JPH03140449A

JPH03140449A - スクリュの製造方法

Info

Publication number: JPH03140449A
Application number: JP27788289A
Authority: JP
Inventors: Yasutomi Idetani; 出谷　保富; Koichi Umeda; 梅田　孝一
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1989-10-25
Filing date: 1989-10-25
Publication date: 1991-06-14

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、スクリュの製造方法に係り、このスる。

（従来の技術）農業用副産物としてのモミガラは、モミガラ膨軟機、圧
縮成形機等によって加工される（新版農業機械ハンドブ
ック　農業機械学会編　第６９４ページ参照）。

これら加工機はいずれも、シリンダにスクリュを挿設し
てなり、高温・高圧下で加工される。

このスクリュは、軸部とスクリュ部からなり、工具鋼、
高速度鋼、窒化鋼等よりなる一体型と、これらを母材（
基材）としてＮｉ基の溶射、ステライト溶接、ＴｉＮ等
のＰＶＤ　（物理蒸着）、ＣＶＤ（化学蒸着）等したも
のであった。

（発明が解決しようとする課題）ところで、一体型スクリュは、シリンダを４００°Ｃ〜
７００°Ｃに加熱してからモミガラを粉砕するものであ
るから、高温・高圧によってスクリュの材質がなまされ
てしまって、室温でもっていた高硬度（高強度）が失な
われ、耐摩耗性の点で問題があった・母材に、溶射層を形成したものでは、その溶射層をガス
溶射すると厚く形成できるも、母材と溶射層との接合強
度が低いため、剥離が生じ、溶射層カ厚りなれば、ヒユ
ージング不良となっていた。

又、プラズマ溶射では溶射層が薄くて母材強度の低い影
響がでて剥離し、耐久性の点で問題があった。

又、ＰＶＤ−ＣＶＤコーティングにあっては、耐摩耗性
はあるものの母材に工具鋼等の高温強度の低いものにあ
っては、母材が塑性変形し、結局はモミガラを粉砕でき
ないものであった。

なお、一体型スクリュとしてその材質がセラミック系の
ものを使用すると、衝撃特性が劣り、折損するおそれも
あった。

本発明は、耐摩耗性と耐折損性を改善したスクリュを製
造するための技術を提供することが目的である。

（課題を解決するための手段）本発明は、軸部２とスクリュ部３とからなり、該スクリ
ュ部３はその母材４に、溶射Ｎ５を形成してなるスクリ
ュ１の製造方法であって、前述の目的を達成するために
、次の技術的手段を講じている。

すなわち、本発明は、前記母材４は、工具鋼系もしくは
Ｎｉ基の超合金等よりなり、前記溶射層５は、Ｎｉ基自
溶性合金もしくはこれにセラミックスを添加してなり、
更に、溶射層５に対して母材４の熱膨張係数が大きくさ
れており、前記母材４に、厚さ０．５ｍｍ５胴の溶射層
５を形成した後に、ＨＩＰ処理を施すことによって、溶
射層５に圧縮残留応力を付与して母材４と溶射層５とを
接合することを特徴とするものである。

（実施例と作用）第１図は、本発明によって製造されたスクリュｌが例示
されており、該スクリュ１は、軸部２とスクリュ部３よ
りなる。

スクリュ部３は第２図及び第３図で示す如く、工具鋼系
もしくはＮｉ基の超合金等よりなる母材４に、Ｎｉ基自
溶性合金もしくはこれにセラミックスを添加してなる溶
射Ｎ５よりなっており、溶射層５の厚みは０．５〜５１
１ＩＩ１１とされ、母材４の熱膨張によって溶射層５に
圧縮残留応力を付与して母材４と溶射層５とを接合して
なる。

上述したスクリュ１は、次の手段によって製造される。

（実施例の１）ＪＩＳ　　５ＫＤ６１熱間工具鋼の焼鈍材をスクリュ部
３のみを径、スクリュ厚さを片面で１．５ｍｍ（径では
３ｍｍ、厚みも３ｍｍ）だけ小さく加工して母材（基材
）４として作成した。

この母材４に対し、ショツトブラストを施した後１８０
°Ｃまで予熱し、Ｎｉ基自溶性合金を溶射し、スクリュ
片面につき０．５ｍｍ厚くした。

このときの溶射厚さは３．Ｏｎ＋＋ｎで、溶射法はガス
溶射とし、どの面に対しても溶接が直角に近い方向とな
るように、軸方向に対してフライト部は直角方向から、
スクリュ羽根側面は各４５°方向から施工した。

