プラスチック射出成形の分野では、射出システムの中核部品であるバレルとスクリューが、高温、高圧、高せん断条件下での装置の耐摩耗性、耐食性、耐疲労性、耐用年数を直接決定します。さまざまな加工材料や加工条件のニーズを満たすために、業界は多様な材料システムを開発してきました。各材料は、組成設計、熱処理プロセス、表面強化技術において独自の利点を持っています。
バレルの主流の材料は、高品質の合金構造用鋼をベースとしており、一般に 38CrMoAlA、42CrMo、SACM645 が含まれます。{0}これらの鋼は優れた焼入性、高温強度、加工性能を備えており、焼き戻し後にバランスの取れた母材の靭性と強度を実現できます。-プラスチック溶融物およびその添加剤 (ガラス繊維、鉱物充填剤、難燃剤など) の摩耗や化学腐食に対処するために、バレルの内壁には通常、窒化、ホウ素化、イオン注入、硬質合金 (タングステンカーバイドなど) のプラズマ溶射などの二次表面硬化処理が施されます。窒化処理により表面に緻密な窒化層が形成され、良好な耐凝着性を維持しながら硬度と耐摩耗性が大幅に向上します。{7}}ボーリングおよび超硬スプレーは、高充填材料または高研磨材料を使用する加工環境により適しており、耐用年数が大幅に延長されます。
ネジの材料要件はより厳しくなります。バレルと同様の基本強度が必要であることに加えて、より大きなねじり荷重や繰り返しの熱応力に耐える必要があります。したがって、多くの場合、高強度合金鋼が選択され、複数の熱処理を通じて強化されます。一般的に使用される材種には、SACM645、SKD61、H13 熱間ダイス鋼、34CrNiMo6 などがあります。これらの材料は、焼き戻しおよび焼入れ後、高い硬度と優れた耐熱疲労耐性を実現します。特殊な動作条件では、バイメタルねじ構造も選択できます。高耐摩耗性合金（ニッケル-ベースのタングステン合金など）の層が遠心力によって鋳造または溶接され、摩耗しやすい部分（計量部分や圧縮部分など）に形成され、硬質点と強靱なマトリックスの複合構造が形成され、耐摩耗性と耐衝撃性のバランスが取れています。
表面処理もネジの性能を向上させる重要なステップです。窒化処理によりHV900以上の表面硬度が得られ、深い硬化層を形成し、耐摩耗性、耐食性が向上します。腐食性の高い材料 (PVC、フッ素樹脂、ハロゲン化難燃剤システムなど) の場合、硬質クロムめっきまたはセラミック コーティングを使用して緻密な酸化防止膜を形成し、化学腐食や溶融接着を軽減できます。高速、大量の生産ラインでは、メルト フローと熱伝達の均一性を向上させるために、マイクロ{6}}テクスチャまたはレーザー-処理が表面に適用されます。
材質の選択とマッチングに関しては、過度の硬度差による異常摩耗や焼き付きを避けるため、バレルとスクリューの材質は性能のマッチングを保つ必要があります。たとえば、窒化バレルは窒化または表面硬化ネジと組み合わせるのが最適ですが、バイメタルネジは同等の衝撃に耐えることができる硬化バレルと組み合わせて耐摩耗性と耐用年数のバランスをとることがよくあります。-
全体として、射出成形機のバレルとスクリューの主な材料システムは、高張力合金鋼をベースとし、さまざまな表面硬化技術や複合強化技術によって補完され、さまざまな加工材料や加工条件に差別化されたソリューションを提供します。{0}科学的かつ合理的な材料の選択とマッチングは、射出システムの長期安定した動作を確保し、製品の品質を向上させ、メンテナンス コストを削減するための重要な要素です。-
