JPH03205121A - プラスチック成形機用スクリューおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はプラスチック戊形機用スクリューおよびその製
造方法にかかわるもので、とくに当該スクリューの長さ
方向に互いに異なる特性を付与することにより、適正な
耐食性および耐摩耗性を適正な部位に付与したプラスチ
ック成形機用スクリューおよびその製造方法に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来からの一般的なプラスチック成形機用スクリューに
ついて１５図ないし第７図にもとづきＩＭ説する。

第５図はプラスチック或形機１の断面図、第６図はこの
プラスチック或形機］用のスクリュー２の側面図であっ
て、上紀プラスチック戊形機１は−ヒ記スクリュー２と
、シリンダ３と，シリンダヘッド４と、ホッパー５と、
泊圧モータ６と、射出用油圧シリンダ７と、加熱用ヒー
タ８と、戒形用型９とを有する。

なお、スクリュー２はスクリューヘッド１０および逆止
リング（トラップリング）１１を有し、シリンダヘッド
４は　射出ノズル１２を有する。

上記ホッパー５から原料のプラスチックペレットＰを投
入し、油圧モータ６によりスクリュー２を回転耶動し、
射出用ｍｌ１圧シリンダ７によりスクリュー２を戊形用
型９方向に押し出し、射出ノズル１２から溶融プラスチ
ックＭとして戊形用型９内に射出するものである。

第６図に示すように上紀スクリュー２はその基端部分か
らスクリューヘッド１０方向に向かって、その機能的な
区分としてフィードゾーンＦＺ、コンブレッションゾー
ンＣＺ、およびメータリングゾーンＭＺに区両分けされ
る。

まずフィードゾーンＦＺにおいてプラスチックペレット
Ｐを供給する。このゾーンではプラスチックペレットＰ
は個体状態から半溶融状態にある。

つぎのコンブレッションゾーンＣ７において、プラスチ
ックペレットＰを圧縮する。このゾーンではプラスチッ
クペレットＰは溶融状態にはあるが、内部に空気も混入
している。

最後のメータリングゾーンＭＺにおいて一回の射出に必
要な溶融プラスチックＭの一定量を計量するものである
。

こうしたプラスチック成形機１による１４ＢＳ成形は高
温および高圧の条件下で行われるため、スクリュー２に
ついては、シリンダ３の内壁との間の摩耗、プラスチッ
クペレットＰとの開の摩耗、さらにはプラスチックペレ
ットＰの熱分解による腐食性ガスの発生による腐食等の
諸問題がある。

したがってシリンダ３に関しては、その内壁に窒化網を
ライニングすること，硬質クロムメッキを施すこと，あ
るいはＧｏ基合金やＮｉ基合金を溶射処理または焼結処
理することなどが行われている。

またｆＪＳ７図に示すように、スクリュー２に関しては
、従来からそのスクリュー母材ｌ３に耐摩耗性および耐
腐食性の合金Ｎ１４をライニングすることが行われてい
る。

しかして、最近における各種材料の多様化にともない、
原料のプラスチックペレットＰ中にガラス繊維を混合す
ることにより機械的強度および耐熱性を改善すること、
磁性粉を入れることにより特殊機能を持たせること等が
行われているため、スクリュー２およびシリンダ３の附
摩耗性および耐腐食性改善要請は強まっている。

一方、スクリュー２はシリンダ３の内壁と同様にその軸
方向ないし長さ方向において摩耗あるいは腐食を受けや
すい部位が一様ではない。すなわち，前記メータリング
ゾーンＭＺでは摩耗および腐食が最も激しく、フィード
ゾーンＦＺでは腐食よりも摩耗が激しい。また、コンブ
レッションゾーンＣ　ＺではフィードゾーンＦ　７，よ
り腐食の問題が大きい。

したがって、ある特定範囲の部位について摩耗あるいは
腐食等損傷が激しい場合には、他の部位に摩耗や腐食が
発生していなくてもスクリュー２全体としては使用不可
能である。

こうした実状に応ずるために、スクリュー２の表面にＣ
Ｏ基合金やＮｉ基合金等耐摩耗性および耐腐食性の合金
を溶射処理または焼結処理することにより附摩耗性およ
び耐腐食性を改善することも考えられる。しかしながら
、より高価な耐摩耗性および酎腐食性合金をライニング
することは摩耗や腐食が比較的少ない部位にも高価な材
料をライニングすることとなり不経済である。また不必
要な部位にまで耐摩耗静の材料をライニングすると、逆
に相手材であるシリンダ３の内壁の摩耗を早めてしまう
というｌ！Ｆｆ　ｇもある。

