JPH11123502A - 金属射出成形用ペレットの製造方法 - Google Patents

金属射出成形用ペレットの製造方法

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JPH11123502A
JPH11123502A JP9311464A JP31146497A JPH11123502A JP H11123502 A JPH11123502 A JP H11123502A JP 9311464 A JP9311464 A JP 9311464A JP 31146497 A JP31146497 A JP 31146497A JP H11123502 A JPH11123502 A JP H11123502A
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毅 山口
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00Making granules
    • B29B9/02Making granules by dividing preformed material
    • B29B9/06Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29B9/10Making granules by moulding the material, i.e. treating it in the molten state

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 形状や大きさにバラツキがなく、金属射出成
形機においてブリッジや計量不安定が生じるおそれのな
い金属射出成形用ペレットを製造できるようにする。 【解決手段】 シリンダ1を加熱手段2によって所定の
温度(低融点金属を半溶融態にする温度)に加熱すると
ともにスパイラル4を有する入れ子3を回転させ、低融
点金属のビレットおよび/または不良成形品やランナ等
のリターン材を供給して固相粒子10aが均一に分散し
た半溶融体10にし、ダイス5の押出孔7よりストラン
ドとして連続的に押し出す。そして押し出されたストラ
ンドを切断手段8により逐次所定の長さに切断したのち
ノズル9より噴射された不活性ガス13により冷却固化
させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属射出成形にお
いて成形原料として用いられる金属射出成形用ペレット
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】金属射出成形において、低融点金属のイ
ンゴットおよび/または不良成形品やランナ等のリター
ン材を機械的にチッピングした長軸が5〜6mm程度の
米粒状のチップが成形原料として用いられている。ま
た、低融点金属を母材としこれに強化材を混入した複合
材料の金属射出成形においては、低融点金属にセラミッ
ク粒子、セラミックウイスカ、金属強化短繊維等の強化
材を混入した複合材インゴットを作製し、該複合材イン
ゴットを同様に機械的にチッピングしたチップが成形原
料として用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来の技術
では、チッピングの際に微粉末が発生し、この微粉末が
静電気によりチップ表面に付着するため、そのすべてを
事前に除去することは困難であり、例えば、マグネシウ
ム合金の如く発火し易い微粉末の場合は溶解炉中で爆発
的な発火を引き起こす危険性がある。また、チッピング
されたチップは、その形状が不定形であるため、金属射
出成形機のホッパー中においてブリッジを引き起こし易
い上、大きさにもバラツキがあるためにかさ密度が一定
せず、スクリュ式金属射出成形機に用いた場合には計量
が不安定になり成形不良が発生するおそれがあるという
問題点がある。
【0004】さらに、前記複合材料の場合には、工程数
が多いばかりでなく硬度が高いために製造コスト高を招
くとともに、複合材料インゴットの凝固中に強化材が底
部側へ偏ってしまい、複合材料チップにおける強化材含
有率にバラツキが生じ、ひいては射出成形された成形品
の品質にバラツキが発生するという問題点がある。
【0005】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであって、形状や大きさにバラツ
キがなく、金属射出成形機においてブリッジや計量不安
定が生じるおそれのない金属射出成形用ペレットを製造
することができる金属射出成形用ペレットの製造方法を
実現することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の金属射出成形用ペレットの製造方法は、低
融点金属のビレットおよび/またはリターン材を加熱・
混練装置により加熱・混練して半溶融体にし、前記半溶
融体を前記加熱・混練装置に設けられた少なくとも1個
の押出孔を有するダイスよりストランドとして連続的に
押し出し、押し出された前記ストランドを切断手段によ
り逐次所定の長さに切断したのち不活性ガスによって冷
却固化させることを特徴とするものである。
【0007】また、低融点金属のビレットおよび/また
はリターン材と強化材とを加熱・混練装置により加熱・
混練して半溶融体にし、前記半溶融体を前記加熱・混練
装置に設けられた少なくとも1個の押出孔を有するダイ
スよりストランドとして連続的に押し出し、押し出され
た前記ストランドを切断手段により逐次所定の長さに切
断したのち不活性ガスによって冷却固化させることを特
徴とするものである。
【0008】さらに、ダイスの温度制御を行なうことに
