JP2573992B2 - 押出成形機用工具の製造方法 - Google Patents
押出成形機用工具の製造方法Info
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- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、押出成形機に使用されるダイプレートある
いはカッタブレード等の工具およびその製造方法に係
り、特にプラスチックの押出成形機に使用される押出成
形機用工具の製造方法に関する。
いはカッタブレード等の工具およびその製造方法に係
り、特にプラスチックの押出成形機に使用される押出成
形機用工具の製造方法に関する。
（従来の技術） 一般に、プラスチック押出成形機に使用されるダイプ
レートあるいはカッタブレード等の工具は、合成樹脂に
より腐蝕や摩耗を受けるため、耐蝕性、耐摩耗性に優れ
たものが要求される。
レートあるいはカッタブレード等の工具は、合成樹脂に
より腐蝕や摩耗を受けるため、耐蝕性、耐摩耗性に優れ
たものが要求される。
このため従来は、窒化処理鋼を用いたり、あるいはマ
ルテンサイト系ステンレス鋼、例えばSUS420J2を焼入し
たものを用いたり、さらには鋼製基材の外面に、超硬合
金を銀ろう接合したものを用いたりしている。
ルテンサイト系ステンレス鋼、例えばSUS420J2を焼入し
たものを用いたり、さらには鋼製基材の外面に、超硬合
金を銀ろう接合したものを用いたりしている。
（発明が解決しようとする課題） ところで、窒化処理鋼や焼入鋼を用いる従来の押出成
形機用工具は、安価であるが、耐蝕性、耐摩耗性が充分
ではなく、強化プラスチックや難燃性プラスチック等の
成形用に用いた場合には、寿命が短いという問題があ
る。
形機用工具は、安価であるが、耐蝕性、耐摩耗性が充分
ではなく、強化プラスチックや難燃性プラスチック等の
成形用に用いた場合には、寿命が短いという問題があ
る。
一方、超硬合金をろう接する従来の押出成形機用工具
は、その組成に高硬度のWC（炭化タングステン）を多量
に含むため、耐蝕性、耐摩耗性に優れているが、超硬合
金は複雑な工程を経て作られるため、高価になるという
問題があるとともに、ろう接強度が低く剥離し易いとい
う問題がある。特に樹脂原料を切断するカッタブレード
は、その刃先角を20度前後にすることにより、最も形状
のよいペレットを切断できることが知られているが、前
記易剥離性のため、刃先角を30度より小さくすることが
できず、ペレット製造上の大きな問題となっている。
は、その組成に高硬度のWC（炭化タングステン）を多量
に含むため、耐蝕性、耐摩耗性に優れているが、超硬合
金は複雑な工程を経て作られるため、高価になるという
問題があるとともに、ろう接強度が低く剥離し易いとい
う問題がある。特に樹脂原料を切断するカッタブレード
は、その刃先角を20度前後にすることにより、最も形状
のよいペレットを切断できることが知られているが、前
記易剥離性のため、刃先角を30度より小さくすることが
できず、ペレット製造上の大きな問題となっている。
本発明は、このような点を考慮してなされたもので、
耐蝕性および耐摩耗性に優れ、しかも安価な押出成形機
用工具の製造方法を提供することを目的とする。
耐蝕性および耐摩耗性に優れ、しかも安価な押出成形機
用工具の製造方法を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 本発明に係る押出成形機用工具の製造方法は、前記目
的を達成する手段として、鉄鋼材料からなる基材に溝部
を設け、この溝部にWC粒子を有機溶剤を介し充填すると
ともに、その上部にCo基、Ni基のうちの少なくともいず
れか一方の自溶合金粉末を充填した後、乾燥させて有機
溶剤を除去し、次いでこれを無酸化雰囲気または真空中
で加熱して自溶合金を溶融させ、その溶融液をWC粒子間
の空隙に浸透させて20〜60重量％のWCと自溶合金とから
なる複合層を形成するようにしたことを特徴とする。
的を達成する手段として、鉄鋼材料からなる基材に溝部
を設け、この溝部にWC粒子を有機溶剤を介し充填すると
ともに、その上部にCo基、Ni基のうちの少なくともいず
れか一方の自溶合金粉末を充填した後、乾燥させて有機
溶剤を除去し、次いでこれを無酸化雰囲気または真空中
で加熱して自溶合金を溶融させ、その溶融液をWC粒子間
の空隙に浸透させて20〜60重量％のWCと自溶合金とから
なる複合層を形成するようにしたことを特徴とする。
（作用） 本発明に係る押出成形機用工具の製造方法において
は、鉄鋼材料からなる基材の凹部に、WC粒子が有機溶剤
とともに充填されるため、充填密度が高くなる。またこ
