JPH0810926A - マグネシウム給湯装置 - Google Patents

マグネシウム給湯装置

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JPH0810926A
JPH0810926A JP6146696A JP14669694A JPH0810926A JP H0810926 A JPH0810926 A JP H0810926A JP 6146696 A JP6146696 A JP 6146696A JP 14669694 A JP14669694 A JP 14669694A JP H0810926 A JPH0810926 A JP H0810926A
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JP
Japan
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injection
magnesium
hot water
water supply
injection piston
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Pending
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JP6146696A
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English (en)
Inventor
Haruo Akemoto
晴生 明本
Toshio Emura
俊夫 江村
Minoru Sugiyama
実 椙山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 射出スリーブ内を摺動する射出ピストンが長
期連続安定的に円滑に作動するマグネシウム給湯装置を
提供するものである。 【構成】 射出ピストン6および射出スリーブ5を黒
鉛、窒化ホウ素、アルミナセラミックス、ジルコニアセ
ラミックスのいずれかで形成したマグネシウム給湯装置
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マグネシウム給湯装置
に係り、特に射出スリーブ内を摺動する射出ピストンの
動きを円滑に保持するよう配慮したマグネシウム給湯装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図4に示すような溶融炉3の溶融
鍋2内に不活性ガスを供給して溶融マグネシウムMの酸
化を防止し、ベースプレート8に取り付けた垂直の射出
スリーブ5内の射出ピストン6を下降させて一定量の溶
融マグネシウムMをベースプレート8内部の溶湯通路8
aおよび給湯パイプ10を経由してダイカストマシンの
ダイカストスリーブ20内へ供給するようにしたマグネ
シウム給湯装置1が提案されている。すなわち、マグネ
シウム給湯装置1は、溶融炉3の内部に格納され蓋体
(トッププレート)4を備えた直立筒状の溶融鍋2と、
溶融鍋2内に水平に懸架され内部に溶湯通路8aを持つ
ベースプレート8と、ベースプレート8の上面に垂直に
立設され溶湯通路8aに連通し両端が開口され内部に摺
動自在な射出ピストン6を備えた射出スリーブ5と、一
端に開口部8bを有し射出スリーブ5の下端と直交して
接続され炉外へ延在するベースプレート8の溶湯通路8
aおよびこれに接続する給湯パイプ10と、溶湯通路8
aへの溶融マグネシウム(以下溶湯と称する)Mを連通
遮断するサクションバルブ7とベースプレート8の溶湯
通路8aの途中にある逆止弁19とから形成される。蓋
体(トッププレート)4の上には射出ピストン6とピス
トンロッド12を介して連結された射出シリンダ11と
サクションバルブ7とバルブロッド17を介して連結さ
れる油圧シリンダ16や逆止弁19用の油圧シリンダ1
9Aとが積載固設されるとともに、不活性ガスを溶融鍋
2内へ封入するための不活性ガスの注入管9が取り付け
られる。前記射出スリーブ5は溶融鍋2内の溶湯Mを炉
外へ取り出すための加圧室を形成し、サクションバルブ
7を開き逆止弁19を下降状態(閉状態)としたうえ、
