JP2630834B2 - プラスチック成形機用バイメタリックシリンダ - Google Patents
プラスチック成形機用バイメタリックシリンダInfo
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- JP2630834B2 JP2630834B2 JP63334593A JP33459388A JP2630834B2 JP 2630834 B2 JP2630834 B2 JP 2630834B2 JP 63334593 A JP63334593 A JP 63334593A JP 33459388 A JP33459388 A JP 33459388A JP 2630834 B2 JP2630834 B2 JP 2630834B2
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- Japan
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- alloy
- wear
- lining
- molding machine
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
- B29C45/58—Details
- B29C45/62—Barrels or cylinders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はプラスチック射出成形機あるいは押出成形機
に用いられるバイメタリックシリンダ、特にシリンダ本
体部の内面に耐食・耐摩耗合金をライニングしたバイメ
タリックシリンダに関する。
に用いられるバイメタリックシリンダ、特にシリンダ本
体部の内面に耐食・耐摩耗合金をライニングしたバイメ
タリックシリンダに関する。
（従来技術） プラスチック材の射出あるいは押出成形においては相
当の高温・高圧条件下で行われるため、成形樹脂原料の
熱分解により腐食性ガスが発生し、また成形原料には非
常に高硬度の無機質充填材が配合されることが多く、し
たがってプラスチック成形機用シリンダの内面は高レベ
ルの耐食・耐摩耗特性を備えていることが要求される。
このような耐食・耐摩耗性シリンダとして、従来から窒
化シリンダや遠心鋳造によるバイメタリックシリンダが
既に実用化されている。また熱間静水圧加圧処理（いわ
ゆるHIP処理）によりシリンダ母材の内面に耐食・耐摩
耗性の合金粉末を焼成する方法も開発されている。この
方法は上述したライニング合金粉末を中実又は中空の中
子によってシリンダ母材の内側に保持し、前記HIP処理
によって前記合金粉末を焼成した後、前記中子を除去
し、これによって耐食・耐摩耗性ライニングを有する射
出、押出シリンダを得るものである。ライニング合金と
しては、C,Si,B,Ni,Cr,W,Mo,Cuおよび残部としてCoの複
合成分から成る耐食・耐摩耗合金粉末に、さらに耐摩耗
性を高めるべく炭化タングステン粉粒体を分散添加し、
これを前記HIP処理によりシリンダ母材内周面のライニ
ング合金としたもの（例えば特開昭62−273820号公報）
が提案されている。いずれもシリンダの内面全体に同一
の耐食・耐摩耗性ライニングを施すもので、その特性を
シリンダの各位置によって部分的に変えるような配慮は
なされていない。
当の高温・高圧条件下で行われるため、成形樹脂原料の
熱分解により腐食性ガスが発生し、また成形原料には非
常に高硬度の無機質充填材が配合されることが多く、し
たがってプラスチック成形機用シリンダの内面は高レベ
ルの耐食・耐摩耗特性を備えていることが要求される。
このような耐食・耐摩耗性シリンダとして、従来から窒
化シリンダや遠心鋳造によるバイメタリックシリンダが
既に実用化されている。また熱間静水圧加圧処理（いわ
ゆるHIP処理）によりシリンダ母材の内面に耐食・耐摩
耗性の合金粉末を焼成する方法も開発されている。この
方法は上述したライニング合金粉末を中実又は中空の中
子によってシリンダ母材の内側に保持し、前記HIP処理
によって前記合金粉末を焼成した後、前記中子を除去
し、これによって耐食・耐摩耗性ライニングを有する射
出、押出シリンダを得るものである。ライニング合金と
しては、C,Si,B,Ni,Cr,W,Mo,Cuおよび残部としてCoの複
合成分から成る耐食・耐摩耗合金粉末に、さらに耐摩耗
性を高めるべく炭化タングステン粉粒体を分散添加し、
これを前記HIP処理によりシリンダ母材内周面のライニ
ング合金としたもの（例えば特開昭62−273820号公報）
が提案されている。いずれもシリンダの内面全体に同一
の耐食・耐摩耗性ライニングを施すもので、その特性を
シリンダの各位置によって部分的に変えるような配慮は
なされていない。
（発明が解決しようとする課題） 従来の窒化シリンダは低廉かつ製造容易という利点は
あるものの、窒化による硬化層がきわめて薄いため、過
酷な使用条件で運転されるプラスチック成形用シリンダ
