JPH06344387A - Injection mold, production thereof and surface treatment device thereof - Google Patents
Injection mold, production thereof and surface treatment device thereofInfo
- Publication number
- JPH06344387A JPH06344387A JP14025293A JP14025293A JPH06344387A JP H06344387 A JPH06344387 A JP H06344387A JP 14025293 A JP14025293 A JP 14025293A JP 14025293 A JP14025293 A JP 14025293A JP H06344387 A JPH06344387 A JP H06344387A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- resistant layer
- wear
- injection molding
- injection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、キャビティ内に溶融し
た成形材料を射出充填され成形品を成形する射出成形用
金型およびその製造方法並びにその表面処理装置に関
し、詳しくは前記金型表面に耐摩耗層を形成して耐久性
を向上させた射出成形用金型及びその製造方法並びにそ
の表面処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an injection mold for injection molding with a molding material melted in a cavity to form a molded article, a method for producing the same, and a surface treatment apparatus therefor. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an injection molding die in which a wear resistant layer is formed to improve durability, a manufacturing method thereof, and a surface treatment apparatus thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、内部にキャビティを形成する一対
の金型により構成され、該キャビティ内に溶融樹脂が射
出充填されて成形品を成形する鉄系材料を母材として用
いられた射出成形用金型が知られている。この種の射出
成形用金型(以下、単に金型ともいう)としては、昨
今、金型の母材としてJIS7000系のアルミニウム
合金(超々ジュラルミン)が用いられている。アルミニ
ウム合金は、切削等の機械加工性が良いため従来の鉄系
材料を母材として用いた射出成形金型に比べ金型製作コ
ストの軽減や製品の開発期間短縮が可能であるが、摩耗
に対して耐久性が低いため量産用の金型の母材として用
いることはできず試作用金型やごく少量生産用金型の母
材ヘの適用が主流となっている。特に、ガラス繊維等の
無機物フィラーが添加された強化樹脂の成形においては
摩耗が著しく数千ショットが成形の限界であった。2. Description of the Related Art Conventionally, for injection molding, a ferrous material is used as a base material, which is composed of a pair of molds for forming a cavity inside, and is filled with molten resin by injection to form a molded article. The mold is known. In this type of injection molding die (hereinafter, also simply referred to as a die), a JIS 7000-based aluminum alloy (ultra super duralumin) is used as a base material of the die. Since aluminum alloy has good machinability such as cutting, it can reduce the die manufacturing cost and the product development period compared to the conventional injection molding die using the iron-based material as the base material, but it does not cause wear. On the other hand, since it has low durability, it cannot be used as a base material for mass production dies, and is mainly applied to trial production dies and base materials for very small-volume production dies. Particularly, in the molding of a reinforced resin to which an inorganic filler such as glass fiber is added, abrasion is remarkable and several thousand shots are the limit of molding.
【0003】そのため、アルミニウム合金を母材とした
射出成形金型の耐久性を向上させるため、例えば、特開
昭56−115236号公報に記載されているものが提
案されている。この射出成形金型(以降、第1従来例と
いう)は、アルミニウム合金からなる母材表面に陽極酸
化法によって硬質アルマイト膜を形成することにより耐
久性を向上させている。Therefore, in order to improve the durability of an injection molding die using an aluminum alloy as a base material, for example, the one described in JP-A-56-115236 has been proposed. This injection molding die (hereinafter referred to as a first conventional example) has improved durability by forming a hard alumite film on the surface of a base material made of an aluminum alloy by an anodic oxidation method.
【0004】また、特開昭63−188022号公報に
は、表面に無電解ニッケルめっきを形成した後、熱処理
してその無電解ニッケルめっきを硬化させることにより
耐久性を向上させた射出成形金型(以降、第2従来例と
いう)が記載されている。In Japanese Patent Laid-Open No. 63-188022, an injection molding die having improved durability by forming electroless nickel plating on the surface and then heat-treating the electroless nickel plating. (Hereinafter, referred to as a second conventional example).
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第1従
来例にあっては、陽極酸化法は圧入による金型の補修部
分の境界に硬質アルマイト膜が形成されずに凹状の段差
となるため成形品に凸状に転写され要求されている転写
精度を満足することができず、例えば美観を損ねてしま
うという問題があった。また、陽極酸化法は微細形状の
表面に硬質アルマイト膜を形成することは困難であり、
例えばシボ加工面を成形する金型に適用することはでき
ないという問題があった。However, in the first conventional example, the anodic oxidation method does not form the hard alumite film at the boundary of the repaired portion of the die by press fitting, but forms a concave step, so that a molded article is formed. However, there is a problem in that it is not possible to satisfy the required transfer accuracy because it is transferred in a convex shape, and the aesthetic appearance is spoiled. Further, it is difficult for the anodizing method to form a hard alumite film on the surface of a fine shape,
For example, there is a problem that it cannot be applied to a mold for forming a textured surface.
【0006】また、第2従来例にあっては、無電解ニッ
ケルめっきはめっきのつき回りがよく第1従来例のよう
な問題はないが、一般に無電解ニッケルめっきは約40
0℃で数時間のアニールを施すことにより飛躍的に硬度
および耐摩耗性が向上することが知られているが、JI
S7000系のアルミニウム合金は焼入れによる析出硬
化型合金のため耐熱性が低く、約200℃の加熱でも機
械的強度が著しく低下してしまう。そのため、このアル
ミニウム合金を母材とした金型に無電解ニッケルめっき
を表面に形成しても熱処理を施すと母材の機械的強度が
低下してしまい所望の硬度や耐摩耗性が得られず耐久性
を向上させることはできない。In the second conventional example, the electroless nickel plating has good plating coverage and does not have the problem as in the first conventional example, but the electroless nickel plating is generally about 40%.
It is known that the hardness and wear resistance are dramatically improved by annealing at 0 ° C. for several hours.
Since the S7000-series aluminum alloy is a precipitation hardening type alloy by quenching, it has low heat resistance and its mechanical strength remarkably decreases even when heated to about 200 ° C. Therefore, even if electroless nickel plating is formed on the surface of a mold using this aluminum alloy as the base material, the heat treatment reduces the mechanical strength of the base material and the desired hardness and wear resistance cannot be obtained. Durability cannot be improved.
【0007】そこで、請求項1および2記載の発明は、
成形材料と接する表面に、所定位置の無電解ニッケルめ
っきが結晶化した耐摩耗層を形成することにより、軽合
金からなる金型の耐久性を向上させて、加工性に優れ大
量生産可能な射出成形用金型を提供することを目的とす
る。また、請求項3および4記載の発明は、成形材料と
接する表面に無電解ニッケルめっきからなる耐摩耗層を
形成し、その耐摩耗層を局所的に熱処理することにより
金型を構成する母材の機械的強度を低下させることなく
耐摩耗層を構成する無電解ニッケルめっきを結晶化し
て、軽合金からなる金型の耐久性を向上させ、加工性に
優れ大量生産可能な低コストの射出成形用金型の製造方
法を提供することを目的とする。Therefore, the inventions according to claims 1 and 2 are
By forming a wear-resistant layer in which electroless nickel plating is crystallized at a predetermined position on the surface in contact with the molding material, the durability of the mold made of light alloy is improved and it has excellent workability and can be mass-produced. An object is to provide a molding die. Further, the invention according to claims 3 and 4 forms a wear-resistant layer made of electroless nickel plating on the surface in contact with the molding material, and locally heat-treats the wear-resistant layer to form a metal mold. The electroless nickel plating that composes the wear resistant layer is crystallized without lowering the mechanical strength of the mold to improve the durability of the mold made of light alloy, and it is excellent in workability and can be mass-produced at low cost by injection molding. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a metal mold.
【0008】そして、請求項5〜8記載の発明は、射出
成形金型の表面を酸化させることなく局所的に加熱する
ことによりその金型を構成する母材の機械的強度の低下
やその表面の酸化のない局所的な熱処理を可能にして、
金型の耐久性を向上させる射出成形用金型の表面処理装
置を提供することを目的とする。According to the present invention, the surface of the injection molding die is locally heated without being oxidized and the mechanical strength of the base material constituting the die is lowered and the surface thereof is reduced. Enables local heat treatment without oxidation of
An object of the present invention is to provide a surface treatment device for an injection molding die that improves the durability of the die.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項1記載の発明は、内部にキャビティを形成し、該キ
ャビティ内に溶融した成形材料を射出充填されて成形品
を成形する射出成形用金型であって、前記金型の母材が
軽合金からなり、該母材の少なくとも前記成形材料と接
する表面に、無電解ニッケルめっきからなる耐摩耗層を
有し、該耐摩耗層の所定位置の無電解ニッケルめっきが
結晶化していることを特徴とするものである。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 forms an internal cavity, and injection molding is performed by injection-filling a molten molding material into the cavity to form a molded article. A mold for use in which a base material of the mold is made of a light alloy, and a wear resistant layer made of electroless nickel plating is provided on at least a surface of the base material in contact with the molding material. The electroless nickel plating at a predetermined position is crystallized.
