JP2013121571A - Die and manufacturing method of die - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のダイ部材間に形成されるダイ流路の先端部にリップ部を有し、ダイ流路に供給される塗工液又は溶融樹脂をリップ部から吐出するようにしたダイ(塗工ダイ又はTダイ)及びダイの製造方法に関する。 The present invention provides a die having a lip portion at a tip end portion of a die flow path formed between a plurality of die members, and discharging a coating liquid or molten resin supplied to the die flow path from the lip portion ( Coating die or T die) and a die manufacturing method.
従来使用されている塗工ダイには、ダイ部材間に形成されたダイ流路の先端側に超硬合金製のリップ部材を取り付けたものがあり、このリップ部材の超硬合金によって、高い剛性、耐摩耗性及び耐食性が得られ、先端部形状精度の向上が図られる。しかし、そのような超硬合金製のリップ部材をダイ部材に取り付けた塗工ダイでは、焼結体の中に微細な気孔が残留していて、この焼結体を研削すると、ピンホールが多く見られることから、表面粗度の点で問題があって、高精度の塗布が要求される液晶ディスプレイパネルの製造工程などでは使用できない。また、超硬合金製のリップ部材を、ロウ付けを含む溶接手段によりダイ部材に接合すると、接合部において溶接欠陥、接合強度の低下などの影響によって接合部の摩耗や変形が大きいために、上記同様に高い精度が要求される液晶ディスプレイパネルの製造工程などでの使用ができない。 Conventionally used coating dies include a cemented carbide lip member attached to the tip side of the die flow path formed between the die members. Thus, wear resistance and corrosion resistance can be obtained, and the tip shape accuracy can be improved. However, in a coating die in which such a lip member made of cemented carbide is attached to the die member, fine pores remain in the sintered body, and when this sintered body is ground, there are many pinholes. Since it is seen, there is a problem in terms of surface roughness, and it cannot be used in a manufacturing process of a liquid crystal display panel that requires high-precision coating. In addition, when the lip member made of cemented carbide is joined to the die member by welding means including brazing, the wear and deformation of the joint are large due to the influence of welding defects, reduction in joint strength, etc. in the joint. Similarly, it cannot be used in a liquid crystal display panel manufacturing process that requires high accuracy.
上記のような問題点を解決するために、本願の出願人は、以前に、超硬合金製のリップ部材に代え、HIP(Hot Isostatic Pressing の略称で、熱間等方圧加圧と言う)処理によってダイ部材の母材に耐食性及び耐摩耗性の良好な合金粉末が直接拡散接合されたHIP層からなるリップ部とすることにより、リップ部の組織が緻密化され、表面粗度を高精度に仕上げることができると共に、接合部の強度低下や接合欠陥の発生がなく、しかもエッジ部が高精度のシャープエッジに仕上げられ、耐摩耗性及び耐食性が良好となるリップ部を有するダイ及びダイの製造方法に係る発明を提案している。 In order to solve the above-described problems, the applicant of the present application previously replaced the lip member made of cemented carbide with HIP (abbreviated as Hot Isostatic Pressing, called hot isostatic pressing) By forming a lip part consisting of a HIP layer in which alloy powder with good corrosion resistance and wear resistance is directly diffusion bonded to the base material of the die member, the structure of the lip part is densified and the surface roughness is highly accurate. Of die and die having a lip portion that has a sharp edge with high precision and good wear resistance and corrosion resistance. An invention relating to a manufacturing method is proposed.