のWCと自溶合金との複合層を形成する際に、液相焼結を
行なうため、空孔が発生することがなく、また基材との
結合も拡散層を介して強固なものとなる。また複合層
は、20〜60重量％のWCとCo基、Ni基合金の自溶合金とか
らなるので、本発明に係る前記工具の場合と同様の効果
が期待できる。また、工程が簡単であるので安価であ
る。
は、鉄鋼材料からなる基材の凹部に、WC粒子が有機溶剤
とともに充填されるため、充填密度が高くなる。またこ
のWCと自溶合金との複合層を形成する際に、液相焼結を
行なうため、空孔が発生することがなく、また基材との
結合も拡散層を介して強固なものとなる。また複合層
は、20〜60重量％のWCとCo基、Ni基合金の自溶合金とか
らなるので、本発明に係る前記工具の場合と同様の効果
が期待できる。また、工程が簡単であるので安価であ
る。
（実施例） 以下、本発明を図面を参照して説明する。
第１図および第２図は、本発明に係る押出成形機用工
具の一例としてのダイプレートを示すもので、図中、符
号１はダイプレートの基材である。この基材は、鉄鋼材
料、例えば後述する複合層と熱膨脹係数が近似し耐蝕性
にも優れているSUS420J2で形成されており、その上面に
は、第１図および第２図に示すように狭幅溝2aと広幅溝
2bとからなるリング状の段付溝２が設けられている。
具の一例としてのダイプレートを示すもので、図中、符
号１はダイプレートの基材である。この基材は、鉄鋼材
料、例えば後述する複合層と熱膨脹係数が近似し耐蝕性
にも優れているSUS420J2で形成されており、その上面に
は、第１図および第２図に示すように狭幅溝2aと広幅溝
2bとからなるリング状の段付溝２が設けられている。
この段付溝２内には、第３図に示すようにメチルアル
コール等の有機溶剤３が注入されるようになっていると
ともに、段付溝２の狭幅溝2a内には、１〜10μｍの乾燥
したWC粒子４が充填され、攪拌により残存する空気が除
去された後、第４図に示すように均一な厚さに成形され
て大気中で乾燥し、その後加温し有機溶剤３を除去する
ようになっている。
コール等の有機溶剤３が注入されるようになっていると
ともに、段付溝２の狭幅溝2a内には、１〜10μｍの乾燥
したWC粒子４が充填され、攪拌により残存する空気が除
去された後、第４図に示すように均一な厚さに成形され
て大気中で乾燥し、その後加温し有機溶剤３を除去する
ようになっている。
その後、段付溝２の広幅溝2b内には、第５図に示すよ
うにCo基、Ni基のうちの少なくともいずれか一方の自溶
合金乾燥粉末５が充填されるようになっている。そして
その後、これを無酸化雰囲気または真空中で加熱して自
溶合金粉末５を溶融させ、この溶融液をWC粒子４間の空
隙に浸透させることにより、段付溝２内に20〜60重量％
のWCと自溶合金とからなる複合層が形成されるようにな
っている。
うにCo基、Ni基のうちの少なくともいずれか一方の自溶
合金乾燥粉末５が充填されるようになっている。そして
その後、これを無酸化雰囲気または真空中で加熱して自
溶合金粉末５を溶融させ、この溶融液をWC粒子４間の空
隙に浸透させることにより、段付溝２内に20〜60重量％
のWCと自溶合金とからなる複合層が形成されるようにな
っている。
次に、押出成形機用ダイプレートの製造方法について
説明する。
説明する。
まず、鉄鋼材料からなる基材１の上面に、第１図およ
び第２図に示すように、狭幅溝2aと広幅溝2bとからなる
リング状の段付溝２を設ける。
び第２図に示すように、狭幅溝2aと広幅溝2bとからなる
リング状の段付溝２を設ける。
次いで、この段付溝２内に、第３図に示すように有機
溶剤３を注入するとともに、狭幅溝2a内に乾燥したWC粒
子４を投入し、これを攪拌して残存空気を除去した後、
第４図に示すように均一な厚さに成形して大気中で乾燥
させる。その後50℃4Hrで有機溶剤３としてのメチルア
ルコールを除去する。
溶剤３を注入するとともに、狭幅溝2a内に乾燥したWC粒
子４を投入し、これを攪拌して残存空気を除去した後、
第４図に示すように均一な厚さに成形して大気中で乾燥
させる。その後50℃4Hrで有機溶剤３としてのメチルア
ルコールを除去する。
次いで、WC粒子４上部の広幅溝2b内に、第５図に示す
ように自溶合金乾燥粉末５を充填する。そしてその後、
これを無酸化雰囲気または真空中で加熱して自溶合金粉
末５を溶融させ、その溶融液をWC粒子４間の空隙に浸透
させて20〜60重量％のWCと自溶合金とからなる複合層を
形成する。
ように自溶合金乾燥粉末５を充填する。そしてその後、
これを無酸化雰囲気または真空中で加熱して自溶合金粉
末５を溶融させ、その溶融液をWC粒子４間の空隙に浸透
