JPH0679426A - Sleeve for injection molding of molten metal - Google Patents

Sleeve for injection molding of molten metal

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JPH0679426A
JPH0679426A JP4259049A JP25904992A JPH0679426A JP H0679426 A JPH0679426 A JP H0679426A JP 4259049 A JP4259049 A JP 4259049A JP 25904992 A JP25904992 A JP 25904992A JP H0679426 A JPH0679426 A JP H0679426A
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JP
Japan
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cylinder
sleeve
temperature
injection molding
inner
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Application number
JP4259049A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideki Haishi
Keiji Nagamori
Hisatoshi Nagashio
Masamichi Takai
Yukio Yamamoto
幸男 山本
久翁 永塩
秀機 葉石
啓二 長森
政道 高井
Original Assignee
Shinagawa Refract Co Ltd
品川白煉瓦株式会社
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide the sleeve having excellent structural strength even in a high-temp. state by constituting the sleeve of a triple structure consisting of an inside cylinder made of sialon ceramics or dense silicon nitride ceramics, an intermediate cylinder made of zirconia ceramics and an outside cylinder made of a heat resistant metal. CONSTITUTION:The 'sialon ceramics or dense silicon nitride ceramics' which is the material having excellent heat-wear resistance, corrosion resistance, thermal impact resistance, strength and wettability even at a high temp. is selected as the inside cylinder 1. The material 'zirconia ceramics' which has the excellent heat insulating characteristic and strength and has the coefft. of thermal expansion of value higher than the inside cylinder and lower than the value of the outside cylinder is selected as the intermediate cylinder 2. The outside cylinder 3 consists of the triple structure of the material 'heat resistant metal' which is easy in design of the construction and production. Further, a heater for heating is mounted in the inside part or outer peripheral part of the inside cylinder or the inside part, inner peripheral part or outer peripheral part of the intermediate cylinder. As a result, the sleeve is forcibly heated to an ideal temp. distribution and is applicable even to casting of a high material.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、溶湯射出成形用スリーブに関し、特に、(1) ダイカスト装置に装着される耐摩耗性、耐食性、濡れ性、耐熱性、耐熱衝撃性、断熱性、 The present invention relates to relates to a sleeve for molten metal injection molding, in particular, (1) abrasion resistance to be attached to the die casting apparatus, corrosion resistance, wettability, heat resistance, thermal shock resistance, thermal insulation,
構造強度に優れた溶融金属の射出成形用スリーブ、及び、(2) この射出成形用スリーブにおいて、溶湯と接する内筒を強制的に高い温度域に維持することができる溶融金属の加熱式射出成形用スリーブ、に関する。 Injection molding sleeve excellent molten metal to structural strength, and (2) in this injection molding sleeve, heated injection molding of molten metal can be maintained the inner cylinder in contact with the molten metal forced to high temperature range use sleeve, on.

【0002】 [0002]

【従来の技術】溶融金属の射出成形用スリーブにおいては、スリーブ内をプランジャーが高温下で軸方向に往復運動し、高温の溶融金属を射出するため、このスリーブ内面が溶融金属との接触により浸食され、また、プランジャーとの摺動による摩耗が生じる。 In the injection molding sleeve BACKGROUND ART molten metal, the plunger inside the sleeve reciprocates in the axial direction at a high temperature, for injecting hot molten metal, the sleeve inner surface by contact with the molten metal eroded, also wear due to sliding of the plunger occurs. 更に、上記の浸食及び摩耗によってスリーブ内面は面性状が悪化し、プランジャーチップとのクリアランスが増大し、このため溶融金属の付着が生じ、鋳造作業及び鋳物に対して悪影響を及ぼす。 Furthermore, the sleeve inner surface by the erosion and wear face property is deteriorated and increases the clearance between the plunger tip and thus cause adhesion of the molten metal, adversely affect the casting operation and castings.

【0003】従来、上記浸食及び摩耗によるスリーブ内面の損傷を防止するため、例えば射出成形用スリーブには、SKD-61のような熱間ダイス鋼が用いられている。 Conventionally, in order to prevent damage to the inner surface of the sleeve by the erosion and wear, for example, injection molding sleeve, hot die steel is used, such as SKD-61. しかしながら、熱間ダイス鋼は、熱伝導率が高いため断熱性に劣り、また、硬度及び強度の温度依存性も大きく、 However, hot die steel, since high thermal conductivity inferior heat insulation and the temperature dependency of the hardness and strength increases,
高温下でこれら機械的特性値が著しく劣化するため、熱間での耐摩耗性に劣る欠点を有している。 To significantly degraded these mechanical characteristic values ​​at high temperatures, has the disadvantage that poor wear resistance in hot.

【0004】上記の材料面での劣性を補うため、スリーブを水冷する構造の射出成形用スリーブが用いられているが、水冷によるスリーブ内面の温度低下が余儀なくされるため、溶湯の一部がスリーブ内で凝固し易く、この凝固相の破断片が鋳物の内部に混入されるため、鋳物の品質面で強度不足やバラツキが生じる。 [0004] To compensate for recessive in the above material surface, although injection molding sleeve structure that water cooling is used a sleeve, the temperature drop of the sleeve inner surface by water cooling is forced, the sleeve part of the molten metal easily solidified on the inner, since the broken piece of the coagulation phase is mixed into the interior of the casting, insufficient strength and variation occurs in terms of quality of the castings. そこで、低温のスリーブとの接触による溶湯温度の低下を防止するため、予め高温の溶湯を給湯する方法により鋳造されているが、この方法では、スリーブ内面の浸食を増大させるためスリーブの耐用期間は短くなり、また、溶湯温度を高くするため品質上及び省エネルギーの観点からも好ましくない。 In order to prevent a decrease of the melt temperature by contact with the cold sleeve, has been cast by the method of hot water in advance hot melt, in this way, the service life of the sleeve to increase the erosion of the sleeve inner surface short will also not preferable from the viewpoint of quality and on energy saving to increase the melt temperature.

【0005】前述の熱間ダイス鋼製スリーブでの問題点を解決するために、耐摩耗性、耐食性、耐熱性、耐熱衝撃性、断熱性及び濡れ性に優れた特性を有する材料を使用した内筒と、耐熱金属製の外筒からなる二重構造の射出成形用スリーブが提案されている。 [0005] In order to solve the problems in hot die steel sleeve described above, wear resistance, corrosion resistance, heat resistance, thermal shock resistance, among using materials with excellent properties heat insulation and wettability a cylindrical, injection molding sleeve having a double structure composed of refractory metal of the outer tube have been proposed. 例えば、緻密質窒化珪素セラミックス等を用いた内筒と耐熱金属製の外筒からなる二重構造の射出成形用スリーブが提案されている(特開昭53−70034号公報参照)。 For example, injection molding sleeve having a double structure composed of inner tube and heat the metal outer cylinder with a dense silicon nitride ceramic or the like has been proposed (see JP-A-53-70034).

【0006】この二重構造の射出成形用スリーブでは、 [0006] In injection molding for the sleeve of the double structure,
耐摩耗性、耐食性、耐熱性、耐熱衝撃性及び濡れ性に優れているが、緻密質窒化珪素セラミックスは、熱伝導率が比較的高いため断熱効果が不十分であり、鋳造時に外筒の温度が高くなる欠点を有しており、また、スリーブ内では溶湯の温度が低下する欠点を有している。 Wear resistance, corrosion resistance, heat resistance, is excellent in thermal shock resistance and wettability, dense silicon nitride ceramic is relatively high because the heat insulating effect thermal conductivity is insufficient, the temperature of the outer tube during casting It has the disadvantage that increases, also has the disadvantage that the temperature of the melt is lowered in the sleeve.

【0007】更に、緻密質窒化珪素セラミックスは熱膨張係数が小さく、一方、耐熱金属製の外筒の熱膨張係数が大きいため、スリーブ全体が高温となると、内筒と外筒との熱膨張量の差がスリーブの軸方向、径方向とも大きくなり、内筒を外筒内に正確に拘束することができなくなり、内筒と外筒との相対的な位置精度、姿勢精度が悪化する。 Furthermore, dense silicon nitride ceramic has a small thermal expansion coefficient, whereas, because of the large thermal expansion coefficient of the refractory metal outer tube, thermal expansion amount of the whole sleeve becomes high, and the inner cylinder and the outer cylinder difference axial sleeve, both radially increases, it becomes impossible to accurately constrained to the inner cylinder within the outer cylinder, the relative positional accuracy between the inner cylinder and the outer cylinder, the attitude precision is deteriorated. このため、プランジャーの往復運動する軸と内筒の軸との相対的な位置精度、姿勢精度が悪化し、スリーブ内面とプランジャーチップとの摺動状態が悪化し、摩耗が多くなったり或いは偏摩耗したりするため、 Therefore, the relative positional accuracy between the axes of the inner cylinder to reciprocate the plunger, the attitude precision is deteriorated, and deterioration in sliding state between the sleeve inner surface and the plunger tip, or may become much worn order or uneven wear,
スリーブの耐用期間が短くなる。 Life of the sleeve is shorter.

【0008】これを回避するため、内筒と外筒の間に断熱性に優れた特性を有する材料からなる中間筒を組み込んだ三重構造の射出成形用スリーブが提案されている。 [0008] To avoid this, the material incorporating the intermediate cylinder injection sleeve triple structure consisting of having excellent properties in thermal insulation between the inner cylinder and the outer cylinder is proposed.
例えば、緻密質窒化珪素セラミックスを用いた内筒、多孔質窒化珪素セラミックスを用いた中間筒及び耐熱金属製の外筒とからなる三重構造の射出成形用スリーブが提案されている(特開平2−104459号公報参照)。 For example, inner cylinder with dense silicon nitride ceramic, porous intermediate tube and injection molding sleeve triple structure comprising a refractory metal outer cylinder with silicon nitride ceramics have been proposed (JP-2- see Japanese Unexamined Patent Publication No. 104459). この三重構造の射出成形用スリーブは、二重構造の射出成形用スリーブと同様、耐摩耗性、耐食性、耐熱性、耐熱衝撃性及び濡れ性に優れており、さらに断熱性もある程度向上するため、スリーブ内の溶湯温度の低下が小さく、また、外筒の温度を比較的低くすることができる利点を有している。 Since the injection molding sleeve triple structure, similar to the sleeve for injection molding of a double structure, wear resistance, corrosion resistance, heat resistance, which has excellent thermal shock resistance and wettability, to some extent even further insulation improvement, lowering of the melt temperature of the sleeve is small, also has the advantage of being able to relatively low temperatures of the outer tube.

【0009】 [0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記三重構造の射出成形用スリーブにおいて、中間筒として用いた多孔質窒化珪素セラミッスでは、断熱効果がまだ十分とはいえず、内筒を十分に高温に保つことができないため、スリーブ内において溶湯の温度が低下し、鋳物の品質面で不利である。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, in the injection molding sleeve of the triple structure, the porous silicon nitride Seramissu used as the intermediate cylinder, the heat insulating effect can not be said to be still insufficient, the inner cylinder sufficiently high temperature can not be kept, the temperature of the melt is lowered in the sleeve, which is disadvantageous in terms of quality of the castings. また、この多孔質窒化珪素セラミッスの熱膨張係数は、緻密質窒化珪素セラミックスのそれと同程度であって小さく、一方、耐熱金属製の外筒の熱膨張係数が大きいため、鋳造時の高温状態では、多孔質窒化珪素セラミッス製の中間筒と耐熱金属製の外筒との熱膨張量の差がスリーブの軸方向、径方向とも大きくなり、中間筒を外筒内に正確に拘束することができなくなる等の欠点が生じる。 The thermal expansion coefficient of the porous silicon nitride Seramissu are small a comparable to that of dense silicon nitride ceramic, whereas, because of the large thermal expansion coefficient of the refractory metal outer tube, a high-temperature state during casting , the difference in thermal expansion between the porous intermediate cylinder made of silicon nitride Seramissu and refractory metal outer cylinder is increased with the axial direction, the radial direction of the sleeve, can be accurately restrained intermediate cylinder into the outer cylinder the disadvantage of such no longer occurs.

【0010】更に、多孔質窒化珪素セラミッスは強度が弱く、焼嵌め等による締め代を大きくすることができないため、中間筒及び内筒を外筒内に正確に拘束するための十分な力を得ることができ難く、中間筒及び内筒と外筒との相対的な位置精度、姿勢精度を維持することが困難である。 Furthermore, the porous silicon nitride Seramissu strength is weak, it is not possible to increase the interference by shrink fitting or the like to obtain a sufficient force for accurately restrain the intermediate cylinder and the inner cylinder into the outer cylinder hardly able, relative positional accuracy between the intermediate cylinder and the inner cylinder and the outer cylinder, it is difficult to maintain the posture accuracy. このため、プランジャーの往復運動する軸と内筒の軸との相対的な位置精度、姿勢精度が悪化し、スリーブ内面とプランジャーチップとの摺動状態が悪化して摩耗が多くなったり、偏摩耗したりするため、スリーブの耐用期間が短くなる問題点を有している。 Therefore, the relative positional accuracy between the axes of the inner cylinder to reciprocate the plunger, the attitude precision is deteriorated, or increasingly worn sliding state is deteriorated between the sleeve inner surface and the plunger tip, to or uneven wear, has a problem that the life of the sleeve is shortened.

【0011】このような問題点を解決するため、内筒と中間筒とを予め接合しておき、つぎに外筒と焼嵌め等で接合する方法が採用されている。 [0011] In order to solve such a problem, in advance by joining the inner cylinder and the intermediate cylinder in advance, the following methods for joining with the outer tube and the shrink fitting or the like is employed. しかしながら、このような方法では、中間筒と外筒との熱膨張係数の差が大きいため、中間筒と外筒との焼嵌め代を大きくしなければならず、この場合中間筒の強度不足が問題となる。 However, in such a method, since the difference in thermal expansion coefficient between the intermediate cylinder and the outer cylinder is large, it is necessary to increase the shrink-fitting margin between the intermediate cylinder and the outer cylinder, the insufficient strength of this intermediate cylinder It becomes a problem. また、焼嵌めに際し外筒の温度を比較的高温としなければならないため、設計・製造上明らかに不利である。 Moreover, since it is necessary to relatively high temperatures the temperature of the outer tube upon shrink fitting, it is clearly disadvantageous in design and manufacture.

