(57)【要約】【課題】750℃以上の溶湯を射出する場合やスリーブへの溶湯充填率が高い場合であっても、内筒のセラミックス表面に熱衝撃によって発生するヒートクラックや内筒の反りや曲がり等によって発生するセラミックの破損が防止されたダイカスト用スリーブを提供する。【解決手段】低熱膨張性金属材料からなる外筒と、外筒の射出口側の内面に嵌着された低熱膨張性金属材料からなる先端部材と、先端部材の後端側に配置された後方部材とからなり、前記後方部材が、外筒の内面に嵌着された中間筒と、中間筒の内面に嵌着された内筒とから構成され、前記内筒が、高い熱伝導率を有し、耐衝撃性と強度に優れた窒化珪素質セラミックスからなり、前記中間筒が、低い熱伝導率を有する窒化珪素質セラミックスからなり、中間筒及び内筒の後端側に、内筒のダイカスト稼働時の温度上昇による伸びを抑制するための係合部を有するダイカスト用スリーブ。【選択図】図1
2019177416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低熱膨張性金属材料からなる外筒と、前記外筒の射出口側の内面に嵌着された低熱膨張性金属材料からなる先端部材と、前記先端部材の後端側端面に密着して配置された後方部材とからなるダイカスト用スリーブであって、
前記後方部材が、前記外筒の内面に嵌着された中間筒と、前記中間筒の内面に嵌着された内筒とから構成され、
前記内筒は、耐熱衝撃温度750℃以上、及び25℃における熱伝導率が25 W/(m・K) 以上の窒化珪素質セラミックスからなり、
前記中間筒は、25℃における熱伝導率が24 W/(m・K)未満の窒化珪素質セラミックスからなり、
前記中間筒及び前記内筒の後端側に、前記内筒のダイカスト稼働時の温度上昇による伸びを抑制するための係合部を有することを特徴とするダイカスト用スリーブ。
【請求項２】
請求項１に記載のダイカスト用スリーブにおいて、
前記外筒は、20〜200℃の平均熱膨張係数αAが1〜5×10-6/℃であり、
前記先端部材は、20〜200℃の平均熱膨張係数αBが1〜5×10-6/℃であり、
αAとαBとの差が-1×10-6/℃〜1×10-6/℃であることを特徴とするダイカスト用スリーブ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のダイカスト用スリーブにおいて、
前記中間筒が、軸方向に分割された複数の部分からなることを特徴とするダイカスト用スリーブ。
【請求項４】
請求項３に記載のダイカスト用スリーブにおいて、
前記中間筒の分割された複数の部分同士の突合せ面が、軸方向に対して15〜75°の角度を有していることを特徴とするダイカスト用スリーブ。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のダイカスト用スリーブにおいて、
前記中間筒の分割された複数の部分同士の突合せ面は、前記中間筒の内面側及び外面側に面取部を有することを特徴とするダイカスト用スリーブ。
【請求項６】
請求項１〜５いずれかに記載のダイカストスリーブにおいて、
前記外筒の厚さが、前記中間筒の厚さと前記内筒の厚さの合計よりも大きいことを特徴とするダイカスト用スリーブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅合金、アルミニウム合金等の非鉄金属の750℃を超える溶湯をダイカスト金型に射出するためのダイカスト用スリーブに関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカストマシンでは、スリーブに溶融金属（溶湯）を供給し、スリーブ内を摺動するプランジャーチップによりスリーブと連通する金型キャビティに溶湯を射出し、溶湯を冷却固化させてダイカスト品を製造する。このため、スリーブの内面には、溶湯により溶損が生じたり、プランジャーチップの摺動により摩耗が生じたりする。スリーブの内面が溶損や摩耗により損傷すると、スリーブとプランジャーチップとの間に溶湯が侵入してスリーブの摺動抵抗が増大し、射出速度が低下するため製品品質が低下する。スリーブとプランジャーチップとの摺動抵抗を低減したり焼付きを防止したりするために多量の潤滑剤を使用すると、溶湯へのガス巻込み等の不純物混入が起こり易くなり、製品品質の低下を招く。
【０００３】
スリーブ内面の溶損及び摩耗を低減するために、従来から金属製外筒内に、セラミックス製内筒を焼嵌めにより装着した複合構造のダイカスト用スリーブが提案されている。
【０００４】
例えば、特開2006-315037号（特許文献1）は、軸方向に湯道となる貫通孔を有し、後方端上部に金属溶湯を注湯するための給湯口を有するとともに、前方端に金属溶湯を成形型へ送り込むための射出口を有する筒体からなり、耐熱金属の外筒と、ジルコニア質セラミックの中間筒と、窒化珪素質セラミックスの内筒とからなるダイカスト用スリーブであって、上記給湯口に対向する下部の厚みが、上部の厚みより大きいことを特徴とするダイカスト用スリーブを開示している。特許文献1は、給湯口に対向する下部の厚みを上部の厚みより大きくすることにより、溶湯をスリーブ内に注湯した場合に発生するスリーブの変形や反りを防止することができ、そのことによりダイカスト用スリーブの耐用寿命を長期化することができると記載している。また、スリーブ内の温度分布を均一とし、スリーブとプランジャとの摺動摩耗を減少させるための加熱ヒーターを付加的に設ける必要がなく、安価で使いやすいスリーブとすることができ、さらに、電気などのユーティリティを使う必要がないため、省資源の点からも環境に優しいスリーブとすることができると記載している。
【０００５】
しかしながら、特許文献２に記載のダイカスト用スリーブを、例えば、溶湯温度が750℃以上になる銅合金等の溶湯の射出に用いた場合、又は700℃前後のアルミニウム合金溶湯であってもスリーブへの溶湯充填率が高い（約60%以上）場合、内筒の窒化珪素質セラミックスに熱衝撃によるヒートクラックが発生し、微小な割れ（剥離）が発生することがある。
【０００６】
