壓鑄套筒的翻新方法和翻新的壓鑄套筒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于將鋁合金等的有色金屬的熔液注射到壓鑄模具中的壓鑄套筒的翻新方法、和翻新的壓鑄套筒。
【背景技術(shù)】
[0002]在壓鑄機(jī)中，向套筒供給熔融金屬(熔液)，利用在套筒內(nèi)滑動(dòng)的沖頭，將熔液注射到與套筒連通的模具型腔內(nèi)，使熔液冷卻固化而制造壓鑄品。因此，在套筒的內(nèi)面，會(huì)因熔液而發(fā)生熔損，或因沖頭的滑動(dòng)導(dǎo)致磨耗發(fā)生。若套筒的內(nèi)面因熔損和磨耗導(dǎo)致?lián)p傷，則熔液侵入到套筒與沖頭之間，套筒的滑動(dòng)阻力增大，注射速度降低，因此制品品質(zhì)降低。若為了減小套筒與沖頭的滑動(dòng)阻力或防止咬合而使用大量的潤(rùn)滑劑，則容易發(fā)生氣體夾帶到熔液內(nèi)等的雜質(zhì)混入，招致制品品質(zhì)的降低。
[0003]為了減少套筒內(nèi)面的熔損和磨耗，一直以來(lái)提出的是在金屬制外筒內(nèi)，通過熱套而嵌裝有陶瓷制內(nèi)筒的復(fù)合結(jié)構(gòu)的壓鑄用套筒。例如，日本特開平7-246449號(hào)公開有一種壓鑄用套筒，其是在由Fe-N1-Co系合金這樣的高強(qiáng)度低熱膨脹性金屬構(gòu)成的外筒內(nèi)，熱套有由氮化硅、塞隆陶瓷(硅鋁氧氮陶瓷)等的陶瓷構(gòu)成的內(nèi)筒的壓鑄用套筒，其中，所述高強(qiáng)度低熱膨脹性金屬的20?300°C的平均熱膨脹系數(shù)為I X 10 6?5 X 10 6/°C，20?600°C的平均熱膨脹系數(shù)為5X10 6/°C以上。利用這種結(jié)構(gòu)的壓鑄用套筒，能夠得到外筒與內(nèi)筒的堅(jiān)固的熱套結(jié)構(gòu)，借助優(yōu)異的注射穩(wěn)定性(耐熔損性、耐磨耗性、耐熱性、熔液保溫性和抗咬合性)而能夠達(dá)成制品的品質(zhì)的穩(wěn)定化。另外，因?yàn)槔锰沾芍频膬?nèi)筒能夠?qū)?rùn)滑劑減少到以往的大約1/4，所以不僅可抑制煙氣的發(fā)生，而且可使套筒及沖頭長(zhǎng)壽命化。
[0004]日本特開平9-108811號(hào)公開有一種壓鑄用套筒，其是在添加有一種以上的析出強(qiáng)化元素的Fe-N1-Co系合金所構(gòu)成的套筒外筒內(nèi)，熱套有由氮化硅、塞隆陶瓷等的陶瓷構(gòu)成的套筒內(nèi)筒的壓鑄用套筒，其中，使氟樹脂、石墨或二硫化鉬的減摩材料介于套筒外筒與套筒內(nèi)筒之間。通過介入減摩材料，熱套后的套筒外筒與套筒內(nèi)筒的殘余應(yīng)力減小，能夠防止套筒使用中的套筒內(nèi)筒前端的破裂，能夠達(dá)成套筒內(nèi)筒的長(zhǎng)壽命化。
[0005]日本特開2002-192320號(hào)公開有一種壓鑄用套筒，其是在由SKD61這樣的熱模用鋼構(gòu)成的外筒的內(nèi)面嵌裝有內(nèi)筒的壓鑄用套筒，其中，將與熔融金屬接觸的內(nèi)筒，分成處于注射口側(cè)的前端構(gòu)件和處于其后方的后方構(gòu)件，由Fe-Ni系合金這樣的高強(qiáng)度低熱膨脹性金屬或是其與氮化硅陶瓷粒子的復(fù)合材料形成所述前端構(gòu)件，以塞隆陶瓷形成所述后方構(gòu)件。
[0006]上述現(xiàn)有技術(shù)的壓鑄用套筒，均是用陶瓷形成內(nèi)筒整體或一部分，因此耐熔損性、耐磨耗性、耐熱性及抗咬合性優(yōu)異，能夠達(dá)成長(zhǎng)壽命化。盡管如此，因?yàn)閮?nèi)筒還是會(huì)隨著時(shí)間失衡而消耗，所以使用一定期間后便被廢棄。
[0007]本發(fā)明者們，為了再利用通過加熱而除去(熱拆除)舊內(nèi)筒之后的外筒，而研究在其中熱套新的內(nèi)筒。但是，若使用如此翻新的壓鑄用套筒進(jìn)行成形，則套筒隨著沖頭的移動(dòng)而相應(yīng)地振動(dòng)，套筒內(nèi)的熔液的液面搖晃，可知發(fā)生成形不良。
