JP3368509B2 - Pressure sensor component and its manufacturing method - Google Patents
Pressure sensor component and its manufacturing methodInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は圧力センサー部品とその
製造方法に関し、更に詳しくは、耐食性や耐熱性が優
れ、受圧面の疲労強度が高いので使用時における信頼性
に富み、例えば圧力検知用のダイヤフラムとして有用な
圧力センサー部品とそれを製造する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure sensor component and a method for manufacturing the same, and more particularly, it is excellent in corrosion resistance and heat resistance and has a high fatigue strength on the pressure receiving surface, and therefore is highly reliable in use. And a method for manufacturing the same, which are useful as diaphragms for pressure sensors.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、圧力検知用のダイヤフラム２
は、全体としてカップ形状をした有底円筒体であり、図
１で示したように、圧力容器１の頂部に底部２ａを突出
させた状態で装着される。このダイヤフラム２におい
て、側壁部２ｂは比較的肉厚であるが、底部２ａは、通
常、0.１０〜0.５０mm程度の薄肉になっていて、この部
分が圧力容器１内の圧力の受圧面として機能する。2. Description of the Related Art For example, a diaphragm 2 for pressure detection.
Is a bottomed cylindrical body having a cup shape as a whole, and is attached to the top of the pressure vessel 1 with the bottom 2a protruding as shown in FIG. In this diaphragm 2, the side wall portion 2b is relatively thick, but the bottom portion 2a is usually thinned to about 0.10 to 0.50 mm, and this portion is the pressure receiving surface of the pressure vessel 1. Function as.
【０００３】すなわち、圧力容器内の圧力変化に応じて
ダイヤフラム２の底部２ａは変化する。そして、この変
化は図示しない検知手段に伝達され、そこで圧力変化と
して検知される。したがって、上記のような使用目的を
有するダイヤフラム２には、次のような性能が要求され
る。すなわち、まず、圧力容器１内は高圧であり、かつ
受圧面である底部２ａは薄肉であるため、受圧面が高圧
力に耐え得るような材料で形成されるべきであるという
ことである。また、底部２ａは圧力の変化に対して繰り
返し変化するので、用いる材料は疲労強度に優れたもの
でなければならないということである。That is, the bottom portion 2a of the diaphragm 2 changes according to the pressure change in the pressure vessel. Then, this change is transmitted to a detection means (not shown), and is detected there as a pressure change. Therefore, the diaphragm 2 having the above purpose of use is required to have the following performance. That is, first, since the pressure vessel 1 has a high pressure and the bottom portion 2a which is a pressure receiving surface is thin, the pressure receiving surface should be formed of a material capable of withstanding a high pressure. Further, since the bottom portion 2a repeatedly changes in response to changes in pressure, the material used must have excellent fatigue strength.
【０００４】更に、ダイヤフラム２は、高温に曝された
り、かつガスや油の中に含有されているＳ成分やＰｂ成
分によって侵食作用を受けるので、耐熱性，耐食性に優
れた材料で構成されることが必要になる。このようなこ
とから、ダイヤフラムの構成材料としては、通常、ＳＵ
Ｓ３１６やＳＵＳ６３０のようなステンレス鋼が使用さ
れている。Further, the diaphragm 2 is exposed to a high temperature and is corroded by the S and Pb components contained in the gas or oil, so that it is made of a material having excellent heat resistance and corrosion resistance. Will be needed. For this reason, the diaphragm constituent material is usually SU
Stainless steel such as S316 and SUS630 is used.
【０００５】ところで、上記したようなダイヤフラム２
は、通常、図２で示したように、所定の鋼種から成り、
所定の直径を有する棒（線）材３を切削加工して製造さ
れている。しかしながら、このような切削加工で製造し
たダイヤフラムには、次のような問題が発生しやすく、
使用時における信頼性の点で多少の不安が残されてい
る。By the way, the diaphragm 2 as described above
Usually consists of a given steel grade, as shown in FIG.
It is manufactured by cutting a rod (wire) material 3 having a predetermined diameter. However, in the diaphragm manufactured by such a cutting process, the following problems easily occur,
There is some anxiety about reliability in use.
