CN110722756A - 一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法，主要先取一金属内管进行清洁及打砂处理，以在金属内管内壁黏结合金粉末，并以适当温度重熔烧结形成合金层，再取一金属外管使其加热膨胀后套入金属内管紧密连接，接着从金属外管外壁车削部分壁厚以修正偏心合乎标准口径，最后对合金层内壁打磨抛光，而制备成耐磨、耐腐蚀、高光洁度的注塑机金属料桶。本发明与现有技术相比的优点在于：解决目前市埸氮化、镀铬产品存在氮化层偏薄，及离心铸造料桶产品容易出现裂纹及麻坑，导致产品色度的问题，大幅提高料桶使用周期、节约制作成本及提高性价比。

Description

一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法

技术领域

本发明涉及工业金属制造设备技术领域，具体是指一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法。

背景技术

注塑成型是一种生产由热塑性塑料或热固性塑料所构成的部件的过程，其将塑料在注塑成型机的料桶内加热熔化呈流体时，在柱塞或螺杆加压下，熔融塑料被压缩向前移动，进而通过料桶前端的喷嘴，以很快的速度注入温度较低的闭合模具内，经过一定时间冷却定型后，开启模具即得制品，目前注塑成型机大量生产生活用品、电子、汽车及医疗零件，使用范围广，为了提高产质量量及耐用性，常使用含有防火剂、玻璃纤维、石粉、或改质剂的添加物，而这些具有磨蚀、腐蚀性的原料，在料桶内加温热熔后高压注塑成型，但这些添加物含有坚硬颗粒的原料，会在螺杆与料桶间高压推挤产生高度磨耗，导致注塑成型机的料桶快速腐蚀、磨损，而缩短其使用寿命，现有常见料桶制作方法有氮化(离子氮化)处理法或离心浇铸法，其中，氮化处理法大多使用红十字或黑十字钢为母材，渗氮处理有效扩散层仅约0.2mm～0.5mm，硬度层较薄、使用寿命较短，而离心浇铸法的合金层厚度较厚可达4mm～5mm，但铸造过程无法精确控制合金层厚度，导致厚薄不均，且须加工磨削约50％的合金层，耗费材料成本较高，又因为合金粉末比重各异，受离心力影响，比重大的成分集中在外围，比重轻的金属、气体、杂质等向内侧集中，使合金层质量劣化，因此，目前缺乏一种性价比较高的注塑成型机料桶制造方法，这些问题都有待解决，所以需要对此进行改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服以上的技术缺陷，提供一种高硬度、耐腐蚀、可重复使用，并具有制造成本较低、料管质量较佳等优势的一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种注塑机料桶金属保护层结构，包括注塑机的推料件，所述注塑机的推料件的外侧套接设有金属内管，所述金属内管的内壁上设有合金层，所述合金层内至少设有一个黏结部，所述黏结部设为通过若干合金粉末结合形成，所述合金粉末包括若干高硬度金属粉末以及和高硬度金属粉末混合形成的耐腐蚀金属粉末，所述金属内管的外侧套接设有金属外管。

作为改进，所述高硬度金属粉末的重量百分比设为30％至60％，所述耐腐蚀金属粉末的重量百分比设为40％至70％。

作为改进，所述高硬度金属粉末设为碳化钨、铬、铁、或以上的组合其中的一者，且所述耐腐蚀金属粉末设为镍、钴、或以上的组合其中的一者。

作为改进，所述金属内管的内径设为12mm至127mm。

作为改进，所述合金层厚度设为0.1mm至2mm。

作为改进，所述合金层的晶粒度设为9级至12级。

一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法，其步骤包括:

