JPH07237225A

JPH07237225A - アルミ金型及びその補修方法

Info

Publication number: JPH07237225A
Application number: JP2951794A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Nakaoka; 康幸中岡
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1994-02-28
Publication date: 1995-09-12
Anticipated expiration: 2021-07-12
Also published as: JP3796758B2

Abstract

(57)【要約】【目的】金型加工ミスや設計変更があっても、容易に
対処でき、補修部が成形品に転写されない充填部材を入
込む方式による補修方法を提供する。【構成】アルミ金型１の補修用穴１ａに、溶体化処理
あるいは過時効によって軟化した熱処理型アルミ合金か
らなる補修充填部材２ａを挿入押圧して穴を埋める。そ
の後、時効硬化処理、あるいは溶体化処理後時効硬化処
理を行い補修充填部材を硬化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂製品を成形するた
めのアルミ合金からなるアルミ金型及びその補修方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、樹脂製品を成形する際用いられる
金型は、鋼材を加工して作製したものが一般的である
が、この金型を加工するには、素材が硬いために時間が
非常に長くなり、切削工具の寿命も短いといった問題を
有していた。そこで、近年、機械加工性及び、熱伝導性
に優れたアルミ合金材を用いてアルミ金型の高速製作が
行なわれつつある。

【０００３】しかしながら、アルミ金型を製作及び使用
する際に、下記に記す２つの欠点があった。第１に金型
の製作に不可避な加工ミスや金型製作段階における設計
変更に対処できる金型の補修技術がないことである。従
来、金型を補修するためには、溶接や充填部材を入れ込
むといった方式がとられてきた。例えば、アルミ合金の
溶接については特開平５−２０８２９５号公報、特開平
５−２０８２９５号公報に記載されている。しかし、ア
ルミ合金に肉盛溶接することは非常に難しく、特殊な技
能、熟練を要する上、溶接を行なうと図１２の断面模式
図に示すような溶接部９周辺のひけ１１やピンホール１
０の発生が生じ、これらを避けることは非常に難しい。
また、充填部材を挿入した場合、図１３の断面図に示す
ように充填部材と金型の隙間が完全に埋まらず、金型と
充填部材との境界線が残存する。これらの、溶接部や充
填部材を挿入した箇所が樹脂製品をモールドする金型の
キャビティー部であると、成形品にこれらの補修部が転
写されてしまうといった欠点があった。さらに、特開平
１−１８６２９７号公報にはんだめっきを施し肉盛りし
てアルミ合金製部材のくぼみを補修する方法について開
示されているが、アルミニウム合金に強固な付着力では
んだ付けする事が困難であるばかりか、はんだ材は非常
に軟らかいため耐摩耗性に著しく劣るといった欠点があ
った。

【０００４】第２はアルミ合金が軟らかいため、金型使
用の際、樹脂成形時にアルミ金型の表面が摩耗して、ア
ルミ金型の寿命が短くなる欠点を有していた。そこで、
従来より、アルミ金型表面に低コストで耐摩耗性に優れ
た硬質膜の施されたアルミ金型が提案され、この点につ
いては解決されている。図１４は例えば特開昭６３―１
８８０２２号公報に示されたこの種のアルミ金型を示す
断面図である。図において、１は所定の型に製作された
一対のアルミ合金からなるアルミ金型、８はこれらアル
ミ金型の表面に施されたＮｉ−Ｐからなる硬質膜であ
る。１２はアルミ金型によって形成される樹脂性の成形
品である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、金型
の加工ミスや金型製作段階における設計変更に対処でき
るアルミ金型の補修技術が必要とされている。しかし、
従来の溶接法は著しく困難であり、ピンホール等の発生
が不可避であった。また、充填部材を入れ込むといった
方法においても同様であるが、成形品に補修部が転写さ
れてしまうといった欠点があった。満足のいくアルミ金
型の補修方法がなかった。