［発明が解決しようとするＨ題］ 本発明は以Ｌのような諸問題にかんがみてなされたもの
で、スクリューの長不方向における各ゾーンの摩耗およ
び腐食の発朱程度に応じたライニングを行うことにより
、摩耗および腐食の実状にあった経済的なライニングと
するとともに，総合的にブラ不チック成形機すなわちス
クリューおよびシリンダの寿命を延ばすことができるプ
ラスチック戊形機用スクリューおよびその製造方法を提
供することをｉｓとする。

［課題を解決するための手段］ すなわち第一の発明は、スクリュー母材と、このスクリ
ュー母材の表面に形成した合金層とを有するプラスチッ
ク成形機用スクリューであって、１−．詑スクリュー母
村の軸方向に治って互いに異なる特住の合金層を形成し
たことを特徴とするプラスチック戒形機用スクリューで
ある。

また第二の発明は、上記プラスチック成形機用スクリュ
ーの製造方法で、上舵スクリュー母材の外周に保持用の
カプセルを配置する工程と、この保持用のカプセルとＬ
記スクリュー母材との間に互いに異なる特性の合金粉末
を該スクリュー母イ，オの軸方向にπ｝って区分けして
ｖｉｊＲする］．．程と、たとえば熱聞静水仄加圧処理
（ＨＩＰ）によりＬ記合金粉末を焼結して上記合金層を
形成する工程とを有するプラスチック成形機用スクリュ
ーの製造方法である。

本発明を第ｌ図ないし第３図にもとづき具体的に説明す
る。　ただし、第５図ないしｍ７図と同様の部分には同
−符号を付し、その詳述はこれを省略する。

第１図に示すように、まず前記スクリュー母材１３にカ
プセル２０を被覆し，溶接２ｌする。

このカプセル２０とスクリュー母材Ｊ３との開に形或さ
れたライニング用空隙２２にそれぞれ互いに異なった特
性を右する介金粉末２３．２４および２５を充填する。

合金粉末２３は前紀フィードゾーンＩ７　７．に相当す
る部位を構或するためのもので、特に耐摩耗性に優れた
合金材料とする。

含金粉未２４はｒ１ｒＩ記コンブレソションゾーンＣＺ
に相当する部｛１７．を構或するためのもので、耐摩耗
性および酎腐食住に標増的に優れた含金材ｔ１．とする
。

合金粉未２５は１１！ｆ記メータリングゾーンＭＺに相
当する部位を構成するためのもので．酎摩耗件および酎
腐食性ともに特に優れた合金材料とする。

なお，それぞれの境界部分において合金粉末を互いに混
合することにより、互いの接合強度を増加させることが
できるとともに、特性の変化を緩やかなものとすること
が可能である。

ついでカプセル２０の上部に蓋２６を取リイ４け、電子
ビーム溶接により真空引きしながらシール２７する。

こうして準備したものを熱聞静水圧加圧川処理炉２８に
収容し、不活性ガスの存在下で熱■■静水圧加圧処鹿す
ることにより合金粉末２３、２４、２５を焼結させて，
それぞれ合金屑２９、３０、３１とする（第２１λ１参
照）。処理条件としては−・般的ニ、加ｆｆＥ力１　０
　０　０％圧ｆｔイＬ　２　０　０　０気ＩＥ、加熱温
度９００℃ないし１　１　０　０　’ｃＨ．　　処即］
■！？　Ｉｌｉｌ　２ないし４時間である。

カプセル２０を除人後、研削することによりスクリュー
３２とする（第３園）。

したがって、最終的に製造されたスクリュー３２はその
基端部から、特に耐Ｓ耗性に優れた今金層２９、耐摩耗
性および耐腐食性に標準的に優れた合金層３０、ならび
に耐摩耗住および耐腐食性ともに特に優れた合金層３１
を右するものとなる。

［作用］ 本発明によるプラスチック成形機用スクリューおよびそ
の製造方法においては、スクリュー母材の軸方向に沿っ
て異なる特性の合金層を形成したので、摩耗の激しい部
拉には酎摩耗性のあるライニングを施し、腐食の激しい
部位には耐腐食性のあるライニングを施すことができる
。

したがって、必要な部位に必要な特性を持たせることが
ｉｉＪ能とチ：−ノで、スクリューの長さ方Ｉｒリ令而
に一様なかつ高価なライニングを施す必要がないので経
済的である。

