(57)【要約】      （修正有）【課題】耐食性および耐摩耗性に優れた摺動部を有する部材を提供すること。【解決手段】金属母材の表面を、Ｍｏ２ＦｅＢ２型またはＭｏ２ＮｉＢ２型の複硼化物を含む硬質相を有するサーメット層で被覆してなる摺動部３３を有する部材であって、摺動面には、８００μｍ〜５ｍｍの厚みで前記サーメット層を形成し、前記摺動面以外の少なくとも一部の表面に１００μｍ〜４００μｍの厚みで前記サーメット層を形成してなることを特徴とする摺動部３３を有する部材を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属母材の表面を、Ｍｏ２ＦｅＢ２型またはＭｏ２ＮｉＢ２型の複硼化物を含む硬質相を有するサーメット層で被覆してなる摺動部を有する部材であって、
摺動面には、８００μｍ〜５ｍｍの厚みで前記サーメット層を形成し、前記摺動面以外の少なくとも一部の表面に１００μｍ〜４００μｍの厚みで前記サーメット層を形成してなることを特徴とする摺動部を有する部材。
【請求項２】
前記サーメット層は、Ｍｏ２ＦｅＢ２型の複硼化物を含む硬質相：３５〜９５重量％、およびＦｅ基合金からなる結合相：残部からなることを特徴とする請求項１に記載の摺動部を有する部材。
【請求項３】
前記サーメット層は、Ｗ，Ｃｒ，Ｎｉ，ＭｎおよびＳｉから選択される少なくとも１種の元素を含有することを特徴とする請求項２に記載の摺動部を有する部材。
【請求項４】
前記サーメット層は、Ｍｏ２ＮｉＢ２型の複硼化物を含む硬質相：３５〜９５重量％、およびＮｉ基合金からなる結合相：残部からなることを特徴とする請求項１に記載の摺動部を有する部材。
【請求項５】
前記サーメット層は、Ｗ，Ｃｒ，Ｖ，ＭｎおよびＳｉから選択される少なくとも１種の元素を含有することを特徴とする請求項４に記載の摺動部を有する部材。
【請求項６】
前記金属母材が、工具鋼、粉末ハイス鋼、およびステンレス鋼のいずれかであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の摺動部を有する部材。
【請求項７】
前記摺動面に形成される前記サーメット層が、肉盛溶接により形成されたものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の摺動部を有する部材。
【請求項８】
前記摺動面以外の少なくとも一部の表面に形成される前記サーメット層が、溶射法により形成されたものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の摺動部を有する部材。
【請求項９】
樹脂成形機用のスクリュヘッドである請求項１〜８のいずれかに記載の摺動部を有する部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、他の部材と摺動面を介して摺動させて用いられる摺動部を有する部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルム状、シート状、板状、またはチューブ状のような薄肉形状を有する樹脂成形品を成形するための成形装置として、射出成形機が用いられている。このような樹脂成形品は、一般に、原材料樹脂を溶融可能な温度まで加熱された状態で、射出成形機により所定形状に押出加工することにより製造される。
【０００３】
近年、ＲｏＨＳ指令による樹脂のノンハロゲン化が進められており、このような樹脂成形品においても、ハロゲン系難燃剤に代えて、リン酸系難燃剤を使用することが検討されている。しかしながら、このような樹脂成形品を製造するために用いられる射出成形機は、一般に金属材料より構成されるものであり、その一方で、リン酸系難燃剤を使用すると、原材料樹脂を溶融可能な温度まで加熱した際に、腐食性のガスが発生してしまうため、このような腐食性のガスの影響により、射出成形機を構成する材料、特にスクリュヘッドが腐食してしまうという問題が発生している。
【０００４】
