JPS61186406A - 耐摩耗性および耐食性にすぐれた射出成形機用ノズルおよびその製造方法 - Google Patents

耐摩耗性および耐食性にすぐれた射出成形機用ノズルおよびその製造方法

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JPS61186406A
JPS61186406A JP60025948A JP2594885A JPS61186406A JP S61186406 A JPS61186406 A JP S61186406A JP 60025948 A JP60025948 A JP 60025948A JP 2594885 A JP2594885 A JP 2594885A JP S61186406 A JPS61186406 A JP S61186406A
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西原 久尅
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三原 孝夫
Hitoshi Nishimura
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/20Injection nozzles
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/30Extrusion nozzles or dies
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プラスチック等の射出成形機に使用されるノ
ズルおよびその製造方法に関する。
〔従来技術〕
プラスチックの射出成形は、熱可塑性または熱硬化性樹
脂を、第4図に示すような、先端にノズル(N)が取付
けられたシリンダ(C)内で加熱流動化し、スクリュー
(S)゛またはプランジャ等で圧送して先端のノズル(
N)からその前部に配置されている金型(図示せず)に
注入することにより行われる。
上記射出成形機用ノズルは、溶融プラスチックの高圧高
速流に対する摩耗抵抗にすぐれ、しかも溶融プラスチッ
クから発生する弗素ガス等の腐食性ガスに対する耐食性
をも有していることが必要である。従来より、この射出
成形機用ノズルとして、高ニツケル系マルエージング鋼
からなるものが使用されている。
〔解決しようとする問題点〕
しかるに、従来のマルエージング鋼製ノズルの耐摩耗性
および耐食性は必ずしも十分なものとは言い難い。殊に
、エンジニアリングプラスチックと称される複合材料か
らなる成形体等の射出成形にあっては、溶融プラスチッ
クにセラミック繊維等の硬質の補強材が分散相として配
合されるため、摩耗の進行が極めて速く、耐用寿命の低
下傾向が著しい。
また、近時は、セラミック製品の射出成形の試みが多く
なされているが、この場合も、従来のマルエージング鋼
製ノズルでは、耐摩耗性や耐食性に問題がある。
本発明は、かかる事情に鑑み、改良された耐摩耗性およ
び耐食性等を有する射出成形機用ノズルを提供しようと
するものである。
〔技術的手段および作用〕
本発明の射出成形機用ノズルは、マルエージング鋼から
なる外殻基体の内面に、タングステン炭化物粒子5〜5
0%を含むCo基合金もしくはNi基合金系焼結合金か
らなる内殻体が一体的に積層形成されている二層構造体
である点に特徴を有する。
本発明の射出成形機用ノズルの層構造を第1図に模式的
に示す。(1)は外殻基体であり、(2)は焼結合金か
らなる内殻体である。外殻基体(1)とその内面に積層
されている内殻体は、その界面において密着し一体化し
ている。
第4図に、内殻体をなす焼結合金の組織を示す(倍率:
 xH2O)、  (M)は基地金属(但し、C。
基合金)、(P)はタングステン炭化物粒子である。
本発明の射出成形機用ノズルは、溶融プラスチックやセ
ラミック懸濁液等の流動物と接触する内面が、タングス
テン炭化物粒子とCo基合金もしくはNi基合金との焼
結合金からなるので、従来のノズルをはるかに凌ぐ耐食
性および耐摩耗性を有する。また、マルエージング鋼か
らなる外殻基体は、射出成形機用ノズルとして必要な強
靭性を補償する。