【0010】請求項2記載の発明は、前記耐摩耗層とし
て耐摩耗性微粒子を分散した無電解ニッケルめっきを形
成したことを特徴とするものである。また、請求項3記
載の発明は、溶融した成形材料を射出充填されるキャビ
ティを内部に形成された軽合金からなる射出成形用金型
の母材を準備して、該母材の少なくとも前記成形材料と
接する表面に無電解ニッケルめっきからなる耐摩耗層を
形成し、次いで、該耐摩耗層の所定位置を局所的に加熱
して無電解ニッケルめっきを結晶化することを特徴とす
るものである。The invention according to claim 2 is characterized in that electroless nickel plating in which wear-resistant fine particles are dispersed is formed as the wear-resistant layer. According to a third aspect of the present invention, a base material of an injection-molding die made of a light alloy having a cavity for injection-filling a molten molding material is prepared, and at least the molding material of the base material is prepared. A wear-resistant layer made of electroless nickel plating is formed on the surface in contact with the material, and then a predetermined position of the wear-resistant layer is locally heated to crystallize the electroless nickel plating. .
【0011】請求項4記載の発明は、前記耐摩耗層を局
所的に加熱するとともに、該耐摩耗層の加熱される加熱
部に窒素あるいは不活性ガスを吹き付けることを特徴と
するものである。そして、請求項5記載の発明は、レー
ザビームを出射するレーザビーム源と、レーザビームを
伝送する屈曲可能な伝送媒体と、前記レーザビーム源か
ら出射されたレーザビームを集光して伝送媒体に一端側
から導入する集光ユニットと、前記伝送媒体の他端側に
設けられ該伝送媒体により伝送されるレーザビームを射
出成形用金型の表面に照射する照射ヘッドと、該照射ヘ
ッドによりレーザビームを照射される前記射出成形用金
型の照射面に窒素あるいは不活性ガスを吹き付けるガス
噴射ノズルと、を備えたことを特徴とするものである。According to a fourth aspect of the present invention, the wear-resistant layer is locally heated, and nitrogen or an inert gas is blown to a heated portion of the wear-resistant layer. In the invention according to claim 5, a laser beam source for emitting a laser beam, a bendable transmission medium for transmitting the laser beam, and a laser beam emitted from the laser beam source are condensed to form a transmission medium. A condensing unit introduced from one end side, an irradiation head provided on the other end side of the transmission medium for irradiating the surface of a mold for injection molding with a laser beam transmitted by the transmission medium, and a laser beam by the irradiation head. And a gas injection nozzle that blows nitrogen or an inert gas onto the irradiation surface of the injection molding die that is irradiated with.
【0012】請求項6記載の発明は、前記ガス噴射ノズ
ルを、前記照射ヘッドと一体に設けたことを特徴とする
ものであり、請求項7記載の発明は、前記伝送媒体によ
り伝送されたレーザビームを平行ビームにするコリメー
ト手段を設けたことを特徴とするものであり、請求項8
記載の発明は、可視光を出射する可視光出射手段と、前
記射出成形金型のレーザビームを照射される照射面に該
可視光出射手段から出射された可視光を照射する可視光
照射手段を設けたことを特徴とするある。The invention according to claim 6 is characterized in that the gas injection nozzle is provided integrally with the irradiation head, and the invention according to claim 7 is the laser transmitted by the transmission medium. 9. A collimating means for converting a beam into a parallel beam is provided.
The invention described above includes a visible light emitting means for emitting visible light, and a visible light emitting means for emitting visible light emitted from the visible light emitting means onto an irradiation surface of the injection molding die which is irradiated with a laser beam. It is characterized by being provided.
【0013】ここで、軽合金とはアルミニウム合金、耐
摩耗性粒子とはSiC、Al2O3、BNあるいはダイヤ
モンド等の粒子をいう。Here, the light alloy is an aluminum alloy, and the wear resistant particles are particles of SiC, Al 2 O 3 , BN, diamond or the like.
【0014】[0014]
【作用】請求項1記載の発明では、軽合金からなる母材
の少なくとも成形材料と接する表面に無電解ニッケルめ
っきからなり該無電解ニッケルめっきの所定位置が結晶
化された耐摩耗層が形成される。したがって、無電解ニ
ッケルめっきにより耐摩耗性が向上され、さらに結晶化
された無電解ニッケルめっきによって所定位置の耐摩耗
層の耐摩耗性がより向上される。According to the first aspect of the present invention, a wear resistant layer made of electroless nickel plating is formed on at least the surface of the base material made of a light alloy that is in contact with the molding material, and the electroless nickel plating is crystallized at a predetermined position. It Therefore, the wear resistance is improved by the electroless nickel plating, and the wear resistance of the wear resistant layer at a predetermined position is further improved by the crystallized electroless nickel plating.
【0015】請求項2記載の発明では、耐摩耗層として
耐摩耗性微粒子を分散された無電解ニッケルめっきが形
成される。したがって、耐摩耗性微粒子によって耐摩耗
性がより向上される。また、請求項3記載の発明では、
軽合金からなる母材の少なくとも成形材料と接する表面
に、無電解ニッケルめっきからなる耐摩耗層が形成さ
れ、次いで、耐摩耗層の所定位置の加熱部が局所的に加
熱され、無電解ニッケルめっきが結晶化される。したが
って、母材の機械的強度が低下されることなく加熱部の
無電解ニッケルめっきが局所的に熱処理されて結晶化さ
れる。In the second aspect of the invention, electroless nickel plating in which wear-resistant fine particles are dispersed is formed as the wear-resistant layer. Therefore, the wear resistance is further improved by the wear resistant fine particles. In the invention according to claim 3,
A wear-resistant layer made of electroless nickel plating is formed on at least the surface of the base material made of light alloy that is in contact with the molding material, and then the heating portion of the wear-resistant layer at a predetermined position is locally heated to cause electroless nickel plating. Is crystallized. Therefore, the electroless nickel plating in the heating portion is locally heat-treated and crystallized without lowering the mechanical strength of the base material.
【0016】請求項4記載の発明では、耐摩耗層が局所
的に加熱されるとともに、その耐摩耗層の加熱される加
熱部に窒素あるいは不活性ガスが吹き付けられる。した
がって、無電解ニッケルめっきが酸化することなく結晶
化される。そして、請求項5記載の発明では、レーザビ
ーム源から出射されたレーザビームが集光ユニットによ
り集光され屈曲可能な伝送媒体により伝送されて照射ヘ
ッドにより金型表面の照射面に照射される。また、ガス
噴射ノズルにより照射面に窒素あるいは不活性ガスが吹
き付けられる。したがって、レーザビームの照射面が酸
化されることなく局所的に加熱され、母材の機械的強度
が低下されることなく、また照射面が酸化されることな
く、金型表面の照射面のみが局所的に熱処理される。さ
らに、屈曲可能な伝送媒体によりレーザビームの照射面
の位置や照射角度が容易に変えられる。According to the fourth aspect of the present invention, the abrasion resistant layer is locally heated, and nitrogen or an inert gas is blown to the heated portion of the abrasion resistant layer which is heated. Therefore, the electroless nickel plating is crystallized without being oxidized. In the invention according to claim 5, the laser beam emitted from the laser beam source is condensed by the condensing unit, transmitted by the bendable transmission medium, and irradiated by the irradiation head onto the irradiation surface of the die surface. Further, nitrogen or an inert gas is blown onto the irradiation surface by the gas injection nozzle. Therefore, the irradiation surface of the laser beam is locally heated without being oxidized, the mechanical strength of the base material is not reduced, and the irradiation surface is not oxidized. Heat-treated locally. Further, the position and the irradiation angle of the irradiation surface of the laser beam can be easily changed by the bendable transmission medium.
【0017】請求項6記載の発明では、ガス噴射ノズル
が照射ヘッドと一体に設けられる。したがって、照射ヘ
ッドが移動されレーザビームの照射面が移動されてもガ
ス噴射ノズルも一体に移動されるため、レーザビームの
照射面に確実に窒素あるいは不活性ガスが吹き付けられ
る。請求項7記載の発明では、伝送媒体により伝送され
たレーザビームを平行ビームにするコリメート手段が設
けられる。したがって、レーザビームがコリメート手段
により平行ビームにされるため、レーザビームの照射面
までの距離が光学系の焦点距離に拘束されない。In the invention according to claim 6, the gas injection nozzle is provided integrally with the irradiation head. Therefore, even if the irradiation head is moved and the irradiation surface of the laser beam is moved, the gas injection nozzle is also moved integrally, so that the irradiation surface of the laser beam is reliably sprayed with nitrogen or an inert gas. According to the invention described in claim 7, collimating means for converting the laser beam transmitted by the transmission medium into a parallel beam is provided. Therefore, since the collimating means collimates the laser beam, the distance to the irradiation surface of the laser beam is not restricted by the focal length of the optical system.