その後、ヒユージングは、大きなヒユージングトーチで
は羽根先端がオーバヒユーズになるため小さなトーチを
使用し、局部ヒユージングでオーバヒユーズを防止して
施工した。

その後、９００″Ｃに加熱した後、電気炉にて炉冷した
。

この溶射層５を有する母材４を、この状態のまま、すな
わち、カプセルを用いることなく、９７５°Ｃ１１Ｃ１
１Ｏ００／ｃ＋ｊ［で３時間　ＨＩＰ処理を施すことに
より、母材４の熱膨張が溶射層５より大きいことから、
溶射層５に圧縮残留応力を付与して拡散接合した。

このＨＩＰ後において、機械仕上加工を実施して所定の
スクリュに製作した。

このスクリュについて、浸透探傷検査した結果、溶射の
みでは認められたピンホール等の欠陥は一切認められな
かった。

（実施例の２）母材としてはｌＮ７１８材を使用し、溶射材としてはＮ
ｉ基自溶性合金にバナジウム（ＶＣ）炭火物（セラミッ
クス）を体積比で１０％混ぜ合せた粉末を使用し、以下
、実施例の１と同様に実施した。

この実施例の２にあっては、ｌＮ７１８材は疲労強度、
衝撃値が高（かつ熱膨張係数がＮｉ基自溶性合金よりや
−大きいため拡散接合に加えて物理的接合が強化された
。

また、ＶＣＩＯ％を混入した場合にはこれを混入しない
ものに比べて寿命が約３０％向上した。

前述した実施例の１および２において、溶射層の厚みは
０．５〜５Ｍとされるが、これは、溶射層を厚くするこ
とにより、母材の強度が低（ても溶射層だけで粉砕時に
かかる応力を支えるためであり、これによって安価な母
材を使用できる。

また、母材と溶射層との熱膨張係数差は３．０×１０−
ｂ／”Ｃ以下とされて、母材の熱膨張係数が大きくされ
、これによって、溶射層に圧縮残留応力を付与して、Ｈ
ＩＰ処理による拡散接合に加えて物理的接合が付与され
ることになる。

ここで、熱膨張係数差を３．０Ｘ１０−６／”Ｃ以下と
したのは、これ以上になると残留応力が過大となって接
合面で剥離するおそれがあるからである。

また、ＨＩＰ条件は、温度８５０　’Ｃ〜１０００″Ｃ
１圧力８００ｋｇｆ／ｃポ以上、ＨＩＰ時間１時間以上
であればよく、ＨＩＰ圧媒としては、アルゴンガス等の
不活性ガスを初め、これらに酸素を混入した所謂Ｃｏｔ
　ＨＩ　Ｐガスであってもよい。

また、スクリュとしては、前述したモミガラ加工機械の
他に、プラスチック混練機のスクリュ等、高温、高圧が
作用するものであってもよい。

（発明の効果）本発明は以上の通りであり、本発明によって製造された
スクリュは、溶射層と母材との接合強度が充分であり、
しかも、溶射層は耐摩耗性、高温強度性にすぐれ、従っ
て、耐摩耗性と耐折損性が改善された寿命が長いスクリ
ュを捉供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によって製造されたスクリュの正面図、
第２図は第１図Ａ部の、第３図は第１図Ｂ部の、各拡大
断面図である。１−スクリュ、２〜軸部、３−・−スクリュ部、４・−
母材、５−溶射層。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）軸部（２）とスクリュ部（３）とからなり、該ス
クリュ部（３）はその母材（４）に、溶射層（５）を形
成してなるスクリュ（１）の製造方法であって、前記母
材（４）は、工具鋼系もしくはＮｉ基の超合金等よりな
り、前記溶射層（５）は、Ｎｉ基自溶性合金もしくはこ
れにセラミックスを添加してなり、更に、溶射層（５）
に対して母材（４）の熱膨張係数が大きくされており、
前記母材（４）に、厚さ０．５ｍｍ〜５ｍｍの溶射層（
５）を形成した後に、ＨＩＰ処理を施すことによって、
溶射層（５）に圧縮残留応力を付与して母材（４）と溶
射層（５）とを接合することを特徴とするスクリュの製
造方法。