JP3405481B2 - 成形機用複合シリンダ - Google Patents
成形機用複合シリンダInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
- B29C45/58—Details
- B29C45/62—Barrels or cylinders
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Description
射出成形機、押出成形機に使用される耐摩耗耐食性の優
れた複合シリンダに関する。
出成形機に使用されるシリンダは、加熱成形中の樹脂ま
たは樹脂に加えた添加剤等によって摩耗や腐食を発生し
やすい。そこで従来より、中空円筒状の鋼材からなるシ
リンダ母材の内面に、耐摩耗耐食性を有する合金層を、
遠心力鋳造法により被覆したもの(特開昭62−898
35号、特開平2−175828号公報等参照)や、H
IP法により被覆したもの(特開平3−223406
号、特公平1−59323号公報等参照)が用いられて
いる。
合シリンダは、溶着反応時に合金層にシリンダ母材の主
成分であるFeが溶け込み易い。このFeの溶け込みは
合金層とシリンダ母材との完全な溶着を行うために必要
であるが、Feが溶け込み過ぎると合金層の硬さを低下
させるとともに、耐食性も劣化させてしまうという問題
がある。
上に加熱されるため、熱影響を受けて母材の強度が低下
するという問題がある。母材強度の低下を防ぐため、遠
心力鋳造の後、母材を急冷する熱処理を施して低い温度
域で変態させると、母材内面に一体的に被着した合金層
が母材の変態膨張に追従できず、合金層にクラックが発
生するという問題がある。このようなクラックの発生を
避けるため、遠心力鋳造の後、徐冷して高温域で母材を
変態させると、母材組織はパーライト組織となり母材の
強度が十分に得られない。このように母材の強度が不足
すると、高射出又は押出圧力など過酷な成形条件下で
は、母材の膨張変形に付随して合金層にクラックが生じ
るという問題がある。
リンダ母材から合金層へのFeの混入は少ない。しか
し、高価なHIP装置を必要とするため遠心力鋳造製の
シリンダに比べて製造コストが高くなるという問題があ
る。また、上述の遠心力鋳造製シリンダと同様に、熱影
響を受けて母材の強度が低下するという問題がある。
て、射出又は押出側位置に耐摩耗性と耐食性に優れたも
の、ホッパー口側位置に耐摩耗性に優れたものが要求さ
れる場合、従来の遠心力鋳造製あるいはHIP製複合シ
リンダは、シリンダ内面の位置によって異なる材質特性
の合金層を被着させることが困難であるという問題があ
る。
層が著しく摩耗や腐食して耐用寿命が尽きた場合など、
合金層がシリンダ母材内面に一体的に被着しているた
め、シリンダ全体を取り替えなければならないという不
経済な問題がある。
もので、本発明の目的は、 1)シリンダ外筒(従来の複合シリンダにおける母材相
当)からライナー(従来の複合シリンダにおける合金層
相当)へのFeの混入がない、すなわちライナーの耐摩
耗性、耐食性に優れる、 2)シリンダ外筒の強度を十分に確保することができ
る、すなわち耐クラック性に優れる、 3)耐摩耗性、耐食性等それぞれ材質特性の異なる複数
のライナーを分割してシリンダ外筒の内面に装着でき
る、すなわちライナーの材質選択の自由度に優れる、 4)シリンダの耐用寿命が尽きた場合など、シリンダ全
体の取り替えが不要であり、シリンダ外筒を流用したま
まライナーのみの取り替えが可能である、すなわち製造
コスト的に優れる成形機用複合シリンダを提供すること
である。
複合シリンダは、Co基合金、Ni基合金、Fe基合金
のいずれか一つの耐摩耗耐食性合金の溶湯を、前記耐摩
耗耐食性合金材料よりも小さい線膨張係数を有する低膨
張材料からなる鋳型内に注入して、遠心力鋳造法により
中空円筒状のライナーを鋳造し、前記ライナーを所定寸
法に加工の後、合金鋼からなる中空円筒状のシリンダ外
筒の内面に装着したことを特徴とする。第一の本発明に
おいて、ライナーを遠心力鋳造法により鋳造する際、低
膨張材料からなる鋳型を300℃以上に加熱することが
好ましく、さらに好ましくは700℃以上に加熱する。
Co基合金、Ni基合金、Fe基合金のいずれか一つの
固体状態の耐摩耗耐食性合金材料を、前記耐摩耗耐食性
合金材料よりも小さい線膨張係数を有する低膨張材料か
らなる鋳型内に装入して、鋳型を加熱することにより装
入した耐摩耗耐食性合金材料を溶融させ、鋳型を回転し
て遠心力を付与することにより中空円筒状のライナーを
形成し、前記ライナーを所定寸法に加工の後、合金鋼か