[0008]對(duì)于成形不良的原因銳意研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，若將舊內(nèi)筒熱拆除后熱套新的內(nèi)筒，則外筒的外周面的正圓度[deviat1n from roundness,以2個(gè)同心的幾何學(xué)的圓夾隔圓形形體時(shí)，以同心圓的間隔達(dá)到最小時(shí)的2個(gè)圓的半徑的差表示(JIS B 0621)]比熱拆除前稍微變大，若將該套筒裝配在壓鑄機(jī)上，則在壓鑄機(jī)的保持構(gòu)件與套筒外筒的外周面之間會(huì)產(chǎn)生一點(diǎn)點(diǎn)隙間，于是套筒振動(dòng)。雖然正圓度劣化原因未必明確，但推定是因?yàn)橥馔矁?nèi)熱套的各個(gè)內(nèi)筒并不具有相同的外周面加工精度，所以從新的內(nèi)筒受到的外筒的應(yīng)力的分布與以前不同，從而使外筒發(fā)生變形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種在通過熱套在金屬制外筒內(nèi)粘合陶瓷制內(nèi)筒而成的壓鑄用套筒中，一邊將外筒的外周面的正圓度確保得十分小一邊使其翻新的方法，和通過這一方法翻新的壓鑄用套筒。
[0010]翻新上述熱套式壓鑄用套筒時(shí)，對(duì)于更換陶瓷制內(nèi)筒，同時(shí)也要防止金屬制外筒的外周面的正圓度變大的方法銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn):本發(fā)明者們?yōu)榱嗽跓崽资降膲鸿T用套筒中除去因內(nèi)筒的更換而發(fā)生的外筒的外周面的變形，在熱套新內(nèi)筒之前或之后的外筒的外周面，通過鍍敷法、噴鍍法、堆焊法等形成擴(kuò)徑層，接著將所述擴(kuò)徑層磨削成圓筒狀外形即可，從而想到本發(fā)明。
[0011]S卩，使在金屬制外筒內(nèi)熱套有陶瓷制內(nèi)筒的壓鑄用套筒翻新的本發(fā)明的方法，其特征在于，從所述外筒熱拆除下使用過的內(nèi)筒之后，在所述外筒內(nèi)熱套新的內(nèi)筒之前或后，在所述外筒的外周面形成擴(kuò)徑層，在所述外筒內(nèi)裝配上所述新的內(nèi)筒之后，將所述擴(kuò)徑層加工成圓筒狀外形。
[0012]所述擴(kuò)徑層優(yōu)選為鍍層、噴鍍層或堆焊層。所述擴(kuò)徑層更優(yōu)選為硬質(zhì)金屬的鍍層。所述鍍層優(yōu)選為Cr鍍層或Ni鍍層。
[0013]將使用過的舊的內(nèi)筒熱拆除后的所述外筒的外周面有Cr鍍層或Ni鍍層時(shí)，優(yōu)選在除去所述Cr鍍層或所述Ni鍍層之后，再形成新的Cr鍍層或Ni鍍層。除去前的Cr鍍層或Ni鍍層，是由上次的翻新工序形成的。
[0014]所述擴(kuò)徑層是硬質(zhì)金屬的鍍層時(shí)，優(yōu)選在熱套有新的內(nèi)筒后的所述外筒的外周面形成所述鍍層。
[0015]所述擴(kuò)徑層是噴鍍層或堆焊層時(shí)，優(yōu)選在熱套新的內(nèi)筒之前的所述外筒的外周面形成所述噴鍍層或堆焊層。
[0016]第二次以后的翻新時(shí)，優(yōu)選在除去舊的擴(kuò)徑層之后再形成新的擴(kuò)徑層。
[0017]所述外筒用金屬優(yōu)選為從20 °C至300 °C的平均熱膨脹系數(shù)為I X 10 6?5X10 6/°C，從20°C至600°C的平均熱膨脹系數(shù)為5X 10 6/°C以上的高強(qiáng)度低熱膨脹性金屬O
[0018]優(yōu)選所述外筒用金屬的20°C?500°C的溫度下的抗拉強(qiáng)度為590MPa以上。
[0019]所述外筒用金屬優(yōu)選為在Fe-N1-Co系合金中添加有一種以上的析出強(qiáng)化元素的金屬。
