JPH05286000A - Compound cylinder for plastic molding machine - Google Patents

Compound cylinder for plastic molding machine

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Publication number
JPH05286000A
JPH05286000A JP4116958A JP11695892A JPH05286000A JP H05286000 A JPH05286000 A JP H05286000A JP 4116958 A JP4116958 A JP 4116958A JP 11695892 A JP11695892 A JP 11695892A JP H05286000 A JPH05286000 A JP H05286000A
Authority
JP
Japan
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cylinder
weight
layer
molding machine
plastic molding
Prior art date
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Pending
Application number
JP4116958A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Maruta
賢二 丸田
Eiichi Yamashita
栄一 山下
Toyoki Anzai
豊毅 安西
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05286000A publication Critical patent/JPH05286000A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a compound cylinder for plastic molding machine having hard quality, excellent abrasion resistance and corrosion resistance, and excellent seizure resistance. CONSTITUTION:A lining layer of a cylinder for plastic molding machine is made of a cobalt group alloy or a nickel group alloy. On the surface of the lining layer, a sulphurizing layer or nitrosulphurizing layer having a depth of 1mum or above is formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチック成形機等
に用いる複合シリンダに関し、特に耐摩耗性、耐食性及
び耐焼付き性等に優れた成形機用複合シリンダに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite cylinder used in a plastic molding machine or the like, and more particularly to a composite cylinder for a molding machine which is excellent in wear resistance, corrosion resistance and seizure resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
プラスチックは、エンジニアリングプラスチックやポリ
マーアロイとして多種多様な用途に使用されるようにな
ってきており、それに伴い種々の樹脂を混合して使用し
たり、各種添加剤を添加して使用したりしている。この
ため、これらの樹脂を射出成形、あるいは押出し成形す
るのに使用される成形機のシリンダ内のライニング層に
は、一層優れた耐摩耗性及び耐食性を有するものが望ま
れている。
2. Description of the Related Art In recent years,
Plastics have come to be used in a wide variety of applications as engineering plastics and polymer alloys, and accordingly, various resins are mixed and used, and various additives are added and used. .. Therefore, the lining layer in the cylinder of the molding machine used for injection molding or extrusion molding of these resins is desired to have more excellent wear resistance and corrosion resistance.

【0003】このため、ライニング材にコバルト基合金
あるいはニッケル基合金を用いたり、WC等の耐摩耗性
成分を配合したりしている。
For this reason, a cobalt-based alloy or a nickel-based alloy is used as the lining material, or a wear resistant component such as WC is blended.

【0004】ライニング材にコバルト基合金あるいはニ
ッケル基合金を用いたり、WC等の耐摩耗性成分を配合
したりすることにより、シリンダのライニング層は硬質
化され、耐摩耗性及び耐食性は改善されたが、シリンダ
とスクリュー間にかじり、焼付き等が生じやすいという
問題は未解決である。
By using a cobalt-based alloy or a nickel-based alloy as the lining material, or by adding a wear resistant component such as WC, the lining layer of the cylinder is hardened and wear resistance and corrosion resistance are improved. However, the problem that galling or seizure easily occurs between the cylinder and the screw has not been solved.

【0005】特に、図3に示すように、シリンダ2と、
スクリュー3と、射出時に樹脂の逆流を防止するための
チェックリング(バルブ)4とを有し、前記シリンダ2
の先端部にアダプタ5を装着してなる射出成形機1によ
り、金型6に対して射出成形を行う場合、シリンダ2と
チェックリング4との間の間隔は0.02〜0.2 mm程度と、
極めて微小なものであるため、スクリューの自重、成形
異常、あるいは異物の混入等により、両者はたえず接触
することになる。このため、シリンダ2とチェックリン
グ4、あるいはシリンダ2とスクリュー3との間にかじ
り、焼付き等が生じやすい。この傾向は、成形機の大半
を占める横型射出成形機の時には特に顕著である。
In particular, as shown in FIG.
The cylinder 2 has a screw 3 and a check ring (valve) 4 for preventing backflow of resin during injection.
When injection molding is performed on the mold 6 by the injection molding machine 1 in which the adapter 5 is attached to the tip end of the, the distance between the cylinder 2 and the check ring 4 is about 0.02 to 0.2 mm,
Since they are extremely small, they are constantly in contact with each other due to the weight of the screw, abnormal molding, mixing of foreign matter, or the like. Therefore, galling, seizure or the like is likely to occur between the cylinder 2 and the check ring 4, or between the cylinder 2 and the screw 3. This tendency is particularly remarkable in a horizontal injection molding machine which occupies most of the molding machine.

【0006】このようにしてシリンダ2とチェックリン
グ4、あるいはシリンダ2とスクリュー3との間にかじ
り、焼付き等が生じると、シリンダ2内を通過する樹脂
は、焼付き発生箇所において、局部的に過熱される。そ
の結果、射出成形品に樹脂焼けや、劣化(過熱による樹
脂の変質や炭化)等の不良が生じる。
When galling, seizure or the like occurs between the cylinder 2 and the check ring 4 or between the cylinder 2 and the screw 3 in this way, the resin passing through the inside of the cylinder 2 is locally localized at the seizure occurrence point. Overheated. As a result, defects such as resin burning and deterioration (deterioration or carbonization of resin due to overheating) occur in the injection molded product.

【0007】特に、ポリスチレン、ポリカーボネート等
の可塑化温度が低く、かつ透明度の高い樹脂や、ポリア
セタール等の白色形樹脂においては、上述したような樹
脂焼けや劣化が顕著である。
In particular, in the case of a resin having a low plasticization temperature and high transparency such as polystyrene and polycarbonate, and a white resin such as polyacetal, the above-described resin burning and deterioration are remarkable.