【0012】更に、上記従来の三重構造の射出成形用スリーブにおいて(前記した従来の二重構造の射出成形用スリーブにおいても同様であるが)、スリーブ内部の温度分布は、射出孔内での溶湯の分布状態の影響を強く受ける。 Furthermore, in the above injection molding sleeve of a conventional triple structure (similar also in the injection molding sleeve of the above-described conventional double structure), the temperature distribution inside the sleeve, the molten metal in the injection hole strongly affected by the state of distribution. 特に横型のダイカストマシーンに用いられるスリーブでは、鋳造過程において給湯された溶湯がスリーブの射出孔内の底部に沿って鋳型に射出されるため、スリーブ内部の温度分布は下部の温度が上部の温度よりも高くなり、下部の熱膨張量が上部の熱膨張量よりも大きく、このためスリーブ全体に反りが生じる。 Especially in the sleeve used in the horizontal die casting machine, since the hot water has been melt is injected into the mold along the bottom of the injection hole of the sleeve at the casting process, the temperature distribution inside the sleeve than the temperature temperature of the upper portion of the lower is also increased, the thermal expansion amount of the lower is larger than the thermal expansion amount of the upper and thus warped throughout the sleeve.

【0013】このような反りは、温度分布の不均一さによるものであるため、断熱効果の小さな二重構造の射出成形用スリーブの方が断熱効果の大きな三重構造の射出成形用スリーブよりも顕著に現れる。 [0013] remarkable Such warpage has occurred according to unevenness of the temperature distribution, towards the injection molding sleeve small dual structure of the heat insulating effect is even larger injection molding sleeve triple structure of the heat-insulating effect It appears to. さらに当然のことながら、鋳造する金属材料の融点が高い程溶湯の温度も高くなり、スリーブ内部の温度も高くなるため、上記のような問題点が顕著に現れる。 It is further possible course of the temperature of the molten metal the higher the melting point of the metal material cast is also increased, since the temperature inside the sleeve also high, problems such as described above remarkably appears. 従って、より融点の高い金属材料の鋳造に前記した従来の技術による射出成形用スリーブを適用することは非常に困難である。 Therefore, it is very difficult to apply the sleeve for injection molding according to the prior art described above for casting higher melting point metal material.

【0014】本発明の目的は、前記した従来の技術による射出成形用スリーブの欠点、問題点を解消する溶湯射出成形用スリーブを提供するにある。 An object of the present invention, disadvantages of the sleeve for injection molding according to the prior art described above, to provide a molten metal injection sleeve to solve the problem. 詳細には、本発明の目的の一は、(1) 高温溶融金属材料に対して耐摩耗性、耐食性、濡れ性、耐熱性、耐熱衝撃性、断熱性に優れており、かつ、(2) 鋳造時のスリーブが高温となる状態においても、プランジャーの運動する軸とスリーブ内面の軸との位置精度、姿勢精度が十分に良好であり、 In particular, an object of the present invention, (1) abrasion resistance against high-temperature molten metal material, corrosion resistance, wettability, heat resistance, thermal shock resistance, has excellent thermal insulation properties, and (2) even in a state where the sleeve during casting becomes high, the positional accuracy of the axis of the shaft and the sleeve inner surface movement of the plunger, the attitude precision is sufficiently good,
(3) また、プランジャーチップとスリーブ内面との摺動に対する耐摩耗性に優れており、(4) このため耐用期間が長く、しかも、(5) 高い断熱性と保温性により溶湯の温度低下を防止し、省エネルギーの観点からも有利であり、かつ、(6) 鋳造製品の品質を向上させることができ、さらに、(7) 高融点の金属材料に適用できる、ダイカスト用射出成形用スリーブを提供するにある。 (3) In addition, it has excellent wear resistance for sliding the plunger tip and the sleeve inner surface, (4) Therefore life is long, moreover, (5) temperature drop of the molten metal by high heat insulation and heat retention prevent, is advantageous from the viewpoint of energy saving, and (6) can improve the quality of the cast product, further, (7) can be applied to high melting point metal material, a die casting injection molding sleeve It is to provide.

【0015】また、本発明の目的の二は、上記(1)〜(5) [0015] The object of the second invention, the above (1) to (5)
に加えて、さらに、(8) スリーブ内を強制的に比較的高い温度域において制御することができ、これによって、 In addition, further, it can be forcedly controlled at a relatively high temperature range, by which (8) in the sleeve,
(9) より一層組織的及び強度的に安定した信頼性の高い鋳物を得ることができ、(10) より高融点の金属材料にも適用可能である、ダイカスト用加熱式射出成形用スリーブを提供するにある。 (9) more systematic and strength to be able to obtain a stable and reliable casting than even the high melting point metal material from (10) is applicable, provides for die casting heat injection molding sleeve there to.

【0016】 [0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、“本発明の目的の一”である上記(1)〜(7)の課題を解決する発明(以下、第1発明という。)と“本発明の目的の二”である上記(1)〜(5)及び(8)〜(10)の課題を解決する発明(以下、第2発明という。)とからなる。 The present invention SUMMARY OF], said is "this purpose one of the invention" (1) to (7) invention to solve the problem (hereinafter referred to as the first invention.) And "present invention the purpose of the two "a is above (1) to (5) and (8) - (10) invention to solve the problem consists of (hereinafter, referred to. the second invention) and.

【0017】第1発明は、内筒、中間筒、外筒の三重構造からなり、 (A) 内筒として、高温においても耐摩耗性、耐食性、耐熱性、耐熱衝撃性、断熱性、強度及び濡れ性に優れた特性を持つセラミックス材料を用いる点、 (B) 中間筒として、断熱性、強度に優れ、しかも、熱膨張係数が内筒よりも大きな値であり、かつ、外筒よりも小さい値である特性を有するセラミックス材料を用いる点、 (C) 外筒として、構造設計及び製造が容易であり、安価な金属材料を用いる点 を特徴とし、これにより前記(1)〜(7)の課題を解決したものである。 A first invention, the inner cylinder, intermediate cylinder, made from a triplet structure of the outer cylinder, as the cylinder (A), wear resistance even at a high temperature, corrosion, heat resistance, thermal shock resistance, thermal insulation, strength and that it uses a ceramic material with excellent characteristics wettability, as (B) the intermediate cylinder, the heat insulating property, excellent strength, moreover, a value larger than the inner cylinder of thermal expansion coefficient, and smaller than the outer cylinder that it uses a ceramic material having a characteristic which is a value, as (C) the outer tube, it is easy to structural design and manufacturing, and is characterized in that use an inexpensive metal material, whereby said (1) through (7) problems are those that were resolved.

【0018】即ち、第1発明は、「サイアロンセラミックス製又は緻密質窒化珪素セラミックス製内筒、ジルコニア質セラミックス製中間筒及び耐熱金属製外筒の三重構造からなることを特徴とする溶湯射出成形用スリーブ。」を要旨とする。 [0018] That is, the first invention, "SiAlON ceramic or dense silicon nitride ceramic inner cylinder, for molten metal injection molding, characterized in that it consists of a triple structure of the zirconia ceramic middle tube and heat the metallic outer sleeve sleeve. "is referred to as subject matter.

【0019】また、第2発明は、第1発明と同様、前記 Further, the second invention, as with the first invention, wherein
(A)の内筒、(B)の中間筒及び(C)の外筒の三重構造からなり、更に、 (D) スリーブ内を強制的に比較的高い温度域において温度制御するため、内筒の内部もしくは外周部又は中間筒の内部、内周部もしくは外周部に加熱ヒーターを装着する点、 を特徴とし、これにより前記(1)〜(5)及び(8)〜(10)の課題を解決したものである。 The inner cylinder of the (A), consists of a triple structure of the outer cylinder of the intermediate cylinder and (C) of (B), further, for controlling the temperature in the forced relatively high temperature region of (D) in the sleeve, the inner cylinder internal internal or outer peripheral portion or the intermediate cylinder, the point of mounting the heater on the inner peripheral portion or the peripheral portion, characterized by, the object of this by the (1) to (5) and (8) - (10) resolve those were.

【0020】即ち、第2発明は、「サイアロンセラミックス製又は緻密質窒化珪素セラミックス製内筒、ジルコニア質セラミックス製中間筒及び耐熱金属製外筒の三重構造からなり、内筒の内部もしくは外周部又は中間筒の内部、内周部もしくは外周部に加熱ヒーターを装着してなることを特徴とする溶湯射出成形用スリーブ。」を要旨とする。 [0020] That is, the second invention, "SiAlON ceramic or dense silicon nitride ceramic inner cylinder, made from a triplet structure of the zirconia ceramic middle tube and heat the metallic outer sleeve, inner or outer periphery of the inner cylinder or internal intermediate cylinder, and gist of the sleeve. "for molten metal injection molding, characterized by comprising mounting the heater on the inner peripheral portion or the outer peripheral portion.

【0021】以下、本発明を材料面、構造面から図、表に基づいて詳細に説明する。 [0021] Hereinafter, FIG. The present invention material surface, the structured surface will be described in detail with reference to the table. なお、以下の説明において、特に断らない限り、「本発明」との表現は、第1発明及び第2発明の両者を包含するものとして使用する。 In the following description, unless otherwise specified, the expression "the present invention" is used as encompassing both the first and second aspects of the present invention.

【0022】図1は、第1発明の一実施例であるダイカスト用射出成形スリーブの一体型の構造を示す模式的断面図であって、内筒1、中間筒2及び外筒3の三重構造からなる。 [0022] Figure 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of integral die casting injection molding sleeve which is one embodiment of the first invention, the inner cylinder 1, a triple structure of the intermediate tube 2 and outer tube 3 consisting of. なお、図1中、4はプランジャーチップ、5 In FIG. 1, the plunger tip 4, 5
は取付け板(内筒1と中間筒2とを軸方向に固定するための取付け板)、6は給湯口である。 The mounting plate (inner cylinder 1 and the intermediate cylinder 2 and the attachment for securing to the axial direction plate), 6 is a hot water supply port. また、図2は、第2発明の一実施例であるダイカスト用加熱式射出成形スリーブの一体型の構造を示す模式図であって、このうち Also, FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of a unitary die casting for heated injection molding sleeve which is one embodiment of the second invention, of which
(A)は(B)のBB線断面図、(B)は(A)のAA線断面図である。 (A) is a sectional view taken along line AA of (B) BB line cross-sectional view of, (B) is (A). これは、上記第1発明と同様、内筒1、中間筒2及び外筒3の三重構造からなるが、さらに加熱ヒ−タ−7 This, as with the first invention, the inner cylinder 1, consists of a triple structure of the intermediate tube 2 and outer tube 3, further heating heat - data -7
を装着した点で異なる。 Different in that it is equipped.

【0023】まず、本発明における各筒の材料面の作用について説明する。 [0023] First, a description will be given of the operation of the material surface of each cylinder in the present invention. 内筒1は、鋳造時にその内面が高温の溶融金属と接し(図2中の内筒1では、さらに加熱ヒーター7により加熱されるため、高温な状態となり)、 The inner cylinder 1, at the time of casting contact its inner surface with the hot molten metal (the inner cylinder 1 in FIG. 2, because it is further heated by the heater 7 becomes a high temperature state),
しかも、プランジャーチップ4とその内面が摺動する。 Moreover, the inner surface thereof plunger tip 4 is slid.
このため、内筒1は、高温においても耐摩耗性、耐食性、耐熱性、耐熱衝撃性、断熱性、強度及び濡れ性に優れた特性を持つ材料であることが要求される。 Thus, the inner cylinder 1, wear resistance even at a high temperature, corrosion, heat resistance, thermal shock resistance, heat insulating property, it is required that a material with superior properties in strength and wettability. この要求に対して、サイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスがよく適合する。 To this request, compatible sialon ceramics and dense silicon nitride ceramics are well. 以下、該セラミックスの適合性について、各特性毎に説明する。 Hereinafter, the suitability of the ceramic will be described for each property.

【0024】(耐摩耗性について)サイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスの高温下での耐摩耗性は、硬度(ビッカース硬度)が室温で1500〜1650H The wear resistance at a high temperature of (wear resistance for) SiAlON ceramics and dense silicon nitride ceramic, the hardness (Vickers hardness) at room temperature 1500~1650H
v程度であり、1000℃においても800〜1300Hv程度にまでしか低下しない。 v is about, only drops to about 800~1300Hv even at 1000 ℃. これに対して、SKD−61の場合室温で520Hv程度であり、高温になるにつれて著しく低下し、800℃においては30Hv程度にまでも低下する。 In contrast, in the case of SKD-61 is 520Hv about at room temperature, significantly decreases as a high temperature, also decreases to about 30Hv in 800 ° C..

【0025】図5は、この一例を示すものであって、サイアロンセラミックス、緻密質窒化珪素セラミックス及びSKD−61の温度変化に伴うビッカース硬度の変化を示す特性図である。 FIG. 5, there is shown an example of this is a characteristic diagram showing sialon ceramics, the change of Vickers hardness with a change in temperature of the dense silicon nitride ceramic and SKD-61. 図中の曲線はサイアロンセラミックスの場合、曲線は緻密質窒化珪素セラミックスの場合、曲線はSKD−61の場合である。 For curve Sialon ceramics in the figure, the case of the curve dense silicon nitride ceramic, the curve is for the SKD-61.

【0026】また、縦弾性係数についても、サイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスは、室温で280〜300GPa程度である。 [0026] As for the modulus of longitudinal elasticity, sialon ceramics and dense silicon nitride ceramic is 280~300GPa about room temperature. そして、高温になるにつれて低下するものの、800℃程度まではほとんど低下せず、1000℃においても220〜260GPa程度であり、耐熱金属の室温での値と同等以上の優れた特性を持つ。 Then, although decreases as a high temperature, not reduced almost to about 800 ° C., a 220~260GPa about even at 1000 ° C., with superior properties values ​​and more than equivalent at room temperature refractory metals.

【0027】図6は、この一例を示すものであって、サイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスの温度変化に伴う縦弾性係数の変化を示す特性図である。 [0027] FIG. 6, there is shown an example of this, it is a characteristic diagram showing the change of modulus with temperature change of the sialon ceramics and dense silicon nitride ceramics. 図中の曲線はサイアロンセラミックスの場合、曲線は緻密質窒化珪素セラミックスの場合である。 Curve in the figure when the sialon ceramics curve is for the dense silicon nitride ceramics.