特開2004-34055号（特許文献2）は、低熱膨張性金属材料からなる外筒の内面に、サイアロンセラミックスからなる中間筒を設け、該中間筒の内面に、常温における熱伝導率が60 W/(m・K)以上の窒化珪素セラミックスからなる内筒を設けて構成され、該外筒と中間筒との境界部に位置する外筒の内面又は中間筒の外面に、加熱媒体通路を形成したことを特徴とするダイカスト用スリーブを開示している。特許文献2は、加熱媒体通路の内周には熱伝導率が小さいサイアロンセラミックスからなる中間筒、さらに中間筒の外周には低熱膨張性金属材料からなる外筒が配置されるので、中間筒の熱影響による外筒の温度上昇を十分に抑えることができ、このため、外筒と内筒との焼嵌めが緩むことを防止できるとともに、高熱伝導率の窒化珪素製の内筒により、外筒と中間筒との境界部の加熱媒体通路から供給された熱を、境界部から内筒の内面すなわち金属溶湯へ迅速にかつ効率よく伝達でき、溶湯保温性を格段に向上させると記載している。
【０００７】
しかしながら、特許文献2に記載のダイカスト用スリーブは、熱伝導率の低いサイアロンセラミックスからなる中間筒が設けられているため、溶湯が充填されたときに窒化珪素セラミックスからなる内筒と、中間筒及び外筒との温度差が大きくなり、内筒のみが軸方向に大きく伸びて、セラミックスの反りや曲がりなどの不均一な変形が生じる場合がある。特に、溶湯温度が750℃以上になる銅合金等の溶湯の射出に用いた場合、又は700℃前後のアルミニウム合金溶湯であってもスリーブへの溶湯充填率が高い（約60%以上）場合に顕著である。
【０００８】
さらにスリーブ先端部まで全長に渡り一体式のセラミックス構造の為、スリーブ前方（溶湯を射出する金型）側にあるスプルーブッシュや分流子と熱膨張差や摩耗による径差で生じた金型側に射出されず残存した凝固片が射出後プランジャーチップを注湯前位置移動させる際にスリーブ後方側に引き戻されこの凝固片によってセラミックス先端内径端角部に割れやかけ損傷が生じ、これを起点としてスリーブ後方側に向けてセラミックスが大きく破損する場合がある。さらに中間筒加熱構造その外筒に冷却構造を配しているが、外筒部の温度を一定以下に保つ必要があるため、鋳造溶湯による入熱以上に外筒冷却水による抜熱をする必要がある。
【０００９】
特開平2-211960号（特許文献3）は、注入した溶湯を射出プランジャで金型内に充填するダイカストスリーブにおいて、前記ダイカストスリーブを半径方向に分割した３層構造と、最内層（第1層）を保温性の良いセラミック、中間層（第2層）と最外層（第3層）を金属とし、中間層の熱膨張率が最外層の熱膨張率よりも大きい金属とし、かつ軸陽光に複数分割にするとともに軸方向に隙間を形成するよう配設した上、これらの3層を焼嵌めによって組み立てることを特徴とするダイカストスリーブを開示している。特許文献3は、スリーブ内に高温の溶湯を注入しても、第２層の金属の熱膨張率は、第１層のセラミック、第３層の金属に比べて大きいので、第１層や第３層との熱膨張差による隙間の発生を抑止するとともに、熱間時に最も熱膨張の大きな第２層が軸方向に複数分割され、かつ軸方向に隙間を形成するように配列され軸方向への変形代があるため、軸方向の熱応力による無理な変形が防止されると記載している。またこのダイカストスリーブは、組立時に大きな焼嵌め代を必要とせず、小さな焼嵌め代によって組み立てても、溶湯注入の高温時には第１層と第２層とは密着し、第１層のセラミックの反りや曲がりなどの不均一な変形が極力抑えられるので、セラミックの破損や不均一な変形に起因するかじり現象を避けることができる。
【００１０】
しかしながら、特許文献3に記載のダイカスト用スリーブを、例えば、溶湯温度が750℃以上になる銅合金等の溶湯の射出に用いた場合、又は700℃前後のアルミニウム合金溶湯であってもスリーブへの溶湯充填率が高い（約60%以上）場合、第1層のセラミック表面に熱衝撃によるヒートクラックが発生し、微小な割れ（剥離）が発生することがある。さらに、操業中溶湯からの加熱で、外筒熱膨張量＞内筒セラミックス熱膨張量、となれば中間筒とセラミックス内筒間に隙間が生じ、拘束力がなくなりセラミックス割れの可能性が生じる。
【００１１】
本発明者らは国際公開第2017/141480号（特許文献4）で、低熱膨張性金属材料からなる外筒と、前記外筒の内面に焼嵌めされた内筒とからなり、前記外筒の外周面には、ダイカストマシンの固定型に固定するためのフランジ部を有し、前記内筒は、射出口側に配置された低熱膨張性金属材料からなる先端部材と、前記先端部材の後端側端面に密着して配置された窒化珪素質セラミックスからなる後方部材とから構成され、前記外筒は、2O〜2OO℃の平均熱膨張係数αAが1〜5×10-6/℃であり、前記先端部材は、2O〜2OO℃の平均熱膨張係数αBが1〜5×10-6/℃であり、αAとαBとの差が-1×10-6/℃以上及び1×10-6/℃以下であり、前記先端部材の軸方向長さ、前記先端部材の内径及び前記フランジ部の位置が特定の関係を満たすように構成したダイカスト用スリーブを開示している。特許文献4は、このような構成を有することにより、先端部材と後方部材とがより密着し、使用時に隙間が形成されにくいため、セラミックスからなる後方部材が破損するといった問題が発生しにくく、かつ破断チル層の形成が防止され、耐久性に優れ、かつ製品不良の発生が少ないダイカスト用スリーブが得られ、さらにプランジャーチップの損傷を防止することができると記載している。
【００１２】
しかしながら、特許文献4に記載のダイカスト用スリーブを、例えば、溶湯温度が750℃以上になる銅合金等の溶湯の射出に用いた場合、又は700℃前後のアルミニウム合金溶湯であってもスリーブへの溶湯充填率が高い（約60%以上）場合、内筒の窒化珪素質セラミックスに熱衝撃によるヒートクラックが発生し、微小な割れ（剥離）が発生することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開2006-315037号公報
【特許文献２】特開2004-34055号公報
【特許文献３】特開平2-211960号公報