これに対し、たとえば、特許文献１では、射出成形機のスクリュヘッドの作業面に、めっき法により、カーボンを含有するクロムを主体とする被膜層を形成することで、耐食性を向上させる技術が開示されている。
【０００５】
一方で、近年、射出成形機により成形される薄肉形状を有する樹脂成形品においては、薄肉化しても樹脂強度を十分なものとするために、樹脂成形品中のガラス繊維の含有量が増加する傾向にある。しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、形成される被膜層は、厚みが薄く、さらには緻密性の低いものであるため、耐摩耗性が不十分であり、そのため、ガラス繊維の含有量の増加に伴い、スクリュヘッドがガラス繊維による摩耗してしまうという問題が発生している。
【０００６】
そのため、射出成形機のスクリュヘッドには、耐食性に加えて、耐摩耗性を有していることが求められている。
【０００７】
加えて、射出成形機による樹脂成形においては、近年の樹脂成形品の高精度化の要求に対応するため、射出成形機のスクリュの回転制御が油圧制御から電動制御へと移行し、これにより、成形時の回転速度の高速化が図られているが、成形時の回転速度の高速化により、スクリュヘッドと逆流防止用のリングとの摺動面において摺動摩擦が大きくなるという課題がある。そのため、このような摺動面には、ガラス繊維の含有量の増加に伴う耐摩耗性に加えて、摺動摩擦に対する耐摩耗性の向上も求められるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−９５９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、耐食性および耐摩耗性に優れた摺動部を有する部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、金属母材の表面を、Ｍｏ２ＦｅＢ２型またはＭｏ２ＮｉＢ２型の複硼化物を含む硬質相を有するサーメット層で被覆するとともに、摺動面におけるサーメット層の厚みを８００μｍ〜５ｍｍとし、摺動面以外の部分におけるサーメット層の厚みを１００μｍ〜４００μｍとすることにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
すなわち、本発明によれば、金属母材の表面を、Ｍｏ２ＦｅＢ２型またはＭｏ２ＮｉＢ２型の複硼化物を含む硬質相を有するサーメット層で被覆してなる摺動部を有する部材であって、摺動面には、８００μｍ〜５ｍｍの厚みで前記サーメット層を形成し、前記摺動面以外の少なくとも一部の表面に１００μｍ〜４００μｍの厚みで前記サーメット層を形成してなることを特徴とする摺動部を有する部材が提供される。
【００１２】
本発明において、前記サーメット層が、Ｍｏ２ＦｅＢ２型の複硼化物を含む硬質相：３５〜９５重量％、およびＦｅ基合金からなる結合相：残部からなるように構成することができる。また、この場合には、前記サーメット層が、Ｗ，Ｃｒ，Ｎｉ，ＭｎおよびＳｉから選択される少なくとも１種の元素を含有するように構成することができる。
【００１３】
本発明において、前記サーメット層が、Ｍｏ２ＮｉＢ２型の複硼化物を含む硬質相：３５〜９５重量％、およびＮｉ基合金からなる結合相：残部からなるように構成することができる。また、この場合には、前記サーメット層が、Ｗ，Ｃｒ，Ｎｉ，ＭｎおよびＳｉから選択される少なくとも１種の元素を含有するように構成することができる。
【００１４】
本発明において、前記金属母材が、工具鋼、粉末ハイス鋼、およびステンレス鋼のいずれかであるように構成することができる。
【００１５】
本発明において、前記摺動面に形成される前記サーメット層が、肉盛溶接により形成されたものであるように構成することができる。
【００１６】
本発明において、前記摺動面以外の少なくとも一部の表面に形成される前記サーメット層が、溶射法により形成されたものであるように構成することができる。
【００１７】