【0028】また、本発明者等は、サイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスと耐熱金属との“摺動による摩耗特性”について、比較を行うため、サイアロンセラミックス、緻密質窒化珪素セラミックス、 Further, the present inventors have for "wear characteristics due to sliding" of the sialon ceramics and dense silicon nitride ceramic and refractory metal, for comparison, sialon ceramics, dense silicon nitride ceramic,
熱間ダイス鋼について、ラップ盤上で同一寸法の円板形状の試料に10kgの荷重を負荷した状態で、研磨剤としてSiC砥粒のスラリーを供給し、摺動させ、摺動時間に伴う厚み方向の摩耗損量を測定した。 For hot die steel, in a state where a load of 10kg in a sample disc-shaped with the same dimensions lap surface plate, an SiC abrasive slurry was supplied, slid as an abrasive, the thickness due to the sliding time It was measured in the direction of wear loss amount.

【0029】図7は、この試験結果を示すものであって、サイアロンセラミックス、緻密質窒化珪素セラミックス及び熱間ダイス鋼の摺動時間に伴う試料の厚み損量の変化を示す特性図である。 FIG. 7 is a view illustrating the results of this test, is a characteristic diagram showing sialon ceramics, the change in thickness loss of the sample due to the sliding time of dense silicon nitride ceramic and hot die steel. 図中の曲線はサイアロンセラミックスの場合、曲線は緻密質窒化珪素セラミックスの場合、曲線はSKD−61の場合である。 For curve Sialon ceramics in the figure, the case of the curve dense silicon nitride ceramic, the curve is for the SKD-61.

【0030】この試験結果においても、サイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスは優れた特性を示した。 [0030] In this test result, sialon ceramics and dense silicon nitride ceramic showed excellent properties. 上記のことから、サイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスは、高温下においても熱間ダイス鋼よりも耐摩耗性に優れた特性を示し、本発明の内筒の材料に適していることを確認した。 From the above, sialon ceramics and dense silicon nitride ceramic has excellent properties in wear resistance than hot die steel even at high temperatures, it was confirmed that the suitable material of the inner cylinder of the present invention .

【0031】(耐食性について)サイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスの高温溶融金属に対する耐食性について説明する。 The corrosion resistance will be described with respect to high temperature molten metal (corrosion resistance for) SiAlON ceramics and dense silicon nitride ceramics. サイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスの高温溶融金属に対する耐食試験の一例として表1を示す。 A table 1 as an example of a corrosion test for high-temperature molten metal sialon ceramics and dense silicon nitride ceramics. 表1は、純アルミニウム及び4種類のアルミニウム合金の溶湯にサイアロンセラミックスの試料を浸漬し、該試料を水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し、浸漬前・後での乾燥重量を測定し、重量の変化を調べた浸漬試験の結果を表示したものである。 Table 1, pure aluminum and four in the molten aluminum alloy samples sialon ceramics were soaked, washed the samples with aqueous sodium hydroxide, the dry weight was measured before immersion-later, the change in weight it is obtained by displaying the results of the immersion test were examined.

【0032】 [0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】また、本発明者等は、亜鉛合金、マグネシウム合金等他の溶融金属に対する場合についても同様の試験を行い、“浸漬前後での重量変化は殆どない”という結果を得ている。 Further, the present inventors have conducted the same test case to zinc alloys, other molten metals such as magnesium alloys, to obtain the result that "the weight change hardly in before and after immersion." 表1及びこれらの試験結果から、サイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスは、高温の溶融金属による浸食は殆どなく、本発明の内筒の材料に適することを確認した。 Table 1 and the results of these studies, sialon ceramics and dense silicon nitride ceramic is by erosion almost no hot molten metal, it was confirmed that the suitable material of the inner cylinder of the present invention.

【0034】(漏れ性について)サイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスの高温溶融金属に対する漏れ性について説明する。 [0034] (Leakage resistance) Leakage resistance to high temperature molten metal sialon ceramics and dense silicon nitride ceramic will now be described. 本発明者等は、サイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスにおける高温のアルミニウム合金、亜鉛合金、マグネシウム合金等の溶融金属に対する漏れ性についての試験を多数行ったところ、サイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスは、溶湯に漏れにくく、極めて良好な特性を示し、本発明の内筒の材料に適することを確認した。 The inventors have hot aluminum alloy in SiAlON ceramics and dense silicon nitride ceramic was subjected numerous tests for leaks zinc alloy, to molten metals such as magnesium alloy, sialon ceramics and dense silicon nitride ceramics hardly leaks to the melt, show very good properties, it was confirmed that the suitable material of the inner cylinder of the present invention.

【0035】(耐熱衝撃性について)次に、耐熱衝撃性について説明する。 [0035] (for thermal shock resistance) will be described thermal shock resistance. 本発明者等は、サイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスの耐熱衝撃性について、以下の2つの方法で試験した。 The present inventors have, for the thermal shock resistance of the sialon ceramics and dense silicon nitride ceramics were tested in two ways.

【0036】第一の方法として、試料全体を均一な温度とした状態での急冷に対する耐熱衝撃特性の試験を行った。 [0036] As a first method, they were tested for thermal shock resistance for quenching while the entire sample and uniform temperature. この試験方法は、次のとおりである。 This test method is as follows. まずサイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックス試料を大気雰囲気炉内で試験温度に加熱保温し、試料全体を均一な温度とした。 The sialon ceramics and dense silicon nitride ceramic samples were heated kept at the test temperature in air atmosphere furnace was first the entire sample and uniform temperature. 次に、炉内から取り出した直後に水冷し、その抗折強度をJIS R1601に基づき測定し、熱衝撃によるクラック発生により強度低下が生じているか否かについて調査し、強度低下した場合の試験温度と水冷に用いる水の温度との差を耐熱衝撃値(△T)とする方法である。 Then, water cooled immediately after removal from the furnace, the bending strength was measured according to JIS R1601, to investigate whether the intensity lowered by cracking due to thermal shock occurs, the test temperature in the case of strength reduction the difference between the temperature of the water used for water cooling is a method of the thermal shock value (△ T). この試験の結果によれば、サイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスの耐熱衝撃値(△ According to the results of this test, thermal shock value of sialon ceramics and dense silicon nitride ceramic (△
T)は600〜650℃程度であった。 T) was about 600~650 ℃.

【0037】第二の方法として、試料の一部分を急加熱する場合及び急冷する場合の耐熱衝撃特性の試験を行った。 [0037] As a second method, were tested for thermal shock resistance in the case of the case and quenching rapidly heating a portion of the sample. この試験方法は、次のとおりである。 This test method is as follows. 急熱中及び急冷中にAE波を測定することによって、試料にクラックが発生した場合に生じる異常波の有無を調査し、さらに、急冷後の試料温度が室温にまで下がってから探傷剤を用いて試料表面でのクラック発生の有無を調べる試験を行った。 By measuring the AE wave during rapid heat stroke and quenching, to investigate the presence or absence of abnormal waves caused when a crack occurs in the sample, further sample temperature after quenching with wounds agent probe from down to room temperature the test to check for cracks at the surface of the sample was carried out.

【0038】この試験の内容は、寸法φ70×40tの円柱形状のサイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスの試料を用いて、(1) まず、急熱による耐熱衝撃性を調べるため、740〜900℃程度の高温のアルミニウム溶湯に試料の端面から2mmまでの部分をAE波を測定しながら30秒間浸漬し、(2) 次に、急冷による耐熱衝撃性を調べるため、上記の方法により急熱された部分をAE波を測定しながら水に浸漬させ30秒間急冷し、その後試料の温度が室温に下がった後に試料の表面部でのクラック発生の有無を探傷剤により調べるものである。 The contents of this test, using a sample of sialon ceramics and dense silicon nitride ceramic cylindrical dimensions φ70 × 40t, (1) First, in order to examine the thermal shock resistance due to sudden heat, 740-900 ° C. the portion of the degree of high temperature molten aluminum from the end face of the sample to 2mm were immersed for 30 seconds while measuring the AE wave, (2) Next, in order to examine the thermal shock resistance due to quenching was rapidly heated by the above method moiety is quenched 30 seconds was immersed in water while measuring the AE wave, in which the temperature of the subsequent sample is examined by testing agent for the presence of cracks generated on the surface of the sample after dropped to room temperature.

【0039】この第二の試験方法は、AE波の測定により試料にクラックが発生した場合に生じる異常波を確認する方法であり、また、探傷剤による目視検査によりクラックが確認された場合の水冷前の試験部の温度と水温との温度差を耐熱衝撃値(△T)とする方法である。 [0039] The second test method is a method to check the abnormal wave that occurs when the sample cracks occurs by measurement of the AE wave, also water-cooled in the case where cracks were confirmed by visual inspection by the inspection agent the temperature difference between the temperature and the water temperature before the test section is a method for the thermal shock value (△ T). この試験の結果によれば、急熱による耐熱衝撃性については、急熱中に異常なAE波は認められず、サイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスは、740〜9 According to the results of this test, for thermal shock resistance by rapid heat abnormal AE waves suddenly enthusiastic not observed, sialon ceramics and dense silicon nitride ceramics, 740-9
00℃程度のアルミニウム溶湯による急熱によってクラックが発生することはなかった。 00 cracks by rapid heat by molten aluminum of about ℃ did not occur.

【0040】更に、急熱のみの試験において、急熱後試料を徐冷した後の探傷検査を行ったが、クラックの発生はみられなかった。 [0040] Further, in the test of rapid heating only, were subjected to flaw detection after gradually cooled rapidly after heating samples, the occurrence of cracks was not observed. また、急冷による耐熱衝撃値(△ Furthermore, thermal shock value by rapid cooling (△
T)は370〜420℃程度であった。 T) was about 370~420 ℃. 上記の試験結果より、 From the above test results,
サイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスは、本発明の内筒の材料に要求される高温の溶融金属による局所的な急熱に対する耐熱衝撃性に優れた特性を示し、また、実際の使用条件における急冷にも十分に耐えられる特性を有しており、本発明の内筒の材料に適していることを確認した。 Sialon ceramics and dense silicon nitride ceramic has excellent properties in thermal shock resistance to localized rapid heating by the molten metal of high temperatures required for the material of the inner cylinder of the present invention, also, the quench in the actual use conditions to have a sufficiently withstand characteristics were confirmed to be suitable for the material of the inner cylinder of the present invention.

【0041】(断熱性について)次に、断熱性について説明する。 [0041] (for thermal insulation) Next, a description will be given of thermal insulation. 表2は、室温でのダイカスト用射出成形スリ−ブに用いる各種セラミックス材料及び耐熱金属材料の各種特性を表示したものである。 Table 2, die casting injection molding Suri at room temperature - is obtained by displaying various characteristics of various ceramic materials and refractory metal materials used for the drive. 表2に示すように、サイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスの熱伝導率は14〜18 kcal/m・h・℃程度であり、SKD−61 As shown in Table 2, the thermal conductivity of the sialon ceramics and dense silicon nitride ceramic is about 14~18 kcal / m · h · ℃, SKD-61
の熱伝導率は26kcal/m・h・℃程度であるので、サイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスは、SK Of the thermal conductivity is approximately 26kcal / m · h · ℃, sialon ceramics and dense silicon nitride ceramics, SK
D−61に比べて断熱性に優れた特性を示しており、本発明の内筒の材料に適している。 Compared to D-61 shows excellent properties in heat insulation, suitable for the material of the inner cylinder of the present invention.

【0042】 [0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】(強度について)次に、強度について説明する。 [0043] (for strength) Next, a description will be given strength. サイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスの抗折強度は、室温で800〜1000MPa程度であり、高温になるにつれて低下するものの800℃程度まではほとんど低下せず、1000℃においても700〜900MPa程度である。 Bending strength of sialon ceramics and dense silicon nitride ceramic is 800~1000MPa about at room temperature, little decrease to about 800 ° C. Although decreases as a high temperature, is about 700~900MPa even at 1000 ° C. . また、前記したとおり、縦弾性係数も室温で比較的高い値であり、高温になるにつれて低下するものの800℃程度までは殆ど低下しないため(前記図6参照)、高温の溶湯から受ける熱及び圧力に対する強度は十分であり、変形も比較的小さい。 Further, as described above, the longitudinal elastic modulus is also a relatively high value at room temperature, (see FIG. 6) because hardly lowered to about 800 ° C. Although decreases as a high temperature, the heat and pressure applied from the high temperature of the molten metal to the intensity is sufficient, deformation is relatively small.

【0044】この一例として、図8を示す。 [0044] As this example, Fig. 図8は、サイアロンセラミックス、緻密質窒化珪素セラミックス、 Figure 8 is a SiAlON ceramic, dense silicon nitride ceramic,
MgO安定化ジルコニアセラミックス、Y 23安定化ジルコニアセラミックス及び多孔質窒化珪素セラミックスの温度変化に伴う抗折強度の変化を示す特性図である。 MgO stabilized zirconia ceramic is a characteristic diagram showing a change in bending strength due to the temperature change of the Y 2 O 3 stabilized zirconia ceramics and porous silicon nitride ceramics.
図6中の曲線はサイアロンセラミックス、曲線は緻密質窒化珪素セラミックス、曲線はMgO安定化ジルコニアセラミックス、曲線はY 23安定化ジルコニアセラミックス、曲線は多孔質窒化珪素セラミックスの場合である。 Curve in FIG. 6 SiAlON ceramics, curve dense silicon nitride ceramic, MgO curve stabilized zirconia ceramic, the curve Y 2 O 3 stabilized zirconia ceramic, the curve is the case of porous silicon nitride ceramics. サイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスは、図8からみて高温下での強度に優れており、本発明の内筒の材料に適している。 Sialon ceramics and dense silicon nitride ceramic is excellent in strength at high temperatures Te 8 viewed from, are suitable for the material of the inner cylinder of the present invention.