より、押し出されたストランドの切断される際の温度
を、低融点金属の液相線温度以下でかつ軟化開始温度以
上の範囲に温度調節する。
【0009】
【作用】低融点金属のビレットおよび/またはリターン
材は、加熱・混練装置内で加熱・混練されて固相粒子が
均一に分散された半溶融体になってそのみかけ粘度が低
下するため、ダイスの押出孔を閉塞させることもなく通
過し、半溶融状態のストランドとして連続的に押し出さ
れる。そして、押し出された半溶融状態のストランド
は、切断手段により逐次所定の長さに切断されたのち不
活性ガスにより冷却固化されるため、微粉末が発生する
おそれがないばかりでなく、形状や大きさが均一な金属
射出成形用ペレットを製造することができる。
【0010】また、ダイスの温度制御を行なうことによ
り、押し出されたストランドの切断される際の温度を、
低融点金属の液相線温度以下でかつ軟化開始温度以上の
範囲に温度調節すると、前記ストランドが切断される前
に液滴となって落下するようなことがなくなり、理想的
な連続押し出しが可能になる。
【0011】
【発明の実施の形態】先ず、図1に示す第1の実施の形
態による金属射出成形用ペレットの製造方法について説
明する。
【0012】(1) シリンダ1をその外壁面に設けら
れた加熱手段2によって所定の温度(低融点金属を半溶
融状態にする温度)に加熱するとともに、スパイラル4
を有する入れ子3を回転駆動手段(不図示)によって回
転させ、低融点金属のビレットおよび/または不良成形
品やランナ等のリターン材(以下、「低融点金属」とい
う。)をシリンダ1に設けられた図示しない供給口より
供給する。
【0013】(2) 上記(1)によりシリンダ1に供
給された低融点金属は、スパイラル4の推進力と重力と
によってシリンダ1の底部へ向けて移送される間に加熱
・混練されて徐々に溶けながら進み、固相粒子10aが
均一に分散された半溶融体10になり、この半溶融体1
0がシリンダ1の底部に配設された複数の押出孔7を有
するダイス5よりストランドとして連続的に押し出され
る。
【0014】本工程において、半溶融体10は回転する
入れ子3のスパイラル4によって撹拌されてチクソトロ
ピー性によりみかけ粘度が低下し、細い押出孔7を閉塞
することもなく容易に通ることができる。
【0015】なお、低融点金属を母材としてセラミック
粒子、セラミックウイスカ、金属強化短繊維等の強化材
を分散させた複合材の場合には、固相粒子による撹拌作
用が加わるため強化材の分散性が向上する。
【0016】(3) 上記(2)により押し出された半
溶融状態のストランドは、ダイス5の吐出面側に配設さ
れた回転カッター等からなる切断手段8によって逐次所
定の長さに切断されて冷却室11内へ落下し、落下中に
ノズル9より噴射される不活性ガス13によって冷却固
化されて金属射出成形用ペレット12となって下方部位
に配設されたベルトコンベア14上に逐次堆積し、該ベ
ルトコンベア14により機外へ搬送される。
【0017】なお、ダイス5に熱電対等からなる温度検
出手段15を設け、該温度検出手段15による検出温度
がフィードバックされる図示しない温度制御装置によ
り、ダイス5の外壁面に設けられた温度調節手段6によ
る加熱または冷却温度を制御することで、押し出された
ストランドの切断される際の温度を、低融点金属の液相
線温度以下でかつ軟化開始温度以上の範囲に温度調節す
ると、前記ストランドが切断される前に液滴となって落
下するようなことがなくなり、理想的な連続押し出しが
可能になる。
【0018】次に、図2に示す第2の実施の形態による
金属射出成形用ペレットの製造方法について説明する。
【0019】(1) 溶解炉21をその外壁面に設けら
れた加熱手段22によって所定の温度に加熱するととも
に、撹拌翼24を有する撹拌機23を回転駆動手段26
によって回転させ、低融点金属のビレットおよび/また
は不良成形品やランナ等のリターン材(以下、「低融点
金属」という)を図示しない供給口より供給する。
【0020】なお、溶解炉21は、熱電対等からなる温
度検出手段25による検出温度がフィードバッグされる
図示しない温度制御装置により加熱手段22の加熱温度
を制御することで、所定の温度(低融点金属を半溶融状
態にする温度)に加熱できるように構成されている。
【0021】(2) 上記(1)により溶解炉21内に
供給された低融点金属は、溶解炉中において、加熱・撹
拌されて半溶融体30になって底部に設けられた連通孔
21aから落下し、水平方向に配設されたバレル40に
導入される。
【0022】(3) 上記(2)によりバレル40に導
入された半溶融体30は、スクリュ回転駆動手段43に
よって回転されるスクリュ41のフライト42の推進力
によって移送される間に、さらに熱電対等からなる温度
検出手段48の検出温度をフィードバックされる温度制
御手段(不図示)により温度制御される加熱手段44か
らの伝熱によって加熱されるとともに混練され、固相粒
子が均一に分散された半溶融体30となり、複数の押出
孔47を有するダイス45よりストランドとして押し出
される。
【0023】(4) 上記(3)により押し出されたス
トランドはダイス45の吐出面側に配設された回転カッ
ター等からなる切断手段28によって逐次所定の長さに
切断されて冷却室31内へ落下し、落下中にノズル29
より噴射される不活性ガス33によって冷却固化されて
金属射出成形用ペレット32となって下方部位に配設さ
れたベルトコンベア34上に逐次堆積し、該ベルトコン
ベア34より機外へ搬送されてドラム缶等の収納容器3
5に収納される。
【0024】なお、ダイス45に熱電対等からなる温度
検出手段49を設け、該温度検出手段49による検出温
度がフィードバックされる温度制御装置(不図示)によ