【０００６】これは、工業的に製造されている棒材や線
材の場合、通常、その表層部は中心部に比べて清浄かつ
組織構造が緻密化していて、中心部には、表層部に比べ
て、非金属介在物や偏析があり、しかもそれらは棒材の
長手方向にある長さで延在しているということに基づく
問題である。すなわち、目的とするダイヤフラムを、図
２で示したようにして切削加工すると、得られたダイヤ
フラムの底部２ａは棒材３の中心部の位置に対応するこ
とになる。そして、仮に、この位置に非金属介在物や偏
析のような組織欠陥が存在していると、この底部２ａは
薄肉であり、しかもこれらの組織欠陥の機械的強度は小
さく、また耐食性もよくないので、加工後のダイヤフラ
ムは、最悪の場合には、これらの組織欠陥から事故を起
こす可能性がある。This is because in the case of industrially manufactured rods and wires, the surface layer portion is usually clean and the structure is denser than the central portion, and the central portion is more dense than the surface layer portion. The problem is that there are non-metallic inclusions and segregation, and they extend a certain length in the longitudinal direction of the bar. That is, when the target diaphragm is cut as shown in FIG. 2, the bottom portion 2a of the obtained diaphragm corresponds to the position of the central portion of the rod 3. If there are non-metallic inclusions or structural defects such as segregation at this position, the bottom portion 2a is thin, and the mechanical strength of these structural defects is small, and the corrosion resistance is also poor. Therefore, the diaphragm after processing may cause an accident from these structural defects in the worst case.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、棒（線）材
から従来の方法、すなわち切削加工で製造したダイヤフ
ラムが備えている潜在的な欠点を解消し、少なくとも受
圧面は、組織が緻密であるか、または非金属介在物や偏
析のような組織欠陥が存在していたとしても、それらの
影響がほとんど現れない状態にあり、したがって、使用
時における信頼性と安定性が著しく高くなっている圧力
センサー部品とその製造方法の提供を目的とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the potential drawback of a diaphragm manufactured by a conventional method, that is, a cutting process from a rod (wire) material, and at least the pressure receiving surface has a dense structure. , Or even if there are structural defects such as non-metallic inclusions and segregation, their effects are hardly present, and therefore reliability and stability during use are significantly increased. The present invention aims to provide a pressure sensor component and a manufacturing method thereof.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、１つは、
中心部における非金属介在物や偏析のような組織欠陥が
できるだけ少ない鋼材を、圧力センサー部品用の素材と
して用いればよいこと、また、部品の製造時には、受圧
面になる部分に冷間鍛造または温間鍛造を適用すること
により、仮に前記鍛造前には受圧面にすべき箇所に非金
属介在物や偏析などが存在していたとしても、当該部分
の組織構造を緻密化して、その悪影響を抹消すればよい
こと、更には、棒材の表層部は清浄かつ緻密な組織構造
になっているので、この表層部を受圧面（底部）にすれ
ばよいことを着想し、この着想に基づき、本発明の圧力
センサー部品とその製造方法を開発するに至った。DISCLOSURE OF THE INVENTION The inventors of the present invention have conducted extensive studies in order to achieve the above-mentioned object.
Steel materials that have as few structural defects as non-metallic inclusions and segregation in the central part as possible can be used as the material for pressure sensor parts. Even if there are non-metallic inclusions or segregation in the pressure receiving surface before the forging, by applying the inter-forging, the structure structure of the portion is densified and the adverse effect is eliminated. Moreover, since the surface layer of the bar has a clean and dense structure, we thought that this surface layer should be the pressure receiving surface (bottom), and based on this idea, The invention has led to the development of the pressure sensor component and the manufacturing method thereof.
