JP4890122B2 - Plasticizing member and surface treatment method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、可塑化部材及びその表面処理方法に関するものである。 The present invention relates to a plasticized member and a surface treatment method thereof.
従来、成形機、例えば、射出成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた成形材料としての樹脂を、高圧で射出して金型装置のキャビティ空間に充填し、該キャビティ空間内において冷却して固化させることによって成形品が得られるようになっている。 Conventionally, in a molding machine, for example, an injection molding machine, a resin as a molding material heated and melted in a heating cylinder is injected at a high pressure to fill the cavity space of the mold apparatus, and in the cavity space. A molded product can be obtained by solidifying by cooling.
そのために、前記射出成形機には、金型装置、型締装置及び射出装置が配設され、前記金型装置は固定金型及び可動金型を備え、型締装置は、固定プラテン、可動プラテン、トグル機構、型締用モータ等を備える。そして、型締用モータを駆動してトグル機構を作動させ、可動プラテンを進退させることによって、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きが行われ、型締めに伴って、前記固定金型と可動金型との間にキャビティ空間が形成される。 Therefore, the injection molding machine is provided with a mold device, a mold clamping device, and an injection device. The mold device includes a fixed mold and a movable mold. The mold clamping device includes a fixed platen and a movable platen. A toggle mechanism, a mold clamping motor, and the like. Then, by driving the mold clamping motor to operate the toggle mechanism and moving the movable platen forward and backward, the mold device is closed, clamped and opened, and the fixed mold is moved along with the mold clamping. A cavity space is formed between the mold and the movable mold.
一方、前記射出装置は、ホッパから供給された樹脂を加熱して溶融させる加熱シリンダ、該加熱シリンダの前端に取り付けられた射出ノズル、前記加熱シリンダ内に回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリュー、該スクリューを回転させるための計量用モータ、前記スクリューを前進させるための射出用モータ等を備える。そして、前記計量用モータを駆動し、前記スクリューを回転させると、溶融させられた樹脂はスクリューより前方に蓄えられ、それに伴って、スクリューが後退させられる。続いて、前記射出用モータを駆動し、前記スクリューを前進させると、スクリューより前方に蓄えられた樹脂は射出ノズルから射出され、金型装置のキャビティ空間に充填される。 On the other hand, the injection device is provided with a heating cylinder that heats and melts the resin supplied from the hopper, an injection nozzle that is attached to the front end of the heating cylinder, and is rotatable and reciprocating in the heating cylinder. And a measuring motor for rotating the screw, an injection motor for moving the screw forward, and the like. When the metering motor is driven and the screw is rotated, the molten resin is stored in front of the screw, and the screw is retracted accordingly. Subsequently, when the injection motor is driven to advance the screw, the resin stored in front of the screw is injected from the injection nozzle and filled in the cavity space of the mold apparatus.
ところで、成形品の強度を大きくするために、樹脂にガラスフィラー等の硬質粒子を添加したり、成形品の耐熱性を高くするために、樹脂に塩素、臭素等のハロゲン元素を添加したりすることがある。この場合、前記ガラスフィラーは、樹脂が接触する金属製の部材、すなわち、可塑化部材、例えば、加熱シリンダ、射出ノズル、スクリュー、金型装置等に対して研磨剤として機能し、可塑化部材を摩耗させてしまう。また、前記ハロゲン元素は、可塑化部材に対して腐食促進剤として機能し、可塑化部材を腐食させてしまう。その結果、可塑化部材の使用環境が低くなってしまう。 By the way, in order to increase the strength of the molded product, hard particles such as glass filler are added to the resin, or in order to increase the heat resistance of the molded product, a halogen element such as chlorine or bromine is added to the resin. Sometimes. In this case, the glass filler functions as an abrasive for a metal member that is in contact with the resin, that is, a plasticizing member, for example, a heating cylinder, an injection nozzle, a screw, a mold apparatus, and the like. It will be worn out. Moreover, the said halogen element functions as a corrosion accelerator with respect to the plasticization member, and will corrode the plasticization member. As a result, the use environment of the plasticizing member is lowered.
