JP2020110850A - 表面改質方法、鋳造用金型の製造方法及び鋳造用金型 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態の金属表面の表面改質方法は、機械加工が為された金属の表面に、レーザー光を照射して微細な凹凸を形成するものである。このような微細な凹凸は、液体との接触面積を減少させて濡れ性を低下させることができるため、例えば、鋳造用金型の表面の改質等に用いることができる。
本実施形態の金属表面の表面改質方法では、ショットブラスト処理の後、照射工程の前に、金属部品の表面を窒化する窒化工程を行う。まず、図3Aに示すように、金属部品20の表面20aに、ショットブラスト加工を行う。これにより、金属部品20の表面20aに微細な凹凸22を形成する。このショットブラスト加工には、アルミナショット又はスチールショットを用いることができる。ショットブラスト加工は、金属部品20の表面20aの機械加工跡として残る線状の凹部が完全に消えて、表面20a全体が方向性を有さない略均一なサイズの凹凸22で覆われるまで行うことが好ましい。
実験例1では、ショットブラスト加工を行った後に窒化処理を行った試験片群1と、ショットブラスト加工を行わない機械加工面に窒化処理を行った試験片群2とを用意し、これらの表面の窒化状態の評価を行った。
実験例2では、ショットブラスト加工を行った試験片3、並びに、鏡面加工を行った試験片4及び表面粗さRaが0.1〜1.6μmの機械加工面を有する試験片5〜7を用意した。そして、試験片3〜7の各々について、それぞれ窒化処理を行った後、パルスレーザーの照射工程を行った。その後、各試験片3〜7の表面の観察を行なって、微細突起の発現状態の評価を行った。
実験例3では、窒化処理前の金属表面の表面積率と、微細突起の発現率との関係を調べた。表面積率は、金属表面に画定された所定の領域の投影面積S1で、その領域の実際の表面積S2を除算して求めた値である。所定領域の投影面積S1と、その実際の表面積S2とは、走査電子顕微鏡により金属表面を観察して得たSEM画像を画像処理して求めることができる。表面積率が1に近い場合には、投影面積S1と実際の表面積S2とが同じであり、表面に凹凸がほとんどない鏡面であることを示している。また、表面積率が増大するほど、凹凸による表面積が増加し、表面が凹凸によって荒れていることを示している。
実験例4では、アルミナショットを用いるショットブラスト加工に着目し、ダイス鋼に対する加工時間と、表面積率との関係を調べた。図9に示すように、ショット時間が7分以上の範囲において、表面積率を3以上に加工できることが確認できた。
以下、鋳造用金型の製造方法について説明する。本実施形態の鋳造用金型の製造方法は、図10Aに示すように、金型を構成する本体30の表面30aに対して、ショットブラスト加工を行なう。ショットブラスト加工には、アルミナショット又はスチールショットを用いることができる。ショットブラスト加工は、表面30aの機械加工跡による線状の凹部が消えて、方向性を有さない凹凸32で覆われるまで行うことが好ましく、表面積率2以上となるまで表面30aを荒らすことが好ましい。
実験例5では、図10A〜図11Bに示す方法で鋳造用金型を作製した。ただし、一方は、図10Aのショットブラスト処理工程を省かずに作製した鋳造用金型とし、他方は、図10Aのショットブラスト処理工程を省いて作製した鋳造用金型とした。
12、22、32…凹凸 13、23、38a…微細突起
14、26…パルスレーザー 24、34…窒化層
30…本体 36…深溝
38…凸部 40…鋳造用金型
42…炭素膜
Claims (12)
- 金属表面にパルスレーザーを照射して前記パルスレーザーの集光径よりも小さな微細突起を形成する表面改質方法であって、
処理対象とする金属表面に、粒子を衝突させることにより、微細な凹凸を有するショットブラスト面を形成するショットブラスト処理工程と、
前記ショットブラスト面にパルスレーザーを照射するレーザー照射工程と、
を有する、表面改質方法。 - 請求項1記載の表面改質方法であって、ショットブラスト処理工程の後、レーザー照射工程の前に、前記ショットブラスト面が形成された前記金属表面に窒化層を形成する窒化処理工程を行う、表面改質方法。
- 請求項1記載の表面改質方法であって、前記粒子は、アルミナ粒子である表面改質方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の表面改質方法であって、前記ショットブラスト処理工程は、所定領域の投影面積S1と、前記所定領域における前記金属表面の表面積S2との比率S2/S1が2よりも大きくなるまで行う、表面改質方法。
- 請求項4記載の表面改質方法であって、前記ショットブラスト処理工程は、前記比率S2/S1が3以上となるまで行う、表面改質方法。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の表面改質方法であって、前記ショットブラスト処理工程は、7分以上行う、表面改質方法。