また、本発明の摺動部を有する部材は、樹脂成形機用のスクリュヘッドとして用いることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、耐食性および耐摩耗性に優れた摺動部を有する部材を提供することができる。特に、本発明の摺動部を有する部材は、リン酸系難燃剤などに基づく腐食性ガスに対する耐食性およびガラス繊維に対する耐摩耗性が高く、しかも、摺動摩擦に対する耐摩耗性が向上されたものであるため、樹脂成形機用のスクリュヘッドとして好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本実施形態に係る射出成形機を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る射出成形機のスクリュヘッドを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る射出成形機１は、スクリュ２と、スクリュ２の先端に結合されたスクリュヘッド３とを備え、これらがバレル４により覆われることにより構成されている。
【００２１】
図１に示すように、スクリュ２は、軸受け５により回転可能な状態で軸支されているとともに、射出成形機１外部に設けられた動力源（不図示）に接続されている。そして、スクリュ２およびスクリュ２の先端に結合されたスクリュヘッド３は、動力源が駆動することにより、バレル４内で回転可能となっている。
【００２２】
また、バレル４は、樹脂原料を投入するための投入口４１が形成されており、投入口４１から投入された樹脂原料が、バレル４内で所定の温度に加熱された状態で、スクリュ２およびスクリュヘッド３が回転することにより、スクリュ２の凸部２１により剪断されながら、スクリュ２とバレル４との隙間を通って、射出部６の方向へと押出される。そして、スクリュ２およびスクリュヘッド３が、動力源の駆動力により、射出部６方向へと駆動されることにより、射出部６に形成された出口部６１から、所定形状の金型（不図示）内へと射出されることにより、所定形状を有する成形体が製造されるようになっている。
【００２３】
なお、本実施形態に係る射出成形機１には、射出部６方向へと押出された樹脂原料の逆流を防止するために、バレル４内の射出部６側の所定位置に、逆流防止リング７が備えられている。そのため、本実施形態においては、スクリュ２およびスクリュヘッド３が回転した際には、スクリュヘッド３は、摺動面３３１を介して、逆流防止リング７に圧接された状態で摺動し、これにより、樹脂原料の逆流を防止できるようになっている。
【００２４】
図２は、本実施形態に係る射出成形機１を構成するスクリュヘッド３を示す図である。図２に示すように、スクリュヘッド３は、樹脂接触部３１と、結合部３２とから構成される。結合部３２は、スクリュヘッド３とスクリュ２とを結合するための結合部であり、結合部３２表面には、通常、スクリュ２と螺合させるために、雄ネジが切られており、内面に雌ネジが切られたスクリュ２の結合部と螺合されることにより、結合されるようになっている。そのため、結合部３２は、射出成形機１内に投入される樹脂原料とは直接接触しないような構成となっている。
【００２５】
一方、樹脂接触部３１は、スクリュヘッド３が回転することにより、樹脂原料を流動させるための部位であり、そのため、射出成形機１内に投入される樹脂原料と直接接触することとなる。また、樹脂接触部３１には、上述した逆流防止リング７（図１参照）と摺動するための摺動面３３１がその表面に形成される摺動部３３を備えている。
【００２６】
なお、スクリュヘッド３を構成するための母材としては、特に限定されず、各種金属材料を用いることができるが、材料強度に優れるという点より、工具鋼、粉末ハイス鋼、およびステンレス鋼などが挙げられ、これらのなかでも、後述するスクリュヘッド３の特定部分の表面に形成されるサーメット層と熱膨張係数が近く、冷却時における相変態による寸法変化が小さいという点より、工具鋼（たとえば、ＳＫＤ６１）、析出硬化系のステンレス鋼（たとえば、ＳＵＳ６３０）が好ましく用いられる。
【００２７】
