JPH02285064A - 金型の表面処理方法 - Google Patents
金型の表面処理方法Info
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- JPH02285064A JPH02285064A JP10540889A JP10540889A JPH02285064A JP H02285064 A JPH02285064 A JP H02285064A JP 10540889 A JP10540889 A JP 10540889A JP 10540889 A JP10540889 A JP 10540889A JP H02285064 A JPH02285064 A JP H02285064A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、フェライト磁性材、セラミック誘電材等の酸
化物仮焼結材を１〜３ ｔｏｎ／ｃ■２程度の高圧下で
高速成形するのに用いられる金型の表面処理方法に関す
るものである。
化物仮焼結材を１〜３ ｔｏｎ／ｃ■２程度の高圧下で
高速成形するのに用いられる金型の表面処理方法に関す
るものである。
従来の技術
一般に、この種の高速成形に用いられる金型としては高
硬度耐摩耗性、高精度、耐蝕性等が必要とされ、特に製
品の品質を高精度に維持するには耐摩耗性が最も要求さ
れている。そのため、金型成形材としては高速度鋼、ダ
イス鋼等の高級鋼や超硬合金が用いられている。然し、
これらは難加工材で加工工数を要ししかも脆弱材である
ところから金型使用時にチッピングや破損等のトラブル
を生ずる虞れがある。また、その高速度鋼、ダイス鋼は
低合金鋼材に比べて炭化物の含有量が多いことにより雌
切削材で焼入れ、焼戻しに高温熱処理を要するところか
ら寸法変形も来し易い。
硬度耐摩耗性、高精度、耐蝕性等が必要とされ、特に製
品の品質を高精度に維持するには耐摩耗性が最も要求さ
れている。そのため、金型成形材としては高速度鋼、ダ
イス鋼等の高級鋼や超硬合金が用いられている。然し、
これらは難加工材で加工工数を要ししかも脆弱材である
ところから金型使用時にチッピングや破損等のトラブル
を生ずる虞れがある。また、その高速度鋼、ダイス鋼は
低合金鋼材に比べて炭化物の含有量が多いことにより雌
切削材で焼入れ、焼戻しに高温熱処理を要するところか
ら寸法変形も来し易い。
これに代えて、金型の母材としては靭性を有するものを
、用い、その表面に高硬度耐摩耗性を有する被膜層を表
面処理技術で形成するものもある。
、用い、その表面に高硬度耐摩耗性を有する被膜層を表
面処理技術で形成するものもある。
この被膜層を設けるにはバナジェウム炭化物のセメンチ
ージョンやＴｉＣ，ＴｉＮ等のＣｖＤ（Ｃｈｅｍｌｃａ
ｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｌｔｉｏｎ）を適用できる
が、そのＣＶＤでは１０５０℃程度の高温でセメンチー
ジョン等を行った後焼入れ、焼戻しの熱処理を施すから
母材の強度が低下して抗折力が下がりしかも金型鋼の寸
法変化が大きくて高精度な金型を得ることができない。
ージョンやＴｉＣ，ＴｉＮ等のＣｖＤ（Ｃｈｅｍｌｃａ
ｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｌｔｉｏｎ）を適用できる
が、そのＣＶＤでは１０５０℃程度の高温でセメンチー
ジョン等を行った後焼入れ、焼戻しの熱処理を施すから
母材の強度が低下して抗折力が下がりしかも金型鋼の寸
法変化が大きくて高精度な金型を得ることができない。
このため、従来、主としてＴｉＮ、Ｔｉｃ等のＰ Ｖ
Ｄ （Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｌｔ
ｌｏｎ）を適用することにより耐摩耗性を有する被膜層
を形成することが行われているが、そのＰＶＤではイオ
ンブレーティングによる被膜層の密着強度を向上するべ
く前処理として化学洗浄、真空中のボンバードクリーニ
ングの後に４００〜５００℃で加熱洗浄を行う必要があ
る。
Ｄ （Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｌｔ
ｌｏｎ）を適用することにより耐摩耗性を有する被膜層
を形成することが行われているが、そのＰＶＤではイオ
ンブレーティングによる被膜層の密着強度を向上するべ
く前処理として化学洗浄、真空中のボンバードクリーニ
ングの後に４００〜５００℃で加熱洗浄を行う必要があ
る。
発明が解決しようとする課題
