重量%以下、C0,2
〜0.7重量%、Fe5.0重量%以下、残部実質的に
C。
らなる複合シリンダは、前記ライニング層が、Crfo
、 0〜30.0重量%、81.5〜4.0重量%、S
i2.0重量%以下、Mn2.0重量%以下、C0,2
〜0.7重量%、Fe5.0重量%以下、残部実質的に
C。
及び不可避的不純物からなる合金のアトマイズ粉末を、
HIPプロセスにより前記シリンダ母材内面上で加圧焼
結してなることを特徴とする。
HIPプロセスにより前記シリンダ母材内面上で加圧焼
結してなることを特徴とする。
まず本実施例に用いる耐摩耗性及び耐食性を有するライ
ニング層を構成する合金成分について説明する。
ニング層を構成する合金成分について説明する。
Crの含有率は10.0〜30.0重量%であり、好ま
しいCrの含有率は11.0〜23.0重量%である。
しいCrの含有率は11.0〜23.0重量%である。
Crは10.0重量%未満であると、本実施例の合金が
硫化した場合、硫化スケールはC02S4からなるマト
リックス中にCrzSsが分散した組織を成し、このス
ケールは硫化反応を抑制しない。Crが10.0重量%
を超えると硫化スケールはCr25sからなるマトリッ
クス中にCozS<か分散した組織を成し、このスケー
ルは硫化反応を抑制する。しかしながらCrが30.0
重量%を超えると耐硫化性は向上するが、合金の靭性が
低下してしまう。また11,0〜23゜0重量%である
と硫化反応抑制作用が特に顕著である。
硫化した場合、硫化スケールはC02S4からなるマト
リックス中にCrzSsが分散した組織を成し、このス
ケールは硫化反応を抑制しない。Crが10.0重量%
を超えると硫化スケールはCr25sからなるマトリッ
クス中にCozS<か分散した組織を成し、このスケー
ルは硫化反応を抑制する。しかしながらCrが30.0
重量%を超えると耐硫化性は向上するが、合金の靭性が
低下してしまう。また11,0〜23゜0重量%である
と硫化反応抑制作用が特に顕著である。
Bの含有率は1.5〜4.0重量%である。
Bは組織中に高硬度のほう化物を析出させ、合金の硬度
を向上させる作用を有するか、1.5重量%未満ではそ
の効果か十分てはなく、4.0重量%を超えると脆性を
増してしまう。
を向上させる作用を有するか、1.5重量%未満ではそ
の効果か十分てはなく、4.0重量%を超えると脆性を
増してしまう。
Siは脱酸材としての作用をするか、その効果から含有
率は2.0重量%以下とする。
率は2.0重量%以下とする。
Mnは脱酸材としての作用をするか、その効果から含有
率は2.0重量%以下とする。
率は2.0重量%以下とする。
Cの含有率は0.2〜0.7重量%である。
Cは基地の硬さと強度を向上させる作用を有するが、0
.2重量%未満であると、硬さか不足し、耐摩耗性が低
下する。また0、7重量%を超えると脆くなり、強度が
低下してしまう。
.2重量%未満であると、硬さか不足し、耐摩耗性が低
下する。また0、7重量%を超えると脆くなり、強度が
低下してしまう。
Feの含有率は5.0重量%以下である。
Feは理想的には含まれないのが好ましい。含まれるF
eO量が5%以上に増加すると硬さが低下するとともに
、酸に対する耐食性を低下させるのでその影響が無視で
きなくなる。
eO量が5%以上に増加すると硬さが低下するとともに
、酸に対する耐食性を低下させるのでその影響が無視で
きなくなる。
CoはCr及びBと化合して合金の高硬度特性と耐食性
を向上させるため、基合金として残重量%とする。
を向上させるため、基合金として残重量%とする。
また本実施例においては、上述した成分組成の原料を溶
融し、ガスアトマイズ法により粉末化する。上記原料は
融点が余り高くなく、また溶湯の粘度が低いため、ガス
アトマイズ法による粉末化に適する。ガスアトマイズ法
