JPH05271898A - Surface treatment method of injection screw in injection molding machine - Google Patents
Surface treatment method of injection screw in injection molding machineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、スクリュー式射出成形
機における噴射スクリューの表面処理方法に係り、特
に、高エネルギー二酸化炭素レーザー・クラッディング
を利用した被覆によって、噴射スクリューの耐摩耗性及
び耐腐食性を高めるようにした表面処理方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of treating the surface of an injection screw in a screw type injection molding machine, and more particularly, to the abrasion resistance and the abrasion resistance of the injection screw by coating using a high energy carbon dioxide laser cladding. The present invention relates to a surface treatment method for enhancing corrosiveness.
【０００２】[0002]
【従来の技術】スクリュー式射出成形機における噴射ス
クリュー（Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｓｃｒｅｗ）は、この
種の成形機の中で極めて重要な構成部材である。射出成
形作業の際には、前記噴射スクリューの温度は１００〜
４００℃に達しており、また噴射スクリューと当該スク
リューが挿通されるシリンダとの間の流路には、高圧の
溶融プラスチックが押し出されている。このように、高
温・高圧の状態下で成形作業が行われるために、噴射ス
クリューの表面は摩擦消耗すると共に腐食が発生してい
る。特に、溶融プラスチックに含まれるガラス繊維の割
合りが高い場合には、噴射スクリューの摩耗や腐食が多
量に生じることになる。2. Description of the Related Art An injection screw in a screw type injection molding machine is an extremely important constituent member in this type of molding machine. During the injection molding operation, the temperature of the injection screw is 100 ~.
The temperature reaches 400 ° C., and high-pressure molten plastic is extruded in the flow path between the injection screw and the cylinder into which the screw is inserted. As described above, since the molding operation is performed under the condition of high temperature and high pressure, the surface of the injection screw is worn out by friction and is corroded. In particular, when the proportion of glass fibers contained in the molten plastic is high, a large amount of wear and corrosion of the injection screw will occur.
【０００３】噴射スクリューに摩耗や腐食が生じると、
噴射の際の逆流れや、流量の不安定化や、型穴圧力の減
少や、充填の不足等の不具合を招き、射出成形により得
られる製品の品質が均一にならないという問題が生じ
る。更に、噴射スクリューが短期間の使用で破損し易く
なるため、噴射スクリューを取り替えるような事態が多
発することにより、生産性に悪影響を及ぼして生産コス
トの上昇を招くという問題も生じる。When the injection screw is worn or corroded,
There are problems such as reverse flow at the time of injection, instability of flow rate, decrease of mold cavity pressure, insufficient filling, etc., and the quality of products obtained by injection molding is not uniform. Further, since the injection screw is easily damaged by short-term use, a situation in which the injection screw is frequently replaced often causes a problem that productivity is adversely affected and production cost rises.
【０００４】溶融プラスチックが成形過程で噴射スクリ
ューの摩耗や腐食を招き、これに伴って種々の問題が生
じることから、噴射スクリューを適当な材料で製造する
他、下記に示される表面処理方法を噴射スクリューに施
して、当該噴射スクリューの耐摩耗性及び耐腐食性を高
めることも考えらるが、いずれも十分なものではなかっ
た。Since the molten plastic causes wear and corrosion of the injection screw in the molding process, which causes various problems, the injection screw is manufactured from an appropriate material, and the surface treatment method shown below is also used. It may be possible to apply it to the screw to improve the wear resistance and the corrosion resistance of the injection screw, but these were not sufficient.
【０００５】第１の表面処理方法は、火炎、高周波、あ
るいは窒素浸透で表面処理するものである。この方法で
は、表面の硬さを増して耐摩耗性を高めることはできる
が、防食性の効果が不十分である。The first surface treatment method is to treat the surface with flame, high frequency, or nitrogen infiltration. In this method, the hardness of the surface can be increased and the wear resistance can be enhanced, but the anticorrosion effect is insufficient.
【０００６】第２の方法は、Ｏ2 −Ｃ2 Ｈ2 溶接法であ
るが、この方法では、作業員の技術によって製品品質の
ばらつきが大きく、また、変形の程度も高く、表面に亀
裂が生じたり剥がれたりする現象が生じる虞がある。The second method is the O 2 -C 2 H 2 welding method. In this method, the quality of the product varies greatly depending on the skill of the worker, and the degree of deformation is high, and cracks are generated on the surface. There is a possibility that a phenomenon of occurring or peeling may occur.
【０００７】第３の方法は、硬質クロムめっき、あるい
は物理蒸着（ＰＶＤ）窒化チタン（ＴＩＮ）法である。
この方法では、防食作用を高めることはできるが、めっ
き層の厚さが１０〜２００μｍ程度と薄く、めっき層の
厚さが厚ければ剥がれ易くなるため、噴射スクリューに
適用した場合には当該スクリューの寿命が限られること
になる。The third method is hard chrome plating or physical vapor deposition (PVD) titanium nitride (TIN) method.
In this method, the anticorrosion effect can be enhanced, but the thickness of the plating layer is as thin as about 10 to 200 μm, and if the thickness of the plating layer is large, peeling easily occurs. Will have a limited life.
【０００８】第４の方法は、プラズマ溶射である。この
方法による皮膜層と噴射スクリュー素材とは、素材表面
の凹凸に溶射皮膜が食い込んで機械的に食い付いている
だけであり、皮膜が剥がれ易い。更に、皮膜層に多数の
気孔が存在するため、防食効果が劣るという欠点があ
る。The fourth method is plasma spraying. The coating layer formed by this method and the material for the injection screw are only mechanically bitten by the thermal spray coating on the irregularities on the surface of the material, and the coating easily peels off. Further, since the coating layer has a large number of pores, there is a drawback that the anticorrosion effect is poor.
【０００９】こらの他に、噴射スクリューの摩耗、腐食
により生じる問題を新しい方法で克服すること、例え
ば、粉末冶金熱均圧法（ＨＩＰ）で噴射スクリューを製
造することも考えられているが、この方法はコストが高
いために一般には採用されていない。In addition to these, it is also considered to overcome the problems caused by wear and corrosion of the injection screw by a new method, for example, to manufacture the injection screw by the powder metallurgy heat equalization method (HIP). The method is not generally adopted due to its high cost.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】近年、クラッディング
の新しい方法の一つとして、レーザを利用したレーザ・
クラッディング（Ｌａｓｅｒ ｃｌａｄｄｉｎｇ）が多
用されている。このレーザ被覆は、素材表面に合金層を
被膜層として所定厚さに溶着させるのに利用されるもの
で、微小レーザビームによって表面処理の必要な部分だ
けに被覆でき、材料節減も可能であるという利点があ
る。Recently, as one of new methods of cladding, a laser using a laser
The cladding (Laser cladding) is often used. This laser coating is used to weld an alloy layer as a coating layer to a predetermined thickness on the surface of the material, and it is possible to coat only the portion that requires surface treatment with a minute laser beam and it is also possible to save material. There are advantages.
