JPH0361306A - バイメタリックシリンダの製造方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は各種プラスチック’ｊＡ料の射出成形、或いは
押出成形等に使用される耐食、耐摩耗性に優れたバイメ
タリンクシリンダの製造方法に関するものである。

（従来の技術） 従来特開昭６３−３１２９０２号公報で提案されている
ハイメタリックシリンダの製造方法を第４図〜第６図で
説明する。ハイメタリックシリンダは一体鋼材から成る
シリンダ胴に形成されたスクリュ穴内壁面に耐食、耐摩
耗性の合金粉末を充填し、熱間等方圧加圧（以下１１１
Ｐと云う）装置によって成形、かつ焼結被着させる製造
方法であるが、第４図〜第６図の場合は中子に無機質離
型剤をコーティングすることにより旧Ｐ完了後に中子を
取出す方法である。

即ち、第５図（及び第６図）においてシリンダ３は、例
えばＳＣＭ４４０等の鋼材によって製作され、軸方向に
亘り平行、かつ軸方向に沿う連通部５ｂによって隣接す
るスクリュ又はロータの挿入される一対の穴５ａ、　５
ａが穿設されている。これに対し第４図に示す単一中子
２は、その素材としてはシリンダ３に対し熱膨張係数が
少なくとも４　Ｘｌ０−’ｃｍ／’Ｃ以上大きい金属材
料、例えばオーステナイトステンレス鋼材等を用いるこ
とにより、常温（室温）でのシリンダ３の前記穴５ａ。

５ａから成るシリンダ内径面３ａと、中子２との境界に
間隙を発生させるようにする。

またこの単一中子２の断面形状は、シリンダ内径面３ａ
による一対の穴５ａ、　５ａを連ねた断面形状と相似形
状の一対の柱状部２ａ、　２ａと、連通部５ｂを横断し
て両柱状部２ａ、　２ａを繋ぐ壁状部２ｂとが一体に連
続形成された中実体のものとされ、寸法的には中子２の
全体周面とシリンダ内径面３ａとの間に、略眼鏡形の粉
末充填用空間４が形成されるものとする。またこの中子
２の挿入に当っては、同中子２の全外周面上に離型剤１
をコーティングする。これはシリンダ３及び中子２の両
者は、共に金属材料であり、かつガード用として金属粉
末を用いるため、後のＨＩＰ処理によって拡散接合を避
けると共に、中子２の離脱を容易化するためのものであ
る。そしてこの際の同離型剤１の素材としては、１００
％無機質からなる水性の一液型ペーストを用いる。

これは熱に対する悪影響を防ぐためで、例えば（ジルコ
ニア＋純水十無機質バインダ）の混合剤によるペースト
等を用い、中子２の全外周面に厚さ０．３を程度にスプ
レーコーティングした後室温硬化（１５℃ｘｌＨｒ）さ
せ、鉛筆硬度４Ｈ以上であることをチエツクした後、こ
の単一中子２をシリンダ内径面３ａ内に同心に内装する
。また旧Ｐ処理は、従来の用法と同様であってシリンダ
３の軸方向両端を閉塞した上、全体をＩＩＩＰ装置内に
封入し、例えば１１５０℃の加熱温度、１００１００Ｏ
／ｃＪＸ４Ｈｒの加圧条件によって熱間等方圧加圧を施
すことにより、前記空間４内に充填した、例えばＣｏ基
耐摩耗、耐食合金粉末をシリンダ内径面３ａ側に一体に
被着させて、ライニング層６を形成させる。次いでＨＩ
Ｐ処理後取出し、放冷した後シリンダ３の閉塞両端を切
断し、単一中子２を押出すことにより容易に脱型出来る
。

（発明が解決しようとする課題） 前記従来方法のようにシリンダ内面に形成されるライニ
ング層用の耐食、耐摩耗性合金粉末を充填し、中子２に
無機質離型剤１をコーティングし、これをＨＩＰ処理に
よってライニング層を焼結させ、冷却過程における熱膨
張差により中子を取出し、所要寸法形状のシリンダ内径
面を無切削下に得る製造方法では、中子に無機質離型剤
をスプレーコーティングして室温で硬化させる必要があ
った。しかしこのコーティングは膜厚を均一にコーティ
ングさせる必要があり、またコーティングする工程が一
工程増加する欠点があった。

本発明は前記の課題を解決するために提案されたもので
ある。

（課題を解決するための手段） このため本発明は、−軸以上の多軸で、かつ断面形状が
円形、六角形等の多角形のシリンダ内面に、熱間等方圧
加圧法により耐食、耐摩耗材料をライニングするバイメ
タリックシリンダの製造方法において、シリンダ母材の
穴内に挿入して前記ライニング層用空間を形成する中子
に、同シリンダ母材より熱膨張係数が大きく、かつ同母
材とライニング材との拡散温度では拡散が生じないか、
生じても拡散の小さい材料を用いて熱間等方圧加圧処理
を行ない、処理後の冷却過程でライニング層と中子との
間に間隙を生しさせた後中子を取出すようにした方法で
あり、これを課題解決のための手段とするものである。

（作用） シリンダ母材に形成された穴の中に中子を挿入すること
により耐食、耐摩耗材料を充填する空間を形成し、この
空間内に同材料を充填した後熱間等方圧加圧装置内に封
入して、同材料を焼結拡散接合させる。その後シリンダ
母材を常温まで冷却すれば、シリンダと中子における熱
膨張差により発生する応力で中子とライニング層は容易
に分離し、中子は押出しにより脱型できる。

