JP2002283029A - Sleeve for die casting - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
などの非鉄金属用の横型または竪型ダイカストマシンに
おける溶湯射出装置に装着されて用いられるダイカスト
用スリーブに係る。特に、金属製の外筒の内面にセラミ
ックス製の内筒を焼嵌めて一体化した複合構造のダイカ
スト用スリーブの改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sleeve for die casting used in a horizontal or vertical die casting machine for a non-ferrous metal such as an aluminum alloy, which is mounted on a molten metal injection device. In particular, the present invention relates to improvement of a die-casting sleeve having a composite structure in which a ceramic inner cylinder is shrink-fitted to an inner surface of a metal outer cylinder and integrated.
【0002】[0002]
【従来の技術】ダイカスト法は、アルミニウム、亜鉛な
どからなる金属製品を高速、高精度に鋳造する方法であ
り、自動車製品、家電製品などの各種構成部材の製造に
広く利用されている。そして、ダイカストマシンにおい
ては、中空円筒状のダイカスト用スリーブ内に溶湯を供
給し、スリーブ内を摺動するプランジャチップによっ
て、スリーブと連通する金型キャビティ内に溶湯を射出
して、溶湯を冷却固化させて製品を作るものである。2. Description of the Related Art The die casting method is a method of casting a metal product made of aluminum, zinc, or the like at high speed and with high precision, and is widely used for manufacturing various components such as automobile products and home electric appliances. Then, in the die casting machine, the molten metal is supplied into a hollow cylindrical die casting sleeve, and the plunger tip that slides in the sleeve injects the molten metal into a mold cavity communicating with the sleeve, thereby cooling and solidifying the molten metal. Let's make a product.
【0003】このため、スリーブの内面が溶湯により溶
損したり、プランジャチップの摺動により摩耗しやす
い。スリーブの内面が溶損や摩耗によって損傷すれば、
スリーブとプランジャチップとの間に溶湯が侵入してス
リーブの摩擦抵抗が増大し、射出速度および射出圧力が
安定しないため、射出圧力が金型の末端まで十分に伝わ
らなくなり、製品に欠陥を生じやすくなる問題がある。
また、潤滑油量を増やし摩擦抵抗を低減する方法がある
が、潤滑油がガス化して気孔などの鋳造欠陥が発生した
り、潤滑油が炭化して介在物になるなど問題を引き起こ
すことが多く適切ではなかった。[0003] For this reason, the inner surface of the sleeve is easily melted by the molten metal, and is easily worn by sliding of the plunger tip. If the inner surface of the sleeve is damaged by erosion or wear,
The molten metal penetrates between the sleeve and the plunger tip, increasing the frictional resistance of the sleeve. The injection speed and injection pressure are not stable, so the injection pressure is not sufficiently transmitted to the end of the mold and the product is prone to defects. There is a problem.
In addition, there is a method of increasing the amount of lubricating oil and reducing frictional resistance. However, it often causes problems such as gasification of lubricating oil to cause casting defects such as pores, and lubricating oil being carbonized to become inclusions. Was not appropriate.
【0004】従来のダイカスト用スリーブとして、溶湯
と接触する内筒を耐溶損性、耐摩耗性に優れるセラミッ
クス材料で形成し、この内筒を外筒の内面に嵌着し一体
化した複合構造のダイカスト用スリーブが数多く提案さ
れている。例えば、特開平7−246449号、特開昭
61−67555号、特開昭61−103658号公
報、実開平2−87551号、実開平3−4350号、
実開平4−450号公報などが挙げられる。[0004] As a conventional die-casting sleeve, an inner cylinder that is in contact with the molten metal is formed of a ceramic material having excellent erosion resistance and abrasion resistance, and this inner cylinder is fitted to the inner surface of the outer cylinder and integrated to form a composite structure. Many die-casting sleeves have been proposed. For example, JP-A-7-246449, JP-A-61-67555, JP-A-61-103658, JP-A-2-87551, JP-A-3-4350,
Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-450 and the like.