特に、光学素子部品（ピックアップレンズ、導光板、導波路、回折格子等）、狭ピッチコネクタ等のような微細構造を有する部品を成形品として成形する場合、成形品の精度を高くする必要がある場合等には、樹脂の温度、射出圧力、射出速度等が高くされる傾向があるので、可塑化部材の使用環境が一層低くなってしまう。 In particular, when molding a component having a fine structure such as an optical element component (pickup lens, light guide plate, waveguide, diffraction grating, etc.), narrow pitch connector, etc., it is necessary to increase the accuracy of the molded product. In some cases, the temperature, injection pressure, injection speed, etc. of the resin tend to be increased, so that the use environment of the plasticizing member is further reduced.
そこで、可塑化部材の耐腐食性を高くするために、金属の表面に酸化膜被膜である不働態皮膜が形成されるようにした成形機が提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
しかしながら、前記従来の可塑化部材においては、不働態皮膜を形成した場合、層厚が小さく、数〔ｎｍ〕程度であるので、樹脂中に含有される硬質粒子によって摩耗されやすい。 However, in the conventional plasticized member, when the passive film is formed, the layer thickness is small and is about several nm, so that it is easily worn by the hard particles contained in the resin.
そこで、可塑化部材の耐摩耗性を高くするために合金を使用することが考えられるが、該合金の元素である鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）等は硫黄（Ｓ）と化合しやすく、硫化物を形成する傾向があるので、成形条件によっては、硫黄を含有する樹脂によって可塑化部材が硫化し腐食してしまう。その結果、可塑化部材の耐腐食性が極めて低くなってしまう。 Therefore, it is conceivable to use an alloy in order to increase the wear resistance of the plasticized member. Iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), etc., which are elements of the alloy, are sulfur (S). Since it tends to form a sulfide and tends to form sulfides, depending on the molding conditions, the plasticized member is sulfided and corroded by the resin containing sulfur. As a result, the corrosion resistance of the plasticized member becomes extremely low.
本発明は、前記従来の可塑化部材の問題点を解決して、耐摩耗性及び耐腐食性を高くすることができる可塑化部材及びその表面処理方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the problems of the conventional plasticized member, and to provide a plasticized member that can increase wear resistance and corrosion resistance and a surface treatment method thereof.
そのために、本発明の可塑化部材においては、成形に伴って溶融させられ、硫黄を含有する樹脂と接触させられる可塑化部材に適用されるようになっている。
Therefore, the plasticizing member of the present invention is applied to a plasticizing member that is melted with molding and brought into contact with a resin containing sulfur.
そして、鉄を元素として含有する合金から成る母材と、該母材の表面に形成されたＦｅ−Ａｌ金属間化合物とを有する。 And it has the base material which consists of an alloy which contains iron as an element, and the Fe-Al intermetallic compound formed in the surface of this base material.
本発明によれば、可塑化部材においては、成形に伴って溶融させられ、硫黄を含有する樹脂と接触させられる可塑化部材に適用されるようになっている。
According to the present invention, the plasticized member is applied to a plasticized member that is melted with molding and brought into contact with a resin containing sulfur.
そして、鉄を元素として含有する合金から成る母材と、該母材の表面に形成されたＦｅ−Ａｌ金属間化合物とを有する。 And it has the base material which consists of an alloy which contains iron as an element, and the Fe-Al intermetallic compound formed in the surface of this base material.
この場合、母材の表面にＦｅ−Ａｌ金属間化合物が形成されるので、硫黄を含有する樹脂と接触してもＦｅ−Ａｌ金属間化合物は硫化しない。したがって、可塑化部材の耐腐食性を高くすることができる。
In this case, since an Fe—Al intermetallic compound is formed on the surface of the base material, the Fe—Al intermetallic compound is not sulfided even when it comes into contact with a resin containing sulfur. Therefore, the corrosion resistance of the plasticized member can be increased.
また、前記Ａｌ−Ｆｅ金属間化合物の層の硬度は高いので、可塑化部材の耐摩耗性を高くすることができる。 Further, since the hardness of the Al—Fe intermetallic compound layer is high, the wear resistance of the plasticized member can be increased.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、成形機としての射出成形機について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this case, an injection molding machine as a molding machine will be described.
図２は本発明の実施の形態における射出成形機の要部を示す概略図である。 FIG. 2 is a schematic view showing a main part of the injection molding machine in the embodiment of the present invention.
