JPH01272704A - 射出成形機用ノズル - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、プラスチック、セラミックあるいは金属粉等
の射出成形材を射出成形するノズルおよびその製造方法
に係り、特に耐摩耗性および耐蝕性に優れた射出成形機
用ノズルおよびその製造方法に関する。

（従来の技術） 一般に、例えばプラスチックの射出成形機用ノズルは、
溶融プラスチックの高圧高速流に対する摩耗抵抗に優れ
、しかも溶融プラスチックから発生する弗素ガス等の腐
蝕性ガスに対する耐蝕性をも有していることが必要であ
る。

従来、この種の射出成形機用ノズルを製造する方法とし
ては、合金工具鋼、マルエージング鋼等を硬化させて用
いる方法、あるいは合金鋼を焼入した後、樹脂流動部に
Ｃｒメツキあるいはセラミック粒子を含む複合メツキを
施す方法、さらには特開昭６１−１８６４０６号公報に
示されているように熱間静水圧焼結によって５〜５０重
量％ＷＣ（炭化タングステン）を含むＣｏ基、Ｎｉ基合
金をノズル内径部に被覆する方法が知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、合金工具鋼等を硬化させて用いる従来の方法
では、プラスチック原料に含まれるガラス繊維等の硬質
物粒子充填物のため早期に内径部が摩耗するとともに、
プラスチック溶融時に発生する腐蝕性ガスのために早期
に腐蝕してしまうという問題がある。

また、メツキを施す従来の方法では、メツキ層が薄いた
め耐摩耗性に劣るという問題がある。

さらに、Ｃｏ基、Ｎｉ基合金をノズル内径部に被覆する
従来の方法では、ＷＣが２０重量％以上含まれると、焼
結層に空孔（ボア）が発生して硬度低下をきたすことが
知られており、事実上ＷＣを２０重重量以上含有する合
金は使われていない。

また５〜２０重量％のＷＣ含有の効果はあるが、ＷＣの
含有率がそれほど高くないため、その効果は限られてお
り、しかもこの方法は、加工代が大きいためコス゛ト高
となるという問題がある。

本発明は、このような点を考慮してなされたもので、耐
摩耗性および耐蝕性を大幅に向上させることができる射
出成形機用ノズルおよびその製造方法を提供することを
目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明に係る射出成形機用ノズルは、前記目的を達成す
る手段として、鉄鋼材料からなる基材の射出成形材およ
び金型との接触面に被覆層を設け、この被覆層を、硬質
物粒子と、Ｃｏ基、Ｎｉ基のうちの少なくともいずれか
一方の自溶合金からなり、かつ硬質物粒子を５０〜７０
重量％含有する合金で形成するようにしたことを特徴と
する。

そして本発明においては、硬質物粒子を、超硬合金粉末
としたり、あるいはＭｏが２８．　５ｆｆｉｆｆｉ％、
Ｃｒが８．５〜１７．５重量％、Ｓｉが２．６重量％、
残部がＣｏからなるＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ−Ｓｉ合金の粒子
としたり、さらにはＭｏが３２．５重量％、Ｃｒが１５
．５重量％、Ｓｉが３．４重量％、残部がＮｉからなる
Ｎｉ−Ｍｏ−Ｃｒ−３ｔ合金の粒子とすることが好まし
い。

また、本発明に係る射出成形機用ノズルの製造方法は、
前記目的を達成する手段として、鉄鋼材料からなる基材
の被覆層形成面にそって、硬質物粒子を充填するととも
に、Ｃｏ基、Ｎｉ基のうちの少なくともいずれか一方の
自溶合金を、前記基材の上面または下面に配置し、次い
でこれを無酸化雰囲気中または真空中で加熱して前記自
溶合金を溶融させ、この溶融液を前記硬質物粒子間の空
隙に浸透させるようにすることを特徴とする。