また、本実施形態においては、スクリュヘッド３の樹脂接触部３１を構成する部分の母材表面に、Ｍｏ２ＦｅＢ２型またはＭｏ２ＮｉＢ２型の複硼化物を含む硬質相を有するサーメット層を、１００μｍ〜４００μｍの厚みで形成している。
【００２８】
本実施形態によれば、樹脂接触部３１を構成する部分の母材表面に、Ｍｏ２ＦｅＢ２型またはＭｏ２ＮｉＢ２型の複硼化物を含む硬質相を有するサーメット層を、１００μｍ〜４００μｍの厚みで形成することにより、樹脂接触部３１における、耐食性および耐摩耗性を向上させることができ、これにより、樹脂原料として、リン酸系難燃剤を含有するものや、ガラス繊維の含有量が比較的多いものを使用した場合でも、これらによる腐食や摩耗の発生を有効に防止することができる。
【００２９】
Ｍｏ２ＦｅＢ２型の複硼化物を含む硬質相を有するサーメット層としては、Ｍｏ２ＦｅＢ２型の複硼化物を含む硬質相の含有割合が３５〜９５重量％であり、残部が、Ｆｅ基合金からなる結合相で構成されるものが好ましい。硬質相の含有割合を上記範囲とすることにより、サーメット層を形成することによる、耐食性および耐摩耗性の向上効果を適切に発揮させることができる。また、Ｍｏ２ＦｅＢ２型の複硼化物を含む硬質相を有するサーメット層には、Ｗ，Ｃｒ，Ｎｉ，ＭｎおよびＳｉから選択される１種または２種以上が含有されていてもよい。
【００３０】
あるいは、Ｍｏ２ＮｉＢ２型の複硼化物を含む硬質相を有するサーメット層としては、Ｍｏ２ＮｉＢ２型の複硼化物を含む硬質相の含有割合が３５〜９５重量％であり、残部が、Ｎｉ基合金からなる結合相で構成されるものが好ましい。硬質相の含有割合を上記範囲とすることにより、サーメット層を形成することによる、耐食性および耐摩耗性の向上効果を適切に発揮させることができる。また、Ｍｏ２ＮｉＢ２型の複硼化物を含む硬質相を有するサーメット層には、Ｗ，Ｃｒ，Ｖ，ＭｎおよびＳｉから選択される１種または２種以上が含有されていてもよい。
【００３１】
樹脂接触部３１を構成する部分の母材表面に形成するサーメット層の厚みは、１００μｍ〜４００μｍであり、好ましくは２００μｍ〜３００μｍである。樹脂接触部３１に形成するサーメット層の厚みが薄すぎると、耐摩耗性に劣るとともに、得られるサーメット層の緻密性が低く、樹脂原料としてリン酸系難燃剤を含有するものを用いた場合に、発生した腐食ガスがサーメット層中のポアを通じて、母材表面を腐食してしまい、これにより、サーメット層が剥離してしまうという不具合が発生してしまう。一方、樹脂接触部３１に形成するサーメット層の厚みが厚すぎると、サーメット層を形成するための加工時間が長くなり、製造コストおよびサーメット層用の原料粉末の使用量が増加してしまい、生産性が低下してしまう。なお、樹脂接触部３１に形成するサーメット層の厚みは、たとえば、電磁式膜厚計により測定することができる。
【００３２】
樹脂接触部３１を構成する部分の母材表面に、サーメット層を形成する方法としては、特に限定されないが、本実施形態では、サーメット層を構成する金属粉末を母材表面に溶射する溶射法によりサーメット層を形成することが好ましい。また、溶射法としては、サーメット層形成時の熱影響が小さいフレーム溶射、高速フレーム溶射のいずれを採用してもよいが、金属粉末の速度が速く緻密な膜が形成できるという点より、高速フレーム溶射が好ましい。また、サーメット層を高速フレーム溶射により形成した場合には、高速フレーム溶射により形成したサーメット層に、真空中、９００〜１２００℃の温度にて熱処理を施すことが好ましい。サーメット層に熱処理を施すことで、サーメット層中において、粒子間で焼結を進行させ、これにより、ポアの残存しない緻密な層を形成することができ、その結果、耐食性をより向上させることができる。加えて、サーメット層に熱処理を施すことにより、母材と、サーメット層との界面において元素拡散が進行し、これにより、界面において強固な結合を起こさせることができ、その結果、高トルク負荷に対応可能な密着性を付与することが可能となる。なお、サーメット層を形成する際には、予め粉末状のサーメットの焼結体を形成し、形成した粉末状のサーメットの焼結体を母材表面に溶射するような構成としてもよい。