【0018】請求項8記載の発明では、可視光出射手段
から可視光が出射され、レーザビームの照射面に可視光
照射手段によりその可視光が照射される。したがって、
可視光によりレーザビームの照射面が確認される。According to the eighth aspect of the present invention, visible light is emitted from the visible light emitting means, and the visible surface of the laser beam is irradiated with the visible light. Therefore,
The irradiation surface of the laser beam is confirmed by visible light.
【0019】[0019]
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1〜図3は本発明に係る射出成形用金型及びその製造方
法並びにその表面処理装置の第1実施例を示す図であ
り、本実施例は請求項1または3記載の発明に対応して
いる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 are views showing a first embodiment of an injection molding die, a method for manufacturing the same, and a surface treatment apparatus therefor according to the present invention. This embodiment corresponds to the invention according to claim 1 or 3. ing.
【0020】まず、射出成形金型の構成を説明する。図
1において、11、12は入子であり、入子11、12はJIS
7000系のアルミニウム合金(軽合金)からなり、入
子11には所定の凹状に形成された凹部13および凹部13に
臨む溝部14が刻設され、入子12には入子11の凹部13およ
び溝部14に対向し所定の表面粗さを有する対向面15およ
び溶融樹脂を射出するスプール部16が設けられている。
この入子11、12は図示していないが可動及び固定ベース
に装着されて射出成形機により型締されるようになって
おり、型締されることによって凹部13および対向面15に
より所定形状のキャビティ(成形空間)を画成し、溝部
14および対向面15により前記キャビティに連通するラン
ナを画成する。First, the structure of the injection molding die will be described. In FIG. 1, 11 and 12 are nests, and nests 11 and 12 are JIS.
The insert 11 is made of a 7000 series aluminum alloy (light alloy), and has a recess 13 formed in a predetermined concave shape and a groove 14 facing the recess 13, and the insert 12 has a recess 13 of the insert 11 and An opposing surface 15 that faces the groove 14 and has a predetermined surface roughness, and a spool portion 16 that injects the molten resin are provided.
Although not shown, the inserts 11 and 12 are mounted on movable and fixed bases and clamped by an injection molding machine. The cavity (molding space) is defined and the groove
14 and opposing surface 15 define a runner communicating with the cavity.
【0021】この入子11、12は、前記射出成形機により
溶融樹脂(成形材料)を入子12の対向面14の裏面側から
スプール部16に射出されて前記ランナを介してキャビテ
ィ内にその溶融樹脂を射出充填され冷却されて溶融樹脂
が固化した後、前記射出成形機により開放されて凹部13
から成形品を取り出すようになっている。すなわち、入
子11、12および前記可動及び固定ベースは入子方式の射
出成形用金型を構成している。The inserts 11 and 12 are made by injecting a molten resin (molding material) from the back surface side of the facing surface 14 of the insert 12 into the spool portion 16 by the injection molding machine and inserting the molten resin (molding material) into the cavity through the runner. After the molten resin is injected and filled and cooled to solidify the molten resin, the molten resin is opened by the injection molding machine to form the recess 13
The molded product is taken out from the. That is, the nests 11 and 12 and the movable and fixed bases form a nesting type injection molding die.
【0022】入子11、12の表面には、めっき厚が5μm
の無電解ニッケルめっきからなる耐摩耗層17(図3に示
す)が形成されており、この耐摩耗層17により入子11、
12の耐久性を向上させている。さらに、この耐摩耗層17
の図2に示す摩耗痕B(後述する)に対応する箇所の無
電解ニッケルめっきは後述する表面処理装置が局所的に
加熱しアニール(熱処理)することにより結晶化し、入
子11、12の母材である前記アルミニウム合金の機械的強
度を低下させることなく耐久性をより向上させている。The thickness of the plating on the surfaces of the nests 11 and 12 is 5 μm.
Wear-resistant layer 17 (shown in FIG. 3) made of electroless nickel plating is formed.
The durability of 12 is improved. In addition, this wear resistant layer 17
The electroless nickel plating in the portion corresponding to the wear mark B (described later) shown in FIG. 2 is crystallized by locally heating and annealing (heat treatment) by the surface treatment device described later, and the mother of the nests 11 and 12 is crystallized. The durability is further improved without lowering the mechanical strength of the aluminum alloy as a material.
【0023】摩耗痕Bは、入子11、12の表面に形成され
た耐摩耗層17を構成している無電解ニッケルめっきを結
晶化させていない入子11’、12’を用いて、例えばガラ
ス繊維を30wt%含むポリカーボネート樹脂をキャビ
ティ15内に射出充填したときに摩耗痕Aとともに発生す
る傷であり、図2に示すように、約3,000ショット
の成形によって入子12’の対向面15には前記ガラス繊維
径に対応する1μm以下の細かい傷の摩耗痕Aおよび耐
摩耗層17の無電解ニッケルめっきが完全に除去されて前
記母材であるアルミニウム合金が露出した摩耗痕Bが認
められるようになる。この摩耗痕Aは対向面15の前記ラ
ンナを画成する溝部14に対向するランナ対向面14’から
放射状に広がり、摩耗痕Bは溝部14の側端部に対応する
箇所および摩耗痕Aの終端部、特に摩耗痕Aが凹部13の
側面に直角に近い角度で交差する箇所に多く発生する。
この摩耗痕A、Bは図示しないが入子11’にも対応する
箇所に同様に発生する。そして、この射出成形を続ける
と特に摩耗痕Bの幅が大きくなって約6,000ショッ
トで成形品にバリが生じてしまい金型の寿命であると判
断される。The wear mark B is formed, for example, by using the inserts 11 ', 12' which are not crystallized by the electroless nickel plating forming the wear resistant layer 17 formed on the surfaces of the inserts 11, 12, for example. This is a scratch that is generated along with the wear mark A when the cavity 15 is injection-filled with a polycarbonate resin containing 30 wt% of glass fiber, and as shown in FIG. The wear marks A of fine scratches of 1 μm or less corresponding to the glass fiber diameter and the wear marks B in which the electroless nickel plating of the wear-resistant layer 17 is completely removed and the aluminum alloy as the base material is exposed are found in 15 Will be available. The wear marks A spread radially from the runner facing surface 14 'of the facing surface 15 that faces the groove 14 defining the runner, and the wear marks B correspond to the side ends of the groove 14 and the ends of the wear marks A. A large number of parts, especially wear marks A, are generated at the portions intersecting the side surface of the concave portion 13 at an angle close to a right angle.
Although not shown, the wear marks A and B similarly occur at the portions corresponding to the insert 11 '. Then, if this injection molding is continued, the width of the wear mark B becomes particularly large, and burrs are generated on the molded product after about 6,000 shots, and it is judged that the mold has reached the end of its life.
【0024】この摩耗痕A、Bは、高い成形圧力によっ
てガラス繊維が表面を引っ掻くことにより発生するアブ
レッシブ摩耗により発生する傷であり、摩耗痕Bは射出
成形時に溶融樹脂の流動方向が急激に変えられるため、
瞬間的に圧力が見かけの射出成形圧力よりも高くなる箇
所に発生する。そのため、摩耗痕A、Bは前記ガラス繊
維の密度や樹脂材料の種類によらず同様な箇所に発生
し、また射出成形圧やガラス繊維密度が高いほど、さら
に射出成形温度が高いほど成長が速く、金型寿命が短く
なる。The wear marks A and B are scratches caused by the abrasive wear caused by the glass fibers scratching the surface under a high molding pressure, and the wear marks B rapidly change the flow direction of the molten resin during injection molding. Because
Occurs where the pressure momentarily rises above the apparent injection molding pressure. Therefore, the abrasion marks A and B are generated in the same place regardless of the density of the glass fiber and the type of the resin material, and the higher the injection molding pressure and the glass fiber density, and the higher the injection molding temperature, the faster the growth. , The mold life will be shortened.