図において、１０は射出装置、５１は金型装置である。該金型装置５１は、第１の金型としての固定金型５２、及び該固定金型５２と対向させて、かつ、進退自在に配設された第２の金型として図示されない可動金型を備え、図示されない型締装置を作動させることによって、可動金型を固定金型５２に対して接離させ、金型装置５１の型閉じ、型締め及び型開きを行うことができ、型締めが行われるのに伴って、固定金型５２と可動金型との間にキャビティ空間が形成される。
In the figure, 10 is an injection device and 51 is a mold device. The
また、１１はシリンダ部材としての加熱シリンダであり、該加熱シリンダ１１の前端（図において左端）に射出ノズル１２が取り付けられ、加熱シリンダ１１の外周に複数の環状のヒータ１３が配設される。
前記加熱シリンダ１１内には、射出部材としてのスクリュー１４が回転自在に、かつ、進退自在に配設される。そして、該スクリュー１４は、フライト部１５及びヘッド部１６から成り、後端（図において右端）において軸部２１を介して駆動部２２と連結される。該駆動部２２は、図示されない射出用の駆動部としての射出用モータ、及び計量用の駆動部としての計量用モータを備える。また、前記フライト部１５の周囲には、螺旋状のフライト２３が形成され、該フライト２３に沿って溝２４が形成される。
In the
前記ヘッド部１６は、円錐形の形状を有するスクリューヘッド４１、該スクリューヘッド４１とスクリュー１４の本体を構成する前記フライト部１５とを連結するロッド４２、該ロッド４２の外周に配設された環状の逆止リング４３、及び該逆止リング４３と当接自在に配設され、フライト部１５に取り付けられたシールリング４４から成る。なお、逆止リング４３及びシールリング４４は、射出工程時にスクリューヘッド４１の前方に蓄えられた成形材料としての樹脂が逆流するのを防止する逆流防止装置として機能する。
The
そして、前記加熱シリンダ１１の後端の近傍の所定の位置には成形材料供給口としての樹脂供給口２５が形成され、該樹脂供給口２５に成形材料供給装置としてのホッパ３１が配設される。該ホッパ３１に収容されたペレット状の樹脂は、樹脂供給口２５を介して加熱シリンダ１１内に供給される。
A
前記樹脂供給口２５は、スクリュー１４を加熱シリンダ１１内における最も前方（図において左方）の位置に置いた状態で、前記溝２４の後端部（図において右端部）と対向する箇所に形成される。そして、前記フライト部１５には、後方（図において右方）から前方にかけて、樹脂供給口２５を介して樹脂が供給される樹脂供給部Ｐ１、供給された樹脂を圧縮させながら溶融させる圧縮部Ｐ２、及び溶融させられた樹脂を一定量ずつ計量する計量部Ｐ３が順に形成される。
The
前記構成の射出装置において、計量工程時に、前記計量用モータを駆動することによって、前記スクリュー１４を回転させると、ホッパ３１から加熱シリンダ１１内に供給された樹脂は、前記溝２４に沿って前進（図において左方に移動）させられるとともに、前記ヒータ１３によって加熱され、溶融させられ、それに伴って、スクリュー１４は後退（図において右方に移動）させられる。そして、前記スクリュー１４が後退させられるのに伴って、前記逆止リング４３はロッド４２に対して前方に移動させられるので、フライト部１５の前端に到達した樹脂は、ロッド４２と逆止リング４３との間の図示されない樹脂流路を通り、スクリューヘッド４１の前方に送られる。したがって、スクリューヘッド４１の前方に１ショット分の溶融させられた樹脂が蓄えられる。そして、この間に、型締装置が作動させられ、金型装置５１において型閉じ及び型締めが行われ、図示されないキャビティ空間が形成される。
In the injection apparatus having the above-described configuration, when the
次に、射出工程時に、前記射出用モータを駆動して、スクリュー１４を前進させると、前記スクリューヘッド４１の前方に蓄えられた樹脂は、前記射出ノズル１２から射出され、前記キャビティ空間に充填される。
Next, when the injection motor is driven to advance the
続いて、冷却工程時に、前記キャビティ空間内の樹脂が冷却され、固化させられて成形品になる。次に、前記型締装置が作動させられ、金型装置５１において型開きが行われ、成形品が取り出される。
Subsequently, during the cooling process, the resin in the cavity space is cooled and solidified into a molded product. Next, the mold clamping device is operated, the mold opening is performed in the
ところで、成形品の強度を大きくするために、樹脂にガラスフィラー等の硬質粒子を添加したり、成形品の耐熱性を高くするために、樹脂に塩素、臭素等のハロゲン元素を添加したりすることがある。この場合、前記ガラスフィラーは、金属製の可塑化部材、例えば、加熱シリンダ１１、射出ノズル１２、スクリュー１４、金型装置５１等に対して研磨剤として機能し、可塑化部材を摩耗させてしまう。また、前記ハロゲン元素は、可塑化部材に対して腐食促進剤として機能し、可塑化部材を腐食させてしまう。したがって、可塑化部材の使用環境が低くなってしまう。
By the way, in order to increase the strength of the molded product, hard particles such as glass filler are added to the resin, or in order to increase the heat resistance of the molded product, a halogen element such as chlorine or bromine is added to the resin. Sometimes. In this case, the glass filler functions as an abrasive for the metal plasticizing member, for example, the