【０００９】すなわち、まず、本発明の圧力センサー部
品は、Ｃ：０.１０重量％以下，Ｓ：０.０１０重量％以
下，Ｐｂ：０.００１重量％以下，Ａｌ：０.０１０重量
％以下，Ｔｉ：０.０１０重量％以下，Ｎｂ：０.０１０
重量％以下，Ｏ：０.００１重量％以下，Ｎ：０.０１重
量％以下に成分調整されたステンレス鋼から成り、底部
が薄肉の受圧面として機能するカップ形状をなし、少な
くとも前記底部と側壁部との境界部には、前記底部から
前記側壁部に向かって延在する繊維組織が形成されてい
ることを特徴とする。That is, first, the pressure sensor component of the present invention has C: 0.10% by weight or less, S: 0.010% by weight or less, Pb: 0.001% by weight or less, Al: 0.010% by weight or less. , Ti: 0.010% by weight or less, Nb: 0.010
Wt% or less, O: 0.001 wt% or less, N: 0.01 wt% or less to become components adjusted stainless steel or al, without the cup-shaped bottom portion functions as a pressure receiving surface of the thin, at least the bottom portion A fibrous structure extending from the bottom portion toward the side wall portion is formed at a boundary portion with the side wall portion.
【００１０】そして、本発明においては、上記したよう
に、不純物を抑えるように成分調整されたステンレス鋼
の棒材に対し、前記棒材の長手方向と直交する面に冷間
鍛造または温間鍛造を行って、前記直交面を受圧面とす
る底部を有するカップ形状体にすることを特徴とする圧
力センサーの製造方法（以下、第１の製造方法という）
が提供され、また、上記したように成分調整されたステ
ンレス鋼の棒材に対し、前記棒材の側面から冷間鍛造ま
たは温間鍛造を行って、前記側面を受圧面とする底部を
有するカップ形状体にすることを特徴とする圧力センサ
ーの製造方法（以下、第２の製造方法という）が提供さ
れる。In the present invention, as described above, stainless steel whose composition is adjusted so as to suppress impurities.
For the bar material, cold forging or warm forging is performed on a surface orthogonal to the longitudinal direction of the bar material to form a cup-shaped body having a bottom portion having the orthogonal surface as a pressure receiving surface. Sensor manufacturing method (hereinafter referred to as first manufacturing method)
Further, a cup having a bottom portion having the side surface as a pressure receiving surface is obtained by performing cold forging or warm forging from the side surface of the rod material to the stainless steel bar material whose composition is adjusted as described above. There is provided a method for manufacturing a pressure sensor (hereinafter, referred to as a second manufacturing method), which is characterized in that the pressure sensor has a shape.
【００１１】まず、本発明の圧力センサー部品を製造す
る際に用いる材料について説明する。本発明では、ステ
ンレス鋼で目的とする部品が製造される。その場合、こ
れら鋼材としては、Ｃ：０.１０重量％以下，Ｓ：０.０
１０重量％以下，Ｐｂ：０.００１重量％以下，Ａｌ：
０.０１０重量％以下，Ｔｉ：０.０１０重量％以下，Ｎ
ｂ：０.０１０重量％以下，Ｏ：０.００１重量％以下，
Ｎ：０.０１重量％以下に、それぞれの成分含有量が調
整されたものが用いられる。First, materials used for manufacturing the pressure sensor component of the present invention will be described. In the present invention, the desired parts are manufactured from stainless steel . In that case, as these steel materials, C: 0.10% by weight or less, S: 0.0
10% by weight or less, Pb: 0.001% by weight or less, Al:
0.010 wt% or less, Ti: 0.010 wt% or less, N
b: 0.010% by weight or less, O: 0.001% by weight or less,
N: The content of each component is adjusted to 0.01% by weight or less.
【００１２】上記した成分は、いずれも、炭化物，窒化
物，酸化物のような非金属介在物や偏析の生成を引き起
こす原因を構成する。すなわち、これら成分が上記した
値より多く含まれている鋼材を用いると、非金属介在物
や偏析が多量に発生して、後述する第１の製造方法や第
２の製造方法を適用しても、得られた部品の底部（受圧
面）における強度や耐食性の点で信頼性に若干の不安が
残るからである。Any of the above components constitutes the cause of the formation of non-metallic inclusions such as carbides, nitrides and oxides and the formation of segregation. That is, when a steel material containing these components in an amount larger than the above values is used, a large amount of non-metallic inclusions and segregation occur, and even if the first manufacturing method or the second manufacturing method described later is applied. The reason is that there is some concern about reliability in terms of strength and corrosion resistance at the bottom (pressure receiving surface) of the obtained part.