本発明の射出成形機用ノズルの内殻体をなす焼結合金に
おけるCo基合金、またはNi基合金は、耐熱性、耐熱
衝撃性、および耐食性等の点から、Mo、Cr、St、
その他の諸元素の1種もしくは2種以上を合計量で、2
0〜55%含有する合金であることが好ましい。そのよ
うな好ましいCo基合金の具体例として、MO:24〜
33%、Cr:4〜20%、Si:3.5%以下、残部
Coからなるものが挙げられる。また、Ni基合金の好
ましい具体例として、Mo:24〜33%、Cr:4〜
20%、Si:3.5%以下、残部Niからなるものが
挙げられる。
焼結合金におけるタングステン炭化物粒子は、濡れ性等
の改善の点から、Coを5〜40%含有しているもので
あるものが好ましい。粒径は特に制限されないが、分散
性および耐摩耗性の点から、5〜150μmの範囲が好
ましい。
また、焼結合金におけるタングステン炭化物粒子量(重
量)を5%以上とするのは、耐摩耗性を十分なものとす
るためである。タングステン炭化物粒子量が増すに伴っ
て耐摩耗性の向上をみるが、あまり多(なると、強度・
靭性が不足することになるので50%を上限とする。
一方、外殻基体をなすマルエージング鋼は、例えば18
%Ni系、20%Ni系、25%Ni系等であってよい
本発明の射出成形機用ノズルは、外殻基体と、焼結合金
原料粉末混合物とを各々準備し、外殻基体内に原料粉末
混合物をキャニングしたのち、熱間静水圧焼結に付して
外殻基体の内面に焼結合金からなる内殻体を形成し、し
かるのち外殻基体および内殻基体に機械加工を施して所
定の形状に仕上げることにより得られる。
熱間静水圧焼結は、好ましくは、900 kg f /
 co1以上の加圧力のもとに、温度1000〜110
0℃にて行われる。加圧力を900kgf/c+d以上
、温度を1000℃以上とするのは、十分な焼結を行わ
しめ、緻密性に冨む内殻体を形成するためであり、また
この高温・高圧力下に外殻基体の緻密化も進行する。
加熱温度の上限を1100℃とするのは、それを越える
と、外殻基体や金属粉末が溶融することがあるからであ
る。なお、加圧力の上限は規定しないが、約1300k
g f /allを越える加圧力を加える必要は特にな
い。
上記焼結において、形成される内殻体(焼結合金)の緻
密化を促進するとともに、外殻基体の内面との密着結合
関係を十分ならしめるためには、加圧力を外殻基体の外
面からだけでなく、その内部に充填されている焼結合金
原料粉末混合物にも直接作用させることが望ましい。こ
のためには、外殻基体内への原料粉末混合物のキャニン
グに当たり、外殻基体内に導圧管として金属管を組み込
むとよい。これを第2図により説明すると、(1)は外
殻基体、(a)は導圧用金属管である。外殻基体(1)
は、先端面に開口する噴射口用小孔(11)と、その小
孔(11)に連続して後端面に開口する比較的断面径の
大きい空洞部(12)とが形成されている。この外殻基
体(1)の空洞部(12)内に適当な深さまで金属管(
a)を差し込むとともに、先端の小孔(11)の開口部
をプラグ(b)で閉塞し、後部の開口端から原料粉末混
合物(Pw)を供給する。
原料粉末混合物を、先端の小孔(11)内、およびその
上部の空洞部(12)の金属管(a)のまわりの空隙内
に充填し、脱気して後端面に、ドーナツ型の金属蓋(C
)をあてがい、外殻基体(1)および金属管(a)に溶
接止め(d)してキャニングを終え、これを熱間静水圧
焼結に付す。こうすれば、雰囲気圧力は外殻基体(1)
の外面のみならず、金属管(a)を介して焼結合金粉末
混合物層の内面側からも直接作用することにより、外殻
基体(1)と内殻体(焼結合金)の緻密化、および両者
の密着一体化が確保される。
こうして、外殻基体(1)の内面に密着した緻密性に冨
む焼結合金からなる内殻体(2)を形成したのち、機械
加工により、金属蓋(C)、内部の金属管(a)、およ
び内殻体(2)の内面側の余肉等を切削除去し、更に先
端の小孔(11)内に、所要の層厚の内殻体を残してノ
ズル孔(21)を穿設すると共に、外殻基体(1)の外
面に機械加工を施して内・外面を所定の形状に仕上げる
ことにより、第1図に示すごとき射出成形機用ノズルと
して完成される。なお、外殻基体の材質調整のための熱
処理は機械加工に先立って行えばよい。