【０００６】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、その目的とするところは、金型加
工ミスや設計変更があっても、容易に対処でき、特にそ
の補修部がキャビティーであっても、成形品に転写され
ない充填部材を入込む方式による補修方法を提供するこ
とである。更に、別の目的とするところは補修部の表面
を硬質化させ、長寿命のアルミ金型を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
アルミ金型の補修方法は、アルミ金型に補修部を含む補
修用穴を明け、この穴に金型を構成するアルミ合金より
軟らかい金属、例えば溶体化処理あるいは過時効によっ
て軟化した熱処理型アルミ合金、純アルミ、他の軟らか
いアルミ合金等からなる補修充填部材を押圧挿入して穴
を埋め、面一に形成するものである。

【０００８】また、アルミ金型の補修用穴に、溶体化処
理あるいは過時効によって軟化した熱処理型アルミ合金
からなる補修充填部材を押圧挿入して穴を埋めた後、時
効硬化処理、あるいは溶体化処理後時効硬化処理を行い
上記補修充填部材を硬化するようにしたものである。

【０００９】本発明の請求項３に係るアルミ金型の補修
方法は、熱処理型アルミ合金からなるアルミ金型に補修
部を含む補修用穴を明け、上記金型を溶体化処理あるい
は過時効によって軟化させた状態で上記穴に補修充填
部材を押圧挿入し穴を埋めた後、時効硬化処理、あるい
は溶体化処理後時効硬化処理を行い上記金型を硬化する
ようにしたものである。

【００１０】本発明の請求項４に係るアルミ金型の補修
方法は、補修用穴を明けた金型を加熱した状態で上記穴
に補修充填部材を挿入して穴を埋めるようにしたもので
ある。

【００１１】本発明の請求項５のアルミ金型は、一部に
補修充填部材が挿入され、上記金型と補修充填部材との
境界部にめっき膜が形成されたものである。

【００１２】本発明の請求項６に係るアルミ金型の補修
方法は、アルミ金型に補修部を含む補修用穴を明け、こ
の穴に嵌合する補修充填部材を上記穴に挿入した後、上
記補修充填部材の少なくとも嵌合面の一部にめっきを施
し、上記金型と補修充填部材との隙間を埋めるようにし
たものである。

【００１３】また、補修充填部材は、純アルミあるいは
アルミ合金からなり、補修用穴との嵌合面の少なくとも
一部にジンケート処理を施したものである。

【００１４】さらに、ジンケート処理を施して形成した
亜鉛膜を覆うめっきを施したものである。

【００１５】本発明の請求項９に係るアルミ金型の補修
方法は、アルミ金型に補修部を含む補修用穴を明け、こ
の穴に嵌合し、少なくとも嵌合面の一部がニッケル基合
金あるいは銅基合金で形成された補修充填部材を上記穴
に挿入した後、少なくとも上記穴と補修充填部材との境
界部を加熱、望ましくはアルミ合金の固液共存層の温度
範囲に加熱するものである。

【００１６】本発明の請求項１０に係るアルミ金型は、
一部に補修充填部材が挿入され、上記金型と補修充填部
材との境界部に低融点金属が充填されたものである。

【００１７】本発明の請求項１１に係るアルミ金型の補
修方法は、アルミ金型に補修部を含む補修用穴を明け、
この穴に予め低融点金属を配置しておき、上記アルミ金
型を加熱して上記低融点金属を溶融させて、上記低融点
金属が溶融した状態で上記穴に上記補修充填部材を挿入
するようにしたものである。

【００１８】さらに、本発明の請求項１２に係る発明
は、アルミ金型表面の少なくとも補修充填部材を挿入し
た部分を金属膜で被覆したものである。

【００１９】

【作用】本発明の請求項１に係るアルミ金型の補修方法
においては、補修充填部材を金型のアルミ合金より軟ら
かい金属で形成しているので、補修用穴に挿入する際に
補修充填部材が容易に塑性変形し、金型との間に隙間を
生ずることなく穴を埋める。補修充填部材による補修部
が成形品に転写されるのを防止する。