等に対しては充分な耐食・耐摩耗性を発揮することがで
きない。また遠心鋳造法によるバイメタリックシリンダ
についてもその製造上の制約から種々の難点があり、期
待される程の耐食性は得られず、特に小径のシリンダで
は十分な遠心力を付与できないためシリンダ本体部内面
へのライニングの接合性が悪く、総じてライニング層の
強度および靭性の点で劣る。HIP処理法によるバイメタ
リックシリンダは前二者のものに比べて高い耐食・耐摩
耗性を付与でき、また製造時の寸法精度も高い利点はあ
るが、プラスチック成形機用のシリンダの製造にそのま
ま適用するには次のような理由により問題がある。即
ち、従来のHIP法ではシリンダの先端部から後端部まで
内面全体に１種類の合金を一様にライニングすることに
なるので、シリンダの軸方向位置により摩耗の著しい部
分（先端近傍、特に逆流防止リングとの摺動部）と摩耗
の少ない部分（後端近傍）の摩耗量に大きな差が生じ、
摩耗の著しい部分に対応して耐摩耗性のすぐれた合金を
シリンダ全面にライニングすると、摩耗の少ない部分で
はシリンダ内面が硬すぎて相手材であるスクリュウの摩
耗を早めてしまう。逆に摩耗の少ない部分に対応した合
金をシリンダ全面にライニングすると、逆流防止リング
との摺接箇所で摩耗を起し、他の部分が摩耗していなく
てもシリンダ全体を新しいものと交換しなければなら
ず、またシリンダ内面全体に耐摩耗性にすぐれた高価な
合金をライニングすることは不経済である。
あるものの、窒化による硬化層がきわめて薄いため、過
酷な使用条件で運転されるプラスチック成形用シリンダ
等に対しては充分な耐食・耐摩耗性を発揮することがで
きない。また遠心鋳造法によるバイメタリックシリンダ
についてもその製造上の制約から種々の難点があり、期
待される程の耐食性は得られず、特に小径のシリンダで
は十分な遠心力を付与できないためシリンダ本体部内面
へのライニングの接合性が悪く、総じてライニング層の
強度および靭性の点で劣る。HIP処理法によるバイメタ
リックシリンダは前二者のものに比べて高い耐食・耐摩
耗性を付与でき、また製造時の寸法精度も高い利点はあ
るが、プラスチック成形機用のシリンダの製造にそのま
ま適用するには次のような理由により問題がある。即
ち、従来のHIP法ではシリンダの先端部から後端部まで
内面全体に１種類の合金を一様にライニングすることに
なるので、シリンダの軸方向位置により摩耗の著しい部
分（先端近傍、特に逆流防止リングとの摺動部）と摩耗
の少ない部分（後端近傍）の摩耗量に大きな差が生じ、
摩耗の著しい部分に対応して耐摩耗性のすぐれた合金を
シリンダ全面にライニングすると、摩耗の少ない部分で
はシリンダ内面が硬すぎて相手材であるスクリュウの摩
耗を早めてしまう。逆に摩耗の少ない部分に対応した合
金をシリンダ全面にライニングすると、逆流防止リング
との摺接箇所で摩耗を起し、他の部分が摩耗していなく
てもシリンダ全体を新しいものと交換しなければなら
ず、またシリンダ内面全体に耐摩耗性にすぐれた高価な
合金をライニングすることは不経済である。
本発明は、このような問題に鑑み、シリンダの各部分
の機構上の特性に対応して合金層の材質を変え、これに
よって全体の長寿命化および低コスト化を図ったプラス
チック成形機用バイメタリックシリンダを提供すること
にある。
の機構上の特性に対応して合金層の材質を変え、これに
よって全体の長寿命化および低コスト化を図ったプラス
チック成形機用バイメタリックシリンダを提供すること
にある。
（課題を解決するための手段） 本発明によるバイメタリックシリンダは、シリンダ本
体部の内面に特性の異なる複数の異種合金を軸方向に区
分けしてライニングしたものである。本発明の１つの実
施例によれば、前記異種合金どおしの隣接した部分にそ
の両異種合金の成分を混合した混合合金をライニング
し、これによってシリンダ内面の耐食・耐摩耗特性を軸
方向に漸次的に変化せしめ、異種合金間の熱応力の急激
な差を緩和し、熱応力の差によるライニング層の割れや
剥離の防止を図っている。
体部の内面に特性の異なる複数の異種合金を軸方向に区
分けしてライニングしたものである。本発明の１つの実
施例によれば、前記異種合金どおしの隣接した部分にそ
の両異種合金の成分を混合した混合合金をライニング
し、これによってシリンダ内面の耐食・耐摩耗特性を軸
方向に漸次的に変化せしめ、異種合金間の熱応力の急激
な差を緩和し、熱応力の差によるライニング層の割れや
剥離の防止を図っている。
次に、本発明を実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第５図は一般のプラスチック射出成形機の縦断面図で
ある。シリンダ１の前端に射出ノズルをもつシリンダヘ
ッド２が取り付けられ、また後端より少し前方側に寄っ
た位置に原料ホッパ４の挿込み口３が形成されている。
シリンダ１内にスクリュー５がシリンダ後端から挿入さ
れ、該スクリューの後端に油圧モータ６を介して射出用