【特許文献４】国際公開第2017/141480号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従って、本発明の目的は、750℃以上の溶湯の射出に用いた場合や、スリーブへの溶湯充填率が高い（約60%以上）場合であっても、内筒のセラミックス表面に熱衝撃によって発生するヒートクラックや、内筒のセラミックスの反りや曲がりなどの不均一な変形によって発生するセラミックの破損が防止されたダイカスト用スリーブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的に鑑み、本発明者らは、金属製外筒内に、セラミックス製内筒を焼嵌めにより装着した複合構造のダイカスト用スリーブについて鋭意検討した。その結果、低熱膨張性金属材料からなる外筒と、前記外筒の内面に焼嵌めされた内筒とからなり、前記内筒は、射出口側に配置された低熱膨張性金属材料からなる先端部材と、前記先端部材の後端側端面に密着して配置された窒化珪素質セラミックスからなる後方部材とから構成されたダイカスト用スリーブの構造を最適化することにより、銅合金等の750℃以上の溶湯の射出に用いた場合やスリーブへの溶湯充填率が高い場合に発生するセラミックス内筒表面の剥離を防止できるとともに、内筒の窒化珪素質セラミックスの反りや曲がりなどの不均一な変形が防止できることを見出し、本発明に想到した。
【００１６】
すなわち、本発明のダイカスト用スリーブは、低熱膨張性金属材料からなる外筒と、前記外筒の射出口側の内面に嵌着された低熱膨張性金属材料からなる先端部材と、前記先端部材の後端側端面に密着して配置された後方部材とからなり、
前記後方部材が、前記外筒の内面に嵌着された中間筒と、前記中間筒の内面に嵌着された内筒とから構成され、
前記内筒は、耐熱衝撃温度750℃以上、及び25℃における熱伝導率が25 W/(m・K) 以上の窒化珪素質セラミックスからなり、
前記中間筒は、25℃における熱伝導率が24 W/(m・K)未満の窒化珪素質セラミックスからなり、
前記中間筒及び前記内筒の後端側に、前記内筒のダイカスト稼働時の温度上昇による伸びを抑制するための係合部を有することを特徴とする。
【００１７】
前記外筒は、20〜200℃の平均熱膨張係数αAが1〜5×10-6/℃であり、
前記先端部材は、20〜200℃の平均熱膨張係数αBが1〜5×10-6/℃であり、
αAとαBとの差が-1×10-6/℃〜1×10-6/℃であるのが好ましい。
【００１８】
前記中間筒は、軸方向に分割された複数の部分からなるのが好ましい。
【００１９】
前記中間筒の分割された複数の部分同士の突合せ面は、軸方向に対して15〜75°の角度を有しているのが好ましい。
【００２０】
前記中間筒の分割された複数の部分同士の突合せ面は、前記中間筒の内面側及び外面側に面取部を有するのが好ましい。
【００２１】
前記外筒の厚さは、前記中間筒の厚さと前記内筒の厚さの合計よりも大きいのが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のダイカスト用スリーブは、より高温の射出、又は溶湯充填率が高い射出にも、スリーブ内面溶損やヒートクラック、スリーブ熱変形を発生させないため、高合金アルミニウム溶湯の射出のみならず、銅合金等の750℃以上の溶湯の射出にも好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のダイカスト用スリーブの一例を示す断面図である。
【図２（ａ）】本発明のダイカスト用スリーブの後端部（図1のA部分）の構成の一例を拡大して示す断面図である。
【図２（ｂ）】本発明のダイカスト用スリーブの後端部の構成の他の例を拡大して示す断面図である。
【図２（ｃ）】本発明のダイカスト用スリーブの後端部の構成のさらに他の例を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明のダイカスト用スリーブの他の一例を示す断面図である。
【図４（ａ）】本発明のダイカスト用スリーブの中間筒の突合せ部（図3のC部分）の一例を示す断面図である。
【図４（ｂ）】本発明のダイカスト用スリーブの中間筒の突合せ部の他の例を示す断面図である。
【図５（ａ）】本発明のダイカスト用スリーブのさらに他の一例を示す断面図である。
【図５（ｂ）】本発明のダイカスト用スリーブのさらに他の一例を示す断面図である。
【図６（ａ）】本発明のダイカスト用スリーブにおいて、先端部材と後方部材との突合せ部（図1のB部分）の一例を示す断面図である。
【図６（ｂ）】本発明のダイカスト用スリーブにおいて、先端部材と後方部材との突合せ部の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施形態を、添付図面を参照して以下詳細に説明するが、本発明は勿論それらに限定されるものではない。各実施形態に関する説明は、特に断りがなければ他の実施形態にも適用できる。
【００２５】
[1] ダイカスト用スリーブ
(1)構成
図1は第一のダイカスト用スリーブ1の実施形態を示す。このダイカスト用スリーブ1は、低熱膨張性金属材料からなる外筒2と、前記外筒2の射出口10側の内面に嵌着された低熱膨張性金属材料からなる先端部材3と、前記先端部材3の後端側端面に密着して配置された後方部材4とを備え、
前記後方部材4は、前記外筒2の内面に嵌着された中間筒5と、前記中間筒5の内面に嵌着された内筒6とから構成され、
前記中間筒5は、25℃における熱伝導率が24 W/(m・K)未満の窒化珪素質セラミックスからなり、
前記内筒6は、耐熱衝撃温度750℃以上、及び25℃における熱伝導率が25 W/(m・K) 以上の窒化珪素質セラミックスからなり、
前記中間筒5の後端側に、前記内筒6のダイカスト稼働時の温度上昇による伸びを抑制するための係合部9を有する。なお本発明において、先端側とは射出口10側のことであり、後端側又は後方側とは射出口10側とは軸方向の反対側のことである。
【００２６】
外筒2の後端面には後端リング部材8がボルト81により固定されている。外筒2の外周面には先端側に小径部21が形成されており、外筒2の小径部21がダイカストマシン（図示せず）の固定型内に挿入されダイカストマシンに固定される。外筒2は後端面付近の側面に開口部を有し、後方部材4を構成する中間筒5及び内筒6は外筒2の開口部と整合する位置に開口部を有する。連通するこれらの開口部は溶湯の供給口9を構成する。外筒2の寸法は、例えば内径60〜250 mm、外径100〜350 mm、軸方向の全長200〜1300 mmとすることができる。
【００２７】
外筒2は、低熱膨張金属からなり、20〜200℃の平均熱膨張係数αAが1〜5×10-6/℃であり、20〜600℃の平均熱膨張係数が5〜9.5×10-6/℃である。外筒2は、20℃〜500℃の温度における引張強さが590 MPa以上である高強度低熱膨張金属からなるのが好ましい。
【００２８】