しかしながら、上記提案の発明では、リップ部をHIP層によって形成するためには、ダイ部材を形成するダイ素材の全体を、HIP(熱間等方圧加圧)装置の処理室に入れてHIP処理を行なう必要があり、そうすると大型のダイ素材の場合には、それに対応する大型のHIP装置が必要となって設備費の高騰を来たすと共に、ダイ素材の一部をHIP処理すればよいものを、ダイ素材全部をHIP処理しなければならないため、非常に効率が悪く、結果的にダイ製品の製作コスト高を招くことになる。 However, in the above proposed invention, in order to form the lip portion by the HIP layer, the entire die material forming the die member is placed in the processing chamber of the HIP (hot isostatic pressing) device to perform the HIP processing. In this case, in the case of a large die material, a large HIP device corresponding to the die material is required, resulting in an increase in equipment costs, and a part of the die material that needs to be HIP processed. Since the entire die material must be HIPed, it is very inefficient and results in high die product manufacturing costs.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、ダイ部材の一部を成すような支持体にHIP層を形成することによってHIPバーを製作し、このHIPバーをダイ部材に対し溶接によって接合させるようにすることで、大型のHIP装置が不要となり、ダイ製品の製作コストの低減化を図ることのできるダイ及びダイの製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances. A HIP bar is manufactured by forming a HIP layer on a support that forms a part of a die member, and the HIP bar is welded to the die member. It is an object of the present invention to provide a die and a method of manufacturing a die that can eliminate the need for a large HIP device and reduce the manufacturing cost of the die product.
上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項1に係る発明は、複数のダイ部材5,5間に形成されるダイ流路24の先端部にリップ部L,Lを有し、ダイ流路24に供給される塗工液又は溶融樹脂をリップ部Lから吐出するダイにおいて、ダイ部材5は、ダイ本体部4とHIPバー3とからなり、HIPバー3は、ダイ本体部4と同じ又は類似した材質の支持体2と、耐食性及び耐摩耗性の良好な合金粉末がHIP処理によって支持体2に直接拡散接合されたHIP層1とからなるもので、このHIPバー3の支持体2側がダイ本体部4に溶接により接合され、そのHIP層1によってリップ部Lが形成されてなることを特徴とする。
Means for solving the above problems will be described with reference numerals in the embodiments described later. The invention according to
請求項2は、請求項1に記載のダイにおいて、前記リップ部L以外のダイ流路24を形成するダイ部材5の内壁面に硬質クロムメッキ層26又は無電解ニッケルメッキ層が被覆されてなることを特徴とする。
A second aspect of the present invention is the die according to the first aspect, wherein the inner wall surface of the
請求項3は、請求項1又は2に記載のダイにおいて、HIP処理される合金粉末は、ニッケル系合金又はコバルト系合金からなることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the die according to the first or second aspect, the alloy powder to be HIP-treated is made of a nickel-based alloy or a cobalt-based alloy.