【００１３】このようなステンレス鋼は、常法により、
所定組成の鋼種を調整したのち、その鋼種に対し、ＥＳ
Ｒ再溶解またはＶＡＲ再溶解処理などを施して清浄化
し、上記各成分の調整を行うことによって製造すること
ができる。次に、本発明の圧力センサー部品の製造方法
につき、第１の製造方法から説明する。Such stainless steel can be manufactured by a conventional method.
After adjusting the steel type of the specified composition, ES
It can be manufactured by performing R re-dissolving or VAR re-dissolving treatment and the like to clean and adjusting the above-mentioned respective components. Next, a method for manufacturing the pressure sensor component of the present invention will be described from the first manufacturing method.
【００１４】まず、図３で示したように、所定の棒材３
をその長手方向と直角に切断して所定長さの円柱ブロッ
ク４にする。ついで、図４に示したように、この円柱ブ
ロック４を、その切断面、すなわち棒材３の長手方向と
直交する面４ａをパンチ側にして雌型（ダイ）５ａにセ
ットしたのち、切断面４ａに対し雄型（パンチ）５ｂで
冷間または温間鍛造を施す。First of all, as shown in FIG.
Is cut at right angles to its longitudinal direction to form a cylindrical block 4 having a predetermined length. Then, as shown in FIG. 4, this cylindrical block 4 is set on the female die (die) 5a with its cutting surface, that is, the surface 4a orthogonal to the longitudinal direction of the rod 3 being the punch side, and then the cutting surface. 4a is subjected to cold or warm forging with a male die (punch) 5b.
【００１５】この鍛造の過程で、円柱ブロック４の中心
部を構成する材料部分は、雄型（パンチ）５ｂにより雌
型（ダイ）底部方向に圧縮されると同時に中心部の周縁
に存在する材料部分は図の矢印ｐ1 ，ｐ2 のように塑性
変形するので、雄型（パンチ）５ｂのストロークを所定
値に設定することにより、最終的には図の仮想線で示す
ようなカップ形状体２に成形される。In the process of this forging, the material portion forming the central portion of the cylindrical block 4 is compressed by the male die (punch) 5b toward the female die (die) bottom portion, and at the same time, the material existing on the periphery of the central portion. Since the parts are plastically deformed as shown by the arrows p 1 and p 2 in the figure, by setting the stroke of the male die (punch) 5b to a predetermined value, the cup-shaped body as shown by the phantom line in the figure is finally obtained. Molded to 2.
【００１６】この方法で得られたカップ形状体２は、図
５で示したように、所定厚みの底部２ａと所定厚みの側
壁部２ｂと鍔部２ｃとから成る。そして、例えば、図４
の円柱ブロック４の中心部に非金属介在物や偏析が存在
していた場合であっても、これら非金属介在物や偏析は
鍛造の過程で押しつぶされることにより、底部２ａの中
心部付近は非常に緻密な組織２ｄになる。また、図４で
示したように、円柱ブロック４の中央部分の周縁に存在
する材料は矢印ｐ1 ，ｐ2 のように塑性変形するので、
側壁部２ｂはいうまでもなく、底部２ａと側壁部２ｂと
の境界部２ｅにおいては、材料の塑性変形の方向に延び
る繊維組織２ｆが形成される。As shown in FIG. 5, the cup-shaped body 2 obtained by this method comprises a bottom portion 2a having a predetermined thickness, a side wall portion 2b having a predetermined thickness, and a flange portion 2c. And, for example, in FIG.
Even if there are non-metallic inclusions or segregation in the center of the cylindrical block 4, the non-metal inclusions and segregation are crushed during the forging process, so that the vicinity of the center of the bottom 2a is extremely It becomes a fine structure 2d. Further, as shown in FIG. 4, since the material existing at the periphery of the central portion of the cylindrical block 4 is plastically deformed as indicated by arrows p 1 and p 2 ,
Not to mention the side wall portion 2b, a fibrous structure 2f extending in the direction of plastic deformation of the material is formed at the boundary portion 2e between the bottom portion 2a and the side wall portion 2b.
