KR100759501B1 - Barrel for a catapult and it's manufacturing process - Google Patents
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Abstract
본 발명은 사출기용 바렐 및 그 제조방법에 관한 것으로, 내부가 관통된 바렐몸체를 준비하는 단계; 탄화규소, 탄소, 바인더를 혼합하여 성형분말을 혼합하는 단계; 상기 성형분말을 압출성형하여 상기 바렐몸체 내부에 삽입될 부시를 제조하는 단계; 압출성형된 상기 부시를 소성하는 단계; 소성된 상기 부시에서 이물질을 제거하는 단계; 상기 바렐몸체와 부시를 접착제로 접착시킨 후 이들을 가열하여서 고착시키는 단계; 고착된 상기 바렐 내경을 연마하는 단계에 의해 사출기용 바렐을 제조하였다.The present invention relates to a barrel for an injection molding machine and a method for manufacturing the same, preparing a barrel body penetrated therein; Mixing the molded powder by mixing silicon carbide, carbon, and a binder; Manufacturing a bush to be inserted into the barrel body by extruding the molding powder; Firing the extruded bush; Removing foreign matter from the fired bush; Adhering the barrel body and the bush with an adhesive and then fixing them by heating them; The barrel for the injection molding machine was prepared by grinding the fixed barrel inner diameter.
따라서, 바렐 내경에 내마모성, 내부식성이 큰 탄화규소로 이루어진 부시가 구비되므로 과도한 압력과 높은 온도, 원료와의 마찰저항에도 바렐 내주면이 쉽게 부식되거나 마모되지 않으며, 이에 따라 바렐의 수명을 크게 연장시키게 된다.Therefore, the barrel inner diameter is provided with a bush made of silicon carbide having high wear resistance and corrosion resistance, so that the barrel inner circumferential surface is not easily corroded or abraded even under excessive pressure, high temperature, and friction with raw materials, thereby greatly extending the life of the barrel. do.
바렐, 바렐몸체, 결합구멍, 부시, 탄화규소, 관통구멍 Barrel, barrel body, coupling hole, bush, silicon carbide, through hole
Description
도 1은 본 발명 사출기용 바렐을 보이는 개략적 단면도1 is a schematic cross-sectional view showing a barrel for the present invention injection molding machine
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 : 바렐 11 : 바렐몸체10: barrel 11: barrel body
12 : (바렐몸체의)결합구멍 13 : 부시12: coupling hole (barrel body) 13: bush
14 : (부시의)관통구멍14: through hole
본 발명은 사출기용 바렐에 관한 것으로, 더 상세하게는 바렐 내주면의 표면 경도를 향상시킨 사출기용 바렐 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a barrel for an injection molding machine, and more particularly, to an injection molding machine barrel and its manufacturing method which improved the surface hardness of the barrel inner peripheral surface.
사출기의 기본적인 기능은 금형을 개폐하고 수지를 용융해서 고압으로 금형의 캐비티에 충전 및 냉각 후 성형품을 취출하는 것이다. 이러한 사출기의 기능을 수행하기 위한 기계 구성을 보면 사출장치, 형체장치, 구동장치, 제어장치 등으로 구성된다.The basic function of the injection molding machine is to open and close the mold, melt the resin, fill the cavity of the mold with high pressure, and take out the molded article after cooling. Looking at the mechanical configuration for performing the function of such an injection molding machine is composed of an injection device, a clamping device, a driving device, a control device.
여기서 사출기의 사출장치는, 수지를 용융하고 일정량을 계량하여 금형내에 사출하는 장치로써, 이는 바렐에 공급할 플라스틱 재료를 저장하는 호퍼와, 호퍼로부터 공급된 플라스틱 재료를 용융, 사출하는 바렐과, 이 바렐의 선단에 결합되어 사출시에는 금형의 스프루 부쉬(bush)에 밀착해 용융수지의 유로를 형성하는 노즐(nozzle)로 이루어진다.Here, the injection device of the injection machine is a device for melting a resin and measuring a predetermined amount and injecting it into a mold, which includes a hopper for storing a plastic material to be supplied to a barrel, a barrel for melting and injecting a plastic material supplied from a hopper, and a barrel It is composed of a nozzle coupled to the tip of the nozzle to form a flow path of the molten resin in close contact with the sprue bush (bush) of the mold during injection.