請求項4は、請求項1〜3の何れかに記載のダイにおいて、HIPバー3の支持体2は、オーステナイト/フェライトの2相系ステンレスからなることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the die according to any one of the first to third aspects, the
請求項5に係る発明は、請求項1〜4の何れかに記載のダイの製造方法であって、耐食性及び耐摩耗性の良好な合金粉末をHIP処理により支持体2に対し直接拡散接合することによってHIPバー3を形成し、このHIPバー3の支持体2側をダイ本体部4に溶接により接合することによってダイ部材5を形成し、このHIPバー3のHIP層1によって前記リップ部Lを形成するようにしたことを特徴とする。
The invention according to
請求項6は、請求項5に記載のダイの製造方法において、前記リップ部L以外のダイ流路24を形成するダイ部材5の内壁面に硬質クロムメッキ層26又は無電解ニッケルメッキ層を被覆するようにしたことを特徴とする。
6. The method for manufacturing a die according to
請求項7は、請求項6に記載のダイの製造方法において、HIPバー3の支持体2側は、ダイ本体部4に対しロウ付け又は電子ビーム溶接もしくはレーザービーム溶接によって接合してなることを特徴とする。尚、ロウ付けは、接合する金属部材(母材)よりも融点の低い合金(ロウ)を溶かして一種の接着剤として用いることにより、母材自体は溶融させずに部材どうしを接合させる方法であるが、金属を接合する手段であることから、ここでは溶接の一種とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the die manufacturing method according to the sixth aspect, the
上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項1に係る発明のダイによれば、ダイ部材5は、ダイ本体部4とHIPバー3とからなり、HIPバー3は、ダイ本体部4と同じ又は類似した材質の支持体2と、耐食性及び耐摩耗性の良好な合金粉末がHIP処理により支持体2に直接拡散接合されたHIP層1とからなるもので、HIPバー3の支持体2がダイ本体部4に溶接により接合され、そのHIP層1によってリップ部Lが形成されているから、HIP層を形成するのに、ダイ素材の全体をHIP処理する必要がなく、ダイ素材の一部となるHIPバー3をあらかじめ形成しておいて、これをダイ本体部4に溶接によって接合すればよく、従ってダイ部材5の製作が簡単容易となり、ダイ製品の製作コストの著しい低減化を図ることができる。
The effect of the invention by the above solution will be described with reference numerals in the embodiments described later. According to the die of the invention according to
請求項2に係る発明によれば、ダイ部材5,5間に形成されるダイ流路24を全てHIP層によって形成しようとした場合は、ダイ製造コストが非常に高騰することになるが、リップ部L以外のダイ流路23を形成するダイ部材5の内壁面には、HIP処理よりはるかに安い硬質クロムメッキ層26又は無電解ニッケルメッキ層が被覆されるから、塗工液又は溶融樹脂との摩擦を低減することができながら、ダイの製造コストの軽減化が図られる。また硬質クロムメッキは、摩擦係数が小さく非常に滑りが良好で、他の物質が付着し難く、防錆力をもったメッキであるため、溶融樹脂や塗工液との摩擦を低減し、摩擦性の強い溶融樹脂や塗工液を使用した場合でも、ダイ流路24の接液部に傷、摩耗を発生することがなく、永続的に使用することができる。また、無電解ニッケルメッキ層は、母材との密着性が良く、硬質クロムメッキ層26と同等の優れた耐摩耗性を有する
According to the second aspect of the present invention, if all the
請求項3に係る発明によれば、HIP処理される合金粉末がニッケル系合金又はコバルト系合金からなる場合は、耐食性がより一層良好となる。 According to the third aspect of the present invention, when the alloy powder to be subjected to HIP treatment is made of a nickel-based alloy or a cobalt-based alloy, the corrosion resistance is further improved.
