JP2007029992A - Die and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は金型に関し、特に、供給された潤滑剤の保持性能の高い金型及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a mold, and more particularly, to a mold having high retention performance for a supplied lubricant and a method for manufacturing the same.
従来、ワークを成形するための種々の金型やその金型による成形方法が提案されている。例えば、特許文献1には、オリフィスバックシートとオリフィスシートからなるインクジェットノズルの製造方法とその製造方法に用いられるポンチ( 金型に相当) が記載されている。このインクジェットノズルの製造方法においては、ダイス上に載置されたシートに円錐状のポンチの先端部をプレスして、ポンチの先端の形状と同じ凹部をシートに形成し、その後、ポンチが打ち込まれた面とは反対側の面に形成された凸部をラップ盤により研削してシートに微細穴を形成し、オリフィスバックシートを製造する。
しかし、特許文献1の技術では、ポンチ、特にポンチのうちでもシートと接触する部分は破損や摩耗が激しく、ポンチの寿命が短いといった問題が生じていた。特に、インクジェットノズルのノズル穴のように数μm〜数十μm程度の微細加工をプレスによって成形加工する場合には、ポンチの先端部も同程度の細さになるため、破損や摩耗などによりポンチの寿命が非常に短くなっている。
そこで、近年、シートと接触する部分に耐磨耗処理としてDLC被膜などの耐磨耗硬質素材を被覆し、DLC被膜の一部を除去した部分に潤滑剤を供給しつつ、ワークを成形する加工方法が採用されている。
しかし、このようにDLC被膜の一部を除去した部分に潤滑剤を供給しても、DLC被膜に対する潤滑剤の吸着力が低いこと等を要因とし、潤滑剤の油膜の保持性能は低く、金型の寿命を延ばすのにも限界があった。
However, in the technique of Patent Document 1, there is a problem that punches, in particular, portions of the punches that come into contact with the sheet are severely damaged or worn, resulting in a short punch life. In particular, when forming a microfabrication of about several μm to several tens of μm, such as a nozzle hole of an ink jet nozzle, using a press, the tip of the punch is also made as thin as possible. The life of the is very short.
Therefore, in recent years, the part that comes into contact with the sheet is coated with a hard-wearing material such as a DLC film as a wear-resistant treatment, and the workpiece is molded while supplying a lubricant to the part from which a part of the DLC film has been removed. The method is adopted.
However, even if the lubricant is supplied to the part from which the DLC film has been partially removed in this manner, the retention performance of the lubricant oil film is low due to the low adsorption force of the lubricant to the DLC film. There was also a limit to extending the life of the mold.
本発明の目的は、DLC被膜の一部を除去した部分を特殊なエッチングパターン形状とすることにより、潤滑剤の保持性能が高く耐久性に優れた高寿命の金型及びその製造方法を提供しようとするものである。 An object of the present invention is to provide a long-life mold having high lubricant retention performance and excellent durability, and a method for manufacturing the same, by forming a part of the DLC film from which a part has been removed into a special etching pattern shape. It is what.
請求項1の金型は、ワークとの間に潤滑剤を介在させた状態でワークの成形加工に用いる金型において、前記金型の表面のうちの少なくともワークと接触する成形型面には、金型の母材よりも硬質のDLC被膜からなる硬質被膜が形成され、前記成形型面には、規則的な配列パターンにて徴小深さの複数の潤滑剤溜が形成され、前記潤滑剤溜は、金型の摺動方向に尖った少なくとも1つの鋭角部を有し、前記鋭角部の底部には、金型の摺動方向に鋭角部の先端にいく程浅くなる傾斜面を設けたものである。 The mold according to claim 1 is a mold used for molding a workpiece in a state where a lubricant is interposed between the mold and the workpiece. A hard film made of a DLC film harder than the base material of the mold is formed, and a plurality of lubricant reservoirs having a small depth are formed in a regular arrangement pattern on the mold surface, and the lubricant The reservoir has at least one acute angle portion sharp in the sliding direction of the mold, and a bottom surface of the acute angle portion is provided with an inclined surface that becomes shallower toward the tip of the acute angle portion in the sliding direction of the mold. Is.