【００３３】
加えて、本実施形態においては、スクリュヘッド３の摺動部３３を構成する部分の母材表面に、Ｍｏ２ＦｅＢ２型またはＭｏ２ＮｉＢ２型の複硼化物を含む硬質相を有するサーメット層を、８００μｍ〜５ｍｍの厚みで形成している。
【００３４】
本実施形態によれば、摺動部３３を構成する部分の母材表面に、Ｍｏ２ＦｅＢ２型またはＭｏ２ＮｉＢ２型の複硼化物を含む硬質相を有するサーメット層を、８００μｍ以上の厚みで形成することにより、摺動部３３を、耐食性に優れることに加えて、極めて高い耐磨耗性を有するものとすることができ、これにより、摺動部３３の表面に形成される摺動面３３１を、逆流防止リング７と圧接された状態で摺動させた場合でも、摺動摩耗の発生を有効に防止することができる。
【００３５】
Ｍｏ２ＦｅＢ２型の複硼化物を含む硬質相を有するサーメット層としては、Ｍｏ２ＦｅＢ２型の複硼化物を含む硬質相の含有割合が３５〜９５重量％であり、残部が、Ｆｅ基合金からなる結合相で構成されるものが好ましい。硬質相の含有割合を上記範囲とすることにより、サーメット層を形成することによる、耐食性および耐摩耗性の向上効果を適切に発揮させることができる。また、Ｍｏ２ＦｅＢ２型の複硼化物を含む硬質相を有するサーメット層には、Ｗ，Ｃｒ，Ｎｉ，ＭｎおよびＳｉから選択される１種または２種以上が含有されていてもよい。
【００３６】
あるいは、Ｍｏ２ＮｉＢ２型の複硼化物を含む硬質相を有するサーメット層としては、Ｍｏ２ＮｉＢ２型の複硼化物を含む硬質相の含有割合が３５〜９５重量％であり、残部が、Ｎｉ基合金からなる結合相で構成されるものが好ましい。硬質相の含有割合を上記範囲とすることにより、サーメット層を形成することによる、耐食性および耐摩耗性の向上効果を適切に発揮させることができる。また、Ｍｏ２ＮｉＢ２型の複硼化物を含む硬質相を有するサーメット層には、Ｗ，Ｃｒ，Ｖ，ＭｎおよびＳｉから選択される１種または２種以上が含有されていてもよい。
【００３７】
摺動部３３を構成する部分の母材表面に形成するサーメット層の厚みは、８００μｍ〜５ｍｍであり、好ましくは２ｍｍ〜４ｍｍである。摺動部３３に形成するサーメット層の厚みが薄すぎると、耐摩耗性が不十分となり、摺動面３３１を、逆流防止リング７と圧接された状態で摺動させた場合に、摺動摩耗が著しく大きくなってしまう。一方、摺動部３３に形成するサーメット層の厚みが厚すぎると、サーメット層を後述する肉盛溶接により形成した場合に入熱量が大きくなり、これにより、母材が変形してしまい加工コストが増大するという問題や、サーメット層中において硬質相の粒成長が発生してしまい、これにより硬度低下が引き起こされてしまうという問題が発生する場合がある。なお、摺動部３３に形成するサーメット層の厚みは、たとえば、電磁式膜厚計により測定することができる。
【００３８】
摺動部３３を構成する部分の母材表面に、サーメット層を形成する方法としては、特に限定されないが、本実施形態では、肉盛溶接により形成することが好ましい。肉盛溶接としては、プラズマ肉盛溶接装置（ＰＴＡ）を用いて、サーメット層を形成する金属粉末をキャリアガスと共にプラズマアーク内に供給して、当該金属粉末を溶融させる方法や、真空焼結によって、予めサーメットの焼結体を形成し、形成したサーメットの焼結体を溶接棒とし、該溶接棒を、プラズマ肉盛溶接装置（ＰＴＡ）を用いて、プラズマアーク内に供給して、溶接棒を溶融させる方法が挙げられる。これらの方法のうち、形成するサーメット層の面積が比較的大きい場合には、生産性に優れるという観点より、前者の方法が好ましく、形成するサーメット層の面積が比較的小さい場合には、後者の方法が好ましい。なお、前者の方法においては、予め粉末状のサーメットの焼結体を形成し、形成した粉末状のサーメットの焼結体を用いて肉盛溶接を行なうような構成としてもよい。
【００３９】