また、！ｆ粍が激しくない部ｆηではその相手材となる
シリンダ内壁の１′Ｐ！粍を滅少させることができる。

［実施例］ 一）ぎに第・１図を等照してー・実施例をｌＩｔ明する
。

まず、表１−に示す合金Ｉおよび合金■を市備する。

表■ （合金成分） 第４図に示すように、上記合金■、Ｈにもとづいて調製
した 合金粉末２３（合金Ｉ＋Ｏ〜２０％ＷＣ）、合金粉末２
４（合金■）、および 合金粉末２５（合金■＋Ｏ〜２０％ＷＣ）をスクリュー
母材１３とカプセル２０との間の前記ライニング用空隙
２２に充填する。それぞれの充填区域の長さは図示のよ
うに、合金粉末２３は３００ｍｍ、合金粉宋２／１は１
５０ｍｒｎ．　　合金粉末２５は１５０ｍｍである。

なお、スクリュー母材１３の材料としては、任意のもの
を採用可能であるが，一般的な鋼材を用いた。

処理条件として、不活性ガスの存在下で、加熱温度９０
０〜１ｌ００度、圧力１０００Ｋｇｆ／　ｃ　ｎＬ　　
処理時間２〜４時間でＨ　Ｔ　ｒ’処理して最終製品を
得た。

こうして得たスクリュー３２は、その長さ方向に沿って
酎！′ｆ！耗性および酎腐食性をそれぞれの部位で適正
なものとすることができた。

［発明の効果コ 以」二のように本発明によれば、スクリューの長さ方向
に沿って特性の異なる合金層を形成したので、耐摩耗性
および酎腐食性等必要な部分に必要な特性を経済的に付
与することができる。

【図面の簡単な説明】

第■図は本発明によるプラスチック成形機川スクリュー
およびその製ｊ；シ方法の製；７３ｒ程を説明する断面
図、 第２図は同、合金層２９、３０、３】として形成された
状態の断面図、 ＠３図は同、スクリュー３２の断面図、第４図は同、実
施例を説明するための断面図，第５図は従来のプラスチ
ック或形機１の断面図、 第６図は同、スクリュー２の側面図、 第７図は同、スクリュー２の断面図である。 ｉ　．．．．．．プラスチック或形機 ２　．．．．．．スクリュー ３　．．．．．．シリンダ ４　．．．．．．シリンダヘッド ５　．．．．．．ホッパー ６　．．．．．．油圧モータ ７　．．．．．．射出用油圧シリンダ ８・・・・・・加熱用ヒータ ９　．．．．．．成形用型 １　０　．．．．．．スクリューヘッド１　］　．．．
．．．逆］Ｌリング（トラップリング）１　２．．．．
．．射出ノズル １３。．．．．．スクリュー母材 ］　４　．．．．．．酎摩耗性および酎腐食性の含余ｍ
２　０　．．．．．．カプセル ２　１　．．．．．．溶接 ２　２　．．．．．．ライニング用空隙２３．．．．．
．フイードゾーンＦＺに相当する合金粉末 ２４．．．．．．コンブレソションゾーンＣＺに相当す
る合金粉末 ２　５　．．．．．．メータリングゾーンＭＺに相当す
る含金粉未 ２　６　．．．．．．首 ２　７　．．．．．．シール ２　８　．．．．．．熱聞静水圧加圧用処理炉２　９　
．．．．．．フィードゾーンＦＺに相当する合金層 ３　０　．．．．．．コンブレッションゾーン（二ｚに
相当する合企ｍ ３　１　．．．．．．メータリングゾーンＭＺに相当す
る合金層 ３　２　．．．．．。スクリュー Ｐ．．．．．．．．プラスチックペレットＭ・・・・・
・・・溶融プラスチック Ｆ７．．．．．．．フィードゾーン Ｃｚ・・・・・・コンブレツションゾーンＭＺ．．．．
．．メータリングゾーン 特許出闘人　住友重機械工業株式会社 復代即人　弁理士　池澤　賽 第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 図 ３２

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スクリュー母材と、 このスクリュー母材の表面に形成した合金層とを有する
   プラスチック成形機用スクリューであって、 前記スクリュー母材の軸方向に沿つて互いに異なる特性
   の合金層を形成したことを特徴とするプラスチック成形
   機用スクリュー。
2. （２）スクリュー母材と、 このスクリュー母材の表面に形成した合金層とを有する
   プラスチック成形機用スクリューの製造方法であつて、 前記スクリュー母材の外周に保持用のカプセルを配置す
   る工程と、 この保持用のカプセルと前記スクリュー母材との間に互
   いに異なる特性の合金粉末を該スクリュー母材の軸方向
   に沿つて区分けして装填する工程と、 前記合金粉末を焼結して前記合金層を形成する工程とを
   有するプラスチック成形機用スクリューの製造方法。