(a)对所述金属内管的内壁表面进行净化处理；

(b)利用环形喷气嘴于该金属内管内壁均匀喷涂一黏结部；

(c)利用环形喷粉嘴于所述黏结部上均匀喷涂若干个包含有若干个高硬度金属粉末、及若干个与该高硬度金属粉末混和的耐腐蚀金属粉末的合金粉末；

(d)对所述金属内管加热，使所述黏结部及所述合金粉末重熔形成合金层；

(e)取所述金属外管并对其加热，当所述金属外管热膨胀时，套接在所述金属内管外，待所述金属外管冷却内缩后，和所述金属内管紧密连接；

(f)修正所述金属外管的外壁，使所述金属内管的截面与所述金属外管的截面形成同心圆；

(g)对所述合金层的内壁进行打磨抛光。

作为改进，所述步骤(e)中在所述金属外管外预留一车削层。

作为改进，所述高硬度金属粉末的重量百分比设为30％至60％，所述耐腐蚀金属粉末的重量百分比设为40％至70％，所述高硬度金属粉末设为碳化钨、铬、铁、或以上的组合其中的一者，所述耐腐蚀金属粉末设为镍、钴、或以上的组合其中的一者。

作为改进，所述合金层的内壁打磨抛光后粗糙度小于或等于0.4μm，所述合金层的厚度为0.1mm至2mm。

本发明与现有技术相比的优点在于：可针对传统常用的注塑机料桶所存在的氮化钢材质料桶使用寿命较短、离心浇铸法料桶内壁双合金涂层易产生孔洞、裂缝，且有耗费材料较多的问题点加以突破，达到产生高强度、高密度、高光洁度、耐磨耗、耐腐蚀的合金层，以提升产品性能、减低生产成本。

附图说明

图1是本发明一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法的立体图。

图2是本发明一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法的沿图1的A-A线剖视图。

图3是本发明一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法的结构模块图。

图4是本发明一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法的方法流程图。

图5是本发明一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法的内管清洁示意图。

图6是本发明一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法的内管喷涂示意图。

图7是本发明一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法的合金粉末喷涂示意图。

图8是本发明一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法的合金层热熔示意图。

图9是本发明一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法的内外管连接示意图。

图10是本发明一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法的内外管连接完成图。

图11是本发明一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法的修正偏心示意图。

图12是本发明一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法的打磨抛光示意图。

图13是本发明一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法的使用状态图。

如图所示：1、金属内管，2、合金层，21、黏结部，22、合金粉末，221、高硬度金属粉末，222、耐腐蚀金属粉末，3、金属外管，4、推料件，5、工作台，6、微型助焊剂喷涂装置，61、助焊剂输送管，62、环形喷气嘴，63、第一喷气管，7、微型合金粉末喷涂装置，71、粉末输送管，72、环形喷粉嘴，73、第二喷气管，8、工作基台，81、感应线圈，91、车床，92、磨管机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

本发明在具体实施时，提供一种注塑机料桶金属保护层结构，包括注塑机的推料件4，所述注塑机的推料件4的外侧套接设有金属内管1，所述金属内管1的内壁上设有合金层2，所述合金层2内至少设有一个黏结部21，所述黏结部21设为通过若干合金粉末22结合形成，所述合金粉末22包括若干高硬度金属粉末221以及和高硬度金属粉末混合形成的耐腐蚀金属粉末222，所述金属内管1的外侧套接设有金属外管3。

所述高硬度金属粉末221的重量百分比设为30％至60％，所述耐腐蚀金属粉末222的重量百分比设为40％至70％。

所述高硬度金属粉末221设为碳化钨、铬、铁、或以上的组合其中的一者，且所述耐腐蚀金属粉末222设为镍、钴、或以上的组合其中的一者。

所述金属内管1的内径设为12mm至127mm。

所述合金层2厚度设为0.1mm至2mm。

所述合金层2的晶粒度设为9级至12级。

一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法，其步骤包括:

a对所述金属内管1的内壁表面进行净化处理；

b利用环形喷气嘴62于所述金属内管1内壁均匀喷涂一黏结部21；

c利用环形喷粉嘴72于所述黏结部21上均匀喷涂若干个包含有若干个高硬度金属粉末221、及若干个与所述高硬度金属粉末221混和的耐腐蚀金属粉末222的合金粉末22；