り、ダイス45の外壁面に設けられた温度調節手段46
による加熱または冷却温度を制御することで、押し出さ
れたストランドの切断される際の温度を、低融点金属の
液相線温度以下でかつ軟化開始温度以上の範囲に温度調
節すると、前記ストランドが切断される前に液滴となっ
て落下するようなことがなくなり、理想的な連続押し出
しが可能になる。
【0025】本発明において、低融点金属は、Al、M
g、Zn、Pbのうちのいずれかを主成分とする低融点
合金またはそれら低融点合金のうちのいずれかをマトリ
ックスとした金属基複合材料とすることができる。
【0026】前記金属基複合材料は、前記低融点合金の
いずれかをマトリックスとし、セラミック、金属等の粒
子、ウイスカ、繊維を強化材としたものであって、例え
ば、炭素繊維強化Al合金またはMg合金、SiCウイ
スカ強化Al合金またはMg合金、SiC粒子強化Al
合金またはMg合金、Al23 粒子強化Al合金また
はMg合金、SiC繊維強化Al合金またはMg合金等
があげられる。
【0027】また、本発明は、低融点金属を母材として
強化材を分散させた複合材からなる金属射出成形用ペレ
ットを製造する場合に有効であり、この場合には、上記
各実施の形態における前記低融点金属にかえて、低融点
金属のビレットおよび/またはリターン材と、セラミッ
ク粒子、セラミックウイスカ、金属強化短繊維等からな
る強化材とを、図1に示すシリンダあるいは図2に示す
溶解炉21に供給し、上述と同様の工程により複合材か
らなる金属射出成形用ペレットを製造することができ
る。
【0028】
【実施例】上述した図1に示した第1の実施の形態によ
る金属射出成形用ペレットの製造方法と同様に、内径が
3mmの32個の押出孔を有するダイスを用い、マグネ
シウム合金AZ91Dを下記の成形条件により外径3m
mで長さ5mmのマグネシウム合金AZ91Dペレット
を384個/分(23.3g)の割合で製造した。
【0029】なお、不活性ガスとしてArガスを用い
た。
【0030】 (成形条件) シリンダの設定温度 ;570〜600℃ ダイスの設定温度 ;500〜530℃ 切断手段(回転カッター)の回転速度;12rpm ストランドの押出速度;1mm/秒 得られたマグネシウム合金AZ91Dペレットは、外径
および長さとともにバラツキがほとんどなく、金属射出
成形で試成形したところ、ブリッジが発生しないばかり
でなく、計量時間も非常に安定したものであった。
【0031】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。
【0032】金属射出成形用ペレットの製造時に低融点
金属の微粉末が発生せず、該微粉末による粉塵爆発の危
険性が無く安全性に優れている。
【0033】また、金属射出成形用ペレットの形状およ
び大きさにバラツキがほとんど無いため、金属射出成形
機のホッパー部でのブリッジングが起こらないばかりで
なく、計量時間が安定して成形品重量の変動が無くな
り、成形不良率を大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態による金属射出成形用ペレッ
トの製造方法を示す説明図である。
【図2】第2の実施の形態による金属射出成形用ペレッ
トの製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
1 シリンダ 2,22,44 加熱手段 3 入れ子 4 スパイラル 5,45 ダイス 6,46 温度調節手段 7,47 押出孔 8,28 切断手段 9,29 ノズル 10,30 半溶融体 11,31 冷却室 12,32 金属射出成形用ペレット 13,33 不活性ガス 14,34 ベルトコンベア 15,25,48,49 温度検出手段 35 収納容器 40 バレル 41 スクリュ 42 フライト 43 スクリュ回転駆動手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 低融点金属のビレットおよび/またはリ
    ターン材を加熱・混練装置により加熱・混練して半溶融
    体にし、前記半溶融体を前記加熱・混練装置に設けられ
    た少なくとも1個の押出孔を有するダイスよりストラン
    ドとして連続的に押し出し、押し出された前記ストラン
    ドを切断手段により逐次所定の長さに切断したのち不活
    性ガスによって冷却固化させることを特徴とする金属射
    出成形用ペレットの製造方法。
  2. 【請求項2】 低融点金属のビレットおよび/またはリ
    ターン材と強化材とを加熱・混練装置により加熱・混練
    して半溶融体にし、前記半溶融体を前記加熱・混練装置
    に設けられた少なくとも1個の押出孔を有するダイスよ
    りストランドとして連続的に押し出し、押し出された前
    記ストランドを切断手段により逐次所定の長さに切断し
    たのち不活性ガスによって冷却固化させることを特徴と
    する金属射出成形用ペレットの製造方法。
  3. 【請求項3】 低融点金属は、Al、Mg、Zn、Pb
    のうちのいずれかを主成分とする低融点合金またはそれ
    ら低融点合金のうちのいずれかをマトリックスとした金
    属基複合材料であることを特徴とする請求項1記載の金
    属射出成形用ペレットの製造方法。
  4. 【請求項4】 ダイスの温度制御を行なうことにより、
    押し出されたストランドの切断される際の温度を、低融
    点金属の液相線温度以下でかつ軟化開始温度以上の範囲
    に温度調節することを特徴とする請求項1ないし3いず
    れか1項記載の金属射出成形用ペレットの製造方法。
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