は、Arガス等を用い、通常の方法により行うことかで
きる。アトマイズ粉末の粒径は、HIPが可能である限
り、特に限定されないが、組成の均一性を高めるために
、5〜100μs程度であるのか好ましい。
融し、ガスアトマイズ法により粉末化する。上記原料は
融点が余り高くなく、また溶湯の粘度が低いため、ガス
アトマイズ法による粉末化に適する。ガスアトマイズ法
は、Arガス等を用い、通常の方法により行うことかで
きる。アトマイズ粉末の粒径は、HIPが可能である限
り、特に限定されないが、組成の均一性を高めるために
、5〜100μs程度であるのか好ましい。
さらに本実施例においては、上述の合金粉末に、周期律
表のIVa族、Va族あるいはVIa族に属する元素の
炭化物からなる微粒子を均一に分散させることにより、
耐摩耗性をさらに向上することかできる。
表のIVa族、Va族あるいはVIa族に属する元素の
炭化物からなる微粒子を均一に分散させることにより、
耐摩耗性をさらに向上することかできる。
上記炭化物からなる微粒子を含有する場合、含有率は、
ライニング層を形成する合金材料100重量部当り、5
〜60重量部であるのが好ましい。5重量部未満である
と耐摩耗性の向上か少ないし、60重量部を超えると機
械的強さの低下が大きいため好ましくない。
ライニング層を形成する合金材料100重量部当り、5
〜60重量部であるのが好ましい。5重量部未満である
と耐摩耗性の向上か少ないし、60重量部を超えると機
械的強さの低下が大きいため好ましくない。
またこの場合は、前記炭化物からなる微粒子の粒径が5
〜100μsであるのか好ましい。5μm未満であると
均一に分散せず、また100μsを超えるとライニング
層の強度か低下するため好ましくない。
〜100μsであるのか好ましい。5μm未満であると
均一に分散せず、また100μsを超えるとライニング
層の強度か低下するため好ましくない。
次に本発明の複合シリンダについて、その製造方法の一
例を説明する。
例を説明する。
第1図はシリンダ母材内にライニング層形成用の芯金を
挿入した状態を示す概略断面図であり、合金粉末充填前
の状態を示すものである。
挿入した状態を示す概略断面図であり、合金粉末充填前
の状態を示すものである。
第1図に示すように、ホッパー用開口部41を有し、高
強度鋼材等からなるシリンダ母材1の内側に、複合シリ
ンダの、シリンダ部を形成するための芯金2を挿入する
ことにより、シリンダ母材1と芯金2との間に環状の中
空部3を形成する。芯金2の両端及びシリンダ母材1の
両端をともに、蓋4.5を溶接等で接合することにより
シールする。
強度鋼材等からなるシリンダ母材1の内側に、複合シリ
ンダの、シリンダ部を形成するための芯金2を挿入する
ことにより、シリンダ母材1と芯金2との間に環状の中
空部3を形成する。芯金2の両端及びシリンダ母材1の
両端をともに、蓋4.5を溶接等で接合することにより
シールする。
この場合、ライニング用の合金粉末は開口部41より入
れることになるが、場合によっては、蓋4.5の一方を
合金粉末充填後にシールするようにしてもよい。合金粉
末の充填はシリンダ母材に振動を適当に与えることによ
り行うのが好ましい。最後にホッパー用開口部41も、
蓋8によりシールする。
れることになるが、場合によっては、蓋4.5の一方を
合金粉末充填後にシールするようにしてもよい。合金粉
末の充填はシリンダ母材に振動を適当に与えることによ
り行うのが好ましい。最後にホッパー用開口部41も、
蓋8によりシールする。
なお芯金2及び蓋4.5は軟鋼等により作製することが
できる。また芯金2は図のように中空である必要はなく
中実であってもよい。
できる。また芯金2は図のように中空である必要はなく
中実であってもよい。
第2図は、このようにして合金粉末3aが充填された状