【００１１】しかしながら、このレーザ・クラッディン
グは、噴射スクリューに被膜を形成するためには未だ応
用されておらず、その原因は、レーザ・クラッディング
を行うための種々のパラメータを選択することが困難な
点にある。例えば、選択したレーザの効率が小さすぎた
り、クラッディングの線速度が速すぎたり、焦点から離
れすぎたりすると、レーザ・エネルギーの密度が小さす
ぎるため、母材（噴射スクリューの素材）表層あるいは
粉末状被覆材料を溶解できない可能性がある。また逆
に、レーザ・エネルギーの密度が大きすぎたり、母材と
クラッディング層の入熱量が高すぎたりすると、エネル
ギーが浪費されるのみならず、多量の受熱のためスクリ
ューの変形量が増加する可能性がある。However, this laser cladding has not yet been applied to form a coating on the injection screw, and it is difficult to select various parameters for performing laser cladding. There is a point. For example, if the efficiency of the selected laser is too low, the linear velocity of the cladding is too fast, or too far away from the focus, the density of the laser energy is too low and the base material (material of the injection screw) surface layer or powder The coating material may not dissolve. On the contrary, if the density of laser energy is too high or the heat input amount of the base material and the cladding layer is too high, not only the energy is wasted but also the deformation amount of the screw increases due to the large amount of heat received. there is a possibility.
【００１２】本発明者による実験によれば、噴射スクリ
ューに対するレーザ・クラッディングでは、好適なエネ
ルギー密度は、約１０4 〜１０5 Ｗ／ｃｍ2 の間にある
ことを見出だした。また、このエネルギー密度の他に、
クラッディング粉末材料の流量と、クラッディング層の
厚さとは一定の関係があり、クラッディング層の厚さを
増加しようとする場合には、これに伴い粉末材料の流量
を増加すると共に、クラッディングの総入熱量をも若干
増加して流量が増加した粉末を完全に溶解させる必要が
ある。Experiments by the inventor have found that in laser cladding for injection screws, a suitable energy density lies between about 10 4 and 10 5 W / cm 2 . In addition to this energy density,
There is a certain relationship between the flow rate of the cladding powder material and the thickness of the cladding layer, and when the thickness of the cladding layer is to be increased, the flow rate of the powder material is increased accordingly and the cladding layer is also increased. It is necessary to completely dissolve the powder whose flow rate is increased by also slightly increasing the total heat input of.
【００１３】本発明は、噴射スクリューに対する一般的
な表面処理方法が有する欠点を解決するためになされた
ものであり、噴射スクリューの耐摩耗性及び耐腐食性を
高めるのに最適な表面処理方法を提供し、もって当該噴
射スクリューの価値を高めると共に寿命を延ばすことを
目的とする。The present invention has been made in order to solve the drawbacks of a general surface treatment method for an injection screw, and provides an optimum surface treatment method for increasing the wear resistance and corrosion resistance of the injection screw. The purpose of the present invention is to increase the value of the injection screw and extend its life.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、射出成形機における噴射スクリュー(1)の
表面に対して、熱源としての二酸化炭素レーザにより被
覆金属を溶融して溶着させる表面処理方法であって、前
記レーザの出力や、レーザビーム(5) の焦点離れ距離あ
るいは焦点レンズを有する整合器を調整することによっ
て、前記レーザビーム(5) のエネルギー密度を１０4 〜
１０5 Ｗ／ｃｍ2 に設定し、前記レーザビーム(5) を前
記噴射スクリュー(1) のクラッディング区域に対して垂
直に照射すると共に、前記クラッディング区域に照射さ
れた前記レーザビーム(5) が前記エネルギー密度の範囲
を維持するように前記噴射スクリュー(1) を送り移動
し、前記被覆金属の粉末(7) を、前記クラッディング区
域を空気から遮断する不活性ガスにより輸送して、前記
クラッディング区域に所定流量で供給し、供給された前
記被覆金属の粉末(7) を前記レーザビーム(5) により溶
融して前記噴射スクリュー(1) の表面に溶着させて、耐
摩耗性及び耐腐食性を有するクラッディング層を形成し
てなる射出成形機における噴射スクリューの表面処理方
法である。Means for Solving the Problems The present invention for achieving the above object is to melt and weld a coating metal to a surface of an injection screw (1) in an injection molding machine by a carbon dioxide laser as a heat source. a surface treatment method, the output and the laser, by adjusting the matching box having a focal away distance or focusing lens of the laser beam (5), 10 4 to the energy density of the laser beam (5)
It is set to 10 5 W / cm 2 and the laser beam (5) is irradiated perpendicularly to the cladding area of the injection screw (1), and the laser beam (5) is irradiated on the cladding area. Moves the injection screw (1) so as to maintain the range of the energy density, and the powder (7) of the coating metal is transported by an inert gas that shields the cladding area from the air, It is supplied to the cladding area at a predetermined flow rate, and the supplied coating metal powder (7) is melted by the laser beam (5) and welded to the surface of the injection screw (1) to provide wear resistance and resistance. A surface treatment method for an injection screw in an injection molding machine, which comprises forming a cladding layer having corrosiveness.
【００１５】また、射出成形機における噴射スクリュー
(1) の表面に対して、熱源としての二酸化炭素レーザに
より被覆金属を溶融して溶着させる表面処理方法であっ
て、前記レーザの出力や、レーザビーム(5) の焦点離れ
距離あるいは焦点レンズを有する整合器を調整すること
によって、前記レーザビーム(5) のエネルギー密度を１
０4 〜１０5 Ｗ／ｃｍ2 に設定し、前記レーザビーム
(5) を前記噴射スクリュー(1) のクラッディング区域に
対して垂直に照射すると共に、前記クラッディング区域
に照射された前記レーザビーム(5) が前記エネルギー密
度の範囲を維持するように前記噴射スクリュー(1) を送
り移動し、前記被覆金属の溶接棒を、前記クラッディン
グ区域を空気から遮断する不活性ガスを供給しつつ、前
記クラッディング区域に所定速度で供給し、供給された
前記被覆金属の溶接棒を前記レーザビーム(5) により溶
融して前記噴射スクリュー(1) の表面に溶着させて、耐
摩耗性及び耐腐食性を有するクラッディング層を形成し
てなる射出成形機における噴射スクリューの表面処理方
法である。Further, an injection screw in an injection molding machine
A surface treatment method for melting and welding a coating metal to a surface of (1) with a carbon dioxide laser as a heat source, wherein the output of the laser, the defocus distance of the laser beam (5) or the focus lens is used. The energy density of the laser beam (5) is adjusted to 1 by adjusting the matching device provided.
0 4 -10 Set 5 W / cm 2, the laser beam
(5) is irradiated perpendicularly to the cladding area of the injection screw (1), and the injection is performed so that the laser beam (5) applied to the cladding area maintains the energy density range. The screw (1) is fed and moved, the welding rod of the coating metal is supplied to the cladding area at a predetermined speed while supplying an inert gas that shields the cladding area from the air, and the coating is supplied. Injection in an injection molding machine in which a metal welding rod is melted by the laser beam (5) and welded to the surface of the injection screw (1) to form a cladding layer having wear resistance and corrosion resistance. This is a surface treatment method for the screw.
