JPS6268703A - セラミツク成形用射出成形装置 - 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） 本発明はセラミック部品の成形において使用するスクリ
ュヘッド及びリングバルブの摩耗低減を図ったセラミッ
ク成形用射出成形装置。

（従来の技術） 従来、セラミック材料やガラス充填した樹脂材料による
射出成形を行なう場合、スクリュヘッドやり／グバルプ
等に摩耗が発生する。

それ故、これら摺動部品のスクリュ組立体は、熱処理を
行ない材質の硬度を上げて耐摩耗性を向上させている。

摩耗を防止する手段としては、材料の選定（合金工具鋼
や高速度鋼の採用）、選定材料の焼入焼戻し、あるいは
表面硬化法、たとえばＴｉｅ　（チタンカーバイト）処
理等がある。

また、特開昭５６−１６２６２３号公報で開示されてい
るように、特にスクリュヘッドにおいて、これを焼入処
理した後、このヘッドの円錐部の温度は低く、ヘッドの
ねじ部は温度を高くして焼戻しをするとともに、ねじ部
に表面窒化処理してスクリュヘッドの剛性と耐摩耗性を
図ったものが知られている。

このように、射出成形装置において、スクリュヘッドや
リングバルブのように摺動する部材の耐摩耗性を向上さ
せる必要があった。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これらスクリー組立体としての部品は、
これまで硬質樹脂材料の射出成形を対称に熱処理方法が
考えられておシ、セラミック材料で射出成形する場合は
、特に、スクリュヘッドとリングバルブとの当り面に硬
質のセラミックが介在するので、従来以上に高荷重が加
わることになシ、摩耗の発生が顕著となるという問題点
があった。

このため、従来のＴｉｅ処理では、ビッカース硬度が３
０００　（Ｈｖ）で、かつ処理層が５〜１５μｍと薄い
ため、セラミックによる荷重が加わると処理層に割れや
剥離現象が発生し、摩耗が増大する。

したがって、これらの摩耗により、保守部品のコスト、
取換え費、製品の品質に重大な問題をもたらすという欠
点があった。

このような問題点を解消するため、本発明は射出部のス
クリュヘッドとリングバルブの当接面にＷＣ（タングス
テンカーバイド）を適量溶射することにより、耐摩耗性
を向上させたセラミンク成形用射出成形装置を提供する
ことを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明はリングバルブの前端
面と、該前端面に当接自在なスクリュヘッドの後端面と
のそれぞれに、タングステンカーバイドを溶射したこと
を特徴としている。

さらにその溶射膜の厚さを３〜４■とじている。

（作　用） このような構成としたことから、スクリュヘッドとリン
グバルブとの当接面にセラミックが介在して高荷重が作
用しても、ＷＣの溶射による両当接面の強度は所定の硬
度（６００〜８００Ｈｖ）を有し、かつ処理層が３〜４
ｗｍと厚いので、摩耗現象の発生が少なく、各部品の寿
命を向上させることができる。

（実施例） 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図に示すように、射出成形装置の射出
部１は、中空筒状のシリンダ２を有し、このシリンダ２
内には、らせん条３が突出形成されたスクリー４が回転
自在に挿入され、このスクリュ４の先端には、スクリュ
ヘッド５がねじ結合されている。

スクリュヘッド５はノズル６内に挿入される円錐部７と
、この円錐部７の後端面に段差部８を形成する小径部９
と、スクリュ４に螺合するねじ部１０とからなっている
。

また、円錐部７の後端外周部分には、スクリュヘッドの
長手方向に沿って小径部９よシ延びる複数の横溝１１を
所定間隔に設けられている。

小径部９の後部には、その径を一段太くした弁座１２が
あり、段差部８と弁座１２間にリングバルブ１３を遊嵌
している。弁座１２とスクリュ前面間にはスペーサ１４
を介在させている。

本発明のスクリュヘッド５とリングバルブ１３との当接
面、即ち、スクリュヘッド５の段差部８を形成する円錐
部後端面７ａと、リングバルブ１６の前端面１３ａには
、夫々ＷＣ（タングステンカーバイド）、たとえばＷｅ
、　ＣｒＣ。

ＳｉＣ，Ｎｉ、　Ｂｅ等の複合材料で比重が９．５、ビ
ッカース硬度９００　Ｈｖ以上のものを遺伝（３〜４ｍ
）溶射しである。

なお、第２図中、１５はホッパでセラミック等の射出成
形材料１７′ｆｆ：収納する容器、１日はシリンダ２を
加熱するヒータ、１９は金型である。

次に、上述の構成からなる射出部を備えた射出成形装置
の動作を説明する。

まず、ホッパ１５からセラミック材料１７を加熱シリン
ダ２内に供給すると、スクリュ４０回転とともに、材料
１７はスクリュヘッド５とリングバルブ１３間を通り、
円錐部７の後端に位置する横溝１１を経由して加熱シリ
ンダ２の先端に送り出される。