【0045】上記の諸特性を有するサイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスは、第1発明のダイカスト用射出成形スリ−ブ及び第2発明のダイカスト用加熱式射出成形スリ−ブにおける内筒の材質として、 As the material of the inner cylinder in Bed - [0045] The sialon ceramics and dense silicon nitride ceramics having various properties, die casting injection molding Suri first invention - Bed and die casting for heated injection molding Suri second invention ,
非常によく適合していることが理解できる。 Very I can understand that they are well suited.

【0046】次に、本発明における中間筒の材質について説明する。 Next, a description will be given material of the intermediate cylinder in the present invention. 前記図1中の中間筒2(第1発明における中間筒2)を設ける目的は、内筒1を高温に維持し、同時に外筒3を比較的低温に維持することによって、スリ−ブ内での溶湯の熱的損失を少なくし、かつ、鋳造時においても内筒1と外筒3との相対的な位置精度、姿勢精度を維持するにある。 The purpose of providing the (intermediate cylinder 2 in the first invention) intermediate cylinder 2 in FIG. 1, by maintaining the inner cylinder 1 to a high temperature, to maintain the outer tube 3 in a cooler at the same time, Sri - in Bed of less heat losses of the molten metal, and the relative positional accuracy between the inner cylinder 1 and the outer tube 3 even during the casting, it is to maintain the attitude accuracy.

【0047】また、前記図2中の中間筒2(第2発明における中間筒2)を設ける目的も、加熱ヒ−タ−7による加熱と中間筒2の断熱効果との併用によって内筒1を比較的低ランニングコストで高温に維持し、同時に内筒1が高温となる状態においても、外筒3を比較的低温に維持することにより、上記と同様、スリ−ブ内での溶湯の熱的損失を少なくし、かつ、鋳造時においても内筒1 Further, the purpose of providing the (intermediate cylinder 2 in the second invention) intermediate cylinder 2 in FIG. 2 also heated heat - the inner cylinder 1 with a combination of heating and heat insulating effect of the intermediate cylinder 2 by motor -7 maintained at a high temperature at a relatively low running cost, even when the inner cylinder 1 becomes high at the same time, by maintaining the outer cylinder 3 relatively low temperature, in the same manner as described above, Sri - thermal of the molten metal in the blanking to minimize dissipation, and an inner even during the casting cylinder 1
と外筒3との相対的な位置精度、姿勢精度を維持するにある。 The relative positional accuracy between the outer cylinder 3 and, in maintaining the attitude accuracy. 従って、本発明における中間筒2としては、断熱性に優れた特性を有する材料でなければならない。 Therefore, the intermediate cylinder 2 in the present invention must be a material having excellent properties in thermal insulation.

【0048】更に、本発明の三重構造の射出成形用スリ−ブにおける鋳造時の各筒の温度分布は、内筒1が最も高温であり、中間筒2、外筒3の順に低温となるため、 [0048] Further, injection molding Sri triple structure of the present invention - the temperature distribution of each cylinder at the time of casting in the blanking is the highest temperature the inner cylinder 1, the intermediate cylinder 2, a low temperature. Therefore the order of the outer tube 3 ,
上記の相対的な位置精度、姿勢精度を維持するためには、各筒間のはめあい部の熱膨張量の差がスリ−ブ内面とプランジャ−チップとの摺動状態に悪影響を及ぼさない程度に小さくなければならない。 The above relative positional accuracy, in order to maintain the attitude accuracy, the difference in thermal expansion of the fitting portion between the cylindrical Sri - to the extent that does not adversely affect the sliding state of the chip - Bed inner surface and the plunger It must be small. そのため、中間筒2 Therefore, intermediate cylinder 2
の熱膨張係数は、内筒1の熱膨張係数よりも大きな値であり、外筒3の熱膨張係数よりも小さな値であることが必要であり、かつ、焼嵌め等の接合による接触応力に耐え得る強度を有する材料であることが望ましい。 The thermal expansion coefficient, a value larger than the thermal expansion coefficient of the inner cylinder 1 is required to be smaller than the thermal expansion coefficient of the outer tube 3, and the contact stress due to bonding, such as a shrink fit it is preferable that a material having a endure strength. これらの諸条件にジルコニア質セラミックスの諸特性がよく適合する。 Properties of zirconia ceramics in these terms and conditions is well suited. 以下このセラミックスの適合性について、各特性毎に説明する。 Below suitability of the ceramic will be described for each property.

【0049】(断熱性について)まず、断熱性について説明する。 [0049] (for thermal insulation) First, a description will be given of thermal insulation. ジルコニア質セラミックスの熱伝導率は、1. The thermal conductivity of zirconia ceramics, 1.
8〜3.3kcal/m・h・℃程度であり、耐熱鋼、窒化珪素、サイアロンはもちろん多孔質窒化珪素セラミックスと比較しても低い値であり(前記表2参照)、断熱性に優れた特性を示しており、本発明の中間筒の材料に適している。 A 8~3.3kcal / m · h · ℃ about, heat-resistant steel, silicon nitride, sialon, of course low even compared with the porous silicon nitride ceramics (see Table 2), excellent characteristics thermal insulation the shows are suitable for the material of the intermediate cylinder of the present invention.

【0050】(熱膨張係数について)次に、熱膨張係数について説明する。 [0050] (Thermal expansion coefficient) will be described thermal expansion coefficient. ジルコニア質セラミックスの熱膨張係数は7.0〜10.5×10 -6 /℃程度であり、これに対して、内筒の材質であるサイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスの熱膨張係数は3.0〜3.4×10 -6 Thermal expansion coefficient of the zirconia ceramics is about 7.0~10.5 × 10 -6 / ℃, contrast, the thermal expansion coefficient of the sialon ceramics and dense silicon nitride ceramic which is the material of the inner cylinder is 3.0 to 3.4 × 10 -6
/℃程度であり、一方、外筒の材質である耐熱金属の熱膨張係数は11〜12×10 -6 /℃程度である(前記表2参照)。 Is about / ° C., whereas the thermal expansion coefficient of the refractory metal which is the material of the outer cylinder is about 11~12 × 10 -6 / ℃ (see Table 2). 従って、ジルコニア質セラミックスは、前記した中間筒の熱膨張係数についての条件を満足する特性を有する。 Therefore, zirconia ceramics have a characteristic that satisfies the conditions for the thermal expansion coefficient of the above-described intermediate cylinder.

【0051】(強度について)次に、強度について説明する。 [0051] (for strength) Next, a description will be given strength. ジルコニア質セラミックスの抗折強度は、例えばMgO安定化ジルコニアセラミックスの場合室温で400M Flexural strength of zirconia ceramics, at room temperature if, for example, MgO stabilized zirconia ceramics 400M
Pa程度であり、高温になるにつれて低下するものの300 Is about Pa, although decreases as a high temperature 300
℃程度までは殆ど低下せず、1000℃においても250MPa程度である(前記図8参照)。 To about ° C. without lowering little is 250MPa approximately even at 1000 ° C. (see FIG. 8). また、Y 23安定化ジルコニアセラミックスでは室温で1200MPa程度であり、高温になるにつれて低下するものの300℃程度までは殆ど低下せず、1200℃においても350MPa程度である(前記図8 Further, the Y 2 O 3 stabilized zirconia ceramics is 1200MPa about at room temperature, not reduced almost to about 300 ° C. Although decreases as a high temperature, it is 350MPa approximately even at 1200 ° C. (FIG. 8
参照)。 reference).

【0052】これに対して、多孔質窒化珪素セラミックスでは、温度変化に伴う抗折強度の変化は殆どないけれども200MPa程度と低い(前記図8参照)。 [0052] In contrast, in the porous silicon nitride ceramics, the change in bending strength due to the temperature change 200MPa as low as about but little (see FIG. 8). こうしたことから、多孔質窒化珪素セラミックスを中間筒に用いる場合には断熱性が十分でなく、かつ、強度不足のため外筒との焼嵌め等の接合が困難であるが、ジルコニア質セラミックスを中間筒に用いる場合には、断熱特性が優れており、鋳造時における中間筒と外筒との境界面の温度を低くすることができるため、焼嵌め等の締め代が小さくてよい。 For these reasons, in the case of using a porous silicon nitride ceramic in the intermediate cylinder is not thermal insulation sufficiently and is shrink fit joint, such as the outer tube for insufficient strength is difficult, intermediate zirconia ceramics when used in barrel has excellent thermal insulation properties, it is possible to lower the temperature of the interface between the intermediate cylinder and the outer cylinder at the time of casting may be small interference, such as shrink fitting. このため焼嵌め等の接合による接触応力が小さく、更に強度が比較的強いので接合に関する強度上の問題もなく、外筒との焼嵌め等の接合が容易である。 Therefore contact stress due to bonding, such as shrinkage fitting is small, further strength is no strength issues with relatively strong the bonding, it is easy to shrink fit joint, such as the outer tube.

【0053】上記のことから、ジルコニア質セラミックスは、本発明の中間筒の材質として適した特性を有する。 [0053] From the above, it zirconia ceramics has properties suitable as the material of the intermediate cylinder of the present invention. 特にMgO安定化ジルコニアセラミックスは、断熱性に優れており、さらに熱膨張係数が内筒のサイアロンセラミックス及び緻密質窒化珪素セラミックスと外筒の耐熱金属とのほぼ中間の値であるので(前記表2参照)、中間筒の材質として非常に適している。 Particularly MgO stabilized zirconia ceramics is excellent in heat insulating properties, since more is approximately intermediate value between the refractory metal of the heat sialon ceramics expansion coefficient inner cylinder and dense silicon nitride ceramics and the outer cylinder (Table 2 see), it is highly suitable as the material of the intermediate cylinder.

【0054】次に、本発明における外筒の材質について説明する。 Next, a description will be given material of the outer tube in the present invention. 本発明のダイカスト用射出成形スリ−ブは、 Die casting for injection molding Suri present invention - Bed is
前記図1及び図2中の外筒3によってダイカストマシ− Die casting machine by the outer tube 3 in FIGS. 1 and 2 -
ン本体へ取り付けられる。 It is attached to down the body. このため、外筒3としては、 Thus, as the outer tube 3,
ダイカストマシ−ンのプランジャ−の運動する軸とスリ−ブ内面の軸との位置精度、姿勢精度を良好な状態に維持でき、かつ、鋳造作業上の取扱が容易でなければならない。 Die casting machine - down of the plunger - motion axes and Sri - position accuracy between the axis of the probe inner surface, can maintain the posture accuracy in good condition, and should be easy to handle on the casting operation.

【0055】また、中間筒2の断熱効果によりスリ−ブ内面からの熱はかなり断熱されてはいるが、鋳型、ダイカストマシ−ンからも熱を受けるため、耐熱性にも優れていなければならない。 [0055] Also, Sri heat insulating effect of the intermediate cylinder 2 - the heat is may be considerable thermal insulation from blanking inner surface, mold, die-casting machine - for receiving heat from down, it must be excellent in heat resistance . 従って、外筒3としては、高強度であって、ある程度の耐熱性を備え、かつ、鋳造作業上取扱が容易であり、ダイカストマシ−ン本体への取付け及び調整が容易な材料であることが要求される。 Therefore, the outer cylinder 3, a high strength, with a certain degree of heat resistance, and casting operation handling is easy, die casting machine - it is mounted and adjusted to the emission body is a material easy is required. 以上のことから、外筒3の材質としては、例えばSKD−61のような耐熱金属が適する。 From the above, as the material of the outer tube 3, for example refractory metals, such as SKD-61 is suitable.

【0056】次に、本発明におけるダイカスト用射出成形スリ−ブの構造面の作用について説明する。 Next, die casting injection molding Sri the present invention - a description of the operation of the structured surface of the probe. ダイカスト用射出成形スリ−ブにおいては、構造面で鋳造時のスリ−ブが高温となる状態においても、各筒間のクリアランスは、プランジャ−の運動する軸とスリ−ブ内面の軸との位置精度、姿勢精度が十分に良好であり、プランジャ−チップとスリ−ブ内面との摺動状態に悪影響を及ぼさない程度にすることが要求される。 Die casting injection molding Sri - In Bed, Sri at the time of casting the structural surface - even when the blanking becomes high, the clearance between the cylinder is a plunger - position of the axis of the probe inner surface - axis and Sri for movement accuracy, attitude accuracy is good enough, the plunger - is required to a degree that does not adversely affect the sliding state of the blanking inner surface - chips and Sri. そのためには、スリ−ブの内部においては、どのような接合方法を用いるにせよ各筒間のはめあい部の熱膨張量の差を小さくすることが有効な手段である。 To that end, Sri - in the interior of the probe, is an effective means to reduce the difference in thermal expansion of the fitting portion between the cylindrical Whether using any bonding method.

【0057】前述したとおり、本発明のダイカスト用射出成形スリ−ブは、内筒1がサイアロンセラミックス製又は緻密質窒化珪素セラミックス製であり、中間筒2がジルコニア質セラミックス製であり、外筒3が耐熱金属製である。 [0057] As described above, die-cast injection molding Suri present invention - parts are the inner cylinder 1 is made of sialon ceramic or dense silicon nitride ceramics, the intermediate tube 2 is made of zirconia ceramics, the outer tube 3 There is made of heat-resistant metal. スリ−ブ内の温度分布は、内筒1が最も高温であり、中間筒2、外筒3の順に低く、さらに内筒1及び中間筒2は、熱伝導率の低い材質を用いるので、外筒3の温度は低い。 Sri - temperature distribution in the blanking is the highest temperature the inner cylinder 1, the intermediate cylinder 2, lower in the order of the outer tube 3, the inner cylinder 1 and the intermediate cylinder 2 Furthermore, since having a low thermal conductivity material, the outer the temperature of the cylinder 3 is low.

【0058】また、熱膨張係数については、内筒1が最も小さく、中間筒2、外筒3の順に大きい。 [0058] Also, the coefficient of thermal expansion, the smallest inner cylinder 1, the intermediate cylinder 2, descending order of the outer cylinder 3. 更に、当然のことながら、本発明において、各筒の肉厚を調整することにより(第2発明においては、各筒の肉厚の調整に加えて、さらに加熱ヒ−タ−7の装着位置及びその発熱量を調整することにより)、各筒の温度及び各筒間の境界部の温度を調整することができる。 Furthermore, it will be appreciated that, in the present invention, in that the (second invention for adjusting the thickness of each cylinder, in addition to the adjustment of the wall thickness of the cylinder, further heating heat - mounting position of the motor -7 and its by adjusting the heating value), it is possible to adjust the temperature of the boundary between the temperature and the cylinder of each cylinder. この特徴を利用し、本発明では各筒間のはめあい部の熱膨張量の差を小さくすることができる。 Utilizing this characteristic, it is possible in the present invention to reduce the difference of thermal expansion of the fitting portion between the barrel.