【0008】したがって、本発明の目的は、硬質で耐摩
耗性及び耐食性に優れているとともに、耐焼付き性にも
優れたプラスチック成形機用複合シリンダを提供するこ
とである。
[0008] Therefore, an object of the present invention is to provide a composite cylinder for a plastic molding machine which is hard and has excellent wear resistance and corrosion resistance as well as seizure resistance.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、プラスチック成形機用シリンダの
ライニング層をコバルト基合金あるいはニッケル基合金
からなるものとするとともに、このライニング層の表面
に1μm以上の深さの浸硫層あるいは浸硫窒化層を形成
すれば、硬質で耐摩耗性及び耐食性に優れるとともに、
かじり、焼付き等を大幅に減少させることをができるこ
とを見出し、本発明に想到した。
As a result of earnest research in view of the above problems, the present inventor has determined that the lining layer of a cylinder for a plastic molding machine is made of a cobalt-based alloy or a nickel-based alloy, and the lining layer is By forming a sulfurized layer or sulphonitrided layer with a depth of 1 μm or more on the surface, it is hard and has excellent wear resistance and corrosion resistance.
The inventors have found that galling, image sticking, etc. can be significantly reduced, and have conceived the present invention.

【0010】すなわち、本発明のプラスチック成形機用
複合シリンダは、合金鋼からなる中空円筒形状のシリン
ダ母材層と、前記シリンダ母材層の内面に存する耐摩耗
性及び耐食性に優れたコバルト基合金あるいはニッケル
基合金からなるライニング層とを有し、前記ライニング
層の内表面に1μm以上の深さまで浸硫層あるいは浸硫
窒化層が形成されていることを特徴とする。
That is, the composite cylinder for a plastic molding machine of the present invention is a hollow cylinder-shaped cylinder base material layer made of alloy steel and a cobalt-based alloy which is present on the inner surface of the cylinder base material layer and which is excellent in wear resistance and corrosion resistance. Alternatively, it is characterized in that it has a lining layer made of a nickel-based alloy, and a vulcanized layer or a oxynitrided layer is formed on the inner surface of the lining layer to a depth of 1 μm or more.

【0011】[0011]

【実施例及び作用】まず、本発明のプラスチック成形機
用シリンダのライニング層について説明する。ライニン
グ層はCo基合金あるいはNi基合金からなるものである。
First, the lining layer of the cylinder for a plastic molding machine of the present invention will be described. The lining layer is made of a Co-based alloy or a Ni-based alloy.

【0012】Co基合金の化学成分は、Cr、B、Si、Mn及
びNiの合計が35重量%以下で、Feが20重量%以下で、残
部が実質的にCo及び不可避的不純物からなるのが好まし
く、特にCr10〜30重量%、B1.5 〜4.0 重量%、Si4重
量%以下、Mn2重量%以下、Ni5重量%以下、Fe20重量
%以下及び残部実質的にCo及び不可避的不純物からなる
のが好ましい。
The chemical composition of the Co-based alloy is such that the sum of Cr, B, Si, Mn and Ni is 35 wt% or less, Fe is 20 wt% or less, and the balance is substantially Co and unavoidable impurities. In particular, Cr is 10 to 30% by weight, B1.5 to 4.0% by weight, Si is 4% by weight or less, Mn is 2% by weight or less, Ni is 5% by weight or less, Fe is 20% by weight or less, and the balance is substantially Co and inevitable impurities. Is preferred.

【0013】以下、Co基合金の合金成分について説明す
る。Co基合金において、Co基合金のみではシリンダとし
て耐摩耗性を維持できないので、Cr、B、Si、Mn及びNi
を含有するのが好ましい。ただし、Cr、B、Si、Mn及び
Niの総量が35重量%を超えると、強度及び耐食性が低下
する。
The alloy components of the Co-based alloy will be described below. In Co-based alloys, wear resistance as a cylinder cannot be maintained only with Co-based alloys, so Cr, B, Si, Mn and Ni
It is preferable to contain However, Cr, B, Si, Mn and
If the total amount of Ni exceeds 35% by weight, the strength and corrosion resistance decrease.

【0014】Crの好ましい含有率は10.0〜30.0重量%で
あり、特に好ましいCrの含有率は11.0〜23.0重量%であ
る。CrはBとともにCr−Bのほう化物による硬化相を形
成し、合金の硬度を向上させる。Crは10.0重量%未満で
あると、上記Cr−B相が十分に形成されず、一方30重量
%を超えると、合金の融点が1200℃以上となってしまう
ため、シリンダ母材層上にライニング層を形成するのが
困難となるため好ましくない。
The preferable Cr content is 10.0 to 30.0% by weight, and the particularly preferable Cr content is 11.0 to 23.0% by weight. Cr forms a hardened phase due to the boride of Cr-B together with B, and improves the hardness of the alloy. If Cr is less than 10.0% by weight, the above Cr-B phase is not sufficiently formed, while if it exceeds 30% by weight, the melting point of the alloy becomes 1200 ° C or more, so that the lining on the cylinder base material layer. It is not preferable because it becomes difficult to form a layer.

【0015】Bの好ましい含有率は 1.5〜4.0 重量%で
ある。Bは組織中に高硬度のほう化物を析出させ、合金
の硬度を向上させる作用を有するが、 1.5重量%未満で
はその効果が十分ではなく、 4.0重量%を超えると共晶
組織が粗大化し、かつ脆性を増すので好ましくない。
The preferred content of B is 1.5 to 4.0% by weight. B has the effect of precipitating high-hardness boride in the structure and improving the hardness of the alloy, but if it is less than 1.5% by weight, its effect is not sufficient, and if it exceeds 4.0% by weight, the eutectic structure becomes coarse, In addition, brittleness increases, which is not preferable.

