JP2003260556A - 軽合金射出成形機用部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐摩耗性、耐かじり性、耐溶損性および耐熱
性に優れるとともに、製造コストの安価な軽合金射出成
形機用部材を提供する。 【解決手段】 溶融した軽合金を射出成形する射出成形
機に用いられる軽合金射出成形機用部材であって、母材
が鉄基合金鋼からなり、母材の溶融金属と接触する部分
に硬化被膜を形成したことを特徴とする。前記母材の溶
融金属と接触する部分に窒化層、浸硫窒化層、窒化クロ
ム層のいずれか一種からなる硬化被膜を形成したことを
特徴とする。前記母材の溶融金属と接触する部分に窒化
層、浸硫窒化層、窒化クロム層のいずれか二種以上を組
み合わせてなる硬化被膜を形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マグネシウムなど
の軽合金を射出成形する射出成形機に用いられるスクリ
ュ、プランジャなどの部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マグネシウム合金の成形加工は、ダイキ
ャスト法が幅広く用いられているが、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普及し
つつある。このマグネシウムなどの軽合金を射出するス
クリュ部材として、例えば特許第２８６２７９９号公報
には、母材をニッケル基または鉄基の耐熱性材料で構成
し、スクリュフライト山部の表面にコバルト基耐熱性材
料をライニングし、谷部表面には硬質金属被膜を形成し
たものが開示されている。また、特開平５−２８６００
０号公報には、コバルト基合金またはニッケル基合金か
らなるライニング層の内表面に１μｍ以上の深さまで浸
硫層あるいは浸硫窒化層を形成したことを特徴とするプ
ラスチック樹脂成形機用複合シリンダが開示されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特許第２８６２７９９
号公報のスクリュ部材は耐摩耗性および耐食性に優れる
が、スクリュフライト山部にコバルト基耐熱性材料をラ
イニングし、谷部に硬質金属被膜を形成するため、スク
リュの製造工程が煩雑となり製造コストが高くなるとい
う欠点がある。

【０００４】また、特開平５−２８６０００号公報のプ
ラスチック樹脂成形機用シリンダは、浸硫窒化層などの
硬化被膜が形成される基材として、コバルト基またはニ
ッケル基合金が用いられている。これらの合金はシリン
ダのライニング層には適するが、本発明の対象とするス
クリュ部材またはプランジャの母材としては靭性が低く
適用できない。したがって、スクリュ部材やプランジャ
の母材として、靭性の高い材料を用いる必要がある。さ
らに、硬化被膜を形成させた場合、プラスチック樹脂に
比べて格段に温度の高い軽合金に対して、耐用できるか
は未だ確認されていない。

【０００５】本発明の目的は、これらの事情を鑑みて、
耐摩耗性、耐かじり性、耐溶損性および耐熱性に優れる
とともに、製造コストの安価な軽合金射出成形機用部材
を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、溶融した軽合
金を射出成形する射出成形機に用いられる軽合金射出成
形機用部材であって、母材が鉄基合金鋼からなり、母材
の溶融金属と接触する部分に硬化被膜を形成したことを
特徴とする。本発明において、前記母材の溶融金属と接
触する部分に窒化層、浸硫窒化層、窒化クロム層のいず
れか一種からなる硬化被膜を形成したことを特徴とす
る。また、前記母材の溶融金属と接触する部分に窒化
層、浸硫窒化層、窒化クロム層のいずれか二種以上を組
み合わせてなる硬化被膜を形成したことを特徴とする。
さらに、硬化被膜の表面の硬さが常温においてＨｖ９０
０以上であることを特徴とする。

【０００７】

【作用】スクリュ、プランジャなどの軽合金射出成形機
用部材の母材として、コバルト基合金やニッケル基合金
に比べ安価であり、靭性および耐溶損性に優れる鉄基合
金鋼が好ましい。なかでも、高温強度および耐熱性に優
れる鉄基耐熱鋼は、軽合金の射出成形時の使用温度約６
５０℃においても、金属組織が安定しているため好適な
材料である。

【０００８】鉄基合金鋼母材のマグネシム合金などの溶
融金属と接触する表面に硬化被膜を形成することによ
り、表面の硬さがＨｖ９００〜１２００に増大するの
で、耐摩耗性、耐かじり性が向上する。また、マグネシ
ム合金などの溶融金属に対する耐溶損性が向上する。

【０００９】硬化被膜を形成する硬化処理として窒化処
理、浸硫窒化処理、窒化クロム処理などが挙げられる
が、なかでも浸硫窒化処理が好ましい。浸硫窒化処理
は、ＮａＣＮなどの窒素含有アルカリ基剤７０〜９０重
量部とＮａ₂Ｓ₂Ｏ₃、Ｎａ₂ＳＯ₄などの硫化剤３０〜１
０重量部とを、５００〜６００℃で溶解してなる高温塩
浴中にスクリュなどの本発明部材を１〜２０時間浸漬す
ることが好適である。

