(57)【要約】【課題】本発明は、射出成形機のノズル部材を低コストで耐溶損性に優れるとともに、カジリによる損傷を防止できる、またノズル部材の再生に有利な軽合金射出成形機用ノズル部材を提供する。【解決手段】溶融した軽合金を射出成形する射出成形機に用いられるノズル部材であって、鉄基合金からなるノズル本体の内面とプランジャ部材が接触する少なくとも一部分に、コバルト基耐熱合金またはサーメット系合金からなるスリーブを嵌合し、前記嵌合が、焼嵌め、冷し嵌めのいずれかの手段で固定されてなり、前記スリーブの開口側端部に抜け止め部材を設け、そのスリーブの６００℃における硬さが、Ｈｖ３５０以上であることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融した軽合金を射出成形する射出成形機に用いられるノズル部材であって、鉄基合金からなるノズル本体の内面とプランジャ部材が接触する少なくとも一部分に、コバルト基耐熱合金またはサーメット系合金からなるスリーブを嵌合したことを特徴とする軽合金射出成形機用ノズル部材。
【請求項２】
前記嵌合が、焼嵌め、冷し嵌めのいずれかの手段で固定されてなることを特徴とする請求項１に記載の軽合金射出成形機用ノズル部材。
【請求項３】
前記スリーブの開口側端部に抜け止め部材を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の軽合金射出成形機用ノズル部材。
【請求項４】
前記スリーブの６００℃における硬さが、Ｈｖ３５０以上であることを特徴とする特徴とする請求項１〜３に記載の軽合金射出成形機用ノズル部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネシウム、アルミニウムなどの軽合金を射出成形するため、材料を加熱攪拌溶融し、溶湯状態もしくは半溶融状態にして金型内に射出して製品を成形する射出成形機に用いられるノズル部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マグネシウム、アルミニウム等の軽合金を射出成形する射出成形機においては、図３に示すように、円筒状のシリンダ１とノズル部材６とから構成され、両者は複数本のボルト５等の締結具により一体に接続されている。シリンダ１の外周面には加熱ヒータ４が設置されている。射出成形時には、シリンダ１中に投入された粒状の軽合金チップ３は、この加熱ヒータ４により溶融状態になる。溶融状態になったマグネシウム等の軽合金は、シリンダ１の中空部を前後進するプランジャ部材２により押し出され、ノズル部材６のノズル孔７を通って金型８に射出されて所定の製品形状に成形される。
【０００３】
マグネシウムなどの軽合金は、溶融した状態では粘度が極めて低いため流動性が高い。このため金型や金型に組み込まれたスプルーブッシュなどに形成された球面を呈するノズル受け部と、シリンダの先端に設けたノズル部材との間で芯位置がずれたままノズル部材を接触させて射出すると、溶融した軽合金が芯ずれの隙間より漏れて成形が不能となる。
【０００４】
このようにノズル部材は、軽合金射出成形機にとって重要な部材であり諸々の提案がなされている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、金型のノズルタッチ部に接合するノズル本体のノズル先端部として、従来のＳＫＤ工具鋼に代わり、熱伝導度が２０ｋｃａｌ／ｍ．ｈｒ．℃以下のＳＵＳなどの材料を用いることが記載されている。これは、ノズル本体と鉄系材料からなる金型が接合された時に、ノズル本体から金型への熱の流出を防止し、ノズル先端部の温度無制御域の温度低下を防止することによって、ノズル先端部の温度無制御域の溶融金属からなる成形材料の凝固を防いで、金属の射出成形を確実に行うことができるものである。
【０００６】
また、特許文献２には、低融点金属を射出成形する射出成形用部材であって、外部材の基材をニッケル基耐熱性合金で構成すると共に、該基材の射出用溶融金属との接触部表面に、コバルト基耐熱性合金を被覆したものであり、Ｍｇなどの溶融金属の射出成形機用部材として要求される耐溶損性、耐摩耗性、高温強度の条件を満足し、溶損による寿命低下や折損、破損などの損傷を防ぐことができるものが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−１０９０７号公報
【特許文献２】
特許第２８６２７９９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
アルミニウム、マグネシウム等の軽合金の射出成形機に用いられるノズル部材は、使用中に約６００℃の高温域に達するため、その材料の選定は非常に重要である。つまり、ノズル部材を形成する材料は、約６００℃の高温域でも軟化しない高強度であること及び溶融軽合金と接触しても溶損しないことが要求される。
【０００９】
これらの要求をほぼ満足する材料として、これまではノズル部材として熱間金型鋼であるＪＩＳ規格ＳＫＤ６１等の耐熱性に優れる鉄基工具鋼が使用されてきた。しかしながら、これらの工具鋼は、溶損性や耐摩耗性に優れるが、ノズル部材の中をプランジャが摺動する際に、ノズル部材がカジリを受けやすく、成形が不可能になるという問題があった。
