(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空円筒状の鋼製外筒の内面側にニッケルを主体とする耐摩耗耐食性合金からなるライニ
ング層を形成した成形機用シリンダにおいて、前記ライニング層と鋼製外筒の間に中間層
を形成し、該中間層はニッケルを主体とする基地中に金属タングステンおよびタングステ
ンを主体とする合金のいずれか１種以上からなる高融点粒子を含んでなることを特徴とす
る成形機用シリンダ。
【請求項２】
前記中間層の成分が質量％で、Ｂ：０．５〜３．５％、Ｗ：２０．０〜６０．０％および
残部実質上Ｎｉからなることを特徴とする請求項１に記載の成形機用シリンダ。
【請求項３】
前記中間層の成分が質量％で、Ｂ：０．５〜３．５％、Ｗ：２０．０〜６０．０％、Ｃ：
０．５〜３．５％および残部実質上Ｎｉからなる組成を有することを特徴とする請求項１
に記載の成形機用シリンダ。
【請求項４】
前記中間層は、さらに質量％で、Ｓｉ：０．５〜５．０％、Ｃｒ：１．０〜１０．０％、
Ｃｏ：１．０〜２０．０％およびＦｅ：２０．０％以下の元素のうち少なくとも一種を含
有することを特徴とする請求項２または３に記載の成形機用シリンダ。
【請求項５】
前記中間層は、さらに質量％で、Ｍｎ：２．０％以下およびＣｕ：５．０％以下の元素の
うち少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の成形機
用シリンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として樹脂の成形機に用いられ、中空円筒形状の鋼製外筒の内面側にライニング層を形成した複合構造のシリンダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック製品等の成形に用いられる樹脂成形機用シリンダは、加熱成形中の樹脂または樹脂に加えられた添加剤による腐食および摩耗を抑制するために、主に鋼からなる中空円筒状の鋼製外筒の内面側に、耐摩耗性と耐食性を有する合金（以下、耐摩耗耐食性合金と称す）からなるライニング層を形成している。鋼製外筒の内面側に耐摩耗耐食性合金からなるライニング層を形成する方法としては、遠心鋳造法、熱間静水圧焼結法、焼き嵌め法等が採用されている。
【０００３】
ライニング層を形成する耐摩耗耐食性合金としては、ニッケル基合金、コバルト基合金などが用いられている。
【０００４】
特許文献１には、重量比で、Ｃｒ５〜１０％、Ｂ２．５〜４％、Ｓｉ２．５％〜１０％、Ｃｏ５％〜４０％、残部実質的にＮｉよりなるプラスチック成形機用シリンダー内面の遠心被覆用耐摩耗、耐食性合金が開示されている。実施例には、前記成分の合金を板状に鋳造した鋳造物を破砕し、外径１３０ｍｍ、内径７０ｍｍ、長さ１０００ｍｍのＳＣＭ製シリンダー内に片肉厚さ４ｍｍの被着を行なうに必要な量を入れ、シリンダー両端にふたをし、約１２００℃に保持された炉中に入れ、被着合金材を溶かしたのち、炉から取り出し直ちに遠心機に組み込み、シリンダーに１５４０ｒｐｍの回転を与えて製造した複合シリンダーが記載されている。
【０００５】
特許文献２には、鋼製シリンダの内周面にメッキ層を形成させた後、同メッキ層の内周面に耐摩耗耐食性合金を遠心被覆法により被覆したプラスチック成形用複合シリンダの製造法が開示されている。特許文献２の目的は、予め鋼製シリンダの内面にニッケル、クローム等をメッキした後、通常の遠心被覆法により、耐摩耗耐食性合金を同メッキの内周面に被着させ、被覆合金中へのＦｅの混入の防止を図る目的であることが述べられている。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５５−８９４５２号公報
【特許文献２】特開昭５９−８３７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