【0059】従って、本発明では、各筒間を焼嵌めはもとより圧入やスキマばめ或いは鋳ぐるみにより接合することも可能である。 [0059] Thus, in the present invention, between each cylinder shrink fit is also possible to bond the fit or insert casting if well pressed and clearance. また、焼嵌め接合する場合においても、鋳造時に外筒3が比較的低温であるので焼嵌め代が小さくても鋳造時に十分な精度が得られる。 Further, in the case of a shrink fit joint is also sufficient accuracy can be obtained even when casting small shrink fit allowance since the outer cylinder 3 relatively is low at the time of casting. 更に、中間筒2がジルコニア質セラミックス製であるので、外筒3 Furthermore, since the intermediate tube 2 is made of zirconia ceramics, the outer tube 3
との焼嵌め接合に関して強度上の問題はない。 There is no strength on the problems with the shrink-fitting junction between.

【0060】特に第2発明のダイカスト用加熱式射出成形スリ−ブにおいては、スリ−ブ内に装着された加熱ヒ−タ−7(図2参照)により、スリ−ブ内の温度分布を強制的に比較的高い温度域において制御することが可能であるので、スリ−ブ内の温度分布は、射出孔内での溶湯の分布状態の影響を考慮して各点の温度をほぼ均一に制御することができ、鋳造時に熱膨張量のバランスをとることができ、反りが極めて少ない状態になる利点を有する。 [0060] Especially for die casting heated injection molding Suri second invention - in blanking, Sri - by motor 7 (see FIG. 2), Sri - - loaded heated heat that in blanking force the temperature distribution in the blanking since manner it is possible to control at a relatively high temperature region, Sri - temperature distribution in the blanking is substantially uniformly control the taking into account the temperature of each point of impact of the distribution of the molten metal in the injection hole it can be, it is possible to balance the thermal expansion amount at the time of casting, has the advantage of warp becomes extremely small state.

【0061】以上詳記したとおり、本発明(第1発明のダイカスト用射出成形スリ−ブ及び第2発明のダイカスト用加熱式射出成形スリ−ブ)は、サイアロンセラミックス又は緻密質窒化珪素セラミックス(内筒)、ジルコニア質セラミックス(中間筒)及び耐熱金属(外筒)の組み合わせにより、各筒の材料面からみて優れており、 [0061] As has been Shoki above, the present invention (first aspect of the die casting injection molding Sri - Bed and die casting for heated injection molding Suri second invention - Bed) is SiAlON ceramic or dense silicon nitride ceramic (inner cylindrical), the combination of zirconia ceramics (intermediate cylinder) and refractory metal (outer cylinder), are excellent as viewed from the material surface of each cylinder,
また、構造面、製作面でも優れているものである。 The structure surface, but is also excellent in fabrication surface.

【0062】 [0062]

【実施例】次に、本発明の実施例を挙げ、本発明をより詳細に説明する。 EXAMPLES Next, examples of the present invention, the present invention will be described in more detail. 以下の実施例1〜3は第1発明の実施例であり、実施例4〜6は第2発明の実施例である。 The following Examples 1-3 are examples of the first invention, Examples 4-6 are examples of the second invention.

【0063】(実施例1−第1発明)第1発明の実施例1を前記した図1を参照して説明する。 [0063] will be described with reference to FIG. 1 a first embodiment (Example 1 first invention) first invention described above. この実施例1 Example 1
は、図1に示すように、内筒1、中間筒2、外筒3からなり、内筒1は一体型のサイアロンセラミックス製であり、中間筒2は同じく一体型のMgO安定化ジルコニアセラミックス製であり、外筒3はSKD-61製である。 As shown in FIG. 1, the inner cylinder 1 consists intermediate cylinder 2, the outer tube 3, the inner cylinder 1 is made integral sialon ceramics, intermediate cylinder 2 is also made integral MgO stabilized zirconia ceramics , and the outer cylinder 3 is made of SKD-61. 各筒の主要部の寸法は、表3に示す値である。 The dimensions of the main portion of each cylinder is a value shown in Table 3.

【0064】 [0064]

【表3】 [Table 3]

【0065】内筒1と中間筒2とはスキマばめで、また、中間筒2と外筒3とは焼嵌めで接合し、図1に示す構造の射出成形用スリ−ブを作製し、ダイカストマシ− [0065] inner tube 1 and the fit clearance the intermediate tube 2, also the intermediate tube 2 and the outer cylinder 3 joined by shrink fit, Sri injection molding of the structure shown in Figure 1 - to produce a blanking, die casting machine -
ンに取付け、表4に示す鋳造条件で100,000ショットの実使用試験を行った。 Mounted on emissions were actual use test 100,000 shot casting conditions shown in Table 4.

【0066】 [0066]

【表4】 [Table 4]

【0067】使用後のスリ−ブ内面の観察と摩耗損量の測定及び鋳造時の内筒の内部温度並びに各筒間の境界部の温度測定を行った。 The temperature was measured in the boundary portion between the internal temperature and the cylinder of the inner cylinder at the time of measurement and the casting of the observation and the wear loss amount of the probe inner surface - [0067] Suri after use. 図1中の〜は、測温箇所である。 ~ In FIG. 1 is a temperature measuring portion. ……内筒1内部の測温箇所 ……内筒1と中間筒2との境界部の測温箇所 ……中間筒2と外筒3との境界部の測温箇所 Temperature measuring points of the boundary between the temperature measuring points ...... intermediate cylinder 2 and the outer cylinder 3 of the boundary portion of ...... inner tube 1 inside temperature measuring points ...... inner cylinder 1 and the intermediate cylinder 2

【0068】更に、測温結果を用いて鋳造時の各筒間のクリアランス及び焼嵌め代を簡易的に計算し、また、断熱効果の確認をした。 [0068] Further, temperature measurement results simply computes the clearance and shrink-fitting margin between the cylinder during casting using, also was to confirm the insulation effect. この試験を行っている間、プランジャ−の動作は常に安定しており、また、試験後のスリ−ブ内筒の内周面の観察では、偏摩耗及び浸食の形跡は確認されなかった。 During this test, the plunger - operation is always stable, also, Sri after test - In the inner peripheral surface of the probe within the tube observed, evidence of uneven wear and erosion was observed. 更に、試験前・後の内筒1の内径寸法を比較したところ、100,000ショット鋳造による摩耗量、つまり内径の増加量は、僅かに0.014mmであった。 Furthermore, when comparing the inner diameter of the inner cylinder 1 before and after the test, the wear amount of 100,000 shots casting, i.e. the amount of increase in inner diameter, was only 0.014 mm.

【0069】上記観察及び測定結果より、プランジャ− [0069] From the above observations and measurements, the plunger -
チップ5とスリ−ブ内面との摺動状態は極めて良好であり、溶湯による浸食も殆どなかったものと考えられる。 Chip 5 and Sri - sliding state of a blanking inner surface is very good, erosion molten metal is considered that was little.
また、鋳造定常時の測温結果を表5に示し、鋳造定常時の各筒間のクリアランスの簡易計算結果を表6に示す。 Further, the temperature measurement result during casting steady shown in Table 5, Table 6 shows the clearance simplified calculation result of between the cylinder during casting steady.

【0070】 [0070]

【表5】 [Table 5]

【0071】 [0071]

【表6】 [Table 6]

【0072】この測温結果より、鋳造時においても内筒1は耐摩耗性、耐食性、濡れ性、強度を十分に満足し、 [0072] From this temperature measurement result, the inner cylinder 1 is wear-resistant, corrosion resistance, wettability, strength fully satisfied during casting,
また、中間筒2は強度を十分に満足する温度の範囲にあり、断熱効果は十分であることが確認された。 The intermediate tube 2 is in the range of temperatures to satisfy the strength sufficiently, the heat insulating effect was confirmed to be sufficient. この断熱効果によりSKD-61製の外筒3は溶湯の温度による影響が少なく、また、比較的小さい過熱度でも鋳造が可能であることが確認された。 The heat insulating outer cylinder 3 made of SKD-61 by the effect has little influence due to the temperature of the melt, and it was confirmed to be possible casting even with a relatively small degree of superheat.

【0073】図9に構造及び各材質の違いによる内筒の温度変化状況を示す。 [0073] showing the temperature change conditions of the inner cylinder due to a difference in structure and the material in FIG. 図中のはSKD-61製金属スリ−ブを内筒に使用した場合、はサイアロンセラミックス製スリ−ブを内筒に使用した場合であり、いずれも図1の位置で示される内筒1の下部内部における温度変化状況を示した図である。 Figure is given SKD-61 metal pickpocket - when used in the inner cylinder of the blanking, the SiAlON ceramic Sri - a case of using the inner cylinder of the blanking, both of the inner cylinder 1 shown in position in FIG. 1 is a graph showing the temperature change conditions in the lower interior. (なお、図9中のは、後記する第2発明の実施例に相当する「加熱式サイアロンセラミックス製スリ−ブを内筒に使用した場合」の温度変化状況を示したものである。)図9からみて、第1発明のサイアロンスリ−ブの場合、放熱の著しい金属スリ−ブに比べ100℃以上高温の予熱が可能になることが確認された。 (Incidentally, in FIG. 9 corresponds to the embodiment of the second aspect of the invention which will be described later. - shows the temperature change conditions of the "heated SiAlON ceramic Sri when used in the inner cylinder of the parts") FIG. 9 as viewed from, Saiaronsuri the first aspect - case of the probe, a significant metal Suri heat radiation - it was confirmed that it is possible to hot preheated 100 ° C. or higher than the blanking.

【0074】更に、鋳造開始後スリ−ブの温度が定常に到達するまでの時間は、約2分の1の時間に短縮でき、定常温度も100℃高い。 [0074] Furthermore, the casting after starting pickpocket - time until the temperature of the probe reaches a steady state, can be shortened to one-time of about 2 minutes, a steady temperature is high 100 ° C.. また、射出サイクルでの温度変化も金属スリーブの50℃に比べ5〜8℃と著しく小さくなっていることが確認された。 Further, it was confirmed that is significantly reduced to 5 to 8 ° C. as compared to the temperature change 50 ° C. of the metal sleeve in the injection cycle. 従って、第1発明のサイアロンスリ−ブは、安定した鋳造条件を得るための有効な手段である。 Therefore, Saiaronsuri the first invention - Bed is an effective means for obtaining a stable casting conditions.

【0075】また、鋳造定常時における各筒間のクリアランス及び焼嵌め代の計算結果よりの熱膨張量の差(前記表6参照)からみて、ダイカストマシ−ンのプランジャ−の運動する軸とスリ−ブ内面の軸との位置精度、姿勢精度は、良好な状態に維持できる範囲であった。 [0075] Further, as seen from the difference in thermal expansion amount than the calculation result of the clearance and shrink-fitting margin between the cylinder at the time of casting the constant (see Table 6), die casting machine - down of the plunger - motion axes and Sri - positioning accuracy between the shaft of the probe inner surface, orientation accuracy ranged can be maintained in good condition. このため、内筒内周の偏摩耗がなかったと考えられる。 Therefore, it is considered that no inner cylinder circumference of uneven wear.

【0076】鋳物の内部組織を観察した。 [0076] to observe the internal organization of the casting. その顕微鏡写真を図10(A)−写真1に示す。 The micrograph FIG 10 (A) - shown in Photo 1. この実施例1におけるセラミックススリ−ブの保温効果が優れていることにより、図10(A)−写真1でみられるように、微細な初晶アルミニウムと共晶組織が均一に分散した安定な組織を有し、ハ−ドスポツトの原因となるセラミックスの剥離片やスリ−ブ内における溶湯の温度低下により生じたと考えられる粗大な初晶アルミニウムあるいは破断チル層の混入が少なく、良好な鋳造が可能であることを確認した。 By its excellent insulating effect of the probe, FIG. 10 (A) - - Ceramics Sri in the first embodiment as seen in photo 1, stable structure in which fine primary crystal aluminum and eutectic structure are uniformly dispersed the a, ha - Dosupotsuto causative ceramic flakes or Suri - less contamination of coarse primary crystal aluminum or broken chill layer believed to be caused by the temperature drop of the molten metal in the blanking, allows good casting it was confirmed that. なお、図10(B)−写真2及び同(C)−写真3は、後記比較例1(従来のダイカスト用射出成形スリーブ)により鋳造した製品の内部組織であり、初晶Alと共晶S Incidentally, FIG. 10 (B) - Picture 2 and the (C) - Photo 3 is an internal structure of the products cast by later Comparative Example 1 (Injection molding sleeve for conventional die casting), primary crystal Al eutectic S
iの晶出面積割合が不連続に変化した二層組織(写真2)及び粗大な初晶アルミニウムデンドライト組織(写真3)を示す。 Crystallization area ratio of i is discontinuously changed bilayer tissue showing the (Photo 2) and coarse primary crystal aluminum dendrite structure (photograph 3).

【0077】(実施例2−第1発明)各筒の主要部寸法、構造等については実施例1と同一であるが、この実施例2では、内筒1の材料として、サイアロンセラミックスにかえて緻密質窒化珪素セラミックスを用いる点で前記実施例1と相違する。 [0077] the main part dimensions (Example 2 first invention) each cylinder, but the structure and the like are the same as in Example 1. In Example 2, as the inner cylinder 1 material, instead of the sialon ceramics It differs from the first embodiment in that it uses a dense silicon nitride ceramics. 実施例1と同様、内筒1が一体型の緻密質窒化珪素セラミックス製、中間筒2が一体型のMgO安定化ジルコニアセラミックス製、外筒3が As in Example 1, the inner cylinder 1 is dense silicon nitride ceramic integral, intermediate cylinder 2 is integrated MgO stabilized zirconia ceramic, the outer tube 3
SKD-61製からなる射出成形用スリ−ブを作成し、実施例1と同じダイカストマシ−ンに取付け、同一鋳造条件で Injection molding Sri consisting manufactured SKD-61 - Create a blanking the same die casting machine as in Example 1 - attached to down, in the same casting conditions
100,000ショットの実使用試験を行い、使用後のスリ− Make actual use test of 100,000 shots, after use pickpocket -
ブ内面の観察と摩耗損量を測定し、また、鋳物の内部組織を観察した。 Measuring the observed wear loss amount of the probe inner surface, also observed internal tissue of the casting.