d对所述金属内管1加热，使所述黏结部21及所述合金粉末22重熔形成合金层2；

e取所述金属外管3并对其加热，当所述金属外管3热膨胀时，套接在所述金属内管1外，待所述金属外管3冷却内缩后，和所述金属内管1紧密连接；

f修正所述金属外管3的外壁，使所述金属内管1的截面与所述金属外管3的截面形成同心圆；

g对所述合金层2的内壁进行打磨抛光。

所述步骤e中在所述金属外管3外预留一车削层。

所述高硬度金属粉末221的重量百分比设为30％至60％，所述耐腐蚀金属粉末222的重量百分比设为40％至70％，所述高硬度金属粉末221设为碳化钨、铬、铁、或以上的组合其中的一者，所述耐腐蚀金属粉末222设为镍、钴、或以上的组合其中的一者。

所述合金层2的内壁打磨抛光后粗糙度小于或等于0.4μm，所述合金层2的厚度为0.1mm至2mm。

本发明的工作原理是：参阅图1至图4、及图13所示，为本发明实施例的立体图至方块流程图、及使用状态图，由图中可清楚看出并可了解本技术的结构，而依据这个结构的对应配合，可以达到高硬度、耐腐蚀、可重复使用、制造成本较低、料桶质量较佳等优势，而详细的解说将于下述说明，同时配合参阅图1至图13所示，为本发明实施例的立体图至使用状态图，为了提供具有上述优势的注塑机料桶，关键在于料桶如何制作成型，故其生产方法的步骤具体如下：步骤(a)，同参图5所示，先取合金钢的钢管作为金属内管1使用(如长度不大于10m、内径12mm～127mm的黑十字钢(SACM645)作为金属内管1)，并以有机溶剂(如乙醇丙酮)洗净金属内管1内壁，然后采用喷砂方式，去除金属内管1内壁的氧化物，以确保金属内管1内壁无杂质，步骤(b)，同参图6所示，将金属内管1固定在工作台5上定速旋转，并使用微型助焊剂喷涂装置6进行喷涂动作，所述微型助焊剂喷涂装置6系利用助焊剂输送管61输入助焊剂并暂存于环型喷气嘴62内，再利用第一喷气管63导入高压气体，使环型喷气嘴62将助焊剂均匀的以辐射状喷出，配合将微型助焊剂喷涂装置6(或环型喷气嘴62)以固定速度前进，即可于金属内管1内壁形成黏结部21，由此，改进习知喷雾方式造成助焊剂与合金粉末22凝结产生孔洞的缺点，也解决了直接涂布助焊剂方式导致剂量较多时会流动而厚薄不均的问题，且本发明以环型喷气嘴62吹出稳定气流，可有效控制黏结部21厚度，更可在确保助焊剂成分及浓度不变的工作质量下，增加助焊剂喷涂量，进而使后续合金层2的形成厚度增加(可增加至2mm)，步骤(c)，同参图7所示，将微型合金粉末喷涂装置7深入金属内管1内，同理，利用粉末输送管71输入合金粉末22并暂存于环型喷粉嘴72内，再利用第二喷气管73导入高压气体，使环型喷粉嘴72将合金粉末22均匀的以辐射状喷出，配合将微型合金粉末喷涂装置7(或环型喷粉嘴72)以固定速度前进，以控制合金粉末22喷涂量达到预定厚度(1mm至2mm)，其中合金粉末22系包含一定数量的高硬度金属粉末221、及与所述高硬度金属粉末221混和设置的耐腐蚀金属粉末222，而高硬度金属粉末221可为碳化钨、铬、或铁，使用重量百分比为30％至60％，而耐腐蚀金属粉末222可为镍或钴，使用重量百分比为40％至70％(可适当调整比例强化其耐磨或耐腐蚀性能)，故所述合金粉末22的组合可为镍基-碳化钨、铁基-铬等，以镍基-碳化钨举例，碳化钨选用粒径约60μm的极细粉末，纯度高、粒度均匀、分散性佳，可与高硬度金属粉末221(镍)均匀混合，因碳化钨含量越高合金层2的硬度越高，但过多的碳化钨会增加后续重熔时形成裂缝的可能，故碳化钨含量不应超过60％，如此一来，含碳化钨的合金层2于成型后其硬度可达到HRC62以上，若适当提高碳化钨比例，更可达到HRC70的标准，步骤(d)，同参图8所示，将完成合金粉末22黏结动作的金属内管1置于工作基台8上，根据管壁厚度及合金层2预定厚度，设定金属内管1通过感应线圈81