（作　用） 本発明に係る射出成形機用ノズルにおいては、基材の射
出成形材および金型との接触面に被覆層が設けられる。

この被覆層は、硬質物粒子と、Ｃｏ基、Ｎｉ基のうちの
少なくともいずれか一方の自溶合金とからなり、かつ硬
質物粒子を５０〜７０重量％含有する合金で形成されて
いるので、耐摩耗性および耐蝕性の向上を図ることが可
能となる。

そして、硬質物粒子に超硬合金粉末を用いた場合にも、
あらかじめ仕上寸法に加工し離型性の良いセラミックス
（アルミナなど）を被覆したジグを用いるため被覆層の
研磨加工はわずかとなり、しかもこの場合の耐摩耗性を
大幅に向上させることができる。また硬質物粒子を、Ｍ
ｏが２８．５重量％、Ｃｒが８．５〜１７．５重量％、
Ｓｉが２．６重量％、残部がＣｏからなるＣｏ−Ｍｏ−
Ｃｒ−Ｓｉ合金の粒子、あるいはＭｏが３２．５重量％
、Ｃｒが１５．５重量％、Ｓｉが３．４重量２６、残部
がＮｉからなるＮｉ−Ｍｏ−Ｃｒ−Ｓｉ合金の粒子とす
ることにより、切削加工が可能となり、加工費が低減さ
れる。

また、本発明に係る射出成形機用ノズルの製造方法にお
いては、鉄鋼材料からなる基材の被覆層形成面に、耐摩
耗性および耐蝕性に優れた被覆層が一体化される。この
被覆層は、前記被覆層形成面にそって硬質物粒子を充填
するとともに、この硬質物粒子間の空隙に自溶合金の溶
融液を浸透させて形成されるので、硬質物粒子の含有率
を高めても空孔が発生することはない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、符号１はプラスチック射出成形機用の
ノズル基材であり、このノズル基材１は、例えば５ＵＳ
４２０Ｊ２等の鉄鋼材料で形成されている。このノズル
基材１には、第１図に示すように８２０Ｃ製の基材の表
面にアルミナを溶射して形成される第１ジグ２、第２ジ
グ３および第３ジグ４がそれぞれ装着されるようになっ
ており、これら各ジグ２．　３．４を用いてノズル基材
１の射出成形材および金型（いずれも図示せず）との接
触面１ａに被覆層が形成されるようになっている。この
被覆層は、第１図に示すようにノズル基材１と第２ジグ
３および第３ジグ４との間に充填される硬質物粒子５と
、ノズル基材１上部の第１ジグ２内に配されたＣｏ基、
Ｎｉ基のうちの少なくともいずれか一方の自溶合金６と
がら、硬質物粒子５を５０〜７０重量％含有する合金と
して形成されるようになっており、自溶合金６は、第１
図に示す状態で無酸化雰囲気中または真空中で加熱する
ことにより、溶融液となって硬質物粒子５間の空隙に浸
透するようになっている。

硬質物粒子５は、耐摩耗性を特に大幅に向上させる必要
がある場合には、例えばＷＣ−６，５重量％Ｃｏ等の超
硬合金粉末が用いられ、また加工工数の低減を目途する
場合には、Ｍｏが２８．５重量％、Ｃｒが８．５〜１７
．５重量％、Ｓｉが２．６重量％、残部がＣｏからなる
Ｃｏ−Ｍｏ−Ｃｒ−Ｓｉ合金粒子、あるいはＭｏが３２
．５重量％、Ｃｒが１５．５重量％、Ｓｉが３．４重量
％、残部がＮｉからなるＮｉ　−Ｍｏ−Ｃｒ−３Ｌ合金
粒子が用いられるようになっている。

また自溶合金６としては、Ｃｒが７重量％、Ｂが３重量
％、Ｓｉが４重量％、残部がＮｉからなるＮ　ｉ　−Ｃ
ｒ−Ｂ−Ｓｉ合金、Ｂが３．５重量％、Ｓｉが５．０重
量％、残部がＮｉからなるＮ１−Ｂ−Ｓｉ合金、あるい
はＭｏが２４〜３３重Ω％、Ｃｒが４〜２０重量％、Ｓ
ｉが３．５％以下、残部がＣｏからなるＣｏ−Ｍｏ−Ｃ
ｒ−Ｓｉ合金、さらにはこれらの混合物が用いらるよう
になっている。