先端部材3は、低熱膨張金属からなり、20〜200℃の平均熱膨張係数αBが1〜5×10-6/℃であり、20〜600℃の平均熱膨張係数が5〜9.5×10-6/℃である。先端部材3は、20℃〜500℃の温度における引張強さが590 MPa以上である高強度低熱膨張金属からなるのが好ましい。
【００２９】
外筒2の20〜200℃の平均熱膨張係数αAと先端部材3の20〜200℃の平均熱膨張係数αBとの差は、-1×10-6/℃〜1×10-6/℃であるのが好ましい。このように外筒2と先端部材3と20〜200℃の平均熱膨張係数の差を小さくすることにより、外筒2と先端部材3とを焼嵌めによって嵌着したときに実用温度域（外筒2の温度が約200℃）で先端部材3が緩むことがない。
【００３０】
セラミック製の後方部材4（中間筒5及び内筒6）の先端側に金属製の先端部材3を設けることにより、セラミックス製の中間筒5及び内筒6が射出口10側の先端に露出せず、セラミックス製の中間筒5及び内筒6の損傷を防ぐことができる。
【００３１】
中間筒5は、熱伝導率が24 W/(m・K)未満の窒化珪素質セラミックスからなり、20〜200℃までの平均熱膨張係数及び20〜600℃までの平均熱膨張係数が6×10-6／℃以下であるのが好ましく、4×10-6／℃以下であるのがより好ましく、1〜4×10-6／℃であるのが最も好ましい。中間筒5は、熱伝導率が24 W/(m・K)未満の窒化珪素質セラミックスからなるため、保温効果が大きく、溶湯の熱によって外筒2が加熱され変形するのを防止する。中間筒5を構成する窒化珪素質セラミックスの熱伝導率は20 W/(m・K)以下であるのが好ましく、18 W/(m・K)以下であるのがより好ましい。
【００３２】
内筒6は、耐熱衝撃温度750℃以上、及び25℃における熱伝導率が25 W/(m・K) 以上の窒化珪素質セラミックスからなり、20〜200℃までの平均熱膨張係数及び20〜600℃までの平均熱膨張係数が6×10-6／℃以下であるのが好ましく、4×10-6／℃以下であるのがより好ましく、1〜4×10-6／℃であるのが最も好ましい。
【００３３】
内筒6は、25℃における熱伝導率が25 W/(m・K) 以上の窒化珪素質セラミックスにより形成されているため、溶湯によって加熱されたスリーブ底側の熱を円周方向へ効率的に伝導させることができ、外筒2への加熱を円周方向でより均一にし、ダイカストスリーブの変形を防止することができる。内筒65を構成する窒化珪素質セラミックスの熱伝導率は30 W/(m・K)以上であるのが好ましく、50 W/(m・K)以上であるのがより好ましい。
【００３４】
内筒6は、耐熱衝撃温度750℃以上の窒化珪素質セラミックスにより形成されているため、アルミニウム合金等の非鉄金属の溶湯に対する耐食性、耐摩耗性に優れており、スリーブ内面の溶損及び摩耗を低減できる。耐熱衝撃温度は800 ℃以上であるのが好ましく、900 ℃以上であるのがより好ましい。また内筒6の25℃での4点曲げ強度は、800 MPa以上であるのが好ましく、880 MPa以上であるのがより好ましい。なお耐熱衝撃温度及び4点曲げ強度は、それぞれJIS R1601 2008及びJIS R1648 2002に記載の方法で求めた値である。
【００３５】
中間筒5及び内筒6の後端側には、前記内筒6のダイカスト稼働時の温度上昇による伸びを抑制するための係合部9が設けられている。中間筒5及び内筒6はともに20〜200℃までの平均熱膨張係数が6×10-6／℃以下である窒化珪素質セラミックス及び窒化珪素質セラミックスによって構成されているが、内筒6は直接溶湯に接触しているため中間筒5よりも高温になる。また低熱膨張性金属材料からなる外筒2は、熱伝導率の低い中間筒3を介しているので、内筒2からの熱が伝わりにくく構成されている。このため内筒6は中間筒5及び外筒2よりも軸方向への熱膨張が大きくなり、内筒6と中間筒5との間にズレが発生したり、ダイカストスリーブに反りが発生したりする。中間筒5及び内筒6の後端側に係合部9を設けることにより、内筒6のダイカスト稼働時の温度上昇による伸びを抑制することができ、上記のズレや反りの発生を防止することができる。また内筒6に軸方向の圧縮応力をかけることができるので、内筒6表面の剥離をより防止できる。
【００３６】
係合部9は、内筒6が中間筒5に対して軸方向に伸びるのを抑制することのできる構成であればどのような形状でも良い。例えば、図2(a)に示すように、中間筒5の後端側の端部に段差9aを設けて、内筒6に、前記段差9aに対応するように周方向の溝を形成して係合部9を構成しても良い。また図2(b)に示すように、前記段差9aを、傾斜部を有する段差9bとして構成しても良いし、図2(c)に示すように、単に傾斜部9cで構成してもよい。
【００３７】
中間筒5の厚さは内筒6の厚さよりも大きくするのが好ましい。中間筒5を内筒6よりも厚く構成することにより、中間筒5に内筒6を焼嵌めたときに内筒6にかかる周方向の圧縮応力がより大きくなるため、内筒6の耐熱衝撃性及び強度を高め、内筒6表面の剥離を防止できる。中間筒5の厚さは、内筒6の厚さの1.2〜1.5倍であるのがより好ましい。
【００３８】
中間筒5は、図3に示すように、軸方向に分割された複数の部分からなっていてもよい。図3では中間筒5を中間筒5a,5b,5cの3つの部分に分割した構成を示したが、分割数及び分割箇所はこれに限定されない。このように中間筒5を分割することにより、セラミックス製の中間筒5及び内筒6の焼嵌め作業を円滑容易とすることができる。
【００３９】
分割された複数の中間筒の突合せ部は、図4(a)に示すように、軸方向に対して垂直であっても良いが、図4(b)に示すように、軸方向に対して傾斜しているのがより好ましい。このとき傾斜角αは、15〜75°であるのが好ましく、30〜60°であるのがより好ましい。このように、傾斜を設けることにより、外筒２がダイカスト稼働時のダイカストスリーブの天地の温度差により熱変形（ダイカストスリーブ反り）した場合であっても内筒6にその変形による曲げ応力を軽減するという効果が発揮される。また突合せ部分の端面（突合せ面）は、外筒2が熱変形した場合であっても内筒6にその変形が及ばないように、中間筒5の内面側及び外面側にR面取りを形成するのが好ましい。
【００４０】