【００１６】また、射出成形機における噴射スクリュー
(1) の表面に対して、プラズマ溶射によって被覆金属の
皮膜層を予め形成しておき、次いで、熱源としての二酸
化炭素レーザの出力や、レーザビーム(5) の焦点離れ距
離あるいは焦点レンズを有する整合器を調整することに
よって、前記レーザビーム(5) のエネルギー密度を１０
4 〜１０5 Ｗ／ｃｍ2 に設定し、前記レーザビーム(5)
を前記噴射スクリュー(1) のクラッディング区域に対し
て垂直に照射すると共に、前記クラッディング区域に照
射された前記レーザビーム(5) が前記エネルギー密度の
範囲を維持するように前記噴射スクリュー(1) を送り移
動し、前記クラッディング区域を空気から遮断する不活
性ガスを供給しつつ、前記皮膜層を前記レーザビーム
(5) により再度溶融して前記噴射スクリュー(1) の表面
に溶着させて、耐摩耗性及び耐腐食性を有するクラッデ
ィング層を形成してなる射出成形機における噴射スクリ
ューの表面処理方法である。Also, an injection screw in an injection molding machine
On the surface of (1), a coating metal film layer is formed in advance by plasma spraying, and then the output of a carbon dioxide laser as a heat source, the defocus distance of the laser beam (5) or the focusing lens is provided. The energy density of the laser beam (5) is adjusted to 10 by adjusting the matching device.
The laser beam (5) is set to 4 to 10 5 W / cm 2.
Is irradiated perpendicularly to the cladding area of the injection screw (1), and the injection beam (1) is maintained so that the laser beam (5) applied to the cladding area maintains the energy density range. ) To move the laser beam to the coating layer while supplying an inert gas to shield the cladding area from air.
(5) is a method of surface treatment of an injection screw in an injection molding machine, which comprises melting again and welding to the surface of the injection screw (1) to form a cladding layer having wear resistance and corrosion resistance. ..
【００１７】また、一のクラッディング層と、これに隣
接するクラッディング層との重ね合わせの割合は、３０
〜５０％であるのが好ましい。The ratio of superposition of one cladding layer and the adjacent cladding layer is 30.
It is preferably ˜50%.
【００１８】また、前記不活性ガスは、アルゴンガスで
あるのが好ましい。The inert gas is preferably argon gas.
【００１９】また、前記クラッディング層の厚さは、
０．３〜１．０ｍｍであるのが好ましい。The thickness of the cladding layer is
It is preferably 0.3 to 1.0 mm.
【００２０】また、前記被覆金属は、クロム、コバル
ト、タングステン合金であるのが好ましい。The coating metal is preferably chromium, cobalt, or a tungsten alloy.
【００２１】[0021]
【作用】二酸化炭素レーザからのレーザビームは、エネ
ルギー密度が所定の範囲に設定された後、このエネルギ
ー密度の範囲を維持するように送り移動される噴射スク
リューのクラッディング区域に対して垂直に照射され
る。不活性ガスにより空気から遮断された噴射スクリュ
ーのクラッディング区域においては、レーザビームの照
射によって、噴射スクリューの表層が溶解すると共に、
前記不活性ガスとともに所定流量で供給される被覆金属
の粉末あるいは所定速度で供給される被覆金属の溶接棒
が溶融し、その後瞬間的に凝固して被覆金属が噴射スク
リューの表面に溶着する。これにより、噴射スクリュー
の表面には、スクリュー表層と冶金結合すると共に耐摩
耗性及び耐腐食性に優れたクラッディング層が形成され
る。The laser beam from the carbon dioxide laser is irradiated perpendicularly to the cladding area of the injection screw, which is moved so as to maintain the energy density range after the energy density is set to the predetermined range. To be done. In the cladding area of the injection screw, which is shielded from the air by the inert gas, the surface layer of the injection screw is dissolved by the irradiation of the laser beam,
The powder of the coating metal supplied at a predetermined flow rate or the welding rod of the coating metal supplied at a predetermined rate together with the inert gas is melted and then instantaneously solidified to deposit the coating metal on the surface of the injection screw. As a result, a cladding layer that is metallurgically bonded to the surface layer of the injection screw and has excellent wear resistance and corrosion resistance is formed on the surface of the injection screw.
【００２２】また、射出成形機における噴射スクリュー
の表面に対して、プラズマ溶射によって被覆金属の皮膜
層を予め形成しておく。次いで、二酸化炭素レーザから
のレーザビームは、エネルギー密度が所定の範囲に設定
された後、このエネルギー密度の範囲を維持するように
送り移動される噴射スクリューのクラッディング区域に
対して垂直に照射される。予め形成された皮膜層は、不
活性ガスによって空気から遮断されたクラッディング区
域においてレーザビームにより再度溶融し、噴射スクリ
ューの表面に溶着する。これにより、噴射スクリューの
表面には、スクリュー表層と冶金結合すると共に耐摩耗
性及び耐腐食性に優れたクラッディング層が形成され
る。Further, a coating metal coating layer is previously formed by plasma spraying on the surface of the injection screw in the injection molding machine. Then, the laser beam from the carbon dioxide laser is irradiated perpendicularly to the cladding area of the injection screw, which is moved so as to maintain this energy density range after the energy density is set to the predetermined range. It The preformed coating layer is remelted by the laser beam in the cladding area shielded from the air by the inert gas and deposited on the surface of the injection screw. As a result, a cladding layer that is metallurgically bonded to the surface layer of the injection screw and has excellent wear resistance and corrosion resistance is formed on the surface of the injection screw.
【００２３】また、一のクラッディング層と、これに隣
接するクラッディング層との重ね合わせの割合を３０〜
５０％にすると、被覆金属を浪費することがなく、クラ
ッディング層を平坦化する等の後作業も容易になる。Further, the ratio of superposition of one cladding layer and the cladding layer adjacent thereto is 30 to 30.
When it is 50%, the coating metal is not wasted, and post-processing such as planarizing the cladding layer is also facilitated.
【００２４】また、不活性ガスとしてアルゴンガスを使
用すると、経済性に優れ、クラッディング区域の空気か
らの遮蔽効果が良好となる。Further, when argon gas is used as the inert gas, the economy is excellent and the shielding effect from the air in the cladding area is good.
【００２５】[0025]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、噴射スクリューにレーザ・クラッディ
ングを行うための処理装置を概略で示す側面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view schematically showing a processing device for laser cladding an injection screw.
【００２６】図示するように、処理装置は、噴射スクリ
ュー１を支持してこのスクリュー１を回転駆動する回転
式工作台２と、噴射スクリュー１の一端を回転自在に保
持するテール・ストック３と、これら回転式工作台２と
テール・ストック３とが配置される平面工作台４とを有
している。回転式工作台２は、噴射スクリュー１の回転
速度等を制御可能なように、プログラミング可能に構成
されている。また、平面工作台４も、噴射スクリュー１
の平面移動速度等を制御可能なように、プログラミング
可能に構成されている。回転式工作台２及び平面工作台
４を同時に駆動することにより、噴射スクリュー１をら
せん送りできるようになっている。As shown in the figure, the processing apparatus includes a rotary work table 2 that supports the jet screw 1 and drives the screw 1 to rotate, and a tail stock 3 that rotatably holds one end of the jet screw 1. It has a flat work table 4 on which the rotary work table 2 and the tail stock 3 are arranged. The rotary workbench 2 is programmable so that the rotation speed of the injection screw 1 and the like can be controlled. In addition, the flat work table 4 is also the injection screw 1
It is configured to be programmable so as to control the plane moving speed and the like. By simultaneously driving the rotary work table 2 and the flat work table 4, the injection screw 1 can be spirally fed.