次に、本発明に係る射出成形機用ノズルの製造方法につ
いて説明する。

まず、第１図に示すようにノズル基材１に第１ジグ２、
第２ジグ３および第３ジグ４をそれぞれ装着し、ノズル
基材１と第２ジグ３および第３ジグ４との間に、加振器
を用いて硬質物粒子５を充填する。そしてその後、ノズ
ル基材１上部の第１ジグ２内に自溶合金６をセットする
。

次いで、これを無酸化雰囲気中または真空中で加熱し、
自溶合金６を溶融させる。自溶合金６の溶融液は、硬質
物粒子５間の空隙に浸透する。すなわち、液相焼結によ
り被覆層が形成される。

そこで、これを冷却してノズル基材１と被覆層とを一体
化し、その後機械加工により所定の形状に仕上げる。

なお、自溶合金６は、ノズル基材１の上部に配するので
はなく、下部に配するようにしてもよい。

実施例１ １、使用材料 ａ　ノズル基材１ ５ＵＳ４２０Ｊ２ ｂ　硬質物粒子５ ３０〜２００μｍのＷＣ−６，５重量％ＣＯの超硬合金
粉末 ｂ　自溶合金６ 一１００メツシュのＮｉ−７重量％Ｃｒ−３重量％Ｂ−
４重量％Ｓｉ合金 ２、製造方法 ノズル基材１と第２ジグ３および第３ジグ４との間に、
加振器を用いて硬質物粒子５を充填し、その後第１ジグ
２内に自溶合金６をセットした。

その後、これを真空炉中で１０８０℃に加熱して３０分
間保持し、自溶合金６を溶融させて硬質物粒子５間に浸
透させた。そして、これを真空炉中で室温まで冷却した
。次いで、ノズルの内径面を研磨仕上げした後、外径、
端面を切削加工して所定の寸法に仕上げた。

実施例２ １、使用材料 ａ　ノズル基材１ Ｓ　ＣＭ４３５ ｂ　硬質物粒子５ −１００　＋　３２５メツシユの２８．５重量％Ｍ　ｏ
　−８，５重量％Ｃｒ−２，６重量％Ｓｉ−残部Ｃｏか
らなるＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ−Ｓｉ合金 Ｃ自溶合金６ 一１００メツシュのＮｉ−７重量％Ｃｒ−３重量％Ｂ−
４重量％Ｓｉ合金 ２、製造方法 前記実施例１と同一 実施例３ １、使用材料 ａ　ノズル基材Ｉ Ｓ　ＣＭ４３５ ｂ　硬質物粒子５ 一１００＋３２５メツシュの３２．５重量％Ｍｏ−１５
，５重量％Ｃｒ−３，４重量％Ｓｉ−残部Ｎｉからなる
Ｎｉ−Ｍｏ−Ｃｒ−Ｓｉ合金 Ｃ自溶合金６ 一］００メツシュのＮｉ３．５重量％Ｂ−５，０重量％
Ｓｉ合金 ２、製造方法 前記実施例１と同− 本発明者達は、このようにして製造されたノズルと従来
のノズル（ＳＫＤ６１、焼入ＨＲＣ５０）とを用いて大
越式摩耗試験で耐摩耗性の比較実験を行ない、第２図に
示す結果を得た。なお第２図において、グラフＡは、前
記実施例１の方法でｙ遺されたノズルの摩耗特性を示し
、またグラフＢは、前記実施例２および実施例３の方法
で製造されたノズルの摩耗特性を示し、さらにグラフＣ
は、従来のノズルの摩耗特性を示す。

第２図からも明らかなように、本発明に係るノズルは、
従来のものに比較して耐摩耗性を大幅に向上させること
ができることが判る。また耐蝕性にも優れていることが
確認された。これは、硬質物粒子５を高率で含有させる
ことができ、しかも液相焼結により空孔が発生しないた
めであると考えられる。