請求項4に係る発明のように、HIPバー3の支持体2がオーステナイト/フェライトの2相系ステンレスからなる場合は、HIP層1の合金粉末に使用されるニッケル系合金粉末又はコバルト系合金粉末と熱膨張率が近いことから、熱膨張差に起因する曲がり変形が少なくなる。
When the
請求項5に係る発明のダイの製造方法によれば、耐食性及び耐摩耗性の良好な合金粉末をHIP処理により支持体2に対し直接拡散接合することによりHIPバー3を形成し、このHIPバー3の支持体2側をダイ本体部4に溶接により接合することによってダイ部材5を形成し、このHIPバー3のHIP層1によってリップ部Lを形成するようにしたから、HIP層を形成するのに、ダイ素材の全体をHIP処理する必要がなく、ダイ素材の一部となるHIPバー3をあらかじめ形成しておいて、これをダイ本体部4に溶接によって接合すればよく、従ってダイ部材5の製作が簡単容易となり、ダイ製品の製作コストの著しい低減化を図ることができる。
According to the die manufacturing method of the invention of
請求項6に係る発明によれば、ダイ流路24を全てHIP層によって形成しようとした場合は、ダイの製造コストが非常に高騰することになるが、リップ部L以外のダイ流路24を形成するダイ部材5の内壁面に、HIP処理よりもはるかに安い硬質クロムメッキ層26又は無電解ニッケルメッキ層を被覆するから、塗工液又は溶融樹脂との摩擦を低減することができながら、ダイの製造コストの軽減化を図ることができる。
According to the sixth aspect of the present invention, when all the
請求項7に係る発明のように、HIPバー3の支持体2側を、ダイ本体部4に対しロウ付けにより接合する場合は、設備が簡単で接合作業が容易となり、コストを安くできる。また電子ビーム溶接による場合は、溶け込み幅が狭く、溶け込み深さの深い溶接ができ、溶接部の接合強度を十分に高めることができる。またレーザービーム溶接による場合は、高速で深い溶け込み深さが得られ、溶接部の接合強度を十分に高めることができる上に、熱影響が少なく、溶接変形が少ない。
When the
以下に本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明すると、図1は本発明に係る塗工ダイやTダイを製作するダイ部材5を示すもので、(a) はHIPバー3の斜視図、(b) はダイ本体部4の斜視図、(c) はダイ本体部4にHIPバー3を接合して形成されたダイ部材5の斜視図であり、図2の(a) はHIPバー3の端面図、(b) はダイ本体部4の端面図であり(c) はダイ部材5の端面図であり、図3はHIPバー3の製作工程を示す説明図である。
A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a
図1の(a) 及び図2の(a) に示すHIPバー3は、ダイ本体部4と同じ又は類似した材質の支持体2と、耐食性及び耐摩耗性の良好な合金粉末がHIP処理によって支持体2に直接拡散接合されたHIP層1とからなるもので、このHIPバー3の支持体2が、ダイ本体部4の先端部側に設けられた係合段部4aに係合されて、溶接によりダイ本体部4に接合され、そしてこのHIPバー3のHIP層1によってダイ部材5のリップ部が形成されるようになっている。
The
上記ダイ部材5のダイ本体部4には、SUS440(マルテンサイト系ステンレス)、SCM440(機械構造用合金鋼)、SUS329J1(オーステナイト/フェライトの2相系ステンレス等が使用される。
For the
上記HIPバー3の製作方法について図3を参照して説明すると、ここでは一対のHIPバー3,3を同時に製作する場合を示したもので、先ず図3の(a) に示すように、両カプセル素材12,12の互いの合わせ面側に形成した合金粉末用凹部13,13に、夫々耐熱性離型材が塗布された中子型14,14を収容した状態で、両カプセル素材12,12を突き合わせ、この突き合わさった両カプセル素材12,12を溶接により仮止めして、カプセル15を形成し、このカプセル15の粉末供給口16よりカプセル素材12,12の合金粉末用凹部13,13内に耐食性及び耐摩耗性の良好な合金粉末17を充填し、粉末供給口16を塞ぎ板18で塞いで脱気密封し、図3の(a) に示す状態とする。
The manufacturing method of the
この場合、カプセル素材12は、最終的にHIPバー3の支持体2となるもので、ダイ本体部4の材質と同じ又は類似する材料からなり、SCM440、SUS329J1〜4、SS400、S45C〜S55C等が使用されるが、好ましくはSUS329J1〜4(オーステナイト/フェライトの2相系ステンレス)を使用するのがよい。それは、HIP層1の合金粉末に使用されるニッケル系合金粉末又はコバルト系合金粉末と熱膨張率が近く、熱膨張差に起因する曲がり変形が少ないからである。
In this case, the