【００１０】
また、ノズル部材の基材をニッケル基耐熱合金として、その内周面の溶融金属と接触する全面を耐熱性、耐溶損性に優れるコバルト基合金でライニングすると耐溶損性、耐摩耗性、高温強度の特性に優れるが、コストが非常に高くなるため経済的に不利である。
【００１１】
したがって、本発明は前記の課題に鑑みて、低コストで耐溶損性に優れるとともに、カジリによる損傷を防止できる、またノズル部材の再生に有利な軽合金射出成形機用ノズル部材を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の軽合金射出成形機用ノズル部材は、鉄基合金からなるノズル本体の内面とプランジャ部材が接触する少なくとも一部分に、コバルト基合金またはサーメット系合金からなるスリーブを嵌合したことを特徴とする。
【００１３】
本発明において、コバルト基合金またはサーメット系合金からなるスリーブを、鉄基合金からなるノズル本体の内面のプランジャ部材と接触する少なくとも一部分に、焼嵌め、冷し嵌めのいずれかの手段で固定することを特徴とする。また、前記スリーブの開口側端部にスリーブの抜け止めを防止するための抜け止め部材を設けたことを特徴とする。
【００１４】
さらに、ノズル本体の内面のプランジャ部材と接触する少なくとも一部分に嵌合したスリーブの６００℃における硬さが、Ｈｖ３５０以上であることを特徴とする。
【００１５】
【作用】
本発明の構成によれば、従来のようにノズル本体にニッケル基耐熱合金を使用せず鉄基合金を用いて、またノズル本体の内面にはコバルト基合金やサ−メット系合金からなるスリーブを嵌合しているので、プランジャ部材とのカジリを防止すると共に、安価である軽合金用射出成形機用ノズル部材を得ることができる。
【００１６】
前記スリーブの開口側端部に抜け止め部材を設けることにより、射出成形温度で焼き嵌めまたは冷やし嵌めによる発生応力が低くなっても、スリーブがノズル本体から抜け出すことを確実に防止できる。
【００１７】
射出成形時に射出プランジャ部材とのカジリを防止するためには、前記スリーブは６００℃における硬さがＨｖ３５０以上であることが望ましい。
【００１８】
また、ノズル交換の際、ノズル部材全体ではなく、スリーブのみ交換すればよいので、経済性にも優れている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明における実施例１のノズル部材の概略断面図を示す。図１において、ノズル９の本体１０として鉄基合金を用いて所定の形状に加工し製作した。
【００２０】
次に、重量で、Ｃｒ：１０．９％、Ｂ：１．６％、Ｓｉ：０．５％、Ｍｎ：０．５％、残部実質的にＣｏおよび不可避的不純物からなるコバルト基合金粉末をＨＩＰ法により加圧焼結し、外径５５ｍｍ、内径４５ｍｍ、長さ１５０ｍｍのスリーブ１１を製作した。
【００２１】
さらに、このスリーブ１１をノズル本体１０の内面のプランジャ部材（図示せず）と接触する部分に、焼き嵌めすることにより、本発明の軽合金用射出成形機用ノズル部材を得た。また、スリーブ１１をノズル本体１０の内面に、冷し嵌めすることにより、本発明の軽合金用射出成形機用ノズル部材を得ても良い。
【００２２】
本実施例のノズル部材を軽合金射出成形機に組み込み長期間の射出成形を行ったところ、ノズル内面にプランジャ部材とのカジリは認められず、安定した成形ができた。
【００２３】
図２は本発明の他実施例のノズル部材の概略断面図を示す。図２において、ノズル部材の本体１０は鉄基合金からなり、その内面にコバルト基合金からなるスリーブ１１を嵌合した。さらに、スリーブ１１の開口側端部に鉄基合金からなる抜け止め部材１２をねじ１３にて螺合し、本発明の軽合金用射出成形機用ノズル部材を得た。
【００２４】
図３は本発明の他実施例のノズル部材の概略断面図を示す。抜け止め部材１２を、ボルト１４でノズル本体１０に締結して構成した。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の軽合金射出成形機用ノズル部材によれば、射出時のノズル内面とプランジャ部材とのカジリは認められず、射出成形を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における実施例１のノズル部材の概略断面図である。
【図２】本発明の他実施例のノズル部材の概略断面図である。
【図３】本発明の他実施例のノズル部材の概略断面図である。
【図４】軽合金射出成形機の概略断面図である。
【符号の説明】
１  シリンダ、  ２  プランジャ部材、  ３  軽合金チップ、  ４  ヒータ、
５  ボルト、  ６  ノズル部材、  ７  ノズル孔、  ８  金型、
９  ノズル部材、  １０  ノズル本体、  １１  スリーブ、
１２  抜け止め部材、  １３  螺合部、  １４  ボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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