そこで、可塑化部材の母材として、耐摩耗性及び耐腐食性を高くするために、工具鋼、マルテンサイト系ステンレス、低合金鋼等の鉄系の合金であるＦｅ基合金、又はＮｉ基合金、Ｃｏ基合金等の合金を使用することが考えられるが、該各合金の元素である鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）等は硫黄（Ｓ）と化合しやすく、硫化物を形成する傾向があるので、成形条件によっては、硫黄を含有する樹脂によって可塑化部材が硫化し腐食してしまう。その結果、可塑化部材の耐腐食性が極めて低くなってしまう。 Therefore, in order to increase wear resistance and corrosion resistance as a base material for plasticized members, Fe-based alloys or Ni-based alloys that are iron-based alloys such as tool steel, martensitic stainless steel, low alloy steel, etc. It is conceivable to use an alloy such as a Co-based alloy, but iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), etc., which are elements of each alloy, are easily combined with sulfur (S) and sulfide. Therefore, depending on the molding conditions, the plasticized member is sulfided and corroded by the resin containing sulfur. As a result, the corrosion resistance of the plasticized member becomes extremely low.
ところで、溶融させられた樹脂が加熱され、かつ、せん断力を受けると、樹脂が劣化し、ラジカルが発生するが、該ラジカルによって、可塑化部材が摩耗したり、腐食したりすると考えられる。 By the way, when the melted resin is heated and subjected to a shearing force, the resin deteriorates and radicals are generated. It is considered that the plasticized member is worn or corroded by the radicals.
そして、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の硫黄を多量に含有する樹脂を使用した場合、反応性のラジカルＲＳが発生し、可塑化部材として、例えば、Ｆｅ基合金を使用した場合、鉄とラジカルＲＳとが以下のように反応し、硫化物から成る皮膜、すなわち、硫化皮膜が生成される。 When a resin containing a large amount of sulfur such as polyphenylene sulfide (PPS) is used, a reactive radical RS is generated. For example, when a Fe-based alloy is used as a plasticizing member, iron and radical RS Reacts as follows to form a sulfide film, that is, a sulfide film.
Ｆｅ＋２ＲＳ→Ｆｅ（ＳＲ）2
Ｆｅ（ＳＲ）2 →２ＦｅＳ＋（Ｒ−Ｒ）
可塑化部材の母材としてＮｉ基合金、Ｃｏ基合金等が使用される場合も、同様に硫化皮膜が生成される。
Fe + 2RS → Fe (SR) 2
Fe (SR) 2 → 2FeS + (R−R)
Similarly, when a Ni-based alloy, a Co-based alloy or the like is used as the base material of the plasticizing member, a sulfide film is similarly generated.
そして、成形品の強度を大きくするために、樹脂にガラスフィラー等の硬質粒子が添加されていると、硬質粒子が有するアブレッシブ摩耗作用によって、前記硫化皮膜が摩耗ささせられ、母材の素地が現れやすくなり、再び、合金に含有される元素とラジカルＲＳとが反応し、更に硫化皮膜が生成される。 And, in order to increase the strength of the molded product, when hard particles such as glass filler are added to the resin, the sulfide film is worn by the abrasive wear action of the hard particles, and the base material base becomes It becomes easier to appear, the element contained in the alloy reacts with the radical RS again, and a sulfide film is further generated.