らなる中空円筒状のシリンダ外筒の内面に装着したこと
を特徴とする。第二の本発明において、鋳型を1100
〜1400℃に加熱して鋳型内に装入した耐摩耗耐食性
合金材料を溶融させることが好ましい。
いて、低膨張材料は、30℃から400℃までの平均線
膨張係数が7×10-6/℃以下で、かつ30℃から60
0℃までの平均線膨張係数が11×10-6/℃以下であ
ることが好ましい。さらに、本発明の合金鋼は、例えば
窒化鋼、Cr−Mo鋼、Ni−Cr−Mo鋼、Cr−M
n−V鋼等がある。またライナーの装着は、すきま嵌
め、しまり嵌め、中間嵌めのいずれかの手段により行
う。
耗耐食性に優れたライナー用合金(Co基合金、Ni基
合金又はFe基合金)を加熱溶解した後、低膨張材料か
らなる鋳型内に注入し、鋳型を遠心力鋳造機により高速
回転して形成される。ライナーを遠心力鋳造法により鋳
造する際、鋳型を300℃以上に加熱することにより、
鋳型内に注入されたライナー用合金溶湯の流動性が良好
になるため、均一な金属組織をもつライナーが形成でき
る。また、第二の本発明の中空円筒状のライナーは、耐
摩耗耐食性に優れた固体状態のライナー用合金(Co基
合金、Ni基合金又はFe基合金)を低膨張材料からな
る鋳型内に装入して、鋳型を1100〜1400℃に加
熱することにより耐摩耗耐食性合金材料を溶融させ、鋳
型を遠心力鋳造機により高速回転して形成される。
膨張係数よりもできるだけ小さいほうが、鋳型及びライ
ナーが冷却収縮した時、鋳型内面とライナー外面間に十
分な隙間ができるので、鋳型からライナーを分離しやす
い。本発明におけるライナー用合金の30℃から600
℃までの平均線膨張係数は11〜14×10-6/℃程度
である。鋳型の形成材料はその線膨張係数ができるだけ
小さいほうが望ましく、本発明においては、30℃から
400℃までの平均線膨張係数が7×10-6/℃以下
で、かつ30℃から600℃までの平均線膨張係数が1
1×10-6/℃以下に特定した。鋳型形成材料の線膨張
係数が上記の範囲を超えると、鋳造の後、鋳型からライ
ナーを分離するために必要なクリアランスが十分に確保
できなくなる。本発明の鋳型を形成する低膨張材料とし
ては、例えばFe−Ni−Co系低膨張合金、セラミッ
クス、砂やれんが等の耐火性材料などがある。
ライナーとシリンダ外筒とを装着した構造であるので、
シリンダ外筒からライナーへのFeの混入がない。ま
た、シリンダ外筒は、ライナーを装着する前に単体で焼
入れ等の熱処理を施すことができるので、強度を十分に
確保することができる。また必要に応じて、耐摩耗性、
耐食性等それぞれ材質特性の異なる複数のライナーを分
割して、シリンダ外筒内面の任意の位置に装着すること
もできる。さらに、シリンダの耐用寿命が尽きた場合な
ど、シリンダ全体の取り替えが不要であり、シリンダ外
筒を流用したままライナーのみの取り替えができるの
で、低コストで更生されたシリンダを製造できる。
す断面図である。日本工業規格(JIS G 410
5)に規定されるSCM440相当のCr−Mo鋼を用
いて、中空円筒状のシリンダ外筒1を形成した。ライナ
ー2を形成するために、重量%でC:0.2%、B:
2.7%、Si:0.9%、Mn:1.0%、Cr:1
8.0%、Co:残部からなるCo基合金を調製した。
このように調製したライナー用合金を加熱溶解した後、
加熱炉にて900℃に加熱した円筒状の鋳型内に、ライ
ナー用合金を鋳込温度1450℃で注入し、遠心鋳造機
により鋳型を高速回転して、外径35mm×内径25m
m×長さ700mmの薄肉中空円筒状のライナー2を形
成した。なお、鋳型は、30℃から400℃までの平均
線膨張係数が5.5×10-6/℃で、かつ30℃から6
00℃までの平均線膨張係数が9.5×10-6/℃のF
e−33%Ni−15%Co系低膨張合金で形成すると
ともに、内面にジルコニウム系の離型材を予め塗布し
た。
き、その後研削盤によりライナー2の外径仕上加工を施
した。次に、ライナー2をシリンダ外筒1の内面に焼嵌
め率1/1000、焼嵌め温度500℃で装着した。そ
の後、ホーニングマシン等によってライナー2の内径仕
上げ加工を施した。最後にシリンダ外筒の外径仕上加
工、ホッパー口3の穴加工等を行い複合シリンダ4を完
成した。
用複合シリンダの構造を示す断面図である。実施例1で
述べた図1に示す構造の成形機用複合シリンダからライ
ナー2のみを抜き取り、射出側位置に新規な耐摩耗性と
耐食性を兼備するライナー2aを、ホッパー口3側位置
にライナー2aとは異なる材質の新規な耐摩耗性を有す
るライナー2bを、それぞれシリンダ外筒1の内面に分
割して装着することにより複合シリンダ4を完成した。
