JPS63149011A - 押出用ダイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は押出用ダイスに関し、詳しくは、セラミックス
でなるニブを有する押出用ダイスに関するものである。

〔従来の技術〕

押出用ダイスの構造としては、単体またはニブとダイケ
ースからなる二重筒構造が一般的である。

従来の押出用ダイスは、主として熱間ダイス鋼が単体ま
たはニブの材質として用いられている。

また最近になり超硬合金、超耐熱合金、ならびにジルコ
ニアおよびサイアロンを主とするセラミックスがニブに
使用され始めている。

外径／内径の比率が３／１以上で外径が３０ｎｗｍ程度
以下の小物のダイスであれば、超硬合金やセラミックス
の単体のダイスで、使用中内径部に生じる引張応力に耐
えられていることが確認されている。

小物でも外径／内径の比率が３／１以下になり。

また、外径が５０ｎｎ程度に大きくなると、使用中の内
径部の引張応力を緩和または防止するため、二ブ外径へ
外筒を締り嵌めにより固着した三重筒方式が採用されて
いる。外筒の材質は熱間ダイス鋼が主である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記のように超硬合金あるいはセラミックスをニブに用
いた押出用ダイスが使用され始めたのであるが、これ等
は次のような欠点を有し、実用上さらに改良が必要であ
る。

（１）　　押出時はダイスが６００℃以上の高温になる
ので、超硬合金では硬さが低下し、金属と焼付きを生じ
やすい。

（２）　　セラミックスは一般に熱膨張率が小さいので
、ダイケースとの熱膨張差により締り嵌め効果が減少し
、ニブの割れや抜けを生じる。

本発明は、前記のセラミックス製ニブとダイケースを有
する押出用ダイスにおいて、上記の欠点を解消し、高温
での使用に十分対応し得る押出用ダイスを提供すること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、ニブとダイケースを有する押出用ダイス
において、材質および構造的に種々検討を行なった結果
、前記の問題点を解決することができたのである。

すなわち本発明は、ニブ材質として、超硬合金よりも耐
熱性、耐摩耗性に優れたセラミックスを使用し、構造的
にはニブ、中間バメケース、およびダイケースの三重筒
以上の構造とし、中間バメケースはニブとダイケースと
の中間的な熱膨張率をもつ材質とし、それぞれの部材間
の組立は締り嵌めであることを特徴とする押出用ダイス
である。

ここで、ニブに用いるセラミックスはサイアロンが望ま
しい。さらに穴形状が異形の場合は、放電加工が可能な
導電性サイアロンが有効である。

〔作用〕

本発明においては、ニブにセラミックスを使用すること
により、超硬合金の欠点である金属との焼付きを起しや
すい問題点を解消できる。

さらに、セラミックスのニブと熱間ダイス鋼のダイケー
スとの組合せにおいては、ニブとダイケースは締り嵌め
によって固着されるが、熱膨張率はセラミックスの方が
小さいので、使用中の昇温によって、締め代が解放され
てニブの割れや抜けを生じることがある。

この問題点の解決方法として、熱膨張率がセラミックス
と熱間ダイス鋼の中間的な値を持つ、超耐熱合金製等の
中間バメケースを設け、使用中昇温しでも嵌め代が維持
できるようにした。

また、ニブと中間バメケースは締り嵌めによって固着す
るが、両者はテーパで接触しており、該テーパはアプロ
ーチ側を小径、逃げ側を大径とすることにより、ニブが
中間バメケースから抜けるのを防１１ユできるようにし
たものである。

次に、ニブ材質の選定理由について述べる。

押出時は、ダイスが６００℃以上の高温になり。

かつ内圧が非常に大きいため、セラミックスの中でも高
温強度、耐熱衝撃性に優れるサイアロンが有効である。

また穴形状が異形の場合１通常のセラミックスでは製作
するのが困難なため、放電加工が可能な導電性サイアロ
ンが適している。

〔実施例〕

次に本発明を実施例により詳細に説明する。

第１図に示す形状で、ニブ１の材質をサイアロン、中間
バメケース２をＮｉ基超超耐熱合金ダイケース３をＪＩ
Ｓ−５ＫＤ６１として押出用ダイスを製作した。

該押出用ダイスを製作するにあたり、熱膨張率と締め代
の関係を検討したのでその結果を述べる。

第１表に前記三種の材質の線膨張係数を示す。

この値が、ダイスの各部材間の所望の締め代を得るため
の基礎となるものである。

第　　１　　表 ニブの温度上昇を７００℃に設定し、中間バメケース、
ダイケースの温度上昇をそれぞれ６５０℃、６００℃に
仮定して、第１表の線膨張係数をもとに。

前記の温度において締め代が存在する締り嵌め代を求め
ると第２表に示す値になる。

第　　２　　表 この表によると、ニブ１をサイアロン、ダイケース３を
５ＫＤ６１とした二重筒の場合は、５．７／１０００の
締め代が必要である。すなわち５．７／１０００以上の
締め代を与えておかないと、使用中の熱膨張により締り
嵌め効果がなくなってしまうことになる。