態のシリンダを示す概略断面図である。
態のシリンダを示す概略断面図である。
合金粉末が密封充填されたシリンダは、第3図に示すよ
うな構造のHIP装置7内に、装填され、HIP処理が
行われるが、通常のHIP処理条件は、温度1.000
〜1,150℃、圧力1.000〜1.500atmで
あり、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中で1〜5時間行
う。なお第3図における白抜矢印は、接合体6に加わる
圧力の方向を概略的に示している。
うな構造のHIP装置7内に、装填され、HIP処理が
行われるが、通常のHIP処理条件は、温度1.000
〜1,150℃、圧力1.000〜1.500atmで
あり、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中で1〜5時間行
う。なお第3図における白抜矢印は、接合体6に加わる
圧力の方向を概略的に示している。
HIP処理を行った後の接合体6については、切削加工
等により蓋4、蓋5を除去する。次いで、芯金2を除去
し、シリンダ内面の仕上げを行う。
等により蓋4、蓋5を除去する。次いで、芯金2を除去
し、シリンダ内面の仕上げを行う。
以上により作製される複合シリンダは、ライニング層が
HIPプロセスにより形成されるため、Feがシリンダ
母材から侵入することかなく、優れた硬度及び耐食性を
有する構造になっている。またライニング層は、上述し
た耐食性、耐摩耗性合金材料により形成されているため
、さらに優れた耐摩耗性及び耐食性を有する構造になっ
ている。
HIPプロセスにより形成されるため、Feがシリンダ
母材から侵入することかなく、優れた硬度及び耐食性を
有する構造になっている。またライニング層は、上述し
た耐食性、耐摩耗性合金材料により形成されているため
、さらに優れた耐摩耗性及び耐食性を有する構造になっ
ている。
なお上述した本実施例の複合シリンダに、適当な熱処理
を施し、シリンダ母材を所望の組織にすることにより、
シリンダ母材の強度を向上させ、ライニング層の耐クラ
ツク性を向上させることも可能である。
を施し、シリンダ母材を所望の組織にすることにより、
シリンダ母材の強度を向上させ、ライニング層の耐クラ
ツク性を向上させることも可能である。
このような熱処理を施す場合に最適なシリンダ母材につ
いて説明する。
いて説明する。
シリンダ母材として、亜共析または共析の合金鋼を用い
ることが好ましい。。
ることが好ましい。。
合金鋼として、Cr−Mo鋼を用いる場合、化学成分の
含有率はC083〜0.5重量%、Si0.15〜0.
35重量%、Mn 0.3〜1.5重量%、P 0.0
3重量%以下、S 0.03重量%以下、Cr 0.7
〜1.5重量%、Mo0.1〜0.5重量%とするのが
強度上好ましい。日本工業規格(JIS G 4105
)i:規定されるS0M440. SCM445相当の
Cr−Mo鋼が、強度上特に好ましい。
含有率はC083〜0.5重量%、Si0.15〜0.
35重量%、Mn 0.3〜1.5重量%、P 0.0
3重量%以下、S 0.03重量%以下、Cr 0.7
〜1.5重量%、Mo0.1〜0.5重量%とするのが
強度上好ましい。日本工業規格(JIS G 4105
)i:規定されるS0M440. SCM445相当の
Cr−Mo鋼が、強度上特に好ましい。
合金鋼として、Ni −Cr −Mo鋼を用いる場合、
化学成分の含有率はC013〜0,5重量%、Si0.
15〜0.35重量%、Mn 0.3−1.5重量%、
P 0.03重量%以下、30.03重量%以下、Ni
3.0重量%以下、Cr−0,7〜1.5重量%、M
o 0.1〜0.5重量%とするのか強度上好ましい。
化学成分の含有率はC013〜0,5重量%、Si0.