【0025】次に、前記表面処理装置の構成を説明す
る。図3において、21は表面処理装置であり、表面処理
装置21は、例えばキセノンフラッシュランプ励起により
発振しφ4mmのレーザ光r(レーザビーム)を出射す
るYAGレーザ発振器(波長λ=1.06μm)のレー
ザビーム源22と、レーザビーム源22から出射された細い
レーザ光rを太い平行光に変換するビームエキスパンダ
23と、ビームエキスパンダ23により変換されたレーザ光
rを下方に反射する反射ミラー24と、反射ミラー24によ
り反射されたレーザ光rを集光する集光レンズ25と、か
ら構成されている。この表面処理装置21は、例えばX−
Yテーブル(図示していない)上に載置された入子11あ
るいは入子12の摩耗痕Bが発生する箇所にレーザ光rを
局所的に照射して耐摩耗層17の所定位置の無電解ニッケ
ルめっきを瞬間的に600℃以上に加熱しアニールする
ことにより入子11、12の母材である前記アルミニウム合
金の機械的強度を低下させることなく結晶化させるよう
になっている。すなわち、摩耗痕Bが発生する箇所がレ
ーザビームの照射面(加熱部)となる。Next, the structure of the surface treatment apparatus will be described. In FIG. 3, reference numeral 21 denotes a surface treatment apparatus. The surface treatment apparatus 21 is, for example, a YAG laser oscillator (wavelength λ = 1.06 μm) that oscillates when excited by a xenon flash lamp and emits a laser beam r (laser beam) of φ4 mm. A laser beam source 22 and a beam expander for converting a thin laser beam r emitted from the laser beam source 22 into a thick parallel beam.
23, a reflection mirror 24 for reflecting the laser light r converted by the beam expander 23 downward, and a condenser lens 25 for condensing the laser light r reflected by the reflection mirror 24. This surface treatment device 21 is, for example, X-
A laser beam r is locally irradiated to a place where a wear mark B of the insert 11 or the insert 12 placed on a Y table (not shown) is generated, and electroless electrolysis is performed at a predetermined position of the wear resistant layer 17. The nickel plating is instantaneously heated to 600 ° C. or more and annealed to crystallize the aluminum alloy, which is the base material of the inserts 11 and 12, without lowering the mechanical strength. That is, the portion where the abrasion mark B is generated becomes the irradiation surface (heating portion) of the laser beam.
【0026】レーザビーム源22のYAGレーザ発振器
は、母材であるアルミニウム合金ヘ熱影響を与えないよ
うにするため表面の耐摩耗層17に一様に高出力のエネル
ギ密度のレーザ光rを照射するようにマルチモードのQ
スイッチ発振するようになっている。なお、レーザビー
ム源22は、他にCO2 ガスレーザ(波長λ=10.6μ
m)を用いてもよいが、ニッケルの光吸収特性からYA
Gレーザの方がエネルギ効率がよい。The YAG laser oscillator of the laser beam source 22 uniformly irradiates the abrasion resistant layer 17 on the surface with the laser beam r having a high output energy density so as to prevent the aluminum alloy as the base material from being affected by heat. Q of multimode to do
The switch oscillates. The laser beam source 22 is also a CO 2 gas laser (wavelength λ = 10.6 μ).
m) may be used, but due to the light absorption characteristics of nickel, YA
The G laser is more energy efficient.
【0027】次に、作用を説明する。まず、凹部13およ
び溝部14が形成され耐摩耗層17を形成していない入子11
の母材11”(図示していない)と、対向面15およびスプ
ール部16が形成され耐摩耗層17を形成していない入子12
の母材12”(図示していない)と、を準備して、前記ポ
リカーボネート樹脂を射出充填し成形品を約50ショッ
ト程度成形する仮成形を行なった後、摩耗痕Aの観察を
行なって摩耗痕Bが発生する箇所(照射面)を特定し、
その位置を記録しておく。なお、約50ショット程度の
仮成形では大きく削れてしまう箇所は発生せず、成形品
の外観を損ねてしまうことはないが、摩耗痕Bの発生箇
所は摩耗痕Aの傷の凹部13の側面に交差する角度により
特定することができる。Next, the operation will be described. First, the nest 11 in which the recess 13 and the groove 14 are formed and the wear resistant layer 17 is not formed.
Base material 11 "(not shown) and the insert 12 with the facing surface 15 and the spool portion 16 and without the wear-resistant layer 17 formed thereon.
Of the base material 12 "(not shown) are prepared, injection-filled with the polycarbonate resin, and temporary molding is performed to mold the molded product for about 50 shots. Identify the location (irradiated surface) where the mark B occurs,
Record the position. It should be noted that, in the temporary molding for about 50 shots, a portion that is largely scraped does not occur and does not impair the appearance of the molded product, but the location where the wear mark B is generated is the side surface of the concave portion 13 of the scratch of the wear mark A. Can be specified by the angle intersecting with.
【0028】次いで、母材11”、12”を次亜りん酸ナト
リウムを還元剤とする塩化ニッケル浴に浸してニッケル
を析出することによりその表面に無電解ニッケルめっき
からなる耐摩耗層17が形成された入子11’12’を作製す
る。次いで、入子11’12’を前記X−Yテーブル上に載
置して予め記録しておいた耐摩耗層17の摩耗痕Bが発生
する箇所に表面処理装置21によってレーザ光rを照射し
局所的にアニールしてその照射面の無電解ニッケルめっ
きを結晶化して入子11、12を作製する。Then, the base materials 11 "and 12" are immersed in a nickel chloride bath containing sodium hypophosphite as a reducing agent to deposit nickel, thereby forming a wear resistant layer 17 made of electroless nickel plating on the surface. Create the nested 11'12 '. Then, the insert 11'12 'is placed on the XY table, and the surface treatment device 21 irradiates a laser beam r to the place where the wear mark B of the wear-resistant layer 17 recorded in advance is generated. The inserts 11 and 12 are produced by locally annealing and crystallizing the electroless nickel plating on the irradiation surface.
【0029】そして、この入子11、12を用いて前記ポリ
カーボネート樹脂を射出充填する成形を行なったとこ
ろ、成形数が30,000ショットを越えても摩耗痕B
の発生は全く認められず40,000ショットを越えた
あたりから摩耗痕Aが発生していた箇所に耐摩耗層17の
下地である前記アルミニウム合金が露出し、50,00
0ショットで成形品に転写されるようになった。そのた
め、この入子11、12の寿命は50,000ショットであ
ると判断された。したがって、母材11”12”の表面に無
電解ニッケルめっきを形成し、その無電解ニッケルめっ
きの摩耗痕Bが発生する箇所を結晶化して耐摩耗層17を
形成することにより金型寿命を8倍以上にすることがで
きる。When the injection molding of the polycarbonate resin was performed using the inserts 11 and 12, the abrasion mark B was obtained even if the number of moldings exceeded 30,000 shots.
No occurrence of scratches was observed, and the aluminum alloy as the base of the wear-resistant layer 17 was exposed at the place where the wear scar A had been generated after the number of shots exceeded 40,000.
Transferred to a molded product with 0 shots. Therefore, the life of the nests 11 and 12 was determined to be 50,000 shots. Therefore, the electroless nickel plating is formed on the surface of the base material 11 "12", and the wear-resistant layer 17 is formed by crystallizing the place where the abrasion mark B of the electroless nickel plating is generated, so that the life of the die is increased. It can be more than doubled.
【0030】なお、無電解ニッケルめっきは無定形膜で
あり析出後の硬度はHv500程度であるが、析出され
た無定形膜を約400℃(少なくとも300℃以上は必
要)で数時間アニールするとニッケルの結晶相中に微小
なNi3-P化合物が共析され硬度がHv1,000前後
に増大し耐摩耗性が向上することが知られており、X線
回折法により耐摩耗層17の表面処理装置21によりレーザ
光rが照射された照射面の無電解ニッケルめっきを分析
するとNiおよびNi3-Pの回折線が観測され、その無
電解ニッケルめっきが結晶化されていることが確認され
た。The electroless nickel plating is an amorphous film, and the hardness after deposition is about Hv500. However, if the deposited amorphous film is annealed at about 400 ° C. (at least 300 ° C. is required) for several hours, nickel is deposited. It is known that a small amount of Ni 3 -P compound is co-deposited in the crystal phase of and the hardness increases to around Hv 1,000 and the wear resistance is improved. The surface treatment of the wear resistant layer 17 is performed by the X-ray diffraction method. When the electroless nickel plating on the irradiation surface irradiated with the laser beam r was analyzed by the apparatus 21, diffraction lines of Ni and Ni 3 -P were observed, and it was confirmed that the electroless nickel plating was crystallized.
【0031】このように本実施例によれば、前記アルミ
ニウム合金からなる母材表面に形成された無電解ニッケ
ルめっきからなる耐摩耗層17により入子11、12の耐摩耗
性が向上され、さらに耐摩耗層17の摩耗痕Bに対応する
レーザ光rの照射面の結晶化された無電解ニッケルめっ
きにより入子11、12の耐摩耗性がより向上される。その
ため、入子11、12の寿命を長くすることができる。した
がって、加工性に優れた前記アルミニウム合金を用いて
大量生産可能な低コストな射出成形用金型を提供するこ
とができる。As described above, according to this embodiment, the wear resistance of the inserts 11 and 12 is improved by the wear resistant layer 17 made of electroless nickel plating formed on the surface of the base material made of the aluminum alloy. The wear resistance of the inserts 11 and 12 is further improved by the crystallized electroless nickel plating on the irradiation surface of the laser beam r corresponding to the wear mark B of the wear resistant layer 17. Therefore, the life of the inserts 11 and 12 can be extended. Therefore, it is possible to provide a low-cost injection molding die that can be mass-produced using the aluminum alloy having excellent workability.