させて20〜60重量％のWCと自溶合金とからなる複合層を
形成する。
次いで、これを炉中冷却して複合層と基材１とを一体
化し、その後機械加工を施して所定寸法のダイプレート
に仕上げる。
化し、その後機械加工を施して所定寸法のダイプレート
に仕上げる。
実施例 （１） 使用材料 a.ダイプレート基材 SUS420J2 b.WC粒子 平均粒径６μｍ c.自溶合金粉末 −150−メッシュ以下の6.8重量％Cr-3.3重量％Ｂ-4.2重
量％Si-3.0重量％Fe−残部NiからなるNi基自溶合金 d.有機溶剤 メチルアルコール （２） 製造方法 ダイプレートの段付溝にメチルアルコールを満たし、
乾燥したWC粒子をその中に充填した。そして充填部を攪
拌して残存空気を除去した後、均一な厚さに成形して大
気中で乾燥し次いで約50℃で４時間乾燥させてメチルア
ルコールを除去した。その後、WC成形層の上部にNi基合
金乾燥粉末を充填し、次いで、これを真空炉中で1060
℃、20分間加熱保持し、その後炉中冷却した。次いで、
これを機械加工して所定寸法のダイプレートに仕上げ
た。なお、複合層の厚さは2mmであった。
量％Si-3.0重量％Fe−残部NiからなるNi基自溶合金 d.有機溶剤 メチルアルコール （２） 製造方法 ダイプレートの段付溝にメチルアルコールを満たし、
乾燥したWC粒子をその中に充填した。そして充填部を攪
拌して残存空気を除去した後、均一な厚さに成形して大
気中で乾燥し次いで約50℃で４時間乾燥させてメチルア
ルコールを除去した。その後、WC成形層の上部にNi基合
金乾燥粉末を充填し、次いで、これを真空炉中で1060
℃、20分間加熱保持し、その後炉中冷却した。次いで、
これを機械加工して所定寸法のダイプレートに仕上げ
た。なお、複合層の厚さは2mmであった。
第６図は、このようにして形成された複合層の組織を
示す顕微鏡写真である。第６図から明らかなように、Ni
基合金のマトリックスにWC粒子が均一に分散し、しかも
偏析、空孔、割れが全くないことが判る。
示す顕微鏡写真である。第６図から明らかなように、Ni
基合金のマトリックスにWC粒子が均一に分散し、しかも
偏析、空孔、割れが全くないことが判る。
第７図は、前記実施例のダイプレートと従来のダイプ
レートとにつき、大越式摩耗試験機により行った摩耗量
の結果を示すもので、前記実施例のダイプレートの複合
層の硬度はHv1050〜1380である。第７図からも明らかな
ように、前記実施例のダイプレートは、従来のダイプレ
ートに比較して耐摩耗性に優れていることが判る。
レートとにつき、大越式摩耗試験機により行った摩耗量
の結果を示すもので、前記実施例のダイプレートの複合
層の硬度はHv1050〜1380である。第７図からも明らかな
ように、前記実施例のダイプレートは、従来のダイプレ
ートに比較して耐摩耗性に優れていることが判る。
第８図ないし第15図は、本発明の他の実施例を示すも
ので、押出成形機用カッタブレードに適用するようにし
たものである。
ので、押出成形機用カッタブレードに適用するようにし
たものである。
図において、符号11はカッタブレードの基材であり、
この基材11の刃部に相当する部分には凹部12が設けら
れ、この凹部12には、Co基、Ni基のうちの少なくともい
ずれか一方の自溶合金粉末15と20〜60重量％のWC粒子14
とを焼結してなる複合層13が形成されている。
この基材11の刃部に相当する部分には凹部12が設けら
れ、この凹部12には、Co基、Ni基のうちの少なくともい
ずれか一方の自溶合金粉末15と20〜60重量％のWC粒子14
とを焼結してなる複合層13が形成されている。
なお、基材11は、複合層13と熱膨脹係数が近似し、耐
蝕性にも優れているSUS420J2が好ましく、また耐摩耗性
を向上させるために添加されるWC粒子14は、その粒径が
１〜10μｍであることが好ましい。WC粒子14の粒径が10
μｍを超えると、カッタの切削性能が低下するためであ
る。
蝕性にも優れているSUS420J2が好ましく、また耐摩耗性
を向上させるために添加されるWC粒子14は、その粒径が
１〜10μｍであることが好ましい。WC粒子14の粒径が10
μｍを超えると、カッタの切削性能が低下するためであ
る。
次に、押出成形機用カッタブレードの製造方法につい
て説明する。
て説明する。
まず第８図に示すように基材11の刃部に相当する部分
に凹部12を設け、更に凹部12の先端部に有機溶剤17を保
持する為の有機溶剤用治具18を取付ける。
に凹部12を設け、更に凹部12の先端部に有機溶剤17を保
持する為の有機溶剤用治具18を取付ける。
次いで基材11を、第10図に示すように治具16で保持す