15〜0.35重量%、Mn 0.3−1.5重量%、
P 0.03重量%以下、30.03重量%以下、Ni
3.0重量%以下、Cr−0,7〜1.5重量%、M
o 0.1〜0.5重量%とするのか強度上好ましい。
日本工業規格(JIS G 4103)に規定されるS
NCM439相当のNi−Cr−Mo鋼か、強度上特に
好ましい。
NCM439相当のNi−Cr−Mo鋼か、強度上特に
好ましい。
また本実施例においては、上述したようなシリンダ母材
に適当な熱処理を施すことにより、その組織を強度上育
利な構成にするか、この場合、組織の20%以上をベイ
ナイトにより形成し、残部をソルバイトにより形成する
のが好ましい。組織のベイナイトか20%未満であると
十分な強度か得らず好ましくない。
に適当な熱処理を施すことにより、その組織を強度上育
利な構成にするか、この場合、組織の20%以上をベイ
ナイトにより形成し、残部をソルバイトにより形成する
のが好ましい。組織のベイナイトか20%未満であると
十分な強度か得らず好ましくない。
以上に示す組織構成とするために、本実施例においては
、上述した複合シリンダに熱処理を施すか、この熱処理
方法を第4図に示す熱処理パターンにより、以下に説明
する。
、上述した複合シリンダに熱処理を施すか、この熱処理
方法を第4図に示す熱処理パターンにより、以下に説明
する。
ここで、第4図の横軸は時間、縦軸は温度を示しており
、また熱処理パターン上のAは焼入加熱工程、Bは冷却
工程、Cは保持工程、Dは焼戻し加熱工程、Eはアニー
ル工程、Fは室温までの冷却工程を示している。
、また熱処理パターン上のAは焼入加熱工程、Bは冷却
工程、Cは保持工程、Dは焼戻し加熱工程、Eはアニー
ル工程、Fは室温までの冷却工程を示している。
本実施例においては、Aに示す加熱の後Bに示す冷却工
程において、ベイナイト変態を起こす温度領域まで冷却
するが、この時の冷却速度は40〜b ると、トルースタイトを生じ、また100″C/分を超
えると、ライニング層の内面に割れか生じやすくなる。
程において、ベイナイト変態を起こす温度領域まで冷却
するが、この時の冷却速度は40〜b ると、トルースタイトを生じ、また100″C/分を超
えると、ライニング層の内面に割れか生じやすくなる。
次いでCに示すように保持工程において、ベイナイト変
態を起こす領域は300〜550℃である。
態を起こす領域は300〜550℃である。
ベイナイト変態を起こす領域が300℃未満であると低
温でのシリンダ母材の変態膨張によりライニング層の内
面に割れが生じやすくなり、また550°Cを超えると
パーライトが生じる。
温でのシリンダ母材の変態膨張によりライニング層の内
面に割れが生じやすくなり、また550°Cを超えると
パーライトが生じる。
また保持工程における保持時間は10分以上である。保
持時間が、10分未満であると、シリンダ母材のベイナ
イト量か20%未満となり、十分な強度が得られなくな
る。
持時間が、10分未満であると、シリンダ母材のベイナ
イト量か20%未満となり、十分な強度が得られなくな
る。
次いでDに示すようにアニール温度まて加熱を行うが、
この時、加熱速度は1〜b 加熱速度が1℃/分未満であると、シリンダ母材のベイ
ナイト量か過多となり、ライニング層の内面に割れを発
生しやすくなる。また10°C/分を超えると、逆にベ
イナイト量が不足して強度が得られなくなる。
この時、加熱速度は1〜b 加熱速度が1℃/分未満であると、シリンダ母材のベイ
ナイト量か過多となり、ライニング層の内面に割れを発
生しやすくなる。また10°C/分を超えると、逆にベ
イナイト量が不足して強度が得られなくなる。
次いでEに示すようにアニールを行うが、この時、アニ
ール温度は550〜650°Cである。アニール温度が
550°C未満であると残留応力除去というアニールの
目的を果たず、また650°Cを超えると金属組織に影
