JPS6082644A - シリンダ用複合ライニング材 - Google Patents
シリンダ用複合ライニング材Info
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Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
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。
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、プラスチック成形機、スラリーポンプ、およ
び圧縮機等のシリンダ内周面に遠心鋳造法によりライニ
ングするライニング材の改良に関する。
び圧縮機等のシリンダ内周面に遠心鋳造法によりライニ
ングするライニング材の改良に関する。
従来、プラスチック成形機用シリンダには、樹脂または
樹脂に加えた強化添加剤による腐食や摩耗を防止するた
めに耐食性と耐摩耗が要求され、耐食、耐摩耗性シリン
ダとして鋼製シリンダ内周面に、Ｎｉ基合金あるいはＣ
ｏ基合金を遠心鋳造法によりライニングしたものがある
。しかし、これ等の合金をライニングしたシリンダは、
ガラス繊維などの強化材混入率が高いプラスチック成形
に使用された時、数ケ月程度の使用で摩耗による損耗が
大きく、使用に耐えなくなるという欠点があった。また
この欠点を改善したＮｉ基、あるいはＣｏ基合金中にＷ
Ｃ粒子を分散させた複合ライニング材があるが、この複
合ライニング材は耐食、耐摩耗性は向上したが次のよう
な欠点がある。すなわち７１−リソクス合金より耐摩耗
性強化材であるＷＣの比重が約２倍大きいのでライニン
グ時において、それらの比重差に基づく遠心力の差によ
ってＷＣ粒子がシリンダ母材側に押し付けられ、ＷＣ粒
子が密集した層とＷＣ粒子が微量、あるいは全くない層
とに分離される。従ってライニング後のシリンダ内周面
に、Ｎｉ基あるいはＣＯ基合金マトリックスに強化刊の
ＷＣ粒子を分散させた耐食、耐摩耗性複合ライニング層
を得るためには、シリンダ内周面側にあるＷＣ粒子が微
量、あるいは全くない余分な層を除去しなければならな
いという問題があった。またＷＣ粒子を含む層と、含ま
ない層との境界を所定寸法のシリンダ内周面近傍に制御
するには、ライニング処理条件を非常に厳しくする必要
があるという欠点があった。
樹脂に加えた強化添加剤による腐食や摩耗を防止するた
めに耐食性と耐摩耗が要求され、耐食、耐摩耗性シリン
ダとして鋼製シリンダ内周面に、Ｎｉ基合金あるいはＣ
ｏ基合金を遠心鋳造法によりライニングしたものがある
。しかし、これ等の合金をライニングしたシリンダは、
ガラス繊維などの強化材混入率が高いプラスチック成形
に使用された時、数ケ月程度の使用で摩耗による損耗が
大きく、使用に耐えなくなるという欠点があった。また
この欠点を改善したＮｉ基、あるいはＣｏ基合金中にＷ
Ｃ粒子を分散させた複合ライニング材があるが、この複
合ライニング材は耐食、耐摩耗性は向上したが次のよう
な欠点がある。すなわち７１−リソクス合金より耐摩耗
性強化材であるＷＣの比重が約２倍大きいのでライニン
グ時において、それらの比重差に基づく遠心力の差によ
ってＷＣ粒子がシリンダ母材側に押し付けられ、ＷＣ粒
子が密集した層とＷＣ粒子が微量、あるいは全くない層
とに分離される。従ってライニング後のシリンダ内周面
に、Ｎｉ基あるいはＣＯ基合金マトリックスに強化刊の
ＷＣ粒子を分散させた耐食、耐摩耗性複合ライニング層
を得るためには、シリンダ内周面側にあるＷＣ粒子が微
量、あるいは全くない余分な層を除去しなければならな
いという問題があった。またＷＣ粒子を含む層と、含ま
ない層との境界を所定寸法のシリンダ内周面近傍に制御
するには、ライニング処理条件を非常に厳しくする必要
があるという欠点があった。
本発明の目的は、上記のような欠点を解消しようとする
もので、耐食性に加え特に耐摩耗性に冨んだシリンダ用
複合ライニング材を提供することにある。
もので、耐食性に加え特に耐摩耗性に冨んだシリンダ用
複合ライニング材を提供することにある。
本発明は上記目的を達成するために、耐食性を有する金
属をマトリックスとし、同マトリックス中に硬さはＷＣ
とほぼ同一で、かつ、比重もマトリックスの比重に極め
て近いニオブカーバイド（以下ＮｂＣと称す）粒子を耐
