JPH04198406A - 円筒体の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、外表面の硬質層を有する円筒体の製造方法に
関する。

（従来の技術） 第２図に示すように円筒状の軸１と硬質層２とから成り
、外表面に硬質層２を有する円筒体３がロールその他に
広く利用されている。

この円筒体３を粉末ＨＩ　Ｐ法（熱間等方圧加圧法）に
より製造する場合、従来は次のような方法を採っている
。即ち、第３図に示すように、先ず中実状の軸材４をカ
プセル５内に入れ、カプセル５の外筒６と下Ｍ８とを溶
接１０シて組立てる。次に、カプセル５の外筒６と軸材
４との間に耐摩耗性等の所定の性状を有する金層粉末１
１を充填し、上蓋７を溶接９してカプセル５を組立完了
し、脱気・密封処理を行った後、これをＨＩ　Ｐ装置内
に入れてＨＩＰ処理を行い、素材製品を得る。そして、
この素材製品の外周に（＝Ｊ着したカプセル材を機械加
工で除去すると共に、内面と外面とを機械加工して所定
寸法の円筒体３に仕」二げる。なお、第３図中、仮想線
は円筒体３の断面形状を示す。

（発明が解決しようとする課題） 従来の粉末ＨＩ　Ｐ法で円筒体３を製造すると、次の点
で問題がある。Ｉ−１Ｉ　Ｐ処理で素材製品を造る場合
に、カプセル５等か第４図に示すように変形し、外表面
か均一に変形しないので、円筒体３の大きさに比べて十
分大きなカプセル５を用いなければならず、その結果、
硬質層２の取り代が多くなり、煮切削加工の里が多くな
る。また変形の状／ｙｌによっては、断続切削となり、
機械加工時における工具の傷みが犬となる。更に取り代
が多いので、高価な硬質層２の無駄か増えて不経済であ
る。しかも、製品が円筒体３であるため、軸材４の穴抜
き加工が必要になる。

本発明は、かかる点に鑑み、外表面の硬質層を均一にで
きると共に、硬質層の取り代を減じることができ、しか
も機械加工時の断続切削がなく、工数を少なくできる円
筒体の製造方法を従供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、外表面に硬質層２を有する円筒体３を粉末熱
間等方圧加圧法により製造するに隙し、耐熱材料から成
る外筒１２の内面に離型材１３を塗布し、この外筒１２
の内部に軸無用の円筒状のカプセル１４を入れ、これら
外筒１２とカプセル１４とを溶接して組立て、その内部
空間に硬質の粉末１７を充填し脱気・密封処理した後、
熱間等方圧加圧処理を行うものである。

（作　　用） 外表面に硬質層２を有する円筒体３を製造するに際して
は、第１図に示すように、高温で変形能の少ない耐熱材
料から成る外筒Ｉ２を活用し、この外筒１２の内面にセ
ラミックス材料等の離型材１３を塗布する。次に、外筒
１２内部に軸１兼用の円筒状のカプセル１４を内筒とし
て入れ、ごれら外筒１２とカプセル１３の下端に下ｉ１
６を溶接して組付ける。

そして、外筒１２、カプセル１４及び下蓋１６間に形成
された内部空間に硬質の粉体１７を充填し、上’ｔｉ　
１５を溶接し、続いて脱気し密封処理を行った後、これ
をＨＩＰ装置内に入れてＨＩＰ処理を行・う。

ＨＩＰ処理時に、等方圧が矢印で示す如くカプセル１４
の内面に作用し、カプセル１４を通して粉末１７に加え
られるので、カプセル１４が拡開方向に変形し、粉末１
７は外筒１２に添った形状に成形される。

従って、硬質層２は全体にわたって均一ち密になり、ま
た真円状の硬質層２が得られる。このため機械加工によ
る硬質層２の取り代が減じ、また機械加工時における断
続切削がなくなり、工具の損耗を防止できると共に、工
数も少なくできる。