低熱膨張金属からなる外筒2は、セラミックス製の中間筒5及び内筒6（後方部材4）よりも20〜600℃の熱膨張係数が大きいため、焼嵌め時の加熱温度550〜600℃において、外筒2とセラミックス製の中間筒5及び内筒6の焼嵌め作業が円滑容易にできる。さらに実用温度域（外筒2の温度が約200℃：通常、先端部材3の外周は水冷機構が装備される）においては、外筒2と中間筒5と内筒6との熱膨張係数差が小さいので、外筒2と中間筒5、及び中間筒5と内筒6とが緩むことがなく、強固に装着される。また外筒2と先端部材3とは同じ低熱膨張性金属で構成されており、外筒2の20〜200℃の平均熱膨張係数αAと先端部材3の20〜200℃の平均熱膨張係数αBとの差は、-1×10-6/℃〜1×10-6/℃であるので緩むことがない。従って、ダイカスト鋳造中に先端部材3と後方部材4（中間筒5及び内筒6）との間に隙間が生じにくくなり、隙間にアルミニウムが侵入固化して、プランジャーチップが引っかかって抵抗が増すという問題を防ぐことができる。
【００４１】
外筒2の厚さは中間筒5の厚さと内筒6の厚さの合計よりも大きくなるように構成するのが好ましい。外筒2を中間筒5＋内筒6よりも厚く構成することにより、外筒2に中間筒5及び内筒6を焼嵌めたときに中間筒5及び内筒6にかかる周方向の圧縮応力がより大きくなるため、中間筒5及び内筒6の耐熱衝撃性及び強度を高め、内筒6表面の剥離を防止できる。外筒2の厚さは、中間筒5の厚さと内筒6の厚さの合計の1.2倍以上であるのが好ましく、1.5倍以上であるのがより好ましい。
【００４２】
外筒2を構成する低熱膨張金属の20〜200℃の熱膨張係数が1×10-6/℃未満の場合は、580 MPa以上の高強度を有し、かつダイカスト鋳造の繰り返し負荷に耐えうる耐久性に優れた低熱膨張金属を得ることが難しく、焼嵌めの際に外筒2に過大な引張応力が発生して破損のリスクがあり、5×10-6/℃超の場合は中間筒5と外筒2とが緩み、ダイカスト鋳造中に後方部材4の早期割損や先端部材3と後方部材4との間に隙間が生じる。また外筒2を構成する低熱膨張金属の20〜600℃の熱膨張係数が5×10-6/℃未満の場合は、後方部材4（中間筒5及び内筒6）との焼嵌め作業が円滑容易にできず、9.5×10-6/℃超の場合は、相対的に20〜200℃の熱膨張係数も大きくなる。
【００４３】
先端部材3を構成する低熱膨張金属の20〜200℃の熱膨張係数が1×10-6/℃未満の場合は、外筒2より熱膨張係数が小さくなるため、先端部材と外筒2とが緩み、ダイカスト鋳造中に先端部材3と後方部材4との間に隙間が生じ、5×10-6/℃超の場合は、セラミックス製の後方部材4との熱膨張係数の差が大きくなるため、ダイカスト鋳造中にセラミックス製の後方部材4の内径と先端部材3の内径の差（段差）が大きくなりプランジャーチップの摺動抵抗が大きくなる。また先端部材3を構成する低熱膨張金属の20〜600℃の熱膨張係数が5×10-6/℃未満の場合は、先端部材3を外筒2に焼嵌めた際、先端部材3の後端側端面とセラミックス製の後方部材4の射出側端面との密着が得られず、9.5×10-6/℃超の場合は、相対的に20〜200℃の熱膨張係数も大きくなる。
【００４４】
外筒の平均熱膨張係数（平均線膨張係数又は平均線膨張率に相当）は、JIS Z 2285-2003「金属材料の線膨張係数の測定方法」に基づいて測定する。セラミックス製内筒の平均熱膨張係数は、JIS R 1618-2002「ファインセラミックスの熱機械分析による熱膨張の測定」に基づいて測定する。平均熱膨張係数の測定装置としては示差膨張式熱機械分析装置を用いる。
【００４５】
先端部材3は、図1に示すように外筒2の先端部に焼嵌めにより固定しても良いし、図5(a)に示すように、外筒2及び先端部材3の先端部の突合せ部を全周にわたって溶接して固定してもよいし、図5(b)に示すように、先端部材3に外筒2の外径と同じ外径のフランジ部3aを形成し、フランジ部3aと外筒2との突合せ部を全周にわたって溶接して固定してもよい。先端部材3を外筒2に溶接によって固定した場合、図5(a)及び図5(b)に示すように、外筒2と先端部材3との突合せ部、又は外筒2とフランジ部3aとの突合せ部に、それぞれ溶接部11a又は溶接部11bを有する。このように、外筒2と先端部材3とを溶接により固定することにより、焼嵌めによる固定よりもより確実に先端部材3を外筒2に固定することができる。外筒2と先端部材3との固定は、焼嵌めと溶接とを組み合わせて行ってもよい。
【００４６】
先端部材2の軸方向長さは、外筒3の軸方向長さの5〜30％であるのが好ましく、10〜30%であるのがより好ましい。特に先端部材3を焼嵌めによって外筒2に固定する場合、先端部材3の軸方向長さが外筒3の軸方向長さの5%未満であると、外筒2による先端部材3への焼嵌め力が低下し、使用中に先端部材3が軸方向に移動して先端部材3と後方部材4との間に隙間が生じたり、セラミックス製後方部材4の先端（射出口側）付近が損傷したりする。先端部材3の軸方向長さが外筒3の軸方向長さの30%超であると、先端部材3の後端側内表面で生じた凝固片がダイカスト製品に混入して、製品に破断チル層が形成され製品不良が発生する可能性がある。
【００４７】
先端部材3の外面の後端側に小径部を有しているのが好ましい。小径部は、図6(a)に示すように、先端部材の後端側の外周面にテーパ12aを設けて形成しても良いし、図6(b)に示すように、先端部材の後端側の外周面に段差12bを設けて形成しても良い。前記小径部の軸方向長さは、先端部材の軸方向長さの2〜20%であるのが好ましく、小径部の最小径dと前記先端部材の外径Dとの比d/Dは、0.98≦d/D＜1であるのが好ましい。このように先端部材が、その外面の後端側に小径部を有していることにより、ダイカスト鋳造中に先端部材が膨張した場合であっても、小径部に対向する外筒との間に空間があるため、この部分の外筒に内圧がかからず、窒化珪素質セラミックス製後方部材の先端側の焼嵌めが緩むのを防ぐことができ、セラミックス先端側の割れを防止することができる。
【００４８】
後方部材は、その先端側内面に面取り部13を有するのが好ましい。前記面取り部13は、軸方向長さ1〜4 mmで内面となす角が5〜50°の角度で形成するのが好ましい。このように後方部材の先端側内面に面取り部を有することにより、セラミックス製後方部材の先端側角部の割れを防止することができる。前記面取り部13は、長さ1〜2 mmで20〜30°の角度で形成するのがより好ましい。
【００４９】