【0078】この試験の結果、スリ−ブ内筒の内周面の観察では、偏摩耗及び浸食の形跡は確認されず、スリ− [0078] The results of this test, ground - in the observation inner peripheral surface of the probe within the tube, evidence of uneven wear and erosion was not observed, Sri -
ブ内面の摩耗損量は0.015mmであり、実施例1と同様に鋳物の内部組織にハ−ドスポットの原因となるセラミックスの剥離片やスリ−ブ内で生じたと思われるような破断チル層の混入は認められなかった。 Wear loss amount of the probe inner surface is 0.015 mm, c inside the tissue likewise cast as in Example 1 - de spot causative ceramic flakes or Sri - breaking chilled layer as deemed to be caused by the blanking the contamination was observed. これらのことから、鋳造時における各筒間のクリアランスは、実施例1 From these facts, the clearance between the cylinder during casting, Example 1
と同様にダイカストマシーンのプランジャーの運動する軸とスリーブ内面の軸との位置精度、姿勢精度は良好な状態に維持でき、プランジャーチップとスリーブ内面との摺動状態は極めて良好であったと考えられる。 Similarly positional accuracy of the axis of the shaft and the sleeve inner surface movement of the die casting machine of the plunger, the attitude precision can be maintained in good condition, the sliding state between the plunger tip and the inner surface of the sleeve is considered to have a very good and It is.

【0079】また、断熱・保温効果によりスリーブの射出孔内の溶湯の熱的損失が少ないため、溶湯の融点に比べて比較的小さい過熱度でも鋳造が可能であることが確認された。 [0079] Further, since there is less heat loss of the molten metal in the exit hole of the sleeve by heat insulation and heating effect, it was confirmed also with a relatively small degree of superheat than the melting point of the melt is possible casting. 以上のことより、緻密質窒化珪素セラミックスにおいても、実施例1のサイアロンセラミックスの場合と同等の作用が得られることが確認された。 From the above, even in the dense silicon nitride ceramic, an action equivalent to that of the case of the sialon ceramics of Example 1 that were obtained.

【0080】(実施例3−第1発明)図3は、第1発明の他の実施例(実施例3)を説明するための図であって、ダイカスト用射出成形スリ−ブの分割型の構造を示す模式的断面図である。 [0080] (Example 3 first invention) FIG 3 is a diagram for explaining another embodiment of the first aspect of the invention (Example 3), die casting injection molding Sri - Bed split type it is a schematic cross-sectional view showing the structure. 各筒の材質及び主要部寸法等については実施例1と同じであるが、内筒及び中間筒は各々5分割の構造からなる図3に示す構造の射出成形用スリーブを作製し、実施例1と同じダイカストマシーンに取付け、同一鋳造条件で100,000ショットの実使用試験を行い、使用後のスリーブ内面の観察と摩耗損量の測定をし、鋳物の内部組織を観察した。 Although the materials and the main part dimensions of each cylinder is the same as in Example 1, the inner cylinder and the intermediate cylinder is to prepare injection molded sleeve structure shown in FIG. 3, each consisting of structure 5 split, Example 1 installed in the same die casting machine as performs actual use test 100,000 shots under the same casting conditions, the measurement of the observed wear loss amount of the sleeve inner surface after use, were observed internal tissue of the casting.

【0081】この試験の結果、スリーブ内筒の内周面の観察では、偏摩耗及び浸食の形跡は確認されず、スリーブ内面の摩耗損量は0.015mmであり、実施例1と同様に鋳物の内部組織にハードスポットの原因となるセラミックスの剥離片やスリーブ内で生じたと思われるような破断チル層の混入は認められなかった。 [0081] In this test results, the observation of the inner circumferential surface of the sleeve tube is evidence of uneven wear and erosion was not observed, the wear loss amount of the inner surface of the sleeve is 0.015 mm, the casting in the same manner as in Example 1 contamination of the fracture chilled layer as deemed to be caused by the release strip and the sleeve of the ceramic causing hard spots in the interior tissue was observed. これらのことから、鋳造時における各筒間のクリアランスは、実施例1 From these facts, the clearance between the cylinder during casting, Example 1
と同様にダイカストマシーンのプランジャーの運動する軸とスリーブ内面の軸との位置精度、姿勢精度は良好な状態に維持でき、プランジャーチップとスリーブ内面との摺動状態は、極めて良好であったと考えられる。 And position accuracy between the axis of the shaft and the sleeve inner surface movement likewise die-casting machine of the plunger, the attitude precision can be maintained in good condition, the sliding state between the plunger tip and the sleeve inner surface, that it was very good Conceivable.

【0082】また、断熱・保温効果によりスリーブの射出孔内の溶湯の熱的損失が少ないため、溶湯の融点に比べて比較的小さい過熱度でも鋳造が可能であることが確認された。 [0082] Further, since there is less heat loss of the molten metal in the exit hole of the sleeve by heat insulation and heating effect, it was confirmed also with a relatively small degree of superheat than the melting point of the melt is possible casting. 以上のことから分割型構造においても、実施例1の一体型構造と同等の作用が得られることが確認された。 More even split type structure since the equivalent operation to that of the integral structure of the first embodiment is that obtained was confirmed.

【0083】(実施例4−第2発明)第2発明の実施例(実施例4)を前記した図2を参照して説明する。 [0083] (Example 4 second invention) with reference to FIG. 2 described above an embodiment of the second invention (Example 4) will be described. この実施例4は、図2に示すように、内筒1、中間筒2、外筒3及び加熱ヒ−タ−7で構成したものである。 The fourth embodiment, as shown in FIG. 2, the inner cylinder 1, the intermediate cylinder 2, the outer tube 3 and heating heat - which is constituted by data -7. 内筒1 The inner cylinder 1
は一体型のサイアロンセラミックス製であり、中間筒2 It is made integral sialon ceramics, intermediate cylinder 2
は、その内周面に6本のヒ−タ−装着用の溝を設けた一体型のMgO安定化ジルコニアセラミックス製であり、 Has its inner peripheral surface of the six heat - data - is made integral MgO stabilized zirconia ceramics which is provided a groove for mounting,
外筒3はSKD−61製である。 The outer cylinder 3 is made of SKD-61. 各筒の主要部の寸法は、表7に示す値である。 The dimensions of the main portion of each cylinder is a value shown in Table 7.

【0084】 [0084]

【表7】 [Table 7]

【0085】内筒1と中間筒2とはスキマばめで、また、中間筒2と外筒3とが焼嵌めで接合し、中間筒2に設けたヒ−タ−装着用の6本の溝に各1本の寸法がφ8 [0085] In the tube 1 and the fit clearance the intermediate tube 2, also the intermediate tube 2 and the outer cylinder 3 are bonded by shrink fit, heat provided to the intermediate cylinder 2 - motor - 6 grooves for mounting one each of the dimensions is φ8
×260Lで発熱量がヒ−タ−1本当り最大1KWの加熱ヒ− × heating value heat at 260L - heating heat of motor -1 Hontori maximum 1 KW -
タ−7を装着し、図2に示す構造の加熱式射出成形スリ−ブを作製し、ダイカストマシ−ンに取付け、表8に示す鋳造条件で100,000ショットの実使用試験を行った。 The data -7 mounted, heated injection molding Suri structure shown in FIG. 2 - to produce a blanking, die casting machine - mounted on emissions were actual use test 100,000 shot casting conditions shown in Table 8.

【0086】 [0086]

【表8】 [Table 8]

【0087】使用後のスリ−ブ内面の観察と摩耗損量の測定を行い、また、鋳造定常時の内筒の内部の温度及び各筒間の境界部の温度測定を行った。 [0087] After use Sri - was measured observations and wear loss amount of the probe inner surface was also subjected to temperature measurement of a boundary portion between the temperature and the cylinder of the inside of the cylinder during casting steady. 図2(A)中の〜 Figure 2 (A) ~ in
は、測温箇所である。 Is a temperature measuring point. スリ−ブ下部における内筒1の内部の測温箇所 スリ−ブ下部における内筒1と中間筒2との境界部での測温箇所 スリ−ブ下部における中間筒2と外筒3との境界部での測温箇所 スリ−ブ上部における内筒1の内部の測温箇所 スリ−ブ上部における内筒1と中間筒2との境界部での測温箇所 スリ−ブ上部における中間筒2と外筒3との境界部での測温箇所 Sri - Bed of the inner cylinder 1 in the lower interior of the temperature measuring portion Sri - temperature measuring points pickpocket at the boundary portion between the inner cylinder 1 and the intermediate cylinder 2 in blanking the bottom - the boundary between the intermediate cylinder 2 and the outer cylinder 3 in the blanking bottom Department at temperature measuring points Sri - Bed inner cylinder 1 of the internal temperature measuring points Sri in the upper - temperature measuring points pickpocket at the boundary portion between the inner cylinder 1 and the intermediate cylinder 2 in blanking the top - the intermediate cylinder 2 in blanking the top temperature measuring points at the boundary portion between the outer tube 3

【0088】更に、測温結果を用いて鋳造定常時の各筒間のクリアランス及び焼嵌め代を簡易的に計算し、また、加熱ヒ−タ−による加熱の効果及び内筒1と中間筒2とによる断熱効果の確認をした。 [0088] Further, temperature measurement results clearance and shrink-fitting margin between the cylinder during casting steady simplified manner calculated using, also heated heat - data - Effect and the inner cylinder of by heating 1 and the intermediate barrel 2 It was a confirmation of the heat-insulating effect of the. この試験を行っている間、プランジャ−の動作は常に安定しており、また、 During this test, the plunger - operation is always stable, also,
試験後のスリ−ブ内筒の内周面の観察では、偏摩耗及び浸食の形跡は確認されなかった。 Sri after test - In viewing the inner peripheral surface of the probe within the tube, evidence of uneven wear and erosion was observed. 更に、試験前・後の内筒1の内径寸法を比較したところ、100,000ショット鋳造による摩耗量、つまり内径の増加量は、僅かに0.013 Furthermore, when comparing the inner diameter of the inner cylinder 1 before and after the test, the wear amount of 100,000 shots casting, i.e. increase of the inner diameter is slightly 0.013
mmであった。 It was mm.

【0089】上記観察及び測定の結果より、プランジャ−チップ5とスリ−ブ内面との摺動状態は極めて良好であり、溶湯による浸食も殆どなかったものと考えられる。 [0089] From the results of the observation and measurement, the plunger - chip 5 and Sri - sliding state of a blanking inner surface is very good, erosion molten metal is considered that was little. 次に、鋳造定常時の測温結果を表9に示し、測温結果を用いた鋳造定常時の各筒間のクリアランスの簡易計算結果を表10に示す。 Then, the temperature measurement result during casting steady shown in Table 9, Table 10 shows the clearance simplified calculation result of between the cylinder during casting constant with temperature measurement results.

【0090】 [0090]

【表9】 [Table 9]

【0091】 [0091]

【表10】 [Table 10]

【0092】この測温結果より鋳造時においても、内筒1は耐摩耗性、耐食性、濡れ性、強度を十分に満足し、 [0092] In the casting from the temperature measurement result, the inner cylinder 1 of abrasion, corrosion, wettability, strength fully satisfactory,
また中間筒2は強度を十分に満足する温度の範囲にあり、射出孔内の高温の溶湯から受ける熱と加熱ヒ−タ− The intermediate cylinder 2 is in the range of temperatures to satisfy the strength sufficiently, the heating and heat received from the hot molten metal in the injection hole heat - data -
7から受ける熱に対する断熱効果は、十分であることが確認された。 Insulating effect against the heat received from 7, it was confirmed that sufficient. この断熱効果によりSKD−61製の外筒3は溶湯の温度による影響が少なく、また、加熱ヒ−タ−7 The heat insulating effect outer tube 3 made of SKD-61 is less influenced by temperature of the melt, also heated heat - data -7
による加熱並びに内筒1と中間筒2との断熱効果による射出孔内の保温作用により溶湯の熱的損失が少ないため、溶湯の融点と比べて比較的小さい加熱度でも鋳造が可能であることが確認された。 Since the thermal losses of the molten metal is small by thermal insulation effect of the injection hole due to the insulating effect of the heating and the inner cylinder 1 and the intermediate cylinder 2 by, that it is possible to cast even with a relatively small heating degree than the melting point of the molten metal confirmed.

【0093】また、スリ−ブ内の温度は、加熱ヒ−タ− [0093] In addition, Sri - the temperature in the parts are heated heat - data -
の出力を制御することにより、スリ−ブの中心軸について上下方向に軸対称な位置関係にある点の温度がほぼ同じであり、熱膨張の差によるスリ−ブ全体としての反りが極めて少なくなる理想的な温度分布であった。 By controlling the output of Sri - temperature point that is axially symmetrical positional relationship in the vertical direction about the central axis of the probe is approximately the same, Sri due to the difference in thermal expansion - the warp of the entire blanking becomes extremely small It was an ideal temperature distribution. 図9に各材質及び加熱方法の違いによる内筒1の温度変化の状況を示す。 Figure 9 shows the status change in temperature of the inner cylinder 1 due to differences in the material and heating method. 図中のはSKD−61製スリ−ブ、はサイアロンセラミックス製スリ−ブ、は加熱式サイアロン製スリ−ブの場合であり、いずれも図2(A)のの位置で示される内筒1の下部内部の温度変化状況を示している。 Figure is given SKD-61 manufactured by Sri - Bed, the SiAlON ceramic Sri - Bed and heated Sialon made Sri - a case of the probe, both Figure 2 of the inner cylinder 1 which is indicated by the position of the (A) It shows a lower internal temperature change conditions. (なお、図9中の及びは、前記第1発明の実施例1の場合と同一の状況を示した。)図9によりこの実施例4の加熱式サイアロンスリ−ブの場合、目標設定温度に対する充分な予熱が可能になることが確認された。 (Note that the Oyobi during 9, said first shows the same situation as in Example 1 of the invention.) Heated in this embodiment 4 by 9 Saiaronsuri - case of the probe relative to the target setting temperature it was confirmed that sufficient preheating is possible.