【0005】特開平7−246449号公報には、外筒
を高強度で、かつ20℃から300℃までの平均熱膨張
係数が1〜5×10-6/℃、20℃から600℃までの
平均熱膨張係数が5×10-6/℃以上の低熱膨張特性を
有する金属材料により形成し、内筒を窒化ケイ素または
サイアロンなどの窒化ケイ素質セラミックス焼結体で形
成したダイカスト用スリーブが記載されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-246449 discloses that an outer cylinder has a high strength and an average thermal expansion coefficient from 20 ° C. to 300 ° C. of 1 to 5 × 10 −6 / ° C., and from 20 ° C. to 600 ° C. A die-casting sleeve is described which is formed of a metal material having an average thermal expansion coefficient of 5 × 10 −6 / ° C. or more and has a low thermal expansion characteristic, and an inner cylinder of which is formed of a silicon nitride ceramic sintered body such as silicon nitride or sialon. ing.
【0006】また同公報には、固定リング(先端リン
グ)を熱間工具鋼によって形成し、外筒および内筒の先
端部の端面が先端リング内側の端面に当接するように、
先端リングを外筒と内筒の先端部の外周にボルトにより
固定することが記載されている。さらに、同公報の図7
には、先端リング内部の前方の位置に冷却水などの冷却
媒体を流すための冷却媒体通路を設けることが記載され
ている。In this publication, a fixing ring (tip ring) is formed of hot tool steel, and an end surface of a tip portion of an outer cylinder and an inner cylinder is in contact with an inner surface of a tip ring.
It is described that the distal end ring is fixed to the outer periphery of the distal end portion of the outer cylinder and the inner cylinder by a bolt. Further, FIG.
Describes that a cooling medium passage for flowing a cooling medium such as cooling water is provided at a front position inside a tip ring.
【0007】そして、このダイカスト用スリーブは、内
筒を形成する窒化ケイ素質セラミックス材料の20℃か
ら600℃までの熱膨張係数が約3×10-6/℃である
ため、550〜600℃の加熱を要する外筒と内筒の焼
嵌めの際、外筒と内筒の熱膨張係数の差が大きいので焼
嵌め作業が容易にできるという利点を有する。また、ダ
イカスト用スリーブ内に溶湯を注入して使用した場合に
は、外筒の温度が通常上昇する300℃程度までは、外
筒の20℃から300℃までの平均熱膨張係数が1〜5
×10-6/℃と小さく、外筒と内筒の熱膨張係数の差が
小さいので、外筒や内筒がその軸方向および円周方向に
ずれることを抑え、焼嵌め効果を十分に確保できるもの
である。The die-casting sleeve has a thermal expansion coefficient of about 3 × 10 −6 / ° C. from 20 ° C. to 600 ° C. of the silicon nitride ceramic material forming the inner cylinder. When shrink-fitting the outer cylinder and the inner cylinder that require heating, there is an advantage that the work of shrink-fitting can be easily performed because the difference in thermal expansion coefficient between the outer cylinder and the inner cylinder is large. When the molten metal is poured into the die-casting sleeve and used, the average thermal expansion coefficient of the outer cylinder from 20 ° C. to 300 ° C. is 1 to 5 until the temperature of the outer cylinder normally rises to about 300 ° C.
As small as × 10 -6 / ° C and the difference in thermal expansion coefficient between the outer cylinder and the inner cylinder is small, it is possible to prevent the outer cylinder and the inner cylinder from shifting in the axial direction and the circumferential direction, and to sufficiently secure the shrink fitting effect. You can do it.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】前記従来のダイカスト
用スリーブは、耐溶損性、耐摩耗性、耐熱性、溶湯保温
性および耐焼付き性に優れており長期間の使用に供する
ことができた。しかしながら、予想以上に先端リングの
温度が上昇した場合、先端リングを固定したボルトが緩
み、先端リングと外筒との間に隙間ができ、スリーブ先
端部を補強バックアップする効果が低下し、射出速度お
よび射出圧力が不安定となる欠点があった。また、これ
に関与して窒化ケイ素質セラミックス材料からなる内筒
の先端部が次第に崖崩れ状に欠損し射出ができなくなる
問題があった。The above-mentioned conventional die-casting sleeve is excellent in erosion resistance, abrasion resistance, heat resistance, molten metal heat retention and seizure resistance, and can be used for a long time. However, if the temperature of the tip ring rises more than expected, the bolts that fix the tip ring loosen, creating a gap between the tip ring and the outer cylinder, reducing the effect of reinforcing the sleeve tip backing up, and reducing the injection speed. In addition, there is a disadvantage that the injection pressure becomes unstable. In addition, there is a problem in that the tip of the inner cylinder made of the silicon nitride ceramic material gradually loses its shape like a valley and injection becomes impossible.
