CN104582932A - T型模具及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

在T型模具（1）的唇部（9）的至少边缘部（9e）上设置有增厚层（10），所述增厚层（10）是通过在母材上激光堆焊由镍系合金或钴系合金构成的耐蚀耐磨损性合金的粉末而形成的，该增厚层具有金属硼化物分散于结合相中的金属组织。该唇部具有高品质及高耐久性。还能抑制T型模具的制造成本至较低程度。

Description

T型模具及其制造方法
技术领域
本发明涉及T型模具（T-die）及其制造方法，所述T型模具具有狭缝状排出口，用于形成由树脂材料构成的膜或片。
背景技术
作为树脂膜的制造方法之一，有一种使用被称为T型模具的具有狭缝状孔口（排出口）的模具来将熔融树脂挤出的方法。特别是光学用途的树脂膜，要求具有较高的膜厚均一性以及没有模具痕线（挤出方向的纵纹）。因此，被用于该用途的T型模具要求：T型模具内部的熔融树脂流路的内壁面平滑，熔融树脂的摩擦小；孔口末端的唇部的尺寸精度高且为锐利边缘；而且具有将这种状态长期维持的高耐久性。应此要求，以往是在熔融树脂流路设置硬质铬镀覆层等覆层，在唇部设置更硬的硬质覆层。
专利文献1中记载了下述内容：将作为硬质粒子的WC粒子和作为粘结剂的Ni、Co或Cr混合而成的合金所构成的WC系覆层，通过熔射设置于唇部。在唇部以外的熔融树脂流路的内壁面上，设置有硬质铬镀覆层。但是，由于这种覆层比较脆，熔射后通过磨削及研磨加工精加工边缘部时，容易产生剥离、龟裂或缺口等缺陷。这种缺陷会成为模具痕线产生的原因。而且，WC系覆层和硬质铬镀覆层的密合性不佳，因此还有在该2个层之间产生剥离或龟裂的危险。
专利文献2中，形成有借助陶瓷系粘接剂将由超硬合金构成的平板状的唇部件粘接于主体部件的T型模具。由此，能将唇边缘精加工成锐利边缘。但是，超硬合金和硬质铬镀覆层的密合性不佳，而且因为有粘接部而难以对唇部以外进行镀覆精加工。此外，为了确保充分的粘接强度，需要将粘接面积加大，因此需要增大超硬合金部分，所以材料成本提高。
专利文献3及4中记载了下述内容：在奥氏体-铁素体双相不锈钢合金所构成的模具主体上，通过HIP （Hot Isostatic Press：热等静压）处理，借助烧结同时扩散接合而结合耐蚀耐磨损性合金的粉末，形成唇部。含有B （硼）的镍系合金或钴系合金被作为耐蚀耐磨损性合金使用。在唇部以外的熔融树脂流路的内壁面上设置有硬质铬镀覆层。通过专利文献3、4记载的方法所得的唇部，金属组织致密且少缺陷，因此能将边缘部形成为高精度的锐利边缘。但是，在专利文献3、4记载的方法实施时，需要非常复杂、昂贵、大型的制造设备。而且，在HIP处理时，由于将模具主体暴露于例如1300℃、 130MPa这样的高温高压，因此模具主体产生变形及弯曲。因此，需要对模具主体实施预估了相应量的加工（特别参照专利文献3）。即，在专利文献3、4的方法实施时，会有耗费大量时间及成本的问题。
专利文献1：日本特开2006-224462号公报。
专利文献2：日本特开2007-196630号公报。
专利文献3：日本特开2012-20434号公报。
专利文献4：日本特开2011-235500号公报。
发明内容
本发明提供一种T型模具及其制造方法，所述T型模具的唇部具有高品质和高耐久性，还能以较低的成本制造。
根据本发明，提供一种T型模具，具备模具本体，所述模具本体在内部具有流动性材料流路，并且在所述流动性材料流路的末端部具有唇部，所述唇部形成狭缝状的排出部，其中，在所述唇部的至少边缘部设置有增厚层，所述增厚层是通过在母材上激光堆焊耐蚀耐磨损性合金的粉末形成的，所述耐蚀耐磨损性合金的粉末由镍系合金或钴系合金构成。在一优选技术方案中，所述增厚层具有金属硼化物或金属碳化物分散于结合相中的金属组织。
在上述T型模具的一优选技术方案中，在与所述增厚层连续的所述流动性材料流路的内壁面上设置有镀覆层。本发明还提供这种具有镀覆层的T型模具的制造方法。该制造方法特征为，具备以下工序：准备具有第1面、第2面及第3面的坯件，所述第1面成为唇对接面，所述第2面成为唇端面，所述第3面连接所述第1面和所述第2面且相对于所述第1面及所述第2面倾斜；在所述第3面上，激光堆焊耐蚀耐磨损性合金的粉末从而形成增厚层；然后，将所述坯件的所述第1面及所述第2面、和所述增厚层的与该第1面及第2面相邻的部分一起磨削；然后，在所述增厚层的所述表面以及所述坯件的所述第1面上，形成镀覆层；然后，磨削镀覆层，使所述增厚层露出，并且使所述增厚层具有与所述坯件的所述第1面上的镀覆层表面位于同一平面的表面。
附图说明
图1是本发明一实施方式的T型模具的纵剖视图，（a）为整体图，（b）为放大表示（a）所示唇边缘附近的图。
图2是表示图1所示T型模具的模具主体的内壁面的侧视图。
图3是对图1所示T型模具的制造方法进行说明的图。
图4是对用于形成增厚层的激光堆焊进行说明的图。
图5是通过激光堆焊形成的增厚层的显微镜照片。
图6A是表示通过激光堆焊形成的层的硬度分布的图表。
图6B是表示通过HIP形成的层的硬度分布的图表。
具体实施方式
以下，参照附图对发明的实施方式进行说明。
如图1及图2所示，T型模具1具有由一对模具部件3、4构成的模具主体2。在模具部件3、4之间形成有熔融树脂流路（流动性材料流路）5。熔融树脂流路5从上游侧起依次具有流入部6、集流腔部7及狭缝状的排出部8。位于T型模具1的长度方向中央部的流入部6连接于未图示的挤出机，从该流入部6将熔融树脂供给到熔融树脂流路5内。被供给的熔融树脂流入沿T型模具1的长度方向延伸的大致圆形截面的集流腔部7，沿T型模具1的长度方向扩展后，流入狭缝状的排出部8，再从排出部8的开口端缘以膜的形态挤出至未图示的辊上。各模具部件3、4的排出部8的开口端缘附近的部分被称为唇部9。图2中，附图标记6a、7a、8a表示分别面对流入部6、集流腔部7、排出部8的模具部件3（4）的壁面。另外，本领域技术人员众所周知，挤出成形机包含：将粉末或颗粒状的树脂原料熔融并挤出的挤出机主体（图中未示出）、安装于挤出机主体的排出口的上述T型模具、以及承接从T型模具挤出的膜状树脂的辊（图中未示出）。
T型模具1的唇部9由增厚层10形成，增厚层10通过用耐蚀性及耐磨损性良好的合金粉末进行粉末激光堆焊而与母材即模具部件3、4接合。增厚层10在各图中绘成梨皮图案来表示。在面对熔融树脂流路5的模具部件3、4的表面（内壁面）上形成有镀覆层20。而且，在与唇部9连续的模具部件3、4的下表面上也形成有镀覆层20。特别是在图1（b）中明确地显示的那样，镀覆层20被设置成与增厚层10连续。
镀覆层20优选为与熔融树脂之间的摩擦较小，且具有即使暴露于熔融树脂流也不容易损耗的耐磨损性。而且，在从熔融树脂产生腐蚀性气体的情况下，镀覆层20还优选具有不容易被该腐蚀性气体腐蚀的耐蚀性。具体而言，镀覆层20能够设为硬质铬镀覆层。镀覆层20只要具备上述特性即可采用，例如也可以是无电解镍镀覆层。
形成增厚层10的材料优选为由镍系合金或钴系合金构成的粉末。镍系合金或钴系合金大多耐蚀性、耐磨损性优异，适用于树脂成型的用途。镍系合金或钴系合金与能够适用于作为模具主体材料的钢铁材料之间的接合力优异，适合作为熔接增厚材料。作为镍系合金或钴系合金，在市场上出售有各种组分的材料，能够对应重视的特点（例如耐磨损性、耐蚀性、锐利边缘（エッジ）的形成容易性、韧性、对模具主体的接合性）选择材料。特别是添加有B（硼）或C（碳）的镍系合金或钴系合金，具有B化合物或C化合物分散于结合相中的金属组织，因此合金的硬度高，而且耐磨损性优异。一般来说，硬度高的材料和硬度不高的材料相比，能够使边缘部更锐利（锐利边缘化），从这一点来看也适合作为T形模具的唇部的材料。
举以下4个例子表示适合作为增厚层10的材料的镍系合金粉末的组分。
（Ni系合金-1）
71.65wt%Ni-20.0wt%Mo-3.1wt%B-5.2wt%Si-0.05wt%C
（Ni系合金-2）
65.92wt%Ni-20.5wt%Mo-5.0wt%Cu-3.3wt%B-4.7wt%Si-0.08wt%C
（Ni系合金-3）
54.14wt%Ni-22.5wt%Mo-9.5wt%W-5.0wt%Cu-2.8wt%B-5.4wt%Si-0.66wt%C
（Ni系合金-4）
57.0wt%Ni-16.5wt%Cr-17.0wt%Mo-5.0wt%Fe-4.5wt%W
举以下2个例子表示适合的钴系合金粉末的组分。
（Co系合金-1）
68.5wt%Co-20.0wt%Cr-5.1wt%W-1.5wt%Ni-3.1wt%B-1.8wt%Si
（Co系合金-2）
46.0wt%Co-30.0wt%Cr-2.5wt%C-1.0wt%Si-1.0wt%Mn-1.0wt%Mo-3.0wt%Fe-3.0wt%Ni-12.5wt%W　。
通过使用上述组分的镍系合金粉末或钴系合金粉末，能得到硬度460~900Hv的增厚层10。
如图1（b）所示，增厚层10的尺寸优选为唇对接面侧的增厚层宽度W1为0.2~1.7mm，唇端面侧的增厚层宽度W2从边缘起为0.2~2.4mm。作为优选的一个实施方式，例如唇对接面侧的增厚层宽度W1为1.2mm，唇端面侧的增厚层宽度W2为2.1mm，唇部9全长1100mm。另外，图1（b）及图3中，为了让图容易观看而将镀覆层20表示得相当厚，但实际上镀覆层20的厚度在最终产品上不到100μm，例如为几十μm，比增厚层10的厚度小很多。
以下叙述增厚层10的尺寸设定的理由。
若只考虑T型模具1的性能，则仅负担最大的唇部9的边缘部9e由增厚层10形成即足够，边缘部9e以外的熔融树脂接触部分由能够较增厚层10更廉价地形成的镀覆层20（硬质铬镀覆层、无电解镍镀覆层等）构成是毫无问题的。增厚层10的材料非常昂贵，因此就降低成本的观点而言，增厚层10的尺寸优选为不要太大。
但是，在唇部9（特别是边缘部9e）产生缺口等缺陷的情况下，可通过磨削或研磨加工修正其缺陷，因此从这一点考虑，优选将增厚层10的尺寸设定成大到某种程度。
此外，就制造技术上的观点而言，也优选为从边缘部9e 起的规定范围内由增厚层10形成。在宽度大的树脂片成形用的T型模具中，甚至有其长度方向宽度超过3米的长尺寸的T型模具，在该尺寸的情况下，就算是能以低变形施工的激光堆焊，模具部件3、4的材料仍会产生某种程度的弯曲。一旦产生模具部件厚度方向的弯曲，其修正相当困难。若将唇端面侧的增厚层宽度W2设定成某种程度较大，则即使产生模具部件厚度方向的弯曲，也能通过磨削加工将唇部9加工成直线状。另外，与模具部件厚度方向的弯曲相比，模具部件高度方向的弯曲不易产生，因此唇对接面侧的增厚层宽度W1可以比唇端面侧的增厚层宽度W2小。