また、肉盛溶接を行なう際に、プラズマ肉盛溶接装置（ＰＴＡ）に代えて、アーク溶接、或いはＴＩＧ溶接等を行う装置を用いてもよいが、得られるサーメット層の厚み制御性や、熱の抑制、生産性に優れるという点より、プラズマ肉盛溶接装置（ＰＴＡ）を用いることが好ましい。
【００４０】
本実施形態に係る射出成形機１を構成するスクリュヘッド３の樹脂接触部３１および摺動部３３を構成する部分の母材表面に、サーメット層を形成する際における形成順序は、特に限定されないが、たとえば、まず、溶射法により、樹脂接触部３１にサーメット層を形成し、次いで、肉盛溶接により、摺動部３３にサーメット層を形成する方法などが挙げられる。なお、この方法においては、溶射法によりサーメット層を形成する際には、摺動部３３をマスキングした状態で、フレーム溶射、高速フレーム溶射などにより、樹脂接触部３１にサーメット層を形成することが好ましい。あるいは、肉盛溶接により、摺動部３３にサーメット層を形成し、次いで、溶射法により、樹脂接触部３１にサーメット層を形成するような構成を採用してもよい。
【００４１】
本実施形態においては、耐食性および耐摩耗性に優れたＭｏ２ＦｅＢ２型またはＭｏ２ＮｉＢ２型の複硼化物を含む硬質相を有するサーメット層を、スクリュヘッド３の樹脂接触部３１を構成する部分の母材表面に１００μｍ〜４００μｍの厚みで、スクリュヘッド３の摺動部３３を構成する部分の母材表面に８００μｍ〜５ｍｍの厚みで、それぞれ形成している。そのため、本実施形態によれば、直接樹脂原料に接触して用いられる樹脂接触部３１における耐食性および耐摩耗性を優れたものとすることができ、しかも、逆流防止リング７と圧接された状態で摺動させて用いられる摺動部３３を、耐食性に優れ、かつ、耐摩耗性が極めて向上されたものとすることができる。これにより、本実施形態によれば、樹脂原料として、リン酸系難燃剤を含有するものや、ガラス繊維の含有量が比較的多いものを使用した場合でも、これらによる腐食や摩耗の発生を有効に防止することができ、しかも、射出成形を行なう際におけるスクリュ２およびスクリュヘッド３の回転速度を高速化した場合でも、摺動部３３における摺動摩耗を有効に抑制することができる。
【００４２】
加えて、本実施形態によれば、スクリュヘッド３の樹脂接触部３１を構成する部分の母材表面に形成するサーメット層を、溶射法を用いて形成するため、母材を劣化させることなく良好なサーメット層を形成することができ、そのため、樹脂接触部３１に形成するサーメット層を、サーメットの特性である耐食性および耐摩耗性を十分に発揮できるものとすることができる。特に、スクリュヘッド３の樹脂接触部３１を構成する部分に、たとえば、焼結法によりサーメット層を形成した場合には、焼結を行う際に、母材に長時間熱がかかってしまうため、母材が軟化してしまい、良好なサーメット層を形成できず、形成されるサーメット層の耐食性および耐摩耗性が不十分となる問題点が発生する恐れがあった。これに対して、樹脂接触部３１を構成する部分の母材表面に形成するサーメット層を、溶射法により形成することにより、このような問題を有効に解決することができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、スクリュヘッド３の摺動部３３を構成する部分の母材表面に形成するサーメット層を、肉盛溶接により形成するため、比較的低コストで、密着性の高い、十分な厚みを有するサーメット層を形成することができ、これにより、摺動部３３における耐食性および耐摩耗性を適切に向上させることができる。特に、スクリュヘッド３の摺動部３３を構成する部分に、たとえば、サーメットの焼結体をロウ付けにより接合した場合には、樹脂原料として、リン酸系難燃剤を含有するものを用いた場合に、接合部分において腐食が発生してしまうという問題や、接合部において焼結体が破損しやすいという問題、さらには、加工コストが高くなってしまうという問題があるが、摺動部３３を構成する部分の母材表面に形成するサーメット層を、肉盛溶接により形成することにより、このような接合部分における腐食の発生や、折損の問題、さらには加工コストが高くなってしまうという問題を有効に防止することができる。