상술한 사출기의 사출장치 중 바렐은 다음과 같이 제조되는 데, 보통 단조나 주조로 바렐 제조용 재료를 준비하고, 이를 조질 열처리를 통해 기계적 성질을 향상시키며, 황삭 가공과 정삭 가공을 통해 상기 재료의 내경과 외경을 오차범위 내로 가공한다. 이와 같은 공정을 거친 바렐 성형품은 질화 열처리를 통해 표면 경도를 향상시키며, 질화 열처리된 바렐은 연마되어 도금처리된 후 조립, 검사, 출고의 순서의 단계를 거친다.The barrel of the above-mentioned injection apparatus of the injection molding machine is manufactured as follows. Usually, the material for preparing the barrel is prepared by forging or casting, and the mechanical properties are improved through temper heat treatment, and the inner diameter of the material through roughing and finishing. Machine the outer diameter and the outer diameter within the error range. Barrel molded products that undergo such a process improves the surface hardness through nitriding heat treatment, and the nitrided heat treatment barrel is polished and plated, and then assembled, inspected, and shipped.
질화 열처리는 표면에 암모니아 가스나 질소 가스를 이용해 표면에 질소 화합물층을 얻는 방법으로 전강종에 적용할 수 있어 표면 처리에 주로 사용되며, 질화 열처리 외에 진공열처리, 이온질화 열처리, 침탄, 고주파 등의 방법이 사용되기도 한다.Nitriding heat treatment is applied to all steel grades by obtaining a nitrogen compound layer on the surface by using ammonia gas or nitrogen gas on the surface, and it is mainly used for surface treatment.In addition to nitriding heat treatment, vacuum heat treatment, ion nitriding heat treatment, carburizing, high frequency, etc. This is also used.
그런데 상술한 일반적인 열처리에 의한 사출기용 바렐은 열처리 비용은 고가인 반면에 그 효과는 그다지 크지 않은데, 바렐에는, 사출기가 작동할 때마다 바렐 내주면에 작용하는 높은 사출압과, 과도한 전단력, 높은 온도, 고체의 수지가 바렐 표면에 미끄럼 마찰을 일으켜서 발생되는 제반 문제들이 발생되고, 상술한 바렐의 열처리로는 이러한 제반 문제들을 해결하기가 사실상 불가능하며 이에 따라 종래 사출기용 바렐은 보통 1년에 1회 정도 교체하고 있는 추세이다.However, the barrel for the injection molding machine according to the above-described general heat treatment has a high heat treatment cost, but the effect is not so great. The barrel has a high injection pressure, excessive shear force, high temperature, which acts on the inner circumferential surface of the barrel each time the injection machine is operated. Various problems are caused by a solid resin causing sliding friction on the barrel surface, and the above-described heat treatment of the barrel is practically impossible to solve these problems, and thus, the barrel for a conventional injection molding machine is usually about once a year. The trend is changing.