響をおよぼす。
ール温度は550〜650°Cである。アニール温度が
550°C未満であると残留応力除去というアニールの
目的を果たず、また650°Cを超えると金属組織に影
響をおよぼす。
またアニール時間は1〜5時間である。アニール時間が
1時間未満であると十分に残留応力を除去できず、また
5時間を超えても、その効果に著しい変化はない。
1時間未満であると十分に残留応力を除去できず、また
5時間を超えても、その効果に著しい変化はない。
最後にFに示すように室温まて冷却する。
以上により形成される本実施例における複合シリンダは
、シリンダ母材の強度か著しく向上するため、ライニン
グ層が優れた疲労強度、特に耐クラツク性を有する構造
になる。
、シリンダ母材の強度か著しく向上するため、ライニン
グ層が優れた疲労強度、特に耐クラツク性を有する構造
になる。
以下の具体的実施例により本発明の詳細な説明する。
実施例】
第2図に示す構造の接合体を上述の方法により作製した
が、ライニング層を形成する合金材料として、Cr18
重量%、83.2重量%、Si 1.0重量%、Mn0
.82量%、C0,2重量%、Fe0.6重量%、残部
実質的にCo及び不可避的不純物からなる合金のアトマ
イズ粉末を用い、またシリンダ母材としてSCM440
を用いた。
が、ライニング層を形成する合金材料として、Cr18
重量%、83.2重量%、Si 1.0重量%、Mn0
.82量%、C0,2重量%、Fe0.6重量%、残部
実質的にCo及び不可避的不純物からなる合金のアトマ
イズ粉末を用い、またシリンダ母材としてSCM440
を用いた。
また、上記接合体を第3図に示すような構造のHIP装
置内において、HIP処理を施したが、この時のHIP
処理条件は、Arガス雰囲気中、温度1.080°C1
圧力1,000atm 、 4時間とし、複合シリンダ
を得た。
置内において、HIP処理を施したが、この時のHIP
処理条件は、Arガス雰囲気中、温度1.080°C1
圧力1,000atm 、 4時間とし、複合シリンダ
を得た。
実施例2
実施例1と同様に、接合体を作製したか、ライニング層
を形成する合金材料として、Cr22重■%、B 3,
0重量%、Si 1.0重量%、Mn0.50重量%、
C0115重量%、Fe1.0重量%、残部実質的にC
o及び不可避的不純物からなる合金のアトマイズ粉末に
、さらにWCからなる粒径5〜30g1Tlの微粒子を
アトマイズ粉末100重量部当り、20重量部均一に分
散させた。またシリンダ母材としてSNCM439を用
いた。
を形成する合金材料として、Cr22重■%、B 3,
0重量%、Si 1.0重量%、Mn0.50重量%、
C0115重量%、Fe1.0重量%、残部実質的にC
o及び不可避的不純物からなる合金のアトマイズ粉末に
、さらにWCからなる粒径5〜30g1Tlの微粒子を
アトマイズ粉末100重量部当り、20重量部均一に分
散させた。またシリンダ母材としてSNCM439を用
いた。
次いで、アトマイズ粉末が密封された上記接合体を第3
図に示すような構造のHIP装置内に、装填し、HIP
処理を施した。この時のHIP処理条件は、温度i、i
oo°C1圧力1.000atmであり、Arの不活性
ガス雰囲気中で4時間行うことにより複合シリンダを得
た。
図に示すような構造のHIP装置内に、装填し、HIP
処理を施した。この時のHIP処理条件は、温度i、i
oo°C1圧力1.000atmであり、Arの不活性
ガス雰囲気中で4時間行うことにより複合シリンダを得
た。
実施例3
実施例1と同様の複合シリンダにさらに熱処理を施した
。
。
この時の熱処理条件は、加熱温度900°C(第4図に
示すA)、冷却速度80°C/分(第4図に示すB)、
ベイナイト変態を起こす温度500°C1保持時820
分間(第4図に示すC)、加熱速度5℃/分(第4図に
示すD)、アニール温度630°C1保持時間5時間(