また、可塑化部材の耐腐食性を高くするために、合金の表面に酸化膜被膜である不働態皮膜を形成することも考えられるが、その場合も、樹脂にガラスフィラー等の硬質粒子が添加されていると、硬質粒子が有するアブレッシブ摩耗作用によって、前記不働態皮膜が摩耗させられ、母材の素地が現れやすくなり、合金に含有される元素とラジカルＲＳとが反応し、再び硫化皮膜が生成されてしまう。 In order to increase the corrosion resistance of the plasticized member, it may be possible to form a passive film, which is an oxide film, on the surface of the alloy. In this case, hard particles such as glass filler are added to the resin. In this case, the passive film is worn by the abrasive wear action of the hard particles, the base material of the base material is likely to appear, the element contained in the alloy reacts with the radical RS, and the sulfide film is formed again. Will be generated.
そこで、本実施の形態においては、母材の表面に、硫化物が生成されにくい元素を含有する化合物を形成するようにしている。 Therefore, in the present embodiment, a compound containing an element in which sulfide is not easily generated is formed on the surface of the base material.
すなわち、母材をＦｅ基合金によって形成し、該Ｆｅ基合金の表面に、Ｆｅ−Ａｌ金属間化合物を生成することによって、硫黄を含有する樹脂による腐食が殆ど起こらないようにしている。 That is, the base material is formed of an Fe-based alloy, and an Fe—Al intermetallic compound is generated on the surface of the Fe-based alloy, so that corrosion by a resin containing sulfur hardly occurs.
ところで、例えば、合金の表面にアルミニウムを適用した例としては、前記特許文献１に示されているように、アルミニウム含有ステンレス鋼の表面に酸化膜被膜である不働態皮膜（Ａｌ2 Ｏ3 ）を形成する方法がある。ところが、この方法は、合金化による方法であり、不働態皮膜の厚さが数〔ｎｍ〕〜０．１〔μｍ〕程度であり、樹脂に硬質粒子が含有される場合、わずかな時間で不働態皮膜が消滅して、アルミニウム含有ステンレス鋼の素地が現れてしまう。 By the way, as an example in which aluminum is applied to the surface of the alloy, as shown in Patent Document 1, a passive film (Al 2 O 3 ) that is an oxide film is formed on the surface of aluminum-containing stainless steel. There is a method of forming. However, this method is an alloying method, and the thickness of the passive film is about several [nm] to 0.1 [μm]. The active film disappears, and an aluminum-containing stainless steel substrate appears.
また、Ｆｅ基合金にアルミニウムを加えようにとする場合、アルミニウムの固溶限度は約８〔ｗｔ％〕程度であり、不働態皮膜が形成された後の可塑化部材の加工性が極めて低くなってしまう。 Further, when aluminum is added to the Fe-based alloy, the solid solution limit of aluminum is about 8 [wt%], and the workability of the plasticized member after the passive film is formed becomes extremely low. End up.
さらに、前記不働態皮膜を形成する際の処理温度は、７００〔℃〕〜１２００〔℃〕であり、極めて高く、不働態皮膜が形成された後の可塑化部材の強度が低くなってしまう。 Furthermore, the processing temperature at the time of forming the passive film is 700 [° C.] to 1200 [° C.], which is extremely high, and the strength of the plasticized member after the passive film is formed becomes low.
そこで、本実施の形態においては、前述されたように、母材の表面に、Ｆｅ−Ａｌ金属間化合物を生成し、硫黄を含有する樹脂に対して耐摩耗及び耐腐食性を持たせるようにした。なお、この場合、仕上がり寸法を得るために、Ａｌ−Ｆｅ金属間化合物が生成された後の母材に、切削、研削等の所定の加工が施されても、Ａｌ−Ｆｅ金属間化合物が母材の表面に存在している必要がある。 Therefore, in the present embodiment, as described above, an Fe-Al intermetallic compound is generated on the surface of the base material so that the resin containing sulfur has wear resistance and corrosion resistance. did. In this case, in order to obtain finished dimensions, the Al—Fe intermetallic compound remains the base material even if the base material after the Al—Fe intermetallic compound is formed is subjected to predetermined processing such as cutting and grinding. It must be present on the surface of the material.
また、母材にアルミニウムを付着させてＡｌ−Ｆｅ金属間化合物を生成する場合、母材を溶融させられたアルミニウム、すなわち、溶融アルミニウムに浸漬するのが好ましいが、その場合、余剰のアルミニウムが母材に付着すると、可塑化部材の最終の寸法及び形状が損なわれてしまう。 In addition, when an Al—Fe intermetallic compound is produced by adhering aluminum to a base material, it is preferable to immerse the base material in molten aluminum, ie, molten aluminum. If attached to the material, the final dimensions and shape of the plasticized member will be impaired.