樹脂成形機で樹脂を加熱した際、樹脂の種類によって塩素ガスや硫酸ガスなどの様々な腐食性のガスが発生する。従って、これらの樹脂を成形する樹脂成形機に装着されるシリンダには高い耐食性が要求される。特に、フッ素樹脂を成形する際には、極めて腐食性の高いフッ素ガスが発生する為、シリンダには特に耐食性に優れることが要求される。加えて、シリンダは、成形される樹脂自体やその樹脂に含まれるガラス繊維などの添加物により摩耗するため、耐摩耗性が要求される。腐食や摩耗により、シリンダ内径が径大化すると正常な樹脂成形が困難となる。
【０００８】
特許文献１は、遠心鋳造法を用いてシリンダを製造する場合、ニッケル基合金を鋼製外筒内に封入し、約１２００℃の高温で加熱溶融させるため、溶融したニッケル基合金により鋼製外筒の一部が溶かされて鋼製外筒の主成分である鉄がニッケル基合金中に溶け込んで、ニッケル基合金の耐食性および耐摩耗性を低下させる問題が発生する。
【０００９】
特許文献２は、被覆合金中への溶け込み防止を図ったものであるが、メッキ層は軟質であり、樹脂成形中の圧力により変形しやすく、被着合金層に割れを生じやすい。
【００１０】
したがって、本発明は前記問題を解決するものであり、本発明の成形機用シリンダは、耐食性および耐摩耗性に優れるシリンダを提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的に鑑み、耐摩耗性および耐食性に優れるライニング層を得るのに鋭意研究した結果、本発明者らは下記の知見を得て本発明に想到した。
【００１２】
１．ライニング層中に不可避的に混入する鉄を減少させることで、例えばフッ素のような極めて腐食性の高いガスを発生させる樹脂を成形する場合においても、十分な耐食性を発揮できる。
【００１３】
２．ライニング層への鋼製外筒からの鉄の混入を防止するための中間層を設けることで、ライニング層形成時に不可避的に混入する鉄を低減させ得る。
【００１４】
３．中間層としては、樹脂成形中の圧力による変形を受けにくい強固なものとすることでライニング層の割れを抑制できる。
【００１５】
すなわち、第一の本発明の成形機用シリンダは、中空円筒状の鋼製外筒の内面側にニッケルを主体とする耐摩耗耐食性合金からなるライニング層を形成した成形機用シリンダにおいて、前記ライニング層と鋼製外筒の間に中間層を形成し、該中間層はニッケルを主体とする基地中に金属タングステンおよびタングステンを主体とする合金のいずれか１種以上からなる高融点粒子を含んでなることを特徴とする。
【００１６】
また、第二の本発明の成形機用シリンダは、中空円筒状の鋼製外筒の内面側にニッケルを主体とする耐摩耗耐食性合金からなるライニング層を形成した成形機用シリンダにおいて、前記ライニング層と鋼製外筒の間に中間層を形成し、該中間層はニッケルを主体とする基地中にタングステン化合物からなる高融点粒子を含んでなることを特徴とする。
【００１７】
前記第二の本発明において、タングステン化合物が金属タングステン中に炭化タングステンを分散させたものであることを特徴とする。
【００１８】
また、第一および第二の本発明において、高融点粒子が面積率で２０〜８０％含有することを特徴とする。
【００１９】
第一および第二の本発明において、高融点粒子の最大長さが２５０μｍ以下であることを特徴とする。
【００２０】
第一の本発明において、中間層の成分が質量％で、Ｂ：０．５〜３．５％、Ｗ：２０．０〜６０．０％および残部実質上Ｎｉからなることを特徴とする。
【００２１】
第二の本発明において、中間層の成分が質量％で、Ｂ：０．５〜３．５％、Ｗ：２０．０〜６０．０％、Ｃ：０．５〜３．５％および残部実質上Ｎｉからなる組成を有することを特徴とする。
【００２２】
第一および第二の本発明において、さらに質量％で、Ｓｉ：０．５〜５．０％、Ｃｒ：１．０〜１０．０％、Ｃｏ：１．０〜２０．０％およびＦｅ：２０．０％以下の元素のうち少なくとも一種を含有することを特徴とする。
【００２３】
前記中間層は、さらに質量％で、Ｍｎ：２．０％以下およびＣｕ：５．０％以下の元素のうち少なくとも一種を含有することを特徴とする。
【００２４】
前記中間層の最大厚みが、０．２mm〜２．０mmであることを特徴とする。
【００２５】
前記ライニング層に含まれるＦｅが質量％で６．０％以下であることを特徴とする。