【0032】また、前記母材表面に形成された無電解ニ
ッケルめっきからなる耐摩耗層17の摩耗痕Bに対応する
箇所に表面処理装置21によってレーザ光rが照射され、
その照射面が局所的に加熱され瞬間的にアニールされて
結晶化される。したがって、耐摩耗層17の下地である前
記アルミニウム合金からなる母材の機械的強度が低下さ
れることなく無電解ニッケルめっきが結晶化されて耐摩
耗層17の耐摩耗性がより向上される。そのため、短時間
で簡易に入子11、12の寿命を向上させることができる。
したがって、加工性に優れた前記アルミニウム合金を用
いて大量生産可能な射出成形用金型を短時間に低コスト
で作製可能な製造方法を提供することができる。Further, the surface treatment device 21 irradiates the portion corresponding to the wear mark B of the wear resistant layer 17 made of electroless nickel plating formed on the surface of the base material with the laser beam r,
The irradiated surface is locally heated and instantaneously annealed to be crystallized. Therefore, the electroless nickel plating is crystallized and the wear resistance of the wear resistant layer 17 is further improved without lowering the mechanical strength of the base material made of the aluminum alloy, which is the base of the wear resistant layer 17. Therefore, the life of the inserts 11 and 12 can be easily improved in a short time.
Therefore, it is possible to provide a manufacturing method capable of producing an injection molding die which can be mass-produced using the aluminum alloy having excellent workability in a short time at low cost.
【0033】なお、本実施例では耐摩耗層の所定位置の
みの無電解ニッケルめっきを結晶化させているが、母材
に熱的影響を与えないように順次所定面積の耐摩耗層を
加熱して耐摩耗層全体を結晶化させてもよい。次に、図
4は本発明に係る射出成形用金型の第2実施例を示す図
であり、本実施例は請求項1または2記載の発明に対応
している。なお、本実施例では上述実施例と同様な構成
には同一の符合を付してその説明を省略する。In this embodiment, the electroless nickel plating is crystallized only at a predetermined position of the wear resistant layer, but the wear resistant layer having a predetermined area is sequentially heated so that the base material is not thermally affected. The entire wear resistant layer may be crystallized. Next, FIG. 4 is a view showing a second embodiment of the injection molding die according to the present invention, and this embodiment corresponds to the invention described in claim 1 or 2. In this embodiment, the same components as those in the above-mentioned embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0034】同図において、31、32は入子であり、入子
31、32は上述実施例で説明した入子11、12と同様に構成
されており、入子31、32の表面にはSiC粒子(耐摩耗
性微粒子)が分散され摩耗痕Bに対応する箇所が結晶化
された無電解ニッケルめっきからなる耐摩耗層(図示し
ていない)が形成されている。そして、この入子31、32
を用いて前記ポリカーボネート樹脂を射出充填する成形
を行なったところ、成形数が50,000ショットを越
えても成形品の品質を損ねるような傷の発生は認められ
なかった。In the figure, 31 and 32 are nests, and nests are
31 and 32 are configured in the same manner as the inserts 11 and 12 described in the above-mentioned embodiment, and the SiC particles (wear-resistant fine particles) are dispersed on the surfaces of the inserts 31 and 32 and correspond to the wear marks B. A wear resistant layer (not shown) made of crystallized electroless nickel plating is formed. And this nest 31, 32
Molding was carried out by injection-filling the above-mentioned polycarbonate resin using No. 1, but even if the number of moldings exceeded 50,000 shots, no scratches that would deteriorate the quality of the molded product were observed.
【0035】本実施例では、上述実施例の作用効果に加
え、前記耐摩耗層にSiC粒子を分散されることによっ
て耐摩耗性がより向上される。したがって、入子31、32
の金型寿命をより長くすることができる。なお、本実施
例では、耐摩耗層を構成している無電解ニッケルめっき
中にSiC粒子を分散させることにより耐摩耗性を向上
させて金型寿命を長くしているが、SiC粒子に換えて
Al2O3、BNあるいはダイヤモンド等の粒子を分散さ
せることによっても同様な効果が得られる。In this embodiment, in addition to the effects of the above-mentioned embodiment, the wear resistance is further improved by dispersing the SiC particles in the wear resistant layer. Therefore, the nest 31, 32
The mold life can be extended. In this example, the wear resistance is improved and the die life is extended by dispersing the SiC particles in the electroless nickel plating forming the wear resistant layer. The same effect can be obtained by dispersing particles such as Al 2 O 3 , BN or diamond.
【0036】次に、図5および図6は本発明に係る射出
成形用金型の製造方法およびその表面処理装置の第2実
施例を示す図であり、本実施例は請求項3〜5または7
の何れかに記載の発明に対応している。なお、本実施例
では上述実施例と同様な構成には同一の符合を付してそ
の説明を省略する。図5において、41は表面処理装置で
あり、表面処理装置41は、例えばキセノンフラッシュラ
ンプ励起により発振しφ6mmのレーザ光r(レーザビ
ーム)を出射するYAGレーザ発振器のレーザビーム源
42と、レーザ光rを伝送するコア径がφ8mmの屈曲可
能な石英光ファイバ(伝送媒体)43と、レーザビーム源
42から出射されたレーザ光rを集光して石英光ファイバ
(以下、単に光ファイバともいう)43の一端側からレー
ザ光rを導入する集光ユニット44と、光ファイバ43によ
り伝送されその他端側から出射されるレーザ光rをφ3
mmの平行ビームに変換する例えば、コリメートレンズ
および2枚の凸レンズからなるケプラー型の縮小光学系
を組み合されたコリメート手段45と、コリメート手段45
を保持して平行ビームに変換されたレーザ光rを前記X
−Yテーブル上に載置された入子11あるいは入子12の摩
耗痕Bが発生する箇所(照射面)に照射する照射ヘッド
46と、照射ヘッド46によりレーザ光rを照射される入子
11あるいは入子12の照射面に図示していない窒素ガス供
給装置から供給される窒素ガスを吹き付けるガス噴射ノ
ズル47と、レーザビーム源42が発振するレーザ光rの出
力とガス噴射ノズル47が噴射する窒素ガスの噴射とのタ
イミングを同期させる図示していない制御手段と、から
構成されている。Next, FIGS. 5 and 6 are views showing a second embodiment of a method for manufacturing an injection molding die and a surface treatment apparatus therefor according to the present invention. 7
The invention corresponds to any one of the above. In this embodiment, the same components as those in the above-mentioned embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In FIG. 5, reference numeral 41 denotes a surface treatment apparatus. The surface treatment apparatus 41 is a laser beam source of a YAG laser oscillator that oscillates by, for example, xenon flash lamp excitation and emits a laser beam r (laser beam) of φ6 mm.
42, a bendable quartz optical fiber (transmission medium) 43 having a core diameter of φ8 mm for transmitting a laser beam r, and a laser beam source
A condensing unit 44 that condenses the laser light r emitted from 42 and introduces the laser light r from one end of a quartz optical fiber (hereinafter also simply referred to as an optical fiber) 43, and the other end that is transmitted by the optical fiber 43. The laser beam r emitted from the side
For example, a collimating means 45 which combines a collimating lens and a reduction optical system of a Kepler type composed of two convex lenses and a collimating means 45 for converting into a parallel beam of mm.
The laser beam r converted into a parallel beam by holding
Irradiation head for irradiating the place (irradiation surface) where the wear mark B of the insert 11 or the insert 12 placed on the Y table occurs
46 and a nest that is irradiated with laser light r by the irradiation head 46.
The gas injection nozzle 47 that blows nitrogen gas supplied from a nitrogen gas supply device (not shown) on the irradiation surface of 11 or the insert 12, the output of the laser beam r oscillated by the laser beam source 42 and the gas injection nozzle 47 Control means (not shown) for synchronizing the timing with the injection of the nitrogen gas.
【0037】前記制御手段は、図6に示すように、レー
ザビーム源42に出力命令信号51を入力しt2 秒遅れるQ
スイッチのオン信号52によりレーザ光rを出射させるよ
うになっており、またレーザ光rの出力命令信号51と同
時にガス噴射ノズル47がt1秒間窒素ガスを噴射するよ
う制御するようになっており、レーザ光rが前記照射面
にレーザ光rを照射している間には窒素ガスをその照射
面に吹き付けるようになっている。As shown in FIG. 6, the control means inputs the output command signal 51 to the laser beam source 42 and delays Q 2 by t 2 seconds.