【００２７】処理装置は、高エネルギー二酸化炭素レー
ザを有し、このレーザの出力や、図２に示されるような
焦点離れ距離、あるいは、図３に示されるような焦点レ
ンズを有する整合器を調整することによって、レーザビ
ーム５のエネルギー密度が１０4 〜１０5 Ｗ／ｃｍ2 に
設定されている。また、レーザビーム５は噴射スクリュ
ー１の加工区域（クラッディング区域）に対して垂直に
照射されるようになっている。噴射スクリュー１は、ク
ラッディング区域に照射されるレーザビーム５が前記エ
ネルギー密度の範囲を維持するように、回転式工作台２
及び平面工作台４により送り移動されるようになってい
る。The processing unit has a high-energy carbon dioxide laser, and adjusts the output of this laser, the defocus distance as shown in FIG. 2, or the matching box having the focusing lens as shown in FIG. By doing so, the energy density of the laser beam 5 is set to 10 4 to 10 5 W / cm 2 . The laser beam 5 is irradiated perpendicularly to the processing area (cladding area) of the injection screw 1. The jet screw 1 is equipped with a rotary worktable 2 so that the laser beam 5 applied to the cladding area maintains the energy density range.
Also, it is adapted to be fed and moved by the flat work table 4.
【００２８】更に、処理装置は、レーザエネルギーによ
り溶融される被覆金属の粉末７を前記クラッディング区
域に供給するための粉末供給設備６を有している。被覆
金属の粉末７は、コバルト基粉末を含む、クロム、コバ
ルト、タングステン合金の粉末である。この合金として
は、噴射スクリュー１で多用されている、例えば、ＳＴ
ＥＬＬＩＴＥ Ｎｏ．１ コバルト基合金が挙げられ
る。粉末供給設備６は、アルゴンガス等の不活性ガスに
よって粉末７の輸送を行うようになっている。また、こ
の不活性ガスは、クラッディング区域を空気から遮断し
て、クラッディング処理中に酸化が生じることを防止す
る役目も果たている。Furthermore, the processing device comprises a powder supply facility 6 for supplying to the cladding zone a powder 7 of coating metal which is melted by laser energy. The coating metal powder 7 is a powder of chromium, cobalt, or tungsten alloy containing cobalt-based powder. This alloy is often used in the injection screw 1, for example, ST
ELLITE No. 1 A cobalt-based alloy can be used. The powder supply equipment 6 is adapted to transport the powder 7 by an inert gas such as argon gas. The inert gas also serves to shield the cladding area from air and prevent oxidation from occurring during the cladding process.
【００２９】噴射スクリュー１にレーザ・クラッディン
グを行うときには、先ず、二酸化炭素レーザの出力や、
レーザビーム５の焦点離れ距離あるいは整合器を調整す
ることによって、レーザビーム５のエネルギー密度を１
０4 〜１０5 Ｗ／ｃｍ2 の範囲に設定する。その後、こ
のエネルギー密度の範囲を維持するように送り移動され
る噴射スクリュー１のクラッディング区域に対して、レ
ーザビーム５を垂直に照射する。すると、不活性ガスに
より空気から遮断された噴射スクリュー１のクラッディ
ング区域においては、レーザビーム５の照射によって、
噴射スクリューの表層が溶解すると共に、不活性ガスと
ともに所定流量で供給される被覆金属の粉末７が溶融
し、その後瞬間的に凝固して被覆金属が噴射スクリュー
１の表面に溶着する。これにより、噴射スクリューの表
面には、スクリュー表層と冶金結合すると共に耐摩耗性
及び耐腐食性に優れたクラッディング層が形成されるこ
とになる。When performing laser cladding on the injection screw 1, first, the output of the carbon dioxide laser,
By adjusting the defocus distance of the laser beam 5 or the matching device, the energy density of the laser beam 5 is reduced to 1
It is set in the range of 0 4 to 10 5 W / cm 2 . After that, the laser beam 5 is vertically irradiated to the cladding area of the injection screw 1 which is fed and moved so as to maintain this energy density range. Then, in the cladding area of the injection screw 1 shielded from the air by the inert gas, the irradiation of the laser beam 5 causes
The surface layer of the injection screw is melted, the powder 7 of the coating metal supplied at a predetermined flow rate together with the inert gas is melted, and then is instantaneously solidified to deposit the coating metal on the surface of the injection screw 1. As a result, a cladding layer that is metallurgically bonded to the surface layer of the injection screw and has excellent wear resistance and corrosion resistance is formed on the surface of the injection screw.
【００３０】図２には、焦点離れの方式により、レーザ
ビーム５のエネルギー密度とクラッディングの巾を調整
する状況が示され、図３には、整合器を介することによ
り、レーザビーム５のエネルギー密度とクラッディング
の巾を調整する状況が示されている。整合器を介してレ
ーザビーム５を加工区域に照射する方が、レーザエネル
ギーが比較的に均一である。FIG. 2 shows a situation in which the energy density of the laser beam 5 and the width of the cladding are adjusted by the defocusing method, and the energy of the laser beam 5 is shown in FIG. 3 through a matching device. The situation of adjusting the density and the width of the cladding is shown. The laser energy is relatively uniform when the laser beam 5 is applied to the processing area through the matching device.
【００３１】一回の操作でクラッディングを完成できな
い場合には、図５に示すように、噴射スクリュー１をあ
る程度回転し、前回のクラッディング区域と引き続いて
行うクラッディング区域とを一定の割合で重ね合わせる
ことによって、所定のクラッディングが達成される。When the cladding cannot be completed by one operation, as shown in FIG. 5, the injection screw 1 is rotated to some extent so that the previous cladding area and the subsequent cladding area are kept at a constant ratio. By overlaying, a certain cladding is achieved.
【００３２】図４に示すように、噴射スクリュー１に対
するクラッディング区域は、例えば、ねじ山の頂上面３
１、側面３２、３３、あるいは、底面３４のうちから所
望の部位を選択できる。無論、全ての部位を選択するこ
ともできる。As shown in FIG. 4, the cladding area for the injection screw 1 can be, for example, a crest top surface 3 of a thread.
A desired part can be selected from 1, the side surfaces 32 and 33, or the bottom surface 34. Of course, all parts can be selected.
【００３３】ミラーを適宜組み合わせることによって、
レーザビーム５をクラッディング区域に対して垂直に照
射して熱源を形成することができる。従って、ねじ山の
側面３２、３３に対してレーザ・クラッディングを行う
場合には、角度調整自在なミラーを組み合わ、レーザビ
ーム５を側面３２、３３に対して垂直に照射することに
よって、所定のクラッディング効能を発揮することがで
きる。By combining the mirrors appropriately,
The laser beam 5 can be directed perpendicular to the cladding area to form a heat source. Therefore, when laser cladding is performed on the side surfaces 32 and 33 of the screw thread, a predetermined angle mirror is combined to irradiate the laser beam 5 perpendicularly to the side surfaces 32 and 33 so that the laser beam 5 is irradiated at a predetermined level. It can exert the cladding effect.