상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 바렐 내주면의 경도가 매우 높아서 스크류 및 수지에 의해 바렐 내부에 높은 사출압, 고온, 높은 마찰력이 발생되어도 그 내부가 쉽게 마모되지 않도록 한 사출기용 바렐 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is that the barrel inner peripheral surface is very high so that even if a high injection pressure, high temperature, high friction force generated inside the barrel by a screw and resin, the barrel for the injection machine is not easily worn And to provide a method for producing the same.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 사출기용 바렐은, 사출기용 바렐에 있어서, 내부가 관통된 바렐몸체; 외주면 둘레가 상기 바렐몸체 내주면에 고정되고, 탄화규소로 형성된 부시;로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention barrel for achieving the above object, the barrel for the injection machine, the barrel body is penetrated through; The outer circumferential surface is fixed to the barrel inner circumferential surface, characterized in that consisting of a bush formed of silicon carbide.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명 사출기용 바렐 제조방법은, 사출기용 바렐 제조방법에 있어서, 내부가 관통된 바렐몸체를 준비하는 단계; 탄화규소, 탄소, 바인더를 혼합하여 성형분말을 혼합하는 단계; 상기 성형분말을 압출성형하여 상기 바렐몸체 내부에 삽입될 부시를 제조하는 단계; 압출성형된 상기 부시를 소성하는 단계; 소성된 상기 부시에서 이물질을 제거하는 단계; 상기 바렐몸체와 부시를 접착제로 접착시킨 후 이들을 가열하여서 고착시키는 단계; 고착된 상기 바렐 내경을 연마하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a barrel manufacturing method for an injection molding machine, the method comprising: preparing a barrel body through which an inside penetrates; Mixing the molded powder by mixing silicon carbide, carbon, and a binder; Manufacturing a bush to be inserted into the barrel body by extruding the molding powder; Firing the extruded bush; Removing foreign matter from the fired bush; Adhering the barrel body and the bush with an adhesive and then fixing them by heating them; And grinding the fixed barrel inner diameter.
본 발명 사출기용 바렐 제조방법의 또 다른 특징은, 상기 부시의 소성 단계는, 압출성형된 부시에 실리콘 분말을 투입하고 이를 소성로에 넣은 후 1400 - 1600℃로 가열하여서, 부시 내의 탄소와 투입된 실리콘이 발열 반응하여 이루어진다.Another feature of the barrel manufacturing method for the injection molding machine of the present invention, the firing step of the bush, the silicon powder is put into the extruded bush and put into a firing furnace and heated to 1400-1600 ℃, the carbon in the bush and the silicon injected It is made by exothermic reaction.
따라서, 바렐 내경에 내마모성, 내부식성이 큰 탄화규소로 이루어진 부시가 구비되므로 과도한 압력과 높은 온도, 원료와의 마찰저항에도 바렐 내주면이 쉽게 부식되거나 마모되지 않으며, 이에 따라 바렐의 수명을 크게 연장시키게 된다.Therefore, the barrel inner diameter is provided with a bush made of silicon carbide having high wear resistance and corrosion resistance, so that the barrel inner circumferential surface is not easily corroded or abraded even under excessive pressure, high temperature, and friction with raw materials, thereby greatly extending the life of the barrel. do.
본 발명의 구체적 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings.
도 1은 본 발명 사출기용 바렐(10)을 보인 개략적 단면도로써, 이는 바렐몸체(11)와 그 내부에 삽입되는 부시(13)로 이루어진다.1 is a schematic cross-sectional view showing a
