JPH0543911A - 分割型押出機用スクリユの製造方法及び分割型スクリユ - Google Patents
分割型押出機用スクリユの製造方法及び分割型スクリユInfo
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- JPH0543911A JPH0543911A JP3221225A JP22122591A JPH0543911A JP H0543911 A JPH0543911 A JP H0543911A JP 3221225 A JP3221225 A JP 3221225A JP 22122591 A JP22122591 A JP 22122591A JP H0543911 A JPH0543911 A JP H0543911A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐食耐摩耗性に優れた押出機用分割型スクリ
ュを得る。 【構成】 スクリュ母材を被覆層分の隙間を有するよう
に金型内に配置しておき、前記隙間にＮｉ基自溶性合金
粉末と有機バインダとを混練、造粒した射出成形用コン
パウンドを射出する。射出成形後、被覆層がアクリル系
樹脂を介してスクリュ母材に固着した成形品を脱脂、焼
結処理する。以上の工程により、スクリュ母材の外周に
Ｎｉ基自溶性合金が拡散接合し、耐食耐摩耗性に優れた
分割型スクリュを得ることができる。
ュを得る。 【構成】 スクリュ母材を被覆層分の隙間を有するよう
に金型内に配置しておき、前記隙間にＮｉ基自溶性合金
粉末と有機バインダとを混練、造粒した射出成形用コン
パウンドを射出する。射出成形後、被覆層がアクリル系
樹脂を介してスクリュ母材に固着した成形品を脱脂、焼
結処理する。以上の工程により、スクリュ母材の外周に
Ｎｉ基自溶性合金が拡散接合し、耐食耐摩耗性に優れた
分割型スクリュを得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は接続部の応力集中を減少
させるようにした分割型押出機用スクリュに関し、特に
同押出機用スクリュを構成する分割型スクリュのスクリ
ュ母材表面に耐食耐摩耗性材料を被覆した分割型押出機
用スクリュに関するものである。
させるようにした分割型押出機用スクリュに関し、特に
同押出機用スクリュを構成する分割型スクリュのスクリ
ュ母材表面に耐食耐摩耗性材料を被覆した分割型押出機
用スクリュに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に二軸押出機のスクリュは樹脂中に
ファイバやパウダーを混練するためスクリュが局部的に
摩耗することが知られており、また異なった樹脂を押出
すためには夫々の最適なスクリュの組合せが必要とされ
る。このようなことから、通常二軸押出機のスクリュに
はスクリュを分割したタイプのものが使用され、また最
近では押出機の性能を更に良くするためにスクリュを長
くしたり、スクリュの高さを大きくする傾向がある。こ
のため、スクリュを駆動するトルクは一段と大きなもの
となり、これによってスクリュのスプライン溝底に大き
な集中応力が生じ、スクリュは強度上の限界に直面して
いる。更に分割型スクリュ２の穴とスクリュ軸１とはス
プライン（図４）、キー４（図５）、六角形の断面形状
（図６）で相対回転不能に固定されている。このためス
クリュ全体にわたってほぼ均一の高硬度、低靱性となる
マルテンサイト系ステンレス鋼又は工具鋼等はスクリュ
母材として使用できず、現在ではスクリュ母材の表層部
のみ耐食耐摩耗性材料を肉盛又は溶射したものを分割型
スクリュとして試用している。
ファイバやパウダーを混練するためスクリュが局部的に
摩耗することが知られており、また異なった樹脂を押出
すためには夫々の最適なスクリュの組合せが必要とされ
る。このようなことから、通常二軸押出機のスクリュに
はスクリュを分割したタイプのものが使用され、また最
近では押出機の性能を更に良くするためにスクリュを長
くしたり、スクリュの高さを大きくする傾向がある。こ
のため、スクリュを駆動するトルクは一段と大きなもの
となり、これによってスクリュのスプライン溝底に大き
な集中応力が生じ、スクリュは強度上の限界に直面して
いる。更に分割型スクリュ２の穴とスクリュ軸１とはス
プライン（図４）、キー４（図５）、六角形の断面形状
（図６）で相対回転不能に固定されている。このためス
クリュ全体にわたってほぼ均一の高硬度、低靱性となる
マルテンサイト系ステンレス鋼又は工具鋼等はスクリュ
母材として使用できず、現在ではスクリュ母材の表層部
のみ耐食耐摩耗性材料を肉盛又は溶射したものを分割型
スクリュとして試用している。
【０００３】これらの１つの技術として炭化物又は硼化
物の粉末をアクリル系樹脂からなる有機バインダを用い