【0016】Siは脱酸材としての作用をするが、その効
果から含有率は4.0 重量%以下とする。
Si acts as a deoxidizing agent, but due to its effect the content is set to 4.0% by weight or less.

【0017】Mnは脱酸材としての作用をするが、その効
果から含有率は2.0 重量%以下とする。
Mn acts as a deoxidizing agent, but due to its effect, the content is 2.0% by weight or less.

【0018】Niは、混入元素であり、その含有量は5.0
重量%以下である。Niが 5.0重量%を超えると合金の硬
さを低下させるため好ましくない。
Ni is a mixed element, the content of which is 5.0
It is less than or equal to weight%. If the Ni content exceeds 5.0% by weight, the hardness of the alloy decreases, which is not preferable.

【0019】また、Feの好ましい含有率は 20.0 重量%
以下、特に好ましいFeの含有量は8.0 重量%以下であ
る。Feは当初合金中に含有されなくても、鋼材からなる
シリンダ母材層との溶着反応によりシリンダ母材層から
侵入する。所定量のFeがシリンダ母材層から合金へ移行
することがライニング層とシリンダ母材層との完全な溶
着を遂行する上で必要である。またFeが増加すると硬さ
が低下するとともに、酸に対する耐食性を低下させ、2
0.0重量%を超えるとその影響が無視できなくなるた
め、好ましくない。
The preferable Fe content is 20.0% by weight.
Hereafter, the particularly preferable Fe content is 8.0% by weight or less. Even if Fe is not initially contained in the alloy, Fe penetrates from the cylinder base metal layer by a welding reaction with the cylinder base metal layer made of steel. It is necessary for a certain amount of Fe to transfer from the cylinder base material layer to the alloy in order to achieve complete welding between the lining layer and the cylinder base material layer. When Fe content increases, hardness decreases and corrosion resistance against acid decreases.
If it exceeds 0.0% by weight, its effect cannot be ignored, and thus it is not preferable.

【0020】CoはCr及びBと化合して合金の高硬度特性
と耐食性を向上させるため、基合金として残重量%とす
る。
Since Co combines with Cr and B to improve the high hardness characteristics and the corrosion resistance of the alloy, the residual weight% of the base alloy is set.

【0021】さらに本発明においては、上記Co基合金の
金属成分100 重量部当り、IVa族、V a族あるいはVIa
族元素の炭化物の微粒子を3〜40重量部分散させること
により、耐摩耗性をさらに向上させることができる。上
記IVa族、V a族あるいはVIa族元素の炭化物として
は、WC、NbC、TiC、VC等が挙げられる。また上記
炭化物は50μm以下の微粒子状であるのが好ましい。
Further, in the present invention, per 100 parts by weight of the metal component of the above Co-based alloy, IVa group, Va group or VIa group is used.
Wear resistance can be further improved by dispersing 3 to 40 parts by weight of fine particles of a carbide of a group element. Examples of the carbide of the IVa group, the Va group, or the VIa group element include WC, NbC, TiC, and VC. Further, the above-mentioned carbide is preferably in the form of fine particles of 50 μm or less.

【0022】上記IVa族、V a族あるいはVIa族元素の
炭化物の含有量が3重量部未満では、その添加による十
分な効果が得られず、一方40重量部を超えると、ライニ
ング材の粘度が大きくなり、均一なライニング層を形成
するのが困難となる。より好ましいIVa族、V a族ある
いはVIa族元素の炭化物の含有率は、合金成分 100重量
部当り、10〜30重量部である。
When the content of the carbide of the IVa group, the Va group or the VIa group element is less than 3 parts by weight, the sufficient effect cannot be obtained by the addition, while when it exceeds 40 parts by weight, the viscosity of the lining material is increased. It becomes large and it becomes difficult to form a uniform lining layer. A more preferable content of the carbide of the IVa group, the Va group or the VIa group element is 10 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of the alloy component.

【0023】次にNi基合金の場合について説明する。Ni
基合金の化学成分は、Cr、B、Si、Mn及びCoの合計が35
重量%以下で、Feが20重量%以下で、残部が実質的にNi
及び不可避的不純物からなるのが好ましく、特にCr5〜
20重量%、B1.5 〜4.0 重量%、Si4重量%以下、Mn2
重量%以下、Co10重量%以下、Fe20重量%以下、残部実
質的にNi及び不可避的不純物からなるのが好ましい。
Next, the case of Ni-based alloy will be described. Ni
The chemical composition of the base alloy is 35 total of Cr, B, Si, Mn and Co.
% By weight, 20% by weight or less in Fe, the balance being substantially Ni
And unavoidable impurities are preferable, and especially Cr5
20 wt%, B1.5-4.0 wt%, Si4 wt% or less, Mn2
It is preferable that it is composed of not more than 10% by weight, not more than 10% by weight of Co, not more than 20% by weight of Fe, and the balance substantially consisting of Ni and inevitable impurities.

【0024】Ni基合金において、Ni基合金のみではシリ
ンダとして耐摩耗性を維持できないので、Cr、B、Si、
Mn及びCoを含有するのが好ましい。ただし、Cr、B、S
i、Mn及びCoの総量が35重量%を超えると、強度及び耐
食性が低下する。
In a Ni-based alloy, the wear resistance of the cylinder cannot be maintained only by the Ni-based alloy, so Cr, B, Si,
It preferably contains Mn and Co. However, Cr, B, S
If the total amount of i, Mn, and Co exceeds 35% by weight, the strength and corrosion resistance decrease.