この金型の表面のうち少なくともワークと接触する成形型面に、徴小深さの潤滑剤溜を規則的な配列パターンで形成するので、供給された潤滑剤が潤滑剤溜に溜められ金型とワークとの間に介在した状態、すなわち潤滑性が保持された状態で、ワークが成形加工される。さらに、潤滑剤溜は、金型の摺動方向に尖った少なくとも1つの鋭角部を有し、鋭角部の底部には、金型の摺動方向に鋭角部の先端にいく程浅くなる傾斜面を設けたので、潤滑剤が潤滑剤溜の鋭角部から成形型面へ流れ出し易くなり、潤滑性が向上する。 A lubricant reservoir with a small depth is formed in a regular arrangement pattern on at least the molding die surface that comes into contact with the workpiece, so that the supplied lubricant is stored in the lubricant reservoir. The workpiece is molded in a state of being interposed between the workpiece and the workpiece, that is, in a state where the lubricity is maintained. Further, the lubricant reservoir has at least one acute angle portion that is pointed in the sliding direction of the mold, and the bottom surface of the acute angle portion has an inclined surface that becomes shallower toward the tip of the acute angle portion in the sliding direction of the mold. Since the lubricant is provided, the lubricant can easily flow out from the acute angle portion of the lubricant reservoir to the mold surface, and the lubricity is improved.
請求項2の金型は、請求項1の発明において、前記潤滑剤溜は、金型の摺動方向に尖った1対の鋭角部を有することを特徴とするものである。この金型によれば、金型が摺動する際の往動時だけでなく復動時にも潤滑剤が鋭角部を介して成形型面へ流れ出し易くなるので、潤滑性が向上する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the lubricant reservoir has a pair of acute angle portions sharp in the sliding direction of the mold. According to this mold, since the lubricant easily flows out to the mold surface through the acute angle portion not only during the forward movement when the mold slides but also during the backward movement, the lubricity is improved.
請求項3の金型は、請求項1又は2の発明において、前記潤滑剤溜は、前記DLC被膜を除去することにより形成されているものである。この金型によれば、潤滑剤の吸着力の低いDLC被膜を除去しているので、潤滑剤溜に潤滑剤を確実に溜めることができ、潤滑剤溜は微小深さに形成されているので、ワークの成形加工に影響を与えない。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the lubricant reservoir is formed by removing the DLC film. According to this mold, since the DLC film having a low adsorbing power for the lubricant is removed, the lubricant can be reliably stored in the lubricant reservoir, and the lubricant reservoir is formed at a very small depth. Does not affect the work forming process.
請求項4の金型は、請求項1から請求項3の発明において、前記潤滑剤溜は、前記成形型面のうち成形時にワークに先に接触する先端にも形成されているものである。この金型によれば、金型の先端部にも潤滑剤を確実に供給することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the present invention, the lubricant reservoir is also formed on the tip of the molding die surface that comes into contact with the workpiece first during molding. According to this mold, the lubricant can be reliably supplied also to the tip portion of the mold.
請求項5の金型は、請求項1から請求項4の発明において、前記金型は、プレス金型である。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention of the first to fourth aspects, the mold is a press mold.
請求項6の金型製造方法は、ワークの成形加工に用いる金型部材を有する金型を製造する方法において、前記金型部材の表面にその母材よりも硬質のDLC被膜を形成する被膜形成工程と、前記金型部材の表面に集束イオンビーム又はレーザーにより、金型の摺動方向に尖った少なくとも1つの鋭角部を有する徴小深さの潤滑剤溜を規則的な配列パターンにて形成する潤滑剤溜形成工程とを備えたものである。
この金型の製造方法によれば、被膜形成工程において、母材よりも硬質のDLC被膜を形成し、次に、潤滑剤溜形成工程において、潤滑剤の保持性能を高めるために、集束イオンビーム又はレーザーにより規則的な配列パターンの徴小深さの潤滑剤溜を金型部材の表面に形成し、ワークの成形加工に用いる金型が製造される。
The mold manufacturing method according to claim 6 is a method for manufacturing a mold having a mold member used for forming a workpiece, wherein a film forming a DLC film harder than a base material on the surface of the mold member is formed. Forming a small-sized lubricant reservoir having at least one acute angle point sharp in the sliding direction of the mold in a regular array pattern on the surface of the mold member by a focused ion beam or laser And a lubricant reservoir forming step.