【0009】したがって、本発明は前記従来のダイカス
ト用スリーブの課題に対処して、その構造を改良するこ
とを図り、先端リングのスリーブ先端部を補強する効果
を向上させるとともに、セラミックス材料からなる内筒
の先端部に崖崩れ状の欠損が発生することを防止した長
寿命のダイカスト用スリーブを提供することを目的とす
る。Accordingly, the present invention addresses the problems of the conventional die-casting sleeve, improves the structure thereof, improves the effect of reinforcing the end of the sleeve of the end ring, and improves the effect of using a ceramic material. It is an object of the present invention to provide a long-life die-casting sleeve that prevents the occurrence of a landslide-like defect at the tip of a cylinder.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明のダイカスト用ス
リーブは、高強度低熱膨張性金属材料からなる外筒の内
面に、セラミックス材料からなる内筒を焼嵌めて固定し
た複合スリーブを有し、該複合スリーブの先端部の外面
に、冷却媒体通路を形成した先端リングを焼嵌めて固定
するとともに、該冷却媒体通路が複合スリーブの先端部
を包囲する形で配置されていることを特徴とする。A die casting sleeve according to the present invention has a composite sleeve in which an inner cylinder made of a ceramic material is shrink-fitted and fixed to the inner surface of an outer cylinder made of a high-strength low-thermal-expansion metal material. A tip ring having a coolant passage formed therein is fixed to the outer surface of the distal end of the composite sleeve by shrink fitting, and the coolant passage is disposed so as to surround the distal end of the composite sleeve. .
【0011】前記本発明において、内筒の先端部の角部
に、応力集中を緩和するための面取り部を形成したこと
を特徴とする。セラミックス材料が窒化ケイ素質焼結体
であることを特徴とする。また、複合スリーブと先端リ
ングとの間の焼嵌め率が0.2/1000〜1.0/1
000であることが好ましい。さらに好ましくは、0.
6/1000〜0.7/1000である。また、外筒と
内筒との間の焼嵌め率が0.5/1000〜3.5/1
000であることが好ましい。さらに好ましくは、2.
0/1000〜2.5/1000である。[0011] In the present invention, a chamfered portion for relaxing stress concentration is formed at a corner portion of a distal end portion of the inner cylinder. The ceramic material is a silicon nitride sintered body. The shrink fit between the composite sleeve and the tip ring is 0.2 / 1000 to 1.0 / 1.
000 is preferred. More preferably, it is 0.
6/1000 to 0.7 / 1000. Further, the shrink-fit ratio between the outer cylinder and the inner cylinder is 0.5 / 1000 to 3.5 / 1.
000 is preferred. More preferably, 2.
0/1000 to 2.5 / 1000.
【0012】[0012]
【作用】本発明のダイカスト用スリーブでは、複合スリ
ーブの先端部の外面に先端リングを焼嵌めにより固定す
ることにより、予想以上に先端リングの温度が上昇した
場合でも、従来とは異なりボルトで固定されていないた
めボルトの緩みが起こり得ず、先端リングと外筒との間
に隙間が発生しないので、複合スリーブ先端部のバック
アップ効果を十分に確保することができる。With the die-casting sleeve of the present invention, the tip ring is fixed to the outer surface of the tip part of the composite sleeve by shrink fitting, so even if the temperature of the tip ring rises more than expected, it is fixed with bolts unlike the conventional case. Since the bolts are not loosened, no loosening of the bolts can occur, and no gap is generated between the distal end ring and the outer cylinder, so that the backup effect of the distal end of the composite sleeve can be sufficiently ensured.
【0013】また、先端リングに形成した冷却媒体通路
を複合スリーブの先端部を包囲する形に配置する、すな
わち従来のように複合スリーブの先端部端面より外側に
離れた部分ではなく、複合スリーブの先端部の直上位置
に配置するため、複合スリーブの先端部に対して冷却効
果がさらに向上し、先端リングの温度上昇を十分に抑え
ることができる。Further, the cooling medium passage formed in the distal end ring is arranged so as to surround the distal end of the composite sleeve. That is, the cooling medium passage is not located outside the distal end face of the composite sleeve as in the prior art, but is provided in the composite sleeve. Since it is disposed immediately above the distal end, the cooling effect on the distal end of the composite sleeve is further improved, and the temperature rise of the distal end ring can be sufficiently suppressed.