【0025】好ましくはCrの含有率は5.0 〜20.0重量
%、特に7〜15重量%であり、Bは 1.5〜4.0 重量%で
あり、Siは4.0 重量%以下、特に3.0 重量%以下であ
り、Mnは2.0 重量%以下である。
Preferably, the Cr content is 5.0 to 20.0% by weight, especially 7 to 15% by weight, B is 1.5 to 4.0% by weight, Si is 4.0% by weight or less, especially 3.0% by weight or less, Mn is less than 2.0% by weight.

【0026】上記Cr、B、Si及びMnの含有率の範囲の限
定理由については、上述したCo基合金の場合と同様であ
る。
The reason for limiting the range of the contents of Cr, B, Si and Mn is the same as in the case of the Co-based alloy described above.

【0027】Coは混入元素であり、その含有量は10.0重
量%以下である。Coが10.0重量%を超えると、硬さが低
下するため好ましくない。
Co is a mixed element, and its content is 10.0% by weight or less. When Co exceeds 10.0% by weight, the hardness decreases, which is not preferable.

【0028】Feの好ましい含有率は 20.0 重量%以下、
特に好ましいFeの含有量は8.0 重量%以下である。Feの
含有率の範囲の限定理由についても、上述したCo基合金
の場合と同様である。
A preferable Fe content is 20.0% by weight or less,
A particularly preferable Fe content is 8.0% by weight or less. The reason for limiting the range of the Fe content is the same as in the case of the Co-based alloy described above.

【0029】さらに本発明においては、Ni基合金の金属
成分100 重量部当り、IVa族、V a族あるいはVIa族元
素の炭化物の微粒子を3〜40重量部分散させることによ
り、耐摩耗性をさらに向上することができる。上記IVa
族、V a族あるいはVIa族元素の炭化物としては、上述
したCo基合金と同様のものを用いることがでる。
Further, in the present invention, the wear resistance is further improved by dispersing 3 to 40 parts by weight of fine particles of a IVa group, Va group or VIa group element carbide per 100 parts by weight of the metal component of the Ni-based alloy. Can be improved. IVa above
As the carbide of the group Va group or VIa group element, the same as the above Co-based alloy can be used.

【0030】上述したような合金をシリンダ母材層上に
ライニングするには、遠心鋳造法に代表されるような金
属の溶製方法によるのが一般的であるが、これらの合金
のアトマイズ粉末をHIP プロセスにより焼結結合させる
方法によってもよい。
In order to line the alloys described above on the cylinder base material layer, it is common to use a metal melting method typified by a centrifugal casting method. Atomized powders of these alloys are used. A method of sinter-bonding by a HIP process may be used.

【0031】一方、シリンダ母材しとては、Cr-Mo 鋼、
Ni-Cr-Mo鋼及びCr-Mn-V等の鋼材が用いるのが一般的で
ある。
On the other hand, the cylinder base material is Cr-Mo steel,
Generally, steel materials such as Ni-Cr-Mo steel and Cr-Mn-V are used.

【0032】本発明のプラスチック成形機用複合シリン
ダは、上述したような合金からなるライニング層の内表
面に1μm以上の深さの浸硫層あるいは浸硫窒化層を形
成させてなる。
The composite cylinder for a plastic molding machine of the present invention is formed by forming a vulcanized layer or oxynitrided layer having a depth of 1 μm or more on the inner surface of the lining layer made of the alloy as described above.

【0033】以下に、浸硫層あるいは浸硫窒化層の形成
方法について説明する。浸硫層あるいは浸硫窒化層は、
それぞれ浸硫処理あるいは浸硫窒化処理を施すことによ
り形成することができる。
The method for forming the sulfurized layer or the sulfurized nitrided layer will be described below. The sulfurized layer or the sulfurized nitrided layer is
It can be formed by performing a sulfurizing treatment or a sulfuritriding treatment, respectively.

【0034】浸硫処理は、NaOH等のアルカリ基剤60
〜90重量部と、Na2 2 3 、S等の硫化剤10〜40重
量部とを100 〜150 ℃で溶解してなる低温塩浴中に上記
ライニング層を有するシリンダを1〜3時間浸漬するこ
とにより施すことができる。
The sulfurizing treatment is carried out by using an alkali base 60 such as NaOH.
˜90 parts by weight and 10 to 40 parts by weight of a sulfurizing agent such as Na 2 S 2 O 3 and S at 100 to 150 ° C. are dissolved in a low temperature salt bath for 1 to 3 hours. It can be applied by dipping.

【0035】上記浸硫処理により得られる浸硫層はSの
固溶組織を有し、その厚さは1μm以上、好ましくは1
〜30μmである。浸硫層は、表面の摩擦係数を大幅に減
少させるものであるので、その厚さが1μm未満でも、
かじりや焼付きの防止効果を発揮するが、バルブやスク
リューと激しい接触を起こしても、浸硫層の消失を防止
し、十分な機能を維持するためには、1μm以上の深さ
は必要である。
The sulfurized layer obtained by the above-mentioned sulfurizing treatment has a solid solution structure of S, and its thickness is 1 μm or more, preferably 1 μm or more.
~ 30 μm. Since the sulfurized layer significantly reduces the friction coefficient of the surface, even if the thickness is less than 1 μm,
Although it has the effect of preventing galling and seizure, a depth of 1 μm or more is required to prevent the sulphurized layer from disappearing and maintain its sufficient function even if it makes violent contact with the valve or screw. is there.

【0036】上記浸硫層により得られるライニング層の
硬さ (HRC) は、50〜60程度となる。
The hardness (H RC ) of the lining layer obtained by the sulfurized layer is about 50 to 60.