【００４４】
なお、本実施形態においては、スクリュ２の耐食性および耐摩耗性の観点より、スクリュ２のとしては、上述したスクリュヘッド３の樹脂接触部３１と同様に、金属母材上に、Ｍｏ２ＦｅＢ２型またはＭｏ２ＮｉＢ２型の複硼化物を含む硬質相を有するサーメット層を溶射法により形成したものを用いることが好ましい。また、逆流防止リング７としては、摺動面３３１および逆流防止リング７の摺動摩耗の防止効果がより向上するという観点より、Ｍｏ２ＦｅＢ２型またはＭｏ２ＮｉＢ２型の複硼化物を含む硬質相を有するサーメットの焼結体を、リング形状としたものを用いることが好ましい。
【実施例】
【００４５】
以下に、実施例を挙げて、本発明についてより具体的に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
【００４６】
＜実施例１＞
溶射用のサーメット粉末
Ｍｏ，Ｎｉ，Ｂを所定の比率で混合してなる原料金属粉末を、ボールミルにより湿式粉砕した。次いで、湿式粉砕した粉末をスプレードライヤーによって造粒し、造粒した粉末を１０００℃で０．５時間保持することにより、Ｍｏ２ＮｉＢ２型の複硼化物を含む硬質相の含有割合が４０重量％であり、残部がＮｉ基合金であるＭｏ２ＮｉＢ２型のサーメットを得た。そして、得られたＭｏ２ＮｉＢ２型のサーメットを分級することにより、溶射用のサーメット粉末を得た。
【００４７】
肉盛溶接用のサーメット粉体
Ｍｏ，Ｎｉ，Ｂを所定の比率で混合してなる原料金属粉末を、ボールミルにより湿式粉砕した。次いで、湿式粉砕した粉末を撹拌造粒法によって造粒し、得られた造粒粉体を１１００℃で０．５時間保持することにより、Ｍｏ２ＮｉＢ２型の複硼化物を含む硬質相の含有割合が６０重量％であり、残部がＮｉ基合金である肉盛溶接用のサーメット粉体を得た。
【００４８】
スクリュヘッドの製造
母材として、図２に示すような形状に加工された鋼材（ＳＫＤ６１）を準備し、準備した母材の表面のうち、樹脂接触部３１を構成する部分に、高速フレーム溶射機（METALLIZING EQUIPMENT CO. PVT. LTD社製、HIPOJET-2100）を用いて、上記にて調製した溶射用のサーメット粉末を溶射し、次いで、真空中、１０７０℃で０．５時間保持することで、樹脂接触部３１を構成する部分の表面に溶射サーメット層を形成した。なお、溶射用のサーメット粉末を溶射する際には、摺動部３３を構成する部分に、マスキングをした状態とし、摺動部３３に溶射サーメット層が形成されないようにした。また、溶射サーメット層の形成は、溶射距離（母材と溶射ガンの距離）：２５０ｍｍ、酸素圧力：８．０ｋｇ／ｃｍ２、プロパン圧力：６．０ｋｇ／ｃｍ２とした。また、溶射サーメット層の厚みは０．３ｍｍであった。
【００４９】
次いで、溶射サーメット層を形成した母材の表面のうち、摺動部３３を構成する部分に、プラズマ肉盛溶接装置（ＰＴＡ）を用いて、上記にて調製した肉盛溶接用のサーメット粉体を溶解させることで、摺動部３３を構成する部分の表面に肉盛サーメット層を形成した。なお、肉盛サーメット層の形成は、プラズマガス１．８L／ｍｉｎ、シールドガス１５Ｌ／ｍｉｎ、キャリアガス２．３Ｌ／ｍｉｎ、電流値２５Ａとして、プラズマガスはＡｒ、シールドガスとキャリアガスはＡｒ＋７重量％Ｈ２の条件にて行なった。また、肉盛サーメット層の厚みは４ｍｍであった。
【００５０】
射出成形試験
そして、上記にて得られた溶射サーメット層および肉盛サーメット層を形成したスクリュヘッドを用いて、図１に示すような射出成形機を作製し、原料樹脂としてＰＡ４Ｔナイロン樹脂（Stanyl Fortii、DMS社製、ガラス繊維含有量３０重量％、リン酸系難燃剤含有）を用いて、温度３２０℃にて、ＰＡ４Ｔナイロン樹脂の射出成形試験を行った。なお、試験は５万回成形（５万ショット）を行なうことにより実施し、５万回の成形試験終了後、試験前後におけるスクリュヘッドの重量の増減、および試験後における外観の観察を行なった。得られた結果を表１に示す。