然し、上述したＰＶＤでは４００〜５００℃もの高温で
加熱洗浄を行うため、金型の母材としては高温な加熱洗
浄に耐え得る高級鋼で二次硬化を有する高速度鋼や高合
金鋼を用いなければならないから、依然として型材や製
作上の手間等が掛ってコスト高になることを免れ得ない
。また、製品が軽薄で短小化するのに伴って形状的に複
雑な金型が要求されているが、それをＰＶＤの高圧高速
成形で被膜成形するときには剥離強度が小さくて被膜層
が母材からＰＪ単に剥離するところから実用化には不向
きなのが実情である。
加熱洗浄を行うため、金型の母材としては高温な加熱洗
浄に耐え得る高級鋼で二次硬化を有する高速度鋼や高合
金鋼を用いなければならないから、依然として型材や製
作上の手間等が掛ってコスト高になることを免れ得ない
。また、製品が軽薄で短小化するのに伴って形状的に複
雑な金型が要求されているが、それをＰＶＤの高圧高速
成形で被膜成形するときには剥離強度が小さくて被膜層
が母材からＰＪ単に剥離するところから実用化には不向
きなのが実情である。
蔵において、本発明は低合金鋼材を金型の母材として用
いしかも十分な密着強度を持たせて耐摩耗性を有する被
膜層を設は得る金型の表面処理方法を提供することを目
的とする。
いしかも十分な密着強度を持たせて耐摩耗性を有する被
膜層を設は得る金型の表面処理方法を提供することを目
的とする。
課題を解決するための手段
本発明に係る金型の表面処理方法においては、低合金鋼
材を金型母材とし、その金型母材の表面に純チタンで合
金化層を形成し、この合金化層に積層させてチタンを含
有する他の合金で耐摩耗性を有する被膜層を融合成形す
るものであり、その被膜層としてはＴｉＮ、ＴｉＣ等の
高硬度摩耗層とＴ ｉ ＡｆｌＶＣＮ等の低摩耗係数層
とを積層成形することができる。
材を金型母材とし、その金型母材の表面に純チタンで合
金化層を形成し、この合金化層に積層させてチタンを含
有する他の合金で耐摩耗性を有する被膜層を融合成形す
るものであり、その被膜層としてはＴｉＮ、ＴｉＣ等の
高硬度摩耗層とＴ ｉ ＡｆｌＶＣＮ等の低摩耗係数層
とを積層成形することができる。
作 用
この金型の表面処理方法では、低合金鋼材を金型母材と
した表面に純チタンで合金化層を形成することにより金
型母材に緻密に密着する下地層を設け、その合金化層に
積層させてチタンを含有する他の合金で互いに融合する
耐摩耗性の被膜層を設けるから被膜層に十分な剥離強度
を付与でき、また、金型母材として低合金鋼材を用いる
ことにより安価で切削加工等の容易なものに形成できる
ようになる。
した表面に純チタンで合金化層を形成することにより金
型母材に緻密に密着する下地層を設け、その合金化層に
積層させてチタンを含有する他の合金で互いに融合する
耐摩耗性の被膜層を設けるから被膜層に十分な剥離強度
を付与でき、また、金型母材として低合金鋼材を用いる
ことにより安価で切削加工等の容易なものに形成できる
ようになる。
実施例
以下、添付図面を参照して説明すれば、次の通りである
。
。
この金型の表面処理方法はフェライト磁性材。
チタン酸バリウム等の誘電体材料、その他アルミナ等の
酸化物材料を１〜３ ｔｏｎ／ｃｍ’程度で高速成形す
る金型を製造するのに適用するものであり、この金型の
製造にあたっては第１図で示すように価格的に安価な低
合金鋼材を母材として成形することができる。その母材
となる低合金鋼材１の表面には、まず、純チタンをイオ
ンブレーティングすることによりイオンビームミギシン
グ等で合金化層２を形成する。この低合金鋼材１を用い
て純チタンの合金化層２を形成するとオメガ脆性を防止
することができ、また、その両者が融合し合って合金化
することにより純チタンの合金化層２を十分に密着させ
て形成することができる。
酸化物材料を１〜３ ｔｏｎ／ｃｍ’程度で高速成形す
る金型を製造するのに適用するものであり、この金型の
製造にあたっては第１図で示すように価格的に安価な低
合金鋼材を母材として成形することができる。その母材
となる低合金鋼材１の表面には、まず、純チタンをイオ
ンブレーティングすることによりイオンビームミギシン
グ等で合金化層２を形成する。この低合金鋼材１を用い
て純チタンの合金化層２を形成するとオメガ脆性を防止
することができ、また、その両者が融合し合って合金化
することにより純チタンの合金化層２を十分に密着させ
て形成することができる。
これに積層させて、チタンを含有する他の合金で耐摩耗
性を有する被膜層を形成すればチタン相互が融合し合う
ことにより十分な剥離強度を持つ傾斜機能膜として被膜
層を形成することができる。