同様にサイアロン製のニブ１と、Ｎｉ基超超耐熱合金製
中間バメケース２との間には、２．７／１０００の締め
代が必要である。

一般に押出用ダイス等には、使用する材質によって若干
の変動はするが、２．５／１０００〜３．５／１０００
程度の締め代が最適とされている。これ以下の締め代で
は締り嵌めの効果が少なく、これ以上の締め代では外筒
に過大な引張応力が発生し、最悪の場合には外筒が割れ
を発生することがある。

サイアロン製のニブとＮｉ基超超耐熱合金製中間バメケ
ースを固着した後、これを５ＫＤ６１製のダイケースに
適度な締め代で固着する。Ｎｉ基超超耐熱合金硬さが低
いため、使用中の圧力によりヘタリ等を生ずるので、ダ
イケースとして使用するのは不安がある。したがって熱
処理によって高硬度が得られる熱間ダイス鋼５ＫＤ６１
をダイケースとしてこの中にニブと中間バメケースを嵌
め込むのである。

以上のようにニブ１ダイケース３の間に中間バメケース
を設けることによって、所望する締め代が得られ、熱膨
張率の差による締め代の問題点が解決できたのである。

次いでニブ１の外周と中間バメケース２の内周との接触
部のテーパ形状について述べる。第２図は、従来の押出
用ダイスに使用されているニブ１ダイケース３の嵌め状
況を示したものである。ニブ１ダイケース３の接触部は
円筒状とするか、あるいは嵌めやすいようにわずかにア
プローチ側を大径としたテーパをつけるのが通例である
。

また、相対的に熱膨張率が小さい材質を内筒、大きい材
質を外筒として締り嵌めを行なったものは、熱影響によ
り抜けの可能性があるので、これを防止するため、外筒
側からカシメが行なわれている。

本実施例ではテーパを逆向きにして、ニブ１の外周のテ
ーパは、アプローチ側を小径としたものである。この方
法によりニブ１の抜けの危険性をなくし、中間バメケー
ス２のカシメが不要となった。

このため、コーキング不足によるニブの抜け、およびコ
ーキングに伴うニブの破損等の不具合もなくなり、安定
してダイス製作が可能となった。

第１図に示す形状で押出用ダイスを製作し。

７００℃に加熱した直径２００ｍ、長さ８００画の黄銅
の試験押出を行なった。超硬合金のニブのダイスでは、
平均して６５本程度の押出ができるが、本発明のサイア
ロンのニブを用いたものは、１００本を越えても被加工
材の肌は良好であり、ダイスの抜けや破損等の異常は認
められなかった。

次に導電性サイアロンを用いた異形穴（Ｌ字型）のダイ
スの実施例を述べる。導電性サイアロンの熱膨張係数は
５．ＯＸ　１０’　／　’Ｃである。前述のサイアロン
のダイスと同様に必要な締め代を算出すると、第３表に
示す通りである。

第３表 ダイス嵌合の方法は、前述のサイアロンダイスと同様に
行なった。

第１図に示す形状（ただし穴はＬ字型）で押出用ダイス
を製作し、７２０℃に加熱した直径３００ｍ、長さ９０
０Ｍｎの黄銅の試験押出を行なった。超硬合金のニブを
用いたダイスでは、平均して３本程度の押出ができるが
、導電性サイアロンをニブに用いたものは、５本を越え
ても安定した押出が可能であった。

実施例では、ダイケース３を５ＫＤ６１としたが、これ
は他の熱間ダイス鋼としてもよく、また、中間バメケー
スは、超耐熱合金が最も望ましいが、ニブとダイケース
の中間的な熱膨張率を持つ他の合金であってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による押出用ダイスは、従
来のダイスよりも寿命が長く、被加工材の肌も良好で、
工業上非常に有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のダイス形状を示す図、第２図は従来の
ダイス形状を示す図である。 １：ニブ、１ａニアプローチ、１ｂ＝ベアリング、１ｃ
：逃げ、２：中間バメケース、３：ダイケース、３ａ：
ダイケースのカシメ部。 第１図 第２図 １　：ニブ　　　　　　２　：中間パフケース１ａニア
プローチ　　　３　：　ダイケース１Ｃ：逃け

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ニブとダイケースを有する押出用ダイスにおいて、
   該ニブはセラミックス、ダイケースは熱間工具鋼であり
   、前記ニブとダイケースの間に、両者との中間的な熱膨
   張率を持つ材質からなる中間バメケースを設けて三重筒
   以上の構造とし、各部材間の組立は締り嵌めであること
   を特徴とする押出用ダイス。 ２　ニブの外周とこの外周と接する中間バメケースの内
   周は互いにテーパで接触しており、該テーパはアプロー
   チ側が小径、逃げ側が大径である特許請求の範囲第１項
   記載の押出用ダイス。 ３　セラミックスがサイアロンである特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載の押出用ダイス。 ４　セラミックスが導電性サイアロンである特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の押出用ダイス。