【００５１】
＜実施例２＞
肉盛溶接用のサーメット造粒粉体として、Ｍｏ２ＦｅＢ２型の複硼化物を含む硬質相の含有割合が６５重量％であり、残部がＦｅ基合金である肉盛溶接用のサーメット粉体を用いた以外は、実施例１と同様にして、スクリュヘッドを製造し、実施例１と同様に評価を行った。結果を表１に示す。
【００５２】
なお、実施例２においては、次の方法により肉盛溶接用のサーメット粉体を調製した。すなわち、まず、Ｍｏ，Ｆｅ，Ｂを所定の比率で混合してなる原料金属粉末を、ボールミルにより湿式粉砕した。次いで、湿式粉砕した粉末を撹拌造粒法によって造粒し、得られた造粒粉体を１１００℃で０．５時間保持することにより肉盛溶接用のサーメット粉体を得た。
【００５３】
＜比較例１＞
溶射サーメット層の厚みを０．０５ｍｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、スクリュヘッドを製造し、実施例１と同様に評価を行った。結果を表１に示す。
【００５４】
＜比較例２＞
肉盛サーメット層の厚みを６ｍｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、スクリュヘッドを製造し、実施例１と同様に評価を行った。結果を表１に示す。
【００５５】
＜比較例３＞
肉盛サーメット層の厚みを５００μｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、スクリュヘッドを製造し、実施例１と同様に評価を行った。結果を表１に示す。
【００５６】
＜比較例４＞
スクリュヘッドとして、鋼材（ＳＫＤ６１）上にクロムめっきを施したものを使用した以外は、実施例１と同様に評価を行った。結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
2015028190.tif 000003
【００５８】
表１に示すように、スクリュヘッドの樹脂接触部３１を構成する部分の母材表面に、Ｍｏ２ＮｉＢ２型の溶射サーメット層を１００μｍ〜４００μｍの厚みで形成し、スクリュヘッドの摺動部３３を構成する部分の母材表面に、Ｍｏ２ＮｉＢ２型またはＭｏ２ＦｅＢ２型の肉盛サーメット層を８００μｍ〜５ｍｍの厚みで、それぞれ形成した場合には、射出成形試験前後におけるスクリュヘッド重量の変化がほとんどなく、また、１週間の射出成形試験後におけるスクリュヘッドの外観も良好であった（実施例１，２）。
【００５９】
一方、スクリュヘッドの樹脂接触部３１を構成する部分の母材表面に形成する溶射サーメット層の厚みを５０μｍとした場合には、射出成形試験により、溶射サーメット層が剥離してしまう結果となった（比較例１）。
スクリュヘッドの摺動部３３を構成する部分の母材表面に形成する肉盛サーメット層の厚みを６ｍｍとした場合には、射出成形試験前後におけるスクリュヘッド重量の変化が大きく、また、摺動部３３における摩耗が大きくなる結果となった（比較例２）。
また、スクリュヘッドの摺動部３３を構成する部分の母材表面に形成する肉盛サーメット層の厚みを５００μｍとした場合には、摺動部３３にクラックが発生する結果となった（比較例３）。
さらに、スクリュヘッドとして、鋼材上にクロムめっきを施したものを使用した場合には、射出成形試験前後におけるスクリュヘッド重量の変化が極めて大きく、また、樹脂接触部３１における腐食が大きく、摺動部３３における摩耗も大きくなる結果となった（比較例４）。
【符号の説明】
【００６０】
１…射出成形機
２…スクリュ
２１…凸部
３…スクリュヘッド
３１…樹脂接触部
３２…結合部
３３…摺動部
３３１…摺動面
４…バレル
４１…投入口
５…軸受け
６…射出部
６１…出口部
７…逆流防止リング
【図１】
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【図２】
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