性を有する被膜層を形成すればチタン相互が融合し合う
ことにより十分な剥離強度を持つ傾斜機能膜として被膜
層を形成することができる。
その被膜層としてはＴｉＮ、ＴｉＣ等の高硬度耐摩耗層
３を設け、更に成形材の耐溶着性を改善するＴｉＡｊ２
ＶＣＮ等の低摩耗係数層４を形成することができる。こ
のＴｉの含有量は、イオンブレーティング時に制御する
ようにできる。
３を設け、更に成形材の耐溶着性を改善するＴｉＡｊ２
ＶＣＮ等の低摩耗係数層４を形成することができる。こ
のＴｉの含有量は、イオンブレーティング時に制御する
ようにできる。
その低合金鋼材にはイオンブレーティングによる被膜層
の密着強度を向上するべく前処理として化学洗浄、真空
中のボンバードクリーニングを施シタ後、更に加熱洗浄
を施してイオンブレーティングで耐摩耗性を有する被膜
層を形成することができる。その前処理はイオンブレー
ティング装置のチャンバー内で行うことができ、また、
この排気系にクライオポンプを装備したチャンバーを用
いて行うことができる。そのクライオポンプは１０″径
相当でＨｚ Ｏ８０００ｆＬ／ｓｅｃの排気速度を有す
るものであり、この排気速度ではチャンバーの内部に挿
置する金型の母材となる低合金鋼材の表面からオイルや
残存ガスと共に水分等の不純物を除去することによりチ
ャンバーの内部雰囲気を１０−４〜１０−’ｔｏｒｒ程
度のクリーンな真空下に設定することができる。そのチ
ャンバーの内部ではボンバークリーニング処理を施した
後に２００℃以下、延いては１８０℃以下で加熱洗浄を
施せば事後に行うイオンブレーティングによる被膜層を
母材に十分密着させて生成可能な前処理を施すことがで
きる。この低温加熱洗浄には低合金鋼材でも十分に耐え
られ、その焼戻し温度では第２図で示すように低合金工
具鋼（ＳＫＳ２゜５ＫＳ３）でも高速度鋼（ＳＫＨ９）
や高合金ダイス鋼（ＳＫＤＩＩ）と略同程度の焼戻し硬
さを保有できることにより母材強度の低下は勿論、寸法
変形を生ずることがない。従って、この低合金鋼の母材
にはイオンブレーティングで耐摩耗性を有する被膜層を
高精度にしかも十分な密着性を持って形成できるように
なる。
の密着強度を向上するべく前処理として化学洗浄、真空
中のボンバードクリーニングを施シタ後、更に加熱洗浄
を施してイオンブレーティングで耐摩耗性を有する被膜
層を形成することができる。その前処理はイオンブレー
ティング装置のチャンバー内で行うことができ、また、
この排気系にクライオポンプを装備したチャンバーを用
いて行うことができる。そのクライオポンプは１０″径
相当でＨｚ Ｏ８０００ｆＬ／ｓｅｃの排気速度を有す
るものであり、この排気速度ではチャンバーの内部に挿
置する金型の母材となる低合金鋼材の表面からオイルや
残存ガスと共に水分等の不純物を除去することによりチ
ャンバーの内部雰囲気を１０−４〜１０−’ｔｏｒｒ程
度のクリーンな真空下に設定することができる。そのチ
ャンバーの内部ではボンバークリーニング処理を施した
後に２００℃以下、延いては１８０℃以下で加熱洗浄を
施せば事後に行うイオンブレーティングによる被膜層を
母材に十分密着させて生成可能な前処理を施すことがで
きる。この低温加熱洗浄には低合金鋼材でも十分に耐え
られ、その焼戻し温度では第２図で示すように低合金工
具鋼（ＳＫＳ２゜５ＫＳ３）でも高速度鋼（ＳＫＨ９）
や高合金ダイス鋼（ＳＫＤＩＩ）と略同程度の焼戻し硬
さを保有できることにより母材強度の低下は勿論、寸法
変形を生ずることがない。従って、この低合金鋼の母材
にはイオンブレーティングで耐摩耗性を有する被膜層を
高精度にしかも十分な密着性を持って形成できるように
なる。
発明の効果
以上の如く、本発明に係る金型の表面処理方法に依れば
、低合金鋼材を用いた金型母材の表面に純チタンの合金
化層を設けてチタンを含む他の合金で耐摩耗性を有する
被膜層を積層成形するから、低合金鋼材の表面に十分な
剥離強度を持つ耐摩耗性に優れた被膜層を高精度に形成
できて安価で切削加工等の容易な金型を得ることができ
る。
、低合金鋼材を用いた金型母材の表面に純チタンの合金
化層を設けてチタンを含む他の合金で耐摩耗性を有する
被膜層を積層成形するから、低合金鋼材の表面に十分な
剥離強度を持つ耐摩耗性に優れた被膜層を高精度に形成
できて安価で切削加工等の容易な金型を得ることができ
る。
第１図は本発明に係る金型の表面処理方法で形成した被
膜層を示す説明図、第２図は本発明に係る金型の表面処
理方法で母材として用いる低合金鋼材と高速度鋼並びに
高合金鋼との焼戻し硬さ曲線を比較して示すグラフであ
る。 に金型母材、２：合金化層、３．４：被膜層。 金型母材