바렐몸체(11)는, 내경이 가공되지 않은 상태의 스틸재의 관을 준비하고 딥홀 드릴링머신 등의 기계로 강관의 중앙에 결합구멍(12)을 가공하며, 바렐몸체(11)의 결합구멍(12)의 내경은 사출기의 용량 및 스크류의 외경에 따라 다르다. The
이러한 바렐몸체(11)의 결합구멍(12) 내에는 본 발명의 특징을 이루는 부시(13)가 삽입되어 고정되어 있다. 그리고 부시(13) 중앙에는 스크류가 삽입되도록 관통구멍(14)이 형성되어 있고, 그 외주면은 바렐몸체(11)의 결합구멍(12) 둘레에 고정지지된다.In the
이러한 부시(13)는, 탄화규소(SiC), 탄소(C), 바인더(binder)를 혼합되어 이루어지는바, 탄화규소(SiC) 분말 85%와, 탄소(C) 15%, 바인더(binder) 10%가 혼합되어 이루어지며, 보통 혼합된 후 분쇄 및 분채 과정을 거친다. 이와 같이 준비된 부시(13) 성형 재료는 압출기에 투입되어 파이프 형태로 압출되며, 그 파이프의 외경 및 내경은 바렐몸체(11)의 내경 및 스크류의 외경을 감안하여 제조된다.The
이와 같은 부시(13)는 본 발명의 특징에 따라 그 전체가 탄화규소로 소성되어 있다. 세라믹스 중 탄화규소는, 고강도, 고경도 및 내마모성이 뛰어나며 우수한 내산화성, 내부식성, 낮은 열전도성 및 열팽창계수에 의한 높은 내열충격성, 고온강도 등의 열적 특성을 보유하고 있다. 이러한 특성을 갖는 탄화규소로 소성된 부시(13)는, 압출성형된 부시에 실리콘을 투입한 뒤에 소성로에 넣고 고온으로 가열하여 이루어지는바, 탄화규소 분말과, 탄소와, 바인더가 혼합되어 압출된 부시에 실리콘을 투입한 후 이를 1400℃ - 1600℃의 고온으로 가열하면 부시 내에 포함된 탄소(C)와 부시(13)에 투입된 실리콘(Si)의 발열 반응에 의해 탄화규소가 생성되며 생성된 탄화규소는 부시(13)의 85%를 차지하는 탄화규소 알갱이들을 더욱 밀착시켜 고착시키게 된다.Such a
실리콘은 보통 1400℃ 직후에서 용융되므로 부시에 실리콘을 투입한 후 고온으로 가열하면 부시의 탄소와 용융된 실리콘이 발열 반응하여 새로운 탄화규소가 생성된다. 생성된 탄화규소는 부시의 대부분을 이루는 탄화규소 알갱이들을 고착시키는 역할을 하며, 이와 같이 하여 부시 전체가 탄화규소로 소성된다. 이와 같은 부시(13)를 바렐몸체(11) 내에 접착시킨 후 고착시켜서 바렐(10)이 구비된다.Since silicon is usually melted immediately after 1400 ° C, when silicon is injected into the bush and heated to a high temperature, carbon and molten silicon of the bush exothermicly react to generate new silicon carbide. The produced silicon carbide serves to fix the silicon carbide grains that make up the majority of the bush, and thus the entire bush is calcined with silicon carbide. The
이러한 바렐(10)은 그 전체가 내마모성, 내부식성이 매우 뛰어난 탄화규소로 이루어지기 때문에 바렐 내부에 용융 수지 및 스크류에 의해 과도한 압력과 높은 온도, 원료와의 마찰저항이 작용하여도 바렐(10) 내주면이 쉽게 부식되거나 마모되지 않으며, 결국 바렐(10)의 수명을 크게 연장시키게 된다.Since the
이와 같은 본 발명 사출기용 바렐은 다음과 같은 방법으로 제조된다.The barrel for the present invention as described above is manufactured by the following method.
먼저, 내부가 관통된 바렐몸체(11)를 준비한다. 이 바렐몸체(11) 준비 단계는, 강관의 둘레를 가공하고 그 내부를 딥홀 드릴링머신 등의 기계로 가공하여 그 중앙에 결합구멍(12)을 만든다.First, prepare the
이와 같이 바렐몸체(11)가 준비되면 이에 삽입시킬 부시(13)를 제조하는 바, 먼저, 파이프 형태의 압출물을 성형할 성형 분말을 준비한다. 이 성형 분말은, 탄화규소(SiC)와, 탄소(C), 바인더(binder)로 이루어지며, 그 혼합 비율은 탄화규소(SiC) 85%와, 탄소(C) 15%, 바인더(binder) 10%가 적합하다. 세 가지 원료가 준비되면 이를 혼합한 후 분쇄기로 분쇄하며, 다시 분체(粉體) 과정을 통해 일정 크기의 입자로 만든다.When the
이와 같이 하여 부시를 제조한 성형 분말이 준비되면 이를 압출기의 호퍼에 투입하고 일반적인 압출 공정을 거치면서 파이프 형태의 부시가 제조된다. 여기서 부시의 외경 및 그 내경은 바렐몸체(11)의 외경과 스크류의 외경을 고려하여 제조된다. 즉, 부시 외주면과 바렐몸체(11) 내주면에는 접착제가 도포되어야 하고 부시 내부에는 스크류가 장착되어 작동되어야 하며 압출된 상태의 부시는 그 내주면이 연마되어야 하기 때문에 부시를 압출 가공할시 이들의 공차를 감안하여 제조한다.When the molding powder prepared in this way is prepared, it is put into the hopper of the extruder and the bush in the form of a pipe is manufactured while undergoing a general extrusion process. Here, the outer diameter of the bush and its inner diameter are manufactured in consideration of the outer diameter of the
압출된 파이프 형태의 부시는 대기중에서 회전시키면서 건조시켜 대략 40 - 60시간 정도 건조시킨다. 냉각된 부시는 저온 처리하여 내부 조직을 안정화시키게 된다.The extruded pipe bush is dried while rotating in the atmosphere for approximately 40-60 hours. The cooled bush is cold treated to stabilize internal tissues.
