JPH0716992B2 - 二軸スクリュー押出し機用の押出し機ハウジング部品及びその製造方法 - Google Patents
二軸スクリュー押出し機用の押出し機ハウジング部品及びその製造方法Info
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- JPH0716992B2 JPH0716992B2 JP2295568A JP29556890A JPH0716992B2 JP H0716992 B2 JPH0716992 B2 JP H0716992B2 JP 2295568 A JP2295568 A JP 2295568A JP 29556890 A JP29556890 A JP 29556890A JP H0716992 B2 JPH0716992 B2 JP H0716992B2
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- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
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- Materials Engineering (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、二軸スクリュー押出し機用の押出し機ハウジ
ング部品、特にハウジング内側面に硬質段階層の設けら
れたハウジング部品の改良並びにそのハウジング部品の
製造方法に関する。
ング部品、特にハウジング内側面に硬質段階層の設けら
れたハウジング部品の改良並びにそのハウジング部品の
製造方法に関する。
プラスチック加工において鉱物及び酸化物の充てん物の
割合はますます増加している。充てん物の割合が50％に
達すると、いわばプラスチック自体が充てん物となる。
セラミック材料の射出成形の場合、プラスチックは結合
剤として使われるだけであり、その際その割合は例えば
20％である。このような材料混合物は、収容室の表面及
び押出し機スクリューに極めて大きな摩耗負荷を引起こ
す。これらの必要条件を満たすために、硬質段階層の形
の摩耗抑制材料が必要である。
割合はますます増加している。充てん物の割合が50％に
達すると、いわばプラスチック自体が充てん物となる。
セラミック材料の射出成形の場合、プラスチックは結合
剤として使われるだけであり、その際その割合は例えば
20％である。このような材料混合物は、収容室の表面及
び押出し機スクリューに極めて大きな摩耗負荷を引起こ
す。これらの必要条件を満たすために、硬質段階層の形
の摩耗抑制材料が必要である。
従来の技術 本発明の前提となる経験上周知の押出し機ハウジング部
品は、製造技術上多分割した部品である。この部品は、
例えば縦向き半体から成り、縦中央において電子ビーム
溶接によりまとめて溶接されており、かつその点におい
て相応した溶接継目を有する。硬質段階層が、例えばコ
ーティング溶接、遠心分離等により、既に完成している
収納室の内壁に後から形成されるという形成工程の点に
おいても多分割方式が行われているこのことは、押出し
機ハウジング部品又は押出し機ハウジング部品の２つの
半体が多くの割合の切削加工により鍛造品から作られる
ので、なおさら製造技術上高価になる。既成のハウジン
グ部材に後から硬質段階層を形成する場合も手間のかか
る切削加工（研摩も含む）を必要とする。その点におい
て加工の手間は、硬質段階層が硬く設定されている程多
くなる。
品は、製造技術上多分割した部品である。この部品は、
例えば縦向き半体から成り、縦中央において電子ビーム
溶接によりまとめて溶接されており、かつその点におい
て相応した溶接継目を有する。硬質段階層が、例えばコ
ーティング溶接、遠心分離等により、既に完成している
収納室の内壁に後から形成されるという形成工程の点に
おいても多分割方式が行われているこのことは、押出し
機ハウジング部品又は押出し機ハウジング部品の２つの