A laser beam r is emitted by an on signal 52 of the switch, and at the same time as the output command signal 51 of the laser beam r, the gas jet nozzle 47 is controlled to jet nitrogen gas for t 1 seconds. While the laser light r is irradiating the irradiation surface with the laser light r, nitrogen gas is blown onto the irradiation surface.
【0038】本実施例では、上述実施例の作用効果に加
え、摩耗痕Bに対応する耐摩耗層17の照射面にレーザ光
rが照射されるとともに、前記制御手段によりガス噴射
ノズルの噴射がレーザ光rの出力に同期されてその照射
面に窒素ガスが吹き付けられるので、レーザ光rの照射
面付近が簡易に酸化防止雰囲気にされて局所的に加熱さ
れ熱処理される。したがって、耐摩耗層17を構成する無
電解ニッケルめっきを酸化させることなく結晶化させる
ことができる。また、前記制御手段によりレーザ光rの
出射と窒素ガスの噴射とが同期されるため、手動で窒素
ガスを照射面に吹き付ける必要がなく作業が単純化され
るとともに、レーザ光rが照射面に照射されるときには
確実に酸化防止雰囲気にされる。In this embodiment, in addition to the effects of the above-mentioned embodiment, the irradiation surface of the abrasion resistant layer 17 corresponding to the abrasion mark B is irradiated with the laser beam r, and the gas ejecting nozzle is ejected by the control means. Since the nitrogen gas is blown onto the irradiation surface in synchronization with the output of the laser light r, the vicinity of the irradiation surface of the laser light r is easily made into an antioxidant atmosphere and locally heated to be heat-treated. Therefore, the electroless nickel plating forming the wear resistant layer 17 can be crystallized without being oxidized. Further, since the emission of the laser light r and the injection of the nitrogen gas are synchronized by the control means, it is not necessary to manually blow the nitrogen gas onto the irradiation surface, and the work is simplified, and the laser light r is irradiated onto the irradiation surface. When it is irradiated, it is surely placed in an antioxidant atmosphere.
【0039】また、屈曲可能な光ファイバ43によりレー
ザ光rが伝送されるので、入子11の凹部13の凹凸形状に
対応してレーザ光rの照射位置や照射角度を容易に変え
ることができる。さらに、コリメート手段45によりレー
ザ光rが平行ビームにされ絞られることなく耐摩耗層17
の照射面に照射されるので、レーザ光rの焦点距離に拘
束されることない。そのため、耐摩耗層17を構成する無
電解ニッケルめっきの広い範囲が入子11の凹部13の形状
に応じて調整することなく短時間で熱処理され、不要な
熱を蓄積させることなく結晶化される。Further, since the laser light r is transmitted by the bendable optical fiber 43, the irradiation position and the irradiation angle of the laser light r can be easily changed in accordance with the uneven shape of the recess 13 of the insert 11. . Further, the collimating means 45 collimates the laser light r into a parallel beam, and the wear resistant layer 17 is not focused.
Since it is irradiated on the irradiation surface of, the laser beam is not restricted by the focal length of the laser beam r. Therefore, a wide range of electroless nickel plating forming the wear resistant layer 17 is heat-treated in a short time without adjusting according to the shape of the recess 13 of the insert 11, and is crystallized without accumulating unnecessary heat. .
【0040】なお、本実施例では耐摩耗層のレーザ光の
照射面に窒素ガスを吹き付けているがHeガス等の不活
性ガスを吹き付けるようにしてもよい。次に、図7は本
発明に係る射出成形用金型の表面処理装置の第3実施例
を示す図であり、本実施例は請求項4〜7の何れかに記
載の発明に対応している。なお、本実施例では上述実施
例と同様な構成には同一の符合を付してその説明を省略
する。In this embodiment, nitrogen gas is blown onto the laser light irradiation surface of the abrasion resistant layer, but an inert gas such as He gas may be blown. Next, FIG. 7 is a diagram showing a third embodiment of a surface treatment apparatus for an injection molding die according to the present invention, and this embodiment corresponds to the invention described in any one of claims 4 to 7. There is. In this embodiment, the same components as those in the above-mentioned embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0041】同図において、61は同軸チューブであり、
同軸チューブ61は光ファイバ43および照射ヘッド46を内
部に介装されており、照射ヘッド46の周囲から窒素ガス
を耐摩耗層17の照射面に吹き付けるよう円筒状に形成さ
れたガス噴射ノズル67が配設され照射ヘッド46とガス噴
射ノズル67とが一体となるよう形成されている。このガ
ス噴射ノズル67には図示していないガス供給装置から窒
素ガスが供給されるようになっている。In the figure, 61 is a coaxial tube,
The coaxial tube 61 has the optical fiber 43 and the irradiation head 46 interposed therein, and a gas injection nozzle 67 formed in a cylindrical shape so as to blow nitrogen gas from the periphery of the irradiation head 46 onto the irradiation surface of the abrasion resistant layer 17. The irradiation head 46 and the gas injection nozzle 67 that are arranged are formed so as to be integrated. Nitrogen gas is supplied to the gas injection nozzle 67 from a gas supply device (not shown).
【0042】本実施例では、上述実施例の作用効果に加
え、照射ヘッド46の周囲に窒素ガスを耐摩耗層17の照射
面に吹き付けるガス噴射ノズル67が配設されているた
め、照射ヘッド46を移動してレーザ光rの照射面を移動
してもガス噴射ノズル67も一体に移動し、レーザ光rの
照射面に確実に窒素ガスが吹き付けられる。したがっ
て、レーザ光rが照射面に照射されるときには確実に酸
化防止雰囲気にされその雰囲気が保たれる。In the present embodiment, in addition to the effects of the above-described embodiment, a gas injection nozzle 67 for blowing nitrogen gas onto the irradiation surface of the abrasion resistant layer 17 is arranged around the irradiation head 46, and therefore the irradiation head 46. Even if the laser beam is moved to move the irradiation surface of the laser light r, the gas injection nozzle 67 also moves integrally, and the nitrogen gas is surely blown to the irradiation surface of the laser light r. Therefore, when the irradiation surface is irradiated with the laser light r, the atmosphere is surely kept in the oxidation preventive atmosphere.
【0043】次に、図8は本発明に係る射出成形用金型
の表面処理装置の第4実施例を示す図であり、本実施例
は請求項4〜8の何れかに記載の発明に対応している。
なお、本実施例では上述実施例と同様な構成には同一の
符合を付してその説明を省略する。同図において、72は
可視レーザビーム源、74はダイクロックミラーであり、
ダイクロックミラー74は可視レーザビーム源(例えば、
波長λ=632.8nmのHe−Neレーザ発振器)72
から出射された可視域のレーザ光r’(可視光)をレー
ザビーム源22から出射されたレーザ光rに混合するよう
になっており、その可視域のレーザ光r’はレーザ光r
とともに耐摩耗層17の照射面に照射されるようになって
いる。すなわち、可視レーザビーム源72は可視光出射手
段と構成し、ダイクロックミラー74、光ファイバ43、集
光ユニット44、および照射ヘッド46等は可視光照射手段
を構成している。Next, FIG. 8 is a diagram showing a fourth embodiment of a surface treatment apparatus for an injection molding die according to the present invention. This embodiment is the invention according to any one of claims 4 to 8. It corresponds.
In this embodiment, the same components as those in the above-mentioned embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In the figure, 72 is a visible laser beam source, 74 is a dichroic mirror,
The dichroic mirror 74 is a visible laser beam source (eg,
(He-Ne laser oscillator with wavelength λ = 632.8 nm) 72
The laser beam r ′ (visible light) in the visible range emitted from the laser beam source 22 is mixed with the laser beam r emitted from the laser beam source 22, and the laser beam r ′ in the visible range is the laser beam r ′.
At the same time, the irradiation surface of the abrasion resistant layer 17 is irradiated. That is, the visible laser beam source 72 constitutes a visible light emitting means, and the dichroic mirror 74, the optical fiber 43, the condensing unit 44, the irradiation head 46, etc. constitute a visible light irradiation means.