【００１７】したがって、このカップ形状体２の場合、
底部２ａの中心部における組織構造は緻密であり、中心
部の周縁における組織構造はカップ形状体２の軸方向と
直交する方向に延びる繊維組織になっているので、前記
軸方向に作用する圧力にたいし大きな耐性が発揮され
る。つぎに、第２の製造方法を説明する。Therefore, in the case of this cup-shaped body 2,
Since the tissue structure at the center of the bottom 2a is dense and the tissue structure at the periphery of the center is a fibrous structure extending in the direction orthogonal to the axial direction of the cup-shaped body 2, the pressure acting in the axial direction is Great resistance is exerted. Next, the second manufacturing method will be described.
【００１８】この場合も、図３で示したように、所定の
棒材３をその長手方向と直角に切断して所定長さの円柱
ブロック４にする。ついで、図６に示したように、この
円柱ブロック４を、その側面、すなわち棒材３の表層部
４ｂ側をパンチ側にして雌型（ダイ）５ａにセットした
のち、この表層部４ｂに対し雄型（パンチ）５ｂで冷間
または温間鍛造を施す。Also in this case, as shown in FIG. 3, a predetermined bar 3 is cut at a right angle to its longitudinal direction to form a cylindrical block 4 having a predetermined length. Then, as shown in FIG. 6, the cylindrical block 4 is set on the side surface, that is, the surface layer portion 4b side of the bar 3 is the punch side, and is set in the female die (die) 5a. Cold or warm forging is performed with a male die (punch) 5b.
【００１９】この鍛造の過程で、円柱ブロック４は図６
の矢印ｐ1 ，ｐ2 で示したように塑性変形してカップ形
状体２’に成形される。このとき、鍛造の方向に対し、
パンチ側に位置する表層部４ｂとダイ側に位置する表層
部４ｂはいずれも矢印ｐ1 ，ｐ2 方向に塑性変形して、
鍛造方向と直交する方向に延びる繊維組織になってい
き、円柱ブロック４の中心部は、上記した２種類の繊維
組織でサンドウイッチされた状態で鍛造される。During this forging process, the cylindrical block 4 is shown in FIG.
As indicated by the arrows p 1 and p 2 , the plastic body is plastically deformed to be molded into the cup-shaped body 2 ′. At this time, for the forging direction,
Both the surface layer portion 4b located on the punch side and the surface layer portion 4b located on the die side are plastically deformed in the directions of arrows p 1 and p 2 ,
The fiber structure extends in a direction orthogonal to the forging direction, and the center portion of the cylindrical block 4 is forged in a sandwiched state with the above-described two types of fiber structures.
【００２０】したがって、鍛造後に得られたカップ形状
体２’は、図７で示したように、例えば、図３で切り出
した円柱ブロック４の中心部に非金属介在物や偏析が存
在していた場合、図６において、鍛造方向のパンチ側，
ダイ側に位置していた表層部４ｂ，４ｂが塑性変形して
形成された２層の繊維組織２’ｆ，２’ｆに挟まれた状
態で、前記非金属介在物や偏析が押しつぶされて緻密化
した組織２’ｄが介在していることになる。Therefore, in the cup-shaped body 2'obtained after forging, as shown in FIG. 7, for example, non-metallic inclusions and segregation were present in the central portion of the cylindrical block 4 cut out in FIG. In this case, in FIG. 6, the punch side in the forging direction,
The non-metallic inclusions and the segregation are crushed in a state where the surface layer portions 4b, 4b located on the die side are sandwiched by two layers of the fiber structure 2'f, 2'f formed by plastic deformation. This means that the densified structure 2'd is interposed.
【００２１】したがって、このカップ形状体２’の場
合、底部２’ａは、全体として、カップ形状体２’の軸
方向と直交する方向に延びる２層の繊維組織とその間に
挟まれた緻密組織が複合している状態にあるため、前記
軸方向に作用する圧力に対し極めて大きな耐性を発揮す
る。Therefore, in the case of this cup-shaped body 2 ', the bottom portion 2'a has, as a whole, two layers of fibrous tissue extending in the direction orthogonal to the axial direction of the cup-shaped body 2'and a dense tissue sandwiched therebetween. Since they are in a composite state, they exhibit extremely great resistance to the pressure acting in the axial direction.