摩耗性強化材として分散させた組成から成るシリンダ用
複合ライニング材を特徴とするものである。
属をマトリックスとし、同マトリックス中に硬さはＷＣ
とほぼ同一で、かつ、比重もマトリックスの比重に極め
て近いニオブカーバイド（以下ＮｂＣと称す）粒子を耐
摩耗性強化材として分散させた組成から成るシリンダ用
複合ライニング材を特徴とするものである。
さらに詳細には、比重７．８〜８．５の１基、またはＣ
ｏ基自溶性合金を７１へリソクスとし、同マトリックス
に耐摩耗性硬質粒子として比重７．７〜７．８のＮｂＣ
を重量比で１０〜３０％含有させた複合ライニング材を
特徴とするものである。
ｏ基自溶性合金を７１へリソクスとし、同マトリックス
に耐摩耗性硬質粒子として比重７．７〜７．８のＮｂＣ
を重量比で１０〜３０％含有させた複合ライニング材を
特徴とするものである。
硬質粒子であるＮｂＣの硬さは１１ν２４００の前後で
あり、ＷＣの硬さとほぼ同し硬さを有している。また本
発明の複合ライニング材のマトリックスはＢ−Ｓｉ −
Ｎｉ−Ｃｒ −Ｃｏ系、あるいはＢ −Ｃｒ−Ｃｏ系自
熔性合金であり、いづれのマトリックスもＮｉ、 Ｃｒ
あるいはＧｏを高含有して耐食性に優れているのに加え
て、硼化物を晶出、あるいは析出するのでＨｖ４００〜
８００の硬さを有し耐摩耗性にも優れている。
あり、ＷＣの硬さとほぼ同し硬さを有している。また本
発明の複合ライニング材のマトリックスはＢ−Ｓｉ −
Ｎｉ−Ｃｒ −Ｃｏ系、あるいはＢ −Ｃｒ−Ｃｏ系自
熔性合金であり、いづれのマトリックスもＮｉ、 Ｃｒ
あるいはＧｏを高含有して耐食性に優れているのに加え
て、硼化物を晶出、あるいは析出するのでＨｖ４００〜
８００の硬さを有し耐摩耗性にも優れている。
本発明の複合ライニング材を遠心鋳造法によって鋼製シ
リンダ内周面にライニングすると次のようになる。ずな
わらマトリックスと ＮｂＣの比重差が小さいので遠心
力によってＮｂＣが偏在することなくライニング層全面
に分散した組織となる。ただその分布密度についてはシ
リンダ母材側よりもライニング層の表面側（シリンダの
最内面）の分布密度が僅かに大きい。このライニング層
におけるＮｂＣの分散の仕方は複合ライニング材の組成
。
リンダ内周面にライニングすると次のようになる。ずな
わらマトリックスと ＮｂＣの比重差が小さいので遠心
力によってＮｂＣが偏在することなくライニング層全面
に分散した組織となる。ただその分布密度についてはシ
リンダ母材側よりもライニング層の表面側（シリンダの
最内面）の分布密度が僅かに大きい。このライニング層
におけるＮｂＣの分散の仕方は複合ライニング材の組成
。
温度、遠心力などのフェーシング条件により異なる。
上記のように本発明に係る複合ライニング材を遠心鋳造
法によって鋼製シリンダ内周面にライニングしたシリン
ダは、ライニング層全面に硬質粒子であるＮｂＣがほぼ
均一に分散しているので、ライニング後にライニング層
を窒化ホウ素を主成分とする工具を用いて切削ならびに
研削を行うことにより耐食、耐摩耗性にすくれた所要内
径寸法のシリンダを容易に得ることが出来る。
法によって鋼製シリンダ内周面にライニングしたシリン
ダは、ライニング層全面に硬質粒子であるＮｂＣがほぼ
均一に分散しているので、ライニング後にライニング層
を窒化ホウ素を主成分とする工具を用いて切削ならびに
研削を行うことにより耐食、耐摩耗性にすくれた所要内
径寸法のシリンダを容易に得ることが出来る。
なお本発明でＮｂＣ粒子の配合比を１０〜３０重量％と
限定した理由は次の通りである。 Ｎｂｃ粒子が１０重
量％未満では充分な耐摩耗性が得られず、３０重量％を
越えるとライニング材の粘性が太き（なって、遠心鋳造
法による均一なライニング層が形成出来なくなるからで
ある。
限定した理由は次の通りである。 Ｎｂｃ粒子が１０重
量％未満では充分な耐摩耗性が得られず、３０重量％を
越えるとライニング材の粘性が太き（なって、遠心鋳造
法による均一なライニング層が形成出来なくなるからで
ある。
またマトリックス材の成分範囲を特許請求の範囲第２，
３項で規制しているが、この理由は特許請求の範囲第２
項の成分内容については特願昭５３−１６１３５４号に
、特許請求の範囲第３項の成分内容については特願昭４
６−９４４５６号に記載の成分内容と同一である。
３項で規制しているが、この理由は特許請求の範囲第２