る。
る。
更に、凹部12内に第10図に示すように有機溶剤17を注
入するとともに、凹部12内に乾燥したWC粒子14を投入
し、これを撹拌して残存空気を除去した後、第12図に示
すように均一な厚さに成形して大気中で乾燥させる。そ
の後50℃,2Hrで有機溶剤17を除去する。
入するとともに、凹部12内に乾燥したWC粒子14を投入
し、これを撹拌して残存空気を除去した後、第12図に示
すように均一な厚さに成形して大気中で乾燥させる。そ
の後50℃,2Hrで有機溶剤17を除去する。
次いでWC粒子14上部に第13図に示すように自溶合金粉
末15を所定値のせる。
末15を所定値のせる。
更に、これを真空中で1080℃に加熱して自溶合金粉末
15を溶融させ、その溶融液を、WC粒子14間の空隙に浸透
させて20〜60重量％のWCと自溶合金とからなる複合層13
を形成する。そしてその後、これを冷却し、所定の寸法
に機械加工する。
15を溶融させ、その溶融液を、WC粒子14間の空隙に浸透
させて20〜60重量％のWCと自溶合金とからなる複合層13
を形成する。そしてその後、これを冷却し、所定の寸法
に機械加工する。
本発明者達が、このようにして得られた複合層13の組
織を顕微鏡で調べたところ、Ni自溶合金の素地中にWC粒
子が均一に分散しており、しかも偏析、空孔、割れが全
くないことが認められた。また複合層13の硬度は、Hv10
00〜1300と極めて高い値を示し、切断工具としての特性
に優れていることが判った。また、基材11と複合層13と
は、拡散層を介して強固に接合されていることも判っ
た。
織を顕微鏡で調べたところ、Ni自溶合金の素地中にWC粒
子が均一に分散しており、しかも偏析、空孔、割れが全
くないことが認められた。また複合層13の硬度は、Hv10
00〜1300と極めて高い値を示し、切断工具としての特性
に優れていることが判った。また、基材11と複合層13と
は、拡散層を介して強固に接合されていることも判っ
た。
また、本発明者達は、前記方法で製造されたカッタブ
レードと、窒化鋼（SACM645）を窒化処理したカッタブ
レードと、SUS420J2を焼入したカッタブレードとを用
い、実機テストを行なった。
レードと、窒化鋼（SACM645）を窒化処理したカッタブ
レードと、SUS420J2を焼入したカッタブレードとを用
い、実機テストを行なった。
その結果、本発明に係るカッタブレードの寿命（切断
可能時間）は、SUS420J2を焼入したものの場合の4.2
倍、窒化処理鋼の場合の３倍であった。またこの際、本
発明に係るカッタブレードの刃先は、刃先角を20度とし
ても欠けや剥離の問題は全く生じなかった。
可能時間）は、SUS420J2を焼入したものの場合の4.2
倍、窒化処理鋼の場合の３倍であった。またこの際、本
発明に係るカッタブレードの刃先は、刃先角を20度とし
ても欠けや剥離の問題は全く生じなかった。
なお、超硬合金の刃部を基材にろう付するカッタブレ
ードは、その製造が不可能であったため、テストからは
除外した。
ードは、その製造が不可能であったため、テストからは
除外した。
本発明に係る押出成形機用工具の製造方法は、基材の
凹部に、WC粒子を有機溶剤とともに充填するようにして
いるため、充填密度が高くなるとともに、基材との密着
性を向上させることができる。また、WCと自溶合金との
複合層を形成する際に、液相焼結を行い、しかもCo基、
NI基自溶合金は、WCに対する濡れ性に優れているので、
空孔、偏析および割れがない均一な複合層が得られ、ま
た基材との結合も拡散層を介して強固なものとなる。ま
た、Co基、Ni基自溶合金は、比較的低温で溶融するた
め、基材の劣化も防止できる。また、最少限の原料を使
用し簡単な工程で複合層を形成できるので、製造コスト
の低減を図ることができる。
凹部に、WC粒子を有機溶剤とともに充填するようにして
いるため、充填密度が高くなるとともに、基材との密着
性を向上させることができる。また、WCと自溶合金との
複合層を形成する際に、液相焼結を行い、しかもCo基、
NI基自溶合金は、WCに対する濡れ性に優れているので、
空孔、偏析および割れがない均一な複合層が得られ、ま
た基材との結合も拡散層を介して強固なものとなる。ま
た、Co基、Ni基自溶合金は、比較的低温で溶融するた
め、基材の劣化も防止できる。また、最少限の原料を使
用し簡単な工程で複合層を形成できるので、製造コスト
の低減を図ることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す押出成形機用ダイプレ
ートの平面図、第２図は第１図のII-II線断面図、第３
図ないし第５図は複合層の形成方法をその手順に従って