そこで、母材に付着させたアルミニウムを拡散させ、その後、余剰のアルミニウムを除去するようにしている。 Therefore, aluminum adhered to the base material is diffused, and then excess aluminum is removed.
図１は本発明の実施の形態における可塑化部材の表面処理方法を示す第１の図、図３は本発明の実施の形態における可塑化部材の表面処理方法を示す第２の図である。なお、図３においては可塑化部材の一部分だけが表される。 FIG. 1 is a first view showing a plasticizing member surface treatment method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a second view showing a plasticizing member surface treatment method according to an embodiment of the present invention. In FIG. 3, only a part of the plasticizing member is shown.
図において、６１は工具鋼、マルテンサイト系ステンレス、低合金鋼等のＦｅ基合金から成る可塑化部材の母材、６２は浸漬処理を行うための浸漬処理槽であり、該浸漬処理槽６２内に溶融アルミニウム６８が収容される。また、６３は拡散処理を行うための加熱炉、６４は洗浄処理を行うための洗浄処理槽、６５は加熱炉６３の加熱源となるコイルであり、前記洗浄処理槽６４内に洗浄剤としてアルカリ溶液６９が収容される。該アルカリ溶液６９の水素イオン濃度指数はｐＨ８以上、好ましくは、ｐＨ９以上にされる。
In the figure, 61 is a base material of a plasticizing member made of Fe-based alloy such as tool steel, martensitic stainless steel, low alloy steel, and 62 is an immersion treatment tank for performing an immersion treatment.
前記可塑化部材の表面処理を行うに当たり、まず、浸漬処理において、母材６１を浸漬処理槽６２内に投入し、溶融アルミニウム６８に短時間浸漬し、母材６１の表面にアルミニウムを付着させる。なお、図１において、７１は母材６１の表面に付着させられた付着アルミニウム、７２は母材６１の表面に付着アルミニウム７１が付着させられた被処理体である。該被処理体７２において、付着アルミニウム７１は母材６１に単純に付着しているだけであり、アルミニウムめっきと同じ状態であり、母材６１への付着力は極めて小さい。
In performing the surface treatment of the plasticizing member, first, in the dipping treatment, the
そこで、浸漬処理が終了した後、被処理体７２は、加熱炉６３に投入され、該加熱炉６３によって拡散処理が行われる。そのために、前記加熱炉６３において、母材６１は所定の温度に加熱され、付着アルミニウム７１のアルミニウムが母材６１の合金に浸透し、拡散してＦｅ−Ａｌ金属間化合物から成る拡散層７３を形成する。なお、
加熱炉６３における加熱温度は、３００〔℃〕以上、かつ、５５０〔℃〕以下の範囲に設定される。また、加熱時間は、拡散層７３の厚さに応じて設定される。加熱温度が３００〔℃〕より低い場合、アルミニウムを拡散させるのに必要な時間が長くかかり、加熱温度が５５０〔℃〕より高い場合、母材６１を構成する工具鋼、マルテンサイト系ステンレス、低合金鋼等のＦｅ基合金の焼戻し温度を超えてしまうので、母材６１が軟化してしまう。
Therefore, after the immersion process is completed, the
The heating temperature in the
このようにして拡散処理が終了した後、母材６１、拡散層７３及び付着アルミニウム７１から成る被処理体７４が形成される。該被処理体７４において、付着アルミニウム７１は余剰アルミニウムを構成する。
In this way, after the diffusion process is completed, an object to be processed 74 including the
そこで、最終製品である可塑化部材の形状、寸法等にするために、被処理体７４は、洗浄処理槽６４内に投入され、アルカリ溶液６９に浸漬させられる。その結果、付着アルミニウム７１を化学的に除去することができる。なお、本実施の形態においては、洗浄剤としてアルカリ溶液が使用されるが、ｐＨ４以下の酸溶液を使用し、付着アルミニウム７１を除去することができる。なお、酸性溶液を使用すると、母材６１を構成する合金が腐食させられる可能性があるので、アルカリ溶液を使用するのが好ましい。
Therefore, in order to obtain the shape, dimensions, and the like of the plasticized member that is the final product, the object to be processed 74 is put into the cleaning
このようにして、表面にＡｌ−Ｆｅ金属間化合物が形成された可塑化部材を形成することができる。この場合、Ａｌ−Ｆｅ金属間化合物は、硫黄を含有する樹脂によって硫化することがないので、可塑化部材の耐腐食性を高くすることができる。 In this way, a plasticized member having an Al—Fe intermetallic compound formed on the surface can be formed. In this case, since the Al—Fe intermetallic compound is not sulfided by the resin containing sulfur, the corrosion resistance of the plasticized member can be increased.