そして、耐食性及び耐摩耗性の良好な合金粉末17には、ニッケル系合金粉末又はコバルト系合金粉末が使用される。ニッケル系合金粉末として好ましいものは、その構成元素比率が、ニッケル69.75重量%、クロム16.5重量%、ホウ素3.3重量%、珪素4.0重量%、炭素0.65重量%、鉄3.5重量%、モリブデン3.0重量%及び銅2.3重量%からなるものである。コバルト系合金粉末として好ましいものは、その構成元素比率が、コバルト45.7重量%、クロム19.0重量%、タングステン15.0重量%、銅1.3重量%、ニッケル13.0重量%、ホウ素3.0重量%及び珪素3.0重量%からなるものである。
For the
それから、カプセル15を、図3の(b) に示すようにHIP(熱間等方圧加圧)装置の処理室19に入れて、例えば1300℃、1300Kgf/cm2 の高温高圧下でHIP処理を行うことにより、図3の(c) に示すように、カプセル素材12,12の夫々内壁面に合金粉末が拡散接合されたHIP層1,1を形成する。こうして形成されたHIP層1は、上記のような構成元素比率のニッケル系合金又はコバルト系合金からなる硬度HRC57〜68の硬質層である。
Then, the
上記のようにHIP処理によって両カプセル素材12,12の夫々内壁面にHIP層1,1を形成したカプセル15を図3の(c) に示すように解体し、各素材12の中子型14を取り外した後、図中の2点鎖線で示す切断・切削線20に沿って所要の形状となるように適宜に切断及び切削加工を施して、図3の(d) に示すように支持体2とHIP層1とからなるHIPバー3を一対形成する。各HIPバー3の支持体2は、上記カプセル素材12が所要形状に切断及び切削加工されたものである。
The
上記のようにして製作したHIPバー3をダイ本体部4に溶接により接合することによってダイ部材5を形成する。即ち、図1及び図2に示すように、所定長さを有するダイ本体部4の先端部側内側面にHIPバー3と同じ矩形断面の係合段部4aを形成しておき、この係合段部4aにHIPバー3の支持体2側を当接係合させて図1の(c) に示すような状態とし、しかしてこの状態でHIPバー3の支持体2側をダイ本体部4に対し溶接により、好ましくはロウ付け又は電子ビーム溶接もしくはレーザービーム溶接により接合して一体化し、ダイ部材5とする。尚、ロウ付けは、一般に、接合する金属部材(母材)よりも融点の低い合金(ロウ)を溶かして一種の接着剤として用いることによって、母材自体は溶融させずに部材どうしを接合させる方法であるが、金属を接合する手段であるため、ここでは溶接の一種とする。
The
HIPバー3の支持体2側をダイ本体部4をロウ付けによって接合する場合、そのロウとしては、銀、銅、亜鉛を主成分とする銀ロウを使用する。このロウ付けによる場合は、設備が簡単で接合作業が容易であるから、コストを安くできる。
When the
また、電子ビーム溶接は、タングステンなどの高融点金属を加熱して、発生させた熱電子に50〜100kVの高電圧をかけて加速し、溶接部に衝突させ、このときに発生する熱エネルギーにより行なう溶接で、真空中で行なう。この電子ビーム溶接による場合は、溶け込み幅が狭く、溶け込み深さの深い溶接ができ、溶接部の接合強度を十分に高めることができる。また、レーザービーム溶接は、レーザー光線のエネルギーを利用して行なう溶接で、レーザー光線には炭酸ガスレーザー又はYAGレーザーを使用する。このレーザービーム溶接は、入熱量が少なく、高速で非常に深い溶け込み深さが得られ、溶接熱影響が非常に少なく、熱変形が少ない、等の利点がある。 In electron beam welding, a high melting point metal such as tungsten is heated and accelerated by applying a high voltage of 50 to 100 kV to the generated thermoelectrons to collide with a welded portion. The welding is performed in a vacuum. In the case of this electron beam welding, the penetration width is narrow, welding with a deep penetration depth can be performed, and the joint strength of the welded portion can be sufficiently increased. Laser beam welding is welding performed using the energy of a laser beam, and a carbon dioxide laser or a YAG laser is used as the laser beam. This laser beam welding has advantages such as a small amount of heat input, a very high penetration depth at a high speed, a very small influence of welding heat, and a small amount of thermal deformation.