第4図に示すE)であった。
示すA)、冷却速度80°C/分(第4図に示すB)、
ベイナイト変態を起こす温度500°C1保持時820
分間(第4図に示すC)、加熱速度5℃/分(第4図に
示すD)、アニール温度630°C1保持時間5時間(
第4図に示すE)であった。
以上により形成された複合シリンダのシリンダ母材の組
織は、約50%のベイナイトと約50%のソルバイトと
からなっていた。
織は、約50%のベイナイトと約50%のソルバイトと
からなっていた。
実施例4
実施例2と同様の複合シリンダにさらに熱処理を施した
。
。
この時の熱処理条件は、加熱温度900°C(第4図に
示すA)、冷却速度50℃/分(第4図に示すB)、ベ
イナイト変態を起こす温度450″C1保持時間20分
間(第4図に示すC)、加熱速度5℃/分(第4図に示
すD)、アニール温度600″c1保持時間5時間(第
4図に示すE)でありだ。
示すA)、冷却速度50℃/分(第4図に示すB)、ベ
イナイト変態を起こす温度450″C1保持時間20分
間(第4図に示すC)、加熱速度5℃/分(第4図に示
すD)、アニール温度600″c1保持時間5時間(第
4図に示すE)でありだ。
以上により形成された複合シリンダのシリンダ母材の組
織は、約60%のベイナイトと約40%のソルバイトと
からなっていた。
織は、約60%のベイナイトと約40%のソルバイトと
からなっていた。
上述した本実施例の複合シリンダについて、ライニング
層の耐摩耗性、耐食性、及びシリンダ母材の強度を測定
した。
層の耐摩耗性、耐食性、及びシリンダ母材の強度を測定
した。
耐摩耗性については、成形機用シリンダから、10mm
X 15mmX 10mmの大きさの試料を作成し、#
400の研磨紙に、荷重2.0Kgで押圧し、480m
の距離を摺動させた後にライニング材の摩耗量を調べた
。
X 15mmX 10mmの大きさの試料を作成し、#
400の研磨紙に、荷重2.0Kgで押圧し、480m
の距離を摺動させた後にライニング材の摩耗量を調べた
。
この結果を、後述する比較例の結果を10とした時の相
対値によって表し、耐摩耗性を評価した。
対値によって表し、耐摩耗性を評価した。
耐食性については、成形機用シリンダから試料を作成し
、50℃の10%HCI水溶液中に24時間浸漬した後
に、ライニング材の腐食原料量率を調べた。
、50℃の10%HCI水溶液中に24時間浸漬した後
に、ライニング材の腐食原料量率を調べた。
この結果を、後述する比較例の結果を10とした時の相
対値によって表し、腐食性を評価した。
対値によって表し、腐食性を評価した。
シリンダ母材の強度については、母材から引張試験試料
を作成し、引張試験を行い、母材強度として最も重要な
0.2%耐力を計測した。
を作成し、引張試験を行い、母材強度として最も重要な
0.2%耐力を計測した。
これらの結果を第1表に示す。
第1表から明らかなように、実施例1.2の複合シリン
ダにおいては、ライニング層が優れた耐摩耗性及び耐食
性を有していた。
ダにおいては、ライニング層が優れた耐摩耗性及び耐食
性を有していた。
また実施例3.4の複合シリンダにおいては、適当な熱
処理が施されているために、シリンダ母材の強度が著し
く向上していることかわかる。そのため、ライニング層
にかかる歪みが小さくなり、疲労強度及び耐クラツク性
が向上すると考えられる。
処理が施されているために、シリンダ母材の強度が著し
く向上していることかわかる。そのため、ライニング層
にかかる歪みが小さくなり、疲労強度及び耐クラツク性
が向上すると考えられる。
なお本実施例においては、単軸の複合シリンダを例にと
り説明したが、複数軸の複合シリンダとすることも可能
であり、この場合も良好な効果を発揮することは勿論で
ある。
り説明したが、複数軸の複合シリンダとすることも可能
であり、この場合も良好な効果を発揮することは勿論で
ある。