【0044】なお、耐摩耗層17の照射面に窒素ガスを吹
き付けるようガス噴射ノズル47、67を設けてもよい。本
実施例では、上述実施例の作用効果に加え、上述第2、
3実施例のようにレーザビーム源22、42から出射された
レーザ光rをコリメート手段45により平行ビームにして
耐摩耗層17の照射面で結像させないためレーザ光rの照
射位置を確認することができないが、可視レーザビーム
源72から出射された可視域のレーザ光r’を混合させる
ことによりその照射面を確認することができる。そのた
め、例えばCCD等によって容易に照射位置をプロービ
ングすることができる。It should be noted that gas injection nozzles 47 and 67 may be provided so as to spray nitrogen gas onto the irradiation surface of the abrasion resistant layer 17. In this embodiment, in addition to the effects of the above embodiment,
As in the third embodiment, the laser light r emitted from the laser beam sources 22 and 42 is collimated by the collimating means 45 so as not to be imaged on the irradiation surface of the abrasion resistant layer 17, so that the irradiation position of the laser light r should be confirmed. However, the irradiation surface can be confirmed by mixing the laser light r ′ in the visible region emitted from the visible laser beam source 72. Therefore, the irradiation position can be easily probed by, for example, a CCD or the like.
【0045】[0045]
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、成形材料
と接する表面に、所定位置が結晶化している無電解ニッ
ケルめっきからなる耐摩耗層を形成するので、無電解ニ
ッケルめっきにより耐摩耗性を向上させることができ、
さらに結晶化した無電解ニッケルめっきによって所定位
置の耐摩耗層の耐摩耗性をより向上させることができ
る。したがって、軽合金からなる金型の耐久性を向上さ
せることができる。その結果、加工性に優れ大量生産可
能な射出成形用金型を提供することができる。According to the invention of claim 1, since the wear resistant layer made of electroless nickel plating crystallized at a predetermined position is formed on the surface in contact with the molding material, wear resistance is achieved by the electroless nickel plating. Can improve the
Further, the crystallized electroless nickel plating can further improve the wear resistance of the wear resistant layer at a predetermined position. Therefore, the durability of the mold made of the light alloy can be improved. As a result, it is possible to provide an injection molding die which is excellent in workability and can be mass-produced.
【0046】請求項2記載の発明によれば、耐摩耗層と
して耐摩耗性微粒子を分散した無電解ニッケルめっきを
形成するので、耐摩耗性微粒子により耐摩耗性をより向
上させることができ、より耐久性を向上させることがで
きる。また、請求項3記載の発明によれば、成形材料と
接する表面に、無電解ニッケルめっきからなる耐摩耗層
を形成し、次いで、その耐摩耗層の所定位置の加熱部を
局所的に加熱して無電解ニッケルめっきを結晶化するの
で、無電解ニッケルめっきからなる耐摩耗層により耐摩
耗性を向上させることができ、さらに無電解ニッケルめ
っきを局所的に熱処理することにより軽合金からなる金
型母材の機械的強度を低下させることなく所定位置の加
熱部の無電解ニッケルめっきを結晶化して耐摩耗層の耐
摩耗性をより向上させることができる。したがって、短
時間に軽合金からなる金型の耐久性を向上させることが
できる。その結果、加工性に優れ大量生産可能な射出成
形用金型を短時間に低コストで作製可能な製造方法を提
供することができる。According to the invention of claim 2, since the electroless nickel plating in which the wear-resistant fine particles are dispersed is formed as the wear-resistant layer, the wear resistance can be further improved by the wear-resistant fine particles. The durability can be improved. According to the invention of claim 3, a wear resistant layer made of electroless nickel plating is formed on the surface in contact with the molding material, and then the heating portion at a predetermined position of the wear resistant layer is locally heated. Since the electroless nickel plating is crystallized by using the electroless nickel plating, the wear resistance can be improved by the wear resistant layer made of the electroless nickel plating. It is possible to further improve the wear resistance of the wear resistant layer by crystallizing the electroless nickel plating of the heating portion at a predetermined position without lowering the mechanical strength of the base material. Therefore, the durability of the mold made of a light alloy can be improved in a short time. As a result, it is possible to provide a manufacturing method capable of producing an injection molding die which is excellent in workability and can be mass-produced in a short time at low cost.
【0047】請求項4記載の発明によれば、耐摩耗層の
局所的に加熱される加熱部に窒素あるいは不活性ガスを
吹き付けるので、簡易に酸化させないガス雰囲気にする
ことができ、無電解ニッケルめっきを酸化させることな
く低コストに結晶化することができる。そして、請求項
5記載の発明によれば、レーザビームを金型表面の照射
面に照射するとともに、ガス噴射ノズルが照射面に窒素
あるいは不活性ガスを吹き付けるので、レーザビームの
照射面を簡易な酸化防止雰囲気内で局所的に加熱するこ
とができ、レーザビームの照射面を酸化させることなく
熱処理して軽合金からなる金型の機械的強度を低下させ
ることなく耐久性を向上させることができる。その結
果、真空槽等の必要のない低コストな射出成形用金型の
表面処理装置を提供することができる。また、屈曲可能
な伝送媒体がレーザビームを伝送するので、金型表面の
凹凸形状に対応してレーザビームの照射位置や照射角度
を容易に変えることができる。その結果、自由度が広く
自動化も容易な射出成形用金型の表面処理装置を提供す
ることができる。According to the invention described in claim 4, since nitrogen or an inert gas is blown to the locally heated heating portion of the wear resistant layer, a gas atmosphere that does not easily oxidize can be obtained, and electroless nickel is used. It can be crystallized at low cost without oxidizing the plating. According to the invention of claim 5, the irradiation surface of the die surface is irradiated with the laser beam, and the gas injection nozzle blows nitrogen or an inert gas onto the irradiation surface. It can be locally heated in an anti-oxidation atmosphere, and can be heat-treated without oxidizing the laser beam irradiation surface to improve durability without lowering the mechanical strength of the light alloy mold. . As a result, it is possible to provide a low-cost surface treatment apparatus for an injection molding die that does not require a vacuum tank or the like. Moreover, since the bendable transmission medium transmits the laser beam, the irradiation position and the irradiation angle of the laser beam can be easily changed in accordance with the uneven shape of the mold surface. As a result, it is possible to provide a surface treatment apparatus for an injection molding die which has a high degree of freedom and can be easily automated.
【0048】請求項6記載の発明によれば、照射ヘッド
を移動してレーザビームの照射面を移動してもガス噴射
ノズルも一体に移動するため、レーザビームの照射面に
確実に窒素あるいは不活性ガスを吹き付けることがで
き、酸化防止雰囲気を保つことができる。請求項7記載
の発明によれば、コリメート手段がレーザビームを平行
ビームにして照射面に照射するため、レーザビームの照
射面までの距離が光学系の焦点距離に拘束されない。し
たがって、複雑な凹凸形状を有する金型の表面に形成さ
れた無電解ニッケルめっきを容易に結晶化することがで
きる。また、レーザビームを絞ることなく照射面に照射
するので、広い範囲を短時間で熱処理することができ、
不要な熱を蓄積させることがなく金型母材の機械的強度
を低下させることがない。According to the sixth aspect of the present invention, even if the irradiation head is moved to move the irradiation surface of the laser beam, the gas injection nozzle also moves integrally. An active gas can be blown and an antioxidation atmosphere can be maintained. According to the invention described in claim 7, since the collimating means collimates the laser beam and irradiates it on the irradiation surface, the distance to the irradiation surface of the laser beam is not restricted by the focal length of the optical system. Therefore, the electroless nickel plating formed on the surface of the mold having a complicated uneven shape can be easily crystallized. Moreover, since the irradiation surface is irradiated without squeezing the laser beam, a wide range can be heat-treated in a short time,
It does not reduce the mechanical strength of the die base material without accumulating unnecessary heat.
【0049】請求項8記載の発明によれば、レーザビー
ムの照射面に可視光を照射するので、その可視光により
レーザビームの照射面を確認することができ、所望の位
置にレーザビームを照射することができる。According to the invention described in claim 8, since the irradiation surface of the laser beam is irradiated with visible light, the irradiation surface of the laser beam can be confirmed by the visible light, and the laser beam is irradiated to a desired position. can do.
【図1】本発明に係る射出成形金型の第1実施例を示す
図であり、(a)および(b)はその型開きしたときの
平面図である。FIG. 1 is a view showing a first embodiment of an injection molding die according to the present invention, and (a) and (b) are plan views when the die is opened.
【図2】その第1実施例を説明するその一部の平面図で
ある。FIG. 2 is a partial plan view illustrating the first embodiment.
【図3】本発明に係る射出成形金型の製造方法を実施す
るその表面処理装置の第1実施例を示す概略構成図であ
る。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a surface treatment apparatus for carrying out the method of manufacturing an injection molding die according to the present invention.
【図4】本発明に係る射出成形金型の第2実施例を示す
図であり、(a)および(b)はその型開きしたときの
平面図である。FIG. 4 is a view showing a second embodiment of the injection molding die according to the present invention, and (a) and (b) are plan views when the die is opened.
【図5】本発明に係る射出成形金型の製造方法を実施す
るその表面処理装置の第2実施例を示す概略構成図であ
る。FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the surface treatment apparatus for carrying out the method of manufacturing an injection molding die according to the present invention.
