(57)【要約】【課題】高温域でのプランジャ部材の軸方向の曲がりを防止できるとともに、耐溶損性に優れる軽合金射出成形機用プランジャ部材を提供する。【解決手段】軽合金の射出成形機に用いられるプランジャ部材が約７００℃の高温域でも軟化せず高強度であり溶融軽合金と接触しても溶損しないために、プランジャ部材の母材を高温強度に優れる材料で形成し、該母材を包囲する少なくとも一部分に、耐溶損性に優れる中空状のカバー部材を設けたことを特徴とする。【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プランジャ部材であって、プランジャ部材の母材を高温強度に優れる材料で形成し、該母材を包囲する少なくとも一部分に、耐溶損性に優れる材料からなる中空状のカバー部材を設けたことを特徴とする軽合金射出成形機用プランジャ部材。
【請求項２】
前記プランジャ部材の母材が、ニッケル基耐熱合金から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プランジャ部材。
【請求項３】
前記カバー部材が、鉄基材料から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プランジャ部材。
【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プランジャ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に示すようにシリンダ部材は円筒状のシリンダ１と射出ノズル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に設けた中空部の内周面には、耐摩耗性等を付与するためにライニング層（図示せず）が形成されている。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、射出ノズル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】
このような射出成形機に係わる公知例として、例えば特許文献１には、低融点金属材料の溶融を、射出部材と攪拌部材とを複合化して内装した傾斜溶解筒をもって行い、溶融金属の計量及び射出をプランジャ部材により行えるようにして、ダイカストよりも成形精度と能率が向上した装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、スクリュ芯材をＮｉ基またはＦｅ基の耐熱性材料で構成し、溶融Ｍｇと接触するスクリュ芯材のスクリュフライト山部の表面にＣｏ基耐熱性材料をライニングし、芯材の谷部表面には硬質金属皮膜を形成して保護し、材料としての強度は基材によって確保された、信頼性の高いＭｇ射出成形機が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１９１１６２号公報
【特許文献２】
特開平１１−１５６９０４号公報
【０００６】
【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プランジャ部材は、使用中に６５０〜７００℃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、プランジャ部材を形成する材料は、約７００℃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。
【０００７】
これらの要求をほぼ満足する材料として、これまではプランジャ部材として熱間金型鋼であるＪＩＳ規格ＳＫＤ６１等の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、６５０℃〜７００℃の高温域での強度の点で必ずしも十分といえるものではなかった。すなわち、高温域でプランジャ部材が軸方向に曲がりが発生しやすかった。プランジャ部材が曲がった状態で射出成形を続けると、プランジャ部材の先端部に取り付けた逆流防止リングと射出ノズルの内周面の間にかじりが発生し、成形が不可能になるという問題があった。
【０００８】
この曲がりによるかじりを防止するために、プランジャ部材全体を高温域での強度に優れるインコネル等のニッケル基耐熱合金で形成すると、溶融軽合金に対して溶損が激しいという難点がある。
【０００９】
また、プランジャ部材全体を高温域での強度、耐溶損性に優れ、耐摩耗性も良好であるステライト等のコバルト基合金で形成することも可能であるが、大変高価になるため経済的な観点から現実的ではない。
【００１０】
さらに、プランジャ部材の母材をニッケル基耐熱合金で形成し、その母材表面にコバルト基合金を溶射または肉盛溶接する方法もあるが、ピンホール等の欠陥が発生しやすく、その欠陥の補修が困難であるという問題がある。
【００１１】
したがって、本発明は、高温域でのプランジャ部材の軸方向の曲がりを防止できるとともに、耐溶損性に優れる軽合金射出成形機用プランジャ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】