本発明の特徴は、上記したように耐食性及び耐摩耗性の良好な合金粉末をHIP処理により支持体2に対し直接拡散接合することによりHIPバー3を形成し、このHIPバー3の支持体2側をダイ本体部4に対しロウ付けを含む溶接によって接合することにより、ダイ部材5を形成することにあって、リップ部Lを形成するためのHIP層1を形成するのに、従来のようにダイ素材の全体をHIP処理する必要がなく、ダイ素材の一部となるHIPバー3をあらかじめ製作しておいて、このHIPバー3をダイ本体部4に溶接によって接合すればよいから、比較的小さなHIP装置で済ませることができると共に、ダイ部材5の製作が簡単容易となって、ダイ製品の製作コストの著しい低減化を図ることができる。
The feature of the present invention is that, as described above, the
図4の(a) 〜(c) は、HIPバー3をダイ本体部4に溶接により接合して形成した一対のダイ部材5,5によって塗工ダイAを製造する場合を図示したものであり、同図の(a) に示すように、両ダイ部材5,5を2点鎖線で示す切断切削加工線20に沿って所要形状に切断切削し、また(b) に示すように片方のダイ部材5には塗工液供給路22及びマニホールド23を形成し、しかして(c) に示すように両ダイ部材5,5を所定の間隔で突き合わせ配置して、両ダイ部材5,5間にダイ流路24を形成すると共に、ダイ流路24の先端部にHIP層1,1によってリップ部L,Lを形成し、かくして塗工ダイAを簡単容易に製造することができる。なお、両ダイ部材5,5を所定の間隔で突き合わせ配置する際、両ダイ部材5,5の夫々の合わせ面、或いは、リップ部L,Lの両ダイ部材5,5の夫々の合わせ面のみを鏡面研削加工しても良い。これにより、リップ部L,Lのエッジ部を、高精度のシャープエッジ(例えば、1μm単位)に仕上げることが可能となり、僅かな衝撃で生じる「カケ」の発生を低減させることができる。
FIGS. 4A to 4C illustrate a case where the coating die A is manufactured by a pair of
図5は、HIPバー3をダイ本体部4に溶接により接合して形成した一対のダイ部材5,5によってTダイBを製造する場合を示したもので、(a-1) は各一方のダイ部材5を示す正面図、(a-2) は(a-1) のX−X線断面図であって、各ダイ部材5には内面側に、マニホールド部23a、ダイ流路部24a及び流入口部25aを形成していて、同図の(b) に示すように一対のダイ部材5,5を所定の間隔で突き合わせ配置することにより、両ダイ部材5,5間にダイ流路24を形成すると共に、ダイ流路24の入口部に溶融樹脂流入口25を、またその中間部にマニホールド23を形成し、そしてダイ流路24の先端部にHIP層1,1によってリップ部L,Lを形成し、かくしてTダイBを簡単容易に製造することができる。なお、上記TダイAの製造同様、両ダイ部材5,5を所定の間隔で突き合わせ配置する際、両ダイ部材5,5の夫々の合わせ面、或いは、リップ部L,Lの両ダイ部材5,5の夫々の合わせ面のみを鏡面研削加工しても良い。
FIG. 5 shows a case where a T-die B is manufactured by a pair of
図6及び図7は、リップ部L以外のダイ流路24を形成するダイ部材5の内壁面に硬質クロムメッキ層26を被覆する場合の実施形態を示すもので、上記のようにHIPバー3をダイ本体部4に溶接して接合することにより形成した一対のダイ部材5,5によって本発明に係る塗工ダイAを製造する場合を示し、図6の(a-1) ,(a-2) 〜(c-1) ,(c-2) 及び図5の(a-1) ,(a-2) は、両ダイ部材5,5の片方のみの製造過程を示し、そして図7の(b) には両ダイ部材5,5からなる完成状態の塗工ダイAを示している。
6 and 7 show an embodiment in which the hard
塗工ダイAの製造にあたって、先ず、図6の(a-1) ,(a-2) に示すように、ダイ部材5には、リップ部LとなるHIP層1以外のダイ部材5内面側と先端面側に表面処理である硬質クロムメッキ処理を行なうためのアンダーカットを研削加工によって行なう。図6の(a-2) にはアンダーカット部を21で示し、そのアンダーカット量をwで示す。アンダーカット量wは、この後に行なう硬質クロムメッキ層26の厚みを考慮して適宜に設定されるが、例えば100μとされる。尚、このアンダーカット処理は、図示のように、ダイ本体部4からHIPバー3の支持体2及びHIP層1の一部に亘って行う。