According to this mold manufacturing method, a DLC film that is harder than the base material is formed in the film forming process, and then, in the lubricant reservoir forming process, a focused ion beam is used to enhance the retention performance of the lubricant. Alternatively, a lubricant reservoir having a small depth of a regular arrangement pattern is formed on the surface of the mold member by a laser, and a mold used for workpiece forming is manufactured.
請求項1の発明によれば、金型の成形型面に、金型の母材よりも硬質のDLC被膜からなる硬質被膜を形成し、金型の摺動方向に尖った少なくとも1つの鋭角部を有し、鋭角部の底部には、金型の摺動方向に鋭角部の先端にいく程浅くなる傾斜面を設けた潤滑剤溜を規則的な配列パターンで設けた。摩擦係数が非常に低いDLC被膜を金型の形成型面に形成することで、金型の摩耗を防ぐとともに、耐久性に優れた長寿命の金型を実現することができる。また、潤滑剤溜の摺動方向の両端部が先細り形状に形成されているので、潤滑剤が潤滑剤溜の鋭角部から成形型面へ流れ出し易くなり、成形型面の全域に潤滑剤を供給することができるので、潤滑性が向上する。また、金型とワークとの接触面で高い潤滑性を維持することで、耐磨耗性や耐久性の優れた高寿命の金型を実現することができる。 According to the first aspect of the present invention, at least one acute angle portion sharp in the sliding direction of the mold is formed on the mold surface of the mold by forming a hard film made of a DLC film harder than the mold base material. In the bottom of the acute angle portion, a lubricant reservoir provided with an inclined surface that becomes shallower toward the tip of the acute angle portion in the sliding direction of the mold was provided in a regular arrangement pattern. By forming a DLC film having a very low friction coefficient on the mold forming surface, it is possible to prevent the mold from being worn and realize a long-life mold having excellent durability. In addition, since both ends in the sliding direction of the lubricant reservoir are formed in a tapered shape, the lubricant can easily flow out from the acute angle portion of the lubricant reservoir to the mold surface, and the lubricant is supplied to the entire mold surface. Therefore, lubricity is improved. In addition, by maintaining high lubricity at the contact surface between the mold and the workpiece, a long-life mold having excellent wear resistance and durability can be realized.
請求項2の発明によれば、潤滑剤溜を金型の摺動方向に尖った1対の鋭角部を有するように形成したので、金型が摺動する際の往動時も復動時にも潤滑剤が鋭角部を介して成形型面へ流れ出し易くなり、成形型面の全体に潤滑剤を循環させることができる。 According to the second aspect of the present invention, the lubricant reservoir is formed to have a pair of sharp corners that are pointed in the sliding direction of the mold. However, the lubricant can easily flow out to the mold surface via the acute angle portion, and the lubricant can be circulated throughout the mold surface.
請求項3の発明によれば、潤滑剤の吸着力の低いDLC被膜を除去することにより潤滑剤溜を形成したので、潤滑剤が過剰に流出するのを防ぎ、潤滑剤溜に潤滑剤を確実に溜めることができ、ワークの成形に伴って、潤滑剤が潤滑剤溜から少しずつ流出する。また、潤滑剤溜は微小深さに形成されているので、ワークの成形加工に影響を与えない。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、成形時にワークに先に接触し、ワークからの押圧力が大きく、破損の多い部分である成形型面の先端部にも、規則的な配列パターンにて徴小深さの複数の潤滑剤溜を形成することで、金型の先端部にも潤滑剤を確実に供給することができ、金型の強度を維持しつつ、金型の潤滑性を向上させることができる。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、請求項1〜4と同様の効果を奏することができる。
According to invention of
請求項6の発明により製造された金型は、請求項1の発明と同様の効果を奏することができ、硬質被膜として摩擦係数の低いDLC被膜を形成することで、金型の成形型面の摩耗を低減することができ、且つ微細加工が可能な集束イオンビーム又はレーザーにより潤滑剤溜を形成することで、微細な潤滑剤溜を迅速に、且つ正確に形成することができる。 The mold manufactured by the invention of claim 6 can achieve the same effect as that of the invention of claim 1, and by forming a DLC film having a low coefficient of friction as a hard film, the mold surface of the mold can be obtained. By forming the lubricant reservoir with a focused ion beam or laser capable of reducing wear and enabling microfabrication, a fine lubricant reservoir can be formed quickly and accurately.