【0037】また、上記浸硫層をさらに深部にまで形成
させるとともに、窒化処理によりライニング層の内部を
硬質化させることを目的として、浸硫反応と、窒化反応
とを同時に進行させる、浸硫窒化処理を施してもよい。
Further, in order to form the above-mentioned vulcanized layer to a deeper depth and to harden the inside of the lining layer by nitriding treatment, a vulcanized sulfurizing reaction and a nitriding reaction are simultaneously carried out. You may give a process.

【0038】浸硫窒化処理は、NaCN等の窒素含有ア
ルカリ基剤70〜90重量部と、Na22 3 、Na2
4 等の硫化剤10〜30重量部とを500 〜580 ℃で溶解し
てなる高温塩浴中に上記ライニング層を有するシリンダ
を1〜3時間浸漬することにより施すことができる。
The sulfuritriding treatment is carried out by using 70 to 90 parts by weight of a nitrogen-containing alkaline base such as NaCN, Na 2 S 2 O 3 and Na 2 S.
It can be applied by immersing the cylinder having the lining layer in a high temperature salt bath prepared by dissolving 10 to 30 parts by weight of a sulfurizing agent such as O 4 at 500 to 580 ° C. for 1 to 3 hours.

【0039】上記浸硫窒化処理により得られる浸硫窒化
層は、表層側から順に、S固溶層、SとNの混合固溶
層、N固溶層等の組織を有し、その厚さは1μm以上、
好ましくは1〜100 μmである。また上記浸硫窒化層の
うち、硫黄濃度の高い層(浸硫層に相当)の占める量
は、表面から1μm以上の深さまで、好ましくは1〜30
μm、より好ましくは1〜20μmの深さである。硫黄濃
度の高い層の厚さの範囲の限定理由については、上述し
た浸硫層の場合と同様である。上記浸硫窒化層により得
られるライニング層の硬さ (HRC) は、50〜60程度とな
る。
The sulfuritriding layer obtained by the above-mentioned sulfuritriding treatment has a structure such as an S solid solution layer, a mixed solid solution layer of S and N, an N solid solution layer, and the like in order from the surface side. Is 1 μm or more,
It is preferably 1 to 100 μm. The amount of the layer having a high sulfur concentration (corresponding to the sulfurized layer) in the sulfuritrided layer is preferably 1 to 30 μm from the surface to a depth of 1 μm or more.
The depth is μm, more preferably 1 to 20 μm. The reason for limiting the thickness range of the layer having a high sulfur concentration is the same as in the case of the sulfurized layer described above. The hardness (H RC ) of the lining layer obtained by the sulfuritriding layer is about 50 to 60.

【0040】なお、浸硫化処理、あるいは浸硫窒化処理
は、新製のシリンダに対して施すだけでなく、プラスチ
ックの成形中に何らかの異常により、シリンダにかじ
り、焼付きを発生した際に施してもよい。例えばかじ
り、焼付きの程度が軽度の場合には、そのシリンダに対
して浸硫化処理、あるいは浸硫窒化処理を施し、再びプ
ラスチックの成形に供することができる。また、かじ
り、焼付きの軽度が激しい場合には、かじり等による内
面の凹凸を研磨除去した後、浸硫化処理、あるいは浸硫
窒化処理を施すことにより、かじり、焼付きの再発を防
止することができる。
It should be noted that the sulfurizing treatment or the sulfuritriding treatment is not only performed on a newly made cylinder, but also when a galling or seizure occurs on the cylinder due to some abnormality during plastic molding. Good. For example, when the degree of galling or seizure is slight, the cylinder can be subjected to a sulfurizing treatment or a sulfuritriding treatment, and can be used again for molding a plastic. In addition, when the scoring and seizure are severe, the recurrence of scoring and seizure should be prevented by polishing and removing the irregularities on the inner surface due to scuffing, etc., and then applying sulphidizing treatment or sulphonitriding treatment. You can

【0041】このような浸硫処理及び浸硫窒化処理は、
被処理材の寸法の変化を伴わないので、シリンダの内面
の改質方法として極めて好適な方法である。
Such a sulfurizing treatment and a sulfuritriding treatment are
This is an extremely suitable method for modifying the inner surface of the cylinder because it does not change the dimensions of the material to be treated.

【0042】本発明を以下の具体的実施例によりさらに
詳細に説明する。実施例1 日本工業規格(JIS G 4105)に規定されるSCM440の相当の
Cr−Mo鋼を用いて、シリンダ母材層を形成した。
The present invention will be described in more detail with reference to the following specific examples. Example 1 Equivalent to SCM440 specified in Japanese Industrial Standard (JIS G 4105)
The cylinder base material layer was formed using Cr-Mo steel.

【0043】次いで、ライニング層を形成するために、
第1表に示す組成のCo基合金を配合した。なお、Feは、
鋳造中にシリンダ母材層からFeが移行するため、この移
行するFe量を見込んだ配合とした。
Then, in order to form a lining layer,
Co-based alloys having the compositions shown in Table 1 were blended. In addition, Fe is
Since Fe migrates from the cylinder base material layer during casting, the amount of Fe that migrates was taken into account in the composition.

【0044】このようにして配合されたライニング層用
合金を一旦加熱溶解した後、板状の合金鋳物に形成し、
この合金鋳物を破砕してシリンダ内にホッパー用開口部
から投入し、開口部をすべて密封後、1200℃で遠心鋳造
した。
The alloy for the lining layer thus blended is once melted by heating and then formed into a plate-shaped alloy casting,
This alloy casting was crushed and charged into a cylinder through an opening for a hopper, and after sealing all the openings, centrifugal casting was performed at 1200 ° C.