【００２０】また、溶体化処理あるいは過時効によって
軟化した熱処理型アルミ合金からなる補修充填部材を穴
に挿入し、その後、時効硬化処理、あるいは溶体化処理
後時効硬化処理を行なうようにしたので、補修充填部材
挿入時には補修充填部材が容易に塑性変形し、隙間なく
穴を埋めることができ、補修充填部材は最終的に硬くな
り、耐摩耗性が向上し寿命が延びる。さらに金型と補修
充填部材を均質な素材で形成でき、成形時の両者間の弾
性変形量の差等を抑制でき、補修部の成形品への転写を
より良好に防止できる。

【００２１】本発明の請求項３に係るアルミ金型の補修
方法においては、熱処理型アルミ合金からなるアルミ金
型を軟化させた状態で穴に補修充填部材を挿入している
ので、補修充填部材周辺の金型が容易に塑性変形し、補
修充填部材と金型との間に隙間を生ずることなく穴を埋
める。その後、硬化処理を行なっているので金型は最終
的に硬くなる。

【００２２】本発明の請求項４に係るアルミ金型の補修
方法においては、アルミ金型を加熱した状態、即ち膨張
している状態で補修充填部材を挿入するので、常温に戻
すと、金型が収縮し、その際、金型の補修充填部材周辺
部や補修充填部材が塑性変形し、補修充填部材と金型と
の隙間を埋める。

【００２３】本発明の請求項５に係るアルミ金型におい
ては、めっき膜が金型と補修充填部材との隙間を埋め
る。

【００２４】本発明の請求項６に係るアルミ金型の補修
方法においては、アルミ金型の穴に嵌合する補修充填部
材を挿入した後、補修充填部材の嵌合面の一部にめっき
を施すことにより、補修充填部材と金型の隙間へ金属が
析出し、比較的低温かつ変形レスで、隙間を埋めること
ができる。

【００２５】また、純アルミあるいはアルミ合金からな
る補修充填部材の嵌合面にジンケート処理を施すことに
より、純アルミあるいはアルミ合金からなる補修充填部
材と金型との隙間へめっきされ隙間を埋める。

【００２６】さらに、ジンケート処理を施して形成した
亜鉛膜を覆うめっきを施したので、補修充填部材の取り
扱いが容易になる。

【００２７】本発明の請求項９に係るアルミ金型の補修
方法においては、補修充填部材の少なくとも嵌合面の一
部をニッケル基合金あるいは銅基合金で形成し、これを
金型の穴に挿入した後、少なくとも上記穴と補修充填部
材との境界部を加熱することにより、補修充填部材と金
型が拡散により一体化して、補修充填部材と金型の隙間
を埋める。

【００２８】本発明の請求項１０に係るアルミ金型にお
いては、低融点金属が金型と補修充填部材との隙間を埋
める。

【００２９】本発明の請求項１１に係るアルミ金型の補
修方法においては、アルミ金型に明けた穴に予め配置し
ておいた低融点金属を加熱して溶融させた状態で、この
穴に補修充填部材を挿入することにより、補修充填部材
と金型の隙間に低融点金属が充填され、隙間を埋める。