【0014】ここで、ダイカスト用スリーブに作用する
力を図面に基づいて説明する。図4は、ダイカスト用ス
リーブの先端部近傍の縦断面図を示す。図4において、
ダイカスト用スリーブ1内に溶湯を注入口より供給し、
スリーブ1内に組み込まれたプランジャチップ16の摺
動によって、金型キャビティ(図示せず)内に溶湯が射
出される。このとき、内筒3の先端部近傍には、射出内
圧による拡張力21、金型を締め付ける力(型締め力)
による圧縮力22、プランジャーチップ16の摺動によ
る摩擦力23、プランジャーチップ16先端の下側にせ
ん断力24が作用する。Here, the force acting on the die casting sleeve will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the vicinity of the tip of the sleeve for die casting. In FIG.
The molten metal is supplied from the injection port into the sleeve 1 for die casting,
The sliding of the plunger tip 16 incorporated in the sleeve 1 causes the molten metal to be injected into a mold cavity (not shown). At this time, the expansion force 21 due to the injection internal pressure and the force for clamping the mold (mold clamping force) are provided near the tip of the inner cylinder 3.
, A frictional force 23 caused by sliding of the plunger tip 16, and a shearing force 24 acts below the tip of the plunger tip 16.
【0015】従来のダイカスト用スリーブにおける内筒
3の先端部が崖崩れ状に欠損した問題を種々検討した結
果、その欠損のメカニズムを次のように推定した。ま
ず、プランジャチップの摺動や射出内圧によって、内筒
3の先端部にせん断力24が繰り返し作用することによ
り、内筒3の先端部に初期クラックが発生する。その後
さらに使用を継続すると、この初期クラックに前述の拡
張力21、圧縮力22、摩擦力23およびせん断力24
が複合的に作用して、初期クラックを起点として内筒3
の先端部が欠損し、崖崩れ状に進展していくと推定し
た。As a result of various studies on the problem that the tip of the inner cylinder 3 in the conventional sleeve for die-casting was broken like a valley, the mechanism of the loss was estimated as follows. First, the shear force 24 repeatedly acts on the distal end of the inner cylinder 3 due to the sliding of the plunger tip and the injection internal pressure, so that an initial crack occurs at the distal end of the inner cylinder 3. When the use is further continued thereafter, the expansion crack 21, the compression force 22, the friction force 23, and the shear force 24 are applied to the initial crack.
Acts in a complex manner, and the inner cylinder 3
It is presumed that the tip of the will be lost, and it will progress like a landslide.
【0016】したがって、内筒3先端部の崖崩れ状の欠
損の起点となる初期クラックを抑える、すなわちダイカ
スト用スリーブのせん断力24に対抗する力を向上させ
ることにより、これが解決できると考えた。Therefore, it is considered that this problem can be solved by suppressing an initial crack which is a starting point of a landslide-like defect at the tip of the inner cylinder 3, that is, by improving a force against the shearing force 24 of the die casting sleeve.
【0017】そこで、まず従来のダイカスト用スリーブ
において、焼嵌め率を適宜設定し、内筒3を外筒2に焼
嵌め後、内筒3先端部の内径寸法の変化量を調査した。
その結果、内筒3先端部の内径寸法は、内筒3の先端に
向かうに従い徐々に拡がっていた。また、焼嵌め率が大
きいほど内筒3先端部の内径寸法の拡張度合いも大きく
なることが判った。Therefore, first, in the conventional die-casting sleeve, the shrink-fitting ratio was appropriately set, and after shrink-fitting the inner cylinder 3 to the outer cylinder 2, the amount of change in the inner diameter of the tip of the inner cylinder 3 was examined.
As a result, the inner diameter of the tip of the inner cylinder 3 gradually expanded toward the tip of the inner cylinder 3. In addition, it was found that the degree of expansion of the inner diameter of the front end portion of the inner cylinder 3 increases as the shrink fitting rate increases.