てスクリュ等の母材表面に被覆し、同被覆層を機械加工
後、焼結炉内で前記被覆層の前記有機バインダを加熱し
て除去すると共に前記被覆層のマトリックスとなる金属
バインダを溶解して、前記被覆層に浸透させて接合する
技術、また炭化物又は硼化物の粉末と有機バインダを混
練して母材に被覆し、次いで同被覆層を圧縮成形し同被
覆層を機械加工した後、焼結炉内で前記被覆層の前記有
機バインダを加熱して除去すると共に溶融した金属バイ
ンダを前記被覆層に浸透させ、かつ母材と接合させる技
術が、特開昭６３−５０４０２号公報等に開示されてい
る。
物の粉末をアクリル系樹脂からなる有機バインダを用い
てスクリュ等の母材表面に被覆し、同被覆層を機械加工
後、焼結炉内で前記被覆層の前記有機バインダを加熱し
て除去すると共に前記被覆層のマトリックスとなる金属
バインダを溶解して、前記被覆層に浸透させて接合する
技術、また炭化物又は硼化物の粉末と有機バインダを混
練して母材に被覆し、次いで同被覆層を圧縮成形し同被
覆層を機械加工した後、焼結炉内で前記被覆層の前記有
機バインダを加熱して除去すると共に溶融した金属バイ
ンダを前記被覆層に浸透させ、かつ母材と接合させる技
術が、特開昭６３−５０４０２号公報等に開示されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし前記従来技術は
焼結前に機械加工が必要なため、機械加工時、被覆層が
剥離する等の問題があった。そこで本発明は高靱性のス
クリュ母材の外周に耐食耐摩耗性の被覆層を形成して耐
食耐摩耗性に優れた分割型スクリュを構成するように
し、これによって焼結前の機械加工を不要としながら、
耐食耐摩耗性を損なうことなく破損に対する信頼性を高
めることができ、またスクリュ軸全体の強度的な弱点部
が改善され、更に許容負荷トルクを増大させることがで
きる高性能の分割型押出機用スクリュを提供せんとする
ものである。
焼結前に機械加工が必要なため、機械加工時、被覆層が
剥離する等の問題があった。そこで本発明は高靱性のス
クリュ母材の外周に耐食耐摩耗性の被覆層を形成して耐
食耐摩耗性に優れた分割型スクリュを構成するように
し、これによって焼結前の機械加工を不要としながら、
耐食耐摩耗性を損なうことなく破損に対する信頼性を高
めることができ、またスクリュ軸全体の強度的な弱点部
が改善され、更に許容負荷トルクを増大させることがで
きる高性能の分割型押出機用スクリュを提供せんとする
ものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため本発明の第１の
技術解決手段は分割型押出機用スクリュを構成する分割
型スクリュの製造方法において、前記分割型スクリュを
耐食耐摩耗性材料粉末と有機バインダを混練して造粒し
た後、同造粒をスクリュ母材と金型との間に被覆層分の
隙間をもつ金型内に射出成形又は押出成形し、次いで焼
結炉内で同被覆層の同有機バインダを加熱して除去さ
せ、同被覆層を母材と接合せしめるように構成したもの
であり、更に第２の技術解決手段は分割型スクリュとス
クリュ軸がキー又はスプライン溝を介して結合する分割
型押出機用スクリュにおいて、分割型スクリュを高靱性
材料で形成したスクリュ母材と、同スクリュの外周を被
覆し、スクリュ母材に拡散接合された耐食耐摩耗性材料
とから構成したものであり、これらを課題解決のための
手段とするものである。
技術解決手段は分割型押出機用スクリュを構成する分割
型スクリュの製造方法において、前記分割型スクリュを
耐食耐摩耗性材料粉末と有機バインダを混練して造粒し
た後、同造粒をスクリュ母材と金型との間に被覆層分の
隙間をもつ金型内に射出成形又は押出成形し、次いで焼
結炉内で同被覆層の同有機バインダを加熱して除去さ
せ、同被覆層を母材と接合せしめるように構成したもの
であり、更に第２の技術解決手段は分割型スクリュとス
クリュ軸がキー又はスプライン溝を介して結合する分割
型押出機用スクリュにおいて、分割型スクリュを高靱性
材料で形成したスクリュ母材と、同スクリュの外周を被
覆し、スクリュ母材に拡散接合された耐食耐摩耗性材料
とから構成したものであり、これらを課題解決のための
手段とするものである。
【０００６】
【作用】本発明は金型内に被覆層分の隙間が形成される
ようにスクリュ母材を配置し、金型内のこの隙間に射出
成形用コンパウンドを射出成形又は押出成形し、更に焼
結炉内で被覆層中の有機バインダを加熱して除去させ、
スクリュ母材と被覆層とを接合するようにして分割型ス
クリュを構成するようにしたため特開昭６３−５０４０
２号公報等に開示されている従来技術のように焼結前に
機械加工を必要とせず、高精度な分割型スクリュを構成
することができる。
ようにスクリュ母材を配置し、金型内のこの隙間に射出