【００２２】[0022]
実施例１，比較例
Ｃ：0.０６重量％，Ｓ：0.００５重量％，Ｐｂ：0.００
０４重量％，Ａｌ：0.００５重量％，Ｔｉ：0.００４重
量％，Ｎｂ：0.００３重量％以下，Ｏ：0.０００２重量
％，Ｎ：0.００４重量％に各成分の含有量を調整したス
テンレス鋼から成る丸棒を用意した。Example 1, Comparative Example C: 0.06% by weight, S: 0.005% by weight, Pb: 0.00
Content of each component in 04% by weight, Al: 0.005% by weight, Ti: 0.004% by weight, Nb: 0.003% by weight or less, O: 0.0002% by weight, N: 0.004% by weight A round bar made of adjusted stainless steel was prepared.
【００２３】この丸棒を長手方向に切断して円柱ブロッ
クにした。ついで、この円柱ブロックを、図４で示すよ
うに、その切断面をパンチ側とダイ側にして、雌型（ダ
イ）５ａにセットし、雄型（パンチ）５ｂで冷間鍛造し
た。底部の厚み0.３５mm，側壁部の厚み1.５mm，口径3.
５mm，全高8.０mmである図５で示すようなカップ形状体
２が得られた。This round bar was cut in the longitudinal direction to form a cylindrical block. Next, as shown in FIG. 4, this cylindrical block was set in a female die (die) 5a with its cut surfaces on the punch side and the die side, and cold forged by a male die (punch) 5b. Bottom thickness 0.35 mm, Side wall thickness 1.5 mm, Caliber 3.
A cup-shaped body 2 having a size of 5 mm and a total height of 8.0 mm as shown in FIG. 5 was obtained.
【００２４】縦断面のマクロ腐食によって組織構造を観
察した結果、図５で示したように、底部と側壁部との境
界部には、底部から側壁部に向かって延在する繊維組織
が形成されていた。
実施例２
円柱ブロックの表層部を、パンチ側とダイ側にして雌型
（ダイ）にセットしたことを除いては、実施例１と同様
にして冷間鍛造を行い、実施例１と同寸法のカップ形状
体を得た。As a result of observing the microstructure by macro-corrosion of the longitudinal section, as shown in FIG. 5, a fibrous structure extending from the bottom to the side wall is formed at the boundary between the bottom and the side wall. Was there. Example 2 Cold forging was performed in the same manner as in Example 1 except that the surface portion of the cylindrical block was set on the punch side and the die side in a female die (die), and the same dimensions as in Example 1 were obtained. A cup-shaped body was obtained.
【００２５】このカップ形状体につき、実施例１と同様
に底部の組織構造を調べた。実施例１の場合と同様に、
底部と側壁部との境界部には、底部から側壁部に向かっ
て延在する繊維組織が形成されていた。つぎに、実施例
１，実施例２によって製造されたカップ形状体を、図８
で示したように、受けリング６の上に置き、その状態
で、底部２ａに、アムスラー試験機のポンチ７で荷重を
かけ、底部２ａが破れたときの荷重を測定した。その結
果を表１に示した。The structure of the bottom of this cup-shaped body was examined in the same manner as in Example 1. As in the case of Example 1,
A fibrous structure extending from the bottom toward the side wall was formed at the boundary between the bottom and the side wall. Next, the cup-shaped bodies manufactured in Example 1 and Example 2 are shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the bottom 2a was placed on the receiving ring 6 and a load was applied to the bottom 2a by the punch 7 of the Amsler tester to measure the load when the bottom 2a was broken. The results are shown in Table 1.
【００２６】表１中の数字は、従来の切削加工で製造し
た同一寸法のカップ形状体の底部が破れたときの荷重を
１００とし、その値に対する相対値である。The numbers in Table 1 are relative values with respect to the value when the load when the bottom of the cup-shaped body of the same size manufactured by the conventional cutting process is broken is 100.