此外，若增厚层10的唇对接面侧的增厚层宽度W1及唇端面侧的增厚层宽度W2小于0.2mm，则增厚层10成为边缘状，其后实施的镀覆处理中无法得到优质的镀覆皮膜，会在增厚层和铬镀覆的边界产生剥离、缺口等缺陷，因而不优选。因此，就该观点而言，增厚层宽度W1、W2优选为0.2mm以上。
此外，如后所述可知，当激光堆焊时的激光光径为2.4mm时，不会使增厚层产生龟裂、气孔，且能以高效率增厚。为了以2.4mm光径的激光效率良好地进行堆焊(没有摆动（ウィービング）等地进行1条轨迹（パス）的熔接），将堆焊面（图3所示的斜面4a）的宽度设定为2.4mm或较其稍大为佳。作为与其匹配的增厚层宽度W1、W2，能够采用W1 = 1.7mm及W2=1.7mm的组合。此外，将唇对接面侧的增厚层宽度W1设定为最小的0.2mm时，唇端面侧的增厚层宽度W2最大能够设定为2.4mm。
考虑上述内容，能够得出结论：优选将增厚层宽度W1设定为0.2~1.7mm，将增厚层宽度W2设定为0.2~2.4mm。此外，严格地说，T型模具1的最终产品优选的增厚层宽度W1、W2的值是从上述优选的增厚层宽度W1、W2的值减去镀覆层20的厚度的值，但最终产品的镀覆层20的厚度为几十μm ，比增厚层宽度W1、W2小很多，所以为了说明上的方便在此予以忽略。
唇部9的边缘部9a的半径R（参照图1（b））即边缘R，优选为1~10 μm。众所周知，对借助使用T型模具的挤出机制造的树脂膜而言，边缘R越小则厚度的偏差、脊状缺陷（模具痕线）及树脂的滞留越少。因此，边缘R为10 μm以下，是“锐利边缘”的业界标准之一。但是，在使用上述材料以下述方法制造的模具部件3、4中，若边缘R不足1μm ，则制造时、使用前后的装卸时、清扫时等，在边缘部产生缺口的频率变高，因此不经济。基于上述理由，边缘R优选为1~10μm，特别是更优选为1~2μm。
作为模具部件3、4的材料，优选使用与将上述合金粉末激光堆焊所形成的镍系合金或钴系合金的热膨胀率接近的钢材。另外，由于粉末激光堆焊对母材施加的热影响小，所以将耐热性低且低廉的构造用合金钢例如SCM420~SCM435作为母材使用也没有问题。此外，通过使用这种廉价的构造用合金钢，硬质铬镀覆处理得到有效利用。当然，必要时可改变母材钢种，例如，耐蚀性及硬度优异的马氏体系不锈钢，具体而言是SUS420J2或其类似钢种等，虽然成本高，但也可以使用。另外，上述Ni系合金及Co系合金的热膨胀率大致为10.5~12.5×10-6/℃，接近上述构造用合金钢及马氏体系不锈钢的热膨胀率，从这点看也较好。
接着，对于T型模具1的模具部件3、4的制造方法，以模具部件4为例，参照图3进行说明。
首先，准备形状大致与最终形状相同的（即仅比最终形状多出加工余量部分的）模具部件4的坯件4A(以下称为“模具坯件”)。然后，如图3（a）所示，对该模具坯件4A的将成为唇部9的边缘部的部分的附近进行倒角加工（即去除虚线所示部分）。此时的倒角量（尺寸C1及C2）优选为4mm以下。在该情况下，斜面4a的宽度为[(4)2+(4)2]1/2=5.6mm以下。若如前所述将增厚层宽度W1设定于0.2~1.7mm范围内，将增厚层宽度W2设定于0.2~2.4mm范围内，则斜面4a的宽度设定于[(0.2)2+(0.2)2]1/2~[(1.7)2+(2.4)2]1/2的范围内，即设定于约0.28mm~约3mm的范围内较好。但是，考虑到若斜面4a的宽度比激光光径（光点直径）小，则会使熔接增厚的作业性降低，因此若如前所述将激光光径设定为2.4mm，则斜面4a的宽度优选为设定于2.4mm~3mm的范围内。
接着，如图3（b）所示，在通过倒角形成的斜面4a上，通过激光堆焊堆积前述镍系合金粉末（也可以是钴系合金粉末），形成增厚层10。另外，对于激光堆焊将在后面详细叙述。
接着，如图3（c）所示，通过磨削加工去除增厚层10的一部分，以使增厚层10 具有面10b及面10c，面10b与模具坯件4A的侧面4b（唇对接面，即成为狭缝状排出部8的内表面的面）位于同一平面，面10c与下表面4c（成为唇端面的面）位于同一平面。即，去除图3（b）所示的增厚层10的比虚线更靠外侧的部分。其结果是，增厚层10 的面10b和面10c交会的部分成为边缘10e（此处为直角的边缘）。磨削加工时也可以削除模具坯件4A的一部分。另外，也可以省略使图3（b）所示的状态转变至图3（c）所示的状态的磨削加工。在该情况下，在使后面说明的图3（e）所示状态转变至图3（f）所示状态的磨削加工时削除增厚层10，由此能实现与图3（f）所示的状态等效的状态。但是，在该情况下，需要与镀覆层20同时磨削较多量的增厚层10，就加工性观点而言不优选，因此希望实行图3所示的一连串流程。
接着，作为硬质铬镀覆处理的前处理，如图3（d）所示，进行通过切削或研磨去除的底切处理，以使侧面4b及下表面4c各自较增厚层10的面10b及面10c更低。此时，与模具坯件4A相接的增厚层10的一部分也一起被去除。即，去除图3（c）所示的增厚层10 及模具坯件4A当中比虚线更靠外侧的部分。此时的底切深度U1、U2是考虑最终所得到的镀覆层20的厚度而决定的。例如，深度U1、U2设定成与最终所得到的镀覆层20的厚度大致相等或稍大的值。
接着，如图3（e）所示，在模具坯件4A的面对熔融树脂流路5的整个表面（包含侧面4b）、增厚层10以及模具坯件4的下表面4c (成为唇端面的面)上，施以硬质铬镀覆处理，形成由硬质铬镀覆层构成的镀覆层20。由于此后将进行磨削加工，因此将镀覆层20的厚度设定成与最终厚度相比充分大的值，例如100μm左右。进行硬质铬镀覆处理时，可对不需要镀覆的部分施以适当的防镀覆处理（例如遮蔽）。或者，也可在镀覆后通过磨削加工等去除不需要镀覆的部分的镀覆层。
接着，如图3（f）所示，进行磨削加工，使模具坯件4A的侧面4b及下表面4c上的硬质铬镀覆层20和增厚层10的表面10b及10c分别成为同一平面。即，去除图3（e）所示的镀覆层20当中比虚线更靠外侧的部分。从该状态进一步稍微进行磨削加工，加工锐利边缘，使得增厚层10的边缘部10e（该部分成为唇部9的边缘部9e）的边缘R为1~2μm。此时，稍微磨削增厚层10的表面10b、10c的一部分。上述磨削加工之后，可进行用于镜面精加工的研磨或抛光。另外，使用如先前例示那样的材料形成的增厚层10的硬度和韧性的平衡较好，而且与增厚层10磨削时所使用的磨具同时接触的硬质铬镀覆层20的硬度差小，因此，借助磨削形成的唇部的边缘部的锐利边缘化容易进行。实际制造中，也已确认能无问题地将边缘R加工成2μm的边缘部9e。
此外，模具坯件4A的面对熔融树脂流路5的硬质铬镀覆表面，特别是面对集流腔部的表面及面对狭缝状排出部的硬质铬镀覆表面，优选通过抛光研磨等进行镜面精加工。
上述一连串的增厚层10及镀覆层20的形成处理结束后，通过将模具坯件4A整体加工（切削加工、磨削加工及镜面精加工等）成规定的最终形状，完成模具部件4的制作。模具部件3也能够同样地制造。另外，由于由激光堆焊产生的模具坯件4A整体的热变形非常小，因此设置于模具坯件4A的加工余量也可以非常小，而且根据情况，也可以在将模具坯件4A大部分加工成规定的最终形状后进行激光堆焊及镀覆处理。
另外，上述说明中，各模具部件3、4是作为由单一构件构成的模具部件进行说明的，但例如在形成大型的模具部件等情况下，也可由多个构件构成模具部件。例如，也可以将从唇部9起规定范围（例如包含唇对接面及唇端面的范围）内的部分作为1个构件（具有上述增厚层10及镀覆层20的唇部件）形成，将该唇部件与其他构件用螺栓结合等方式结合来构成模具部件。
接着，参照图4对激光堆焊进行说明。图4是表示适于用来形成上述增厚层10的激光堆焊装置的一例的说明图。由激光振荡器101激发的激光光线经由反射镜102及聚光透镜103，照射于应增厚的母材即模具坯件4A的斜面4a上。此时，控制焦点位置，使得所照射的激光光线的焦点不位于模具坯件4A的表面上(使其不对焦于母材A的表面上)。焦点位置处的激光光径例如可设定为约2.4mm。
朝向模具坯件4A上的增厚对象部位，将一对原料粉末供给喷嘴104以规定角度倾斜地安装。在原料粉末容器105内设置有储存原料粉末的料斗106，来自料斗106的原料粉末流出量被控制盘107控制。作为原料粉末，如前所述优选为镍系合金粉末或钴系合金粉末，进一步考虑到流动度而优选为球状雾化粉末。从料斗106流出的原料粉末与从载气供给源108供给的非活性气体等非反应性气体所构成的载气一起，从原料粉末供给喷嘴104供给至增厚对象部位。原料粉末被激光光线的能量熔解，在模具坯件4A上堆积。此时，从保护气体供给源109将由非活性气体等非反应性气体构成的保护气体，经由保护气体喷嘴110供给至增厚对象部位周围。因而，不需要收纳熔接装置的真空室等大型设备。模具坯件4A被夹具111保持。通过在夹具111上设置驱动机构，使模具坯件4A朝垂直于纸面的方向移动，能使增厚位置移动。也可通过使激光增厚装置（光学系统及喷嘴）移动来使增厚位置移动。
以下对激光堆焊的具体条件进行叙述。特别是对加入B（硼）而硬质且高性能但是熔融凝固等时容易龟裂的镍系合金粉末或钴系合金这种材料而言，优选的是，将前述激光照射强度调整成，照射于前述母材的表面的激光入射能量为30~150J/mm2。在入射能量小于30J/mm2的情况下，由于热量不足而容易产生粉末的熔融不足及与母材的接合不足。另一方面，在入射能量大于150J/mm2的情况下，母材的最表面过度地熔融，使得母材的成分元素特别是Fe（铁）非常大量地扩散至增厚层内，以致增厚层的组分变得与金属粉末的组分有很大差异，从而无法得到所希望的特性。进而，由于熔融过多，凝固收缩的程度变大，从而格外容易产生龟裂。
以激光功率为1300W、喷嘴移动速度为480mm/mim、入射能量为86J/mm2为例，作为优选的堆焊条件。在该条件下使用上述（Ni系-1）合金形成增厚层时，在增厚层的边缘部附近，硬度为746Hv，从而获得了易于进行锐利边缘加工的硬度。对于在超出上述激光的优选入射能量范围的范围中，使用上述（Ni系-1）合金形成增厚层的结果，也一并叙述。在激光功率为800W、喷嘴移动速度为240mm/mim、入射能量为172J/mm2的条件下进行熔接时，增厚层中的Fe含量变成超过30%，即Fe（铁）成为增厚层的主成分。在该情况下，硬度为458Hv左右，而且增厚层也有产生龟裂的情况。当然以这种组分，也无法期待耐蚀性。此外，以激光功率为800W、喷嘴移动速度为1440mm/mim、入射能量为29J/mm2的条件进行熔接时，增厚层大量出现孔洞、气孔等缺陷，此外熔融及接合不足，在精加工过程中，从母材脱落了。
根据上述实施方式，能得到以下优异的效果。
为了形成增厚层10而采用的激光堆焊，是利用高能量密度的激光光线，通过局部地熔解金属进行熔接，因此能将对于母材（模具坯件）施加的热影响抑制至较低程度。此外，作为增厚材料，并非是棒状、金属线状或填料状的材料，而是使用粉末状材料，由此，能缩小增厚宽度，所以进入母材的热量减少，所以能在不对母材造成不良影响的情况下用耐磨损性金属增厚覆盖母材表面。
此外，激光堆焊中，原料粉末熔融后急冷凝固，因此凝固后的金属组织非常地微细且质地均匀。根据霍尔-佩奇（Hall-Petch）定律等，微细的金属组织的硬度也会提升。特别是前述Ni系合金-1~3及Co系合金-1或与其类似组分的合金，有B化合物（金属硼化物）等硬质粒子析出，但该硬质粒子的粒径在0.1μm以下，非常地微细且质地均匀。此处在图5中，表示由通过激光堆焊形成的前述Ni系合金-1所构成的硬质覆层（增厚层10）的金属组织照片。从该照片也可知，形成有微细的金属硼化物（照片例中为Mo硼化物、Ni-Mo硼化物、Ni硼化物）等硬质粒子分散于结合相（本例中是Ni中固溶有Mo及Si的相）中的金属组织。另外，出现的硬质粒子的组分依合金成分而改变，但此处使用的合金，在“作为硬质粒子包含金属硼化物及金属碳化物中的至少一方”这点上是共通的。
通过激光堆焊形成的硬质覆层具有非常微细且质地均匀的组织，因此与使用相同的合金以HIP法或熔射法形成的硬质覆层相比，由硬质粒子的分散状况引起的硬度不均减少。HIP法或熔射法不使原料粉末完全熔融，也不急冷凝固，因此硬质粒子的粒径大半为1μm以上。已知以HIP法及熔射法形成的硬质覆层中，有硬质粒子的部位和没有硬质粒子的部位一般会存在200Hv以上的硬度差异。相对于此，通过激光堆焊形成的金属组织微细且质地均匀，因此硬质覆层内的硬度离散非常小，在40Hv以下。此处，将以激光堆焊形成的硬质覆层的硬度分布表示于图6A，将以HIP法形成的硬质覆层的硬度分布表示于图6B。显而易见，以激光堆焊形成的硬质覆层的硬度离散较少。
此外，通过激光堆焊形成的金属组织微细且质地均匀，因此能使研磨等最终精加工后的表面粗糙度非常小。具体而言，例如，前述Ni系合金-1，通过激光堆焊形成的硬质覆层的表面粗糙度能通过进行抛光精加工缩小至Ra0.01左右，与之相对，通过HIP法形成的硬质覆层的表面粗糙度只能缩小至Ra0.02左右。前述Ni系合金-2~3及Co系合金-1也显示出同样的倾向。此外，通过激光堆焊形成的金属组织微细且质地均匀，因此能将唇部9的边缘部9e精加工成边缘R为1~几μm等级的锐利边缘。
此外，激光堆焊与HIP处理（参照背景技术）不同，不需要将烧结部周围密封室化、对密封室内填充合金粉末及对密封室进行脱气密封处理等非常繁琐的前置工序。此外，激光堆焊与HIP处理不同，不需要能将模具坯件整体置于高温高压下（例如1300℃、130MPa）的大型且昂贵的设备。
此外，激光堆焊与HIP处理不同，不需要将模具坯件整体升温至所要接合的合金的熔融温度附近，而只要将激光光线照射部附近局部地加热，因此模具坯件（例如钢铁材料）的弯曲非常小或小至能忽略的程度，不需要预估了热变形的模具坯件的加工，或者最小限度预估即可。
此外，从与前述HIP处理的比较也可知，与通过熔射得到的硬质覆层（增厚层）相比，通过激光堆焊形成的增厚层10有以下优势：（1）更强韧，磨削或研磨时不会产生缺口、剥离或龟裂等，（2）而且增厚层10和硬质铬镀覆层20的边界部不会产生接合强度降低或结合缺陷，进而（3）由增厚层10构成的唇部9的表面粗糙度大幅度地改善。
此外，通过激光堆焊形成的增厚层10具有熔入作为母材的模具本体3、4的部分，因此与通过熔射形成的增厚层相比，与母材接合的强度变得格外大。
在唇部9、特别是在其边缘部9e产生缺口等损伤时，能够通过进行增厚层10 （硬质铬镀覆层20也一起）的磨削加工进行修补，直到该损伤无法判别。一般在产生超过0.01mm的缺口时即为容许范围外，应进行修补。该修补在最初形成的增厚层10及硬质铬镀覆层20消失前可进行任意次。另外，硬质铬镀覆层20通过进行换极处理（镀覆剥离处理）及再镀覆处理能够廉价地复原。
在唇部9产生较大的缺陷时，只要其缺陷的大小不超过增厚层10的宽度W1、W2，即能通过激光堆焊填补其缺陷。使用图4所示的激光堆焊装置，通过变更激光的对焦位置使激光光径变化，能将缺陷逐点地且瞬间地修补。由于修补部隆起，故进行磨削加工使得该修补部与周边部分成为同一平面。另外，即使通过激光堆焊进行修补，其热影响也是局部性的。因此，周围的铬镀覆层20不会受到不良影响，所以不需进行镀覆剥离或再镀覆即能修补成与新品同样的状态。此外，也不会由于修补时的热影响使模具部件3、4变形。即，修补工期较短，修补后的模具部件品质也较好。此外，由于几乎不会产生超过增厚层10的宽度W2（在上述实施方式的情况下，最大为2.4mm）的大缺口，因此能通过任何一种上述修补方法进行对应。
另外，上述实施方式中，T型模具是用于熔融树脂的挤出的，但也可用于涂敷液的排出。
附图标记说明
1 T型模具；2 模具本体；3、4 模具部件；4A 坯件、母材（模具坯件）；4a 第3面（斜面）；4b 第1面（成为唇对接面的面）；4c 第2面（成为唇端面的面）；5 (流动性材料流路）熔融树脂流路；8 排出部；9 唇部；9e 唇部的边缘部；10 增厚层；10b、10c 增厚层的表面；10 增厚层的边缘部；20 镀覆层。

Claims (7)

1. 一种T型模具，具备模具本体，所述模具本体在内部具有流动性材料流路，并且在所述流动性材料流路的末端部具有唇部，所述唇部形成狭缝状的排出部，其特征在于，
在所述唇部的至少边缘部设置有增厚层，所述增厚层是通过在母材上激光堆焊耐蚀耐磨损性合金的粉末形成的，所述耐蚀耐磨损性合金的粉末由镍系合金或钴系合金构成。
2. 如权利要求1所述的T型模具，其特征在于，
在与所述增厚层连续的所述流动性材料流路的内壁面上，设置有镀覆层。
3. 如权利要求1或2所述的T型模具，其特征在于，
所述增厚层具有金属硼化物或金属碳化物分散于结合相中的金属组织。
4. 如权利要求1至3中任意一项所述的T型模具，其特征在于，
所述增厚层从所述唇部的边缘沿着唇对接面以0.2~1.7mm的范围的第1宽度扩展，且从所述唇部的边缘沿着唇端面以0.2~2.4mm的范围的第2宽度扩展。
5. 一种挤出成形机，其特征在于，
具备如权利要求1至4中任意一项所述的T型模具。
6. 一种方法，是制造如权利要求2所述的T型模具的方法，其特征在于，具备以下工序：
准备具有第1面、第2面及第3面的坯件，所述第1面成为唇对接面，所述第2面成为唇端面，所述第3面连接所述第1面和所述第2面且相对于所述第1面及所述第2面倾斜；
在所述第3面上，激光堆焊耐蚀耐磨损性合金的粉末从而形成增厚层；
然后，将所述坯件的所述第1面及所述第2面、和所述增厚层的与该第1面及第2面相邻的部分一起磨削；
然后，在所述增厚层的所述表面以及所述坯件的所述第1面上，形成镀覆层；
然后，磨削镀覆层，使所述增厚层露出，并且使所述增厚层具有与所述坯件的所述第1面上的镀覆层表面位于同一平面的表面。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第3面的宽度为0.28mm以上3mm以下。
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