JPH0872110A - 射出成形機用部材、射出成形機用スクリュおよび該スクリュの製造方法 - Google Patents
射出成形機用部材、射出成形機用スクリュおよび該スクリュの製造方法Info
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- JPH0872110A JPH0872110A JP23450294A JP23450294A JPH0872110A JP H0872110 A JPH0872110 A JP H0872110A JP 23450294 A JP23450294 A JP 23450294A JP 23450294 A JP23450294 A JP 23450294A JP H0872110 A JPH0872110 A JP H0872110A
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Abstract
成形機を提供する。 【構成】 射出成形機用部材の基材1をNi基または
Fe基の耐熱性材料で構成するとともに、該基材1の射
出用溶融金属との接触部表面に、Co基耐熱性材料2を
被覆する。 【効果】 溶融Mgとの接触部は、耐溶損性の高いC
o基耐熱性材料で保護され、材料としての強度は、基材
によって確保されており、耐久性に優れた、信頼性の高
いMg用射出成形機を得ることができる。
Description
射出成形する射出成形機のスクリュ、シリンダ等の部材
および前記スクリュの製造方法に関するものである。
法が幅広く普及しているが、最近の新技術として、作業
環境の改善や成形加工効率を高めるため、射出成形法の
適用が試みられている。ところで、信頼性の高いMg射
出成形機を得るためには、射出成形機用スクリュやシリ
ンダ部材は、長期間安定して使用できるものでなければ
ならず、以下の条件が必要となる。
い材料であること。 2)溶融Mgの射出成形温度600〜650℃に加熱し
たときの高温硬さが高く摩耗傷がつきにくい材料である
こと。 3)スクリュ、シリンダなどの構造部材として上記高温
で長時間加熱した場合でも焼戻軟化を受けにくい高温強
度を有する材料であること。 すなわち、溶融Mgと激しく接触するスクリュやシリン
ダ部材は溶損(溶融Mgによる腐食損傷)の少ないもの
で、高温強度や高温加熱時の軟化抵抗の優れたものであ
ることが必要条件である。上記した特性を持つ材料とし
て、JIS規格SKD61などのFe基工具鋼がほぼ安
定した性能を示している。
鋼は、高温強度の点で必ずしも十分といえるものではな
く、さらには高温加熱での軟化の影響や固体Mgに剪断
力を与えて溶融する迄の過程で摩耗傷がつき折損しやす
くなるなどの危険性もでてくることから長期使用には供
することができないという問題がある。このため、さら
に長い寿命を有する材料の開発が待たれている。
ネル(商標名、以下同じ)718などが知られている
が、溶融Mgによる溶損が著しく、射出成形機用材料と
して使用することは困難である。また、一般に工具材料
や弁材料として用いられるステライト(商標名、以下同
じ)や、その他のCo基材は、高温強度に優れた材料で
あり、今回、研究の過程において、溶融Mgによる溶損
が少ないことが判明したが、靱性がやや劣るのと高価で
あるため射出成形機用材料としては使用しづらいという
問題がある。
溶損性、耐摩耗性、高温強度の全ての条件を満たすこと
は困難であり、Mg合金材料の射出成形をより困難なも
のとしている。本発明は、上記事情を背景としてなされ
たものであり、単独では射出成形機用部材の材料として
は用いることの出来ない、上記二種の材料を組み合わせ
ることによって射出成形機用部材の材料として使用する
ことを可能にし、その結果として互いの長所を活かした
長寿命の射出成形機用部材を提供することを目的とする
ものである。
ち、第1の発明の射出成形機用部材は、射出成形機用部
材の基材をNi基またはFe基の耐熱性材料で構成する
とともに、該基材の射出用溶融金属との接触部表面に、
Co基耐熱性材料を被覆したことを特徴とする。また、
第2の発明の射出成形機用スクリュは、射出成形機用ス
クリュ芯材をNi基またはFe基の耐熱性材料で構成す
るとともに、該芯材のスクリュフライト山部表面にCo
基耐熱性材料をライニングし、芯材の谷部表面には、硬
質金属皮膜を形成したことを特徴とする。
ュの製造方法は、射出成形機用スクリュ芯材をNi基ま
たはFe基の耐熱性材料で構成するとともに、該芯材の
スクリュフライト山部表面にCo基耐熱性材料をライニ
ングし、さらに、芯材の谷部表面に、硬質金属皮膜を形
成した後、この硬質金属皮膜に対し、ヒュージングまた
は熱間静水圧加工による皮膜改善処理を行うことを特徴
とする。
は、溶融金属が常時接触するシリンダやスクリュが挙げ
られるが、この他に、シリンダヘッド、スクリュヘッ
ド、逆流防止リング、押し金、ノズルなどを挙げること
もできる。なお、本発明としては、射出成形機用部材の
全てに上記した基材を選定し、なおかつ、これに被覆を