本願の発明は、ワークとの間に潤滑剤を介在させた状態でワークの成形加工に用いる金型において、金型の表面のうちの少なくともワークと接触する成形型面に特殊なエッチングパターン形状の徴小深さの潤滑剤溜を形成したことを特徴とするものであり、本願の発明は、その金型及び金型の製造方法を含むものである。 The invention of the present application is a mold used for molding a workpiece in a state where a lubricant is interposed between the workpiece and the workpiece, and at least one of the mold surfaces has a special etching pattern shape on the molding die surface that contacts the workpiece. A lubricant reservoir having a small depth is formed, and the invention of the present application includes the mold and a method of manufacturing the mold.
以下、本願の発明の実施例について、図面を参照して説明する。本実施例は、インクジェットプリンタのノズルプレートを成形加工するためのプレス金型及びそのプレス金型の製造方法に本発明を適用した一例であり、特に、プレス金型の潤滑油保持性能を高め、ノズルプレート素材との間に潤滑剤を介在させた状態で成形加工することを可能にするものである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment is an example in which the present invention is applied to a press mold for molding a nozzle plate of an inkjet printer and a method for manufacturing the press mold, and in particular, the lubricating oil retention performance of the press mold is enhanced, It is possible to perform molding with a lubricant interposed between the nozzle plate material and the nozzle plate material.
最初に、プレス金型1について説明する。図1に示すように、プレス金型1は、本体部とその下端部分に形成された成形に供する成形型部4を有し、本体部は円錐部1aとその下端から下方へ延びる円柱部1bを有し、成形型部4でノズルプレート16を成形加工するものである。
First, the press die 1 will be described. As shown in FIG. 1, the press die 1 has a main body portion and a
図2はプレス金型1の先端部分の成形型部4の拡大斜視図であるが、図2に示すように、成形型部4は、円柱部1bの下端に連なる部分円錐状のテーパ部2と、このテーパ部2の下端に連なる円柱状のポンチ部3とを一体形成したものである。尚、テーパ部2の表面、ポンチ部3の表面及び先端部1cが、ノズルプレート素材と接触する成形型面5に相当する。
FIG. 2 is an enlarged perspective view of the
テーパ部2は、プレス金型1の本体部の円柱部1b( 直径約50μm) の下端から、ポンチ部3( 直径約20μm) の上端に亙って直径が小さくなるように形成されている。ポンチ部3は、ノズルプレート16のノズル孔17の吐出口17a( 図6参照) を成形できるように直径約20μmの円柱状に形成されている。
The
図3に示すように、成形型部4をなすテーパ部2とポンチ部3の構造について説明する。テーパ部2とポンチ部3は、本体部と一体の金型部材7と、Cr(クロム)被膜8と、DLC( ダイヤモンドライクカーボン) 被膜9からなる。金型部材7は、プレス金型1の母材であり、この金型部材7は高硬質のクロムモリブデン鋼(SCM415)からなる金型素材を金型部材7の形状に切削加工後浸炭焼入れを施したものである。
As shown in FIG. 3, the structure of the
Cr被膜8は、金型部材7の表面からDLC被膜9が剥離するのを防ぐために、金型部材7の表面に約0. 5μmの厚さに形成されている。このCr被膜8は、後述するように潤滑剤溜11を形成するためにDLC被膜9の一部が除去されても残り、Cr被膜8は金型部材7を覆って金型部材7を酸化や破損などから保護する。尚、Cr被膜8とDLC被膜9が硬質被膜に相当し、Cr被膜8はDLC被膜9と金型部材7との間に形成されている。
The
DLC被膜9は、金型部材7を構成するクロムモリブデン鋼よりも硬質の被膜であって、Cr被膜8の外周面に約1. 5μmの厚さに形成されている。このDLC被膜9は、被膜形成時の水素含有量によってその硬度を調整することができ、HV( ビッカース硬さ) で、数100からダイヤモンドのHVに近い8000程度の高硬度被膜に形成することができ、本構成では、Cr被膜8(HV200)や金型部材7(HV200)よりも高硬度なDLC被膜9(HV800)が形成されている。DLC被膜9の摩擦係数は約0. 1以下であり、耐摩耗性及び摺動性において非常に優れた被膜である。尚、Cr被膜8とDLC被膜9の厚さは一例に過ぎず、前記の値よりも小さくてもよく、大きくてもよい。
The
成形型面5に潤滑剤を溜めて潤滑剤の保持性能を高め、ノズルプレート16と成形型面5との接触面の摩擦抵抗を減らして摺動性を高く維持するために、成形型面5に対応する領域のDLC被膜9には、徴小深さの複数の凹部10からなる潤滑剤溜11が規則的な配列パターンにて形成されている。これら凹部10は、図7に示すように金型の摺動方向に尖った1対の鋭角部を有する四角形形状であり、図8に示すように、鋭角部の底部は、金型の摺動方向に鋭角部の先端にいく程浅くなる傾斜面になるように、鋭角部の先端が先細り形状に形成されている。図9に示すように、凹部10の深さは、DLC被膜9の厚さ(約1.5μm)とほぼ同程度の徴小な深さであり、プレス成形後のノズルプレート16の成形形状に影響を与えるものではない。尚、凹部10では、DLC被膜9が除去されCr被膜8が露出している。
In order to improve the retention performance of the lubricant by accumulating the lubricant on the
前記凹部10の規則的な配列パターンは、例えば、図2に示す格子状や、図5に示す千鳥状に構成されている。このような、規則的な配列パターンで形成することにより、成形型面5の全域に潤滑剤を循環させることが可能になり、供給された潤滑剤が潤滑剤溜に溜められ金型とワークとの間に介在した状態、すなわち潤滑性が保持された状態で、ワークを成形加工できる。
さらに、ノズルプレート16を成形加工する際に、ノズルプレート素材に先に接触し、高い摺動性を必要とする成形型面5の先端部1cにも、規則的な配列パターンで凹部10が形成されている。従って、金型の先端部にも潤滑剤を確実に供給することができ、プレス金型1の強度低下を防止しつつ、潤滑剤の保持性能を向上させ、プレス金型1の摺動性と耐久性や耐磨耗性を高めることができる。
The regular array pattern of the
Further, when the
次に、プレス金型1の製造方法(請求項6の製造方法)について図4−1等を参照して説明する。最初に、クロムモリブデン鋼からなる金型素材を切削加工し、浸炭焼入れを施す( 図4−1) ことにより、金型部材7を製作する。このとき、図6に示すノズルプレート16のノズル孔17の吐出口17aの内径、Cr被膜8の厚さ及びDLC被膜9の厚さに基づいて、金型部材7のテーパ部2とポンチ部3の内径を定め形成する。
Next, the manufacturing method (the manufacturing method of Claim 6) of the press die 1 is demonstrated with reference to FIGS. 4-1. First, a
次に、被膜形成工程において、UBMスパッタリング( アンバランスドマグネトロンスパッタリング) 法を用いて、この金型部材7の成形型面5の表面にCr被膜8とDLC被膜9を連続的に形成する。
Next, in the film forming step, the
このCr被膜8とDLC被膜9を形成する場合、最初に、Crをターゲットとしてスパッタリングを行ってCr被膜8を所定の厚さ成膜し( 図4−2) 、その後、Crのスパッタリングを継続しつつ、グラファイトをターゲットとするスパッタリングを同時並行的に行い、このCrとグラファイトのスパッタリングの比率を徐々に小さくしグラファイトのスパッタリングの比率が徐々に大きくなるように移行して、Cr被膜8の表面にDLC被膜9を成膜する( 図4−3) 。
When forming the
次に、潤滑剤溜形成工程において、集束イオンビーム法によって、潤滑剤溜11を構成する徴小深さの複数の凹部10を成形型面5に規則的な配列パターンで形成する。この場合、具体的には、イオン源として液体ガリウムを用い、加速電圧30KV、ビーム電流1. 3nAに設定し、ビーム径を約100nmまで集束させた集束イオンビーム15を、各凹部10を形成する位置で約1分程度スキャンさせる( 図4−4)。1対の鋭角部の傾斜面を形成する際は、イオンビームを斜めに入射するように照射させ(図3)、Cr被膜8が露出するように各凹部10を形成する。
Next, in the lubricant reservoir forming step, a plurality of