本発明者達はまた、前記各ノズルを用い、実機によるラ
イフテストを行なった。その結果、前記実施例１のノズ
ルは、従来のノズルに比較して約５倍の寿命があり、ま
た前記実施例２および実施例３のノズルは、従来のノズ
ルに比較して約３倍の寿命があることが確認された。

このように、硬質物粒子５として、Ｃｏ　−Ｍ　。

−Ｃｒ−Ｓｉ合金粒子あるいはＮｉ　−Ｍｏ−Ｃｒ−Ｓ
ｉ合金粒子を用いる場合には、いずれの場合にも焼結後
の寸法精度が優れている（±０．０５）ので、加工工数
を低減させて低コストのノズルが得られる。特にＣＯ基
合金、Ｎｉ基合金の場合には切削加工が可能なので加工
費が低減できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る射出成形機用ノズル
は、基材に設けられる被覆層を、硬質物粒子と自溶合金
とからなり硬質物粒子を５０〜７０重量％含有する合金
で形成するようにしているので、従来のノズルに比較し
て耐摩耗性および耐蝕性を向上させ、寿命を延ばすこと
ができる。

そしてこの際、硬質物粒子を超硬合金粉末とすることに
より、耐摩耗性を大幅に向上させることができ、また硬
質物粒子をＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ−５ｔ合金粒子あるいはＮ
　ｉ　−Ｍｏ−Ｃｒ−Ｓ　ｉ合金粒子とすることにより
、研削工数を低減させてコストダウンを図ることができ
る。

また、本発明に係る射出成形機用ノズルの製造方法は、
基材の被覆層形成面にそって硬質物粒子を装填するとと
もに、溶融させた自溶合金をこの硬質物粒子間の空隙に
加熱下で浸透させるようにしているので、硬質物粒子の
含有率を高め、しかも空孔の発生をなくすことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る射出成形機用ノズルの製造方法を
示す説明図、第２図は本発明に係る射出成形機用ノズル
と従来のノズルの耐摩耗性を入超式摩耗試験により比較
したグラフである。 １・・・ノズル基材、１ａ・・・接触面、５・・・硬質
物粒子、６・・・自溶合金。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 予２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鉄鋼材料からなる基材の射出成形材および金型との
   接触面に被覆層を設け、この被覆層は、硬質物粒子と、
   Ｃｏ基、Ｎｉ基のうちの少なくともいずれか一方の自溶
   合金とからなり、かつ硬質物粒子を５０〜７０重量％含
   有する合金であることを特徴とする射出成形機用ノズル
   。 ２、請求項１記載の射出成形機用ノズルにおいて、硬質
   物粒子は、超硬合金粉末であることを特徴とする射出成
   形機用ノズル。 ３、請求項１記載の射出成形機用ノズルにおいて、硬質
   物粒子は、Ｍｏが２８．５重量％、Ｃｒが８．５〜１７
   ．５重量％、Ｓｉが２．６重量％、残部がＣｏからなる
   Ｃｏ−Ｍｏ−Ｃｒ−Ｓｉ合金の粒子であることを特徴と
   する射出成形機用ノズル。 ４、請求項１記載の射出成形機用ノズルにおいて、硬質
   物粒子は、Ｍｏが３２．５重量％、Ｃｒが１５．５重量
   ％、Ｓｉが３．４重量％、残部がＮｉからなるＮｉ−Ｍ
   ｏ−Ｃｒ−Ｓｉ合金の粒子であることを特徴とする射出
   成形機用ノズル。 ５、鉄鋼材料からなる基材の被覆層形成面にそって、硬
   質物粒子を充填するとともに、Ｃｏ基、Ｎｉ基のうちの
   少なくともいずれか一方の自溶合金を、前記基材の上面
   または下面に配置し、次いでこれを無酸化雰囲気中また
   は真空中で加熱して前記自溶合金を溶融させ、この溶融
   液を前記硬質物粒子間の空隙に浸透させることを特徴と
   する射出成形機用ノズル製造方法。