このとき、円錐部後端面７ａとリングバルブ前端面１３
ａとの当接面にもセラミック材料１７が入り込み、この
セラミック材料１７の介在によシ、特に両部品５，１３
の当接面が摩耗することになる〇 この後、後退したスクリュ４を前進させてセラミック材
料１７をノズル６から金型１９へ射出する。

上記射出工程のサイクルを繰シ返すと、スクリュヘッド
５とリングパルプ１３との当接面を徐々に摩耗するが、
ＷＣ溶射した両部品５，１３では、第３図の実験データ
に示すように、摩耗に対する顕著な効果が認められた。

即ち、従来の５ＫＤ１１を焼入焼戻処理したもの（Ａ）
や、ＴｉＣ処理したもの（Ｂ）に比較して、ＷＣ処理し
たもの（Ｃ）はその摩耗量が少なく、従来の約半分で１
）、寿命も約２倍もつことが明らかとなった。

上記結果が得られた実験方法は、セラミック材料を封入
したケース内において、インバータ制御の減速機付きモ
ータの駆動軸を外部からスクリュヘッドに連結して回転
させ、固定したリングパルプとの間で摩耗を測定したも
のである。

設定条件は射出成形機の射出部と同一条件とするため、
負荷６ｏｏＫｆ、モータ回転数４０ｒｐｍｓ温度１５０
℃、粘度５０００Ｐａ−８程度、セラミックは樹脂入Ｊ
）　８’ｓＮ＋が２に対してシリコンオイル１の重量比
となるもの、で行なった。

この結果以下の事実が判明した。■ＴｉＣ処理は高荷重
のかかったセラミックの摩耗には処理層が剥離して効果
がない。

■　スクリュヘッド及びリングパルプの硬度は少なくと
も７００　Ｈｖ以上が良い。（最適値は９００　Ｈｖ程
度） ■　リングパルプの前端面に溝やＲをつけることは片当
シを誘発して良い結果を得られないが、角度つき（約３
０°程度）は良い。

■　ＷＣ処理の膜厚は、溶射によるため自由に設定でき
るが、厚さ１■程度の溶射では、しばらく使用している
と剥離現象が発生する。２ｗｍ溶射すると、上記より寿
命は長いが、それでもしばらくすると剥離して摩耗が増
大する。したがって、樹脂用ならば１５μｍの厚さでも
摩耗がかな９少ないことが明らかになっているが、セラ
ミック用では厚さが大きいほど良い。

実験の結果から、最適値はＷｅ　（９００Ｈｖ）で３〜
４■溶射したものが長期間使用しても摩耗が少なく、こ
の範囲が臨界値となった。また多量に溶射してもコスト
や作業時間等の関係から意味がない。

（発明の効果） 以上説明したことから明らかなように、セラミック成形
用射出成形装置において、スクリュヘッドとリングパル
プの当接面に適量のＷＣを溶射したことによシ、従来の
熱処理、表面硬化処理等に比べ摩耗量が減少するので、
両部品の寿命を伸ばし、取換え工数を低減できる。

また摩耗によるスクリュヘッドやリングパルプの摩耗粉
がセラミック成形材料に混入することを減するので、セ
ラミック製品の品質が向上する。さらにＷＣ溶射するこ
とによシ、スクリュヘッド、リングパルプの再生使用が
可能となシ、かつＷＣ溶射は従来の熱処理に比較してコ
ストが安いというメリットもある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＷＣ溶射を施した実施例の断面構成図
、 第２図は射出成形装置の作用を説明するだめの射出部の
概略断面構成図、 第３図はＷＣ溶射と従来の処理方法における摩耗量の比
較を示すグラフ、 第４図ないし第６図はスクリュヘッドにおけるそれぞれ
の処理方法、即ち第４図はＴｉＣ処理、摩耗深さを示し
、（Ｊｌ）は表面から内部への硬度の変化を示す断面図
、山）は各硬度における摩耗量の変化を示す図である。 ２・・・シリンダ　　　　５・・・スクリュヘッド７ａ
・・・円錐部後端面　１３・・・リングパルプ１３ａ・
・・前端面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）リングバルブの前端面と、該前端面に当接自在な
   スクリュヘッドの後端面とのそれぞれに、タングステン
   カーバイドを溶射したことを特徴とするセラミック成形
   用射出成形装置。
2. （２）前記両端面の各々に溶射されるタングステンカー
   バイドの溶射膜の厚さは、それぞれ３ないし４ｍｍであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセラミ
   ック成形用射出成形装置。