射出ピストン6を上昇して溶湯Mを吸入してから、サク
ションバルブ7を閉じ逆止弁19を上昇状態(開状態)
としたうえ射出ピストン6を下降することにより、溶湯
通路8a内に充満する溶湯Mは給湯パイプ10を経由し
て炉外へ搬送され、給湯パイプ10に接続する炉外給湯
パイプ14を経由して炉外近傍のダイカストスリーブ2
0内へ吐出され、ダイカストピストン21の前進により
図示しないダイカストマシンの金型内へ注入される。
【0003】射出ピストン6は、図4に示すように、ピ
ストンロッド12と一体に形成するか、もしくはピスト
ンロッド12と溶接付けとするか、あるいは、図5に示
すように、平座金12aを挟んでナット12bで螺合結
合するように形成されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように形成された
射出ピストン6は、射出スリーブ5と同時に、例えばS
KD61などの工具鋼で形成されているため、運転時間
の経過とともに、溶湯と化学反応して摺動面にアルミマ
ンガン鉄(AlFeMn)を生成してこれが付着成長
し、本来射出ピストン6の外周と射出スリーブ5の内面
との間に形成されていたクリアランス(通常0.5mm
〜1mm程度の公差)がなくなって、摺動動作が円滑で
なくなり、射出ピストン6の往復動に要する動力が過大
となり、極端な場合には運転不能を起こしたり、機器の
損傷を招くなどの問題が発生していた。
【0005】
【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
し、射出スリーブの内周面や射出ピストンの外周面の付
着物の成長肥大を防止するために、本発明においては、
溶融炉にトッププレートから懸架されたベースプレート
に固設した射出スリーブの内部を摺動する射出ピストン
によって溶融炉内に収納された溶融マグネシウムを該ベ
ースプレートに穿設した溶融マグネシウムの通路を経由
して外部へ連通する給湯パイプを介して供給するマグネ
シウム給湯装置において、該射出ピストンおよび射出ス
リーブを黒鉛、窒化ホウ素、アルミナセラミックス、ジ
ルコニアセラミックスのいずれかで形成した。また、第
2の発明では、さらに黒鉛、窒化ホウ素、アルミナセラ
ミックス、ジルコニアセラミックスのいずれかで形成さ
れた外筒を射出ピストンに嵌装し係合するよう構成し
た。
【0006】
【作用】本発明では、射出ピストンと射出スリーブを鉄
鋼材料でなく、黒鉛、窒化ホウ素、アルミナやジルコニ
アなどのセラミックスで形成することによって、溶融マ
グネシウムとの反応を防止し化学反応物の付着による成
長肥大をなくすことにより、射出ピストンと射出スリー
ブ間の所望の公差を維持し、射出ピストンの円滑な往復
動作が確保される。
【0007】
【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例の詳細に
ついて説明する。図1〜図3は本発明の実施例に係り、
図1は射出ピストンの縦断面図、図2は他の実施例を示
す射出ピストンの縦断面図、図3はセラミックスの製造
工程を示す工程図である。図1のものは、射出スリーブ
5の本体5Aの内側に円筒状の内筒5Bを嵌装して頂部
のボルト5dで両者を一体化するとともに、円柱形状で
中心に透孔を有する射出ピストン6に、下方先端にねじ
切りされた貫入部を保有するピストンロッド12を該透
孔へ貫入し、平座金12aを介してナット12bで螺合
し一体化したものである。射出ピストン6および円筒5
Bの材質は、黒鉛、窒化ホウ素(BN)、アルミナセラ
ミックス(Al2 O3 )、ジルコニアセラミックス(Z
rO2 )のいずれかとし、図3に示すように、原料粉末
に必要な添加物を加えて各種の成形の後焼成して製品と
する。成形方法としては、静水圧プレス、ホットプレ
ス、熱間静水圧プレスなどの装置や、ドクタブレード
法、射出成形法などが採用される。図2のものは、射出
スリーブ5を図1と同様に形成するとともに、SKD6
1などの鉄鋼材料で形成された円柱形状の本体6Aに円
筒形状の外筒6Bを嵌装し、平座金12aを介してナッ
ト12bで螺合して一体化したもので、外筒6Bの材質
は、図1と同様に、黒鉛、窒化ホウ素(BN)、アルミ