また本実施例においては、複合シリンダの芯金を中空構
造のものを用いた例について説明したか、中実構造のも
のを用いても良好な効果を発揮することは勿論である。
造のものを用いた例について説明したか、中実構造のも
のを用いても良好な効果を発揮することは勿論である。
以上詳述したように、本発明の複合シリンダにおいては
、ライニング層を、上述した耐食性、耐摩耗性を付加す
るのに最適な成分組成の合金材料により形成し、かつそ
の合金材料がHIPプロセスによりシリンダ母材に加圧
焼結された構造になっている。このため、ライニング層
が、シリンダ母材から侵入するFeを有することなく被
覆され、優れた耐摩耗性及び耐食性を有する構造になっ
ている。
、ライニング層を、上述した耐食性、耐摩耗性を付加す
るのに最適な成分組成の合金材料により形成し、かつそ
の合金材料がHIPプロセスによりシリンダ母材に加圧
焼結された構造になっている。このため、ライニング層
が、シリンダ母材から侵入するFeを有することなく被
覆され、優れた耐摩耗性及び耐食性を有する構造になっ
ている。
第1図はシリンダ母材内に芯金を挿入した状態を示す概
略断面図であり、 第2図はシリンダ内にライニング用合金粉末を充填した
状態を示す概略断面図であり、第3図は本発明の複合シ
リンダを製造するためのHIP装置を示す概略断面図で
あり、第4図は本発明の一実施例による複合シリンダの
熱処理パターン図である。 ■・・・・・・・シリンダ母材 2・・・・・・・芯金 3・・・・・・・中空部 3a・・・・・・・合金粉末 4.5.8・・・蓋 7・・・・・・・HIP装置 31.32・・・・・端部 41・・・・・・・ホッパー用開口部
略断面図であり、 第2図はシリンダ内にライニング用合金粉末を充填した
状態を示す概略断面図であり、第3図は本発明の複合シ
リンダを製造するためのHIP装置を示す概略断面図で
あり、第4図は本発明の一実施例による複合シリンダの
熱処理パターン図である。 ■・・・・・・・シリンダ母材 2・・・・・・・芯金 3・・・・・・・中空部 3a・・・・・・・合金粉末 4.5.8・・・蓋 7・・・・・・・HIP装置 31.32・・・・・端部 41・・・・・・・ホッパー用開口部
Claims (6)
- (1)ライニング層とシリンダ母材層とを有する複合シ
リンダにおいて、前記ライニング層が、Cr10.0〜
30.0重量%、B1.5〜4.0重量%、Si2.0
重量%以下、Mn2.0重量%以下、C0.2〜0.7
重量%、Fe5.0重量%以下、残部実質的にCo及び
不可避的不純物からなる合金のアトマイズ粉末を、HI
Pプロセスにより前記シリンダ母材内面上で加圧焼結し
てなることを特徴とする複合シリンダ。 - (2)請求項1に記載の複合シリンダにおいて、前記ラ
イニング層が、前記アトマイズ粉末100重量部当り、
IVa族、Va族あるいはVIa族に属する元素の炭化物の
微粒子5〜60重量部を均一に分散させてなることを特
徴とする複合シリンダ。 - (3)請求項2に記載の複合シリンダにおいて、前記炭
化物からなる微粒子の粒径が5〜100μmであること
を特徴とする複合シリンダ。 - (4)請求項1乃至3のいずれかに記載の複合シリンダ
において、前記シリンダ母材の組織は、ベイナイト20
%以上、残部ソルバイトからなることを特徴とする複合
シリンダ。 - (5)請求項4に記載の複合シリンダにおいて、前記シ
リンダ母材は、C0.3〜0.5重量%、Si0.15
〜0.35重、量%、Mn0.3〜1.5重量%、P0
.03重量%以下、S0.03重量%以下、Cr0.7
〜1.5重量%、Mo0.1〜0.5重量%、残部実質
的にFe及び不可避的不純物からなるCr−Mo鋼であ
ることを特徴とする複合シリンダ。 - (6)請求項4に記載の複合シリンダにおいて、前記シ
リンダ母材は、C0.3〜0.5重量%、Si0.15
〜0.35重量%、Mn0.3〜1.5重量%、P0.