先端部材3の少なくとも先端側端面及び内周面には、耐溶損性の高い金属からなる耐食層が形成されているのが好ましい。耐食層の形成は、低熱膨張性金属材料と耐食層の材料とが相互に拡散するような方法での接合、すなわち冶金的な接合によるのが好ましい。このような接合方法として、肉盛溶接、溶射等が挙げられる。特に肉盛溶接は、溶射に比べて厚い層が形成でき、母材と肉盛層とが冶金的接合するため、耐溶損性の高い耐食層が形成されるので好ましい。耐食層の厚さは、好ましくは0.5〜5 mmであり、より好ましくは2〜3 mmである。本発明のダイカスト用スリーブでは、アルミニウム合金などの非鉄金属溶湯は、先端部材の先端側端面及び内周面、後方部材の内周面に直接触れることになるため、先端部材では少なくとも先端側端面及び内周面に耐食層が形成されていればよいが、後方側端面、外周面に耐食層が形成されていても構わない。
【００５０】
(2)材料
(a)中間筒
中間筒を構成する窒化珪素質セラミックスとしては、窒化珪素結晶のSi、Nの一部をAl、Oで置換固溶したサイアロンセラミックスが好ましい。サイアロンセラミックスはサイアロン結晶粒子及びSiO2、Al2O3、希土類酸化物等からなる粒界相から構成されているのが好ましい。サイアロンセラミックスは、窒化珪素結晶にアルミニウム及び酸素が固溶しているため熱伝導率を低くすることができ、25℃における熱伝導率が24 W/(m・K)未満となる。また、サイアロンセラミックスの20〜200℃までの平均熱膨張係数及び20〜600℃までの平均熱膨張係数は1〜4×10-6／℃である。
【００５１】
(b)内筒
内筒を構成する窒化珪素質セラミックスは、窒化珪素とSiO2、MgO、希土類酸化物等からなる粒界相とからなり、不純物として含まれるアルミニウムが0.1質量％以下であるのが好ましい。また、機械的強度を向上させる目的で金属窒化物、金属炭化物、金属ホウ化物などの微粒子を含有しても良い。このような窒化珪素質セラミックスは、25℃における熱伝導率が25 W/(m・K) 以上であり、20〜200℃までの平均熱膨張係数及び20〜600℃までの平均熱膨張係数が1〜4×10-6／℃である。また耐熱衝撃温度は750℃以上、25℃での4点曲げ強度が800 MPaを超える耐衝撃性及び強度を有する。このような窒化珪素質セラミックスとしては、例えば、特許第4348659号に記載の高熱伝導窒化珪素素質焼結体が挙げられる。
【００５２】
(c)外筒
外筒を構成する低熱膨張性金属材料は、29〜35質量%のNi、12〜23質量%のCo、0.5〜1.5質量%のAl及び0.8〜3質量%のTiを含有するFe-Ni-Co-Al-Ti基合金であるのが好ましい。このような材料を用いることにより、外筒の強度を高めることもできる。より好ましくは、30〜35質量%のNi、12〜17質量%のCo、0.5〜1.5質量%のAl及び1.5〜3質量%のTiを含有するFe-Ni-Co-Al-Ti基合金である。Al及びTiは析出強化元素であり、強度（例えば引張強さ）の向上に寄与する。Al及びTiの他に析出強化元素としてはNbを用いることができる。Al及びTiの含有に併せて、Nbを含有してもよい。Nbは2〜5質量％が好ましい。このような外筒を構成する材料は、29〜35質量%のNi、12〜23質量%のCo、0.5〜1.5質量%のAl、0.8〜3質量%のTi、残部Fe及び不可避不純物からなるのが好ましく、30〜35質量%のNi、12〜17質量%のCo、0.5〜1.5質量%のAl及び1.5〜3質量%のTi、残部Fe及び不可避不純物からなるのがさらに好ましい。
【００５３】
外筒をFe-Ni-Co-Al-Ti基合金で構成して熱処理を行うことによって、外筒は高強度になる。熱処理としては、例えば、固溶化処理（900〜1000℃）と、それについで行う時効処理（580〜750℃）との組み合わせが挙げられる。例えば、外筒の300℃及び400℃における引張強さは800 MPa以上であるのが好ましく、900 MPa以上であるのがより好ましい。このような高温強度を有することにより、ダイカスト用スリーブ1内に注入された溶湯を射出する際の内部応力に対してセラミックス製後方部材を十分に保護することができる。また、外筒は室温で、15％以上（特に20％以上）の伸び、20 W/(m・K) 以下の熱伝導率、及び130 GPa以上のヤング率を有するのが好ましい。
【００５４】
(d)先端部材
先端部材を構成する低熱膨張性金属材料は、外筒を構成する低熱膨張性金属材料と同じ材料、すなわち29〜35質量%のNi、12〜23質量%のCo、0.5〜1.5質量%のAl及び0.8〜3質量%のTiを含有するFe-Ni-Co-Al-Ti基合金であるのが好ましい。より好ましくは、30〜35質量%のNi、12〜17質量%のCo、0.5〜1.5質量%のAl及び1.5〜3質量%のTiを含有するFe-Ni-Co-Al-Ti基合金である。このような先端部材の母材を構成する材料は、29〜35質量%のNi、12〜23質量%のCo、0.5〜1.5質量%のAl、0.8〜3質量%のTi、残部Fe及び不可避不純物からなるのが好ましく、30〜35質量%のNi、12〜17質量%のCo、0.5〜1.5質量%のAl及び1.5〜3質量%のTi、残部Fe及び不可避不純物からなるのがさらに好ましい。
【００５５】
先端部材の耐食層を構成する材料は、0.2〜0.7質量%のC、1〜7質量%のCr及び1〜20質量%のNi、残部実質的にFe及び不可避不純物からなるFe-C-Ni-Cr基合金であるのが好ましい。この合金は炭化物が微細に分散しているため耐摩耗性が高く、かつ合金中に分散した炭化物が非鉄溶融金属と反応し難いため耐溶損性に優れている。このFe-C-Ni-Cr基合金は、さらに0.5〜3質量%のMo、0.3〜1.5質量%のV、2質量%以下のCo、0.5質量%以下のAl、0.5質量%以下のTi、0.5質量%以下のSi、1.0質量%以下のMn、0.04質量%以下のP及び0.03質量%以下のSを含有してもよい。このFe-C-Ni-Cr基合金は、さらに0.1〜4質量%のWを含有しても良い。
【００５６】
前記耐食層の表面から深さ0.5 mmまでの部分（表層部）は、C含有量が0.2〜0.7質量%、Cr含有量が2〜7質量%であり、Ni含有量が１〜12質量%であるのが好ましい。表層部のC含有量、Cr含有量及びNi含有量が前記の範囲にあることにより、耐食層の表面の耐食性及び耐摩耗性がより優れたものになる。
【００５７】