- 請求項2記載の表面改質方法であって、前記窒化処理工程を行った後の前記金属表面のビッカース硬度HVが700よりも高い硬度の窒化層でおおわれている、表面改質方法。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の表面改質方法を用いて金型表面に微細突起を形成する鋳造用金型の製造方法。
- 請求項8記載の鋳造用金型の製造方法であって、さらに、パルスレーザーを照射することにより、溶湯が入らない幅の深溝を形成する深溝加工工程を有する鋳造用金型の製造方法。
- 請求項8又は9記載の鋳造用金型の製造方法であって、さらに、前記微細突起が形成された前記金属表面に炭素膜を形成するコーティング工程を有する鋳造用金型の製造方法。
- キャビティ部と、前記キャビティ部に溶湯を流し込む方案部とを備え、前記方案部の表面には、深溝と、深溝の間に形成された凸部と、凸部の表面に形成された微細突起とが形成された鋳造用金型であって、微細突起の上端に窒化層が形成され、かつ、微細突起の上端の窒化層のビッカース硬度HVが700よりも高い硬度である、鋳造用金型。
- 請求項11記載の鋳造用金型であって、前記方案部の表面が炭素膜で覆われてなる鋳造用金型。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH111722A (ja) * | 1997-04-08 | 1999-01-06 | Aisin Aw Co Ltd | 回転構造体及びその表面改質方法 |
JP2001255704A (ja) * | 2000-03-09 | 2001-09-21 | Canon Inc | トナーの製造方法 |
JP2009093940A (ja) * | 2007-10-10 | 2009-04-30 | Nisshin Steel Co Ltd | 固体高分子型燃料電池のセパレータ用材料 |
JP2010033769A (ja) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Nisshin Steel Co Ltd | バイポーラ型リチウムイオン二次電池 |
JP2016016432A (ja) * | 2014-07-09 | 2016-02-01 | 本田技研工業株式会社 | 表面改質方法及び表面改質金属部材 |
JP2016069681A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 株式会社ネオス | 金属表面の処理方法 |
JP2016204754A (ja) * | 2015-04-23 | 2016-12-08 | 日立金属株式会社 | 工具およびその製造方法 |
JP2018118313A (ja) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | 本田技研工業株式会社 | 鋳造用金型およびその製造方法 |
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH111722A (ja) * | 1997-04-08 | 1999-01-06 | Aisin Aw Co Ltd | 回転構造体及びその表面改質方法 |
JP2001255704A (ja) * | 2000-03-09 | 2001-09-21 | Canon Inc | トナーの製造方法 |
JP2009093940A (ja) * | 2007-10-10 | 2009-04-30 | Nisshin Steel Co Ltd | 固体高分子型燃料電池のセパレータ用材料 |
JP2010033769A (ja) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Nisshin Steel Co Ltd | バイポーラ型リチウムイオン二次電池 |
JP2016016432A (ja) * | 2014-07-09 | 2016-02-01 | 本田技研工業株式会社 | 表面改質方法及び表面改質金属部材 |
JP2016069681A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 株式会社ネオス | 金属表面の処理方法 |
JP2016204754A (ja) * | 2015-04-23 | 2016-12-08 | 日立金属株式会社 | 工具およびその製造方法 |
JP2018118313A (ja) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | 本田技研工業株式会社 | 鋳造用金型およびその製造方法 |
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