【００１０】また、その他の好ましい硬化処理として、
まず窒化処理を施して窒化層を形成し、さらにこれに窒
化クロム処理を施し窒化クロム層を形成する、すなわち
下地となる窒化層の表面に窒化クロム層を形成すること
が良い。これは前処理にて窒化処理を行い、その後、ク
ロムを含む５００〜６００℃の塩浴中に本発明部材を１
〜２０時間浸漬することが好適である。

【００１１】

【発明の実施の形態】（実施例１）まず、鉄基合金鋼と
して熱間ダイス鋼（ＳＫＤ６１）を準備した。この鉄基
合金鋼に焼入れ、焼戻しの熱処理を施すことにより、硬
さを５０ＨＲＣに上げた。そして、これを加工しフライ
ト山の外径５０ｍｍ、長さ９００ｍｍのスクリュ母材を
製作した。その後、このスクリュ母材をＮａＣＮ：８５
重量部、Ｎａ₂Ｓ₂Ｏ ₃：１０重量部、Ｎａ₂ＳＯ₄：５重
量部からなる約５６０℃の高温浴中に３時間浸漬するこ
とにより浸硫窒化処理を施した。浸硫窒化処理後、スク
リュ母材を浴中より取り出し空冷した。その後、温水で
洗浄、乾燥した。これにより鉄基合金鋼製母材の表面に
厚さ約１００μｍの浸硫窒化層を有する本発明のスクリ
ュ部材を得た。

【００１２】（実施例２）スクリュ母材として前記実施
例１と同じ鉄基合金鋼を準備した。まず、このスクリュ
母材に窒化処理を施し、母材表面に厚さ約８０μｍの窒
化層を形成した。次いで、このスクリュ母材をクロムを
含む５００〜６００℃の塩浴中に１０時間浸漬した。そ
の後、スクリュ母材を浴中より取り出し空冷した。つい
で、温水で洗浄、乾燥した。これにより窒化層の表面に
厚さ約１０μｍの窒化クロム層を形成させた本発明のス
クリュ部材を得た。

【００１３】図1は実施例２で得た本発明のスクリュ部
材の模式的な概略断面図を示す。図１において、本発明
のスクリュ部材は、鉄基合金鋼からなるスクリュ母材１
の表面側に窒化層２が形成され、さらに窒化層２の表面
側に窒化クロム層３が形成された二層構造のスクリュ部
材である。

【００１４】また、図２に実施例１及び実施例２のスク
リュ部材の表面からの硬さ分布（Ｈｖ）を示す。それぞ
れスクリュ部材の表面にＨｖ９００〜１２００の硬さの
硬化被膜が形成されている。

【００１５】本発明のスクリュ部材を用いて、約６５０
℃でのマグネシウム合金の射出成形を実機試験したとこ
ろ、長期間使用において摩耗、かじりおよび溶損の発生
は認められず、耐久性に優れることを確認できた。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、マグネシウムなどの溶
融金属の射出成形機用部材として、母材は十分な靭性、
高温強度、耐熱性を具備するとともに、母材表面の硬化
被膜により耐摩耗性、耐かじり、耐溶損性を向上させる
ことができるので、射出成形機用部材の寿命が大幅に伸
びる。また、煩雑な製造工程を伴わないため、製造コス
トが安価になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスクリュ部材の模式的な概略断面図を
示す。

【図２】本発明実施例のスクリュ部材の表面からの硬さ
分布を示す。

【符号の説明】

１ スクリュ母材、 ２ 窒化層、 ３ 窒化クロム層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融した軽合金を射出成形する射出成形
   機に用いられる部材であって、母材が鉄基合金鋼からな
   り、母材の溶融金属と接触する部分に硬化被膜を形成し
   たことを特徴とする軽合金射出成形機用部材。
2. 【請求項２】 前記母材の溶融金属と接触する部分に窒
   化層、浸硫窒化層、窒化クロム層のいずれか一種からな
   る硬化被膜を形成したことを特徴とする請求項１に記載
   の軽合金射出成形機用部材。
3. 【請求項３】 前記母材の溶融金属と接触する部分に窒
   化層、浸硫窒化層、窒化クロム層のいずれか二種以上を
   組み合わせてなる硬化被膜を形成したことを特徴とする
   請求項１に記載の軽合金射出成形機用部材。
4. 【請求項４】 前記硬化被膜の表面の硬さが常温におい
   てＨｖ９００以上であることを特徴とする請求項１〜３
   のいずれかに記載の軽合金射出成形機用部材。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の軽合金
   射出成形機用部材が、スクリュまたはプランジャである
   ことを特徴とする軽合金射出成形機用部材。