【0094】また、予熱後急速に150〜200℃温度まで降下し、回復時間が必要となる加熱なしの場合に比べて、 [0094] Further, rapidly drops to 150 to 200 ° C. temperature after preheating, as compared with the case of no heat recovery time required,
加熱式スリ−ブは、予熱後温度降下することなく、連続して鋳造作業が可能になるため、短時間で定常温度に到達できる利点がある。 Heated Sri - Bed without the temperature drop after the preheating, it becomes possible casting operation continuously, there is an advantage that can reach a steady state temperature in a short time. 更に、その定常温度は、加熱式サイアロンスリ−ブの場合、金属スリ−ブの定常温度に比べ200℃以上、加熱なしの場合に比べても130℃以上高温に保持することが可能となる。 Furthermore, its steady state temperature, heated Saiaronsuri - case of the probe, the metal pickpocket - blanking steady temperature than 200 ° C. or higher, it becomes possible to hold a high temperature 130 ° C. or more as compared with the case without heating.

【0095】また、射出サイクルでの温度差は、金属スリ−ブの50℃に比べサイアロンスリ−ブは、加熱可否に拘らず5〜8℃と著しく小さくなることが確認できる。 [0095] Also, the temperature difference at the injection cycle, the metal ground - Saiaronsuri compared to 50 ° C. of the probe - Bed can confirm that significantly decreases the regardless 5 to 8 ° C. in a heating possibility. 即ち、この実施例4の加熱式サイアロンスリ−ブは、溶湯の保温降下だけではなく高温域での湯温制御が可能となり、安定した鋳造作業等に有効であり、また、リードタイムの短縮により作業効率向上にも有効であることが確認できた。 That is, heated Saiaronsuri of Example 4 - Bed becomes possible hot water temperature control in a high temperature range as well as thermal insulation drop of the melt is effective to stable casting operation and the like, and by shortening the lead time It was confirmed to be effective in improving work efficiency.

【0096】更に、鋳造定常時における各筒間のクリアランス及び焼嵌め代の計算結果からの熱膨張量の差からみて、各筒間のクリアランスは、ダイカストマシ−ンのプランジャ−の運動する軸とスリ−ブ内面の軸との位置精度、姿勢精度は、良好な状態に維持できる範囲であったと考えられる。 [0096] Further, as seen from the difference in thermal expansion amount from the calculation result of the clearance and shrink-fitting margin between the cylinder at the time of casting steady, the clearance between each cylindrical die casting machine - a shaft for movement of the - down the plunger Sri - position accuracy between the axis of the probe inner surface, orientation accuracy is considered to have been within a range that can be maintained in good condition. また、鋳物の内部組織を観察したところ、微細な初晶アルミニウムと共晶組織が均一に分散した安定した組織を有している。 Further, observation of the internal structure of the casting, and has a stable structure in which fine primary crystal aluminum and eutectic structure are uniformly dispersed.

【0097】図11(A)−写真1は、内部組織の観察写真を示す。 [0097] Figure 11 (A) - Picture 1 shows the observation photograph of the internal tissue. この写真1は、この実施例4によるダイカスト用加熱式射出成形スリーブにより鋳造した製品の内部組織であり、初晶Alが微細に均一分散した良好な組織を示す。 This photo 1 is an internal structure of the products cast by die-casting for heated injection molding sleeve according to the fourth embodiment, showing a good tissue primary crystal Al is finely uniformly dispersed. 特にヒ−タ−加熱によりスリ−ブ内が高温に保持され、溶湯が鋳型内に完全に充填された後凝固が開始するため、粗大な初晶Alは全く見られず、初晶アルミニウムのデンドライトア−ムスペ−シングは、微細に均一分散した極めて良好な組織をなし(写真1参照)、品質面でも強度、硬度、表面性状の特性が飛躍的に向上した鋳物を得ることが可能であった。 Particularly non - data - Sri by heating - the blanking is maintained at a high temperature, since the molten metal solidification is initiated after it is fully filled in the mold, not observed at all coarse primary crystal Al, the primary crystal aluminum dendrite a - Musupe - Thing, (see picture 1) without a very good tissue finely uniformly dispersed, strength in terms of quality, hardness, properties of the surface texture was possible to obtain a casting which is dramatically improved .

【0098】(実施例5−第2発明)各筒の主要部寸法、構造等については実施例4と同じであるが、この実施例5では、内筒1の材料として、サイアロンセラミックスにかえて緻密質窒化珪素セラミックスを用いる点でのみ実施例4と相違する。 [0098] (Example 5 second invention) main section dimensions of each cylinder, but the structure and the like are the same as in Example 4, In Example 5, as the inner cylinder 1 material, instead of the sialon ceramics It differs only example 4 in that the use of dense silicon nitride ceramics. 実施例4と同様、内筒1が一体型の緻密質窒化珪素セラミックス製、中間筒2が内周面に6本のヒ−タ−装着用の溝を設けた一体型のMgO Similarly to Example 4, the inner cylinder 1 is dense silicon nitride ceramic integrated, the intermediate cylinder 2 inner peripheral surface six heat - data - integrated MgO having a groove for mounting
安定化ジルコニアセラミックス製、外筒3がSKD−61製からなる加熱式射出成形スリ−ブを作製し、実施例4と同一鋳造条件で100,000ショットの実使用試験を行い、 Stabilized zirconia ceramic, heated injection molding Sri outer tube 3 is made of steel SKD-61 - to prepare a blanking performs actual use test 100,000 shots under the same casting conditions as in Example 4,
使用後の内面の観察と摩耗損量を測定し、鋳物の内部組織を観察した。 Measuring the observed wear loss amount of the inner surface after use, it was observed internal tissue of the casting.

【0099】この試験の結果、実施例4と同様、スリ− - 0099] Results of this test, as in Example 4, Sri -
ブ内筒の内面の観察では偏摩耗及び浸食の形跡が認められず、摩耗損量も0.016mmであり、鋳物の内部組織も極めて良好であり、品質面でも優れた鋳物が可能であった。 In the inner surface of the viewing of the probe in the tube was not observed evidence of uneven wear and erosion, wear loss amount is 0.016 mm, internal texture of the casting is also extremely good, it was possible better casting in terms of quality. これらのことから、鋳造時における各筒間の熱膨張量の差は、ダイカストマシ−ンのプランジャ−の運動する軸とスリ−ブ内面の軸との位置精度、姿勢精度は、スリ−ブの中心軸について上下方向に軸対称な位置関係にある点の温度がほぼ同じであり、熱膨張量の差によるスリ−ブ全体としての反りが極めて少なくなる理想的な温度分布であったと考えられる。 From these facts, the difference in thermal expansion amount between the cylinder during casting, die casting machine - down of the plunger - motion axes and Sri - position accuracy between the axis of the probe inner surface, attitude accuracy, Sri - Bed of temperature of a point in the vertical direction in the axial symmetrical positional relationship about the central axis is approximately the same, Sri due to a difference in thermal expansion - is considered to warpage of the entire blanking was very little made ideal temperature distribution.

【0100】更に、加熱ヒ−タ−7による加熱及び内筒1と中間筒2との断熱効果による射出孔内の保温作用により溶湯の熱的損失が少ないため、溶湯の融点と比べて比較的小さい過熱度でも鋳造が可能であることが確認された。 [0100] Further, the heating heat - the thermal losses of the molten metal is small by thermal insulation effect of the injection hole due to the insulating effect of the heating and the inner cylinder 1 and the intermediate cylinder 2 by motor -7, relatively compared to the melting point of the molten metal it was confirmed in a small degree of superheating is possible casting. 以上のことより、緻密質窒化珪素セラミックスを内筒1に使用した場合においても、実施例4のサイアロンセラミックス製内筒と同等の作用が得られることが確認された。 From the above, in the case of using the inner cylinder 1 a dense silicon nitride ceramic also, it was confirmed that an action equivalent to that of the sialon ceramic inner cylinder of the fourth embodiment can be obtained.

【0101】(実施例6−第2発明)図4は、第2発明の他の実施例(実施例6)を説明するための図であり、 [0102] (Example 6 second invention) FIG. 4 is a diagram for explaining another embodiment of the second aspect of the invention (Example 6),
ダイカスト用加熱式射出成形スリ−ブの分割型の構造を示す模式的断面図である。 Die casting for heated injection molding Sri - is a schematic cross-sectional view showing the structure of the probe of the split mold. 各筒の材質及び主要部寸法については、実施例4と同じであるが、内筒1及び中間筒2は各々5分割の構造からなる図4に示す構造の加熱式射出成形スリ−ブを作製し、実施例4と同じ鋳造条件で The material and the main unit dimensions of each cylinder is the same as in Example 4, the inner cylinder 1 and the intermediate cylinder 2 are each 5 heated injection molding Suri structure shown in FIG. 4 comprising a structure divided - manufactured Bed and, at the same casting conditions as in example 4
100,000ショットの実使用試験を行い、使用後の内面の観察と摩耗損量を測定し、鋳物の内部組織を観察した。 It performs actual use test of 100,000 shots, measuring the observed wear loss amount of the inner surface after use, were observed internal tissue of the casting.

【0102】この試験の結果、実施例4と同様、スリ− [0102] The results of this test, as in Example 4, Sri -
ブ内筒の内面の観察では、偏摩耗及び浸食の形跡が認められず、摩耗損量も0.016mmであり、鋳物の内部組織も極めて良好であり、品質面でも優れた鋳物が可能であった。 The inner surface of the viewing of the probe in the tube, not observed evidence of uneven wear and erosion, wear loss amount is 0.016 mm, internal texture of the casting is also extremely good, it was possible better casting in terms of quality . これらのことから、鋳造時における各筒間の熱膨張量の差からみて、ダイカストマシ−ンのプランジャ− For these reasons, as viewed from the difference in thermal expansion amount between the cylinder at the time of casting, die casting machine - down of the plunger -
の運動する軸とスリ−ブ内面の軸との位置精度、姿勢精度は、良好な状態に維持できる範囲であったと考えられ、また、スリ−ブ内の温度は、スリ−ブの中心軸について上下方向に軸対称な位置関係にある点の温度がほぼ同じであり、熱膨張量の差によるスリ−ブ全体としての反りが極めて少なくなる理想的な温度分布であったと考えられる。 Motion axes and Sri - position accuracy between the axis of the probe inner surface, orientation accuracy is considered to have been within a range that can be maintained in good condition, also, Sri - temperature in the blanking is Sri - the central axis of the probe vertically temperature point that is axially symmetrical positional relationship is approximately the same, Sri due to a difference in thermal expansion - is considered to warpage of the entire blanking was very little made ideal temperature distribution.

【0103】更に、加熱ヒ−タ−7による加熱及び内筒1と中間筒2との断熱効果による射出孔内の保温作用により溶湯の熱的損失が少ないため、溶湯の融点と比べて比較的小さい過熱度でも鋳造が可能であることが確認された。 [0103] Further, the heating heat - the thermal losses of the molten metal is small by thermal insulation effect of the injection hole due to the insulating effect of the heating and the inner cylinder 1 and the intermediate cylinder 2 by motor -7, relatively compared to the melting point of the molten metal it was confirmed in a small degree of superheating is possible casting. 以上のことにより、分割型構造においても実施例4の一体型構造と同等の作用が得られることが確認された。 By the above, an action equivalent to that of the integral construction also Example 4 of the split mold structure that were obtained.

【0104】(比較例1−前記第1発明の実施例1に対応する比較例)第1発明との比較のため、内筒及び外筒からなり、各筒がSKD-61製である二重構造の射出成形用スリーブの例を挙げる。 [0104] (Comparative example corresponding to Example 1 of Comparative Example 1 wherein the first invention) for comparison with the first invention, consists inner cylinder and the outer cylinder, double the cylinder is made of SKD-61 examples of the injection molding sleeve structure. 内径が30mm、外径が70mmの Inner diameter 30 mm, outer diameter 70mm of
SKD-61製の内筒と、内径が70mm、外径が156mmのSKD And SKD-61 steel of the inner cylinder, an inner diameter of 70 mm, an outer diameter of 156 mm SKD
-61製の外筒とからなる二重構造の射出成形用スリーブを前記実施例1と同じダイカストマシーンに取付け、実施例1と同一鋳造条件(前記表4参照)で20,000ショットの実使用試験を行い、使用後のスリーブ内面の観察と摩耗損量を測定し、鋳物の内部組織を観察した。 Injection molding sleeve having a double structure consisting of a -61-made outer cylinder mounted on the same die casting machine as in Example 1, the actual use test of 20,000 shots under the same casting conditions as in Example 1 (see Table 4) performed by measuring the observed wear loss amount of the sleeve inner surface after use, it was observed internal tissue of the casting.

【0105】この試験の結果、スリーブ内筒の内周面の観察によれば、スリーブ内面に軸方向の傷跡が確認された。 [0105] The results of this study, according to the observation of the inner peripheral surface of the sleeve tube, the axial direction of the scar was observed at the sleeve inner surface. これは、スリーブ内における溶湯の温度低下で生じた高硬度のチル層がプランジャー駆動によりスリーブとプランジャーの間ですり合わされたことに起因し、それによりスリーブ内面を傷つけたために生じたと考えられる。 This is due to the high hardness chill layer caused by temperature decrease of the molten metal within the sleeve is fitted sliding between the sleeve and the plunger by a plunger driver, believed thereby caused to hurt sleeve inner surface .

【0106】また、スリーブ内面の摩耗損量は0.066m [0106] In addition, the wear loss amount of the inner surface of the sleeve is 0.066m
mと大きかった。 It was as large as m. 更に、鋳物の内部組織の観察によれば、鋳肌付近において図10(B)−写真2に示す粗大初晶Alと共晶Siの晶出面積割合が不連続に変化した二層組織が認められ、さらに図10(C)−写真3に示す粗大な初晶アルミニウムデンドライトアームスペーシングからデンドライトの晶出時期を推定すると、微細な初晶アルミニウムのデンドライト相とは全く異なり、溶湯が鋳型に充填される以前にスリーブ内で晶出したものと考えられる。 Furthermore, according to the observation of the internal structure of the casting, and FIG. 10 (B) in the vicinity of the casting surface - crystallization area ratio of coarse primary crystal Al eutectic Si shown in the photograph 2 is observed discontinuously changed bilayer tissue is further FIG 10 (C) - when estimating the crystallization time of the dendrite from coarse primary crystal aluminum dendrite arm spacing shown in photo 3, completely different from the dendrite phase of fine primary crystal aluminum melt is filled into the mold that it is believed that crystallized out in the sleeve previously.