[0020]形成所述內(nèi)筒的陶瓷優(yōu)選為氮化硅質(zhì)燒結(jié)體。更優(yōu)選為氮化硅或塞隆陶瓷。
[0021]由上述方法翻新的本發(fā)明的壓鑄用套筒，其特征在于，在所述外筒的外周面殘留有鍍層、噴鍍層或堆焊層。
[0022]使金屬制外筒內(nèi)熱套有陶瓷制內(nèi)筒的壓鑄用套筒翻新時(shí)，從外筒熱拆除下舊的內(nèi)筒后，在外筒內(nèi)熱套新的內(nèi)筒之前或之后，在外筒的外周面形成擴(kuò)徑層，在外筒內(nèi)裝配上新的內(nèi)筒之后，將擴(kuò)徑層加工成圓筒狀外形，由此能夠?qū)嵸|(zhì)上不減小外筒的外徑而使其外周面回歸圓筒狀外形。另外，因?yàn)檫M(jìn)行面向擴(kuò)徑層的形成和圓筒狀外形的加工，所以，即使經(jīng)過一次翻新而外筒的外徑有所減少，其程度也非常小，從而能夠反復(fù)翻新，直至外筒的尺寸變得與壓鑄機(jī)的保持構(gòu)件的尺寸不符。反復(fù)使用的外筒因?yàn)閴勖冮L(zhǎng)，所以從削減成本和保護(hù)資源及環(huán)境的觀點(diǎn)出發(fā)而優(yōu)選。根據(jù)具有這樣的特征的本發(fā)明的方法，能夠達(dá)成即使反復(fù)翻新，裝配到壓鑄機(jī)上時(shí)也不會(huì)發(fā)生游隙(力'夕)的套筒。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是表示適用本發(fā)明的翻新方法得到的壓鑄用套筒的第一例的剖面圖。
[0024]圖2是表不圖1的壓鑄用套筒的分解剖面圖。
[0025]圖3是表示構(gòu)成圖1的壓鑄用套筒的外筒和內(nèi)筒的分解剖面圖。
[0026]圖4是表示氮化硅和高強(qiáng)度低熱膨脹性金屬的從100°C至700°C的熱膨脹系數(shù)的標(biāo)繪圖。
[0027]圖5是表示適用本發(fā)明的翻新方法得到的壓鑄用套筒的第二例的剖面圖。
[0028]圖6是表示應(yīng)用本發(fā)明的翻新方法得到的壓鑄用套筒的第三例的剖面圖。
[0029]圖7是表示應(yīng)用本發(fā)明的翻新方法得到的壓鑄用套筒的第四例的剖面圖。
[0030]圖8是表示應(yīng)用本發(fā)明的翻新方法得到的壓鑄用套筒的第五例的剖面圖。
[0031]圖9是表示應(yīng)用本發(fā)明的翻新方法得到的壓鑄用套筒的第六例的剖面圖。
[0032]圖10是表示本發(fā)明的壓鑄用套筒的翻新方法的第一工序和流程圖。
[0033]圖11是表示本發(fā)明的壓鑄用套筒的翻新方法的第二工序的流程圖。
[0034]圖12是表示未翻新的壓鑄用套筒的剖面圖。
[0035]圖13是表示本發(fā)明的壓鑄用套筒的翻新方法的全部工序的第一例的流程圖。
[0036]圖14是表示本發(fā)明的壓鑄用套筒的翻新方法的全部工序的第二例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]以下，參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，但本發(fā)明當(dāng)然不會(huì)限定于此。關(guān)于各實(shí)施方式的說(shuō)明，除非特別指出，否則也能夠應(yīng)用于其他的實(shí)施方式。
[0038][I]壓鑄用套筒
[0039](A)第一例
[0040](a)套筒的構(gòu)造
[0041]圖1?圖3表示應(yīng)用了本發(fā)明的翻新方法的壓鑄用套筒的第一例。在圖1中，直線A-A表示翻新的套筒I的中心軸線。以下同。該壓鑄用套筒I由外筒11和通過熱套而固著在外筒11內(nèi)的內(nèi)筒12構(gòu)成。在外筒11的前端部11a，通過熱套而固著有用于固定在壓鑄機(jī)上的前端環(huán)構(gòu)件2，在外筒11的后端面11b，由螺釘31固定有后端環(huán)構(gòu)件3。在外