成形用コンパウンドを射出成形又は押出成形し、更に焼
結炉内で被覆層中の有機バインダを加熱して除去させ、
スクリュ母材と被覆層とを接合するようにして分割型ス
クリュを構成するようにしたため特開昭６３−５０４０
２号公報等に開示されている従来技術のように焼結前に
機械加工を必要とせず、高精度な分割型スクリュを構成
することができる。
【０００７】
【実施例】以下本発明の実施例を図面について説明する
と、図１〜図３は本発明の実施例に係る分割型押出機用
スクリュを示している。図１は二軸押出機のスクリュ軸
１と、同スクリュ軸１に結合された分割型スクリュ１２
と、シリンダ３とからなる二軸押出機の押出機用スクリ
ュの側断面図である。図２は図１中の分割型スクリュ１
２を側端面からみた図である。これらの図からも明らか
なように、分割型スクリュ１２は耐食耐摩耗性材料の被
覆層１２ｂと、低硬度並びに高靱性域１２ａからなるス
クリュ母材とを有している。
と、図１〜図３は本発明の実施例に係る分割型押出機用
スクリュを示している。図１は二軸押出機のスクリュ軸
１と、同スクリュ軸１に結合された分割型スクリュ１２
と、シリンダ３とからなる二軸押出機の押出機用スクリ
ュの側断面図である。図２は図１中の分割型スクリュ１
２を側端面からみた図である。これらの図からも明らか
なように、分割型スクリュ１２は耐食耐摩耗性材料の被
覆層１２ｂと、低硬度並びに高靱性域１２ａからなるス
クリュ母材とを有している。
【０００８】前記被覆層１２ｂを形成する射出成形用コ
ンパウンドは、耐食耐摩耗性材料粉末として重量％でＣ
０．６０〜０．８０％、Ｓｉ ４．００〜５．００
％、Ｃｒ １３．５０〜１６．５０％、Ｂ ２．５０〜
３．５０％、Ｆｅ ２．００〜４．００％を含むＮｉ基
自溶性合金粉末を使用しており、これに有機バインダと
してアクリル系熱可塑性樹脂を混練して製造されてい
る。更に具体的には平均粒径５０μｍ以下のＮｉ基自溶
性合金粉末に、有機バインダを体積率で約４０％添加
し、混練、造粒して射出成形用コンパウンド（約φ２〜
３ｍｍ）が製造されている。
ンパウンドは、耐食耐摩耗性材料粉末として重量％でＣ
０．６０〜０．８０％、Ｓｉ ４．００〜５．００
％、Ｃｒ １３．５０〜１６．５０％、Ｂ ２．５０〜
３．５０％、Ｆｅ ２．００〜４．００％を含むＮｉ基
自溶性合金粉末を使用しており、これに有機バインダと
してアクリル系熱可塑性樹脂を混練して製造されてい
る。更に具体的には平均粒径５０μｍ以下のＮｉ基自溶
性合金粉末に、有機バインダを体積率で約４０％添加
し、混練、造粒して射出成形用コンパウンド（約φ２〜
３ｍｍ）が製造されている。
【０００９】一方図２に示す低硬度並びに高靱性域を形
成するスクリュ母材の材料はＳＣＭ４４０（但し、後工
程の焼結時に結晶粒粗大化を防止するためＴｉ又はＮｂ
等の元素が微量添加されたものが望ましい）を使用して
おり、予め仕上がり寸法よりもマイナス側の寸法に加工
しておく。更にスクリュ母材に被覆層を形成するための
金型６は、図３に示すように焼結時の収縮を考えた寸法
で製作してある。
成するスクリュ母材の材料はＳＣＭ４４０（但し、後工
程の焼結時に結晶粒粗大化を防止するためＴｉ又はＮｂ
等の元素が微量添加されたものが望ましい）を使用して
おり、予め仕上がり寸法よりもマイナス側の寸法に加工
しておく。更にスクリュ母材に被覆層を形成するための
金型６は、図３に示すように焼結時の収縮を考えた寸法
で製作してある。
【００１０】次に分割型スクリュ１２の製造工程を説明
すると、先ず前記のスクリュ母材を被覆層分の隙間をと
って金型６内に挿入しておき、前記射出成形用コンパウ
ンドを金型６内の隙間に射出する。また図３に示す１２
ｃは耐食耐摩耗性材料の粉末と有機バインダの被覆層で
あり、２〜３ｍｍの膜厚が望ましい。射出条件は一例と
して射出温度１３０〜１５０℃、射出圧力１０００ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 とした。図３は射出成形時の状態を示す。射
出成形後、被覆層がアクリル系樹脂を介してスクリュ母
材に固着した成形品を金型より取り出し、脱脂及び焼結
処理をし、有機バインダを加熱除去する。この時の焼結
条件は真空度１×１０-2〜１×１０-1Ｔｏｒｒ、焼結温
度室温〜４００℃（３０℃／Ｈｒ）、４００〜１１００
℃（５℃／Ｈｒ）、１１００℃（１Ｈｒ保持）炉冷とし
た。射出成形後、前記工程の中で被覆層がアクリル系樹
脂を介してスクリュ母材に固着する。更に焼結時の昇温
中にアクリル系樹脂が蒸発分解し、焼結中にＮｉ基自溶
性合金がスクリュ母材と拡散接合する。その結果被覆層
の硬さはＨＲＣ５８〜６０となり、母材の硬さはＨＲＣ
２０程度となる。
すると、先ず前記のスクリュ母材を被覆層分の隙間をと