ナセラミックス(Al2 O3 )、ジルコニアセラミック
ス(ZrO2 )のいずれかとする。
【0008】次に、図1の射出ピストン6および射出ス
リーブ5の内筒5Bや図2の外筒6Bの材質選定理由に
ついて述べる。 (1)黒鉛 黒鉛は、等方性高密度高純度黒鉛を採用する。この黒鉛
は、セラミックスの中では、機械加工が容易で、その特
性としては、自己潤滑性があり、導電性が大きく、熱伝
導性が大きい。また、耐熱性が大きく、溶融金属に濡れ
にくく、比重が小さい。さらに、熱膨張係数が小さく、
化学的に安定であり、高温強度が大きいなどの特性があ
る。射出ピストン6、外筒6Bに採用するのには、主と
して、上記の理由のうち、耐熱性大、溶融金属への濡れ
性が小さい点や化学的に安定で高温強度が大きいほか、
熱膨張係数が小さいことから所要の公差を維持しやすい
などの理由による。その製造工程は、粒径の小さい等方
性高密度黒鉛材料を、静水圧成形した後、焼成して製品
とする。 (2)窒化ホウ素(ボロンナイトライド) 窒化ホウ素(BN)は、無色の粉末で六方晶形に属し、
石墨に似た性質を有し、窒化ケイ素(Si3 N4 )や炭
化ケイ素(SiC)などシリコン(Si)を含むセラミ
ックスと異なり、溶融マグネシウムと反応せず、化学的
に安定である。その製造方法は、ホウ素(B)を窒素気
流中で1500℃に加熱するか、あるいは、アンモニア
と酸化ホウ素または塩化アンモニウムとホウ砂を加熱し
てつくる。射出ピストン6や外筒6Bの製品は、窒化ホ
ウ素の微粉末を黒鉛と同様な工程で、成形および焼成し
て製造する。 (3)アルミナセラミックス(Al2 O3 ) アルミナセラミックスはニューセラミックスの中で最も
多く利用され、0.05mmの薄板から、直径500m
m、長さ2000mmの大物まで製造できる。化学的に
安定であるほか、Al2 O3 の強度は300〜500M
Paで、酸化物系セラミックスの中では比較的大である
が、1000℃以上になると、強度低下がある。本発明
における溶湯は650〜700℃であるので問題はな
い。熱膨張係数はSi3 N4 に比べてやや大きく、耐熱
衝撃性が小さい点が欠点であるが、価格が安いうえ硬度
は大きく、耐食性や耐摩耗性に優れた材料である。製造
方法は、(1)、(2)と同様に、微粉末を成形後焼成
してつくる。 (4)ジルコニアセラミックス(ZrO2 ) 純粋なZrO2 は、1000℃付近で単斜品から正方晶
へ相転移して約4.6%の体積変化を生じる性質がある
が、上述したように射出ピストン雰囲気は700℃以下
であるので問題ない。上述の特性を改善するためには、
Y2 O3 やCaOを固溶させた立方晶系の安定化ジルコ
ニアもあり、これを使用してもよい。部分安定化ジルコ
ニアは強度が1000〜1500MPaと大きく、破壊
靱性も10〜15MN/m3/2と大きく、現在のニュ
ーセラミックスの中では最高級である。ジルコニアセラ
ミックスは、ダイスやガイドローラ、治工具、刃物など
耐摩耗製品に多く使用されるが、熱伝導係数が小さく、
熱膨張係数の鋳鉄に近い特性があり、断熱ディーゼルエ
ンジン部品などにも利用されている。本発明の射出ピス
トンにも勿論好適である。製造方法は、他と同様に、微
粉末を成形したあと焼成してつくる。
【0009】以上述べたようなセラミックス成形品は、
いずれも、高硬度材料で2次加工は非常に高価になるの
で、射出ピストン6や外筒6Bは、図1や図2に示すよ
うに、単純シンプルな形状とし、高い精度や複雑な形状
を要求しないものとすることが望まれる。一般に、セラ
ミックスの製造工程のうち乾燥や焼成の過程での収縮、
変形が大きいので、この点を考慮して最終製品形状、所
要寸法を維持するよう配慮する必要がある。ニューセラ
ミックスは現在はまだ発達段階であり、今後も特異な性
質を備えた新しい材料や、従来からのニューセラミック
スの改善で格段に優れた性能をもつ材料が出現する可能
性がある。したがって、本発明における射出ピストンや
射出スリーブに好適なセラミックス材料が今後増え、選
択の幅が拡大することが期待される。以上のように形成
された射出ピストン6や射出スリーブ5を備えた本発明
のマグネシウム給湯装置1においては、経時変化による
化学反応による付着物の発達がなく、運転開始当初の公