ＨＩＰ処理後、」二・下蓋１５．１６を切削除去し、素
材製品を外筒１２から取出す。この場合、離型材１３を
塗布しているので、外筒１２から容易に取出すことがで
きる。また、外筒１２ば何回も再使用できるため、同一
形状の円筒体３を製造する場合、その材料費を節減でき
る。しかも、」二・下蓋１５．１６は外周の溶接部分の
内側で切断すれば、２回目以後は順次外筒１２側にリン
グ状に残る部分１５ａ、１６ａに溶接して行けば良く、
溶接が容易になる。

円筒となるカプセル１４が軸１を兼用するため、カプセ
ル１４を有効に利用でき、無駄がない。またカプセル１
４は円筒状で、しかも硬質層２の外周面が真円状である
から、軸１のセンター決めが容易にできる。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を例示する。

外径φ３５０　ｍｍ、長さ４００　ｍｍのリングロール
を粉末ＨＩＰ法により製造する場合について述べる。

外筒１２は高温にて変形能の少ない、例えばナイモニッ
ク８０Ａ材を材料として製作した。また外筒１２の内径
は、ＨＩ　Ｐ処理温度での熱膨張係数と製品の取り代と
を加味した寸法とし、肉厚はＨＩ　Ｐ処理温度での変形
抵抗を考え、カプセル１４と約同−厚みの５０ｍｍとし
た。

この外筒１２の内面に、水で溶いたジルコン系のセラミ
ックス材料を離型材１３としてスプレーで約０．２〜０
．Ｅｌｍｍ厚みに塗布した。

次に外筒Ｉ２の下端側に溶接で下Ｔｔ　１６を固定し、
その上にセンター決め用のテンプレートを、用いて、外
径φ２５０　ｍｍ、内径φ１５０　＋ｎｍの軸１を兼ね
るカプセル１４をセットし、これを溶接で固定した。溶
接棒は例えばインコネル系棒を用いた。そして、外筒１
２とカプセル１４との間に形成された空間に、振動を加
えながら粉末】７を充填した後、脱気管を付けた上蓋１
５を外筒１２とカプセル１４の上端側に溶接で固定し、
粉末１７を充填した空間を真空に引いて脱気し、その脱
気管を密封した。

次に、これをＨＩ　Ｐ装置に入れ、温度９００°Ｃ〜１
２００°Ｃ１圧力９００〜１２００気圧でＨＩ　Ｐ処理
した。

そして、常温になってから、上・下！１．５．１６を切
削除去し、外筒１２から素材製品を取出し、その外表面
形状を測定したところ、硬質層２が全体にわたって均一
になっており、真円の形状であることが判明した。

（発明の効果） 本発明に係る円筒体の製造方法によれば、次のような顕
著な効果が得られ、その実用的価値は極めて大である。

■　全体にわたって均一ち密な硬質層２が得られる。

■　真円形状の硬質層２が得られる。

■　硬質層２の取り代を少なくすることができる。

■　ＨＴ　Ｐ処理後の素材製品を外筒１２から容易に取
出すことができる。

■　カプセル１４、即ち軸１のセンター決めが容易にで
きる。

■　機械加工時における断続切削かなくなり、工具の損
耗を防止でき、また工数も少なくできる。

■　外筒１２を再使用できるので、同一形状の円筒体３
を製造する場合に、＋Ａ料費を節減できる。

■　カプセル１４が円筒体３の軸１を兼用するため、材
料の無駄がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る製造方法を示す断面図、第２図は
製造すべき円筒体の断面図、第３図は従来の製造方法を
示す断面図、第４図はその変形状態を示す断面図である
。 １・・・軸、２・・・硬質層、３・・・円筒体、１２・
・・外筒、１３・・・離型材、１４・・・カプセル、１
７・・・粉末。 第１０ 第　２図 第３図 第４「ｎ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）外表面に硬質層（２）を有する円筒体（３）を粉
   末熱間等方圧加圧法により製造するに際し、耐熱材料か
   ら成る外筒（１２）の内面に離型材（１３）を塗布し、
   この外筒（１２）の内部に軸兼用の円筒状のカプセル（
   １４）を入れ、これら外筒（１２）とカプセル（１４）
   とを溶接して組立て、その内部空間に硬質の粉末（１７
   ）を充填し脱気・密封処理した後、熱間等方圧加圧処理
   を行うことを特徴とする円筒体の製造方法。