JPH07188711A - プラスチック押し出し、成形用スクリューの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スクリューのねじ部分を加工する必要がな
く、耐食，耐摩耗性に富んだプラスチック押し出し、成
形用スクリューの製造方法を提供する。 【構成】 内面にスクリューの凹型を有する鋳鉄円筒７
０の一方端よりスクリュー心母材２０を挿入し、他端に
は脱気パイプ３１を有する蓋３０を装着し、それぞれを
溶着してカプセル６０を形成し、脱気パイプ３１より耐
食，耐摩耗性合金粉末４０を充填した後、真空に脱気し
て密封する。前記カプセル６０をＨＩＰ処理した後、カ
プセル６０を除去してスクリューを取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチックの混練押
し出し機用セグメントスクリュー及び射出成形機用スク
リューの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プラスチック成形用スクリューに
は、耐食，耐摩耗性の合金粉末を焼結したものがあり、
特公平３−２２３４０５号にその製造方法が開示されて
いる。即ち、図３に示すようなスクリュー母材１０を準
備し、図４に示すように、スクリュー母材１０の周面を
所定の厚さＡだけ研削することによってスクリュー母材
１１を準備する。

【０００３】スクリュー母材１０の材質としては、Ｃｒ
−Ｍｏ鋼、冷間及び熱間工具鋼、高速度工具鋼などがあ
る。次に、図５に示すように前記スクリュー母材１１を
被覆することが可能な一対の半割り型１２を準備する。
この一対の半割り型１２はステンレス鋼、軟鋼などを用
い内面には所定のスクリュー形状に合わせた凹溝１３を
加工し、互いの凹溝１３を合わせることにより、スクリ
ュー形状の凸部を連続して得ることができるようにして
ある。

【０００４】次に、図６に示すように、この一対の半割
り型１２の側断面部を互いに合わせてこれを溶接するこ
とによりＨＩＰ用カプセル１４を準備する。このＨＩＰ
用カプセル１４の下端に、ＴＩＧ溶接等により、下蓋１
５を溶接すると共に、内部にスクリュー心母材１１を挿
入する。ついで、このスクリュー心母材１１とＨＩＰ用
カプセル１４との間の空隙に耐食，耐摩耗性合金粉末１
６を充填する。その後上蓋１７をシール溶接する。

【０００５】こうして、準備完了後、カプセル１４を熱
間静水圧処理（ＨＩＰ処理）することにより、合金粉末
１６を真密度になるよう加圧焼結する。こうしてＨＩＰ
処理によって合金粉末１６は合金層１８となる（図
７）。前記ＨＩＰ用カプセル１４を研削等機械加工ある
いはケミカルミーリングなどにより除去することにより
スクリュー１９を得る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記従来の
プラスチック成形用スクリューの製造方法には下記のよ
うな欠点があった。 (1) 半割り型のＨＩＰ用カプセルはプレス加工等により
生産されるので、プレス用の金型に費用がかかり、大量
にスクリューを製造する場合でないと１本当りのコスト
が高くなる。

【０００７】(2) 半割り型の合わせ面は正確に研削仕上
する必要があり、更にスクリューの形状が正確になるよ
う合わせるのに手間がかかる。

【０００８】(3) 半割り型１２の側断面を互いに合わせ
て溶接するのであるが、ＨＩＰ処理は圧力が１０００kg
f/cm² 程度で高いので、溶接不良により内部に加圧用の
不活性ガスが浸入して製品が不良になる場合がある。ま
た、溶接不良箇所のチェックには費用と手間がかかる。

【０００９】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
のであり、ＨＩＰ用カプセルの外周を内面にスクリュー
の凹型を有する鉄系鋳物円筒で形成することにより、前
記従来の欠点をなくしたプラスチック押し出し、成形用
スクリューの製造方法を提供するものである。本発明で
鉄系鋳物とは、鋳鉄、鋳鋼等の鉄系金属の鋳物を総称す
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は下記工程より成
るプラスチック押し出し、成形用スクリューの製造方法
である。(1) 内面にスクリューの凹型を有する鉄系鋳物
円筒の一方端よりスクリュー心母材を挿入し、他方端よ
り脱気孔を有する蓋を装着し、スクリュー心母材端及び
蓋と前記鉄系鋳物円筒とを溶接してカプセルを形成する
工程、(2) 前記脱気孔から耐食、耐摩耗性合金粉末を充
填する工程、(3) 前記脱気孔からカプセル内を真空に排
気し、脱気孔を密封する工程、(4) 前記カプセルを熱間
静水圧加圧処理（ＨＩＰ）する工程、(5) 前記カプセル
を除去し、スクリュー心母材とこの表面上に焼結された
耐食，耐摩耗性合金より成るスクリューを取り出す工
程。