【００２６】
第一および第二の本発明のシリンダが、フッ素樹脂成形機用シリンダであることを特徴とする。
【００２７】
前記中間層を遠心鋳造法により形成したことを特徴とする。
【００２８】
前記ライニング層の融点をＴ１（℃）、前記中間層の融点をＴ２（℃）、鋼製外筒の融点をＴ３（℃）としたとき、下記（１）式を満足することを特徴とする。
Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３  ・・・・・・・・（１）
【００２９】
本発明の成形機用シリンダについて以下に詳述する。
【００３０】
［１］中間層
第一の本発明のシリンダは、ライニング層と鋼製外筒の間に中間層を形成し、該中間層はニッケルを主体とする基地中に金属タングステンおよびタングステンを主体とする合金のいずれか１種以上からなる高融点粒子を含んでなる。なお、本発明の高融点粒子とは、基地の融点よりも高い融点を持つ粒子のことである。金属タングステンは融点が３０００℃以上と極めて高融点である。また、タングステンを主体とする合金も一般的に高融点であり、例えばタングステンを質量％で５０％以上含むニッケル合金の融点は１５００℃以上である。なお、ニッケルを主体とする基地の融点は１０００〜１２００℃である。一方、前記高融点粒子は鋼製外筒（１４００〜１５００℃）よりも融点が高いため、高融点粒子自身を溶融接合させることは困難である。そこで、これらの高融点粒子を、比較的低融点のニッケルもしくはニッケル基合金と混合させることで、中間層として鋼製外筒の内面側に溶着することができる。
【００３１】
また、第二の本発明のシリンダは、ライニング層と鋼製外筒の間に中間層を形成し、該中間層はニッケルを主体とする基地中にタングステン化合物からなる高融点粒子を含んでなる。タングステン化合物も高融点であり、例えばタングステン炭化物の融点は２４００℃以上である。この高融点粒子を、比較的低融点のニッケルもしくはニッケル基合金と混合させることで、中間層として鋼製外筒の内面側に溶着することができる。
【００３２】
タングステン化合物のなかでも、金属タングステン中に炭化タングステンが分散した粒子が、高融点であるとともに被削性に優れるので望ましい。
【００３３】
中間層に含まれる高融点粒子が面積率で２０〜８０％
中間層に含まれる高融点粒子は、面積率で２０〜８０％であり、さらに好ましくは３０〜７０％である。中間層に含まれる高融点粒子が面積率で２０％未満では、中間層自体の融点が低くなる。融点が低いと、ライニング層を高温で加熱溶融して中間層の内面側に溶融接合させる際に、中間層がライニング層へ多量に溶け込む。それに伴い中間層中に含まれる鉄もライニング層に多量に溶け込み、中間層による鉄の混入防止効果が得られない。一方、その面積率が８０％を超えると、中間層にキャビティなどの鋳造欠陥を生じやすく、強度が低下し好ましくない。
【００３４】
高融点粒子の最大長さが２５０μｍ以下
中間層に含まれる高融点粒子の最大長さが２５０μｍより長いと、ミクロ的な組織の均一性が損なわれ、中間層の融点が不均一となり、キャビティなどの鋳造欠陥を生じやすく、強度が低下し好ましくない。
【００３５】
［２］第一の本発明の中間層の組成（質量％）
必須成分
（a１）Ｂ：０．５〜３．０％
硼素は、合金の融点を下げる作用があり、遠心鋳造法で製造する場合、合金溶湯の流動性を高めることにより、シリンダの円周方向ならびに軸方向での合金の均質分布性向上に寄与する。また、硼素は、ニッケルやタングステンの合金元素と結合し硼化物を晶出または析出し、強度向上に寄与する。硼素が０．５％未満ではこの効果が十分に得られない。一方、硼素が３．０％を超えると、硼化物の量が過剰となり、合金溶湯の流動性が低下し、キャビティなどの鋳造欠陥を生じやすく、強度が低下し好ましくない。硼素の含有量は好ましくは１．０〜２．０％である。
【００３６】
（ｂ１）Ｗ：２０．０〜６０．０％
タングステンは主に、第一の本発明の高融点粒子を形成する主要元素であり、中間層の融点を上昇させる。タングステンが２０．０％未満では高融点粒子の量が不足し、十分に融点が上昇しない。一方、タングステンが６０．０％を超えると、高融点粒子の量が過多となり、キャビティなどの鋳造欠陥を生じやすく、強度が低下し好ましくない。