的前进速度、旋转速度、及输出功率，将重熔温度控制在1020摄氏度至1200摄氏度，故其耐高温特性符合注塑机的工作温度(≧450摄氏度)的条件，举例而言，若金属内管1管壁厚度小于或等于10mm、合金层2预定厚度为0.2mm～2mm，则前进速度以17cm/min为基准、旋转速度以210rpm为基准、输出功率以150kw为基准，如此一来，即可使黏结部21及合金粉末22重熔形成合金层2，且所述合金层2即同时具有高硬度金属粉末221的耐磨特性及耐腐蚀金属粉末222的耐腐蚀性，步骤(e)及(e1)，同参图9和图10所示，取另一任意碳含量的碳钢管作为金属外管3(例如铝铬钼合金钢)，并以600摄氏度的温度对金属外管3加温，使其因热胀冷缩效果产生形变，直至金属外管3的内径略大于金属内管1的外径后(大于0.01mm～0.05mm)，迅速将金属外管3套入金属内管1，待金属外管3冷却，即可因热胀冷缩效果内缩而紧密结合于金属内管1外壁，使得不能相对转动，并小于金属外管3外壁预留2mm的厚度，用来作为后续修正偏心动作的车削层，其中，在金属外管3加温前，若金属内管1外径相较于金属外管3内径过大，则先对金属内管1外壁进行打磨，例如，打磨后金属内管1外径仅大于金属外管3内径0.05mm，以保持0.05mm以内的过盈值，(过盈配合是指一种依靠轴与孔的过盈值，装配后使零件表面间产生弹性压力，由此获得紧固链接的手段)，步骤(f)，同参图11所示，透过车床91操作圆柱形工件的加工技术，将完成结合动作的金属外管3车削管外壁车削层的部分，使金属内管1与金属外管3保持较高的同心度，即使的金属内管1的截面与所述金属外管3的截面形成同心圆，并使金属外管3的外壁达到要求的尺寸，步骤(g)，同参图12所示，将完成结合动作的金属外管3安置于磨管机92上，磨去合金层2的预留厚度，再以细砂抛光内壁粗糙度(使其小于或等于0.4μm)，虽然合金层2的设计会使料桶内径缩小，但重熔烧结制作过程合金层2会膨胀，而挤压金属内管1内壁，故在金属内管1管壁密度增加的同时，内径会再次扩大，恰可弥补合金层2本身的厚度，因此最后打磨抛光的加工磨除厚度，可操作在小于或等于0.1mm的范围内，较为节省材料，最后再以仪器检测内壁，确保无细孔或裂缝，即完成注塑机料桶的双合金层2内壁的制作，而本发明的注塑机料桶，结合于推料件4的态样，则如图13所示，此外，上述打磨动作，可使晶粒度控制在9～12级的超细晶粒度，利用缩小颗粒大小，提升料桶致密性、提升力学性能，且抛光后管壁更为光滑、不会卡粉，以上所述仅为本发明的实施例而已，这样，本发明的注塑机料桶的双合金层内壁结构及其生产方法为可改善习用的技术关键在于：一、合金层2厚度可达0.2mm～2mm，加工打磨抛光后更可获得0.1mm～1.5mm厚度的合金层2，打磨量较少，可节省生产成本；二、藉由均匀喷涂合金粉末22、及适当控制温度与烧结时间的合金层2，不易产生孔洞、裂缝，可形成光洁度佳、耐磨、耐腐蚀的高质量注塑机料桶；三、维修时，可采用金属外管3加热(基于金属内管1膨胀系数小于金属外管3膨胀系数的原理)方式将内管取出，或以线性切割的方式将金属内管1取出，维修后再重新套入金属外管1，故可循环再利用，而无须在磨损时更换整个料桶，达到大幅节省成本的目的。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种注塑机料桶金属保护层结构，包括注塑机的推料件(4)，其特征在于：所述注塑机的推料件(4)的外侧套接设有金属内管(1)，所述金属内管(1)的内壁上设有合金层(2)，所述合金层(2)内至少设有一个黏结部(21)，所述黏结部(21)设为通过若干合金粉末(22)结合形成，所述合金粉末(22)包括若干高硬度金属粉末(221)以及和高硬度金属粉末混合形成的耐腐蚀金属粉末(222)，所述金属内管(1)的外侧套接设有金属外管(3)。