って金型６内に挿入しておき、前記射出成形用コンパウ
ンドを金型６内の隙間に射出する。また図３に示す１２
ｃは耐食耐摩耗性材料の粉末と有機バインダの被覆層で
あり、２〜３ｍｍの膜厚が望ましい。射出条件は一例と
して射出温度１３０〜１５０℃、射出圧力１０００ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 とした。図３は射出成形時の状態を示す。射
出成形後、被覆層がアクリル系樹脂を介してスクリュ母
材に固着した成形品を金型より取り出し、脱脂及び焼結
処理をし、有機バインダを加熱除去する。この時の焼結
条件は真空度１×１０-2〜１×１０-1Ｔｏｒｒ、焼結温
度室温〜４００℃（３０℃／Ｈｒ）、４００〜１１００
℃（５℃／Ｈｒ）、１１００℃（１Ｈｒ保持）炉冷とし
た。射出成形後、前記工程の中で被覆層がアクリル系樹
脂を介してスクリュ母材に固着する。更に焼結時の昇温
中にアクリル系樹脂が蒸発分解し、焼結中にＮｉ基自溶
性合金がスクリュ母材と拡散接合する。その結果被覆層
の硬さはＨＲＣ５８〜６０となり、母材の硬さはＨＲＣ
２０程度となる。
【００１１】なお、被覆層の耐食耐摩耗性材料粉末はＮ
ｉ基自溶性合金でもＣｏ基自溶性合金でもよく、またこ
れらの粉末にＷＣ等の炭化物粒子を添加してもよい。そ
の後、スクリュ１２の外径を所定寸法に研削加工し、分
割型スクリュが完成する。以上のようにして、耐食耐摩
耗性に優れた分割型スクリュが構成される。なお、前述
の実施例において射出成形に代えて押出成形を採用する
ことも可能である。また射出成形又は押出成形により前
記コンパウンドをスクリュ１２ａの外周に被覆後、脱脂
処理の前にＣＩＰ（冷間静水圧プレス）処理を行なうこ
とも可能である。更に単軸押出機用のスクリュにも適用
できる。
ｉ基自溶性合金でもＣｏ基自溶性合金でもよく、またこ
れらの粉末にＷＣ等の炭化物粒子を添加してもよい。そ
の後、スクリュ１２の外径を所定寸法に研削加工し、分
割型スクリュが完成する。以上のようにして、耐食耐摩
耗性に優れた分割型スクリュが構成される。なお、前述
の実施例において射出成形に代えて押出成形を採用する
ことも可能である。また射出成形又は押出成形により前
記コンパウンドをスクリュ１２ａの外周に被覆後、脱脂
処理の前にＣＩＰ（冷間静水圧プレス）処理を行なうこ
とも可能である。更に単軸押出機用のスクリュにも適用
できる。
【００１２】
【発明の効果】以上詳細に説明した如く本発明によれ
ば、分割型スクリュのスクリュ母材に耐食耐摩耗性材料
を確実に被覆することができ、更に被覆層の膜厚が精度
よく得られ、加えて焼結後の仕上加工はスクリュの外周
のみでよいため、製造コストも従来方法よりも安価にで
きる。また本スクリュのキー又はスプライン溝底部は高
靱性となっているため、溝底コーナが局部的に塑性変形
し、応力増大が抑えられスクリュ破断トルクが増大す
る。しかもスクリュ山谷部が高硬度、耐摩耗の状態にあ
るため、製造の信頼性も向上させることができる等の優
れた効果を奏するものである。
ば、分割型スクリュのスクリュ母材に耐食耐摩耗性材料
を確実に被覆することができ、更に被覆層の膜厚が精度
よく得られ、加えて焼結後の仕上加工はスクリュの外周
のみでよいため、製造コストも従来方法よりも安価にで
きる。また本スクリュのキー又はスプライン溝底部は高
靱性となっているため、溝底コーナが局部的に塑性変形
し、応力増大が抑えられスクリュ破断トルクが増大す
る。しかもスクリュ山谷部が高硬度、耐摩耗の状態にあ
るため、製造の信頼性も向上させることができる等の優
れた効果を奏するものである。
【図１】本発明の実施例に係る分割型スクリュを有する
二軸押出機の側断面図である。
二軸押出機の側断面図である。
【図２】分割型スクリュの正面断面図である。
【図３】本発明の分割型スクリュ製造過程の射出成形時
の状態を示す断面図である。
の状態を示す断面図である。
【図４】従来のスクリュとスクリュ軸とのスプラインに
よる結合状態を示す断面図である。
よる結合状態を示す断面図である。
【図５】従来のスクリュとスクリュ軸とのキーによる結
合状態を示す断面図である。
合状態を示す断面図である。
【図６】従来のスクリュとスクリュ軸との多角形による
結合状態を示す断面図である。
結合状態を示す断面図である。
１ スクリュ軸 ３ シリンダ ４ キー ６ 金型 １２ 分割型スクリュ １２ａ スクリュ母材（低硬度並びに高靱性域） １２ｂ 耐食耐摩耗性材料の被覆層 １２ｃ 耐食耐摩耗性材料の粉末と有機バインダ
Claims (2)
- 【請求項１】 分割型押出機用スクリュを構成する分割
型スクリュの製造方法において、前記分割型スクリュを
耐食耐摩耗性材料粉末と有機バインダを混練して造粒し
た後、同造粒をスクリュ母材と金型との間に被覆層分の
隙間をもつ金型内に射出成形又は押出成形し、次いで焼