施す必要はなく、適宜必要と思われる部材に適用するも
のであればよい。例えば、スクリュヘッドなどにFe基
合金を消耗品的に使用することも可能であり、また、最
近では素材製造技術の発達によりステライト鍛造丸棒な
どの入手も可能であり、ステライトで中実のスクリュを
製造使用することも可能である。一方、シリンダヘッド
には、段付隅部に使用時50kg/mm2を越える高応力が作
用することから、本発明を積極的に適用して、母材をN
i基耐熱合金インコネルとし、溶融Mg接触部をステラ
イトライニングした構造のものを使用することが好まし
い。
ては、インコネル718、インコネル706、インコネ
ルX−750、ティッセンT2888(ティッセン社製
商品名)に代表されるNi、Fe基の耐熱合金を用いる
のが最も望ましい。例えば、インコネル718を成分比
(重量%)で示すと、 Ni Cr Mo Fe Al Ti Nb+Ta 残 19% 3% 19% 0.5% 0.9% 5.1% で表される。
は、通常時に当然に溶融金属と接触する部位の他に、漏
れなどによって接触する可能性のあるシリンダ端面など
を対象とすることも可能である。したがっって、例えば
前述したシリンダヘッド端面にステライトをライニング
することも可能である。但し、このように漏れの可能性
のある部分は常時溶融金属が接触するものではないの
で、本発明のステライトでなく、比較的溶損の少ない工
具鋼などの材料で被覆したものであってもよい。なお、
本発明では溶融金属として主にMgを想定しているが、
これに限定されるものではなく、その他に、Zn、P
b、Alなどの低融点金属などを挙げることができる。
料をライニングしたり、ライナー形状のCo基耐熱性材
料を嵌合する(例えばシリンダ内面への嵌合)ことによ
ってCo基耐熱性材料を被覆する。Co基耐熱性材料と
しては、代表的にはステライト#1,#6,#12を挙
げることができるが、シリンダライニング材としてステ
ライト#12が、スクリュライニング材としてステライ
ト#6が、それぞれ施工性や耐摩耗性の観点から相性が
良く好ましい材料である。 また、Co基耐熱性合金と
しては、これらステライト以外に、ヘインズアロイ(商
品名)などのCo基耐熱合金を挙げることもできる。こ
れらの成分(重量%)を一例として示すと、Co:40
〜65%、Cr:20〜30%、Mo:最大6%、W:
最大15%、Ni:最大3%、Fe:最大3%、C:最
大3%である。
触部である外表面を一様にステライトでライニングする
他に、第2の発明で示すようにフライトの山部と谷部で
表面処理を異ならせるのが望ましい。すなわち、フライ
トの山部では、上記と同様にCo基耐熱性合金を被覆
し、谷部には、硬質クロムメッキ、TiCなどの化学蒸
着、Co基耐熱性合金の金属溶射などによって硬質金属
皮膜を形成するのが望ましい。さらには、この金属皮膜
をフュージング、HIPなどによって皮膜改善処理を行
うのが望ましい。
触する射出成形機用部材(シリンダ内面やスクリュ外表
面など)は、溶損が少なく、高温硬さの高いCo基耐熱
性材料(ステライトなど)で被覆されており、耐溶損
性、耐摩耗性が大幅に向上する。また、上記部材の基材
は、耐熱性に優れたNi基またはFe基の耐熱性材料で
構成されており、射出成形機用部材としての高温強度も
基材によって確保されている。したがって本発明によれ
ば、Mgなどの溶融金属の射出成形機用部材として要求
される耐溶損性、耐摩耗性、高温強度の全ての条件を満
足することができ、射出成形機用部材の寿命が大幅に伸
びる。
を図6に基づいて説明すると、本発明で被覆材として用
いるCo基耐熱性材料(ステライト)は、他の比較材料
と比べて明らかに耐溶損性が優れている。また、本発明
で基材として用いられるNi基耐熱性材料の一つである
インコネルは、溶融Mgに直接接触させると著しく溶損
が起こることも示されている。
スクリュフライトの谷部に、硬質クロムメッキ、TiC
やTiNなどの蒸着膜、1mm以下のCo基耐熱合金の
金属溶射皮膜等の硬質金属皮膜を形成したので、Mgや
その他の低融点金属によってスクリュウ母材が溶損や摩
耗損傷を受けるのを防止することができ、第1の発明よ
り安価にスクリュウを製造することができる。さらに第
3の発明によれば、スクリュフライトの谷部に形成した
硬質金属皮膜に、皮膜改善処理を施したので、皮膜が緻
密化され、またフライト谷部への密着性も大幅に向上
し、膜厚も1〜2mmの範囲まで厚くすることが可能な
ので皮膜の耐久性も向上する。
して次のものを製作使用した。 シリンダ; (C-1)インコネル718を用いて肉厚50mmで内径5
0mmのシリンダ母材(基材)1を製作し、一方、ステ
ライト#12を用いて肉厚10mmのライナー2を遠心
鋳造により製作した。なお、このライナー2はHIP法
により製造することもできる。次いで前記ライナー2を
シリンダ母材1の内面に焼嵌めして射出成形機用シリン
ダを製造した。 (C-2)上記(C-1)と同様のシリンダ母材(図示しない)を
用意し、このシリンダ母材の内面にHIP法により上記
(C-1)と同様のステライト合金(以下同じ)を5mm厚