項の成分内容については特願昭５３−１６１３５４号に
、特許請求の範囲第３項の成分内容については特願昭４
６−９４４５６号に記載の成分内容と同一である。
〔実施例〕
実施例１
加熱炉で１２００℃に２０分間加熱した外径１１５龍、
内径４５龍の一端が密閉され、他端に／ＩＥ湯口を設け
たＳＣＭ４４０製シリンダの内周面に、重量比でＣｒ
７．２％、Ｂ２．８％、Ｓｔ ３．０％、Ｃｏ１５％、
Ｍｎ １．０％、残部が実質的にＮｉよりなるマトリッ
クス材にＮｂＣ粉末を１８重量％配合し、かつ予め片肉
３．０鰭のライニング層が得られるように秤量した材料
を高周波誘導炉で熔解して１３５０℃で注入し、直ちに
遠心鋳造（幾に組込め、シリンダに１８９０ｒ、ｐ、ｍ
の回転を与えた。次いでシリンダを７００“Ｃまで回転
、冷却させたのちに遠心鋳造機から取り外し珪藻土中で
４８時間除冷後に空気中で放冷した。その後に当該シリ
ンダからリング状の試料を採取し、ライニング層の状態
を調査した。その結果ライニング層は片肉３．１鶴の厚
さでｓｃＭ４４０製シリンダの内周壁に拡散溶着してお
り、 ＮｂＣ粒子がライニング層全域にほぼ均一に分散
していた。またライニング層の最内径部から１．５＋＋
＋ｎ外層位置での硬さはＨＲｃ ５８〜５９であった。
内径４５龍の一端が密閉され、他端に／ＩＥ湯口を設け
たＳＣＭ４４０製シリンダの内周面に、重量比でＣｒ
７．２％、Ｂ２．８％、Ｓｔ ３．０％、Ｃｏ１５％、
Ｍｎ １．０％、残部が実質的にＮｉよりなるマトリッ
クス材にＮｂＣ粉末を１８重量％配合し、かつ予め片肉
３．０鰭のライニング層が得られるように秤量した材料
を高周波誘導炉で熔解して１３５０℃で注入し、直ちに
遠心鋳造（幾に組込め、シリンダに１８９０ｒ、ｐ、ｍ
の回転を与えた。次いでシリンダを７００“Ｃまで回転
、冷却させたのちに遠心鋳造機から取り外し珪藻土中で
４８時間除冷後に空気中で放冷した。その後に当該シリ
ンダからリング状の試料を採取し、ライニング層の状態
を調査した。その結果ライニング層は片肉３．１鶴の厚
さでｓｃＭ４４０製シリンダの内周壁に拡散溶着してお
り、 ＮｂＣ粒子がライニング層全域にほぼ均一に分散
していた。またライニング層の最内径部から１．５＋＋
＋ｎ外層位置での硬さはＨＲｃ ５８〜５９であった。
実施例２
加熱炉で１２００℃に２０９Ｊ間加熱した外径１１５ｍ
ｍ。
ｍ。
内径２８龍の一端が密閉され、他端に注湯口を設けたＳ
ＣＭ４４０製シリンダ製陶リンダ施例１と同一成分のマ
トリックス材にＮｂＣ粉末粉末２置料を高周波誘導炉で
溶解して１３ ３ ０ ’ｃで注入し、直ちに遠心鋳造
機に組込み、２２０Ｏｒ．ｐ．ｍの回転を与えた。シリ
ンダを７００℃まで回転、冷却させたのちに遠心鋳造機
から取出し、実施例１と全く同様の冷却を行ったのちに
、当該シリンダからリング試料を採取し、ライニング層
の状態を調査した。
ＣＭ４４０製シリンダ製陶リンダ施例１と同一成分のマ
トリックス材にＮｂＣ粉末粉末２置料を高周波誘導炉で
溶解して１３ ３ ０ ’ｃで注入し、直ちに遠心鋳造
機に組込み、２２０Ｏｒ．ｐ．ｍの回転を与えた。シリ
ンダを７００℃まで回転、冷却させたのちに遠心鋳造機
から取出し、実施例１と全く同様の冷却を行ったのちに
、当該シリンダからリング試料を採取し、ライニング層
の状態を調査した。
その結果ライニング層は片肉３龍の厚さでＳＣＭ４４０
製シリンダ製陶リンダ拡散溶着しており、ＮｂＣ粒子が
ライニング層全域にほぼ均一に分散していた。
製シリンダ製陶リンダ拡散溶着しており、ＮｂＣ粒子が
ライニング層全域にほぼ均一に分散していた。
ライニング層の最内径部から１．５龍外層位置での硬さ
はＨ ＲＣ ６０〜６２であった。
はＨ ＲＣ ６０〜６２であった。
実施例３
重量比でＣｒ ７．５％、Ｂ３．０％、Ｓｉ Ｏ．８％
、Ｍｎ１、０％、残部が実質的にＧｏからなるマトリッ
クス材にＮｂＣ粉末を重量比で２０％配合したものを高
周波誘導炉で熔解して合金をつくり、これを冷却して５
１以下のサイズに粉砕した。この粉砕した合金材を外径
１６０＋ｉ＋ｉ、内径６５ｍｍ （７） ＳＣＭ４４０
′Ｍ’ｙ ’） ７ダの中に片肉３．０關のライニング
層を得るための必要量を封入した後、加熱炉で１２００
℃まで加熱し、１２００°Ｃに３０分間保持した。この
あとシリンダを加〃）炉から取出し、直ちに遠心鋳造機