【００３７】
（ｃ１）残部Ｎｉ
ニッケルは高融点粒子を保持する基地を形成する主要元素である。ニッケルは主に金属状態で存在し、一部は硼素などと結合し硼化物となり、基地を強化する。ニッケルは耐食性に優れ、硼素を適切に制御することで他の金属元素、例えば鋼に比べその合金が低融点となる特徴をもつ。なお、中間層には、鋼製外筒より、不可避的不純物として炭素、珪素、マンガン、クロム、鉄が混入する。
【００３８】
［２］第二の本発明の中間層の組成（質量％）
必須成分
硼素、タングステン、ニッケルの限定理由は上記（ａ１）、（ｂ１）、（ｃ１）と同様である。第二の本発明はこれらの元素以外に、次に説明する炭素を含むことを特徴とする。
【００３９】
（ｄ）Ｃ：０．５〜３．５％
炭素は主にタングステンと結合し、高融点粒子の主体である炭化タングステンを形成する。一部の炭素は、基地中の合金元素と結合し炭化物を形成する。炭素が０．５％未満では高融点粒子の主体となる炭化タングステンの量が不足し、中間層自体の融点を十分に上昇させることができない。一方、炭素が３．５％を超えると、高融点粒子の主体となる炭化タングステンの量が過多となり、キャビティなどの鋳造欠陥を生じやすく、強度が低下し好ましくない。炭素含有量は好ましくは２．０〜３．０％である。
【００４０】
［３］中間層の任意成分
上述した第一および第二の本発明の中間層は以下の元素を適宜含有しても良い。
（ｅ）Ｓｉ：０．５〜５．０％
珪素は、合金の融点を下げる作用があり、遠心鋳造法で製造する場合、合金溶湯の流動性を高めることにより、シリンダの円周方向ならびに軸方向での合金の均質分布性向上に寄与する。また、珪素は、基地に固溶して、基地強化に寄与する。珪素が０．５％未満ではこの効果が十分に得られない。一方、珪素が５．０％を超えると、珪化物の量が過剰となり、鋳造欠陥を生じやすく、強度が低下し好ましくない。珪素の含有量は好ましくは１．０〜２．５％である。
【００４１】
（ｆ）Ｃｒ：１．０〜１０．０％
クロムは、主にＢと結合し硼化物を形成し、一部は炭素と結合し炭化物を形成し強度を向上させる。クロムが１．０％未満では、前記の効果が不十分である。一方、クロムが１０．０％を超えると、硼化物の量が過多となり、鋳造欠陥を生じやすく、強度が低下し好ましくない。
【００４２】
（ｇ）Ｃｏ：１．０〜２０．０％
コバルトは合金の靭性向上に有用な元素である。また、コバルトは極めて高価な元素であるため、経済性を考慮し、その含有量を決定するのが望ましい。
【００４３】
（ｈ）Ｆｅ：２０．０％以下
鉄は、遠心鋳造法で鋳造の際、中間層を形成せしめる中間層材溶融時に鋼製外筒を侵食することにより、外筒に含まれる鉄から不可避的に混入する。鉄が２０％を超えると、ライニング層形成時に中間層よりライニング層に混入する鉄の量が多くなり好ましくない。
【００４４】
（ｉ）Ｍｎ：２．０％以下
マンガンは溶湯の脱酸作用を有する。またマンガンは、遠心鋳造の際、主に中間層溶融時に鋼製外筒を侵食することにより外筒に含まれるマンガンから混入する。脱酸作用はマンガンが２．０％あれば十分である。マンガンの含有量は好ましくは０．１〜０．６％である。
【００４５】
（ｊ）Ｃｕ：５．０％以下
銅は基地に固溶し、合金溶湯の融点を上昇させる作用がある。よって、溶湯の融点調整のために添加しても良い。銅は５．０％を超えると鋼製外筒との接合が健全でなくなる。また、銅は極めて高価な元素であるため、経済性を考慮し、その含有量を決定するのが望ましい。
【００４６】
中間層の最大厚みが０．２ｍｍ〜２．０ｍｍ
中間層は、鋼製外筒からライニング層への鉄の混入を防止する。そのため、中間層は、ある程度、半径方向の厚さが必要である。中間層の最大厚みが０．２ｍｍ未満では、ライニング層形成時に中間層自体が溶融してしまうため好ましくない。中間層の最大厚みが２．０ｍｍを超えると、鉄の混入防止効果は飽和する。よって中間層の最大厚みは０．２ｍｍ〜２．０ｍｍが好ましい。
【００４７】
ライニング層に含まれるＦｅが６．０％以下