油圧シリンダ７が連結されている。スクリュー５の前端
近くには逆止リング８が取り付けられている。９は金型
である。スクリュー５は油圧モータ６で回転されながら
射出用油圧シリンダ７でシリンダ１内面に接して往動動
作する。
ある。シリンダ１の前端に射出ノズルをもつシリンダヘ
ッド２が取り付けられ、また後端より少し前方側に寄っ
た位置に原料ホッパ４の挿込み口３が形成されている。
シリンダ１内にスクリュー５がシリンダ後端から挿入さ
れ、該スクリューの後端に油圧モータ６を介して射出用
油圧シリンダ７が連結されている。スクリュー５の前端
近くには逆止リング８が取り付けられている。９は金型
である。スクリュー５は油圧モータ６で回転されながら
射出用油圧シリンダ７でシリンダ１内面に接して往動動
作する。
ここでシリンダ内面の摩耗性状を考察すると、シリン
ダ前端近傍のＩの領域はスクリューの逆止リング８の摺
動部に相当し、この部分が最も摩耗が著しい。Ｉの後方
ホッパ挿込み口３までのIIで示す領域はスクリュー５の
摺動部に相当し、Ｉの領域程には摩耗は著しくない。ホ
ッパ位置から後端までのIIIの領域はI,IIに比べて摩耗
は最も少ない。本発明によるバイメタリックシリンダは
シリンダ内面の摩耗を起す度合に応じてライニング材の
材質を変え、第１図に示すようにシリンダ母材10に対し
Ｉの領域では特に耐摩耗性を重視した耐食・耐超摩耗特
性にすぐれた合金ライニング11を施し、IIの領域ではス
クリューを摩耗させない程度の耐食・耐摩耗合金ライニ
ング12を施し、IIIの領域では特に耐食性を重視した合
金ライニング13とする。なお、上記合金ライニング11,1
2,13には必要に応じてセラミック粒子を添加してもよ
い。I,II,III各部の耐摩耗特性を定性的に図示すると第
１図のＤで示す性状となる。
ダ前端近傍のＩの領域はスクリューの逆止リング８の摺
動部に相当し、この部分が最も摩耗が著しい。Ｉの後方
ホッパ挿込み口３までのIIで示す領域はスクリュー５の
摺動部に相当し、Ｉの領域程には摩耗は著しくない。ホ
ッパ位置から後端までのIIIの領域はI,IIに比べて摩耗
は最も少ない。本発明によるバイメタリックシリンダは
シリンダ内面の摩耗を起す度合に応じてライニング材の
材質を変え、第１図に示すようにシリンダ母材10に対し
Ｉの領域では特に耐摩耗性を重視した耐食・耐超摩耗特
性にすぐれた合金ライニング11を施し、IIの領域ではス
クリューを摩耗させない程度の耐食・耐摩耗合金ライニ
ング12を施し、IIIの領域では特に耐食性を重視した合
金ライニング13とする。なお、上記合金ライニング11,1
2,13には必要に応じてセラミック粒子を添加してもよ
い。I,II,III各部の耐摩耗特性を定性的に図示すると第
１図のＤで示す性状となる。
第２図は第１図に示したバイメタリックシリンダをHI
P処理法で製造する状態を示した縦断面図である。シリ
ンダ母材10の内側に中実または中空の中子14を配置した
後、母材両端を下蓋15、脱気管16をもつ上蓋17で蓋閉
し、シリンダ母材10と中子14の間の環状空間部に特性の
異なる３種類の合金粉末18,19,20を順に充填した後、図
示の如く脱気管16を封じ切り、HIP処理に供する。HIP処
理後、機械加工によりシリンダ母材10の両端を切断して
中子14を除去し、シリンダ形状に仕上げる。ここで第２
図の合金粉末18は第１図のＩ領域のライニング11に、合
金粉末19は同じくII領域のライニング12に、合金粉末20
はIII領域のライニング13に対応している。
P処理法で製造する状態を示した縦断面図である。シリ
ンダ母材10の内側に中実または中空の中子14を配置した
後、母材両端を下蓋15、脱気管16をもつ上蓋17で蓋閉
し、シリンダ母材10と中子14の間の環状空間部に特性の
異なる３種類の合金粉末18,19,20を順に充填した後、図
示の如く脱気管16を封じ切り、HIP処理に供する。HIP処
理後、機械加工によりシリンダ母材10の両端を切断して
中子14を除去し、シリンダ形状に仕上げる。ここで第２
図の合金粉末18は第１図のＩ領域のライニング11に、合
金粉末19は同じくII領域のライニング12に、合金粉末20
はIII領域のライニング13に対応している。
第１図で説明したI,II,IIIの各領域のライニング材の
合金例を示すと以下のとおりである。
合金例を示すと以下のとおりである。
上記表に示す合金A,Bに対して、 領域Ｉでは合金Ａ＋０〜20％WC 領域IIでは合金Ａ 領域IIIでは合金Ｂ 以上のようにしてシリンダの内面摩耗性状に合せてラ
イニング合金材を変えることによりむだのない性能のす
ぐれたシリンダが得られる。
イニング合金材を変えることによりむだのない性能のす
ぐれたシリンダが得られる。
第３図および第４図は本発明の他の実施例を示した縦
断面図である。第３図で領域Ｉ、領域II、および領域II
Iは第１図で説明したのと同じであるが、各領域の隣接
した部分、即ち領域ＩとIIの間の領域Ｆ、領域IIとIII