【0018】ダイカスト用スリーブのせん断力24に対
抗する力は、内筒3先端部の内径寸法の拡張度合いに比
例して弱くなる。このため、焼嵌め率を従来のそれより
小さくすることにより、具体的には外筒と内筒との間の
焼嵌め率を0.5/1000〜3.5/1000にする
ことにより、焼嵌め後の内筒3先端部の内径寸法の拡張
度合いを軽減させ、せん断力24に対抗する力を強化し
た。このようにして外筒と内筒との間の焼嵌め率を最適
に設定することにより、せん断力24に対抗する力を強
化して、内筒先端部の崖崩れ状の欠損の起点となる初期
クラックを抑えることができた。The force opposing the shearing force 24 of the die-casting sleeve decreases in proportion to the degree of expansion of the inner diameter of the inner cylinder 3 at the tip. For this reason, the shrink-fitting ratio between the outer cylinder and the inner cylinder is set to 0.5 / 1000 to 3.5 / 1000 by making the shrink-fitting ratio smaller than that of the conventional case, thereby reducing the shrink-fitting ratio. The degree of expansion of the inner diameter of the tip of the inner cylinder 3 after fitting was reduced, and the force against the shearing force 24 was strengthened. By optimally setting the shrink-fitting ratio between the outer cylinder and the inner cylinder in this manner, the force against the shearing force 24 is strengthened, and becomes the starting point of a landslide-like defect at the tip of the inner cylinder. The initial crack was suppressed.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】本発明に係るダイカスト用スリー
ブを図面に基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A die casting sleeve according to the present invention will be described with reference to the drawings.
【0020】図1は、本発明の実施例に係るダイカスト
用スリーブの縦断面図を示す。図2は、図1中のA−A
線における断面図を示す。図1および図2において、ダ
イカスト用スリーブ1は、おもに外筒2、内筒3、先端
リング4、押えリング5、カバーリング6から構成され
る。ダイカスト用スリーブ1は横型ダイカストマシンの
溶湯射出装置に組み込まれて用いられる。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a die casting sleeve according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 1 and 2, the die-casting sleeve 1 mainly includes an outer cylinder 2, an inner cylinder 3, a tip ring 4, a holding ring 5, and a cover ring 6. The die casting sleeve 1 is used by being incorporated into a molten metal injection device of a horizontal die casting machine.
【0021】外筒2は、外径240mm、内径190m
m、長さ980mmの中空円筒体であり、高強度でかつ
低熱膨張性の特性を有する金属材料により形成した。本
実施例に係る金属材料は、Ni:32.6重量%、C
o:14.9重量%、Al:0.8重量%、Ti:2.
3重量%、C:0.03重量%、Si:0.07重量
%、Mn:0.09重量%、Cr:0.02重量%、C
u:0.06重量%、P:0.003重量%、S:0.
002重量%、残部Feおよび不可避的不純物からな
る。The outer cylinder 2 has an outer diameter of 240 mm and an inner diameter of 190 m
m, a hollow cylindrical body having a length of 980 mm, formed of a metal material having high strength and low thermal expansion properties. The metal material according to the present example is composed of Ni: 32.6% by weight, C:
o: 14.9% by weight, Al: 0.8% by weight, Ti: 2.
3% by weight, C: 0.03% by weight, Si: 0.07% by weight, Mn: 0.09% by weight, Cr: 0.02% by weight, C
u: 0.06% by weight, P: 0.003% by weight, S: 0.
002% by weight, with the balance being Fe and unavoidable impurities.
【0022】内筒3は、外径190mm、内径150m
m、長さ980mmの中空円筒体であり、サイアロンセ
ラミックスにより形成した。本実施例に係るサイアロン
セラミックスは、粒径0.8μmのSi3N4粉末:87
重量%、粒径1.0μmのY 2O3粉末:6重量%、粒径
0.1μmのAl2O3粉末:4重量%、粒径0.8μm
のAlN固溶体粉末:3重量%を配合し、バインダーと
してポリビニルブチラールを原料粉末100重量部あた
りに0.5重量部加えて攪拌して得た混合物を1000
kg/cm2に加圧成形し、得られた成形体を窒素雰囲
気下、1750℃で5時間焼結して作製した。The inner cylinder 3 has an outer diameter of 190 mm and an inner diameter of 150 m
m, a hollow cylinder with a length of 980 mm.
Formed by Lamix. Sialon according to the present embodiment
The ceramic is Si with a particle size of 0.8 μm.ThreeNFourPowder: 87
Weight%, Y having a particle size of 1.0 μm TwoOThreePowder: 6% by weight, particle size
0.1 μm AlTwoOThreePowder: 4% by weight, particle size 0.8 μm
AlN solid solution powder: 3% by weight
And heat the polyvinyl butyral to 100 parts by weight of the raw material powder.
The mixture obtained by adding 0.5 parts by weight to
kg / cmTwoAnd press-mold the resulting compact in a nitrogen atmosphere.