半体が多くの割合の切削加工により鍛造品から作られる
ので、なおさら製造技術上高価になる。既成のハウジン
グ部材に後から硬質段階層を形成する場合も手間のかか
る切削加工（研摩も含む）を必要とする。その点におい
て加工の手間は、硬質段階層が硬く設定されている程多
くなる。
発明の効果 それに対して本発明の課題は、切削加工の費用を著しく
減少して製造でき、かつ精細度、等方性に優れる押出し
機ハウジング部品を提供することにある。さらに本発明
の課題は、特に簡単な製造を可能にする方法を提供する
ことにある。
減少して製造でき、かつ精細度、等方性に優れる押出し
機ハウジング部品を提供することにある。さらに本発明
の課題は、特に簡単な製造を可能にする方法を提供する
ことにある。
発明の構成 この課題を解決するため、本発明は次のことを示してい
る。すなわちハウジング部品が一片の継目ない部品とし
て構成されており、この部品が、ハウジング部材範囲に
おいても硬質段階層範囲においても、HIP組織を備えた
粉末治金製の等方性組織構造を有し、かつハウジング材
料範囲と硬質段階層範囲が、拡散層によって結合されて
いる。本発明の有利な構成は次のような特徴を有する。
例えば、拡散層は拡散抵抗の低い金属材料を基本構成と
し、ハウジング部材及び硬質段階層用の材料が拡散侵入
して成る。
る。すなわちハウジング部品が一片の継目ない部品とし
て構成されており、この部品が、ハウジング部材範囲に
おいても硬質段階層範囲においても、HIP組織を備えた
粉末治金製の等方性組織構造を有し、かつハウジング材
料範囲と硬質段階層範囲が、拡散層によって結合されて
いる。本発明の有利な構成は次のような特徴を有する。
例えば、拡散層は拡散抵抗の低い金属材料を基本構成と
し、ハウジング部材及び硬質段階層用の材料が拡散侵入
して成る。
HIPとは、熱間静水圧処理のそれ自体周知の技術のこと
である。本発明によりこの技術が新規かつ特別に適用さ
れる。すなわち、上記構成は、ハウジング部品全体を同
時にHIP処理で簡単に形成するのに適した構成であり、
従来になかったHIPによる全体同時製造を可能にしてい
る。もちろん、本発明のハウジング部品の組織構造それ
自体も極めて大きな精細度と高度な等方性の点で優れて
いる。HIP組織とは、本発明の範囲内において、鍛造物
では通常の鍛造組織がもはや認識できず、微細孔さえも
はや実質的に存在せず、かつ均質な等方性が優れている
という意味で使われている。そのようなハウジング部品
を製造するため、本発明に係る製造方法は、HIPを用い
た特別な方法である。すなわち、HIPによりハウジング
部材、硬質段階層用及び拡散層が同時に形成される。従
って、製造された本発明による押出し機ハウジング部品
では、切削（及び研摩）加工は、ハウジングの外表面及
び硬質段階層の内表面に限定的に行えば足りる。そし
て、その加工は、硬質段階層が熱間静水圧処理によって
適切に形成されるので、微細研磨やラシングを含む切削
加工をわずかだけ行えば良い。
である。本発明によりこの技術が新規かつ特別に適用さ
れる。すなわち、上記構成は、ハウジング部品全体を同
時にHIP処理で簡単に形成するのに適した構成であり、
従来になかったHIPによる全体同時製造を可能にしてい
る。もちろん、本発明のハウジング部品の組織構造それ
自体も極めて大きな精細度と高度な等方性の点で優れて
いる。HIP組織とは、本発明の範囲内において、鍛造物
では通常の鍛造組織がもはや認識できず、微細孔さえも
はや実質的に存在せず、かつ均質な等方性が優れている
という意味で使われている。そのようなハウジング部品
を製造するため、本発明に係る製造方法は、HIPを用い
た特別な方法である。すなわち、HIPによりハウジング
部材、硬質段階層用及び拡散層が同時に形成される。従
って、製造された本発明による押出し機ハウジング部品
では、切削（及び研摩）加工は、ハウジングの外表面及
び硬質段階層の内表面に限定的に行えば足りる。そし
て、その加工は、硬質段階層が熱間静水圧処理によって
適切に形成されるので、微細研磨やラシングを含む切削