【００３４】高エネルギー二酸化炭素レーザにおけるレ
ーザビーム５のエネルギー密度、被覆金属の粉末７の流
量、及び、クラッディングの速度は、クラッディング処
理における重要なパラメータである。エネルギー密度
は、焦点からの距離の大きさや整合器を調整してレーザ
の効率を変化させることによって、制御することができ
る。粉末７の流量は、粉末供給設備６のガス流量等を変
化させることによって、制御することができる。この粉
末流量の制御により、クラッディング層の厚さを制御す
ることもできる。また、クラッディングの速度は、噴射
スクリュー１の回転速度ないし送り量を変化させること
によって、制御することができる。スクリューの送り量
等の制御により、ねじ山のピッチ等が異なる噴射スクリ
ューであっても、１台の処理装置でクラッディング処理
を行うことができる。The energy density of the laser beam 5 in the high energy carbon dioxide laser, the flow rate of the powder 7 of the coating metal, and the speed of the cladding are important parameters in the cladding process. The energy density can be controlled by adjusting the size of the distance from the focus and the matching device to change the efficiency of the laser. The flow rate of the powder 7 can be controlled by changing the gas flow rate or the like of the powder supply equipment 6. By controlling the powder flow rate, the thickness of the cladding layer can also be controlled. Further, the speed of the cladding can be controlled by changing the rotation speed or the feed amount of the injection screw 1. By controlling the screw feed amount and the like, it is possible to perform the cladding process with a single processing device even for injection screws having different thread pitches and the like.
【００３５】高エネルギー二酸化炭素レーザにより噴射
スクリュー１に対してクラッディング処理を行うと、ク
ラッディング区域は若干起伏した曲面形状を有する。例
えば、焦点離れの方式によるクラッディング処理を行う
と、クラッディング区域は図５に示されるように若干起
伏した曲面形状を有している。この状態からクラッディ
ング区域に対して更に研摩あるいは艶出し等の後加工を
行うことによって、図６に示されるような最終製品が得
られる。When the injection screw 1 is subjected to the cladding treatment by the high energy carbon dioxide laser, the cladding area has a slightly undulating curved surface shape. For example, when the cladding process by the defocusing method is performed, the cladding area has a slightly uneven curved surface shape as shown in FIG. From this state, the cladding area is subjected to further processing such as polishing or polishing to obtain a final product as shown in FIG.
【００３６】噴射スクリュー１の頂上面３１のみならず
全域にわたってクラッディング処理を行い、所定の後加
工を行うと、図７に示されるようなクラッディング層が
得られることになる。When the cladding process is performed not only on the top surface 31 of the injection screw 1 but also on the entire region and a predetermined post-processing is performed, a cladding layer as shown in FIG. 7 is obtained.
【００３７】図８には、電子マイクロアナライザー（Ｅ
ＰＭＡ，Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｘ−ｒａｙ
Ｍｉｃｒｏａｎａｌｙｚｅｒ）で噴射スクリュー１のク
ラッディング層を定性、定量分析した結果が示されてい
る。図示するように、形成されたクラッディング層のう
ち噴射スクリュー１の表面層に近接した微小領域には、
粉末７中に含まれるコバルト（Ｃｏ）と、噴射スクリュ
ー１の母材である鉄（Ｆｅ）とが現われ、それぞれ相当
の割合の化学成分を含んでいる。このことは、クラッデ
ィング層と噴射スクリュー１の表面とが冶金結合してい
ることを示しいる。更に、粉末７と噴射スクリューとの
冶金層は極めて薄く、希釈率（Ｄｉｌｕｔｉｏｎ）も５
０％以下と低い。FIG. 8 shows an electronic micro analyzer (E
PMA, Electron Probe X-ray
The result of qualitative and quantitative analysis of the cladding layer of the injection screw 1 by Microanalyzer is shown. As shown in the drawing, in the formed cladding layer, in a minute region close to the surface layer of the injection screw 1,
Cobalt (Co) contained in the powder 7 and iron (Fe), which is the base material of the injection screw 1, appear, each containing a considerable proportion of chemical components. This indicates that the cladding layer and the surface of the injection screw 1 are metallurgically bonded. Furthermore, the metallurgical layer between the powder 7 and the injection screw is extremely thin, and the dilution ratio is 5 as well.
It is as low as 0% or less.
【００３８】被覆金属の粉末７の選択や、クラッディン
グ層の瞬間冷却凝固により、高硬度、耐摩耗、防食の特
性が得られる。また、レーザの入熱量を正確に制御で
き、クラッディング処理後の噴射スクリュー１の変形量
が極めて少なく、後処理の加工量を減少し、粉末７を節
約することができ、製品の品質も向上する。これによっ
て、噴射スクリュー１の価値が高められると共に寿命も
延びることになる。また、大きさやねじ山のピッチ等が
異なる噴射スクリューであっても、スクリューの送り量
等をプログラム制御することによりクラッディング区域
を制御できるため、多品種少量生産に適したものとな
る。High hardness, wear resistance, and anticorrosion characteristics can be obtained by selecting the powder 7 of the coating metal and instantaneous cooling and solidification of the cladding layer. Further, the heat input amount of the laser can be accurately controlled, the deformation amount of the injection screw 1 after the cladding treatment is extremely small, the processing amount of the post treatment can be reduced, the powder 7 can be saved, and the product quality can be improved. To do. As a result, the value of the injection screw 1 is enhanced and the life is extended. Further, even in the case of an injection screw having different sizes and thread pitches, the cladding area can be controlled by program-controlling the screw feed amount and the like, which is suitable for high-mix low-volume production.
【００３９】上述した実施例では、被覆金属の粉末７を
使用する場合を示したが、粉末７を溶接棒（Ｗｉｒｅ）
に取り換えても良い。この場合、粉末供給設備６は溶接
棒輸送機に取り換えられ、クラッディング粉末の回収等
の処理が省略できる。但し、溶接棒は通常湾曲ないし歪
んだ状態であるため、使用に際しては、先ず溶接棒輸送
機や適宜の機構で溶接棒を真っ直ぐにして、その後に始
めて所定のクラッディング位置まで搬送する必要があ
る。In the above-mentioned embodiment, the case where the powder 7 of the coating metal is used is shown.
You may replace it with. In this case, the powder supply equipment 6 is replaced with a welding rod transporter, and the processing such as the collection of cladding powder can be omitted. However, since the welding rod is usually in a curved or distorted state, it is necessary to straighten the welding rod with a welding rod transporter or an appropriate mechanism before using it and then to convey it to a predetermined cladding position for the first time. ..