압출성형된 부시(13)는 소성된 상태가 아니기 때문에 높은 경도를 유지하지 못하는데, 부시의 대부분을 이루는 탄화규소 알갱이들은 단순히 바인더에 의해 접착된 상태이기 때문에 높은 사출압과 마찰력을 견디지 못하며, 따라서 압출성형된 부시(13)는 소성 공정을 거친다.Since the
그러므로, 부시(13)가 압출되면 이에 실리콘 분말을 투입하여 가열하므로 탄화규소 알갱이들을 고착화시키게 된다. 즉, 압출성형된 부시에 실리콘 분말을 투입한 다음 소성로에 넣고 고온으로 가열한다. 여기서 가열 온도는 실리콘의 용융온도인 1400℃ 정도이면 되며, 1450℃ 정도로 가열하면 부시의 탄소와 이에 투입된 실리콘 분말이 발열 반응되면서 탄화규소가 생성되며 생성된 탄화규소는 부시 전체의 탄화규소 입자들을 고착화시킨다.Therefore, when the
이와 같이 탄화규소로 소성된 부시()는, 스크류 및 수지에 의해 바렐 내부에 발생되는 높은 사출압, 고온, 높은 마찰력을 충분히 견딘다. 이와 같이 하여 부시(13)가 탄화규소로 소성되면 이를 소성로에서 꺼내서 냉각시키며, 냉각된 부시의 내주면과 외주면에서 잔존하는 실리콘 및 기타 이물질을 제거한다.The bush () fired with silicon carbide in this manner sufficiently withstands high injection pressure, high temperature, and high frictional force generated inside the barrel by screws and resin. In this way, when the
부시 외주면과 내주면에서 잔존 실리콘 등의 이물질이 제거되면 바렐몸체(11)와 부시(13)를 접착제로 접착시킨다. 바렐몸체(11)와 부시(13)가 접착되면 이 를 가열하여서 고착시키게 되는바, 그 가열시간이나 가열 온도는 접착제에 따라 다르게 설정된다. 바렐몸체(11)의 결합구멍(12)에 부시(13) 둘레가 삽입된 후 고착되어서 바렐(10)이 제조되면 수지 및 스크류에 의한 내부 마찰 저항을 극소화시키도록 바렐(10) 내경을 연마한다. 이와 같이 제조된 본 발명 바렐(10)은, 탄화규소로 소성된 부시(13)에 의해 내마모성 및 내부식성이 향상된다.When the foreign matter such as silicon remaining on the outer peripheral surface and inner peripheral surface of the bush is removed, the
이상에서와 같은 본 발명은, 바렐 내경에 내마모성, 내부식성이 큰 탄화규소로 소성된 부시가 구비되므로 과도한 압력과 높은 온도, 원료와의 마찰저항에도 바렐 내주면이 쉽게 부식되거나 마모되지 않으며, 이에 따라 바렐의 수명을 크게 연장시키게 된다.As described above, the present invention is provided with a bush made of silicon carbide having a high wear resistance and corrosion resistance at the barrel inner diameter, so that the barrel inner circumferential surface is not easily corroded or worn under excessive pressure, high temperature, and friction with raw materials. It will greatly extend the life of the barrel.
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