2.根据权利要求1所述的一种注塑机料桶金属保护层结构，其特征在于：所述高硬度金属粉末(221)的重量百分比设为30％至60％，所述耐腐蚀金属粉末(222)的重量百分比设为40％至70％。

3.根据权利要求2所述的一种注塑机料桶金属保护层结构，其特征在于：所述高硬度金属粉末(221)设为碳化钨、铬、铁、或以上的组合其中的一者，且所述耐腐蚀金属粉末(222)设为镍、钴、或以上的组合其中的一者。

4.根据权利要求1所述的一种注塑机料桶金属保护层结构，其特征在于：所述金属内管(1)的内径设为12mm至127mm。

5.根据权利要求1所述的一种注塑机料桶金属保护层结构，其特征在于：所述合金层(2)厚度设为0.1mm至2mm。

6.根据权利要求1所述的一种注塑机料桶金属保护层结构，其特征在于：所述合金层(2)的晶粒度设为9级至12级。

7.一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法，其特征在于：其步骤包括:

(a)对所述金属内管(1)的内壁表面进行净化处理；

(b)利用环形喷气嘴(62)于所述金属内管(1)内壁均匀喷涂成黏结部(21)；

(c)利用环形喷粉嘴(72)于所述黏结部(21)上均匀喷涂若干个包含有若干个高硬度金属粉末(221)、及若干个与所述高硬度金属粉末(221)混和的耐腐蚀金属粉末(222)的合金粉末(22)；

(d)对所述金属内管(1)加热，使所述黏结部(21)及所述合金粉末(22)重熔形成合金层(2)；

(e)取所述金属外管(3)并对其加热，当所述金属外管(3)热膨胀时，套接在所述金属内管(1)外，待所述金属外管(3)冷却内缩后，和所述金属内管(1)紧密连接；

(f)修正所述金属外管(3)的外壁，使所述金属内管(1)的截面与所述金属外管(3)的截面形成同心圆；

(g)对所述合金层(2)的内壁进行打磨抛光。

8.根据权利要求7所述的一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法，其特征在于：所述步骤(e)中在所述金属外管(3)外预留一车削层。

9.根据权利要求7所述的一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法，其特征在于：所述高硬度金属粉末(221)的重量百分比设为30％至60％，所述耐腐蚀金属粉末(222)的重量百分比设为40％至70％，所述高硬度金属粉末(221)设为碳化钨、铬、铁、或以上的组合其中的一者，所述耐腐蚀金属粉末(222)设为镍、钴、或以上的组合其中的一者。

10.根据权利要求7所述的一种注塑机料桶金属保护层结构及生产方法，其特征在于：所述合金层(2)的内壁打磨抛光后粗糙度小于或等于0.4μm，所述合金层(2)的厚度为0.1mm至2mm。

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