（実施例） 以下本発明を図面の実施例に基いて説明すると、第１図
〜第３図は本発明の実施例を示し、１１は中子で左右一
対の第１．第２中子１１ａ、ｌｌｂが対接面で接合して
いる眼鏡状をなし、同中子１１が挿入される相似形の穴
１２ａがシリンダ１２にあけられており、中子１１と穴
１２ａ間には金属粉末充填用空間１３が形成されるよう
になっている。

中子１１の材質は、シリンダ１２の材質（例えば５２５
Ｃ等の鋼材）の熱膨張係数より大きな熱膨張係数の材質
で、かつ拡散接合強度が、シリンダ１２と空間１３に充
填されたライニング１１４との間の拡散接合強度よりも
、中子１１とライニング［１４との間の方が弱い材質、
例えばオーステナイト系ステンレス鋼材等を用いること
により、冷却過程で常温でのライニング層１４と中子１
１との境界に間隙を発生させるようにする。この場合、
更に拡散を小さくして拡散接合強度を弱めるために、中
子１１に黒色酸化皮膜を形成させてもよい。

また中子１１は第１図の如く一体でなく、第１．第２中
子１１ａ、　ｌｌｂを２分割して製作すれば製作は容易
となり、Ｈ１ｌ’後の冷却過程での熱膨張差による収縮
が均等となり、中子１１とライニング層１４との境界で
の分離が更に容易となる。

またライニング層１４は、金属粉末充填用空間１３に、
例えばＮｉ基耐食、耐摩耗合金粉末を充填し、続いて軸
方向両端を閉塞した上、全体を１１１Ｐ装置内に入れて
、例えば９３０℃の加熱温度、１２００ｋｇｆ／ｃａｔ
　ｘ　３１１ｒの加圧条件によって熱間等方圧加圧を施
すことにより形成される。ＨＩＰ後常温まで冷却し、軸
方向両端を切断することにより、中子１１は容易に脱型
することが出来る。脱型後は簡単な研磨で、シリンダ内
面の表面粗度を得ることが出来る。そして離型剤の特別
の管理をせず、中子１１の材質とＨＩＰ処理条件を選定
することで、中子１１の脱型は可能である。

次に作用を説明すると、シリンダ１２に形成された穴１
２ａの中に中子１１を挿入することにより、金属粉末充
填用空間１３を形成する。次にこの空間１３内に耐食、
耐摩耗性のライニング用金属粉末を充填し、これをＨＩ
Ｐ装置内に封入してこの粉末を焼結拡散接合させる。Ｉ
ＩＩＰ後常温まで冷却すれば、中子１１とシリンダ１２
における熱膨張差により発生する応力で接合強度の弱い
中子１工とライニング層１４は容易に分離する。次いで
軸方向の両端を切断することにより、中子１１は押出し
により離型剤なしで脱型できる。そしてシリンダ１２の
内面には、均一なｉ１食、耐摩耗性のあるライニング層
が被着形成される。なお、予め熱膨張差を考えた寸法、
断面形状にしておくことにより、脱型後熱切削加工の軽
度な研磨のみで高精度なシリンダ内径面が製造可能とな
る。

（発明の効果） 以上詳細に説明した如く本発明は、中子にシリンダ母材
より熱膨張係数が大きく、かつ同母材とライニング材と
の拡散温度では、ライニング材と中子との間では拡散が
生じないか、生しても拡散の小さい材料を用いるため、
従来のような中子に無機質離型剤をコーティングし、Ｈ
ＩＰ後中子を脱型させる方法に比べ、離型剤の特別な管
理の必要はなく、処理後の冷却過程での中子の収縮によ
り、中子とライニング層を離脱させることができ、しか
も従来のような離型剤のコーティング、乾燥工程が省略
できるため、低コストで量産が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に用いる中子の１実施例を示す斜
視図、第２図はシリンダの穴内に第１図の中子をセット
した・状態の正面断面図、第３図はライニング層形成後
第２図の中子を取出した状態を示す正面断面図、第４図
は従来の方法に用いる中子の斜視図、第５図はこの中子
をシリンダの穴内に挿入した状態の正面断面図、第６図
はうイニング層形成後第５図の中子を取出した状態を示
す正面断面図である。 図の主要部分の説明 １１−中子　　　　　１１ａ　　第１中子１１ｂ　　第
２中子　　１２　　シリンダ１２ａ−穴　　　　　１３
−金属粉末充填用空間１４−　ライニング層 第２図 第３図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一軸以上の多軸で、かつ断面形状が円形、六角形等の多
   角形のシリンダ内面に、熱間等方圧加圧法により耐食、
   耐摩耗材料をライニングするバイメタリックシリンダの
   製造方法において、シリンダ母材の穴内に挿入して前記
   ライニング層用空間を形成する中子に、同シリンダ母材
   より熱膨張係数が大きく、かつ同母材とライニング材と
   の拡散温度では拡散が生じないか、生じても拡散の小さ
   い材料を用いて熱間等方圧加圧処理を行ない、処理後の
   冷却過程でライニング層と中子との間に間隙を生じさせ
   た後中子を取出すことを特徴とするバイメタリックシリ
   ンダの製造方法。