【図6】その第2実施例を説明するタイミングチャート
である。FIG. 6 is a timing chart for explaining the second embodiment.
【図7】本発明に係る射出成形金型の製造方法を実施す
るその表面処理装置の第3実施例を示す要部の構成図で
ある。FIG. 7 is a configuration diagram of essential parts showing a third embodiment of a surface treatment apparatus for carrying out the method of manufacturing an injection molding die according to the present invention.
【図8】本発明に係る射出成形金型の製造方法を実施す
るその表面処理装置の第4実施例を示す概略構成図であ
る。FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a fourth embodiment of a surface treatment apparatus for carrying out the method for manufacturing an injection molding die according to the present invention.
11、12、31、32 入子(射出成形用金型) 13 凹部(キャビティ) 17 耐摩耗層(無電解ニッケルめっき) 21、41 表面処理装置 22、42 レーザビーム源 43 石英光ファイバ(伝送媒体) 44 集光ユニット 45 コリメート手段 46 照射ヘッド 47、67 ガス噴射ノズル 72 可視レーザビーム源(可視光出射手段) 74 ダイクロックミラー(可視光照射手段) B 摩耗痕(照射面) r レーザ光(レーザビーム) r’ レーザ光(可視光) 11, 12, 31, 32 Insert (mold for injection molding) 13 Recess (cavity) 17 Wear resistant layer (electroless nickel plating) 21, 41 Surface treatment device 22, 42 Laser beam source 43 Quartz optical fiber (transmission medium) ) 44 Condensing unit 45 Collimating means 46 Irradiation head 47, 67 Gas injection nozzle 72 Visible laser beam source (visible light emitting means) 74 Dichroic mirror (visible light irradiating means) B Abrasion mark (irradiated surface) r Laser light (laser) Beam) r'laser light (visible light)
Claims (8)
内に溶融した成形材料を射出充填されて成形品を成形す
る射出成形用金型であって、 前記金型の母材が軽合金からなり、 該母材の少なくとも前記成形材料と接する表面に、無電
解ニッケルめっきからなる耐摩耗層を有し、該耐摩耗層
の所定位置の無電解ニッケルめっきが結晶化しているこ
とを特徴とする射出成形用金型。1. A mold for injection molding in which a cavity is formed and a molding material melted in the cavity is injection-filled to mold a molded article, wherein a base material of the mold is a light alloy. An injection having a wear resistant layer made of electroless nickel plating on at least a surface of the base material in contact with the molding material, and the electroless nickel plating at a predetermined position of the wear resistant layer is crystallized Mold for molding.
した無電解ニッケルめっきを形成したことを特徴とする
請求項1記載の射出成形用金型。2. The injection molding die according to claim 1, wherein electroless nickel plating in which wear-resistant fine particles are dispersed is formed as the wear-resistant layer.
ティを内部に形成された軽合金からなる射出成形用金型
の母材を準備して、該母材の少なくとも前記成形材料と
接する表面に無電解ニッケルめっきからなる耐摩耗層を
形成し、次いで、該耐摩耗層の所定位置の加熱部を局所
的に加熱して無電解ニッケルめっきを結晶化することを
特徴とする射出成形用金型の製造方法。3. A base material of an injection-molding die made of a light alloy having a cavity for injection-filling a molten molding material therein is prepared, and at least a surface of the base material in contact with the molding material is prepared. A mold for injection molding, characterized in that a wear resistant layer made of electroless nickel plating is formed, and then a heating portion at a predetermined position of the wear resistant layer is locally heated to crystallize the electroless nickel plating. Manufacturing method.
に、該耐摩耗層の加熱される加熱部に窒素あるいは不活
性ガスを吹き付けることを特徴とする請求項3記載の射
出成形用金型の製造方法。4. The injection-molding die according to claim 3, wherein the wear-resistant layer is locally heated and nitrogen or an inert gas is blown to a heated portion of the wear-resistant layer. Manufacturing method.
と、レーザビームを伝送する屈曲可能な伝送媒体と、前
記レーザビーム源から出射されたレーザビームを集光し
て伝送媒体に一端側から導入する集光ユニットと、前記
伝送媒体の他端側に設けられ該伝送媒体により伝送され
るレーザビームを射出成形用金型の表面に照射する照射
ヘッドと、該照射ヘッドによりレーザビームを照射され
る前記射出成形用金型の照射面に窒素あるいは不活性ガ
スを吹き付けるガス噴射ノズルと、を備えたことを特徴
とする射出成形用金型の表面処理装置。5. A laser beam source for emitting a laser beam, a bendable transmission medium for transmitting the laser beam, and a laser beam emitted from the laser beam source is condensed and introduced into the transmission medium from one end side. A condensing unit; an irradiation head provided on the other end side of the transmission medium for irradiating the surface of a mold for injection molding with a laser beam transmitted by the transmission medium; and a laser beam irradiated by the irradiation head. A surface treatment apparatus for an injection molding die, comprising: a gas injection nozzle that blows nitrogen or an inert gas onto an irradiation surface of the injection molding die.
一体に設けたことを特徴とする請求項5記載の射出成形
用金型の表面処理装置。6. A surface treatment apparatus for an injection molding die according to claim 5, wherein the gas injection nozzle is provided integrally with the irradiation head.
ムを平行ビームにするコリメート手段を設けたことを特
徴とする請求項5記載の射出成形用金型の表面処理装
置。7. A surface treatment apparatus for an injection molding die according to claim 5, further comprising collimating means for collimating a laser beam transmitted by said transmission medium.
射出成形金型のレーザビームを照射される照射面に該可
視光出射手段から出射された可視光を照射する可視光照
射手段を設けたことを特徴とする請求項5記載の射出成
形用金型の表面処理装置。8. A visible light emitting means for emitting visible light, and a visible light emitting means for emitting visible light emitted from the visible light emitting means onto an irradiation surface of the injection molding die irradiated with the laser beam. The surface treatment apparatus for an injection molding die according to claim 5, wherein the surface treatment apparatus is provided.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14025293A JPH06344387A (en) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | Injection mold, production thereof and surface treatment device thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14025293A JPH06344387A (en) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | Injection mold, production thereof and surface treatment device thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06344387A true JPH06344387A (en) | 1994-12-20 |
Family
ID=15264460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14025293A Pending JPH06344387A (en) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | Injection mold, production thereof and surface treatment device thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06344387A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115103752A (en) * | 2020-02-17 | 2022-09-23 | 海拉有限双合股份公司 | Method for manufacturing mold for injection molding |
-
1993
- 1993-06-11 JP JP14025293A patent/JPH06344387A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115103752A (en) * | 2020-02-17 | 2022-09-23 | 海拉有限双合股份公司 | Method for manufacturing mold for injection molding |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10828720B2 (en) | Foil-based additive manufacturing system and method | |
Fessler et al. | Laser deposition of metals for shape deposition manufacturing | |
CN110267796B (en) | Additive manufacturing system and method | |
CN100418665C (en) | Manufacture of casting cores | |
JP4693772B2 (en) | Metal glass forming method | |
JP7435696B2 (en) | Processing equipment, processing method, marking method, and modeling method | |
JPH09118592A (en) | Production of containerless mold of metallic component and comprising single crystal | |
CN101258112A (en) | Process and apparatus for scoring a brittle material incorporating moving optical assembly | |
JP2728388B2 (en) | Laser machining method of glass ceramic material | |
JPH07253027A (en) | Gas turbine blade and manufacture of core/pattern combination body for manufacturing said gas turbine blade | |
JP2004175112A (en) | Molding die and its manufacturing method | |
JP2023085256A (en) | Modeling system and modeling method | |
JP2001347346A (en) | Method and apparatus for producing alloy block | |
KR20200006277A (en) | Mold having conformal cooling channel by using 3D printer and method therefor | |
CN110696241B (en) | Mold cleaning device and method, resin molding device, and method for manufacturing resin molded product | |
JPH06344387A (en) | Injection mold, production thereof and surface treatment device thereof | |
JP4368368B2 (en) | Manufacturing method of glass lump, manufacturing apparatus thereof, and manufacturing method of optical element | |
JP5737181B2 (en) | Optical element resin molded product manufacturing apparatus and optical element manufacturing method | |
JPS62208919A (en) | Molding mold core | |
JP4835818B2 (en) | Optical element molding mold and optical element molding mold manufacturing method | |
JP2001105449A (en) | Optical reflecting member made of thermoplastic resin and method of manufacturing the same | |
JPH02158316A (en) | Mold for injection molding | |
US20190224897A1 (en) | Sprue-bush | |
JP2004284110A (en) | Optical element manufacturing apparatus | |
JPH0336011A (en) | Die for high frequency heating |