03重量%以下、S0.03重量%以下、Ni3.0重
量%以下、Cr0.7〜1.5重量%、Mo0.1〜0
.5重量%、残部実質的にFe及び不可避的不純物から
なるNi−Cr−Mo鋼であることを特徴とする複合シ
リンダ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2315112A JP3017794B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 耐食耐摩耗性焼結合金からなるライニング層を有する複合シリンダ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2315112A JP3017794B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 耐食耐摩耗性焼結合金からなるライニング層を有する複合シリンダ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04187746A true JPH04187746A (ja) | 1992-07-06 |
JP3017794B2 JP3017794B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=18061566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2315112A Expired - Lifetime JP3017794B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 耐食耐摩耗性焼結合金からなるライニング層を有する複合シリンダ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3017794B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0920947A (ja) * | 1995-06-30 | 1997-01-21 | Kubota Corp | 耐摩耗性にすぐれる複合焼結合金 |
JPH0920946A (ja) * | 1995-06-30 | 1997-01-21 | Kubota Corp | 耐摩耗性にすぐれる複合焼結材料 |
CN101792904A (zh) * | 2010-03-12 | 2010-08-04 | 王宇辉 | 一种用模具成型真空熔结制作复合材质导卫辊的工艺方法及其中的模具 |
JP2011058080A (ja) * | 2009-09-14 | 2011-03-24 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 耐摩耗性、潤滑性に優れるCo基合金とその製造法およびその焼結体 |
CN108284228A (zh) * | 2018-01-29 | 2018-07-17 | 北京汇越新材料科技有限公司 | 一种基于热等静压工艺的双螺杆挤出机用复合整体衬套的制备方法 |
-
1990
- 1990-11-20 JP JP2315112A patent/JP3017794B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0920947A (ja) * | 1995-06-30 | 1997-01-21 | Kubota Corp | 耐摩耗性にすぐれる複合焼結合金 |
JPH0920946A (ja) * | 1995-06-30 | 1997-01-21 | Kubota Corp | 耐摩耗性にすぐれる複合焼結材料 |
JP2011058080A (ja) * | 2009-09-14 | 2011-03-24 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 耐摩耗性、潤滑性に優れるCo基合金とその製造法およびその焼結体 |
CN101792904A (zh) * | 2010-03-12 | 2010-08-04 | 王宇辉 | 一种用模具成型真空熔结制作复合材质导卫辊的工艺方法及其中的模具 |
CN108284228A (zh) * | 2018-01-29 | 2018-07-17 | 北京汇越新材料科技有限公司 | 一种基于热等静压工艺的双螺杆挤出机用复合整体衬套的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3017794B2 (ja) | 2000-03-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102017553B1 (ko) | 경화능과 질화특성이 뛰어난 장수명 다이캐스팅용 열간 금형강 및 그 제조방법 | |
CN102498227B (zh) | 轴承钢 | |
JPS63162801A (ja) | 樹脂加工機械用スクリユ−の製造法 | |
CN104894483B (zh) | 粉末冶金耐磨工具钢 | |
KR101736108B1 (ko) | 써멧의 주조식 제조방법 및 그에 의해 제조된 써멧 | |
TWI441927B (zh) | 低合金化鋼粉 | |
JPH04185414A (ja) | 耐食耐摩耗性焼結合金からなるライニング層を有する複合シリンダ | |
JPH04187746A (ja) | 耐食耐摩耗性焼結合金からなるライニング層を有する複合シリンダ | |
JP3301441B2 (ja) | 高温高圧成形用複合シリンダ | |
JPH04185415A (ja) | 耐食耐摩耗性焼結合金からなるライニング層を有する複合シリンダ | |
JP2001047235A (ja) | プラスチック成形機用の中空部材及びその製造方法 | |
CN104878300B (zh) | 喷射成形高韧性工具钢 | |
JP7242344B2 (ja) | オーステナイト鉄合金を製造する方法 | |
JP3301442B2 (ja) | 高温高圧成形用複合シリンダ | |
JP3293274B2 (ja) | プラスチック成形機用複合シリンダ | |
KR102660345B1 (ko) | 분말야금용 금속분말 및 이의 제조방법 | |
JP3531752B2 (ja) | 成形機用シリンダ及びその製造方法 | |
JPH06122137A (ja) | プラスチック成形機用複合シリンダ | |
JPH0336881B2 (ja) | ||
JP3285055B2 (ja) | 成形機用シリンダ及びその製造方法 | |
JPH04371820A (ja) | 射出または押出成形機 | |
JPH0429817A (ja) | 成形機用シリンダ及びその製造方法 | |
CN104894480B (zh) | 喷射成形冷作工具钢 | |
JPS62273820A (ja) | プラスチツク成形装置用複合シリンダ | |
JPH0428839A (ja) | 成形機用シリンダ及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071224 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081224 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081224 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091224 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101224 Year of fee payment: 11 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |