CN104379310B - 蜂窝结构体成形用模头及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种蜂窝结构体成形用模头(1)，包含第2板状部(3)和碳化钨基硬质合金制的第1板状部(7)，第2板状部(3)由铁等形成的同时形成有内孔(5)，第1板状部(7)形成有与内孔(5)连通的孔部(11)的同时形成有与孔部(11)连通的狭缝(9)；第1板状部(7)由配设在第2板状部(3)一侧的第1层(7a)、和配设在第1层(7a)上的第2层(7b)构成，孔部(11)在第1层(7a)的两面开孔，狭缝(9)在第2层(7b)的两面开孔。提供寿命长的蜂窝结构体成形用模头。
Description
技术领域
本发明涉及蜂窝结构体成形用模头及其制造方法。更详细的，涉及寿命长的蜂窝结构体成形用模头及其制造方法。
背景技术
以往，蜂窝结构体成形用模头，例如，由形成有多个两面开口的内孔的第2板状部、形成有与第2板状部上的内孔连通的狭缝的第1板状部层积而成。此种蜂窝结构体成形用模头，例如，由形成有内孔的第2板状部件与第1板状部件通过热压接合、在第1板状部件上形成与内孔连通的狭缝而制作(例如，参照专利文献1)。此种蜂窝结构体成形用模头，作为用于将陶瓷原料挤出成形而制造陶瓷蜂窝结构体的挤出成形用模头使用。
另一方面，上述的蜂窝结构体成形用模头中，较之于内孔的直径，狭缝的宽度非常窄。因此，将陶瓷原料从内孔导入的话，内孔内的压力容易变高、应力集中在狭缝。因此，狭缝容易产生磨耗和变形，出现问题。
对于此种问题，研究了想要抑制狭缝磨耗和变形的蜂窝结构体成形用模头(例如，参照专利文献2)。
专利文献2记载的模头，具备有耐磨耗性合金构成的成型部，该成型部形成有具有与成形的蜂窝结构体的截面形状对应的截面形状的格子状成型沟、以及多个与成型沟连通的“截面实质为四边形的开孔(孔部)”。进一步地，专利文献2记载的模头具备有配设在成型部的“形成有‘开孔’的面”一侧的冲模基部。冲模基部上，形成有与成型部的“开孔”连通的通孔部(内孔)。
现有技术文献
专利文献
【专利文献1】日本专利特开2006-051682号公报
【专利文献2】日本专利特公平06-022806号公报
发明内容
根据上述专利文献2记载的模头，从内孔导入陶瓷原料时，陶瓷原料会经过由耐磨耗性材料形成的开孔(孔部)而被导入狭缝内。因此，专利文献2记载的模头可以消除磨耗和变形的问题。特别是，形成有内孔的板状部由不锈钢形成、形成有孔部及狭缝的板状部由耐磨耗性合金形成的模头的情况下，可以抑制磨耗和变形。
但是，专利文献2的模头，由于形成有开孔(孔部)，因此耐磨耗性合金被大幅切削，形成了多个较大的贯通孔。因此，第1板状部容易开裂。然后，由于第1板状部容易开裂，因此会产生模头寿命变短的新问题。
因此，要求加长模头的寿命。
本发明鉴于上述问题而作。本发明的特征在于，提供的蜂窝结构体成形用模头是寿命长的蜂窝结构体成形用模头、以及可以高效制造此种本发明的蜂窝结构体成形用模头的蜂窝结构体成形用模头的制造方法。
根据本发明，提供以下的蜂窝结构体成形用模头及其制造方法。
[1]一种蜂窝结构体成形用模头，包含：形成有用于导入成形原料的内孔的第2板状部；和碳化钨基硬质合金制的第1板状部，第1板状部形成有与所述内孔连通的孔部的同时，形成有与所述孔部连通的狭缝；所述第2板状部由选自铁、钢材、铝合金、铜合金、钛合金及镍合金构成的群的至少一种所形成；所述第1板状部，由配设在所述第2板状部一侧的第1层、和配设在所述第1层上的第2层构成；所述孔部在所述第1层的两面开孔形成；所述狭缝在所述第2层的两面开孔形成。
[2]根据[1]所述的蜂窝结构体成形用模头，其中，所述第1层的厚度为0.1～90mm。
[3]根据[1]或[2]所述的蜂窝结构体成形用模头，其中，所述第2层的厚度为0.5～10mm。
[4]根据[1]～[3]的任意一项所述的蜂窝结构体成形用模头，其中，所述孔部的直径与所述内孔的直径的大小不同。
[5]根据[4]所述的蜂窝结构体成形用模头，其中，所述孔部的直径大于所述内孔的直径，所述孔部的直径是所述内孔的直径的1.01～1.50倍。
[6]根据[4]所述的蜂窝结构体成形用模头，其中，所述内孔的直径大于所述孔部的直径，所述内孔的直径是所述孔部的直径的1.01～1.50倍。
[7]根据[1]～[6]的任意一项所述的蜂窝结构体成形用模头，其中，构成所述第1层的碳化钨基硬质合金与构成所述第2层的碳化钨基硬质合金的种类不同。
[8]根据[7]所述的蜂窝结构体成形用模头，其中，所述第1层由维氏硬度为300～2000HV、杨氏模量为200～600GPa的碳化钨基硬质合金构成；所述第2层由维氏硬度为500～3000HV、杨氏模量为400～700GPa的碳化钨基硬质合金构成；所述第2层的维氏硬度及杨氏模量大于所述第1层的维氏硬度及杨氏模量。
[9]根据[1]～[8]的任意一项所述的蜂窝结构体成形用模头，其中，在垂直于所述第1板状部表面的截面中，所述孔部的前端部分，即孔部底部的形状为平坦的形状、平坦形状中角部切为直线状的形状，或者向外侧凸起的曲线状。
[10]根据[1]～[9]的任意一项所述的蜂窝结构体成形用模头，其中，该模头具有缓冲部，所述缓冲部沿着所述第1板状部的所述第1接合面一侧的所述狭缝的端部形成，同时，与所述狭缝连通，空间宽度大于所述狭缝的宽度。
[11]一种蜂窝结构体成形用模头的制造方法，接合第2板状部件和第1板状部件，制造蜂窝结构体成形用模头；第2板状部件由选自铁、钢材、铝合金、铜合金、钛合金及镍合金构成的群的的至少一种所形成，同时形成有用于导入成形原料的内孔；第1板状部件由碳化钨基硬质合金构成的第1层及配设在所述第1层上的碳化钨基硬质合金构成的第2层构成，在所述第1层形成有两面开孔的孔部，在所述第2层形成有两面开孔的狭缝。
[12]根据[11]所述的蜂窝结构体成形用模头的制造方法，其中，在维氏硬度300～2000HV、杨氏模量200～600GPa的碳化钨基硬质合金制的板上，形成成为所述孔部的多个孔部形成用贯通孔，制作第1硬质合金板；将维氏硬度500～3000HV、杨氏模量400～700GPa的碳化钨基硬质合金制的第2硬质合金板与所述第1硬质合金板接合，制作所述第1板状部件。
[13]根据[11]或[12]所述的蜂窝结构体成形用模头的制造方法，其中，所述第1层为维氏硬度300～2000HV、杨氏模量200～600GPa的碳化钨基硬质合金制，所述第2层为维氏硬度500～3000HV、杨氏模量400～700GPa的碳化钨基硬质合金制，所述第2层的维氏硬度及杨氏模量大于所述第1层的维氏硬度及杨氏模量。
本发明的蜂窝结构体成形用模头，包含第2板状部和第1板状部。第2板状部由选自铁、钢材、铝合金、铜合金、钛合金及镍合金构成的群的至少一种所形成。另外，第2板状部形成有用于导入成形原料的内孔。第1板状部为碳化钨基硬质合金制。另外，第1板状部形成有与上述内孔连通的孔部，同时，形成有与所述孔部连通的狭缝。进一步地，第1板状部由第1层和第2层构成。进一步地，孔部在第1层的两面开孔形成，狭缝在第2层的两面开孔形成。如此，本发明的蜂窝结构体成形用模头，由于第1板状部由第1层及第2层的2层构成，因此挤出成形时的应力得到缓和，可以防止破损等。因此，本发明的蜂窝结构体成形用模头的寿命长。
本发明的蜂窝结构体成形用模头的制造方法，是将形成有内孔的第2板状部件、由“第1层、及配设在第1层上的第2层”构成的第1板状部件接合，制造蜂窝结构体成形用模头的方法。然后，第2板状部件由选自铁、钢材、铝合金、铜合金、钛合金及镍合金构成的群的至少一种所形成。然后，第1层及第2层由碳化钨基硬质合金构成。另外，在第1层形成有两面开孔的孔部，在第2层形成有两面开孔的狭缝。因此，可以制造寿命长的蜂窝结构体成形用模头。
附图说明
【图1】示意显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的一个实施方式、从形成有狭缝的第1板状部一侧看到的侧视图。
【图2】示意显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的一个实施方式、从形成有内孔的第2板状部一侧看到的侧视图。
【图3】显示图1所示蜂窝结构体成形用模头的第1板状部一侧的表面的一部分的放大平面图。
【图4A】显示图3所示蜂窝结构体成形用模头的A-A’截面的示意图。
【图4B】显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的其他实施方式的平行于厚度方向的截面的示意图。
【图4C】显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式的平行于厚度方向的截面的示意图。
【图5】显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式的垂直于狭缝的截面的一部分的截面图。
【图6】显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式的垂直于狭缝的截面的一部分的截面图。
【图7】显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式的垂直于狭缝的截面的一部分的截面图。
【图8】显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式的垂直于第1板状部表面的截面的一部分的截面图。
【图9】显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式的垂直于第1板状部表面的截面的一部分的截面图。
【图10】显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式的垂直于狭缝的截面的一部分的截面图。
【图11】显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式的垂直于狭缝的截面的一部分的截面图。
【图12】显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式的垂直于狭缝的截面的一部分的截面图。
【图13】显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式的垂直于狭缝的截面的一部分的截面图。
符号说明
1，1A，1B，1C，1D，1E，1F，1G，1H，1I，1J，1K：蜂窝结构体成形用模头、3：第2板状部(第2板状部件)、5：内孔、5a：内孔的开口部、6：第2接合面、7：第1板状部(第1板状部件)、7a：第1层、7b：第2层、7ba：第2层的一个面、7c：表面、9：狭缝、9a：狭缝的开口部、9b：狭缝的底部、10：第1接合面、11：孔部、11a：孔部的开口部、11b：底部、13：单元块、21：缓冲部、21a：缓冲部的底部、21b：端部(缓冲部的相对于底部的相反一侧的端部)、d1：孔部的开口部直径、D1：内孔的开口部直径、h：孔部的深度。
具体实施方式
以下参照附图具体说明本发明的实施方式。本发明不限定于以下实施方式，应理解为可在不脱离本发明主旨的范围内，根据行业的一般知识，适当进行设计的变更、改良等。
(1)蜂窝结构体成形用模头：
说明本发明的蜂窝结构体成形用模头的一个实施方式。图1是示意显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的一个实施方式、从形成有狭缝的第1板状部一侧看到的侧视图。图2是示意显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的一个实施方式、从形成有内孔的第2板状部一侧看到的侧视图。图3是显示图1所示蜂窝结构体成形用模头的第1板状部一侧的表面的一部分的放大平面图。图4A是显示图3所示蜂窝结构体成形用模头的A-A’截面的示意图。图4A所示的蜂窝结构体成形用模头，显示的是第1接合面上的孔部的开口部配置为与第2接合面上的内孔开口部一致的状态。
如图1～图4A所示，本实施方式的蜂窝结构体成形用模头1，包含第2板状部3和碳化钨基硬质合金制的第1板状部7。第2板状部3由选自铁、钢材、铝合金、铜合金、钛合金及镍合金构成的群的至少一种所形成。另外，第2板状部3上形成有用于导入成形原料的内孔5。第1板状部7上形成有与内孔5连通的孔部11，同时，形成有与孔部11连通的狭缝9。进一步地，第1板状部7由配设在第2板状部3一侧的第1层7a、以及配设在第1层7a上的第2层7b构成。然后，孔部11在第1层7a的两面开孔形成，狭缝9在第2层7b的两面开孔形成。蜂窝结构体成形用模头1通过此种构成，模头的寿命变长。
本实施方式的蜂窝结构体成形用模头的厚度并无特别限定，但优选5～100mm。薄于5mm的话，成形时有时模头会被破坏。厚于100mm的话，蜂窝结构体成形时，有时压力损失高、难以成形。
(1-1)第2板状部：
第2板状部3由选自铁、钢材、铝合金、铜合金、钛合金及镍合金构成的群的至少一种所形成的板状部件构成。钢材指的是，选自不锈钢、冲模钢及高速钢构成的群的至少一种。作为第2板状部3的材质，其中，优选钢材，更优选不锈钢。另外，本说明书中，“选自铁、钢材、铝合金、铜合金、钛合金及镍合金构成的群的至少一种”有时称为“易切削钢”。“易切削钢”较之于碳化钨基硬质合金，是可以容易磨削加工的材质(材料)。第2板状部3没有形成狭缝，因此较之于第1板状部7，磨耗的问题少。第2板状部3由上述“易切削钢”形成，因此，较之于碳化钨基硬质合金，加工性良好。此外，较之于碳化钨基硬质合金，上述“易切削钢”的价廉，因此可以降低制造成本。
作为第2板状部3的材质之一的上述“不锈钢”，可以使用公知的不锈钢。可举出例如，SUS304、SUS303等。
此外，上述第2板状部3的大小并无特别限定，可根据用途，制为期望的大小。但是，第2板状部3为圆板状时，圆板的直径(一个面及另一个面的直径)优选为30～500mm。
此外，对于第2板状部3的厚度，并无特别限制，例如，可以考虑狭缝形状、内孔形状等，根据用途适当决定。
(内孔)
上述第2板状部3上，形成有用于导入成形原料的内孔5。“内孔5”是用于导入成形原料的贯通孔(在第2板状部3的两面开口的孔)。使用该蜂窝结构体成形用模头1成形蜂窝结构体时，从内孔5导入蜂窝结构体的成形原料。
此外，对于内孔5的形状，只要是可以将导入的成形原料导入孔部11及狭缝9的形状，则并无特别限制。优选例如，内孔在“垂直于成形原料流动方向(第2板状部的厚度方向)的截面”上的形状为圆形。此外，内孔5的开口部直径优选为0.5～5.0mm，更优选0.8～3.0mm。此种内孔5可以通过例如，电解加工(ECM加工)、放电加工(EDM加工)、激光加工、钻孔等的机械加工等方法形成。这些方法中，由于可以高效、高精度地形成内孔5，优选电解加工(ECM加工)。内孔的空间优选为圆柱形状。此时，内孔在“垂直于成形原料流动方向(第2板状部的厚度方向)的截面”上的直径(内孔的直径)为固定值。然后，此时，内孔的直径与“第2接合面上的内孔的开口部直径”为相同的值。此外，内孔的个数并无特别限定，可以根据想要制作的蜂窝结构体的形状等适当决定。
(1-2)第1板状部：
第1板状部7由碳化钨基硬质合金制的板状部件构成。然后，较之于内孔5的直径，狭缝9的宽度非常窄。因此，将成形原料挤出成形时，内孔5内的压力变高，应力集中在狭缝9，容易产生磨耗、变形等缺陷。因此，第1板状部7由高耐磨耗性材料的碳化钨基硬质合金形成。
上述“碳化钨基硬质合金(超硬合金)”指的是，碳化钨与粘结剂烧结的合金。粘结剂优选为选自钴(Co)、铁(Fe)、镍(Ni)、钛(Ti)、及铬(Cr)构成的群的至少1种金属。此种碳化钨基硬质合金的耐磨耗性和机械强度特别良好。
此外，上述第1板状部7的大小并无特别限定，可以根据用途，制为期望的大小。但是，第1板状部7为圆板状时，圆板的直径优选为30～500mm。第1板状部7及第2板状部3为圆板状时，第1板状部7的直径优选为第2板状部件3的直径的90～100％。
另外，第1板状部7的厚度优选为0.6～95mm，更优选1.0～20mm。此外，第1板状部7的厚度优选为第2板状部3的厚度的0.05～5倍。
进一步地，上述第1板状部7由配设在第2板状部3一侧的第1层7a、以及配设在第1层7a上的第2层7b构成。本实施方式的蜂窝结构体成形用模头1，由于第1板状部如此由第1层7a及第2层7b的2层构成，因此可以缓和挤出成形时的应力，防止破损。第1层7a与第2层7b的材质可以是相同的种类，也可以是不同的种类。
(第1层)
第1层7a是构成第1板状部7的一个层，是配置在第2板状部3一侧的层。第1层7a上形成有孔部11。进一步地，第1层7a优选为维氏硬度为300～2000HV、杨氏模量为200～600GPa的硬质合金制的层。第1层7a具有上述的维氏硬度和杨氏模量时，成为具备有可承受孔部11所受应力的硬度和韧性的层。因此，可以防止由从内孔5流入孔部11的陶瓷原料的应力所产生的第1板状部7开裂等的缺陷，延长模头的寿命。孔部11在第1层7a的两面开孔。
第1层7a的维氏硬度优选为300～2000HV，更优选300～1500HV。通过具有上述规定的维氏硬度，第1层7a可以具备可承受从内孔5流入孔部11的陶瓷原料的应力的硬度。因此，可以防止孔部11的磨耗。第1层7a的维氏硬度不足300HV时，强度不足而有时会产生磨耗。此外，第1层7a的维氏硬度超过2000HV时，由于过硬，第1层7a有时容易开裂。
此外，第1层7a的杨氏模量优选为200～600GPa，更优选300～500GPa。由此，可以防止第1层7a的破损。第1层7a的杨氏模量不足200GPa时，由于韧性过小，有时会产生开裂等缺陷。此外，杨氏模量超过600GPa时，韧性过大，孔部11可能会有变形的担忧。使用孔部11变形的模头成形蜂窝结构体的话，蜂窝结构体会产生变形、成形性下降。
(第2层)
第2层7b，是构成第1板状部7的剩余部分的一个层。第2层7b是配设在第1层7a上的层。第2层7b上形成有狭缝9，狭缝9在第2层7b的两面开孔。“第2层7b的两面”指的是，第2层7b与第1层7a相接(接合)的面、以及相对于该“与第1层7a相接的面”相反一侧(内侧)的面这两个面。狭缝的成形原料吐出口称为狭缝9的开口部9a。进一步地，第2层7b优选维氏硬度为500～3000HV、杨氏模量为400～700GPa。第2层7b具有上述的维氏硬度和杨氏模量时，是具备有可以承受狭缝9所受应力的韧性及硬度的层。因此，可以防止狭缝9的变形和磨耗。
第2层7b优选维氏硬度为500～3000HV，更优选维氏硬度为2000～3000HV。通过具有上述的维氏硬度，可以抑制第2层7b的磨耗。第2层7b的维氏硬度不足500HV时，有时会硬度不足而简单就产生磨耗。此外，维氏硬度超过3000HV时，第2层7b有时容易开裂。
第2层7b优选杨氏模量为400～700GPa，更优选杨氏模量为500～700GPa。第2层7b具有上述的杨氏模量时，难以开裂。第2层7b的杨氏模量不足400GPa时，由于韧性过小，有时容易产生开裂等缺陷。此外，杨氏模量超过700GPa的话，由于韧性过大，第2层7b有时会变形。
(第1层与第2层的关系)
进一步地，本实施方式的蜂窝结构体成形用模头，优选为第2层7b的维氏硬度和杨氏模量大于第1层7a的维氏硬度和杨氏模量。即，优选第2层7b的维氏硬度大于第1层7a的维氏硬度、第2层7b的杨氏模量大于第1层7a的杨氏模量。通过此种关系，形成有狭缝9的第2层7b难以磨耗，形成有孔部11的第1层7a难以开裂。然后，通过抑制磨耗的第2层7b和抑制开裂的第1层7a，可以使蜂窝结构体成形用模头的寿命更长。
本实施方式的蜂窝结构体成形用模头中，优选第2层7b的维氏硬度比第1层7a的维氏硬度大1000～2500HV、第2层7b的杨氏模量比第1层7a的杨氏模量大50～300GPa。由此，可以在第1板状部7上确切地形成具备耐磨耗性的第2层7b、以及具备高韧性的第1层7a，可以延长模头的寿命。
此外，第1层7a的厚度优选为0.1～90mm，第1层7a的厚度更优选为0.2～65mm。通过第1层7a的厚度在上述范围内，可以有效抑制第2板状部的磨耗。第1层7a的厚度不足0.1mm的话，第2板状部有时容易磨耗。此外，第1层7a的厚度超过90mm的话，蜂窝结构体成形用模头的厚度有时变得过厚、挤出成形时的压力变得过高。
此外，第2层7b的厚度优选为0.5～10mm，更优选1～6mm。通过第2层7b的厚度在上述范围内，可以抑制挤出成形的蜂窝结构体的变形。第2层7b的厚度不足0.5mm的话，挤出成形的蜂窝结构体的形状有时会变形。有产生第2层7b磨耗和变形的担忧。此外，第2层7b的厚度超过10mm的话，由于第2层7b的厚度过厚、狭缝的深度(成形原料的挤出方向上的狭缝的长度)过深，挤出成形时的压力有时会变得过高。
(狭缝)
第1板状部7上，形成有与孔部11连通、用于使成形原料成形的狭缝9。狭缝是形成在第1板状部7上的缝隙(缺口)。从内孔5导入的成形原料，在蜂窝结构体成形用模头内进入上述狭缝9，进一步地，成形原料被从狭缝9的开口部9a挤出，形成蜂窝形状的成形体。
狭缝9在第2层的两面开孔。狭缝可以仅形成在第2层上，优选也形成在第1层上。形成在第1层上时，优选形成在第1层上的是第2层上形成的狭缝在第1层一侧的延长。此时，第1层上形成的狭缝，形成在第1层的与“第2层相接的面”上。此外，此时，狭缝的深度比第2层的厚度深。狭缝的深度优选为0.5～10mm，更优选1～8mm。狭缝延长到第1层一侧的部分的深度优选为0.1～10mm，更优选0.2～5mm。由此，可以形成良好的蜂窝形状的成形体。
第1板状部7上的形成狭缝的区域、狭缝的形成图案并无特别限定，可根据用途适当决定。例如，作为狭缝的形成图案，在垂直于成形原料被挤出(流动)方向的截面中，优选为三角形、四边形、五角形、六边形、八角形等的多边形、圆形、这些多边形及圆形中的多个组合形成的图案等。例如，图1～图3所示的蜂窝结构体成形用模头1中，在垂直于成形原料被挤出方向的截面中，狭缝9的形成图案为四边形。
此外，对于狭缝的宽度，可以根据成形的蜂窝结构体的形状适当决定。例如，为了制造用于一般的尾气过滤器用或者催化剂载体用的陶瓷蜂窝结构体挤出成形的蜂窝结构体成形用模头，狭缝的宽度优选为0.05～1.0mm，更优选0.06～0.5mm。
(孔部)
进一步地，第1板状部7的第1层7a上，形成有“孔部11”。该“孔部11”与形成在第2板状部3上的内孔5、以及形成在第1板状部7上的狭缝9连通。此外，该“孔部11”是形成在第1板状部7的第1层上的贯通孔。即，“孔部11”是在第1层的“与第2板状部相接一侧的面(第1板状部7的第1接合面10)”开口的同时，在第2层的“与第1层相接一侧的面(第2层的一个面7ba)”开口的贯通孔。第1接合面10，如图4A所示，是第1板状部7与第2板状部3接合(相接)的面。通过形成有此种“孔部11”，从形成在第2板状部3上的内孔5导入的成形原料，通过该“孔部11”，进入上述狭缝9。然后，成形原料被从狭缝的开口部9a挤出，形成蜂窝形状的成形体(蜂窝结构体)。
孔部11的深度h(参照图4A)优选为0.1～90mm，更优选0.2～65mm。如此，通过孔部11的深度h在上述范围内，可以有效抑制第2板状部的磨耗。孔部的深度h不足0.1mm的话，将成形原料挤出成形时，第1板状部件的强度有时容易下降。孔部的深度h超过90mm的话，制作本实施方式的蜂窝结构体成形用模头时，难以加工第1板状部件而形成孔部。在这里，“孔部11的深度h”指的是，如图4A所示，是从第1板状部7的第1接合面10至第2层7b的一个面7ba为止的距离。另外，该孔部11的深度与第1层7a的厚度一致。
孔部的开口部11a的直径优选为0.5～5.0mm，更优选0.8～3.0mm。孔部11可以通过例如，电解加工(ECM加工)、放电加工(EDM加工)、激光加工、钻孔等的机械加工等方法形成。其中，由于可以高效、高精度地形成孔部11，优选电解加工(ECM加工)。孔部的空间优选为圆柱形状。此时，孔部在“垂直于成形原料流动方向(第1板状部的厚度方向)的截面”上的直径(孔部的直径)为固定值。然后，此时，孔部11的直径与“第1接合面上的孔部的开口部11a的直径”为相同的值。此外，孔部11的个数优选与内孔的个数相同。
(孔部的开口部与内孔的开口部的关系)
如图4A所示，本实施方式的蜂窝结构体成形用模头1，第1接合面10上的“孔部的开口部11a(圆形)”的直径d1与第2接合面6上的“内孔的开口部5a(圆形)”的直径D1为相同大小。在这里，第2接合面6，如图4A所示，是第2板状部3与第1板状部7接合(相接)的面。
“第1接合面上的孔部的开口部11a”，是开口在第1接合面10上的贯通孔的入口部分(成形原料的流入部分)。此外，“第2接合面上的内孔的开口部5a”，是内孔的“开口在第2接合面6上的第2接合面6一侧的出口部分”(成形原料的出口部分)。陶瓷原料在通过该出口部分的同时，被供给至孔部11。
使用本实施方式的蜂窝结构体成形用模头1挤出成形的陶瓷蜂窝结构体，是具备有区划形成沿流体流通方向延伸的多个孔单元的多孔质分隔壁的陶瓷蜂窝结构体。使用本实施方式的蜂窝结构体成形用模头1制造陶瓷蜂窝结构体时所使用的陶瓷原料，是陶瓷粉末中混合了水、粘结剂、造孔剂等并混炼的原料。
(1-3)本发明的蜂窝结构体成形用模头的其他的实施方式：
接着，说明本发明的蜂窝结构体成形用模头的其他的实施方式。本实施方式的蜂窝结构体成形用模头1A如下。即，如图4B所示，上述本发明的蜂窝结构体成形用模头的一个实施方式(参照图4A)中，第1接合面10上的孔部的开口部11a的直径d1与第2接合面6上的内孔的开口部5a的直径D1的大小不同。另外，本实施方式的蜂窝结构体成形用模头1A，如图4B所示，第1接合面10上的孔部11的开口部直径d1大于第2接合面6上的上述内孔5的开口部直径D1。然后，配置孔部的开口部11a和内孔的开口部5a，使第2接合面6上的内孔的开口部5a位于第1接合面10上的孔部的开口部11a的内侧。因此，孔部11内的成形原料会均匀流动，以均匀的压力被导入狭缝内。由此，可以防止成形的蜂窝形状成形体的形状发生变形。图4B是显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的其他实施方式的“平行于厚度方向的截面”的示意图。
“第2接合面6上的内孔的开口部5a位于第1接合面10上的孔部的开口部11a的内侧”所指如下。即，表示的是开口径大的孔部11与开口径小的内孔5连通的同时，孔部11的开口部的外周(外缘)与内孔5的开口部的外周(外缘)没有交叉的状态。另外，内孔5的开口部的外周(外缘)与孔部11的开口部的外周(外缘)内接的状态，包含于“第2接合面6上的内孔的开口部5a位于第1接合面10上的孔部的开口部11a的内侧”。
本实施方式的蜂窝结构体成形用模头1A，优选“第1接合面10上的孔部的开口部11a的直径d1”是“第2接合面6上的内孔的开口部5a的直径D1”的1.01～1.50倍。由此，可以提升形成蜂窝结构成形体时的成形性。小于1.01倍的话，制造蜂窝结构体成形用模头时，第1板状部与第2板状部接合时，孔部的开口部与内孔的开口部有时会偏离。大于1.50倍的话，内孔与内孔有时无法连结而形成期望的成形体。
(1-4)本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式：
接着，说明本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式。本实施方式的蜂窝结构体成形用模头1B如下。即，如图4C所示，上述本发明的蜂窝结构体成形用模头的一个实施方式(参照图4A)中，第1接合面10上的孔部的开口部11a的直径d1与第2接合面6上的内孔的开口部5a的直径D1的大小不同。另外，本实施方式的蜂窝结构体成形用模头1B，如图4C所示，第2接合面上的上述内孔5的开口部直径D1大于第1接合面上的孔部11的开口部直径d1。然后，配置孔部的开口部11a和内孔的开口部5a，使第1接合面10上的孔部的开口部11a位于第2接合面6上的内孔的开口部5a的内侧。因此，孔部11内的成形原料会均匀流动，以均匀的压力被导入狭缝内。由此，可以防止成形的蜂窝形状成形体的形状发生变形。图4C是显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式的“平行于厚度方向的截面”的示意图。
“第1接合面10上的孔部的开口部11a位于第2接合面6上的内孔的开口部5a的内侧”所指如下。即，表示的是开口径大的内孔5与开口径小的孔部11连通的同时，内孔5的开口部的外周(外缘)与孔部11的开口部的外周(外缘)没有交叉的状态。另外，孔部11的开口部的外周(外缘)与内孔5的开口部的外周(外缘)内接的状态，包含于“第1接合面10上的孔部的开口部11a位于第2接合面6上的内孔的开口部5a的内侧”。
本实施方式的蜂窝结构体成形用模头1C，优选“第2接合面6上的内孔的开口部5a的直径D1”是上述“第1接合面10上的孔部的开口部11a的直径d1”的1.01～1.50倍。由此，可以提升形成蜂窝结构的成形体(蜂窝结构体)时的成形性。小于1.01倍的话，制造蜂窝结构体成形用模头时，第1板状部与第2板状部接合时，孔部的开口部与内孔的开口部有时会偏离。孔部的开口部与内孔的开口部偏离的话，将蜂窝结构体成形时得到蜂窝结构体容易发生变形。大于1.50倍的话，内孔与内孔有时无法连结而形成期望的成形体。孔部的开口部的形状、及内孔的开口部的形状并无特别限定，但优选为圆形。
本发明的蜂窝结构体成形用模头中，如图5所示，“狭缝的底部9b的形状，在垂直于狭缝9的截面中，为向外侧凸起的曲线状”也是优选方式。在这里，本说明书中称“垂直于狭缝9的截面”时，指的是垂直于狭缝9的同时，与狭缝9的深度方向(从第1板状部的表面向着内部的方向)平行的截面。狭缝的底部9b，在垂直于狭缝9的截面中，是狭缝9的“第1板状部7的第1接合面10一侧”的端部。另外，狭缝9的“第1板状部7的表面7c一侧”的端部，是狭缝9的开口部9a。此外，本发明的蜂窝结构体成形用模头中，如图6所示，“狭缝的底部9b的形状，在垂直于狭缝9的截面中，是向外侧凸起的V字状”也是优选方式。此外，本发明的蜂窝结构体成形用模头中，“狭缝的底部的形状，在垂直于狭缝的截面中，是‘平坦的形状(直线状)中的角部切为直线状(斜面倒角加工后)的形状’”也是优选方式。此外，本发明的蜂窝结构体成形用模头中，如图7所示，“狭缝9的形状，在垂直于狭缝9的截面中，是从开口部9a向着狭缝的底部9b变细的锥状”也是优选方式。作为狭缝的形状，可举出上述的各种形状。图5是显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式(蜂窝结构体成形用模头1C)的垂直于狭缝9的截面的一部分的截面图。图6是显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式(蜂窝结构体成形用模头1D)的垂直于狭缝9的截面的一部分的截面图。图7是显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式(蜂窝结构体成形用模头1E)的垂直于狭缝9的截面的一部分的截面图。
本发明的蜂窝结构体成形用模头中，如图8所示，孔部11的底部11b的形状，在垂直于第1板状部7的表面7c的截面中，是向外侧凸起的曲线状也是优选方式。此外，本发明的蜂窝结构体成形用模头，“孔部的底部的形状，在垂直于第1板状部的表面的截面中，是‘平坦的形状(直线状)中的角部为向外侧凸起的曲线状的形状’”也是优选方式。此外，本发明的蜂窝结构体成形用模头中，如图9所示，孔部11的底部11b的形状如下的也是优选方式。即，孔部11的底部11b的形状，“在垂直于第1板状部7的表面7c的截面中，是‘平坦的形状(直线状)中的角部切为直线状(斜面倒角加工后)形状’”也是优选方式。作为孔部11的底部11b的形状，可举出上述的各种形状。另外，上述图7所示的蜂窝结构体成形用模头1E，是“孔部11的底部11b的形状，在垂直于第1板状部表面的截面中，是‘平坦的形状(直线状)’”。这也可以称为，孔部11的底部11b的形状，在垂直于第1板状部表面的截面中，是角部为直角的形状。此外，图8、图9所示的蜂窝结构体成形用模头1F、1G中，狭缝9的底部9b的形状，在垂直于狭缝9的截面中，是平坦的形状(直线状)。这也可以称为，狭缝9的底部9b的形状，在垂直于狭缝9的截面中，是角部为直角的形状。图8是显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式(蜂窝结构体成形用模头1F)的垂直于第1板状部7的表面7c的截面的一部分的截面图。图9是显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式(蜂窝结构体成形用模头1G)的垂直于第1板状部7的表面7c的截面的一部分的截面图。
本发明的蜂窝结构体成形用模头中，优选具有“沿着‘第1板状部的第1接合面一侧的狭缝端部’形成、同时与狭缝连通、空间宽度大于狭缝的宽度”的缓冲部。如图10所示，本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式，是形成有在垂直于狭缝9的截面中，连通狭缝9的“第1板状部7的第1接合面10一侧”的端部的空间的缓冲部21。缓冲部21的宽度A大于狭缝9的宽度。缓冲部21沿着狭缝9整体的“第1板状部7的第1接合面10一侧”的端部形成。蜂窝结构体成形用模头1H，通过具有缓冲部21，可以使从内孔5流入的成形原料，在流入宽度较窄的狭缝9内之前，在宽度较宽的缓冲部21内容易地扩展。然后，可以使成形原料从缓冲部21流入狭缝9内。由此，成形原料容易在狭缝9整体内均匀流动。此外，蜂窝结构体成形用模头1H，通过具有缓冲部21，可以减小将成形原料挤出成形时的压力损失。缓冲部21的宽度A优选为0.1～4.0mm，更优选0.2～3.0mm，特别优选0.5～2.0mm。缓冲部21的宽度A窄于0.1mm的话，成形原料容易在狭缝9整体内均匀流动的效果有时会下降。缓冲部21的宽度A大于4.0mm的话，有时成形时模头容易被破坏。此外，缓冲部21的深度B优选为0.05～5.0mm，更优选0.1～4.0mm，特别优选0.5～2.0mm。缓冲部21的深度B浅于0.05mm的话，成形原料容易在狭缝9整体内均匀流动的效果有时会降低。缓冲部21的深度B深于5.0mm的话，有时加工会变得困难。缓冲部21的深度指的是，缓冲部21在“蜂窝结构体成形用模头1H的厚度方向”上的长度。另外，蜂窝结构体成形用模头1H中，在垂直于狭缝9的截面中，缓冲部21的形状为长方形。即，缓冲部21的底部21a的形状，在垂直于狭缝9的截面中，是“平坦的形状(直线状)”。此外，缓冲部21的“相对于底部21a的相反一侧的端部21b”的在蜂窝结构体成形用模头1H的厚度方向上的位置，在垂直于狭缝9的截面中，与孔部11的底部11b是相同的位置是优选方式。缓冲部21的“相对于底部21a的相反一侧的端部21b”，是缓冲部21“与狭缝9相连”的端部。图10是显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式(蜂窝结构体成形用模头1H)的垂直于狭缝9的截面的一部分的截面图。
本发明的蜂窝结构体成形用模头中，如图11所示，在形成有缓冲部21的同时，在垂直于狭缝9的截面中，缓冲部21的底部21a的形状是向外侧凸起的曲线状也是优选方式。图11是显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式(蜂窝结构体成形用模头1I)的垂直于狭缝9的截面的一部分的截面图。
本发明的蜂窝结构体成形用模头中，如图12所示，在形成有缓冲部21的同时，缓冲部21的底部21a为以下形状也是优选方式。即，在垂直于狭缝9的截面中，底部21a的形状为“平坦的形状(直线状)中的角部切为直线状(斜面倒角加工后)的形状”是优选方式。此外，形成有在垂直于狭缝的截面中，底部的形状为“V字状”的缓冲部的蜂窝结构体成形用模头也是优选方式。图12是显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式(蜂窝结构体成形用模头1J)的垂直于狭缝9的截面的一部分的截面图。
本发明的蜂窝结构体成形用模头中，如图13所示，在形成有缓冲部21的同时，缓冲部21的配置为以下配置也是优选方式。即，蜂窝结构体成形用模头1K的厚度方向中，缓冲部21形成(配置)为缓冲部的底部21a与孔部11的底部11b重叠也是优选方式之一。图13是显示本发明的蜂窝结构体成形用模头的另一其他实施方式(蜂窝结构体成形用模头1K)的垂直于狭缝9的截面的一部分的截面图。作为缓冲部21的形状，可举出例如，上述图10～图13所示蜂窝结构体成形用模头1H～1K的缓冲部般的各种形状。
另外，图5～图13所示的蜂窝结构体成形用模头1C～1K，是孔部的开口部直径与内孔的开口部直径为相同长度、两开口部无偏离重叠的例子。孔部的开口部直径小于内孔的开口部直径、孔部的开口部配置在内孔的开口部内侧的实施方式也是优选方式。另外，蜂窝结构体成形用模头1C～1K中，孔部的开口部直径大于内孔的开口部直径、内孔的开口部配置在孔部的开口部内侧的实施方式也是优选方式。此外，图5～图13所示的蜂窝结构体成形用模头1C～1K，是第1板状部的第1层与第1板状部的第2层由相同种类的材质构成的例子。然后，第1板状部的第1层与第1板状部的第2层由不同种类材质构成的实施方式也是优选方式。此外，本发明的蜂窝结构体成形用模头上形成的狭缝9，也可以是与图5～图8所示蜂窝结构体成形用模头1C～1F各自的狭缝9的形状相同形状狭缝的2个以上的组合。此外，本发明的蜂窝结构体成形用模头上形成的孔部，也可以是与图8～图10所示蜂窝结构体成形用模头1F～1H各自的孔部11的形状相同形状孔部的2个以上的组合。此外，本发明的蜂窝结构体成形用模头上形成的缓冲部，也可以是与图10～图13所示蜂窝结构体成形用模头1H～1K各自的缓冲部21的形状相同形状缓冲部的2个以上的组合。
(2)本发明的蜂窝结构体成形用模头的制造方法：
接着，说明图1～图4A所示本发明的蜂窝结构体成形用模头(蜂窝结构体成形用模头1)的制造方法之本发明的蜂窝结构体成形用模头的制造方法的一个实施方式。本发明的蜂窝结构体成形用模头的制造方法如下。即，该制造方法，是将“由易切削钢形成、同时形成有用于导入成形原料的内孔的第2板状部件”与第1板状部件接合、制造蜂窝结构体成形用模头的方法。第1板状部件由“第1层”及“配设在第1层上的第2层”构成。第1层优选为维氏硬度300～2000HV、杨氏模量200～600GPa的碳化钨基硬质合金制。第2层优选为维氏硬度500～3000HV、杨氏模量400～700GPa的碳化钨基硬质合金制。第1层上，形成有两面开孔的孔部。此外，第2层上，形成有两面开孔的狭缝。此外，优选第2层的维氏硬度及杨氏模量大于第1层的维氏硬度及杨氏模量。通过使用上述的方法制造蜂窝结构体成形用模头，得到的蜂窝结构体成形用模头的寿命变长。
(2-1)第2板状部件：
在由易切削钢形成的圆板上，形成多个内孔5(贯通孔)，制作第2板状部件(工序(1))。内孔5的“开口部的直径”等各条件优选为上述本发明的蜂窝结构体成形用模头的一个实施方式中的优选条件。
形成内孔5的方法并无特别限制，适宜使用例如，电解加工(ECM加工)、放电加工(EDM加工)、激光加工、钻孔等的机械加工等方法。其中，优选使用电解加工(ECM加工)。通过使用电解加工(ECM加工)，可以高效地形成高尺寸精度的内孔。
(2-2)第1板状部件：
第1板状部件，优选通过将第1硬质合金板与第2硬质合金板接合而制作。然后，第1硬质合金板优选通过在维氏硬度300～2000HV、杨氏模量200～600GPa的碳化钨基硬质合金制的板上，形成成为孔部的多个孔部形成用贯通孔制作而成。孔部形成用贯通孔，是成为“制作的蜂窝结构体成形用模头上的”孔部的部分。此外，第2硬质合金板优选为维氏硬度500～3000HV、杨氏模量400～700GPa的碳化钨基硬质合金的板。如上所述，通过在预先形成有贯通孔的第1硬质合金板上接合第2硬质合金板而制作第1板状部件，较之于在没有形成孔部的板状部件上形成孔部的情况，制造时间大幅缩短。这是由于，较之于在板状部件上形成孔部(仅在板状部件的单面开孔的凹坑)的时间，在板状部件上形成贯通孔的时间可以缩短。
优选第2硬质合金板的维氏硬度和杨氏模量大于第1硬质合金板的维氏硬度和杨氏模量。
在第1硬质合金板上形成贯通孔的方法并无特别限定。可适宜使用例如，电解加工(ECM加工)、放电加工(EDM加工)、激光加工、钻孔等的机械加工等方法。其中，优选使用电解加工(ECM加工)。通过使用电解加工(ECM加工)，可以高效地形成高尺寸精度的内孔。
将第1硬质合金板与第2硬质合金板接合的方法并无特别限定。优选例如，使用粘结剂或双面胶带接合。此外，也可以是使用了钎料的接合方法(硬焊)、使用了热压的接合方法(通过热压直接接合)。此外，也可以是使用了钎料及热压两者的接合方法。
本实施方式的蜂窝结构体成形用模头的制造方法中，孔部11(孔部形成用贯通孔)的开口部直径d1与内孔5的开口部直径D1相同(参照图4A)。另一方面，本发明的蜂窝结构体成形用模头的制造方法中，直径d1与直径D1为不同的大小也是优选方式。孔部11的个数与内孔5的个数相同，孔部11配置为第1板状部件与第2板状部件接合时，处于与内孔5相同的位置。
接着，接合第2板状部件与第1板状部件(工序(A))。在这里，使第2板状部件的一个面为第2接合面6(第2板状部3的成为第2接合面6的面(参照图4A))。此外，使第1板状部件的“第1层一侧的面”为第1接合面10(第1板状部7的成为第1接合面10的面(参照图4A))。工序(A)中，使第2接合面与第1接合面相对，在此状态下，将第1板状部件与第2板状部件层积，接合第1板状部件与第2板状部件。由此，第2板状部件的第2接合面与第1板状部件的第1接合面成为接合状态。
此外，将第1板状部件与第2板状部件层积时，优选在第1板状部件与第2板状部件之间配置接合材料。然后，优选在第1板状部件与第2板状部件之间配置有接合材料的状态下，接合第1板状部件与第2板状部件。接合材料的形状优选为膜状、片状、板状等形状。
作为接合材料的材质，优选例如，含有选自铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、镍(Ni)、及铝(Al)构成的群的至少一个的金属或者合金。进一步地，优选其在被夹在第1板状部件与第2板状部件之间、边加热边加压(热压)时，渗透至第1板状部与第2板状部的至少一方的内部。通过使接合材料为此种构成，可以使第1板状部与第2板状部良好地接合。
此外，接合材料也可进一步含有例如，钯(Pd)、硅(Si)、锡(Sn)、钴(Co)、磷(P)、锰(Mn)、锌(Zn)、硼(B)等的添加剂。还含有此种添加剂的话，可以降低接合温度，提升可信赖性。
将第1板状部件与第2板状部件层积接合时，优选将第1板状部件与第2板状部件的层积物通过热压接合。进行热压时的温度优选为900～1200℃，更优选1000～1150℃。通过以此种温度加热，可以将第1板状部件与第2板状部件良好接合的同时，防止第2板状部件的强度下降。此外，进行热压的时间优选为1分钟～1小时，更优选10～45分钟。短于1分钟的话，有时无法将第1板状部件与第2板状部件以较强的接合强度接合。长于1小时的话，第1板状部件及第2板状部件容易产生母材劣化相。此外，进行热压时的压力可以根据第1板状部件及第2板状部件的形状、大小等适当决定，但优选为0.01～100MPa，更优选0.1～10MPa。作为进行热压的装置，可以使用例如，“富士电波工业株式会社制、FVHP-R”等。
接着，从第1板状部7的“相对于第1接合面的相反一侧的面(表面)”，形成与孔部11及内孔5连通的狭缝9，得到蜂窝结构体成形用模头1(参照图1～图4A)。在第1板状部件上形成狭缝的方法并无特别限制，可适宜使用例如，通过金刚石砂轮磨削加工等的以往公知的方法。此外，图1～图4A所示的蜂窝结构体成形用模头1，通过狭缝9形成的单元块13的平面形状(狭缝的形成图案)为四边形。狭缝的形成图案等的狭缝的各条件，优选与上述本发明的蜂窝结构体成形用模头的一个实施方式中的优选条件相同。
【实施例】
以下通过实施例更具体说明本发明，但本发明不受这些实施例的任何限定。
(实施例1)
首先，在不锈钢(SUS303)制的板状部件(第2板状部件)上，通过放电加工(EDM加工)形成2000个直径(垂直于板状部件的厚度方向的截面上的直径)2mm的内孔(贯通孔)。内孔的形状为圆柱状(垂直于板状部件的厚度方向的截面为圆形)。由此，“第2接合面上的内孔的开口部直径”为2mm。第2板状部件的形状为直径200mm的圆板形状。此外，第2板状部件的厚度为50mm。形成有内孔的区域(内孔形成区域)是以第1板状部件的中心为中心的圆形区域，是直径为150mm的区域。内孔的间距为5mm。
接着，通过将第1硬质合金板与第2硬质合金板接合，制作第1板状部件。第1硬质合金板，是第1板状部上的第1层。此外，第2硬质合金板是第2板状部上的第2层。通过在维氏硬度300HV、杨氏模量300GPa的碳化钨基硬质合金制的板上，形成成为孔部的多个孔部形成用贯通孔，制作第1硬质合金板。此外，第1硬质合金板的形状是直径200mm的圆板形状。第1硬质合金板的厚度为1mm。孔部形成用贯通孔的“直径(垂直于板状部件的厚度方向的截面上的直径)、个数及间距”与上述第2板状部件的内孔相同，孔部形成用贯通孔的开口部位置与内孔的开口部位置没有偏离、是一致的。此外，第2硬质合金板是维氏硬度2000HV、杨氏模量600GPa的碳化钨基硬质合金的板。如上所述，第2硬质合金板的维氏硬度和杨氏模量大于第1硬质合金板的维氏硬度和杨氏模量。
在第1硬质合金板上形成贯通孔的方法，是电解加工的方法。
第1硬质合金板与第2硬质合金板的接合方法，是使用粘结剂接合的方法。
接着，在第1板状部件与第2板状部件之间配置接合材料进行层积。将第1板状部件与第2板状部件层积时，第1板状部件的“第1硬质合金板一侧的面”的第1接合面与第2板状部件的一个面的第2接合面相对。作为接合材料，使用了厚度0.01mm的膜状的铝(Al)。
接着，将第1板状部件与第2板状部件的层积物，在0.5MPa、900℃的条件下进行0.5小时热压，使第1板状部件与第2板状部件接合。热压时，优选用大于第1板状部件及第2板状部件的“冲压用板状部件”，夹住“第1板状部件与第2板状部件的层积物(层积体)”，通过该“冲压用板状部件”加压该层积体。由此，可以对层积体均匀加压。另外，“热压”指的是“一边加热一边加压”。
将如此得到的“第1板状部件与第2板状部件的接合物”冷却至常温后，在第1板状部件上形成狭缝，得到如图1～图4A所示结构的蜂窝结构体成形用模头。狭缝是使用金刚石砂轮，形成为与孔部连通的格子状。狭缝的宽度为0.5mm、狭缝的间距为5mm。形成狭缝时，狭缝的交点为孔部的位置。得到的蜂窝结构体成形用模头，第1接合面上的孔部的开口部与第2接合面上的内孔的开口部一致。对于得到的蜂窝结构体成形用模头，进行以下所示“开裂观察”及“成形试验”。结果如表1所示。表1中，“成品率”表示“成形试验”的结果。
(开裂观察)
作为陶瓷原料，使用氧化铝、滑石及高岭土的混合物。在该混合物中，混合有机粘合剂，添加水进行混炼，通过真空捏合机制作坯土(成形原料)。将得到的坯土用安装有蜂窝结构体成形用模头的挤出成形机进行成形，得到圆筒状的蜂窝成形体(蜂窝结构体)。重复100次上述制作蜂窝成形体的操作。然后，用显微镜(200倍)观察蜂窝结构体成形用模头，确认开裂情况。
(成形试验)
作为陶瓷原料，使用氧化铝、滑石及高岭土的混合物。在该混合物中，混合有机粘合剂，添加水进行混炼，通过真空捏合机制作坯土(成形原料)。将得到的坯土用安装有蜂窝结构体成形用模头的挤出成形机进行成形，得到圆筒状的蜂窝成形体(蜂窝结构体)。接着，将得到的蜂窝成形体用介电干燥机干燥，然后，用烧成炉烧成，得到蜂窝结构体。通过上述方法制作100个蜂窝结构体。对于得到的蜂窝结构体，目视观察有无孔单元“变形”。无“变形”的为合格品，有“变形”的为不合格品，算出合格品的“成品率”(100×合格品的数量/整体的数量)(％)。
【表1】
| 开裂观察 | 成品率(％) | |
| 实施例1 | 无 | 99 |
| 实施例2 | 无 | 99 |
| 实施例3 | 无 | 99 |
| 比较例1 | 有 | 0 |
(实施例2)
除了第1板状部的孔部的直径大于第2板状部的内孔的直径、第2接合面上的内孔的开口部配置在第1接合面上的孔部的开口部的内侧以外，与实施例1同样地制作蜂窝结构体成形用模头。另外，第1接合面上的孔部的开口部直径为2.0mm。此外，孔部的深度为5mm。此外，第2接合面上的内孔的开口部直径为1.5mm。对于得到的蜂窝结构体成形用模头，进行上述“开裂观察”及“成形试验”。结果如表1所示。
(实施例3)
除了第2板状部的内孔的直径大于第1板状部的孔部的直径、第1接合面上的孔部的开口部配置在第2接合面上的内孔的开口部的内侧以外，与实施例1同样地制作蜂窝结构体成形用模头。另外，第2接合面上的内孔的开口部配设在第1接合面上的孔部的开口部的外侧。第1接合面上的孔部的开口部直径为2.0mm。此外，孔部的深度为5mm。此外，第2接合面上的内孔的开口部直径为1.5mm。对于得到的蜂窝结构体成形用模头，进行上述“开裂观察”及“成形试验”。结果如表1所示。
(比较例1)
除了第1板状部件由维氏硬度为2000HV、杨氏模量为600GPa的碳化钨基硬质合金(超硬合金)制的板状部件(1层结构)形成以外，与实施例1同样地制作蜂窝结构体成形用模头。得到的蜂窝结构体成形用模头，第1板状部件与第2板状部件在内孔与孔部偏离状态下接合。对于得到的蜂窝结构体成形用模头，进行上述“开裂观察”及“成形试验”。结果如表1所示。
从表1可知，实施例1～实施例3的蜂窝结构体成形用模头没有开裂，寿命长。与此相对，可知比较例1的蜂窝结构体成形用模头产生了开裂，寿命短。进一步可知，使用实施例1～实施例3的蜂窝结构体成形用模头成形蜂窝结构的成形体的话，可以得到良好的成形性。另一方面，比较例1的蜂窝结构体成形用模头，由于第1板状部件与第2板状部件在内孔与孔部偏离状态下接合，因此制造蜂窝结构体时，成形的蜂窝结构体容易产生变形、成品率差。
工业可利用性
本发明的蜂窝结构体成形用模头可在制作用于催化剂用载体、捕集尾气中的微粒子的过滤器等的蜂窝结构体时使用。
Claims (13)
1.一种蜂窝结构体成形用模头，包含：形成有用于导入成形原料的内孔的第2板状部，和碳化钨基硬质合金制的第1板状部，
所述第1板状部形成有与所述内孔连通的孔部的同时，形成有与所述孔部连通的狭缝，
所述第2板状部由选自铁、钢材、铝合金、铜合金、钛合金及镍合金构成的群的至少一种所形成，
所述第1板状部，由配设在所述第2板状部一侧的第1层、和配设在所述第1层上的第2层构成，
所述孔部形成为贯通所述第1层的两面，
所述狭缝形成为贯通所述第2层的两面，
所述第1层的厚度为0.1～90mm，
所述第2层的厚度为0.5～10mm。
2.根据权利要求1所述的蜂窝结构体成形用模头，其中，所述孔部的直径与所述内孔的直径的大小不同。
3.根据权利要求2所述的蜂窝结构体成形用模头，其中，所述孔部的直径大于所述内孔的直径，所述孔部的直径是所述内孔的直径的1.01～1.50倍。
4.根据权利要求2所述的蜂窝结构体成形用模头，其中，所述内孔的直径大于所述孔部的直径，所述内孔的直径是所述孔部的直径的1.01～1.50倍。
5.根据权利要求1～4的任意一项所述的蜂窝结构体成形用模头，其中，构成所述第1层的碳化钨基硬质合金与构成所述第2层的碳化钨基硬质合金的种类不同。
6.根据权利要求5所述的蜂窝结构体成形用模头，其中，所述第1层由维氏硬度为300～2000HV、杨氏模量为200～600GPa的碳化钨基硬质合金构成，
所述第2层由维氏硬度为500～3000HV、杨氏模量为400～700GPa的碳化钨基硬质合金构成，
所述第2层的维氏硬度及杨氏模量大于所述第1层的维氏硬度及杨氏模量。
7.根据权利要求1～4的任意一项所述的蜂窝结构体成形用模头，其中，在垂直于所述第1板状部表面的截面中，所述孔部的所述第2层侧的底部形状为平坦的形状、平坦形状中角部切为直线状的形状，或者向外侧凸起的曲线状。
8.根据权利要求1所述的蜂窝结构体成形用模头，其中，在垂直于所述狭缝的截面中，所述狭缝的所述第1层侧的底部形状为平坦的形状、平坦形状中角部切为直线状的形状、向外侧凸起的曲线状或者向外侧凸起的V字状。
9.根据权利要求1～4的任意一项所述的蜂窝结构体成形用模头，其中，该模头具有缓冲部，所述缓冲部沿着所述第1板状部的与第2板状部相接一侧的所述狭缝的端部形成，同时，与所述狭缝连通，空间宽度大于所述狭缝的宽度。
10.根据权利要求9所述的蜂窝结构体成形用模头，其中，在垂直于所述狭缝的截面中，所述缓冲部的所述第1层侧的底部形状为平坦的形状、平坦形状中角部切为直线状的形状、向外侧凸起的曲线状或者向外侧凸起的V字状。
11.一种蜂窝结构体成形用模头的制造方法，包含以下工序：
第2板状部件制造工序：由选自铁、钢材、铝合金、铜合金、钛合金及镍合金构成的群的至少一种形成所述第2板状部件，同时在所述第2板状部件上形成用于导入成形原料的内孔，
第1板状部件制造工序：在由碳化钨基硬质合金构成的第1层上形成两面贯通的孔部，在由碳化钨基硬质合金构成的第2层上形成两面贯通的狭缝，在所述第1层上配设所述第2层，由此制造第1板状部件，
接合工序：接合第2板状部件和第1板状部件，制造蜂窝结构体成形用模头，
所述第1层的厚度为0.1～90mm，
所述第2层的厚度为0.5～10mm。
12.根据权利要求11所述的蜂窝结构体成形用模头的制造方法，其中，在维氏硬度300～2000HV、杨氏模量200～600GPa的碳化钨基硬质合金制的板上，形成成为所述孔部的多个孔部形成用贯通孔，制作第1硬质合金板，
将维氏硬度500～3000HV、杨氏模量400～700GPa的碳化钨基硬质合金制的第2硬质合金板与所述第1硬质合金板接合，制作所述第1板状部件。
13.根据权利要求11或12所述的蜂窝结构体成形用模头的制造方法，其中，所述第1层为维氏硬度300～2000HV、杨氏模量200～600GPa的碳化钨基硬质合金制，所述第2层为维氏硬度500～3000HV、杨氏模量400～700GPa的碳化钨基硬质合金制，所述第2层的维氏硬度及杨氏模量大于所述第1层的维氏硬度及杨氏模量。
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