In the production of the coating die A, first, as shown in FIGS. 6A-1 and 6A-2, the
図6の(b-1), (b-2) は、アンダーカット研削加工を行なった後の状態を示すと共に、このアンダーカット部21に被覆される硬質クロムメッキ層26の膜厚を、その後の研削加工を考慮して、最終膜厚(アンダーカット量w)より十分に厚いWで示している。そして、図6の(c-1) ,(c-2) には、アンダーカット部21に膜厚Wにて被覆された硬質クロムメッキ層26を示す。尚、強固な硬質クロムメッキ層26を形成するためには、無電解ニッケルメッキ処理を行なってから、硬質クロムメッキ処理を行なうようにすればよく、そうすることによってダイ部材5に対する硬質クロムメッキ層26の密着力が非常に良好となる。
(B-1) and (b-2) of FIG. 6 show the state after the undercut grinding process, and the thickness of the hard
図7の(a-1) ,(a-2) は、図6の(c-1) ,(c-2) に示されるような厚い膜厚Wで被覆されたダイ部材5の硬質クロムメッキ層26を、リップ部LとなるHIPバー3のHIP層1と面一となるように研削加工した状態を示している。この実施形態に示すように、硬質クロムメッキ層26の一部をHIPバー3のHIP層1にダブらせることによって、HIP層1部分と硬質クロムメッキ層26(表面処理部)とが面一に加工でき、またHIPバー3とダイ本体部4との溶接部分が表面に出ることがなく、支持体2を含めHIP処理部と表面処理部とが一体化状態となる。
(A-1) and (a-2) of FIG. 7 show the hard chrome plating of the
上記のように硬質クロムメッキ層26をHIP層1と面一に研削加工すると共に必要に応じて所要形状に適宜切削し更に鏡面加工(バフを含む)することによって、塗工ダイ用の一対のダイ部材5,5を形成し、また片方のダイ部材5に塗工液供給路22及びマニホールド23を形成し、しかして図7の(b) に示すように、両ダイ部材5,5を所定間隔で対称状に突き合わせ接合して、両ダイ部材5,5間にダイ流路24を形成し、このダイ流路24の先端部側のリップ部L,Lを、両ダイ部材5,5におけるHIPバー3,3のHIP層1,1により形成することによって、塗工ダイAを製造する。なお、両ダイ部材5,5を所定間隔で対称状に突き合わせ接合する際、両ダイ部材5,5の夫々の合わせ面、或いは、リップ部L,Lの両ダイ部材5,5の夫々の合わせ面のみを鏡面研削加工しても良い。これにより、リップ部L,Lのエッジ部を、高精度のシャープエッジ(例えば、1μm単位)に仕上げることが可能となり、僅かな衝撃で生じる「カケ」の発生を低減させることができる。
As described above, the hard
図8は、前述のようにHIPバー3をダイ本体部4に溶接によって接合することにより形成した一対のダイ部材5,5からなるTダイBを示したもので、(a-1) は各一方のダイ部材5を示す正面図、(a-2) は(a-1) のY−Y線断面図である。各ダイ部材5の内面側には、ダイ流路部24a、マニホールド部23a、流入口部27aを夫々形成すると共に、ダイ流路部24aの先端部にHIP層1によってリップ部Lを形成し、更にリップ部L以外のダイ流路24a(マニホールド部23aを含む)を形成するダイ部材5の内壁面に硬質クロムメッキ層26又は無電解ニッケルメッキ層を被覆形成し、しかして図8の(b) に示すように一対のダイ部材5,5を突き合わせ配置することによって、両ダイ部材5,5間にダイ流路24を形成すると共に、ダイ流路24の入口部に溶融樹脂流入口27を、またその中間部にマニホールド23を形成し、またダイ流路24の先端部にHIP層1,1によってリップ部L,Lを形成し、かくして簡単容易にTダイBを製造することができることになる。なお、上記TダイAの製造同様、一対のダイ部材5,5を突き合わせ配置する際、両ダイ部材5,5の夫々の合わせ面、或いは、リップ部L,Lの両ダイ部材5,5の夫々の合わせ面のみを鏡面研削加工しても良い。
FIG. 8 shows a T-die B composed of a pair of