次に、上述したプレス金型1、プレス金型の製造方法の作用及び効果について説明する。プレス金型1のDLC被膜9に、複数の凹部10からなる潤滑剤溜11を規則的な配列パターンで形成するので、成形型面5の全域に潤滑剤を供給することができ、潤滑性が向上する。また、潤滑剤溜は、金型の摺動方向に尖った少なくとも1つの鋭角部を有し、鋭角部の底部には、金型の摺動方向に鋭角部の先端にいく程浅くなる傾斜面を設けたので、金型の摺動時、潤滑剤が潤滑剤溜の鋭角部から流れ出し易くなり潤滑性が向上し、ノズルプレート16とプレス金型1の接触面の潤滑性が高い状態でワークを成形するので、プレス金型1の磨耗を抑制し、耐久性を高めることができる。
Next, the operation and effect of the press mold 1 and the press mold manufacturing method described above will be described. Since the
複数の凹部10は徴小深さに形成されているので、成形後のノズルプレート16の形状に影響を与えることなく上述の効果が得られる。成形型面5には、摩擦係数の極めて低い高硬度のDLC被膜9が形成されているので、成形型部4の摩耗を大幅に低減することができ高寿命のプレス金型1を提供することができる。DLC被膜9は摩擦係数が低いので、ノズルプレート16とプレス金型1の接触面の発熱を防ぎ、潤滑剤の劣化を抑えることができる。更に、ノズルプレート16との噛み合いを防ぐことができ、成形後のノズルプレート16のダメージがない。
Since the plurality of
DLC被膜9は、その性質上、潤滑剤をはじく性質があるが、Cr被膜8が露出するまでDLC被膜9が除去されているので、凹部10の底面にDLC被膜9が形成されている場合に比べて潤滑剤が流出しにくい。また、凹部10には、金型部材7が露出しないようにCr被膜8が除去されず残されているので、金型部材7を酸化による錆や破損等から保護することができる。
Although the
上述したプレス金型の製造方法においては、微細加工の可能な集束イオンビーム法により凹部10を形成するので、直径約20μmの小径のポンチ部3にも複数の凹部10を正確に形成することができる。
In the press die manufacturing method described above, the
以上説明した、プレス金型1、プレス金型の製造方法を部分的に変更した変更例について説明する。 A modified example in which the press mold 1 and the manufacturing method of the press mold described above are partially changed will be described.
1)上述のプレス金型1においては、先端部の表面にCr被膜8とDLC被膜9を成膜したが、これら被膜8, 9は必ずしも必須の構成ではなく、金型の形状や、金型部材を構成する金属材料に応じて適宜省略可能である。このように両被膜8,9を省略する場合には、金型部材の表面部に直接潤滑剤溜を形成すればよい。
1) In the press mold 1 described above, the
2)上述のプレス金型1においては、DLC被膜9を表面に成膜したが、DLC被膜の代わりにCrN被膜などの硬質被膜を成膜してもよく、硬質被膜は金型部材よりも硬質の耐磨耗と摩擦低減に寄与するものであればよい。
2) Although the
3)上述の実施例では、DLC被膜9の厚さと同じ約1. 5μmの深さの凹部10を形成したが、凹部10の深さは、必ずしも、DLC被膜9の厚さと同じにする必要はない。 例えば、潤滑剤の粘度や成形型面の表面粗さから、油膜の厚さがわかる場合には、この油膜の厚さに対して0. 1〜5倍程度の深さの凹部を形成することが望ましい。凹部の深さを油膜の厚さに対して0. 1倍以上にすることで、潤滑剤の保持性能を向上させることができると共に、5倍以下にすることで、凹部に溜められた潤滑剤の供給性を向上させることができる。
3) In the above-described embodiment, the
4)上述の実施例においては、潤滑剤として液体の潤滑油を採用したが、ナノレベルの粒子からなる潤滑剤を採用してもよい。この場合、酸化シリコン( 直径約10〜40nm),酸化チタン( 直径約20nm),酸化アルミニウム( 直径約10nm) などの粒子を適用することができる。 4) In the above-described embodiments, liquid lubricant is employed as the lubricant, but a lubricant composed of nano-level particles may be employed. In this case, particles such as silicon oxide (diameter: about 10 to 40 nm), titanium oxide (diameter: about 20 nm), aluminum oxide (diameter: about 10 nm) can be applied.