の間の領域Ｇはそれぞれ両側の異種合金ライニング11,1
2および12,13を種々の割合で混合した混合合金ライニン
グを施してある。このようにライニング合金の成分をそ
の境界で漸次的に変えることにより、その耐食・耐摩耗
特性も第３図の符号Ｅで示すように傾斜的に変化し、ス
クリューの損耗が少なくなるとともに、特性の異なる合
金層の熱膨張係数に大きな差があっても両合金間の混合
合金層によって熱応力の緩和がなされ、熱応力による合
金層の割れが防止される。
断面図である。第３図で領域Ｉ、領域II、および領域II
Iは第１図で説明したのと同じであるが、各領域の隣接
した部分、即ち領域ＩとIIの間の領域Ｆ、領域IIとIII
の間の領域Ｇはそれぞれ両側の異種合金ライニング11,1
2および12,13を種々の割合で混合した混合合金ライニン
グを施してある。このようにライニング合金の成分をそ
の境界で漸次的に変えることにより、その耐食・耐摩耗
特性も第３図の符号Ｅで示すように傾斜的に変化し、ス
クリューの損耗が少なくなるとともに、特性の異なる合
金層の熱膨張係数に大きな差があっても両合金間の混合
合金層によって熱応力の緩和がなされ、熱応力による合
金層の割れが防止される。
このように異種合金層とその間の混合合金層とをもつ
シリンダはHIP処理法で第３図で説明した如く簡単に製
造できる。第４図に示すようにシリンダ母材10と中子14
との間の環状空間部に領域Ｉに対応する合金粉末18、領
域Ｆに対応する領域ＩとIIの合金の混合合金粉末21、領
域IIの合金粉末19、領域Ｇに対応する領域IIとIIIの合
金の混合合金粉末22、領域IIIの合金粉末20を順に充填
してHIP処理を行えばよい。なお、このように両側合金
の混合粉末を充填するほかに、異種合金18,19,20を区分
けして充填するときにシリンダ母材全体に振動を与え、
異種合金どおしがその境界部分で互いに混じり合うよう
にしてもよい。
シリンダはHIP処理法で第３図で説明した如く簡単に製
造できる。第４図に示すようにシリンダ母材10と中子14
との間の環状空間部に領域Ｉに対応する合金粉末18、領
域Ｆに対応する領域ＩとIIの合金の混合合金粉末21、領
域IIの合金粉末19、領域Ｇに対応する領域IIとIIIの合
金の混合合金粉末22、領域IIIの合金粉末20を順に充填
してHIP処理を行えばよい。なお、このように両側合金
の混合粉末を充填するほかに、異種合金18,19,20を区分
けして充填するときにシリンダ母材全体に振動を与え、
異種合金どおしがその境界部分で互いに混じり合うよう
にしてもよい。
（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、シリンダ内面の
ライニング材の材質をシリンダ各部の機能に応じて変え
ることにより、シリンダ内面の摩耗の著しい部分の摩耗
が減少し、摩耗がさほど著しくない部分では、必要以上
の耐摩耗合金をライニングしないのでシリンダ内面で摺
動するスクリューの摩耗が減少でき、総合的にプラスチ
ック成形機のシリンダ、スクリューの寿命が延び、また
耐食・耐超摩耗合金など高価な合金は必要最小限の部分
にのみ用いるので経済的である。異種合金間の熱膨張係
数の差による熱応力は異種合金どおしの混合合金を間に
介在させることにより緩和され、合金層の割れ等の発生
が防止できるなど多くの効果がもたらされる。その製造
もHIP処理法に容易になし得る。
ライニング材の材質をシリンダ各部の機能に応じて変え
ることにより、シリンダ内面の摩耗の著しい部分の摩耗
が減少し、摩耗がさほど著しくない部分では、必要以上
の耐摩耗合金をライニングしないのでシリンダ内面で摺
動するスクリューの摩耗が減少でき、総合的にプラスチ
ック成形機のシリンダ、スクリューの寿命が延び、また
耐食・耐超摩耗合金など高価な合金は必要最小限の部分
にのみ用いるので経済的である。異種合金間の熱膨張係
数の差による熱応力は異種合金どおしの混合合金を間に
介在させることにより緩和され、合金層の割れ等の発生
が防止できるなど多くの効果がもたらされる。その製造
もHIP処理法に容易になし得る。
第１図は本発明の１実施例に係るバイメタリックシリン
ダの縦断面図、第２図は第１図に示すシリンダの製造工
程途中の状態の縦断面図、第３図は本発明の他の実施例
の縦断面図、第４図は第３図に示すバイメタリックシリ
ンダの製造工程途中の状態を示す縦断面図、第５図はプ
ラスチック射出成形機の縦断面図である。 10……シリンダ母材、 11,12,13……合金ライニング、14……中子、 15……下蓋、17……上蓋、 18,19,20……異種合金粉末、 21,22……混合粉末。
ダの縦断面図、第２図は第１図に示すシリンダの製造工
程途中の状態の縦断面図、第３図は本発明の他の実施例
の縦断面図、第４図は第３図に示すバイメタリックシリ
ンダの製造工程途中の状態を示す縦断面図、第５図はプ