【００３０】さらに、本発明の請求項１２においては、
アルミ金型表面の少なくとも補修充填部材を挿入した部
分を金属膜で被覆したので、補修充填部材の材料がアル
ミ金型の材料と異なっていても、高圧力で成形の際の補
修充填部材と金型の弾性変形量の差を抑制でき、補修部
が成形品に転写されない。また、金型表面に形成する金
属膜が硬質の場合、耐摩耗性も向上する。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。実施例１．図１(ａ)(ｂ)は本発明の実施例１の請求項１
に係るアルミ金型の補修方法を工程順に示すもので、
(ａ)は補修充填部材挿入前のアルミ金型と補修充填部材
を示す斜視図、(ｂ)は補修後の補修部を示す断面図であ
る。図において、１はアルミ合金の７０７５材（ビッカ
ース硬さＨｖ＝１７５）からなるアルミ金型で、補修部
を含む円柱状の補修用穴１ａが明けられている。２ａは
軟化させた熱処理型アルミ合金製補修充填部材で、この
場合は熱処理型アルミ合金の７０７５材で溶体化処理を
行ない軟化（Ｈｖ＝１２０）させたもので、補修用穴１
ａの穴径より僅かに大きい（例えば１０μｍ程大きい）
径を有する円柱状で、穴１ａに挿入しやすいように先端
部が斜めに切り欠かれている。

【００３２】まず、金型１の補修部、例えば不良部を切
削して不良部を含む円柱状の補修用穴１ａを明ける。こ
の穴に、４８０℃で１時間加熱後、水冷して溶体化処理
を行ない軟化させた熱処理型アルミ合金の７０７５材か
らなる補修充填部材２ａを挿入し、押圧する。この補修
充填部材２ａは軟らかく、径が金型１の補修用穴１ａよ
り僅かに大きく形成されており、穴１ａに挿入押圧した
際に容易に塑性変形して、金型１と補修充填部材２ａ間
に隙間を生じることなく穴１ａを埋め、金型キャビティ
表面を面一に形成する。上述したように、このアルミ金
型の補修方法によれば、アルミ金型と補修充填部材との
隙間をなくせる、即ち境界線を消去できるため、成形し
た樹脂製品に補修部が転写されない。たとえ、樹脂製品
を形作る金型のキャビティー部に補修充填部材による補
修を行なっても、製品に補修充填部材線が転写されず、
意匠的にも優れたものが得られた。アルミ金型化できな
かった最大の欠点が解消され、金型の製作時間の短縮に
よる低コスト化が可能なアルミ金型の適用が拡大でき
る。

【００３３】なお、この実施例では補修充填部材２ａを
溶体化処理して軟化させる場合について示したが、例え
ば３００℃で１０時間加熱して、過時効によって軟化
（Ｈｖ＝８０）させるようにしてもよい。また、補修充
填部材２ａは７０７５材に限定されることなく、他の７
０００系（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系）合金でも良く、また２
０００系（Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系）合金や６０００系（Ａ
ｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）合金の熱処理型アルミ合金でも良
い。また、アルミ金型は７０７５材に限定されることな
く、他の７０００系（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系）合金でも良
く、また２０００系（Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系）合金や６０
００系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）合金の熱処理型アルミ合
金でも良い。更に、アルミ金型は非熱処理型アルミ合金
でも良く、即ち、５０００系（Ａｌ−Ｍｇ系）合金で、
例えば、５０８３材や５０５２材等でも、また、３００
０系（Ａｌ−Ｍｎ系）合金や４０００系（Ａｌ−Ｓｉ
系）合金でもよいことは言うまでもない。さらに、上記
実施例では、補修充填部材２ａが円柱状で穴１ａに挿入
しやすいように挿入側端部がテーパ状で細くなったもの
を示したが、全体がテーパ状の円錐台形状であってもよ
く、挿入しにくくなるがテーパのない円柱であってもよ
い。また補修用穴１ａもテーパを有し、奥が狭くなった
形状であってもよく、同様の作用効果を奏する。さらに
また、補修充填部材２ａ挿入押圧後の時点で既に補修部
が面一となるように構成した場合について示したが、補
修充填部材２ａが金型１表面から飛び出していてもよ
く、後ほど切削等によりこの部分を除去し、面一とする
ようにしてもよい。