以上説明した本発明に係るTダイAや塗工ダイBによれば、ダイ部材5はダイ本体部4とHIPバー3とからなり、HIPバー3は、ダイ本体部4と同じ又は類似した材質の支持体2と、耐食性及び耐摩耗性の良好な合金粉末がHIP処理により支持体2に直接拡散接合されたHIP層1とからなるもので、HIPバー3の支持体2がダイ本体部4に溶接によって接合され、そのHIP層1によってリップ部Lが形成されているから、HIP層を形成するのに、ダイ素材の全体をHIP処理する必要がなく、ダイ素材の一部となるHIPバー3をあらかじめ形成しておいて、これをダイ本体部4に溶接によって接合すればよく、従ってダイ部材5の製作が容易となり、ダイ製品の製作コストの低減化を図ることができる。
According to the T die A and the coating die B according to the present invention described above, the
また、ダイ部材5,5間に形成されるダイ流路24を全てHIP層によって形成しようとした場合は、ダイ製造コストが非常に高騰することになるが、リップ部L以外のダイ流路24を形成するダイ部材5の内壁面には、HIP処理よりはるかに安い硬質クロムメッキ層26又は無電解ニッケルメッキ層が被覆されるから、塗工液又は溶融樹脂との摩擦を低減することができながら、ダイの製造コストの軽減化が図られる。また硬質クロムメッキは、摩擦係数が小さく非常に滑りが良好で、他の物質が付着し難く、防錆力をもったメッキであるため、溶融樹脂や塗工液との摩擦を低減し、摩擦性の強い溶融樹脂や塗工液を使用した場合でも、ダイ流路24の接液部に傷、摩耗を発生することがなく、永続的に使用することができる。また、無電解ニッケルメッキ層は、母材との密着性が良く、硬質クロムメッキ層26と同等の優れた耐摩耗性を有する。
In addition, when all the
また、ダイ部材5のリップ部Lは、合金粉末がHIP処理によって支持体2に直接拡散接合したHIP層1により形成されたものであるから、超硬合金製のものを取り付けて構成されるリップ部に比べて、母材との接合強度が格段に大きくなる。またリップ部Lを形成するHIP層1は、少なくとも数ミリから数十ミリの厚さを有するものであるため、補修研削加工によって繰り返し使用可能で、HIP層1がなくなるまで何度でも加工できる。硬質クロムメッキ層26は、安価で復元することができる。
Further, the lip portion L of the
以上の実施形態では、リップ部L以外のダイ流路24を形成するダイ部材5の内壁面に硬質クロムメッキ層26を被覆するようにしているが、この硬質クロムメッキ層26に代え、無電解ニッケルメッキ処理によって、リップ部L以外のダイ流路24を形成するダイ部材5内壁面にニッケルメッキ層を被覆形成してもよい。無電解ニッケルメッキ処理は、電気を使用しないでメッキする処理のことで、メッキの膜厚が均一につくため、メッキ液が浸漬していれば、複雑な形状、寸法精度を有するものに適している。この無電解ニッケルメッキ処理により形成されるメッキ層は、母材との密着性が良く、メッキ膜厚が均一となり、また硬質クロムメッキ層26と同等の優れた耐摩耗性を有し、そしてまた耐食性も優れている。
In the above embodiment, the hard
また、本発明に係るダイ(塗工ダイAやTダイB)は、通常は製作過程において新しいダイ本体部4にHIPバー取付用の係合段部4aを形成しておき、この係合段部4aにHIPバー3を一体接合して形成されるが、既存のダイの所要部にHIPバー3を取り付けることにより、HIPバー3付きのダイに変身(再生)させることができる。その場合、既存のダイの所要部にHIPバー取付用の係合段部を機械加工などでアンダーカットすることによって形成し、その係合段部にHIPバーを係合して好ましくはロウ付け又は電子ビーム溶接もしくはレーザービーム溶接によって接合する。このようにHIPバー3付きのダイに変身(再生)することにより、万一の傷や摩耗に対する保守においても、ミリ単位のHIP層1は、高硬度の維持ができる。
Further, the die according to the present invention (coating die A or T die B) is usually formed with an engaging
1 HIP層
2 支持体
3 HIPバー
4 ダイ本体部
5 ダイ部材
L リップ部
12 カプセル素材
13 合金粉末用凹部
14 中子型
15 カプセル
16 粉末供給口
17 合金粉末
19 HIP装置の処理室
24 ダイ流路
26 硬質クロムメッキ層
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