ラスチック射出成形機の縦断面図である。 10……シリンダ母材、 11,12,13……合金ライニング、14……中子、 15……下蓋、17……上蓋、 18,19,20……異種合金粉末、 21,22……混合粉末。
Claims (2)
- 【請求項１】シリンダ本体部の内面に、特性の異なる複
数の異種ライニング材を軸方向に区分けしてライニング
したことを特徴とするプラスチック成形機用バイメタリ
ックシリンダ。 - 【請求項２】前記異種ライニング材の隣接領域に、その
両側の異種ライニング材の成分を混合した混合成分材を
ライニングしたことを特徴とする請求項第１項記載のプ
ラスチック成形機用バイメタリックシリンダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63334593A JP2630834B2 (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | プラスチック成形機用バイメタリックシリンダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63334593A JP2630834B2 (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | プラスチック成形機用バイメタリックシリンダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02178013A JPH02178013A (ja) | 1990-07-11 |
| JP2630834B2 true JP2630834B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=18279130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63334593A Expired - Lifetime JP2630834B2 (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | プラスチック成形機用バイメタリックシリンダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2630834B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101985239A (zh) * | 2010-07-15 | 2011-03-16 | 王维东 | 一种注塑机料筒 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06238725A (ja) * | 1993-02-22 | 1994-08-30 | Japan Steel Works Ltd:The | 部位別に最適化した材料を持つ複合中空部材とその製造方法 |
| DE10161363A1 (de) * | 2001-12-14 | 2003-06-26 | Mannesmann Plastics Machinery | Plastifiziersystem mit über seine axiale Länge variierenden Verschleißschutzschichten und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| JP4058294B2 (ja) * | 2002-04-30 | 2008-03-05 | 株式会社荏原製作所 | 回転部材の耐摩耗表面処理方法、羽根車及びその羽根車を有する流体機械 |
| CN108481705A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-09-04 | 苏州艾盾合金材料有限公司 | 一种挤出机用多段式组合筒体及其制备方法 |
| DE102018213766A1 (de) * | 2018-08-16 | 2020-02-20 | Coperion Gmbh | Gehäusebauteil zur Herstellung eines Gehäuses einer Mehrwellen-Schneckenmaschine und Verfahren zur Herstellung eines Gehäusebauteils |
-
1988
- 1988-12-28 JP JP63334593A patent/JP2630834B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101985239A (zh) * | 2010-07-15 | 2011-03-16 | 王维东 | 一种注塑机料筒 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02178013A (ja) | 1990-07-11 |
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