【００４０】また、先ず、プラズマ溶射によって噴射ス
クリュー１の表面に被覆材料の皮膜層を形成しておき、
その後に、上述したレーザ・クラッディング処理を行っ
ても良い。つまり、射出成形機における噴射スクリュー
１の表面に対して、プラズマ溶射によって被覆金属の皮
膜層を予め形成しておき、次いで、二酸化炭素レーザの
出力や、レーザビーム５の焦点離れ距離あるいは整合器
を調整することによって、レーザビーム５のエネルギー
密度を１０4 〜１０5 Ｗ／ｃｍ2 の範囲に設定する。そ
の後、このエネルギー密度の範囲を維持するように送り
移動される噴射スクリュー１のクラッディング区域に対
して、レーザビーム５を垂直に照射する。すると、不活
性ガスにより空気から遮断された噴射スクリュー１のク
ラッディング区域においては、レーザビーム５の照射に
よって、予め形成された皮膜層が再度溶融し、その後瞬
間的に凝固して被覆金属が噴射スクリュー１の表面に溶
着する。これにより、噴射スクリューの表面には、スク
リュー表層と冶金結合すると共に耐摩耗性及び耐腐食性
に優れたクラッディング層が形成されることになる。こ
のようにすれば、クラッディング層が機械的な結合から
冶金結合に変化し、気孔の存在が無くなることから、防
食効果が高められることになる。この場合には、図１に
示される処理装置には粉末供給設備６を設ける必要がな
いのは言うまでもない。First, a film layer of a coating material is formed on the surface of the injection screw 1 by plasma spraying,
After that, the above-described laser cladding process may be performed. That is, a coating metal coating layer is formed in advance on the surface of the injection screw 1 in the injection molding machine by plasma spraying, and then the output of the carbon dioxide laser, the defocus distance of the laser beam 5 or the matching device is set. By adjusting, the energy density of the laser beam 5 is set in the range of 10 4 to 10 5 W / cm 2 . After that, the laser beam 5 is vertically irradiated to the cladding area of the injection screw 1 which is fed and moved so as to maintain this energy density range. Then, in the cladding region of the injection screw 1 which is shielded from the air by the inert gas, the coating layer formed in advance is melted again by the irradiation of the laser beam 5, and then the coating metal is instantaneously solidified and the coating metal is injected. It is welded to the surface of the screw 1. As a result, a cladding layer that is metallurgically bonded to the surface layer of the injection screw and has excellent wear resistance and corrosion resistance is formed on the surface of the injection screw. By doing so, the cladding layer changes from a mechanical bond to a metallurgical bond and the existence of pores is eliminated, so that the anticorrosion effect is enhanced. In this case, needless to say, it is not necessary to provide the powder supply equipment 6 in the processing apparatus shown in FIG.
【００４１】前記処理装置における工作台の送り速度、
クラッディング速度、スクリュー外径、ピッチ、及び回
転速度との関係は、以下の通りである。 工作台の送り速度（ｍｍ／ｍｉｎ）：Ｆ Ｆ＝Ｐ／（Ｗ／６０） ＝ ６０Ｐ／Ｗ クラッディングの線速度（ｍｍ／ｍｉｎ）：Ｓ Ｓ＝πＤ／（Ｗ／６０）＝ ６０πＤ／Ｗ ここに Ｄ：スクリューの外径（ｍｍ） Ｐ：スクリューのピッチ（ｍｍ） Ｗ：スクリューが一回転するのに要する時間（ｓｅｃ／
ｒｅｖ） である。The feed rate of the work table in the processing device,
The relationship between the cladding speed, screw outer diameter, pitch, and rotation speed is as follows. Work table feed rate (mm / min): FF = P / (W / 60) = 60P / W Cladding linear velocity (mm / min): SS = πD / (W / 60) = 60πD / W Where D: outer diameter of screw (mm) P: pitch of screw (mm) W: time required for screw to make one rotation (sec /
rev).
【００４２】例えば、 スクリューの外径Ｄ ：３６ｍｍ スクリューのピッチＰ：３６ｍｍ スクリューが一回転するのに要する時間Ｗ：１２．８７
ｓｅｃ／ｒｅｖであるならば、 工作台の送り速度 ：Ｆ＝６０×３６／１２．８７ ＝１６７．８３ｍｍ／ｍｉｎ クラッディングの線速度：Ｓ＝６０π×３６／１２．８
７ ＝５２７．２３ｍｍ／ｍｉｎ となる。For example, the outer diameter D of the screw: 36 mm, the pitch P of the screw: 36 mm, the time required for one rotation of the screw W: 12.87
If sec / rev, the feed rate of the work table: F = 60 × 36 / 12.87 = 167.83 mm / min The linear velocity of cladding: S = 60π × 36 / 12.8
7 = 527.23 mm / min.
【００４３】被覆パラメータは、スクリューの長さ、外
径、ピッチ、歯幅、及び被覆層の厚さにより異なるもの
であるが、一実施例によれば下記のごときである。 スクリューの長さ ：約 ６７４ｍｍ スクリューの外径 ：φ ３３ｍｍ スクリューの歯幅 ： ５ｍｍ スクリューのピッチ： ３３ｍｍ 被覆層の厚さ ： １ｍｍ の場合、トライアンドエラーを繰り返した結果、最適な
被覆パラメータは次ぎの通りであった。 レーザ功率 ： １．５ ＫＷ スクリューが一回転するのに要する時間：１２．４３
ｓｅｃ／ｒｅｖ クラッディングの線速度 ： 約５００ ｍｍ／ｍｉｎ 工作台の送り速度 ： １５９ ｍｍ／ｍｉｎ 被覆粉末：クローム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、タン
グステン（Ｗ）合金 粉末の流量 ： ２５ ｇ／ｍｉｎ ±２ｇ／ｍｉｎ レーザビームの焦点から離れた距離 ： ７ ±０．２
ｍｍ（±０．２は千分量ワッチで測定した場合の振動偏
り値） 粉末のノース ： φ ２．５ ｍｍ 被覆の時間 ： 歯面合計 ３コース、約１５分 重ね合わせの割合： 約３０〜５０％ 輸送用ガス ： アルゴン（Ａｒ） 気体圧力 ： １ ｋｇ／ｃｍ2 気体流量 ： １５ ｌｉｔｅｒ／ｍｉｎ であった。The coating parameters differ depending on the screw length, outer diameter, pitch, tooth width, and coating layer thickness, and according to one embodiment, they are as follows. Screw length: Approx. 674 mm Screw outer diameter: φ 33 mm Screw tooth width: 5 mm Screw pitch: 33 mm Coating layer thickness: 1 mm In the case of repeated trial and error, the optimum coating parameters were as follows: It was on the street. Laser efficiency: 1.5 kW Time required for one rotation of screw: 12.43
sec / rev Cladding linear velocity: about 500 mm / min Work table feed rate: 159 mm / min Coated powder: Chrome (Cr), cobalt (Co), tungsten (W) alloy Powder flow rate: 25 g / min ± 2 g / min Distance away from laser beam focus: 7 ± 0.2
mm (± 0.2 is the vibration bias value when measured with a thousandth watch) Powder north: φ 2.5 mm Coating time: Tooth surface total 3 courses, about 15 minutes Overlap ratio: about 30 to 50 % Transport gas: Argon (Ar) Gas pressure: 1 kg / cm 2 Gas flow rate: 15 liter / min.