It was produced by sintering at 1750 ° C. for 5 hours in the air.
【0023】先端リング4は、先端側の外径210m
m、先端側の内径150mm、後端側の外径350m
m、後端側の内径240mm、全長250mmのリング
体であり、熱間金型用合金鋼(SKD61)により形成
した。本実施例に係る熱間金型用合金鋼は、C:0.3
5〜0.42重量%、Si:0.8〜1.2重量%、M
n:0.3〜0.5重量%、P:0.03重量%以下、
S:0.01重量%以下、Cr:4.8〜5.5重量
%、Mo:1.2〜1.6重量%、V:0.5〜1.1
重量%、残部Feおよび不可避的不純物からなる。The tip ring 4 has an outer diameter 210 m on the tip side.
m, inner diameter 150 mm on the front end side, outer diameter 350 m on the rear end side
m, a ring body having a rear end side inner diameter of 240 mm and a total length of 250 mm, and was formed of a hot die alloy steel (SKD61). The alloy steel for hot mold according to the present example has C: 0.3
5 to 0.42% by weight, Si: 0.8 to 1.2% by weight, M
n: 0.3 to 0.5% by weight, P: 0.03% by weight or less,
S: 0.01% by weight or less, Cr: 4.8 to 5.5% by weight, Mo: 1.2 to 1.6% by weight, V: 0.5 to 1.1%
% By weight, with the balance being Fe and unavoidable impurities.
【0024】押えリング5は、外径240mm、内径1
50mm、全長50mmのリング体であり、先端リング
4同様、熱間金型用合金鋼(SKD61)により形成し
た。押えリング5の側端面には、押えリング5を外筒2
に固定するためのボルト孔を12個所穿設した。The holding ring 5 has an outer diameter of 240 mm and an inner diameter of 1 mm.
It is a ring body having a length of 50 mm and a total length of 50 mm. Like the tip ring 4, the ring body is formed of a hot die alloy steel (SKD61). On the side end surface of the holding ring 5, the holding ring 5 is
Twelve bolt holes for fixing to the holes were drilled.
【0025】カバーリング6は、幅100mm、厚さ1
0mmの薄いリング体であり、炭素鋼(STKM)によ
り形成した。The cover ring 6 has a width of 100 mm and a thickness of 1 mm.
It is a thin ring body of 0 mm and made of carbon steel (STKM).
【0026】先端リング4の外周面に周回溝7を設け、
その周回溝7の外周部にカバーリング6を被せて、先端
リング4とカバーリング6を溶接することにより、冷却
水などの冷却媒体を流すための冷却媒体通路8を形成し
た。また、先端リング4の後側端面から周回溝7まで連
通する貫通孔9を2個所穿設し、一方を冷却媒体の入口
10、他方を出口11とした。そして、周回溝7の冷却
媒体の入口10と出口11の間の部分に、周回溝7を分
断する堰板12を溶接固定して、冷却媒体が入口10か
ら出口11へ循環できるようにした。A circumferential groove 7 is provided on the outer peripheral surface of the tip ring 4,
The cover ring 6 was put on the outer peripheral portion of the orbital groove 7 and the tip ring 4 and the cover ring 6 were welded to form a cooling medium passage 8 for flowing a cooling medium such as cooling water. Further, two through holes 9 communicating from the rear end face of the tip ring 4 to the orbital groove 7 were formed, one of which was a cooling medium inlet 10 and the other was an outlet 11. A weir plate 12 for dividing the circumferential groove 7 was welded and fixed to a portion of the circumferential groove 7 between the cooling medium inlet 10 and the outlet 11 so that the cooling medium could circulate from the inlet 10 to the outlet 11.
【0027】本発明のダイカスト用スリーブ1を次のよ
うに組立てた。まず、外筒2を550〜600℃に加熱
した状態で、外筒2内に内筒3を挿入し、焼嵌め率2.
0/1000で両者を焼嵌めた。このようにして、外筒
2内に内筒3を焼嵌め一体化した中空円筒状の複合スリ
ーブ13を作製した。なお、複合スリーブ13の後端部
近傍には、溶湯を供給するための注入口14を設けた。
複合スリーブ13の後端部の外筒2端面には、押えリン
グ5を外筒2に固定するためのボルト孔を12個所穿設
した。The die casting sleeve 1 of the present invention was assembled as follows. First, with the outer cylinder 2 being heated to 550 to 600 ° C., the inner cylinder 3 is inserted into the outer cylinder 2, and the shrink fitting ratio is set to 2.