5)上述のプレス金型の製造方法においては、集束イオンビーム法によって凹部10を形成したが、フェムト秒レーザー, エキシマレーザ, 紫外線レーザーなどによるレーザエッチングによってDLC被膜又は金型部材の所望の領域を除去して凹部を形成してもよい。また、凹部の開口面積が大きい場合には、プラズマエッチングなどのエッチングによりDLC被膜の一部を除去して凹部を形成してもよい。尚、プラズマエッチングの場合、DLC被膜を残す部分を覆うマスクを行う必要があるが、ビームやレーザーによる場合はマスクをする必要がない。
5) In the manufacturing method of the press mold described above, the
6)上述の実施例においては、インクジェットのノズルプレート16にノズル孔17を形成するためのプレス金型1とその製造方法に本発明を適用した場合を例として説明したが、その他種々のプレス成形用の金型、例えば、半導体のリードフレーム用のプレス金型や、ミシン又は車の部品を成形するためのプレス金型とその製造方法に本発明を適用することもできる。
6) In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the press die 1 for forming the
7)上述の実施例においては、焼き入れ鋼(クロムモリブデン鋼)で金型部材7を構成したが、超硬(例えば、微量コバルトを含むタングステンカーバイド(W-C-Co,HV1000〜2000))にて構成してもよい。そしてDLC被膜としては超硬よりも硬くても良いが、超硬よりも硬度が低いDLC被膜を形成してもよい。
7) In the above embodiment, the
8)超硬の材質で金型部材を構成する場合には、Cr被膜の代わりに、W(タングステン)被膜を形成し、そして上層にDLC被膜を同様に形成する。この場合において、DLC被膜の傾斜材料はWである。 8) When the mold member is made of a super hard material, a W (tungsten) film is formed instead of the Cr film, and a DLC film is similarly formed on the upper layer. In this case, the gradient material of the DLC film is W.
本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で前記実施例に種々の変更を付加して実施することができ、本発明はそれらの変更例をも包含するものである。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and those skilled in the art can implement the present invention by adding various modifications to the embodiments without departing from the spirit of the present invention. Includes those modifications.
1 プレス金型
2 テーパ部
3 ポンチ部
4 成形型部
5 成形型面
7 金型部材
8 Cr被膜
9 DLC被膜
10 凹部
11 潤滑剤溜
15 集束イオンビーム
16 ノズルプレート
30 マスク部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Press die 2
5
Claims (6)
前記金型の表面のうちの少なくともワークと接触する成形型面には、金型の母材よりも硬質のDLC被膜からなる硬質被膜が形成され、
前記成形型面には、規則的な配列パターンにて徴小深さの複数の潤滑剤溜が形成され、
前記潤滑剤溜は、金型の摺動方向に尖った少なくとも1つの鋭角部を有し、
前記鋭角部の底部には、金型の摺動方向に鋭角部の先端にいく程浅くなる傾斜面を設けたことを特徴とする金型。 In a mold used for molding a workpiece with a lubricant interposed between the workpiece and the workpiece,
A hard film made of a DLC film harder than the base material of the mold is formed on at least the mold surface of the mold surface that comes into contact with the workpiece,
A plurality of lubricant reservoirs having a small depth are formed in a regular arrangement pattern on the mold surface,
The lubricant reservoir has at least one acute angle portion sharp in the sliding direction of the mold,
A mold having an inclined surface that is shallower toward the tip of the acute angle portion in a sliding direction of the mold at the bottom of the acute angle portion.
前記金型部材の表面に、その母材よりも硬質のDLC被膜を形成する被膜形成工程と、
前記金型部材の表面に、集束イオンビーム又はレーザーにより、金型の摺動方向に尖った少なくとも1つの鋭角部を有する微小深さの潤滑剤溜を規則的な配列パターンにて形成する潤滑剤溜形成工程と、
を備えたことを特徴とする金型の製造方法。
In a method of manufacturing a mold having a mold member used for forming a workpiece,
A film forming step of forming a DLC film harder than the base material on the surface of the mold member;
Lubricant for forming a fine depth lubricant reservoir having at least one acute angle portion sharp in the sliding direction of the mold in a regular arrangement pattern on the surface of the mold member by a focused ion beam or laser A reservoir forming step;
A method of manufacturing a mold, comprising:
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