に組込み、シリンダに１５７Ｏｒ．ｐ．ｍの回転を与え
た。次いでシリンダを７ ０ ０ ’ｃまで回転、冷却
させた後に遠心鋳造機から取外し、実施例１の場合と全
（同様の冷却を行った。その後、当該シリンダからリン
グ試料を採取しライニング層の状態を調査した。その結
果ライニング層は片肉３．２１１１１の厚さでＳＣＭ４
４０Ｍシリンダ内周壁に拡散溶着しており、ＮｂＣ粒子
がライニング層全域にほぼ均一に分散していた。またラ
イニング層の最内径部から１．５龍外層位置での硬さは
Ｉ（ ＲＣ ５７〜５８であった。
、Ｍｎ１、０％、残部が実質的にＧｏからなるマトリッ
クス材にＮｂＣ粉末を重量比で２０％配合したものを高
周波誘導炉で熔解して合金をつくり、これを冷却して５
１以下のサイズに粉砕した。この粉砕した合金材を外径
１６０＋ｉ＋ｉ、内径６５ｍｍ （７） ＳＣＭ４４０
′Ｍ’ｙ ’） ７ダの中に片肉３．０關のライニング
層を得るための必要量を封入した後、加熱炉で１２００
℃まで加熱し、１２００°Ｃに３０分間保持した。この
あとシリンダを加〃）炉から取出し、直ちに遠心鋳造機
に組込み、シリンダに１５７Ｏｒ．ｐ．ｍの回転を与え
た。次いでシリンダを７ ０ ０ ’ｃまで回転、冷却
させた後に遠心鋳造機から取外し、実施例１の場合と全
（同様の冷却を行った。その後、当該シリンダからリン
グ試料を採取しライニング層の状態を調査した。その結
果ライニング層は片肉３．２１１１１の厚さでＳＣＭ４
４０Ｍシリンダ内周壁に拡散溶着しており、ＮｂＣ粒子
がライニング層全域にほぼ均一に分散していた。またラ
イニング層の最内径部から１．５龍外層位置での硬さは
Ｉ（ ＲＣ ５７〜５８であった。
次いで表１に示す本発明に係る複合ライニング利並びに
従来のＮｉ基、Ｃｏ基、およびＮｉ−ＣｏｌＪ合金ライ
ニング材についてライニング後のシリンダからそれぞれ
試料を採取して摩耗試験及び腐食試験を行った。その結
果を以下に述べる。
従来のＮｉ基、Ｃｏ基、およびＮｉ−ＣｏｌＪ合金ライ
ニング材についてライニング後のシリンダからそれぞれ
試料を採取して摩耗試験及び腐食試験を行った。その結
果を以下に述べる。
摩耗試験
１０＋＋ｍ Ｘ １５ｉｉ ｘ高さ１０龍の各試料（試
料番号１〜６）を、粒度８００番のＳｉＣを主成分とす
る２００φの研摩紙に２．５ｋｇの荷重で押しつけてた
状態で研摩紙を回転させた。研摩紙ば５６０ｒ．ｐ．ｍ
の速度で回転し、試験時間は３分間とした。各試料の摩
耗量は重量減によって測定した。第１図は各試料の摩耗
試験結果を示したものであり、同図において本発明の複
合ライニング材（試料番号４〜６）は従来の合金ライニ
ング材（試料番号１〜３）に対し７倍〜１０倍の耐摩耗
性を示している。
料番号１〜６）を、粒度８００番のＳｉＣを主成分とす
る２００φの研摩紙に２．５ｋｇの荷重で押しつけてた
状態で研摩紙を回転させた。研摩紙ば５６０ｒ．ｐ．ｍ
の速度で回転し、試験時間は３分間とした。各試料の摩
耗量は重量減によって測定した。第１図は各試料の摩耗
試験結果を示したものであり、同図において本発明の複
合ライニング材（試料番号４〜６）は従来の合金ライニ
ング材（試料番号１〜３）に対し７倍〜１０倍の耐摩耗
性を示している。
腐食試験
厚み２鰭×幅７ｍ１１×長さ１８翻の各試料（試料番号
１〜６）を、８５℃の５０容量％蟻酸水溶液中に２４時
間浸漬して腐食減量を測定した。第２図は各試料の腐食
試験結果を示したものであり、同図にみるように本発明
の複合ライニング材（試料番号４〜６）の耐食性は従来
の合金ライニング材（試料番号１〜３）と同等、若しく
はそれ以上の特性を示している。
１〜６）を、８５℃の５０容量％蟻酸水溶液中に２４時
間浸漬して腐食減量を測定した。第２図は各試料の腐食
試験結果を示したものであり、同図にみるように本発明
の複合ライニング材（試料番号４〜６）の耐食性は従来
の合金ライニング材（試料番号１〜３）と同等、若しく
はそれ以上の特性を示している。
表 １
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明に係るシリンダ用複合ライニ
ング材によれば、耐食性を有するＮ＋基あるいばＣｏ基
自溶性合金を７トリックスとし、このマトリックス中に
耐摩耗性強化拐としてＮｂＣ粒子を重量比で１０〜３０
％分散させたこ−とにより、耐食性に加え耐摩耗性を従