マグネシウム等の軽合金の射出成形機に用いられるプランジャ部材は、使用中に約７００℃の高温に達するため、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必要である。そこで本発明者らは、プランジャ部材を単一材料で形成するのではなく、複合構造とすることによって十分耐用可能であるという知見を得て本発明を完成した。
【００１３】
すなわち、本発明で軽合金を射出成形する射出成形機に用いられるプランジャ部材であって、プランジャ部材の母材を高温強度に優れる材料で形成し、該母材を包囲する少なくとも一部分に、耐溶損性に優れる中空状のカバー部材を設けたことを特徴とする。
【００１４】
前記本発明において、プランジャ部材の母材は、ニッケル基耐熱合金からなるのが望ましい。また、プランジャ部材の母材を包囲するように配設したカバー部材は溶融金属と直接接触する部材であり、鉄基材料からなるのが望ましい。
【００１５】
【作用】
本発明における軽合金射出成形機用プランジャ部材は、約７００℃での高温域で強度に優れるプランジャ母材の周囲に、耐溶損性に優れるカバー部材を外嵌させて構成する。この構成により、溶融金属と接触するカバー部材は溶損が発生せず、カバー部材に内包された母材は高温の溶融金属に曝されないよう保護されるため、曲がりが起きない、長期に渡っての安定した射出成形が可能となる。
【００１６】
また、本発明におけるプランジャ部材を交換する際には、プランジャ部材の母材に外嵌したカバー部材のみを消耗部品として交換するだけでよく、容易かつ安価に保守交換可能である。
【００１７】
また、プランジャ部材の母材を形成する、ニッケル基系耐熱合金としては、例えばインコネル７１８、インコネル７０６、インコネルＸ−７５０などに代表される合金が挙げられる。また、プランジャ部材の母材は７００℃における引張り強度が８００ＭＰａ以上である材料が好ましい。
【００１８】
さらに、カバー部材を形成する鉄基材料としては、ＳＳ３３０、ＳＳ４００などに代表される鉄基材料が挙げられる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の実施例１のプランジャ部材の前部の概略断面図を示す。図１において、プランジャ母材１０としてニッケル基耐熱合金であるインコネル７１８合金を用いて、外径４８ｍｍ、長さ９００ｍｍの中実棒状に加工し製作した。
【００２０】
次に、カバー部材１１としてＳＳ４００鋼材を用いて外径５０ｍｍ、内径４８ｍｍ、長さ４００ｍｍの中空円筒状に作成した。そして、プランジャ母材１０の先端部の外周にカバー部材１１を外嵌させ、プランジャ本体とし、シートリング１２と逆流防止リング１３をプランジャヘッド１４に設置し、プランジャヘッド１４をプランジャ母材１０の先端に螺合し、プランジャ部材９を構成した。カバー部材１１は溶融金属と接触する部分のみ、すなわちプランジャ母材１０の先端部付近を包囲する形で設けられる。
【００２１】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２のプランジャ部材の前部の概略断面図を示す。図２において、プランジャ母材１０としてニッケル基耐熱合金であるインコネル７０６合金を用いて、外径４８ｍｍ、長さ９００ｍｍの中実棒状に加工し形成した。
【００２２】
次にカバー部材１５として、ＳＳ４００鋼材を用いて外径５０ｍｍ、内径４８ｍｍ、長さ４００ｍｍで片端部がコの字状に塞がった形の袋状体を製作した。そして、プランジャ母材１０の先端部の外周にカバー部材１５を外嵌させ、プランジャ本体とした。シートリング１２と逆流防止リング１３をプランジャヘッド１４に設置し、プランジャヘッド１４をプランジャ母材１０の先端部に螺合し、プランジャ部材９を構成した。本実施例は、シートリング１２とカバー部材１５との間に溶融軽合金が侵入することを防ぐシール性を高めることができる。
【００２３】
本実施例１及び２のプランジャ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、プランジャ部材の曲がりによるかじりは認められず、溶損も認められず、長期間安定した射出成形ができた。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、高温域でのプランジャ部材の軸方向の曲がりを防止できるとともに、耐溶損性に優れる軽合金射出成形機用プランジャ部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例１の軽合金射出成形機用プランジャ部材の前部概略断面図である。
【図２】本発明実施例２の軽合金射出成形機用プランジャ部材の前部概略断面図である。
【図３】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、  ７  ノズル孔、  ８  金型、
９  プランジャ部材、  １０  プランジャ母材、  １１  カバー部材、
１２  シートリング、  １３  逆流防止リング、  １４  プランジャヘッド、
１５  カバー部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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