耐食層は、さらにその表面に厚さ150〜500μmの窒化層を有するのが好ましい。Fe-C-Ni-Cr基合金からなる耐食層は、窒素との親和力が強いCrを含有しているため、合金への窒素の拡散を容易にし、窒化物を多量に含んだ窒化層を形成しやすい。窒化層は最表面に形成される鉄窒化物により溶融金属と反応が起こり難くなる。以上の理由から、耐溶損性に優れたFe-C-Ni-Cr基合金からなる被覆層、及び非鉄溶融金属に接触する最表面部分に形成された窒化層を有する構造とすることにより、非鉄溶融金属との反応に起因する溶損を抑えることができる。また、たとえ窒化層の一部が使用中に消滅した場合にも、Fe-C-Ni-Cr基合金の被覆層の耐溶損性により溶融金属の侵入に基づく溶損が起こり難く、溶損が急速に進行することを抑えることができる。
【００５８】
窒化層は、耐食層の表面に、侵硫窒化、塩浴軟窒化、ガス窒化、ガス軟窒化、プラズマ窒化等の窒化処理により形成することができる。中でも侵硫窒化は、Sを含有するため潤滑性が改善され、プランジャーチップとの摺動抵抗を低減する効果もあるため好ましい。
【００５９】
[2] ダイカスト用スリーブの製造方法
本発明のダイカスト用スリーブは、中間筒に内筒を焼嵌めて後方部材とし、得られた後方部材を外筒に焼嵌めて冷却した後に、先端部材を外筒の先端部に焼嵌めし嵌着する、又は溶接により固定することによって製造する。先端部材には、必要に応じて、少なくとも先端側端面及び内周面に耐食層を接合する。
【００６０】
(1)耐食層の接合
先端部材の少なくとも先端側端面及び内周面への耐食層の接合は、先端部材の母材の材料（低熱膨張性金属材料）と耐食層の材料とが相互に拡散するような方法、すなわち冶金的な方法で行うのが好ましい。母材の材料と耐食層の材料とが相互に拡散することにより、母材と耐食層とを高い密着度で接合することができる。このような接合方法として、肉盛溶接、溶射等が挙げられる。特に肉盛溶接は、溶射に比べて厚い層が形成でき、母材と肉盛層とが冶金的接合するため、耐溶損性の高い耐食層が形成されるので好ましい。
【００６１】
耐食層を肉盛溶接で形成する場合、１回で所望の厚さに肉盛溶接してもよいが、２回以上に分けて肉盛溶接するのが好ましい。２回に分けて肉盛溶接を行う場合、例えば、１回目は所望の厚さの半分の厚さに肉盛溶接し、２回目に所望の厚さになるように残りの厚さ分を肉盛溶接することによって耐食層を形成する。具体的には、１回目の肉盛溶接では1.5〜2.5 mmの耐食層を形成し、２回目の肉盛溶接では1.5〜2.5 mmの耐食層を形成するのが好ましい。１回目の肉盛溶接の後、表面を0.1〜0.5 mm程度加工除去した後に、２回目の肉盛溶接を行っても良い。２回目の肉盛溶接後、所望の先端部材の内径になるよう表面を加工する。このように２回以上に分けて肉盛溶接を行うことにより、１回目の肉盛溶接において母材に含まれる金属組成が耐食層に拡散した場合でも、２回目の肉盛溶接において耐食層に拡散する母材の金属組成成分を低減することができ、耐食層の最表面の耐溶損性を確保することができる。
【００６２】
耐食層の形成後、その表面に窒化層を形成する工程を有しても良い。窒化層は、耐食層の表面に、侵硫窒化、塩浴軟窒化、ガス窒化、ガス軟窒化、プラズマ窒化等の窒化処理により形成することができる。中でも侵硫窒化は、Sを含有するため潤滑性が改善され、プランジャーチップとの摺動抵抗を低減する効果もあるため好ましい。
【００６３】
(2) 焼嵌め
(1) 中間筒への内筒の焼嵌め
中間筒への内筒の焼嵌めは、中間筒を加熱し、内筒を挿入した後、中間筒の先端側及び後端側を先に冷却し、中間筒の中央部を後から冷却することによって行うのが好ましい。このように、中間筒の先端側及び後端側を先に冷却することにより、中間筒の両端部が先に嵌着されるので、中間筒と内筒とを位置ずれが起こらない嵌着することができるとともに、内筒に対して軸方向の圧縮応力を付与することができる。このように中間筒の両端部と中央部との冷却タイミングをずらすには、例えば、中間筒外面を中央部、先端側及び後端側の三箇所に分けてバンドヒーターで加熱し、内筒を挿入後、先端側及び後端側のバンドヒーターの電源を落とし、先端側及び後端側を冷却した後で、中央部のバンドヒーターの電源を落とすことによって行う。
【００６４】
内筒の中間筒への焼嵌めは、焼嵌め率0.1/1000〜0.2/1000で行うのが好ましい。なお焼嵌め率は、内筒の焼嵌め前の外径をd1、中間筒の焼嵌め前の内径をD2としたとき、
焼嵌め率=(d1-D2)/D2
で表される。
【００６５】
(2) 外筒への後方部材及び先端部材の焼嵌め
外筒への後方部材及び先端部材の焼嵌めは、後方部材を外筒に焼嵌めて冷却した後に、先端部材を外筒の先端部に焼嵌めし嵌着することによって行うのが好ましい。先端部材の焼嵌めは、先端部材が挿入される部分の外筒外面を加熱し、先端部材を後方部材に密着するように挿入後、先端部材の先端側を先に冷却し、先端部材の後端側を後から冷却することによって行うのが好ましい。このように、先端部材の先端側を先に冷却し、先端部材の後端側を後から冷却することにより、先端部材の先端側が先に嵌着され、後端側が遅れて嵌着されるので、セラミックスからなる後方部材と先端部材との端面突合せ部において、軸方向圧縮応力が付与され、後方部材と先端部材との密着度を高めることができる。このように先端部材の先端側と後端側との冷却タイミングをずらすには、例えば、先端部材が挿入される部分の外筒外面をバンドヒーターで加熱し、先端部材を挿入後、バンドヒーターの電源を落とし、先端部材の半長分だけバンドヒーターを後端側にずらすことによって行う。
【００６６】
後方部材（セラミックス製内筒及び中間筒）の外筒への焼嵌めは、焼嵌め率1/1000〜2/1000及び焼嵌め温度550〜650℃で行うのが好ましい。先端部材（低熱膨張性金属材料からなる母材にFe-C-Ni-Cr基合金からなる耐食層を形成してなる内筒）の外筒への焼嵌めは、焼嵌め率0/1000〜1/1000及び焼嵌め温度400〜450℃で行うのが好ましく、焼嵌め率は0.05/1000〜0.5/1000であるのがより好ましい。
【００６７】
(3) 外筒への先端部材の溶接
後方部材及び先端部材を焼嵌めによって外筒へ固定する代わりに、後方部材を外筒に焼嵌めて冷却した後に、先端部材を溶接によって外筒に固定してもよい。例えば、図5(a)に示すように、外筒2及び先端部材3の先端部の突合せ部を全周にわたって溶接して固定してもよいし、図5(b)に示すように、先端部材3に外筒2の外径と同じ外径のフランジ部3aを形成し、フランジ部3aと外筒2との突合せ部を全周にわたって溶接して固定してもよい。焼嵌めによる固定よりもより確実に先端部材3を外筒2に固定することができる。外筒2と先端部材3との固定は、焼嵌めと溶接とを組み合わせて行ってもよい。