加工をわずかだけ行えば良い。
本発明の有利な構成によれば、両方の収容室は円すい形
に延びており、従ってこれら収容室は円すい形の押出し
機スクリューを収容するようになっている。その点にお
いても前記の利点は成立し、円すい形硬質段階層もHIP
技術の枠内において、特に本発明に属する方法に従って
容易に製造できるのでなおさらのことである。
に延びており、従ってこれら収容室は円すい形の押出し
機スクリューを収容するようになっている。その点にお
いても前記の利点は成立し、円すい形硬質段階層もHIP
技術の枠内において、特に本発明に属する方法に従って
容易に製造できるのでなおさらのことである。
本発明は、その要旨の範囲内で種々の変形を行うことが
可能である。有利な構成によれば、配置は次のようにな
っている。すなわち硬質段階層範囲は、部品の全長にわ
たって実質的に同じ層厚を有する。押出し機ハウジング
部品の利用態様としては、２個以上を軸方向に組合せて
１個の二軸スクリュー押出し機用の押出し機ハウジング
を構成することもでき、また所定のハウジング長を有す
る１個のハウジング部品にて１個の押出し機ハウジング
を構成しても良い。
可能である。有利な構成によれば、配置は次のようにな
っている。すなわち硬質段階層範囲は、部品の全長にわ
たって実質的に同じ層厚を有する。押出し機ハウジング
部品の利用態様としては、２個以上を軸方向に組合せて
１個の二軸スクリュー押出し機用の押出し機ハウジング
を構成することもでき、また所定のハウジング長を有す
る１個のハウジング部品にて１個の押出し機ハウジング
を構成しても良い。
すでに述べたように、HIP技術自体は周知である。本発
明によればこのHIP技術は、押出し機ハウジング部品の
製造のために特別な方法で適用される。驚くべきことに
本発明により適用されたHIP技術によれば、両方の収容
室が円すい形に延びた押出し機ハウジング部品を簡単に
製造することができる。すなわち、相応した円すい形の
型外周面部材、中実型心、材料分離周面部材を用いるこ
とにより、極めて容易に円すい形のハウジング部品が製
造される。
明によればこのHIP技術は、押出し機ハウジング部品の
製造のために特別な方法で適用される。驚くべきことに
本発明により適用されたHIP技術によれば、両方の収容
室が円すい形に延びた押出し機ハウジング部品を簡単に
製造することができる。すなわち、相応した円すい形の
型外周面部材、中実型心、材料分離周面部材を用いるこ
とにより、極めて容易に円すい形のハウジング部品が製
造される。
前記本発明による構成の押出し機ハウジング部品の特に
簡単な製造方法も本発明の対象である。この方法は特許
請求の範囲第６〜10項の対象である。
簡単な製造方法も本発明の対象である。この方法は特許
請求の範囲第６〜10項の対象である。
本発明の権利範囲内では、ハウジング部材のために押出
し機ハウジング部品では通常の鋼合金が使用できる。し
かし本発明によれば、硬質段階層のために極めて硬い材
料も使用できる。なぜなら、本発明の製造方法により製
造する結果として収納室内に生じた表面が高い精度で所
定の値に一致しているので、切削加工はわずかしか必要
ないからである。
し機ハウジング部品では通常の鋼合金が使用できる。し
かし本発明によれば、硬質段階層のために極めて硬い材
料も使用できる。なぜなら、本発明の製造方法により製
造する結果として収納室内に生じた表面が高い精度で所
定の値に一致しているので、切削加工はわずかしか必要
ないからである。
実施例 本発明の実施例を以下図面により詳細に説明する。
第１図〜第３図に示し説明する押出し機ハウジング部品
１は、熱可塑性プラスチック及びプラスチック混合物を
加工する二軸スクリュー押出し機に使用するものであ
る。この押出し機ハウジング部品は、ハウジング部材２
と摩耗抑制部材から成る。この押出し機ハウジング部品
は、図示していない押出し機スクリュー軸用の２つの収
容室４を有し、これら収容室４は８字形に連通してい
る。摩耗抑制部材は硬質段階層３として収容室側に配置