順次示す第２図の要部拡大相当図、第６図は複合層の組
織を示す図面代用顕微鏡写真、第７図は本発明に係るダ
イプレートと従来のダイプレートの摩耗試験結果を示す
グラフ、第８図は本発明の他の実施例を示す押出成形機
用カッタブレード加工前の斜視図、第９図より第15図ま
では押出成形機用カッタブレードの製造方法の手順を示
す図であり、第９図はその製造工程の第一段階を示す
図、第10図より第13図までは第９図のXI-XI線断面図に
治具を加えた図、第14図、第15図は押出機カッタブレー
ド加工直前、及び加工後の図である。 1,11……基材、２……段付溝、3,17……有機溶剤、4,14
……WC粒子、5,15……自溶合金粉末、12……凹部、13…
…複合層、16……治具、18……有機溶剤用治具。
ートの平面図、第２図は第１図のII-II線断面図、第３
図ないし第５図は複合層の形成方法をその手順に従って
順次示す第２図の要部拡大相当図、第６図は複合層の組
織を示す図面代用顕微鏡写真、第７図は本発明に係るダ
イプレートと従来のダイプレートの摩耗試験結果を示す
グラフ、第８図は本発明の他の実施例を示す押出成形機
用カッタブレード加工前の斜視図、第９図より第15図ま
では押出成形機用カッタブレードの製造方法の手順を示
す図であり、第９図はその製造工程の第一段階を示す
図、第10図より第13図までは第９図のXI-XI線断面図に
治具を加えた図、第14図、第15図は押出機カッタブレー
ド加工直前、及び加工後の図である。 1,11……基材、２……段付溝、3,17……有機溶剤、4,14
……WC粒子、5,15……自溶合金粉末、12……凹部、13…
…複合層、16……治具、18……有機溶剤用治具。
Claims (1)
- 【請求項１】鉄鋼材料からなる基材に凹部を設け、この
凹部にWC粒子を有機溶剤を介し充填するとともに、その
上部にCo基、Ni基のうちの少なくともいずれか一方の自
溶合金粉末を充填した後、乾燥させて有機溶剤を除去
し、次いでこれを無酸化雰囲気または真空中で加熱して
前記自溶合金を溶融させ、その溶融液をWC粒子間の空隙
に浸透させて20〜60重量％のWCと自溶合金とからなる複
合層を形成することを特徴とする押出成形機用工具の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63102930A JP2573992B2 (ja) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | 押出成形機用工具の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63102930A JP2573992B2 (ja) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | 押出成形機用工具の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01272435A JPH01272435A (ja) | 1989-10-31 |
| JP2573992B2 true JP2573992B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=14340558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63102930A Expired - Fee Related JP2573992B2 (ja) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | 押出成形機用工具の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2573992B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5432413A (en) * | 1977-08-19 | 1979-03-09 | Ube Ind Ltd | Preparation of ketose |
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-
1988
- 1988-04-26 JP JP63102930A patent/JP2573992B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH01272435A (ja) | 1989-10-31 |
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