【0045】徐冷後、630℃で5時間の焼戻しを行
い、複合シリンダ素材を得た。この素材に所定の寸法に
仕上げ加工を施し、その後、このシリンダをNaCN8
5重量部と、Na2 2 3 10重量部と、Na2 SO4
5重量部とを含有する560 ℃の高温塩浴中に3時間浸漬
し、浸硫窒化処理を行い、空冷した。
After slow cooling, tempering was performed at 630 ° C. for 5 hours to obtain a composite cylinder material. This material is finished to the specified dimensions, and then this cylinder is NaCN8
5 parts by weight, Na 2 S 2 O 3 10 parts by weight, Na 2 SO 4
It was immersed in a high-temperature salt bath containing 5 parts by weight at 560 ° C. for 3 hours, subjected to nitrosulfurization treatment, and air-cooled.

【0046】その後、温水で洗浄、乾燥し、約30μmの
深さの浸硫層を得た。このシリンダのシリンダ母材層の
硬さ (HSC) と、ライニング層の硬さ (HRC) を第2表
に示す。
Then, it was washed with warm water and dried to obtain a sulfurized layer having a depth of about 30 μm. Table 2 shows the hardness (H SC ) of the cylinder base material layer and the hardness (H RC ) of the lining layer of this cylinder.

【0047】また、このようにして得られたシリンダ
を、スクリュー(YPT4:日立金属(株)製) 、バルブ
(YPT42 :日立金属(株)製) とともに射出成形機に組
み入れて、ポリスチレン樹脂の射出成形を1カ月間行っ
たところ、シリンダと、スクリュー及びバルブ間にかじ
り、焼付き等は全く無く、樹脂の焼け、汚れ等も認めら
れなかった。
The cylinder thus obtained is incorporated into an injection molding machine together with a screw (YPT4: manufactured by Hitachi Metals Co., Ltd.) and a valve (YPT42: manufactured by Hitachi Metals Co., Ltd.) to inject polystyrene resin. When molding was carried out for one month, there was no galling, seizure, etc. between the cylinder, the screw and the valve, and no burning or stain of the resin was observed.

【0048】また、ライニング層の表面から内部 (1000
μm) にかけてのヌープ硬さ (HK) と、硫黄(S)及
び窒素(N)の濃度の測定結果を図1に示す。
Further, from the surface of the lining layer to the inside (1000
FIG. 1 shows the measurement results of the Knoop hardness (H K ) over μm) and the concentrations of sulfur (S) and nitrogen (N).

【0049】図1から明らかなように、実施例1のプラ
スチック成形機用シリンダのライニング層において、硫
黄(S)成分は、表面から30μmの範囲内で、高い濃度
で存しており、また、窒素は、約30μmから深部の広い
領域において、濃度を維持しており、さらに表面から10
0 μm程度まで、高い硬度を維持している。これらのこ
とから、浸硫窒化層は、約100 μm形成されており、耐
焼付き性の改善に寄与する浸硫層は、上記浸硫窒化層の
うち、表層から約30μmに形成されているのがわかる。
As is apparent from FIG. 1, in the lining layer of the cylinder for the plastic molding machine of Example 1, the sulfur (S) component is present in a high concentration within the range of 30 μm from the surface, and Nitrogen maintains its concentration in a wide area from about 30 μm to the deep part, and 10% from the surface.
High hardness is maintained up to about 0 μm. From these facts, the sulfuritriding layer is formed to have a thickness of about 100 μm, and the sulfurizing layer that contributes to the improvement of seizure resistance is formed to have a thickness of about 30 μm from the surface layer among the above-mentioned sulfuritriding layers. I understand.

【0050】実施例2 日本工業規格(JIS G 4103)に規定されるSNCM439 相当の
Ni−Cr−Mo鋼を用いて、シリンダ母材層を形成した。
Example 2 SNCM439 equivalent to the Japanese Industrial Standard (JIS G 4103)
The cylinder base material layer was formed using Ni-Cr-Mo steel.

【0051】次いで、ライニング層を形成するために第
1表に示す組成のNi基合金を配合した。なお、Feは、
鋳造中にシリンダ母材層からFeが移行するため、この移
行するFe量を見込んだ配合とした。
Then, a Ni-based alloy having the composition shown in Table 1 was mixed to form a lining layer. In addition, Fe is
Since Fe migrates from the cylinder base material layer during casting, the amount of Fe that migrates was taken into account in the composition.

【0052】このようにして配合されたライニング層用
合金を実施例1と同様の方法により、1100℃で遠心鋳造
した。
The lining layer alloy thus blended was centrifugally cast at 1100 ° C. in the same manner as in Example 1.

【0053】徐冷後、600℃で5時間の焼戻しを行
い、複合シリンダ素材を得た。この素材に所定の寸法に
仕上げ加工を施し、その後、このシリンダをNaOH6
3重量部と、Na2 2 3 37重量部とを150 ℃で溶
解してなる低温塩浴中に3時間浸漬し、浸硫化処理を行
い、空冷した。
After slow cooling, tempering was carried out at 600 ° C. for 5 hours to obtain a composite cylinder material. This material is finished to the specified dimensions, and then this cylinder is
3 parts by weight and 37 parts by weight of Na 2 S 2 O 3 were dissolved at 150 ° C. for 3 hours in a low temperature salt bath for sulphidation and air cooling.

【0054】その後、温水で洗浄、乾燥し、約3μmの
深さの浸硫層を得た。このシリンダのシリンダ母材層の
硬さ (HSC) と、ライニング層の硬さ (HRC) を第2表
に示す。
Then, it was washed with warm water and dried to obtain a sulfurized layer having a depth of about 3 μm. Table 2 shows the hardness (H SC ) of the cylinder base material layer and the hardness (H RC ) of the lining layer of this cylinder.