されており、これについては第２図を参照されたい。
１は、熱可塑性プラスチック及びプラスチック混合物を
加工する二軸スクリュー押出し機に使用するものであ
る。この押出し機ハウジング部品は、ハウジング部材２
と摩耗抑制部材から成る。この押出し機ハウジング部品
は、図示していない押出し機スクリュー軸用の２つの収
容室４を有し、これら収容室４は８字形に連通してい
る。摩耗抑制部材は硬質段階層３として収容室側に配置
されており、これについては第２図を参照されたい。
本発明による押出し機ハウジング部品１は一片の継目な
しの部品である。この部品はハウジング部材範囲２にお
いても硬質段階層範囲３においても、HIP組織を備えた
等方性組織構造を有する。このことは第２図においてハ
ッチングにより略示する。その他にハウジング部材範囲
と硬質段階層範囲３は、それらと同様の等方性に優れた
層である拡散層５によって結合されている。拡散層５
は、拡散抵抗の低い金属材料である材料分離周面部材を
基本構成としており、ハウジング部材及び硬質段階層用
の材料が拡散浸入している。このような等方性に優れた
構成で、ハウジング部品全体が構成されるということ
は、結果として強度等を含めた信頼性の高い構成といえ
る。また、かかる構成は、全体を同時にHIP処理で簡単
に形成するのに適した構成であり、従来になかったHIP
による全体同時製造を可能にしている。硬質段階層範囲
３は、部品１の全長にわたって同じ層厚を有する。第１
図〜第３図による押出し機ハウジング部品１においては
次のようなものが使用できる。すなわち押出し機ハウジ
ング部品は、同じ構成のものを２個以上軸方向に連結し
て１個の二軸スクリュー押出し機のハウジングを構成で
きる。そのため例えばフランジの形の結合構造部を一体
に形成してもよい。第３図は、押出し機ハウジング部品
１が二軸スクリュー押出し機のハウジング全長に相当す
る構成を示している。
しの部品である。この部品はハウジング部材範囲２にお
いても硬質段階層範囲３においても、HIP組織を備えた
等方性組織構造を有する。このことは第２図においてハ
ッチングにより略示する。その他にハウジング部材範囲
と硬質段階層範囲３は、それらと同様の等方性に優れた
層である拡散層５によって結合されている。拡散層５
は、拡散抵抗の低い金属材料である材料分離周面部材を
基本構成としており、ハウジング部材及び硬質段階層用
の材料が拡散浸入している。このような等方性に優れた
構成で、ハウジング部品全体が構成されるということ
は、結果として強度等を含めた信頼性の高い構成といえ
る。また、かかる構成は、全体を同時にHIP処理で簡単
に形成するのに適した構成であり、従来になかったHIP
による全体同時製造を可能にしている。硬質段階層範囲
３は、部品１の全長にわたって同じ層厚を有する。第１
図〜第３図による押出し機ハウジング部品１においては
次のようなものが使用できる。すなわち押出し機ハウジ
ング部品は、同じ構成のものを２個以上軸方向に連結し
て１個の二軸スクリュー押出し機のハウジングを構成で
きる。そのため例えばフランジの形の結合構造部を一体
に形成してもよい。第３図は、押出し機ハウジング部品
１が二軸スクリュー押出し機のハウジング全長に相当す
る構成を示している。
第４図は、摩耗抑制部材（硬質段階層３）に関して本発
明による押出し機ハウジング部品１を構成できる摩耗抑
圧材料を列挙したものである。第４図によれば、押出し
機スクリューも同じ硬質段階層を有することができるこ
とは明らかである。そして、図４の合金タイプの欄に示
した公金を用いて硬質段階層３とする本発明ハウジング
部品の具体的製造方法と条件の一例を以下に示す。ま
ず、ハウジング部品１の外形、例えば円すい形を成形す
るための板材から成る型外周面部材を設置する。
明による押出し機ハウジング部品１を構成できる摩耗抑
圧材料を列挙したものである。第４図によれば、押出し
機スクリューも同じ硬質段階層を有することができるこ
とは明らかである。そして、図４の合金タイプの欄に示
した公金を用いて硬質段階層３とする本発明ハウジング