【実施例】
【００６８】
本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００６９】
実施例１
以下のようにして、外筒、先端部材、中間筒及び内筒を準備し、焼嵌め及び加工を行い、図1に示す本発明のダイカスト用スリーブ1を作製した。
【００７０】
(1) 外筒、先端部材、中間筒及び内筒の準備
(a)外筒
32.6質量％のNi、14.9質量％のCo、0.8質量％のAl、2.3質量％のTi、0.04質量％のC、残部Fe及び不可避的不純物からなる高強度低熱膨張性の金属からなる、外径110 mm、内径85 mm及び長さ280 mmの円筒状の外筒を形成した。この外筒の引張強度は1200 MPa、20〜200℃の熱膨張係数は3.2×10-6/℃、20〜300℃の熱膨張係数は3.6×10-6/℃及び20〜600℃の熱膨張係数は9.5×10-6/℃であった。
【００７１】
(b)先端部材
32.6質量％のNi、14.9質量％のCo、0.8質量％のAl、2.3質量％のTi、0.04質量％のC、残部Fe及び不可避的不純物からなる高強度低熱膨張性の金属からなる母材の先端側端面及び内周面に、SKD61を1.5 mmの厚さで肉盛溶接した後、同様にSKD61を１.5 mmの厚さで肉盛溶接し、さらに600℃10時間の条件で時効処理を行った後、その肉盛層の表面を約0.5 mm加工除去して、外径85 mm、内径60 mm及び長さ30 mmの円筒状部材を得た。この部材の後端側の外周面に長さ10 mm及び軸方向に対して5°傾きのテーパを形成した。この外筒の引張強度は1200 MPa、20〜200℃の熱膨張係数は3.2×10-6/℃、20〜300℃の熱膨張係数は3.6×10-6/℃及び20〜600℃の熱膨張係数は9.5×10-6/℃であった。
【００７２】
(c)中間筒
87質量％のSi3N4、6質量％のY2O3、4質量％のAl2O3及び3質量％の21R固溶体からなる原料粉末を湿式混合して噴霧乾燥した後、冷間静水圧プレス（CIP）を用いて100 MPaの圧力で成形し、円筒状の成形体を得た。この成形体を、脱脂後、窒素雰囲気1750℃で焼結し、円筒状サイアロンセラミックスを得た。得られた円筒状サイアロンセラミックスの表面及び内面を加工して、端部に図2(b)に示す形状の段差（高さ1.0 mm）を有し、外径85 mm、内径70 mm及び全長245 mmの中間筒を得た。
【００７３】
(d)内筒
94質量％のSi3N4、4質量％のY2O3、2質量％のMgOからなる原料粉末を湿式混合して噴霧乾燥した後、冷間静水圧プレス（CIP）を用いて100 MPaの圧力で成形し、円筒状の成形体を得た。この成形体を、脱脂後、窒素雰囲気1700℃で焼結し、円筒状窒化珪素質セラミックスを得た。得られた円筒状窒化珪素質セラミックスの表面及び内面を加工して、端部に図2(b)に示す形状の周方向溝（深さ 1.0 mm）を有し、外径 70 mm、内径 60 mm及び全長 245 mmの内筒を得た。
【００７４】
(2)焼嵌め
まず内筒6を中間筒5に、焼嵌め率0.1/1000で焼嵌めし後方部材4を得た。中間筒5への内筒6の焼嵌めは、中間筒5外面を中央部、先端側及び後端側の三箇所に分けてバンドヒーターで加熱し、内筒6を挿入後、先端側及び後端側のバンドヒーターの電源を落とし、先端側及び後端側を冷却した後で、中央部のバンドヒーターの電源を落とすことによって行った。このように、中間筒の先端側及び後端側を先に冷却することにより、中間筒の両端部が先に嵌着されるので、中間筒と内筒とを位置ずれが起こらない嵌着することができた。
【００７５】
次に、後方部材4を外筒2に、焼嵌め率1/1000及び焼嵌め温度650℃で焼嵌めした後、さらに先端部材3を外筒2に、焼嵌め率0.05/1000及び焼嵌め温度250℃で焼嵌めした。先端部材3の焼嵌めは、先端部材3が挿入される部分の外筒外面をバンドヒーターで加熱し、先端部材3を後方部材4に密着するように挿入後、バンドヒーターの電源を落とし、先端部材3の半長分だけバンドヒーターを後端側にずらすことによって行った。このようにして焼嵌めすることにより、先端部材3の先端側が先に冷却され嵌着し、その後、先端部材3の後端側を遅れて嵌着するので、後方部材4と先端部材3との端面突合せ部が強固に密着した。
【００７６】
(3)加工
焼嵌め後、内径、外径及び端面を仕上げ加工し、後端リング（長さ50 mm）を装着し、ボルト固定した。なお先端部材の先端側端面（肉盛溶接した面）は加工しなかった。
【００７７】
このようにして作製したダイカスト用スリーブ1を型締力1,650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SKD61からなるプランジャーチップを使用し、1200℃の銅合金製部品のダイカストに使用した結果、セラミックス内筒表面の剥離や内筒が変形することによるセラミックの破損は発生せず、安定した射出を行えることを確認した。
【符号の説明】
【００７８】
1・・・ダイカスト用スリーブ
2・・・外筒
3・・・先端部材
3a・・・フランジ部
4・・・後方部材
5・・・中間筒
6・・・内筒
9・・・係合部
8・・・後端リング部材
81・・・ボルト
9・・・係合部
9a・・・段差
9b・・・傾斜部を有する段差
9c・・・傾斜部
10・・・射出口
11a,11b・・・溶接部
12a・・・テーパ
12b・・・段差
13・・・面取り部
【図１】
2019177416.tif 000003
【図２（ａ）】
2019177416.tif 000004
【図２（ｂ）】
2019177416.tif 000005
【図２（ｃ）】
2019177416.tif 000006
【図３】
2019177416.tif 000007
【図４（ａ）】
2019177416.tif 000008
【図４（ｂ）】
2019177416.tif 000009
【図５（ａ）】
2019177416.tif 000010
【図５（ｂ）】
2019177416.tif 000011
【図６（ａ）】
2019177416.tif 000012
【図６（ｂ）】
2019177416.tif 000013