Both were shrink-fitted at 0/1000. In this way, a hollow cylindrical composite sleeve 13 in which the inner cylinder 3 was shrink-fitted into the outer cylinder 2 and integrated was produced. In the vicinity of the rear end of the composite sleeve 13, an injection port 14 for supplying molten metal is provided.
Twelve bolt holes for fixing the holding ring 5 to the outer cylinder 2 were formed in the end face of the outer cylinder 2 at the rear end of the composite sleeve 13.
【0028】次いで、先端リング4を550〜600℃
に加熱した状態で、先端リング4内に複合スリーブ13
の先端部を挿入し、複合スリーブ13の先端部の端面が
先端リング4内側の端面に当接するように、焼嵌め率
0.6/1000で両者を焼嵌めた。この際、先端リン
グ4に形成した冷却媒体通路8が複合スリーブ13の先
端部を包囲する形に配置した。Next, the tip ring 4 is heated to 550-600 ° C.
In a state where the composite sleeve 13 is heated to
And the two were shrink-fitted at a shrink-fitting ratio of 0.6 / 1000 so that the end face of the tip of the composite sleeve 13 was in contact with the end face inside the tip ring 4. At this time, the coolant passage 8 formed in the tip ring 4 was arranged so as to surround the tip of the composite sleeve 13.
【0029】また、複合スリーブ13の後端部の端面に
押えリング5の側端面を当接させて、押えリング5を外
筒2にボルトで固定し、押えリング5により複合スリー
ブ13の外筒2および内筒3を軸方向に挟着した。The holding ring 5 is fixed to the outer cylinder 2 by bolts by bringing the side end face of the holding ring 5 into contact with the end face of the rear end of the composite sleeve 13. 2 and the inner cylinder 3 were clamped in the axial direction.
【0030】図3は、本発明の実施例に係るダイカスト
用スリーブの先端リング近傍の要部断面図を示す。図3
において、外筒2および内筒3の先端部の端面を、先端
リング4の内側の端面に当接させる。ダイカストマシン
の使用時、温度の上昇により内筒3が軸方向に熱膨張
し、内筒3と先端リング4が互いに圧し合うため、先端
リング4に比べて靭性が小さい内筒3の先端部の角部が
欠けやすくなる。そこで、図3に示すように、内筒3の
先端部の角部に面取り部15を形成することにより、角
部への応力集中を緩和し内筒3の欠けを防止できる。面
取り部15の断面形状は、直線状でも構わないが、緩や
かな曲線状が好ましい。FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part near the distal end ring of the die casting sleeve according to the embodiment of the present invention. FIG.
, The end surfaces of the distal ends of the outer cylinder 2 and the inner cylinder 3 are brought into contact with the inner end surfaces of the distal ring 4. When the die casting machine is used, the inner cylinder 3 thermally expands in the axial direction due to a rise in temperature, and the inner cylinder 3 and the tip ring 4 are pressed against each other. Corners are easily chipped. Therefore, as shown in FIG. 3, by forming a chamfered portion 15 at the corner of the tip of the inner cylinder 3, stress concentration on the corner can be alleviated and the inner cylinder 3 can be prevented from being chipped. The cross-sectional shape of the chamfered portion 15 may be linear, but is preferably a gentle curve.
【0031】上記構成によるダイカスト用スリーブを型
締力350トンの横型ダイカストマシンの溶湯射出装置
に装着して、スリーブ内を摺動するプランジャチップと
して耐摩耗性、潤滑性に優れたSKD61からなるプラ
ンジャチップを使用し、アルミニウム合金のダイカスト
に使用した結果、約150000〜200000ショッ
トの安定した射出を行なうことができた。また、先端リ
ングの補強バックアップ効果の低下や、内筒先端部の崖
崩れ状の欠損の起点となる初期クラックは全く認められ
なかった。The die-casting sleeve having the above structure is mounted on a molten metal injection device of a horizontal die-casting machine having a clamping force of 350 tons, and a plunger made of SKD61 having excellent wear resistance and lubricity as a plunger tip that slides inside the sleeve. As a result of using the chip for die casting of an aluminum alloy, stable injection of about 150,000 to 200,000 shots could be performed. In addition, no initial cracks, which are the starting point of the landslide-like loss at the tip of the inner cylinder, were not observed at all.