部品の具体的製造方法と条件の一例を以下に示す。ま
ず、ハウジング部品１の外形、例えば円すい形を成形す
るための板材から成る型外周面部材を設置する。
そして、８字形断面を備えた金属材から成る中実型心を
上記型外周面部材内に設置し、更にそれらの間の空間に
最終的に拡散層５となる充分に小さな拡散抵抗を有する
金属板から成る材料分離周面部材を設置する。
上記型外周面部材内に設置し、更にそれらの間の空間に
最終的に拡散層５となる充分に小さな拡散抵抗を有する
金属板から成る材料分離周面部材を設置する。
次に、上記中実型心と材料分離周面部材との間の空間に
上述したような合金から成る硬質段階層用の粉末を挿入
し、一方、材料分離周面部材と前記型外周面部材との間
の空間にハウジング部材用の粉末を挿入する。ハウジン
グ部材用の粉末としては、ハウジングとして通常用いら
れる金属が使用される。そして、それぞれの粉末の容積
充填率又は65％程度である。
上述したような合金から成る硬質段階層用の粉末を挿入
し、一方、材料分離周面部材と前記型外周面部材との間
の空間にハウジング部材用の粉末を挿入する。ハウジン
グ部材用の粉末としては、ハウジングとして通常用いら
れる金属が使用される。そして、それぞれの粉末の容積
充填率又は65％程度である。
ここで、材料分離周面部材は、上記２種の粉末の分離状
態を維持しておく機能を奏している。
態を維持しておく機能を奏している。
上記挿入工程後、型外周面部材内空間をほぼ10-4Torrま
で排気する。
で排気する。
この状態で熱間静水圧処理（HIP）を型外周面部材の外
方から行う。このHIPは、希ガスの雰囲気中で、例えば
アルゴンガスの雰囲気中でほぼ2000バール又はそれ以上
の圧力を加えて行う。温度条件は、900℃〜1200℃と
し、かつ中実型心には予め形成した孔内に冷媒を通し、
冷却しつつ行う。
方から行う。このHIPは、希ガスの雰囲気中で、例えば
アルゴンガスの雰囲気中でほぼ2000バール又はそれ以上
の圧力を加えて行う。温度条件は、900℃〜1200℃と
し、かつ中実型心には予め形成した孔内に冷媒を通し、
冷却しつつ行う。
これにより、型外周面部材は収縮変形し、ハウジング部
材材料及び硬質段階層材料は、材料分離周面部材に拡散
浸入し材料分離周面部材は拡散層へ変移し結合部のとし
ての機能を奏する。
材材料及び硬質段階層材料は、材料分離周面部材に拡散
浸入し材料分離周面部材は拡散層へ変移し結合部のとし
ての機能を奏する。
こうして、ハウジング部材２と硬質段階層３と拡散層
５、すなわち本発明に係るハウジング部品全体が同時に
製造される。その結果、上述のように、全体として等方
性にすぐれた信頼性の高いハウジング部品が完成する。
また、上記のようなプレス型を用いて全体が同時に製造
されることで、必然的に製造工程がより簡単なものとな
り、特に、厚さの設定、均一化、円すい形等の形状の設
定等も非常に容易なものとなる。
５、すなわち本発明に係るハウジング部品全体が同時に
製造される。その結果、上述のように、全体として等方
性にすぐれた信頼性の高いハウジング部品が完成する。
また、上記のようなプレス型を用いて全体が同時に製造
されることで、必然的に製造工程がより簡単なものとな
り、特に、厚さの設定、均一化、円すい形等の形状の設
定等も非常に容易なものとなる。
第１図は、本発明による押出し機ハウジングの横断面、
第２図は、第１図に示したものの部分Ａを拡大して示す
図、第３図は、第１図に示したものを一部断面とし縮小
して示す側面図、第４図は、材料特性データを説明する
図である。 １……押出し機ハウジング部品、２……ハウジング材
料、３……摩耗抑圧材料、４……収容室、５……拡散
層。
第２図は、第１図に示したものの部分Ａを拡大して示す
図、第３図は、第１図に示したものを一部断面とし縮小
して示す側面図、第４図は、材料特性データを説明する
図である。 １……押出し機ハウジング部品、２……ハウジング材
料、３……摩耗抑圧材料、４……収容室、５……拡散
層。