【００３４】実施例２．図２は本発明の実施例２の請求
項１，２に係る補修充填部材による補修後のアルミ金型
の補修部を示す断面図である。図において、１はアルミ
合金の７０７５材からなるアルミ金型、２ｂは上記実施
例１と同様の形状で、穴１ａに挿入された後、時効硬化
処理により硬化させた熱処理型アルミ合金製補修充填部
材で、この場合は熱処理型アルミ合金の７０７５材であ
る。まず、上記実施例と同様、金型１の補修部に補修用
穴１ａを明ける。この穴に、４８０℃で１時間加熱後、
水冷して溶体化処理を行ない軟化させた熱処理型アルミ
合金の７０７５材からなる補修充填部材２ａを挿入し、
押圧する。補修充填部材が軟らかい状態（ビッカース硬
さＨｖ＝１２０）で補修充填部材を挿入するため、補修
充填部材が容易に塑性変形して、図１(ｂ)に示すように
金型と補修充填部材の隙間がなくなる。その後、１２０
℃で２４時間加熱後、空冷して時効硬化させた（図
２）。補修充填部材２ｂの硬さはＨｖ＝１７５に回復し
ていた。

【００３５】上記と同様の効果を奏するとともに、補修
充填部材２ｂは金型１と同素材であり、しかも時効硬化
により、硬さがアルミ金型と同じＨｖ＝１７５に回復し
ており、両者間の差がなく、補修部の成形品への転写を
より良好に防止できる。なお、本実施例においても上記
実施例と同様、補修充填部材を過時効によって軟化（ビ
ッカース硬さＨｖ＝８０）させて、穴１ａに挿入しても
よい。過時効によって軟化したものは、例えば４８０℃
で１時間加熱後、水冷して溶体化処理を行ない、続いて
１２０℃で２４時間加熱後、空冷して時効硬化させれ
ば、硬さもＨｖ＝１７５に回復する。また、上記実施例
と同様、補修充填部材は７０７５材に限定されることな
く、上記の熱処理型アルミ合金でも良い。また、アルミ
金型も７０７５材に限定されることなく、上記実施例と
同様、上記熱処理型アルミ合金及び非熱処理型アルミ合
金でも良い。

【００３６】実施例３．図３は本発明の実施例３の請求
項１に係る補修後のアルミ金型の補修部を示す断面図で
ある。図において、１はアルミ合金の７０７５材からな
るアルミ金型、２ｃは上記実施例１と同様の形状で、熱
処理型アルミ合金の７０７５材（ビッカース硬さＨｖ＝
１７５）材より軟らかい５０８３材（ビッカース硬さＨ
ｖ＝８５）である。上記実施例と同様、金型１の補修部
に補修用穴１ａを明け、この穴に補修充填部材２ｃを挿
入する。この補修充填部材２ｃは軟らかいため、金型１
に押圧挿入した際に、補修充填部材２ｃが容易に塑性変
形して、金型と補修充填部材の隙間を埋め、隙間がなく
なる。補修部の成形品への転写を防止する。なお、本実
施例では、アルミ金型がアルミ合金の７０７５材で、補
修充填部材が５０８３材の場合を示したが、これらのア
ルミ合金の組み合わせに限定されることなく、補修充填
部材の硬さが金型の硬さより軟らかければ良い。上述の
アルミ合金に限らず、純アルミや他の金属も用いられ
る。

【００３７】実施例４．図４は本発明の実施例４の請求
項３に係る補修後のアルミ金型の補修部を示す断面図で
ある。図において、１ｂは補修用穴１ａを明けた熱処理
型アルミ合金の７０７５材からなるアルミ金型、２は上
記実施例と同様の形状の熱処理型アルミ合金の７０７５
材からなる補修充填部材である。熱処理型アルミ合金の
７０７５材からなる金型１ｂを４８０℃で１時間加熱
後、水冷して溶体化処理を行ない軟化させ、軟化した金
型１ｂの補修充填部材を挿入するためにあけた穴１ａの
穴径より僅かに大きい径の補修充填部材２を挿入し、１
２０℃で２４時間加熱後、空冷して時効硬化させた。金
型１ｂが軟らかい状態（ビッカース硬さＨｖ＝１２０）
で補修充填部材２を挿入するため、金型１ｂが容易に塑
性変形して、金型１ｂと補修充填部材２の隙間がなくな
る。また、その後、時効硬化させており、金型１ｂの硬
さもＨｖ＝１７５に回復する。上記実施例と同様、補修
後のアルミ金型には金型と補修充填部材との隙間がな
く、補修部の成形品への転写は見られなかった。しか
も、補修充填部材２と金型１ｂとは同一素材で、硬さが
同じで、両者間の差がなく、補修部の成形品への転写を
より良好に防止できる。