膜層を示す説明図、第２図は本発明に係る金型の表面処
理方法で母材として用いる低合金鋼材と高速度鋼並びに
高合金鋼との焼戻し硬さ曲線を比較して示すグラフであ
る。 に金型母材、２：合金化層、３．４：被膜層。 金型母材
Claims (2)
- （１）低合金鋼材を金型母材（１）とし、その金型母材
（１）の表面に純チタンで合金化層（２）を形成し、こ
の合金化層（２）に積層させてチタンを含有する他の合
金で耐摩耗性を有する被膜層（３、４）を融合成形する
ようにしたことを特徴とする金型の表面処理方法。 - （２）上記被膜層（３、４）としてＴｉＮ、ＴｉＣ等の
高硬度摩耗層（３）とＴｉＡｌＶＣＮ等の低摩耗係数層
（４）とを積層成形するようにしたことを特徴とする請
求項１記載の金型の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1105408A JPH0747814B2 (ja) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | 金型の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1105408A JPH0747814B2 (ja) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | 金型の表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02285064A true JPH02285064A (ja) | 1990-11-22 |
| JPH0747814B2 JPH0747814B2 (ja) | 1995-05-24 |
Family
ID=14406788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1105408A Expired - Lifetime JPH0747814B2 (ja) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | 金型の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0747814B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101551963B1 (ko) | 2013-09-12 | 2015-09-10 | 현대자동차주식회사 | 알루미늄 다이캐스팅용 코팅재 및 이의 코팅방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56152961A (en) * | 1980-04-30 | 1981-11-26 | Seiko Epson Corp | Exterior decorative parts for watch |
| JPS58107482A (ja) * | 1981-12-22 | 1983-06-27 | Ayao Wada | アモルフアス金属薄膜を有する加工および切削用工具、金型、機械部品その他の金属製品 |
| JPS61213369A (ja) * | 1985-03-19 | 1986-09-22 | Natl Res Inst For Metals | 炭化チタンの被覆方法 |
-
1989
- 1989-04-25 JP JP1105408A patent/JPH0747814B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56152961A (en) * | 1980-04-30 | 1981-11-26 | Seiko Epson Corp | Exterior decorative parts for watch |
| JPS58107482A (ja) * | 1981-12-22 | 1983-06-27 | Ayao Wada | アモルフアス金属薄膜を有する加工および切削用工具、金型、機械部品その他の金属製品 |
| JPS61213369A (ja) * | 1985-03-19 | 1986-09-22 | Natl Res Inst For Metals | 炭化チタンの被覆方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0747814B2 (ja) | 1995-05-24 |
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