【００２７】[0027]
【表１】
表１から明らかなように、本発明のカップ形状体は、従
来方法で製造されたものに比べて、底部の破壊強度が１
０〜２０％程度向上している。[Table 1] As is clear from Table 1, the cup-shaped body of the present invention has a breaking strength of 1 at the bottom as compared with that manufactured by the conventional method.
It has improved by about 0 to 20%.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
圧力センサー部品は、その構成材料が非金属介在物や偏
析を生じないような成分調整を施し、また、製造に当た
っては、従来のような切削加工ではなく、底部である受
圧面になるべき箇所に冷間鍛造または温間鍛造を行って
いるので、その底部の組織は緻密になり、または少なく
とも底部と側壁部との境界部には、圧力が作用する方向
と直交する方向に延びる繊維組織が形成されるので、仮
に材料の中心部に非金属介在物や偏析が存在していても
その悪影響は消去されて、非常に耐圧性の優れたものに
なる。As is apparent from the above description, the pressure sensor component of the present invention is adjusted in composition so that its constituent materials do not cause non-metallic inclusions or segregation. Instead of such a cutting process, cold forging or warm forging is performed on the place that should be the pressure receiving surface at the bottom, so the structure of the bottom becomes dense, or at least at the boundary between the bottom and side walls. Since a fibrous structure extending in the direction perpendicular to the direction in which pressure is applied is formed, even if there are non-metallic inclusions or segregation in the center of the material, its adverse effects are eliminated and the pressure resistance is extremely high. Will be excellent.
【００２９】また、本発明の圧力センサー部品は鍛造で
製造されるので、従来の切削加工に比べて、製造コスト
を大幅に低減させることができる。本発明の圧力センサ
ー部品は、圧力検知用のダイヤフラムとしてその工業的
価値は極めて大である。Further, since the pressure sensor component of the present invention is manufactured by forging, the manufacturing cost can be greatly reduced as compared with the conventional cutting process. The pressure sensor component of the present invention has an extremely great industrial value as a diaphragm for pressure detection.
【図１】圧力容器にダイヤフラムを装着した状態を示す
概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing a state in which a diaphragm is attached to a pressure container.
【図２】従来のダイヤフラムの製造を説明するための説
明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining manufacturing of a conventional diaphragm.
【図３】本発明方法で用いる円柱ブロックの切出しを説
明する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating cutting out of a cylindrical block used in the method of the present invention.
【図４】本発明の第１の製造方法を説明するための概略
図である。FIG. 4 is a schematic view for explaining the first manufacturing method of the present invention.
【図５】図４の方法で製造されたカップ形状体の組織構
造を示す断面図である。5 is a cross-sectional view showing the tissue structure of a cup-shaped body manufactured by the method of FIG.
【図６】本発明の第２の製造方法を説明するための概略
図である。FIG. 6 is a schematic view for explaining the second manufacturing method of the present invention.
【図７】図５の方法で製造されたカップ形状体の組織構
造を示す断面図である。7 is a cross-sectional view showing the tissue structure of a cup-shaped body manufactured by the method of FIG.
【図８】カップ形状体の底部の強度を測定する方法を示
す概略図である。FIG. 8 is a schematic view showing a method for measuring the strength of the bottom portion of the cup-shaped body.