【0107】SKD-61製スリーブの場合、これら粗大な初晶アルミニウムや破断チル層あるいは二層組織の混入により、強度低下等の鋳物の品質低下に影響を及ぼすことが確認された。 [0107] When the SKD-61 steel sleeve, by the incorporation of these coarse primary crystal aluminum and break chill layer or two-layer structure, to influence the degradation of the castings strength reduction or the like is confirmed. 更に、溶湯温度が615℃における鋳造の場合、溶湯の溶着によるプランジャーの動作不良が起こった。 Furthermore, when casting in the molten metal temperature is 615 ° C., malfunction of the plunger by welding of the melt has occurred.

【0108】これらの試験結果より、SKD-61製の二重構造の射出成形スリーブでは、溶湯の温度を高くしないと鋳造できないため、溶湯による浸食が大きかった。 [0108] From these test results, in the injection molding sleeve having a double structure made of SKD-61, can not be cast to not higher the temperature of the molten metal, erosion melt was large. また、プランジャーチップとスリーブ内面との摺動による摩耗が大きく、その上断熱性が悪いため、鋳物の品質に悪影響を及ぼす結果となった。 Also, large sliding due to abrasion with the plunger tip and the inner surface of the sleeve, is poor over thermal insulation thereof became adversely affect the results on the quality of the castings.

【0109】 [0109]

【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、内筒、 According to the present invention, as described Shoki above, the inner cylinder,
中間筒、外筒の三重構造の溶湯射出成形用スリーブにおいて、(A) 内筒として、高温においても耐摩耗性、耐食性、耐熱性、耐熱衝撃性、断熱性、強度及び濡れ性に優れた材料である「サイアロンセラミックス又は緻密質窒化珪素セラミックス」を選定し、(B) 中間筒として、断熱性、強度に優れ、しかも、熱膨張係数が内筒よりも大きく、外筒よりも小さい値の材料「ジルコニア質セラミックス」を選定し、(C) 外筒として、構造設計及び製造が容易である材料「耐熱金属」を選定し、この(A)〜(C) Intermediate cylinder, the molten metal injection molding sleeve triple structure of the outer cylinder, as in (A) tube, wear resistance even at a high temperature, corrosion, heat resistance, thermal shock resistance, thermal insulation, strength and a material excellent in wettability selects the "sialon ceramic or dense silicon nitride ceramic" is, (B) as an intermediate cylinder, the heat insulating property, excellent strength, moreover, greater than the thermal expansion coefficient of the inner cylinder, the value smaller than the outer tube material selects the "zirconia ceramics", (C) as the outer tube, and selecting the material "refractory metal" is easy structural design and manufacture, the (a) ~ (C)
を組合わた点を特徴とする。 And wherein the points combined.

【0110】本発明は、上記(A)〜(C)の構成により、 [0110] The present invention, by the above configuration (A) ~ (C),
(1) 高温溶融金属材料に対し耐食性、耐熱性、耐熱衝撃性及び濡れ性に優れ、(2) 鋳造時のスリ−ブが高温状態においても、構造強度に優れており、(3) プランジャ− (1) corrosion resistance to high-temperature molten metal material, heat resistance, excellent thermal shock resistance and wettability, (2) during casting of Sri - even blanking is in a high temperature state, has excellent structural strength, (3) Plunger -
の運動軸とスリ−ブ内面の軸との位置精度、姿勢精度が極めて良好な状態であり、(4) プランチャ−チップとスリ−ブ内面との摺動に対する耐摩耗性にも優れ、(5) 耐用期間が長く、しかも、(6) スリ−ブ射出孔内の断熱・ Axes of motion and Sri - position accuracy between the axis of the probe inner surface, a very good state attitude accuracy, (4) Plan Cha - chip and Sri - excellent wear resistance against sliding with the blanking inner surface, ( 5) life is long, moreover, (6) Sri - insulation and in Bed injection hole
保温性に優れており、(7) 鋳造する金属材料の融点に比べ比較的小さな過熱度でも鋳造でき、(8) 省エネルギ− Has excellent thermal insulation, it can cast even a relatively small degree of superheat than the melting point of the metal material cast (7), (8) energy saving -
の観点からも有利であり、(9) 組織的、強度的に安定した鋳物を得ることができる、という優れた効果が生じる。 Of an advantageous terms, (9) the tissue, it is possible to obtain a strength stable casting, excellent effect that occurs.

【0111】また、中間筒が断熱性、強度に優れ、かつ、適当な熱膨張係数である材料からなるため、(10) [0111] In addition, heat-insulating intermediate tube, excellent in strength, and since made of a suitable thermal expansion coefficient material, (10)
各筒間の接合に関し、焼嵌め接合はもとより圧入、スキマばめ、鋳ぐるみ等が可能であり、焼嵌め接合する場合においても焼嵌め代が小さくてよく、焼嵌めによる接触応力に対する強度面でも問題なく、(11) 内筒及び中間筒が一体型の場合でも分割型でも同等の効果が生じ、この構造面での特徴は、スリ−ブを設計、製造する上で非常に有利であり、(12) 汎用ダイカスト合金であるADC12 Relates junction between each tube, a shrink fit joint as well pressed, clearance fit, but may be insert casting, etc., may be small shrink fit allowance in the case of a shrink fit joint, in terms of strength against the contact stress due to shrink fit without problems, resulting the same effect even split even if the integrated inner cylinder and the intermediate cylinder (11), characterized in this structure surface, Sri - Bed design is very advantageous in manufacturing, (12) is a general-purpose die cast alloy ADC12
等だけでなく、アルミ・ハイシリコン材料や展伸材等のようなより高融点金属材料の鋳造にも適用が可能であり、(13) スリ−ブ孔内の保温性がよく、溶湯の高温安定供給性に優れているため、低速充填法が可能であり、 Not only equal, but may be also applicable to the casting of the refractory metal material from such as aluminum high silicon material and wrought, (13) Sri - Bed warmth in the pores is good, hot melt excellent for use in stable supply of a possible slow filling method,
溶湯中へのガスの巻込みを防ぐなどの効果を発揮させることができ、(14) 2段加圧法や溶湯鍛造法向けの射出スリーブ或いはシリンダーとしての適応にも保温法を生かして利用することが十分可能である、などの効果が生じる。 It is effective, such as preventing the entrainment of the gas into the molten metal can, be utilized also taking advantage of the thermal insulation method for adaptation as an injection sleeve or cylinder (14) 2-stage pressurizing method and the molten metal forging process for it is quite possible, the effect of such produce.

【0112】その上、第2発明では、前記(A)〜(C)の構成に加えて、さらに(D) 内筒の内部もしくは外周部又は中間筒の内部、内周部もしくは外周部に加熱ヒーターを装着する点、を特徴とし、これにより前記(1)〜(14)の効果に加え、さらに(15) 加熱ヒ−タ−による加熱によって強制的にスリ−ブを理想的な温度分布にすることが可能であり、このため、(16) 熱膨張量の差によるスリ−ブの反りが極めて少なく、(17) 鋳造する金属材料の融点に比べて、より小さな過熱度でも鋳造することができ、省エネルギ−の観点からより一層有利であり、(18) [0112] Moreover, in the second invention, in addition to the configuration of the (A) ~ (C), further inside the inner or outer peripheral portion or an intermediate barrel (D) in the tube, heating the inner periphery or the outer periphery point for mounting the heater, characterized by, thereby in addition to the effects of (1) to (14), and (15) heated heat - data - the ideal temperature distribution Bed - forced Sri heating by it is possible to, Therefore, (16) Sri due to a difference in thermal expansion - be cast in is extremely small warping of the probe, as compared to the melting point of the metal material cast (17), a smaller degree of superheat can, energy saving - a more advantageous from the viewpoint of, (18)
より高融点金属材料の鋳造にも適用可能であり、(19) Is also applicable to more casting of refractory metal material (19)
従って、溶湯輸送用構造システムとしても利用可能である、という顕著な効果が生じる。 Therefore, it is also available as a structural system for molten metal transport, remarkable effect that occurs.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】第1発明の一実施例であるダイカスト用射出成形スリ−ブの一体型の構造を示す模式的断面図 [1] die casting injection molding Sri is an embodiment of the first invention - a schematic cross-sectional view showing the integral structure of the probe

【図2】第2発明の一実施例であるダイカスト用加熱式射出成形スリ−ブの一体型の構造を示す模式的断面図であり、(A)は(B)のB−B線断面図、(B)は(A)のA−A線断面図 [2] an embodiment in which the die casting for heated injection molding Suri second invention - a schematic cross-sectional view showing the integral structure of the probe, (A) is sectional view taken along line B-B of (B) , (B) is a sectional view along line a-a of (a)

【図3】第1発明の他の実施例であるダイカスト用射出成形スリ−ブの分割型の構造を示す模式的断面図 [3] Another embodiment is a die-cast injection molding Suri first invention - a schematic cross-sectional view showing the structure of the probe of the split-type

【図4】第2発明の他の実施例であるダイカスト用加熱式射出成形スリ−ブの分割型の構造を示す模式的断面図 Schematic cross-sectional view showing a blanking of the split-type structure - [4] Another embodiment is a die casting for heated injection molding Suri second invention

【図5】内筒に用いる各種材料の温度と硬度の関係を示す特性図 Characteristic diagram showing the relationship between temperature and hardness of the various materials used in Figure 5 inner cylinder

【図6】内筒に用いる各種材料の温度と縦弾性係数の関係を示す特性図 Characteristic diagram showing the relationship between the temperature and the modulus of longitudinal elasticity of various materials used for the 6 inner tube

【図7】内筒に用いる各種材料のラップ時間と摩耗量との関係を示す摩耗比較試験図 Wear comparative tests showing the relationship between the lap time and the wear amount of the various materials used in Figure 7 the cylinder

【図8】各種材料の温度と抗折強度の関係を示す特性図 [8] characteristic diagram showing the relationship between the temperature and bending strength of the various materials

【図9】各種材料に対する内筒の温度変化状況を示す図 9 is a diagram showing the temperature change conditions of the inner tube relative to various materials

【図10】第1発明の実施例1及び従来例による鋳物製品の内部組織を示す顕微鏡写真 [10] micrograph showing the internal structure of the casting product according to Example 1 and the conventional example of the first invention

【図11】第2発明の実施例4による鋳物製品の内部組織を示す顕微鏡写真 [11] micrograph showing the internal structure of the casting product according to Example 4 of the second invention

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 内筒 2 中間筒 3 外筒 4 プランジャ−チップ 5 取付け板 6 給湯口 7 加熱ヒ−タ− 1 inner cylinder 2 intermediate barrel 3 the outer tube 4 Plunger - Chip 5 mounting plate 6 hot water outlet 7 heated heat - data -

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永塩 久翁 岡山県備前市東片上390 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Eishio Hisaokina Okayama Prefecture Bizen Higashikatakami 390

Claims (7)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 サイアロンセラミックス製又は緻密質窒化珪素セラミックス製内筒、ジルコニア質セラミックス製中間筒及び耐熱金属製外筒の三重構造からなることを特徴とする溶湯射出成形用スリーブ。 1. A sialon ceramic or dense silicon nitride ceramic inner cylinder, the molten metal injection molding sleeve, characterized in that it consists of a triple structure of the zirconia ceramic middle tube and heat the metallic outer sleeve.
  2. 【請求項2】 サイアロンセラミックス製又は緻密質窒化珪素セラミックス製内筒、ジルコニア質セラミックス製中間筒及び耐熱金属製外筒の三重構造からなり、内筒の内部もしくは外周部又は中間筒の内部、内周部もしくは外周部に加熱ヒーターを装着してなることを特徴とする溶湯射出成形用スリーブ。 2. A sialon ceramic or dense silicon nitride ceramic inner cylinder, made from a triplet structure of the zirconia ceramic middle tube and heat the metallic outer sleeve, the interior of the inner or outer peripheral portion or the intermediate cylinder of the inner cylinder, the inner melt injection molding sleeve, wherein the heater that is formed by attaching the periphery or the outer periphery.
  3. 【請求項3】 内筒及び中間筒が各々一体型であることを特徴とする請求項1又は2記載の溶湯射出成形用スリーブ。 Wherein the inner tube and in the claims 1 or 2 melt injection molding sleeve, wherein the intermediate cylinder are each integral.
  4. 【請求項4】 内筒及び中間筒が各々軸方向に対し垂直方向あるいは平行に分割された型であることを特徴とする請求項1又は2記載の溶湯射出成形用スリーブ。 Wherein the cylinder and in the claims 1 or 2 melt injection molding sleeve, wherein the intermediate cylinder is of the type which are divided vertically or parallel to each axis.
  5. 【請求項5】 内筒及び中間筒のうちどちらか一方が一体型であり、他方が軸方向に対し垂直方向あるいは平行に分割された型であることを特徴とする請求項1又は2 Either of the wherein the inner tube and the intermediate tube are integrated, according to claim 1 or 2 other is characterized in that it is a type that is divided vertically or parallel to the axial direction
    記載の溶湯射出成形用スリーブ。 Melt injection molding sleeve as claimed.
  6. 【請求項6】 加熱ヒーターが軸方向に対し平行又は直角あるいは螺旋方向に装着してなることを特徴とする請求項2記載の溶湯射出成形用スリーブ。 6. A heater molten metal injection molding sleeve according to claim 2, characterized by being mounted parallel or perpendicular or helical direction relative to the axial direction.
  7. 【請求項7】 加熱ヒーターにより単独あるいは分割ゾーン別に湯温制御する特徴とする請求項2記載の溶湯射出成形用スリーブ。 7. The method of claim 2 melt injection molding sleeve, wherein the controlling temperature of hot water by itself or in separate zones by heaters.
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