差が保持されるので射出ピストン6の上下運動が実施さ
れる。
【0010】
【発明の効果】本発明における射出ピストンなどは、化
学的に安定な性質を有するセラミックス材料を使用して
いるので、付着物の発達肥大に基づくトラブルが解消
し、連続安定運転が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る射出ピストンの縦断面図
である。
【図2】本発明の他の実施例に係る射出ピストンの縦断
面図である。
【図3】本発明に係るセラミックスの製造工程を示す工
程図である。
【図4】従来のマグネシウム給湯装置の全体縦断面図で
ある。
【図5】従来の射出ピストンの縦断面図である。
【符号の説明】
1 マグネシウム給湯装置 2 溶融鍋 3 溶融炉 4 蓋体(トッププレート) 5 射出スリーブ 5a ボルト 5b ナット 5c フランジ 5d ボルト 6 射出ピストン 6A 本体 6B 外筒 7 サクションバルブ 8 ベースプレート 8a 溶湯通路 8b 開口部 9 不活性ガスの注入管 10 給湯パイプ 11 射出シリンダ 11a ピストンロッド 12 ピストンロッド 12a 平座金 12b ナット 13 軸継手 14 炉外給湯パイプ 15 スタンド 16 油圧シリンダ 17 バルブロッド 18 ヒータ 19 逆止弁 19A 油圧シリンダ 20 ダイカストスリーブ 21 ダイカストピストン 30 配管継手 M 溶融マグネシウム(溶湯)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 35/583 F04B 15/00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融炉にトッププレートから懸架された
    ベースプレートに固設した射出スリーブの内部を摺動す
    る射出ピストンによって溶融炉内に収納された溶融マグ
    ネシウムを該ベースプレートに穿設した溶融マグネシウ
    ムの通路を経由して外部へ連通する給湯パイプを介して
    供給するマグネシウム給湯装置において、該射出ピスト
    ンおよび射出スリーブを黒鉛、窒化ホウ素、アルミナセ
    ラミックス、ジルコニアセラミックスのいずれかで形成
    したことを特徴とするマグネシウム給湯装置。
  2. 【請求項2】 溶融炉にトッププレートから懸架された
    ベースプレートに固設した射出スリーブの内部を摺動す
    る射出ピストンによって溶融炉内に収納された溶融マグ
    ネシウムを該ベースプレートに穿設した溶融マグネシウ
    ムの通路を経由して外部へ連通する給湯パイプを介して
    供給するマグネシウム給湯装置において、該射出ピスト
    ンおよび射出スリーブの摺動面に、黒鉛、窒化ホウ素、
    アルミナセラミックス、ジルコニアセラミックスのいず
    れかで形成された外筒を嵌装係合したことを特徴とする
    マグネシウム給湯装置。
JP6146696A 1994-06-28 1994-06-28 マグネシウム給湯装置 Pending JPH0810926A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006341289A (ja) * 2005-06-09 2006-12-21 Ngk Insulators Ltd ダイキャスト装置及びダイキャスト方法
JP2011056584A (ja) * 2010-12-24 2011-03-24 Ngk Insulators Ltd ダイキャスト装置及びダイキャスト方法
JP2011056585A (ja) * 2010-12-24 2011-03-24 Ngk Insulators Ltd ダイキャスト装置及びダイキャスト方法
CN103899531A (zh) * 2014-04-08 2014-07-02 常熟市创新陶瓷有限公司 一种泵用陶瓷柱塞
JP2025109326A (ja) * 2024-01-12 2025-07-25 株式会社ヒシヌママシナリー ダイカストマシンの射出装置

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