結炉内で同被覆層の同有機バインダを加熱して除去さ
せ、同被覆層を母材と接合せしめることを特徴とする分
割型スクリュの製造方法。 - 【請求項２】 分割型スクリュとスクリュ軸がキー又は
スプライン溝を介して結合する分割型押出機用スクリュ
において、分割型スクリュを高靱性材料で形成したスク
リュ母材と、同スクリュの外周を被覆し、スクリュ母材
に拡散接合された耐食耐摩耗性材料とから構成したこと
を特徴とする分割型押出機用スクリュ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3221225A JPH0543911A (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | 分割型押出機用スクリユの製造方法及び分割型スクリユ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3221225A JPH0543911A (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | 分割型押出機用スクリユの製造方法及び分割型スクリユ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0543911A true JPH0543911A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16763432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3221225A Pending JPH0543911A (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | 分割型押出機用スクリユの製造方法及び分割型スクリユ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0543911A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000016936A1 (fr) * | 1998-09-18 | 2000-03-30 | Injex Corporation | Corps de metal fritte et son procede de fabrication |
| JP2013059748A (ja) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Kakiuchi:Kk | 造粒機用ダイス及びその製造方法 |
| JP2013059747A (ja) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Kakiuchi:Kk | 造粒機用ダイス及びその製造方法 |
| CN106514987A (zh) * | 2016-10-24 | 2017-03-22 | 东莞市科亚新材料技术有限公司 | 一种双螺杆挤出机的螺杆元件及其制造方法和双螺杆挤出机 |
| JP2020002427A (ja) * | 2018-06-28 | 2020-01-09 | 株式会社ティクスＴｓｋ | 耐摩耗性複合材料及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-08-07 JP JP3221225A patent/JPH0543911A/ja active Pending
Cited By (6)
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| JP2013059748A (ja) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Kakiuchi:Kk | 造粒機用ダイス及びその製造方法 |
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| CN106514987A (zh) * | 2016-10-24 | 2017-03-22 | 东莞市科亚新材料技术有限公司 | 一种双螺杆挤出机的螺杆元件及其制造方法和双螺杆挤出机 |
| JP2020002427A (ja) * | 2018-06-28 | 2020-01-09 | 株式会社ティクスＴｓｋ | 耐摩耗性複合材料及びその製造方法 |
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| A02 | Decision of refusal |
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