【0055】また、このようにして得られたシリンダ
を、スクリュー(YPT4:日立金属(株)製) 、バルブ
(YPT62 製:日立金属(株)製) とともに射出成形機に
組み入れて、ポリアセタール樹脂の射出成形を1カ月間
行ったところ、シリンダと、スクリュー及びバルブ間に
かじり、焼付き等は全く無く、樹脂の焼け、汚れ等も認
められなかった。
The cylinder thus obtained was assembled into an injection molding machine together with a screw (YPT4: Hitachi Metals Co., Ltd.) and a valve (YPT62: Hitachi Metals Co., Ltd.) to prepare a polyacetal resin. When injection molding was carried out for one month, there was no galling, seizure, etc. between the cylinder, the screw and the valve, and no burning or stain of the resin was observed.

【0056】実施例3 実施例1と同様のCr−Mo鋼製のシリンダ母材を使用し、
第1表に示す組成の合金アトマイズ粉末と、この合金ア
トマイズ粉末100 重量部に対して、平均粒径5〜30μm
のWCを20重量部均一に分散させたものを密封して、図
2に示す構造のHIP 装置(図中、10はHIP 装置を、11は
シリンダを、白抜きの矢印は圧力をそれぞれ示す)に充
填し、HIP を施した。HIPの条件は、950 ℃、1000at
m 、Arガス雰囲気中、4時間とした。
Example 3 The same cylinder base material made of Cr-Mo steel as in Example 1 was used,
An average particle diameter of 5 to 30 μm with respect to 100 parts by weight of the alloy atomized powder having the composition shown in Table 1
20 parts by weight of WC are uniformly dispersed and sealed, and the HIP device has the structure shown in FIG. 2 (in the figure, 10 indicates the HIP device, 11 indicates the cylinder, and white arrows indicate the pressure). And filled with HIP. HIP conditions are 950 ℃, 1000at
m 2 and Ar gas atmosphere for 4 hours.

【0057】得られた複合シリンダに所定の寸法に仕上
げ加工を施し、その後、このシリンダに対して実施例1
と同様の浸硫窒化処理を施し、プラスチック成形機用複
合シリンダを得た。得られたシリンダの浸硫層の厚さは
約20μmであった。このシリンダのシリンダ母材層の硬
さ (HSC) と、ライニング層の硬さ (HRC) を第2表に
示す。
The obtained composite cylinder was subjected to finishing processing to a predetermined size, and then this cylinder was subjected to Example 1
The same sulphidizing and nitriding treatment was performed to obtain a composite cylinder for a plastic molding machine. The thickness of the sulfurized layer of the obtained cylinder was about 20 μm. Table 2 shows the hardness (H SC ) of the cylinder base material layer and the hardness (H RC ) of the lining layer of this cylinder.

【0058】また、このようにして得られたシリンダ
を、スクリュー(YPT7:日立金属(株)製) 、バルブ
(YPT7:日立金属(株)製) とともに射出成形機に組み
入れて、ナイロン66に40重量%ガラス繊維を配合した
組成物の射出成形を1カ月間行ったところ、シリンダ
と、スクリュー及びバルブ間にかじり、焼付き等は全く
無く、樹脂の焼け、汚れ等も認められなかった。
Further, the cylinder thus obtained was assembled into an injection molding machine together with a screw (YPT7: Hitachi Metals Co., Ltd.) and a valve (YPT7: Hitachi Metals Co., Ltd.) to obtain nylon 66 When injection molding of a composition containing glass fibers by weight was carried out for one month, there was no galling, seizure, etc. between the cylinder, the screw and the valve, and no burning or stain of the resin was observed.

【0059】 第 1 表 ライニング層用合金の化学成分 (重量%) 例No. Si Mn Cr Ni Co Fe 実施例1 0.2 2.7 0.9 1.0 18.0 − 70.2 7.0 実施例2 0.2 2.5 2.7 1.0 7.0 70.6 9.0 7.0 実施例3* 0.2 2.9 2.5 0.5 9.0 74.5 10.0 0.4 注) *:金属成分100重量部に対して、WC20重量部配合。Table 1 Chemical composition of alloy for lining layer (% by weight) Example No. C B Si Mn Cr Ni Co Fe Example 1 0.2 2.7 0.9 1.0 18.0 − 70.2 7.0 Example 2 0.2 2.5 2.7 1.0 7.0 70.6 9.0 7.0 Example 3 * 0.2 2.9 2.5 0.5 9.0 74.5 10.0 0.4 Note) *: 20 parts by weight of WC was added to 100 parts by weight of the metal component.

【0060】 第 2 表 ライニング層の硬さ シリンダ母材層の硬さ 例No. (HRC) (HSC) 実施例1 50〜55 37〜38 実施例2 50〜55 30〜31 実施例3 60〜65 31〜32 Table 2 Hardness of Lining Layer Hardness of Cylinder Base Material Example No. (H RC ) (H SC ) Example 1 50 to 55 37 to 38 Example 2 50 to 55 30 to 31 Example 3 60 ~ 65 31 ~ 32

【0061】実施例4 2軸押出機用のシリンダを実施例3と同様の材質により
製造し(浸硫窒化処理は施さない)、所定の寸法に仕上
げ加工を施し、その後、このシリンダを、そのままスク
リュー(ステンレス製)とともに2軸押出機に組み入れ
て、ポリフェニレンサルファイド (PPS)樹脂の混練を行
ったところ、1時間でスクリューと、バルブ間に激しい
かじり、焼付きを生じた。
Example 4 A cylinder for a twin-screw extruder was manufactured from the same material as in Example 3 (no sulphonitriding treatment was applied), and finished to a predetermined size, and then this cylinder was left as it was. When the polyphenylene sulfide (PPS) resin was kneaded by incorporating it into a twin-screw extruder together with a screw (made of stainless steel), severe galling and seizure occurred between the screw and the valve in 1 hour.