でライニングして射出成形機用シリンダを製造した。 (C-3)上記(C-2)のHIP法に代えて遠心鋳造法によりシ
リンダ母材の内面にステライト合金をライニングして射
出成形機用シリンダを製造した。
用粗材を製造し、この粗材の表面に均一な外径で、ステ
ライト合金4をHIP法にて約10mm厚にライニング
し、その後、ステライト合金部分を機械加工してスクリ
ュ形状にすることによってスクリュ芯材3にステライト
合金4がライニングされた射出成形機用スクリュを製造
した。 (S-2)インコネル718をスクリュウ形状に加工してス
クリュ芯材5を製作し、このスクリュ芯材5の外周部表
面に、ステライト合金を用いてHIP法によって3mm
厚のライニング6を形成して射出成形機用スクリュを製
作した。なお、このスクリュウでは、芯材のスクリュの
ネジ起点とステライトライニング層のネジ起点を合わせ
ることにより均一厚みのステライトを残し、スクリュフ
ライト部に母材の機械的バックアップ強度を高めた。
ウ形状に加工したスクリュ芯材5のフライト山部のみを
ステライト合金を用いてPTA溶接法により約2mm厚
のライニング8を形成し、一方、フライトの谷部にはプ
ラズマ溶射法によりCo合金を約1.5mm厚みにライ
ニングして、加熱炉で約1000〜1100℃でヒュー
ジング処理した後、HIP処理して密着力の優れた耐摩
耗コーティングを施した射出成形機用スクリュを製造し
た。 (他-1)シリンダヘッド10を上記と同様のインコネル7
18で構成し、このシリンダヘッド10の内面に約3m
m厚でステライトライニング11を形成し、またシリン
ダヘッド10の両端面には、Fe基合金としてJIS
SUS630を用いてライニング12を形成してシリン
ダヘッドを製作した。
ュ(S−1〜3)、シリンダヘッド(他−1)を適宜組
み合わせ、温度約650℃のMgの射出成形を実機試験
したところ、いずれの組み合わせにおいても、長期間使
用において溶損、摩耗の発生は認められず、優れた耐久
性を示した。また、比較のため、ASTM A288合
金、JIS SKD61工具鋼でスクリュウを構成し、
このスクリュウにステライトライニングを施したものに
ついて同様の実機試験を行ったところ、溶損は殆ど生じ
なかったが、長期間の使用において母材の材力が焼戻軟
化により低下し、曲り、変形のため耐久性に劣ってい
た。これら材料については、母材を安価に製造するメリ
ットと耐久性の兼ね合いで経済性を考慮し適用を図るこ
とができる。
gなどの溶融金属の射出成形機用部材として要求される
耐溶損性、耐摩耗性、高温強度の全ての条件を満足する
ことができ、溶損による寿命低下や折損、破損などの損
傷を防ぐことができ、信頼性あるMgなどの射出成形機
を提供するることができる。
面図である。
部断面図である。
面図である。
面図である。
ドの断面図である。
度との関係を示すグラフである。
Claims (3)
- 【請求項1】 射出成形機用部材の基材をNi基または
Fe基の耐熱性材料で構成するとともに、該基材の射出
用溶融金属との接触部表面に、Co基耐熱性材料を被覆
したことを特徴とする射出成形機用部材 - 【請求項2】 射出成形機用スクリュ芯材をNi基また
はFe基の耐熱性材料で構成するとともに、該芯材のス
クリュフライト山部表面にCo基耐熱性材料をライニン
グし、芯材の谷部表面には、硬質金属皮膜を形成したこ
とを特徴とする射出成形機用スクリュ - 【請求項3】 射出成形機用スクリュ芯材をNi基また
はFe基の耐熱性材料で構成するとともに、該芯材のス
クリュフライト山部表面にCo基耐熱性材料をライニン
グし、さらに、芯材の谷部表面に、硬質金属皮膜を形成
した後、この硬質金属皮膜に対し、ヒュージングまたは
熱間静水圧加工による皮膜改善処理を行うことを特徴と
する射出成形機用スクリュの製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23450294A JP2862799B2 (ja) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | 射出成形機用部材 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP10262594A Division JP3113234B2 (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | 射出成形機用スクリュおよび該スクリュの製造方法 |
Publications (2)
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| JP2862799B2 JP2862799B2 (ja) | 1999-03-03 |
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ID=16972038
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