【００４４】本発明によるクラッディング方法では、一
のクラッディング層と、これに隣接するクラッディング
層との重ね合わせの割合は、上記の通り約３０〜５０％
程度が好適である。この重ね合わせの割合が小さすぎる
と、クラッディングの重なり厚さが薄すぎるため、後加
工を大量に行わなければ平らに整ったクラッディング層
を得ることができなくなる。また逆に、重ね合わせの割
合が大きすぎると、クラッディングの重なり厚さが厚す
ぎるため、被覆材料を浪費するのみならず、後加工の手
間もかかることになる。In the cladding method according to the present invention, the rate of superposition of one cladding layer and the adjacent cladding layer is about 30 to 50% as described above.
The degree is suitable. If the overlapping ratio is too small, the overlapping thickness of the cladding will be too thin, and it will not be possible to obtain a flat ordered cladding layer unless a large amount of post-processing is performed. On the other hand, if the ratio of superposition is too large, the overlapping thickness of the cladding is too large, so that not only the coating material is wasted but also the post-processing is troublesome.
【００４５】粉末供給設備６で使用するガスは、粉末７
を輸送するために用いられるだけではなく、粉末７の輸
送と同時に、溶融した被覆金属を空気から遮断する役目
も果たしている。これにより、クラッディング材料が昇
温し、溶融し、凝固する過程において、当該クラッディ
ング材料が酸化することを防止できる。前記ガスとして
は、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスが使用さ
れるが、ヘリウムガスは比較的高価なため不経済であ
り、窒素ガスの保護効果はアルゴンガスに劣ることか
ら、アルゴンガスを使用するのが最も好ましい。The gas used in the powder supply equipment 6 is powder 7
Not only for transporting the powder 7, but also for transporting the powder 7 and at the same time shielding the molten coating metal from the air. As a result, it is possible to prevent the cladding material from being oxidized in the process of heating, melting and solidifying the cladding material. As the gas, an inert gas such as nitrogen, argon or helium is used, but helium gas is uneconomical because it is relatively expensive, and the protective effect of nitrogen gas is inferior to that of argon gas. Most preferably used.
【００４６】プラズマ溶射によって噴射スクリュー１の
表面に被覆材料の皮膜層を予め形成しておき、その後に
レーザ・クラッディング処理を行う実施例や、粉末７に
換えて溶接棒を使用してレーザ・クラッディング処理を
行う実施例にあっては、選択すべき種々のパラメータ
は、粉末輸送に関連する部分が省略される以外は、上述
した各種パラメータと同じである。An example in which a coating layer of a coating material is previously formed on the surface of the injection screw 1 by plasma spraying and then laser cladding is performed, or a laser beam is produced by using a welding rod instead of the powder 7. In the embodiment in which the cladding process is performed, the various parameters to be selected are the same as the various parameters described above, except that the portion related to powder transportation is omitted.
【００４７】他の種々の実験により、好適なクラッディ
ング結果が得られるときのクラッディングの線速度は、
３００〜８００ｍｍ／ｍｉｎであり、レーザ功率は、
１．２〜２．５ＫＷであった。According to various other experiments, the linear velocity of the cladding when the favorable cladding result is obtained is
The laser efficiency is 300 to 800 mm / min.
It was 1.2 to 2.5 kW.
【００４８】また、クラッディング層の厚さを０．３〜
１．０ｍｍとすれば、被膜金属を無駄にすることなく所
定の耐摩耗性及び耐腐食性を得ることができ、研摩等の
種々の後加工に要する手間も少なくなる。このクラッデ
ィング層の厚さは、粉末７の流量と密接な関係があり、
またレーザの功率やクラッディング速度とも関係する
が、クラッディング層の厚さを０．３〜１．０ｍｍにす
るためには、実験によれば、粉末７の流量は１２〜３６
ｇ／ｍｉｎであった。The thickness of the cladding layer is 0.3-.
When the thickness is 1.0 mm, the predetermined wear resistance and corrosion resistance can be obtained without wasting the coating metal, and the labor required for various post-processing such as polishing is reduced. The thickness of this cladding layer is closely related to the flow rate of the powder 7,
Further, although it is related to the efficiency of the laser and the cladding speed, in order to make the thickness of the cladding layer 0.3 to 1.0 mm, according to the experiment, the flow rate of the powder 7 is 12 to 36 mm.
It was g / min.
【００４９】[0049]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る方法
によれば、噴射スクリューの表面に、このスクリュー表
層と冶金結合する耐摩耗性及び耐腐食性に優れたクラッ
ディング層を確実かつ安価に形成することができ、もっ
て、射出成形機における噴射スクリューの価値を高める
と共に寿命を延ばすことができるという効果を奏する。As described above, according to the method of the present invention, the surface of the injection screw can be reliably and inexpensively provided with a cladding layer excellent in wear resistance and corrosion resistance that is metallurgically bonded to the surface layer of the screw. Therefore, it is possible to enhance the value of the injection screw in the injection molding machine and extend the life of the injection screw.
【図１】 本発明を具現化した噴射スクリューにレーザ
・クラッディングを行うための処理装置を概略で示す側
面図FIG. 1 is a side view schematically showing a processing apparatus for performing laser cladding on an injection screw embodying the present invention.
【図２】 焦点離れの方式により、レーザビームのエネ
ルギー密度とクラッディングの巾を調整する状況を示す
概念図FIG. 2 is a conceptual diagram showing a situation in which the energy density of the laser beam and the width of the cladding are adjusted by the defocusing method.
【図３】 整合器により、レーザビームのエネルギー密
度とクラッディングの巾を調整する状況を示す概念図FIG. 3 is a conceptual diagram showing a situation where the energy density of the laser beam and the width of the cladding are adjusted by a matching device.
【図４】 噴射スクリューに対するクラッディング区域
を示す図FIG. 4 shows the cladding area for the injection screw.
【図５】 クラッディング層が重なり合った状態を示す
図FIG. 5 is a view showing a state in which the cladding layers are overlapped with each other.
【図６】 図５に示される状態から後加工を行った後の
クラッディング層を示す図6 is a diagram showing the cladding layer after post-processing from the state shown in FIG.
【図７】 噴射スクリューの全域にわたってクラッディ
ング層を形成した状態を示す図FIG. 7 is a diagram showing a state in which a cladding layer is formed over the entire area of the injection screw.
【図８】 噴射スクリューに対するクラッディング層を
電子マイクロアナライザーで定量分析した結果を示すグ
ラフである。FIG. 8 is a graph showing the results of quantitative analysis of the cladding layer for the injection screw with an electronic microanalyzer.