【0032】[0032]
【発明の効果】本発明のダイカスト用スリーブは、耐溶
損性、耐摩耗性、耐熱性、溶湯保温性および耐焼付き性
に優れるので製品の品質が安定する。また、先端リング
のスリーブ先端部を補強する効果を向上させ、内筒の先
端部に崖崩れ状の欠損が発生することを防止でき、耐用
寿命を伸ばすことができ、メンテナンス工数を低減する
ことができる。The die casting sleeve of the present invention is excellent in erosion resistance, abrasion resistance, heat resistance, molten metal heat retention and seizure resistance, so that the quality of the product is stable. In addition, the effect of reinforcing the tip of the sleeve of the tip ring has been improved, and the occurrence of landslide-like defects at the tip of the inner cylinder can be prevented, the service life can be extended, and maintenance man-hours can be reduced. it can.
【図1】本発明の実施例に係るダイカスト用スリーブの
縦断面図を示す。FIG. 1 is a vertical sectional view of a sleeve for die casting according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1中のA−A線における断面図を示す。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG.
【図3】本発明の実施例に係るダイカスト用スリーブの
先端リング近傍の要部断面図を示す。FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part in the vicinity of a tip ring of a sleeve for die casting according to an embodiment of the present invention.
【図4】ダイカスト用スリーブの先端部近傍の縦断面図
を示す。FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the vicinity of a tip end of a die casting sleeve.
1 ダイカスト用スリーブ、 2 外筒、 3 内筒、
4 先端リング、5 押えリング、 6 カバーリン
グ、 7 周回溝、 8 冷却媒体通路、9 貫通孔、
10 冷却媒体の入口、 11 冷却媒体の出口、
12 堰板、13 複合スリーブ、 14 注入口、
15 面取り部、 16 プランジャチップ、21 拡
張力、 22 圧縮力、 23 摩擦力、 24 せん
断力1 sleeve for die casting, 2 outer cylinder, 3 inner cylinder,
4 Tip ring, 5 Holding ring, 6 Cover ring, 7 Circular groove, 8 Coolant passage, 9 Through hole,
10 cooling medium inlet, 11 cooling medium outlet,
12 weir plate, 13 composite sleeve, 14 inlet,
15 chamfer, 16 plunger tip, 21 expansion force, 22 compression force, 23 friction force, 24 shear force
Claims (5)
の内面に、セラミックス材料からなる内筒を焼嵌めて固
定した複合スリーブを有し、該複合スリーブの先端部の
外面に、冷却媒体通路を形成した先端リングを焼嵌めて
固定するとともに、該冷却媒体通路が複合スリーブの先
端部を包囲する形で配置されていることを特徴とするダ
イカスト用スリーブ。1. A composite sleeve in which an inner cylinder made of a ceramic material is shrink-fitted and fixed on an inner surface of an outer cylinder made of a high-strength low-thermal-expansion metal material, and a cooling medium is provided on an outer surface of a tip portion of the composite sleeve. A die casting sleeve, wherein a tip ring having a passage formed therein is shrink-fitted and fixed, and the cooling medium passage is arranged so as to surround a tip portion of the composite sleeve.
緩和するための面取り部を形成したことを特徴とする請
求項1に記載のダイカスト用スリーブ。2. The die-casting sleeve according to claim 1, wherein a chamfered portion for alleviating stress concentration is formed at a corner portion of a tip portion of the inner cylinder.
焼結体であることを特徴とする請求項1または2に記載
のダイカスト用スリーブ。3. The die-casting sleeve according to claim 1, wherein the ceramic material is a silicon nitride sintered body.
焼嵌め率が0.2/1000〜1.0/1000である
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のダイ
カスト用スリーブ。4. The die-casting device according to claim 1, wherein a shrink-fit ratio between the composite sleeve and the tip ring is 0.2 / 1000 to 1.0 / 1000. sleeve.
5/1000〜3.5/1000であることを特徴とす
る請求項1〜4のいずれかに記載のダイカスト用スリー
ブ。5. The shrink fitting ratio between the outer cylinder and the inner cylinder is 0.
The die-casting sleeve according to any one of claims 1 to 4, wherein the diameter is 5/1000 to 3.5 / 1000.
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|---|---|---|---|
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2001
- 2001-03-27 JP JP2001090389A patent/JP2002283029A/en active Pending
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