来のシリンダ材に比べて数倍向上させることができるの
で、シリンダの寿命が長くなり経済的である。
ング材によれば、耐食性を有するＮ＋基あるいばＣｏ基
自溶性合金を７トリックスとし、このマトリックス中に
耐摩耗性強化拐としてＮｂＣ粒子を重量比で１０〜３０
％分散させたこ−とにより、耐食性に加え耐摩耗性を従
来のシリンダ材に比べて数倍向上させることができるの
で、シリンダの寿命が長くなり経済的である。
第１図は本発明実施例の複合ライニング層ならびに従来
のライニング層から採取した試料の摩耗試験結果を示し
た図であり、第２図は同しく腐食試験結果を示した図で
ある。
のライニング層から採取した試料の摩耗試験結果を示し
た図であり、第２図は同しく腐食試験結果を示した図で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、耐食性を有する金属をマトリックスとし、同マトリ
ックス中に耐摩耗性強化材としてＮｂＣ粒子を重量比で
１０〜３０％分散させてなることを特徴とするシリンダ
用複合ライニング材。 ２６ マトリックスが重量比でＣｒ５〜１０％、Ｂ２．
５〜４％、Ｓｔ ２．５〜１０％、００５〜４０％、Ｍ
ｎ０１２〜２％、残部Ｎｉおよび不可避的に存在する不
純物からなるＮｉ基自熔性合金である特許請求の範囲第
１項記載のシリンダ用複合ライニング材。 ３、 マトリックスが重量比でＣｒ５〜１０％、８２．
５〜４％、Ｓｉ Ｏ，２〜２％、Ｍｎ Ｏ，２−２％、
残部Ｃｏおよび不可避的に存在する不純物からなるＣｏ
基自熔性合金である特許請求の範囲第１項記載のシリン
ダ用複合ライニング材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19009683A JPS6082644A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | シリンダ用複合ライニング材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19009683A JPS6082644A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | シリンダ用複合ライニング材 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6520787A Division JPS62253747A (ja) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | シリンダ用複合ライニング材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6082644A true JPS6082644A (ja) | 1985-05-10 |
| JPS6239224B2 JPS6239224B2 (ja) | 1987-08-21 |
Family
ID=16252300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19009683A Granted JPS6082644A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | シリンダ用複合ライニング材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6082644A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6211835U (ja) * | 1985-07-08 | 1987-01-24 |
-
1983
- 1983-10-12 JP JP19009683A patent/JPS6082644A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6211835U (ja) * | 1985-07-08 | 1987-01-24 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6239224B2 (ja) | 1987-08-21 |
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