本発明のライニング層はニッケルを主体とする耐摩耗耐食性合金である。ニッケルを主体とすることで、塩素ガスや硫酸ガスなどの腐食性ガスに対する耐食性に優れる。一方、ライニング層を遠心鋳造法で形成させる際、前記ライニング層は高温で加熱溶融されるため、中間層を侵食する。そのため、中間層に含まれる鉄がライニング層に不可避的に混入する。鉄の含有量が６．０％を越えると、耐食性が低下するとともに、特にフッ素ガスに対する耐食性が低下するため好ましくない。鉄の含有量は少ないほど好ましく、より好ましくは４．０％以下である。
【００４８】
中間層を遠心鋳造法により形成
中間層を遠心鋳造法により形成することにより、金属タングステン、タングステンを主体とする合金およびタングステン化合物のいずれかよりなる高融点粒子を遠心分離させることができる。これにより、より強固な中間層を得られるだけでなく、高融点粒子の面積率を濃化させることができ、中間層の融点を高めることにより、ライニング層への鋼製外筒からの鉄の混入を効果的に低減させ得るので好ましい。
【００４９】
本発明は、鋼製外筒の内面側に中間層を形成させた後、ライニング層を形成させることでライニング層への鉄の混入を防止するものである。また、中間層およびライニング層は遠心鋳造で形成することを特徴とする。よって、鋼製外筒の融点Ｔ３（℃）が中間層の融点Ｔ２（℃）よりも高いことが好ましい。さらに、中間層の融点Ｔ２はライニング層の融点Ｔ１（℃）よりも高いことが望ましい。すなわち、各融点が、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３の関係にあることが好ましい。
【発明の効果】
【００５０】
第一の本発明の成形機用シリンダは、中間層に金属タングステンおよびタングステンを主体とする合金のいずれか１種以上からなる高融点粒子を含んでおり、ライニング層への鉄混入防止効果に優れる。また、第二の本発明の成形機用シリンダは、中間層にタングステン化合物からなる高融点粒子を含み、ライニング層への鉄混入防止効果に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
本発明を以下の実施例により詳細に説明する。なお、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５２】
［実施例１］
ライニング層に与える鉄の影響を調べるために、実験室にて試料を作成しフッ素に対する耐食性試験を行なった。所定の組成に混合した粉末を黒鉛ルツボ内で加熱溶解を行い鋳型に鋳造した。試料は、２ｍｍ×２ｍｍ×１０ｍｍの角型に切り出し、ライニング層試料とした。
【００５３】
これらのライニング層試料を、フッ素に対する耐食性の評価として、試験濃度１０％、温度５０℃のフッ化水素酸水溶液中に２４時間浸漬した。評価は、腐食減量率で行なった。すなわち、下記式の如く、試験前の重量から試験後の重量を減じた値を腐食減量とし、腐食減量と試験前の試験片表面積の比を計算して評価とした。
腐食減量率（ｍｇ／ｃｍ２）＝［腐食減量（ｍｇ）］÷［試験片表面積（ｃｍ２）］
【００５４】
表１に、ライニング層試料の組成（質量％）および腐食減量率の結果を示す。また、図１に試料中の鉄の含有量と腐食減量率の関係を示す。
【００５５】
【表１】
0005177632.tif 000002
【００５６】
表１より、鉄の含有量が高くなると腐食減量率が悪化することが判った。また、図１より、鉄の含有量が６．０％を超えると腐食減量率が急激に悪化することが判明した。
【００５７】
［実施例２］
中間層を形成せしめる粉末として、基地となる合金粉末にあらかじめ準備しておいた本発明の高融点粒子を所定量混合した中間層混合粉末を準備した。また、ライニング層を形成せしめる粉末を、所定量混合したライニング層混合粉末を別途準備した。なお、中間層混合粉末の高融点粒子は粒径が異なるものを数種類使用した。
【００５８】