【0062】そこで、この2軸押出機用シリンダを引取
り、かじり発生内面を研削除去した後、実施例1と同様
の浸硫窒化処理を施し、スクリューを再び組み入れ、押
出し成形を再開したところ、シリンダと、スクリュー及
びバルブ間のかじり、焼付き等の問題は解消された。
Then, after pulling out the twin-screw extruder cylinder and grinding and removing the scuffing-generated inner surface, the same sulphidizing and nitriding treatment as in Example 1 was performed, the screw was re-installed, and the extrusion molding was restarted. Problems such as galling between the cylinder, screw and valve, and seizure were resolved.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明において
は、コバルト基合金あるいはニッケル基合金からなるラ
イナーを有するプラスチック成形機用複合シリンダのラ
イニング層の表面に1μm以上の深さの浸硫層あるいは
浸硫窒化層を形成しているので、スクリューあるいはバ
ルブと、シリンダ間のかじり、焼付き等を防止すること
ができ、これにより、プラスチック成形品の樹脂焼けや
異常成形の発生頻度を大幅に軽減することができる。
As described above in detail, in the present invention, the vulcanized layer having a depth of 1 μm or more is formed on the surface of the lining layer of the composite cylinder for the plastic molding machine having the liner made of the cobalt-based alloy or the nickel-based alloy. Alternatively, since the oxynitriding layer is formed, it is possible to prevent galling, seizure, etc. between the screw or valve and the cylinder, which greatly increases the frequency of resin burning and abnormal molding of plastic molded products. Can be reduced.

【0064】また、シリンダ、スクリュー、バルブ等の
耐用期間を大幅に向上することができる。
Further, the service life of cylinders, screws, valves, etc. can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1のプラスチック成形機用シリンダのラ
イニング層の浸硫窒化処理後の硬さと、硫黄濃度と、窒
素濃度を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing hardness after sulfuritriding of a lining layer of a cylinder for a plastic molding machine of Example 1, sulfur concentration, and nitrogen concentration.

【図2】実施例3のプラスチック成形機用シリンダを製
造するHIP装置を示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic view showing a HIP device for manufacturing a cylinder for a plastic molding machine according to a third embodiment.

【図3】射出成形機の一例を示す、部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing an example of an injection molding machine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・・・・射出成形機 2・・・・・・・シリンダ 3・・・・・・・スクリュー 4・・・・・・・チェックリング 5・・・・・・・アダプタ 6・・・・・・・金型 1 ... Injection molding machine 2 ... Cylinder 3 ... Screw 4 ... Check ring 5 ... Adapter 6 ... ······Mold

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 合金鋼からなる中空円筒形状のシリンダ
母材層と、前記シリンダ母材層の内面に存する耐摩耗性
及び耐食性に優れたコバルト基合金あるいはニッケル基
合金からなるライニング層とを有し、前記ライニング層
の内表面に1μm以上の深さまで浸硫層あるいは浸硫窒
化層が形成されていることを特徴とするプラスチック成
形機用複合シリンダ。
1. A hollow cylinder-shaped cylinder base material layer made of alloy steel, and a lining layer made of a cobalt-based alloy or a nickel-based alloy excellent in wear resistance and corrosion resistance existing on the inner surface of the cylinder base material layer. A composite cylinder for a plastic molding machine, wherein a vulcanized layer or oxynitrided layer is formed to a depth of 1 μm or more on the inner surface of the lining layer.
【請求項2】 請求項1に記載のプラスチック成形機用
複合シリンダにおいて、前記コバルト基合金は、Cr、
B、Si、Mn及びNiの合計が35重量%以下で、Feが20重量
%以下で、残部が実質的にCo及び不可避的不純物からな
る組成を有することを特徴とするプラスチック成形機用
複合シリンダ。
2. The composite cylinder for a plastic molding machine according to claim 1, wherein the cobalt-based alloy is Cr,
A composite cylinder for a plastic molding machine, characterized in that the total amount of B, Si, Mn and Ni is 35% by weight or less, Fe is 20% by weight or less, and the balance is substantially composed of Co and inevitable impurities. ..
【請求項3】 請求項1に記載のプラスチック成形機用
複合シリンダにおいて、前記ニッケル基合金が、Cr、
B、Si、Mn及びCoの合計が35重量%以下で、Feが20重量
%以下で、残部が実質的にNi及び不可避的不純物からな
る組成を有することを特徴とするプラスチック成形機用
複合シリンダ。
3. The composite cylinder for a plastic molding machine according to claim 1, wherein the nickel-based alloy is Cr,
A composite cylinder for a plastic molding machine, characterized in that the total content of B, Si, Mn and Co is 35 wt% or less, Fe is 20 wt% or less, and the balance is substantially Ni and inevitable impurities. ..
【請求項4】 請求項2又は3に記載のプラスチック成
形機用複合シリンダにおいて、前記ライニング層は金属
成分100 重量部当り、IVa族、V a族あるいはVIa族の
元素の炭化物の微粒子を3〜40重量部分散させてなるこ
とを特徴とするプラスチック成形機用複合シリンダ。
4. The composite cylinder for a plastic molding machine according to claim 2 or 3, wherein the lining layer contains 3 to 3 parts by weight of carbide particles of an IVa group, Va group or VIa group element per 100 parts by weight of a metal component. A composite cylinder for a plastic molding machine characterized by being dispersed in 40 parts by weight.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008149499A (en) * 2006-12-15 2008-07-03 Nippon Platec Co Ltd Injection mold

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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