フロントページの続き (72)発明者 ペーター、リュルスドルフ ドイツ連邦共和国、5216、ニーデルカセル ー モンドルフ、ラインアレー、24 アー (56)参考文献 特開 昭63−194917（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−142705（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−181208（ＪＰ，Ａ)
Claims (10)
- 【請求項１】８字形に貫通した２つの収容室を構成する
ハウジング部材と、前記収容室の内側面に設けられた摩
耗抑制材料から成る硬質段階層と、を備え、熱可塑性プ
ラスチック及びプラスチック混合物を加工するために用
いられる二軸スクリュー押出し機用の押出し機ハウジン
グ部品において、 前記ハウジング部材と前記硬質段階層との間には、それ
ら両部材の結合部としての拡散層が存在し、その結合は
両部材材料が前記拡散層に拡散侵入した状態で全体が継
目のない一片の構成としてなされ、かつ前記ハウジング
部材も前記硬質段階層もHIP組織を備えた粉末治金製の
等方性組織構造を有することを特徴とする二軸スクリュ
ー押出し機用の押出し機ハウジング部品。 - 【請求項２】前記拡散層が、ハウジング部材材料、硬質
段階層用の材料及び材料分離周面部材の金属材料から成
ることを特徴とする請求項１に記載の押出し機ハウジン
グ部品。 - 【請求項３】前記２つの収容室が円すい形押出し機スク
リューを収容し得るように円すい形に延びた構成とされ
たことを特徴とする請求項１又は２に記載の押出し機ハ
ウジング部品。 - 【請求項４】硬質段階層範囲が、部品の全長にわたって
実質的に同じ層厚を有することを特徴とする請求項１〜
３の１つに記載の押出し機ハウジング部品。 - 【請求項５】２個以上を軸方向に組合せて１個の二軸ス
クリュー押出し機用の押出し機ハウジングを構成できる
ようにしたことを特徴とする請求項１〜４の１つに記載
の押出し機ハウジング部品。 - 【請求項６】請求項１〜５の１つに記載の押出し機ハウ
ジング部品の製造方法において、 ハウジング部品外形を成形するための板材から成る型外
周面部材を設置する工程と、８字形断面を備えた金属製
の中実型心を前記型外周面部材内に設置する工程と、充
分に小さな拡散抵抗を有する金属板から成る材料分離周
面部材を前記型外周面部材と前記中実型心との間に設置
する工程と、前記中実型心と前記材料分離周面部材との
間の空間に硬質段階層用の粉末を挿入しかつ材料分離周
面部材と前記型外周面部材との間の空間にハウジング部
材用の粉末を挿入する工程と、前記型外周面部材内空間
を排気して閉じる工程と、熱間静水圧処理（HIP）によ
る前記型外周面部材の収縮変形並びにハウジング部材材
料及び硬質段階層材料の拡散侵入による前記材料分離周
面部材の拡散層への変移を含む最終形成工程と、 を備えることにより前記ハウジング部材と硬質段階層と
拡散層とを同時に製造するようにしたことを特徴とする
二軸スクリュー押出し機用の押出し機ハウジング部品の
製造方法。 - 【請求項７】前記硬質段階層及びハウジング材料粉末を
ほぼ65％の容積充てん率又はノック密度で挿入すること
を特徴とする請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】ほぼ10-4Torrまで排気を行うことを特徴と
する請求項６又は７に記載の方法。 - 【請求項９】熱間静水圧処理をアルゴンガス等の希ガス
の雰囲気中で行い、ほぼ2000バール又はそれ以上の圧力
を加えることを特徴とする請求項６〜８の１つに記載の
方法。 - 【請求項１０】900〜1200℃の温度で処理し、かつ前記
中実型心の孔内に通した冷媒によって前記中実型心を冷
却することを特徴とする請求項６〜９の１つに記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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