１…噴射スクリュー ５…レーザビーム ６…粉末供給設備 ７…被覆金属の粉末 1 ... Injection screw 5 ... Laser beam 6 ... Powder supply equipment 7 ... Coating metal powder
Claims (7)
表面に対して、熱源としての二酸化炭素レーザにより被
覆金属を溶融して溶着させる表面処理方法であって、 前記レーザの出力や、レーザビーム(5) の焦点離れ距離
あるいは焦点レンズを有する整合器を調整することによ
って、前記レーザビーム(5) のエネルギー密度を１０4
〜１０5 Ｗ／ｃｍ2 に設定し、 前記レーザビーム(5) を前記噴射スクリュー(1) のクラ
ッディング区域に対して垂直に照射すると共に、前記ク
ラッディング区域に照射された前記レーザビーム(5) が
前記エネルギー密度の範囲を維持するように前記噴射ス
クリュー(1) を送り移動し、 前記被覆金属の粉末(7) を、前記クラッディング区域を
空気から遮断する不活性ガスにより輸送して、前記クラ
ッディング区域に所定流量で供給し、 供給された前記被覆金属の粉末(7) を前記レーザビーム
(5) により溶融して前記噴射スクリュー(1) の表面に溶
着させて、耐摩耗性及び耐腐食性を有するクラッディン
グ層を形成してなる射出成形機における噴射スクリュー
の表面処理方法。1. A surface treatment method for melting and welding a coating metal onto a surface of an injection screw (1) of an injection molding machine by a carbon dioxide laser as a heat source, the output of the laser and the laser beam. The energy density of the laser beam (5) is adjusted to 10 4 by adjusting the defocus distance of (5) or a matching device having a focusing lens.
-10 5 W / cm 2 , the laser beam (5) is irradiated perpendicularly to the cladding area of the injection screw (1), and the laser beam (5 ) Is moved by moving the injection screw (1) so as to maintain the energy density range, and the coating metal powder (7) is transported by an inert gas that shields the cladding area from air, It is supplied to the cladding area at a predetermined flow rate, and the supplied coating metal powder (7) is supplied to the laser beam.
(5) A method for surface treatment of an injection screw in an injection molding machine, which comprises melting and melting on the surface of the injection screw (1) to form a cladding layer having wear resistance and corrosion resistance.
表面に対して、熱源としての二酸化炭素レーザにより被
覆金属を溶融して溶着させる表面処理方法であって、 前記レーザの出力や、レーザビーム(5) の焦点離れ距離
あるいは焦点レンズを有する整合器を調整することによ
って、前記レーザビーム(5) のエネルギー密度を１０4
〜１０5 Ｗ／ｃｍ2 に設定し、 前記レーザビーム(5) を前記噴射スクリュー(1) のクラ
ッディング区域に対して垂直に照射すると共に、前記ク
ラッディング区域に照射された前記レーザビーム(5) が
前記エネルギー密度の範囲を維持するように前記噴射ス
クリュー(1) を送り移動し、 前記被覆金属の溶接棒を、前記クラッディング区域を空
気から遮断する不活性ガスを供給しつつ、前記クラッデ
ィング区域に所定速度で供給し、 供給された前記被覆金属の溶接棒を前記レーザビーム
(5) により溶融して前記噴射スクリュー(1) の表面に溶
着させて、耐摩耗性及び耐腐食性を有するクラッディン
グ層を形成してなる射出成形機における噴射スクリュー
の表面処理方法。2. A surface treatment method for melting and welding a coating metal to a surface of an injection screw (1) in an injection molding machine by a carbon dioxide laser as a heat source, the output of the laser and the laser beam. The energy density of the laser beam (5) is adjusted to 10 4 by adjusting the defocus distance of (5) or a matching device having a focusing lens.
-10 5 W / cm 2 , the laser beam (5) is irradiated perpendicularly to the cladding area of the injection screw (1), and the laser beam (5 ) Feeds and moves the injection screw (1) so as to maintain the energy density range, and the welding rod of the coated metal is supplied with an inert gas that shields the cladding area from the air, while Is supplied at a predetermined speed to the welding area, and the supplied welding rod of the coated metal is supplied to the laser beam.
(5) A method for surface treatment of an injection screw in an injection molding machine, which comprises melting and melting on the surface of the injection screw (1) to form a cladding layer having wear resistance and corrosion resistance.
表面に対して、プラズマ溶射によって被覆金属の皮膜層
を予め形成しておき、 次いで、熱源としての二酸化炭素レーザの出力や、レー
ザビーム(5) の焦点離れ距離あるいは焦点レンズを有す
る整合器を調整することによって、前記レーザビーム
(5) のエネルギー密度を１０4 〜１０5 Ｗ／ｃｍ2 に設
定し、 前記レーザビーム(5) を前記噴射スクリュー(1) のクラ
ッディング区域に対して垂直に照射すると共に、前記ク
ラッディング区域に照射された前記レーザビーム(5) が
前記エネルギー密度の範囲を維持するように前記噴射ス
クリュー(1) を送り移動し、 前記クラッディング区域を空気から遮断する不活性ガス
を供給しつつ、前記皮膜層を前記レーザビーム(5) によ
り再度溶融して前記噴射スクリュー(1) の表面に溶着さ
せて、耐摩耗性及び耐腐食性を有するクラッディング層
を形成してなる射出成形機における噴射スクリューの表
面処理方法。3. A coating metal coating layer is previously formed by plasma spraying on the surface of an injection screw (1) in an injection molding machine, and then the output of a carbon dioxide laser as a heat source and a laser beam ( 5) By adjusting the defocus distance or the matching device having the focusing lens, the laser beam
The energy density of (5) is set to 10 4 to 10 5 W / cm 2 , the laser beam (5) is irradiated perpendicularly to the cladding area of the injection screw (1), and the cladding area is The laser beam (5) irradiated on the feed screw (1) is moved so as to maintain the range of the energy density, while supplying an inert gas that shields the cladding area from the air, An injection screw in an injection molding machine in which a coating layer is melted again by the laser beam (5) and welded to the surface of the injection screw (1) to form a cladding layer having wear resistance and corrosion resistance. Surface treatment method.
クラッディング層との重ね合わせの割合は、好ましくは
３０〜５０％であることを特徴とする請求項１又は２に
記載の射出成形機における噴射スクリューの表面処理方
法。4. The injection molding according to claim 1 or 2, wherein a ratio of superimposing one cladding layer and a cladding layer adjacent to the one cladding layer is preferably 30 to 50%. Of surface treatment of injection screw in machine.
スであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載
の射出成形機における噴射スクリューの表面処理方法。5. The surface treatment method for an injection screw in an injection molding machine according to claim 1, wherein the inert gas is preferably argon gas.
は０．３〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１
〜３の何れかに記載の射出成形機における噴射スクリュ
ーの表面処理方法。6. The thickness of the cladding layer is preferably 0.3 to 1.0 mm.
The surface treatment method of the injection screw in the injection molding machine in any one of Claims 1-3.
ルト、タングステン合金であることを特徴とする請求項
１〜３の何れかに記載の射出成形機における噴射スクリ
ューの表面処理方法。7. The surface treatment method for an injection screw in an injection molding machine according to claim 1, wherein the coating metal is preferably chromium, cobalt, or a tungsten alloy.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP4029176A JPH05271898A (en) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | Surface treatment method of injection screw in injection molding machine |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP4029176A JPH05271898A (en) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | Surface treatment method of injection screw in injection molding machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05271898A true JPH05271898A (en) | 1993-10-19 |
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ID=12268924
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP4029176A Pending JPH05271898A (en) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | Surface treatment method of injection screw in injection molding machine |
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| JP (1) | JPH05271898A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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