本発明の射出成形機用ノズルの内殻体(2)の層厚は特
に限定されないが、一般的に0.5〜3fi程度であれ
ばよい。また、内殻体(2)は必ずしもノズル内面の全
体に積層されている必要はなく、例えばノズルの後端部
近傍のように比較的摩耗の進行が緩慢である部分は、内
殻体(2)の積層を省略し、外殻基体(1)が露出して
いるような形状であってもよい。
〔実施例〕
Co基合金粉末とタングステン炭化物粉末とを9:1 
(重量比)の割合で混合した焼結合金原料粉末混合物と
、外殻基体とを準備し、第2図に示すように外殻基体(
1)内に原料粉末混合物をキャニングして熱間静水圧焼
結を行い、その後、外殻基体に対するマルエージング処
理を行い、ついで外殻基体(1)および焼結により形成
された内殻体とに機械加工を施して第1図に示す形状を
有する射出成形機用ノズルを得た。このノズルを(A)
とする。また、Co基合金粉末に代えて、Ni基合金粉
末を用いて焼結合金原料粉末混合物を調製する以外は上
記と同じ条件で射出成形機用ノズルを製造した。このノ
ズルをノズル(B)とする。
ノズル(A)およびノズル(B)のサイズは、いずれも
、外径:32fi、高さ:50+n、中間胴部外殻基体
肉厚二8鶴、中央胴部内殻体肉厚=2鶴、ノズル孔径:
411゜ CI)焼結原料粉末混合物 (1)Co基合金粉末(粒径:50〜150μm)Mo
:28%、Cr:17%、Si:2%、残部C。
(2)Ni基合金粉末(粒径、:50〜150 μm)
Mo:32%、Cr:15%、Si:3%(3)タング
ステン炭化物(粒径:50〜150μm)Co12%を
含有するWC粉末 (n)焼結条件 焼結温度: 1000〜1100℃、加圧力: 110
0〜1300ktf/cd、保持時間:1〜2時間。
CIII)製品特性 供試ノズル(A)および(B)をそれぞれ、セラミック
繊維強化プラスチツク成形体の射出成形に使用し、従来
のマルエージング鋼製ノズルと比較した結果、従来のノ
ズルの耐用寿命は約100時間であるのに対し、ノズル
(A)は300時間、ノズル(B)は250時間と、2
.5〜3倍の耐用寿命を示した。
〔発明の効果〕
本発明の射出成形機用ノズルは、従来のマルエージング
鋼製ノズルをはるかに凌ぐ耐摩耗性および耐食性を有し
、また従来ノズルと同等の強靭性を兼備しているので、
通常のプラスチック射出成形はもとより、繊維強化型プ
ラスチック成形品やセラミック成形品等の射出成形機用
ノズルとして好適であり、従来ノズルにまさる耐久性を
保証し、射出成形操業の安定化、能率化等に寄与する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明ノズルの層構造の例を示す模式的断面図
、第2図は本発明ノズルの製造方法の断面説明図、第3
図は射出成形機のノズル部を示す断面図、第4図は本発
明ノズルの内殻体の組織を示す図面代用顕微鏡写真であ
る。 1:外殻基体、2:内殻体、a:導圧用金属管、b=金
属蓋、N:ノズル。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)マルエージング鋼からなる外殻基体の内面に、タ
    ングステン炭化物粒子5〜50%を含むCo基合金もし
    くはNi基合金系焼結合金からなる内殻体が一体的に積
    層形成されてなる耐摩耗性および耐食性にすぐれた射出
    成形機用ノズル。
  2. (2)マルエージング鋼からなる外殻基体の内部に導圧
    用金属管を挿入し、外殻基体の内面と金属管の外面とで
    画成される空隙内に、タングステン炭化物粒子5〜50
    %、残部はNi基合金粉末またはCo基合金粉末からな
    る混合粉末を充填してキャニングしたのち、温度:10
    00〜1100℃、加圧力:900〜1300kgf/
    cm^2にて熱間静水圧焼結処理を行うことにより、外
    殻基体の内面に密着した焼結合金からなる内殻体を形成
    せしめ、ついで外殻基体および内殻体に機械加工を施し
    て所定形状に仕上げることを特徴とする耐摩耗性および
    耐食性にすぐれた射出成形機用ノズルの製造方法。
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