【００１１】

【作用】本発明によれば、鉄系鋳物製で内面にスクリュ
ーの凹型を有する円筒をカプセルとして準備するので、
耐食、耐摩耗製の合金粉末をＨＩＰ処理し、機械加工処
理工程を少なくて最終製品形状とすることができる。

【００１２】

【実施例】以下添付図に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例を示す、カプセル
内に合金粉末が充填された状態の断面図、図２はスクリ
ューの最終形状を示す断面図である。図１において７０
は鉄系鋳物円筒で、内面にはスクリューの凹型が形成さ
れている。２０はスクリュー心母材で、鉄系鋳物円筒７
０の一方の端より挿入され、鉄系鋳物円筒７０の一方端
を閉塞する円板部２１が一体に形成されている。３０は
蓋で鉄系鋳物円筒７０の他端に装着され、これを閉塞す
るよう構成されている。蓋３０は脱気パイプ３１が設け
られ、脱気パイプ３１内には図示しない脱気孔が形成さ
れている。

【００１３】図１に示すプラスチック押し出し、成形用
スクリュー（外径７０ｍｍ×長さ１１４ｍｍ）を製造す
るに当たり、鉄系鋳物円筒７０の一方端よりスクリュー
心母材２０を挿入し、他端に蓋３０を装着し、スクリュ
ー心母材２０の円板部２１と蓋３０とを鉄系鋳物円筒７
０にそれぞれ溶接５１，５２，５３してカプセル６０を
形成する。内面にスクリューの凹型をもった鉄系鋳物円
筒７０は、最小肉厚が作るべきスクリューの外径によっ
て異なるが、外径７０ｍｍの場合で４ｍｍ〜６ｍｍの範
囲が良好であった。次に脱気パイプ３１から下記表１に
示す成分の耐食，耐摩耗性合金粉末４０をカプセル６０
内の空間に充填する。

【００１４】

【表１】

【００１５】次に、脱気パイプ３１から真空ポンプでカ
プセル６０内を真空に脱気し、脱気パイプ３１を溶接等
にて密封する。

【００１６】次に、前記カプセル６０を１０００℃、１
０００気圧の熱間静水圧処理（ＨＩＰ処理）をする。次
に、前記カプセル６０の蓋３０とスクリュー心母材２０
の円板部２１を切断除去し、さらに鉄系鋳物円筒７０を
除去して、複合焼結素材を得る。前記複合焼結素材を長
さ１１４ｍｍに切断分割し、図２に示すプラスチック混
練押し出し用セグメントスクリューができる。

【００１７】

【発明の効果】以上、詳細に説明した本発明によれば下
記の如き効果を奏するものである。 (1) カプセルのスクリュー外形を形成する円筒が鉄系鋳
物製であるので、木型を作るだけで良いので費用がかか
らず小量生産でもコストが安い。

【００１８】(2) スクリュー外形が正確に簡単に仕上
る。

【００１９】(3) スクリュー外形を形成する鉄系鋳物円
筒は、溶接なしで一体に形成されるので、ＨＩＰ処理中
に気密が保たれ、ＨＩＰ処理が失敗なく行なわれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す、カプセル内に合金粉
末が充填された状態の断面図である。

【図２】本発明の一実施例を示す、スクリューの最終形
状の断面図である。

【図３】従来のスクリュー母材の正面図である。

【図４】従来のスクリュー心母材の正面図である。

【図５】従来の半割り型の正面図である。

【図６】従来のカプセルに合金粉末を充填した状態の断
面図である。

【図７】従来のスクリューの断面図である。

【符号の説明】

２０ スクリュー心母材 ２１ 円板部 ３０ 蓋 ３１ 脱気パイプ ４０ 耐食，耐摩耗性合金粉末 ５１，５２，５３ 溶接 ６０ カプセル ７０ 鉄系鋳物円筒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 川 樹 之 富山県新湊市八幡町３−10−15 日本高周 波鋼業株式会社富山製造所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記工程より成るプラスチック押し出
   し、成形用スクリューの製造方法。 (1) 内面にスクリューの凹型を有する鉄系鋳物円筒の一
   方端よりスクリュー心母材を挿入し、他方端より脱気孔
   を有する蓋を装着し、スクリュー心母材端及び蓋と前記
   鉄系鋳物円筒とを溶接してカプセルを形成する工程、 (2) 前記脱気孔から耐食、耐摩耗性合金粉末を充填する
   工程、 (3) 前記脱気孔からカプセル内を真空に排気し、脱気孔
   を密封する工程、 (4) 前記カプセルを熱間静水圧加圧処理（ＨＩＰ）する
   工程、 (5) 前記カプセルを除去し、スクリュー心母材とこの表
   面上に焼結された耐食，耐摩耗性合金より成るスクリュ
   ーを取り出す工程。