中間層混合粉末を黒鉛ルツボに投入し、高周波電気炉内で１３００〜１５００℃に加熱溶融した後、鋳型に鋳造し板状の中間層素材を作成した。ライニング層混合粉末も、同様に加熱溶融を行い、板状のライニング層素材を作成した。なお、中間層素材、ライニング層素材および鋼製外筒のサンプルを示差熱分析装置により、各融点の測定を行った。その結果、鋼製外筒の融点Ｔ３（℃）、中間層の融点Ｔ２（℃）、ライニング層の融点Ｔ１（℃）の関係が、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３の関係にあることを確認した。
【００５９】
鋼製外筒は、外径φ１００ｍｍ、長さ８００ｍｍの機械構造用鋼の軸方向に内径φ３４ｍｍの貫通孔を設けたものを準備した。前記外筒の貫通孔内に前記中間層素材を破砕したものを装入し、貫通孔の両端を金属製の蓋で封止した。これを加熱炉中で所定の温度まで加熱し、中間層素材を溶融させた後、遠心鋳造機上にセットした。これを遠心鋳造機で所定の回転数で回転させ、外筒の貫通孔内面に４ｍｍ厚さ程度の中間層を形成させた。これを冷却後、両端の蓋を加工除去し、外径φ１００ｍｍ、長さ７６０ｍｍのシリンダ前駆体とした。また、内径を所定の寸法に加工し、中間層の厚さを調整した。例えば、内径をφ３１ｍｍに加工すれば、中間層厚さは１．５ｍｍとなる。
【００６０】
シリンダ前駆体の断面模式図を図２に示す。図２中のイ部は外筒、ロ部は高融点粒子が分散した層、ハ部は高融点粒子が乏しい層、ニは中空部である。遠心鋳造法により溶融した中間層素材は、外筒（イ部）と溶着する。また、溶融した中間層素材中の高融点粒子は比重が大きいため遠心鋳造時に外筒側に凝集し、高融点粒子が分散した中間層（ロ部）を形成する。比重の小さい残部は中空部（ニ部）側に高融点粒子が乏しい層（ハ部）を形成する。本発明では、前記ハ部およびロ部の一部を加工除去し、前記ロ部を露出させた。
【００６１】
次にそのシリンダ前駆体の貫通孔内に前記ライニング層素材を破砕したものを装入し、貫通孔の両端を金属製の蓋で封止した。これを加熱炉中で所定の温度まで加熱し、ライニング層素材を溶融させた後、遠心鋳造機上にセットした。これを遠心鋳造機で所定の回転数で回転させ、外筒の貫通孔内面に５ｍｍ厚さ程度のライニング層を形成させた。これを冷却後、両端の蓋を加工除去し、外径φ１００ｍｍ、長さ７２０ｍｍのシリンダ材とした。このシリンダ材の内径を、製品内径まで加工して、シリンダ製品とする。
【００６２】
前記のシリンダ材の断面模式図を図３に示す。図３中のイ部は外筒、ロ部は高融点粒子が分散した中間層、ホ部はライニング層、ニは中空部である。遠心鋳造法により溶融したライニング層素材は、中間層（ロ部）と溶着する。
【００６３】
前記シリンダ材の片側端面から５０ｍｍを切断し、外径φ１００ｍｍ、長さ５０ｍｍの供試材を採取した。供試材の中間層部より化学成分測定用の試験片を採取し、各供試材の中間層の化学成分を測定した。また、光学顕微鏡を用いて中間層の厚さを測定した。さらに、高融点粒子の面積率と最大長を、光学顕微鏡および画像解析装置を用いて測定した。また、ライニング層部より化学成分測定用の試験片を採取し、各供試材のライニング層における鉄の含有量を測定した。
【００６４】
また、各供試材の中間層より、５ｍｍ×１．０ｍｍ×４０ｍｍの抗折試験片を採取し、４点曲げ試験を行い抗折力の測定を行った。
【００６５】
表２に第一の本発明の中間層部の測定結果を示す。すなわち、中間層の化学成分（質量％）、中間層に含まれる高融点粒子の種類、面積率（％）および最大長さ（μｍ）、中間層の厚さ（ｍｍ）、中間層の抗折力（ＭＰａ）、ライニング層に含まれる鉄の含有量（質量％）を示す。また、表２中の供試材Ｎｏ．１〜１２は第一の本発明例であり、中間層はニッケルを含む基地と、金属タングステンおよびタングステンを主体とする合金のいずれか一種以上からなる高融点粒子とにより構成されているものである。
【００６６】
【表２】
0005177632.tif 000003
【００６７】
供試材Ｎｏ．１〜３は、中間層に高融点粒子として、それぞれ、金属タングステン、タングステンニッケル合金、金属タングステンとタングステンニッケル合金を混合したものを、面積率で３８〜４１％含有させたものである。抗折力を測定した結果、これらの供試材の中間層における抗折力は７３４〜７４２ＭＰａと十分な強度を持つことがわかった。また、これらの供試材のライニング層に含まれる鉄は２．８〜４．０％となり、耐食性に優れることがわかった。