このとき、シリンダ外筒1はライナー交換前のものをそ
のまま流用した。抜き取ったライナーは再溶解して新し
いライナーの素材とすることができた。
のような効果がある。 1)従来の遠心力鋳造製複合シリンダの欠点であった母
材からライナーへのFeの混入がなく、耐摩耗性、耐食
性に優れたライナー用合金の設計が可能となる。 2)シリンダ外筒の強度を十分に確保でき、耐クラック
性に優れるので耐用寿命が向上する。 3)材質特性の異なる複数のライナーを分割してシリン
ダ外筒の内面に装着できるので、ライナーの合金材質選
択の自由度に優れ、かつ耐用寿命が向上する。 4)シリンダ全体の取り替えが不要であり、シリンダ外
筒を流用したままライナーのみの取り替えができ、また
交換した使用済みのライナーは再溶解して利用できるの
で、製造コストが低減できる。
示す断面図である。
機用複合シリンダの構造を示す断面図である。
イナー、2b ホッパー口側ライナー、 3 ホッパー
口、 4 複合シリンダ
Claims (5)
- 【請求項1】 Co基合金、Ni基合金、Fe基合金の
いずれか一つの耐摩耗耐食性合金の溶湯を、前記耐摩耗
耐食性合金材料よりも小さい線膨張係数を有する低膨張
材料からなる鋳型内に注入して、遠心力鋳造法により中
空円筒状のライナーを鋳造し、前記ライナーを所定寸法
に加工の後、合金鋼からなる中空円筒状のシリンダ外筒
の内面に装着したことを特徴とする成形機用複合シリン
ダ。 - 【請求項2】 鋳型を300℃以上に加熱した状態で鋳
造することを特徴とする請求項1に記載の成形機用複合
シリンダ。 - 【請求項3】 Co基合金、Ni基合金、Fe基合金の
いずれか一つの固体状態の耐摩耗耐食性合金材料を、前
記耐摩耗耐食性合金材料よりも小さい線膨張係数を有す
る低膨張材料からなる鋳型内に装入して、鋳型を加熱す
ることにより装入した耐摩耗耐食性合金材料を溶融さ
せ、鋳型を回転して遠心力を付与することにより中空円
筒状のライナーを形成し、前記ライナーを所定寸法に加
工の後、合金鋼からなる中空円筒状のシリンダ外筒の内
面に装着したことを特徴とする成形機用複合シリンダ。 - 【請求項4】 鋳型を1100〜1400℃に加熱して
耐摩耗耐食性合金材料を溶融させることを特徴とする請
求項3に記載の成形機用複合シリンダ。 - 【請求項5】 低膨張材料は、30℃から400℃まで
の平均線膨張係数が7×10-6/℃以下で、かつ30℃
から600℃までの平均線膨張係数が11×10-6/℃
以下であることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに
記載の成形機用複合シリンダ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20091794A JP3405481B2 (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 成形機用複合シリンダ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20091794A JP3405481B2 (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 成形機用複合シリンダ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0857618A JPH0857618A (ja) | 1996-03-05 |
JP3405481B2 true JP3405481B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=16432429
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20091794A Expired - Lifetime JP3405481B2 (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 成形機用複合シリンダ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3405481B2 (ja) |
-
1994
- 1994-08-25 JP JP20091794A patent/JP3405481B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0857618A (ja) | 1996-03-05 |
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