１ 圧力容器
２，２’ ダイヤフラム（圧力センサー部品）
２ａ，２’ａ 底部
２ｂ，２’ｂ 側壁部
２ｃ 鍔部
２ｄ，２’ｄ 非金属介在物や偏析が押しつぶされた緻
密な組織
２ｅ 底部と側壁部との境界部
２ｆ，２’ｆ 繊維組織
３ 棒材
４ 円柱ブロック
４ａ 円柱ブロックの切断面
４ｂ 円柱ブロックの表層部
５ａ 雌型（ダイ）
５ｂ 雄型（パンチ）1 pressure vessel 2, 2'diaphragm (pressure sensor component) 2a, 2'a bottom part 2b, 2'b side wall part 2c collar part 2d, 2'd dense structure 2e bottom with nonmetallic inclusions and segregation crushed Boundary part 2f, 2'f with side wall part 3 Fiber structure 3 Bar material 4 Cylindrical block 4a Cutting surface 4b of cylindrical block 5a of surface layer of cylindrical block 5a Female type (die) 5b Male type (punch)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−13782（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−34226（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−82486（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−168133（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−267566（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−172678（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−170948（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 7/08 C22C 38/00 302 F16J 3/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-13782 (JP, A) JP-A-5-34226 (JP, A) JP-A-56-82486 (JP, A) JP-A-2- 168133 (JP, A) JP 4-267566 (JP, A) JP 3-172678 (JP, A) JP 2-170948 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01L 7/08 C22C 38/00 302 F16J 3/02
Claims (3)
重量％以下，Ｐｂ：０.００１重量％以下，Ａｌ：０.０
１０重量％以下，Ｔｉ：０.０１０重量％以下，Ｎｂ：
０.０１０重量％以下，Ｏ：０.００１重量％以下，Ｎ：
０.０１重量％以下に成分調整されたステンレス鋼から
成り、底部が薄肉の受圧面として機能するカップ形状を
なし、少なくとも前記底部と側壁部との境界部には、前
記底部から前記側壁部に向かって延在する繊維組織が形
成されていることを特徴とする圧力センサー部品。1. C: 0.10% by weight or less, S: 0.010
% By weight, Pb: 0.001% by weight or less, Al: 0.0
10% by weight or less, Ti: 0.010% by weight or less, Nb:
0.010 wt% or less, O: 0.001 wt% or less, N:
Become components adjusted stainless steel or found 0.01 wt% or less, without the cup-shaped bottom portion functions as a pressure receiving surface of the thin, the boundary portion between at least the bottom and side wall, the side wall portion from said bottom A pressure sensor component, characterized in that a fibrous structure extending toward the side is formed.
重量％以下，Ｐｂ：０.００１重量％以下，Ａｌ：０.０
１０重量％以下，Ｔｉ：０.０１０重量％以下，Ｎｂ：
０.０１０重量％以下，Ｏ：０.００１重量％以下，Ｎ：
０.０１重量％以下に成分調整されたステンレス鋼の棒
材に対し、前記棒材の長手方向と直交する面に冷間鍛造
または温間鍛造を行って、前記直交面を受圧面とする底
部を有するカップ形状体にすることを特徴とする圧力セ
ンサー部品の製造方法。2. C: 0.10% by weight or less, S: 0.010
% By weight, Pb: 0.001% by weight or less, Al: 0.0
10% by weight or less, Ti: 0.010% by weight or less, Nb:
0.010 wt% or less, O: 0.001 wt% or less, N:
For a stainless steel bar material whose composition has been adjusted to 0.01 wt% or less, cold forging or warm forging is performed on a surface orthogonal to the longitudinal direction of the bar material, and a bottom portion having the orthogonal surface as a pressure receiving surface. A method for manufacturing a pressure sensor component, which comprises forming a cup-shaped body having
重量％以下，Ｐｂ：０.００１重量％以下，Ａｌ：０.０
１０重量％以下，Ｔｉ：０.０１０重量％以下，Ｎｂ：
０.０１０重量％以下，Ｏ：０.００１重量％以下，Ｎ：
０.０１重量％以下に成分調整されたステンレス鋼の棒
材に対し、前記棒材の側面から冷間鍛造または温間鍛造
を行って、前記側面を受圧面とする底部を有するカップ
形状体にすることを特徴とする圧力センサー部品の製造
方法。3. C: 0.10% by weight or less, S: 0.010
% By weight, Pb: 0.001% by weight or less, Al: 0.0
10% by weight or less, Ti: 0.010% by weight or less, Nb:
0.010 wt% or less, O: 0.001 wt% or less, N:
Cold forging or warm forging is performed from the side surface of the bar material to a stainless steel bar material whose composition is adjusted to 0.01% by weight or less, to form a cup-shaped body having a bottom portion having the side surface as a pressure receiving surface. A method of manufacturing a pressure sensor component, comprising:
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| JP6327633B2 (en) * | 2013-09-19 | 2018-05-23 | セイコーインスツル株式会社 | Diaphragm made of duplex stainless steel |
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- 1993-11-11 JP JP28269693A patent/JP3368509B2/en not_active Expired - Fee Related
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