【００６８】
供試材Ｎｏ．４〜６は、中間層に高融点粒子として、それぞれ、金属タングステン、タングステンニッケル合金、金属タングステンとタングステンニッケル合金を混合したものを、面積率で７２〜７５％含有させたものである。高融点粒子の含有量が比較的多いので、中間層に含まれる鉄の含有量が５．０〜５．８％と低くなる。その結果、中間層からライニング層に混入する鉄の量が少なくなるため、ライニング層の鉄の含有量は１．１〜１．４％と非常に少なく、耐食性に極めて優れる。また、中間層に含まれる高融点粒子が多いため、抗折力は３４９〜３８５ＭＰａと相対的に低くなる。
【００６９】
供試材Ｎｏ．７〜９は、中間層に高融点粒子として、それぞれ、金属タングステン、タングステンニッケル合金、金属タングステンとタングステンニッケル合金を混合したものを、面積率で２１〜２４％含有させたものである。高融点粒子の含有量が比較的少ないので、中間層に含まれる鉄の含有量が１５．４〜１５．７％と高くなる。その結果、中間層からライニング層に混入する鉄の量が多くなるため、ライニング層の鉄の含有量は５．１〜５．６％と相対的に多くなる。また、中間層に含まれる高融点粒子が少ないため、抗折力は８１９〜８２７ＭＰａと優れる。
【００７０】
供試材Ｎｏ．１０〜１２は、供試材Ｎｏ．１を基本材質として、種々の変更を行なったものである。供試材Ｎｏ．１０は、供試材Ｎｏ．１の中間層の基地を、ニッケルと硼素のみで構成したものである。また、前記中間層の基地は鋼製外筒から混入した元素として炭素、珪素、マンガン、クロム、鉄を不純物として含む。本供試材は、基地を強化する珪素の含有量が十分でないため、抗折力が４８４ＭＰａと比較的低い。
【００７１】
供試材Ｎｏ．１１は、供試材Ｎｏ．１の中間層の厚さを、０．３ｍｍに調整したものである。中間層の厚さが供試材Ｎｏ．１に比べて薄いため、ライニング層に対する鉄の混入防止効果が小さくなり、ライニング層の鉄含有量が５．３％と比較的高くなる。なお、本供試材んぼ中間層は、厚さが０．３ｍｍと薄く、抗折試験片を採取できず、抗折力の測定ができなかった。
【００７２】
供試材Ｎｏ．１２は、供試材Ｎｏ．１の中間層中に含まれる高融点粒子の最大長さを２９５μｍと大きくしたものである。その結果、ミクロ的な組織の均一性が損なわれ、中間層の融点が不均一となり、キャビティが発生したため、抗折力が３５３ＭＰａと低くなった。
【００７３】
供試材Ｎｏ．３３は、比較例であり、従来のニッケル基シリンダであり、中間層を持たない。そのため、製造の際に、溶融したニッケル基合金により鋼製外筒の一部が溶かされ、鋼製外筒の主成分である鉄が多量にニッケル基合金中に溶け込む。形成されたライニング層中に含まれる鉄は２２．７％と多量であり、耐食性に極めて劣る。なお、供試材Ｎｏ．３３は第二の本発明の比較例にも用いた。
【００７４】
表３に第二の本発明の中間層部の測定結果を示す。すなわち、中間層の化学成分（質量％）、中間層に含まれる高融点粒子の種類、面積率（％）および最大長さ（μｍ）、中間層の厚さ（ｍｍ）、中間層の抗折力（ＭＰａ）、ライニング層に含まれる鉄の含有量（質量％）を示す。また、表３中の供試材Ｎｏ．２１〜３２は第二の本発明例であり、中間層はニッケルを含む基地と、タングステン化合物からなる高融点粒子とにより構成されているものである。
【００７５】
【表３】
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【００７６】
供試材Ｎｏ．２１〜２３は、中間層に高融点粒子として、それぞれ、炭化タングステン、金属タングステン中に炭化タングステンを分散したもの、炭化タングステンと金属タングステン中に炭化タングステンを分散したものを、面積率で３６〜４６％含有させたものである。抗折力を測定した結果、これらの供試材の中間層における抗折力は７３１〜７５２ＭＰａと十分な強度を持つことがわかった。また、これらの供試材のライニング層に含まれる鉄は３．１〜３．５％となり、耐食性に優れることが判った。