また、前記Ａｌ−Ｆｅ金属間化合物の層の硬度は、高く、ビッカースＨＶで９００程度になるので、可塑化部材の耐摩耗性を高くすることができる。 Further, the hardness of the Al—Fe intermetallic compound layer is high, and is about 900 in Vickers HV, so that the wear resistance of the plasticized member can be increased.
本実施の形態の表面処理方法で処理しない低合金鋼、本実施の形態の表面処理方法で処理した低合金鋼、及び本実施の形態の表面処理方法で処理しないマルテンサイト系ステンレスを、それぞれ、溶融させられたポリフェニレンサルファイドに浸漬した場合の硫化皮膜の厚さを比較した結果を表１に示す。 Low alloy steel not treated by the surface treatment method of the present embodiment, low alloy steel treated by the surface treatment method of the present embodiment, and martensitic stainless steel not treated by the surface treatment method of the present embodiment, Table 1 shows the result of comparison of the thickness of the sulfide film when immersed in the melted polyphenylene sulfide.
本実施の形態の表面処理方法で処理しない低合金鋼の場合、３５〔μｍ〕の厚さの硫化皮膜が形成され、本実施の形態の表面処理方法で処理しないマルテンサイト系ステンレスの場合、２５〔μｍ〕の厚さの硫化皮膜が形成されたのに対して、本実施の形態の表面処理方法で処理した低合金鋼の場合、硫化皮膜は形成されなかった。 In the case of low alloy steel not treated by the surface treatment method of the present embodiment, a sulfide film having a thickness of 35 [μm] is formed, and in the case of martensitic stainless steel not treated by the surface treatment method of the present embodiment, 25 Whereas a sulfide film having a thickness of [μm] was formed, in the case of the low alloy steel treated by the surface treatment method of the present embodiment, no sulfide film was formed.
本実施の形態においては、Ｆｅ基合金から成る母材６１を使用するようになっているが、Ｆｅ基合金に代えて、Ｎｉ基合金、Ｃｏ基合金等から成る母材を使用することができる。その場合、Ｎｉ基合金、Ｃｏ基合金等に元素として含有される鉄と、浸透させたアルミニウムとによって、Ａｌ−Ｆｅ金属間化合物の層が形成される。
In the present embodiment, the
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously based on the meaning of this invention, and does not exclude them from the scope of the present invention.
１１ 加熱シリンダ
１２ 射出ノズル
１４ スクリュー
５１ 金型装置
11
Claims (6)
（ａ）鉄を元素として含有する合金から成る母材と、
（ｂ）該母材の表面に形成されたＦｅ−Ａｌ金属間化合物とを有することを特徴とする可塑化部材。 In a plasticized member that is melted with molding and brought into contact with a resin containing sulfur,
(A) a base material made of an alloy containing iron as an element;
(B) A plasticized member having an Fe-Al intermetallic compound formed on the surface of the base material.
（ａ）溶融させられたアルミニウムに、鉄を元素として含有する合金から成る母材を浸漬して該母材にアルミニウムを付着させ、
（ｂ）母材にアルミニウムが付着した状態の被処理体を加熱して、母材中にアルミニウムを拡散させ、
（ｃ）余剰のアルミニウムを洗浄剤によって除去することを特徴とする可塑化部材の表面処理方法。 In the surface treatment method of a plasticized member that is melted with molding and brought into contact with a resin containing sulfur,
(A) A base material made of an alloy containing iron as an element is immersed in the molten aluminum to attach aluminum to the base material,
(B) heating the target object in a state where aluminum is adhered to the base material to diffuse the aluminum in the base material;
(C) A surface treatment method for a plasticized member, wherein excess aluminum is removed with a cleaning agent.
The surface treatment method for a plasticized member according to claim 3, wherein the cleaning agent is an acid solution having a pH of 4 or less.
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