【００７７】
供試材Ｎｏ．２４〜２６は、中間層に高融点粒子として、それぞれ、炭化タングステン、金属タングステン中に炭化タングステンを分散したもの、炭化タングステンと金属タングステン中に炭化タングステンを分散したものを、面積率で７５〜７９％含有させたものである。高融点粒子の含有量が比較的多いので、中間層に含まれる鉄の含有量が５．１〜６．１％と低くなる。その結果、中間層からライニング層に混入する鉄の量が少なくなるため、ライニング層の鉄の含有量は１．０〜１．３％と非常に少なく、耐食性に極めて優れる。また、中間層に含まれる高融点粒子が多いため、抗折力は３５１〜３７５ＭＰａと相対的に低くなる。
【００７８】
供試材Ｎｏ．２７〜２９は、中間層に高融点粒子として、それぞれ、炭化タングステン、金属タングステン中に炭化タングステンを分散したもの、炭化タングステンと金属タングステン中に炭化タングステンを分散したものを、面積率で２１〜２５％含有させたものである。高融点粒子の含有量が比較的少ないので、中間層に含まれる鉄の含有量が１５．０〜１６．３％と高くなる。その結果、中間層からライニング層に混入する鉄の量が多くなるため、ライニング層の鉄の含有量は４．８〜５．１％と相対的に多くなる。また、中間層に含まれる高融点粒子が少ないため、抗折力は８１９〜８４３ＭＰａと優れる。
【００７９】
供試材Ｎｏ．３０〜３２は、供試材Ｎｏ．２１を基本材質として、種々の変更を行なったものである。供試材Ｎｏ．３０は、供試材Ｎｏ．２１の中間層の基地を、ニッケルと硼素のみで構成したものである。また、前記中間層の基地は鋼製外筒から混入した元素として、珪素、マンガン、クロム、鉄を不純物として含む。本供試材は、基地を強化する珪素の含有量が十分でないため、抗折力が５０２ＭＰａと比較的低い。
【００８０】
供試材Ｎｏ．３１は、供試材Ｎｏ．２１の中間層の厚さを、０．３ｍｍに調整したものである。中間層の厚さが供試材Ｎｏ．２１に比べて薄いため、ライニング層に対する鉄の混入防止効果が小さくなり、ライニング層の鉄含有量が５．７％と比較的高くなる。なお、本供試材んぼ中間層は、厚さが０．３ｍｍと薄く、抗折試験片を採取できず、抗折力の測定ができなかった。
【００８１】
供試材Ｎｏ．３２は、供試材Ｎｏ．２１の中間層中に含まれる高融点粒子の最大長さを２９７μｍと大きくしたものである。その結果、ミクロ的な組織の均一性が損なわれ、中間層の融点が不均一となり、キャビティが発生したため、抗折力が３６３ＭＰａと低くなった。
【００８２】
中間層の被削性を勘案し、本発明の供試材Ｎｏ．２２と同様な方法で、外径φ９０ｍｍ×内径φ２８ｍｍ×全長５００ｍｍの成形機用シリンダを製造した。この成形機用シリンダを実際射出成形に供したところ、従来のニッケル基シリンダに比べ、腐食の発生は認められず、優れた耐食性を発揮し、良好に使用できることが判った。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
第一の本発明の成形機用シリンダは、中間層に金属タングステンおよびタングステンを主体とする合金のいずれか１種以上からなる高融点粒子を含んでおり、ライニング層への鉄混入防止効果に優れる。また、第二の本発明の成形機用シリンダは、中間層にタングステン化合物からなる高融点粒子を含み、ライニング層への鉄混入防止効果に優れる。ライニング層への鉄の混入が阻止されることにより、ライニング層は優れた耐食性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】腐食試験結果の図である。
【図２】本発明の成形機用シリンダ前駆体の断面模式図である。
【図３】本発明の成形機用シリンダ材の断面模式図である。
【符号の説明】
【００８５】
イ  鋼製外筒、  ロ  高融点粒子が分散した中間層、  ハ  高融点粒子が乏しい層、
ニ  中空部、  ホ  ライニング層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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