【００３８】なお、本実施例では金型１ｂを溶体化処理
して軟化させる場合について示したが、例えば３００℃
で１０時間加熱して、過時効によって軟化（Ｈｖ＝８
０）させるようにしてもよい。過時効によって軟化した
ものは、例えば４８０℃で１時間加熱後、水冷して溶体
化処理を行ない、続いて１２０℃で２４時間加熱後、空
冷して時効硬化させれば、硬さもＨｖ＝１７５に回復す
る。また、アルミ金型１ｂは７０７５材に限定されるこ
となく、他の７０００系（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系）合金で
も良く、また２０００系（Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系）合金や
６０００系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）合金の熱処理型アル
ミ合金でも良い。さらに、補修充填部材２は７０７５材
に限定されることなく、他のアルミ合金、純アルミやア
ルミ以外の材料でもよいことは言うまでもない。

【００３９】実施例５．図５(ａ)(ｂ)は本発明の実施例
５の請求項４に係るアルミ金型の補修方法を工程順に示
すもので、(ａ)は金型加熱時におけるアルミ金型補修部
の断面図、(ｂ)はアルミ金型の温度が常温に戻った状
態、補修後の補修部を示す断面図である。図において、
１はアルミ合金の７０７５材からなるアルミ金型、２は
アルミ合金の７０７５材からなり、金型１に明けられた
補修用穴１ａに嵌合する円柱状の補修充填部材である。
アルミ金型１を１５０℃で３０分間加熱して熱膨張させ
て、この状態で補修充填部材２を穴１ａに挿入する（図
５ａ）。その後、アルミ金型の温度を常温に戻す。加熱
してアルミ金型１が膨張した状態で補修充填部材２を挿
入するため、穴１ａに容易に補修充填部材２を挿入で
き、金型が常温に戻り収縮した際に塑性変形して、金型
と補修充填部材の隙間を埋める。上記実施例と同様、補
修後のアルミ金型は金型と補修充填部材の隙間がなく、
補修部の成形品への転写が見られなかった。なお、アル
ミ金型は７０７５材に限定されることなく、他の熱処理
型アルミ合金でも良く、また、非熱処理型アルミ合金で
も良い。更に、補修充填部材は７０７５材に限定される
ことなく、他のアルミ合金、純アルミやアルミ以外の材
料でもよいことは言うまでもない。

【００４０】実施例６．図６、図７(ａ)(ｂ)は本発明の
実施例６の請求項５〜７に係るアルミ金型の補修方法を
工程順に示すもので、図６は補修充填部材挿入前のアル
ミ金型と補修充填部材を示す斜視図、図７(ａ)は補修充
填部材挿入めっき付着後の補修部を示す断面図、図７
(ｂ)は金型表面から飛び出している補修充填部材を除去
後の補修部を示す断面図である。図において、１はアル
ミ合金の７０７５材からなるアルミ金型、２はアルミ合
金の７０７５材からなり、金型１に明けられた補修用穴
１ａに嵌合する円柱状で、嵌合面にジンケート処理によ
って約１μｍの亜鉛の膜３を形成させた補修充填部材、
４は補修充填部材嵌合面に付着されるめっき膜、この場
合はニッケルめっき膜である。

【００４１】補修充填部材２の補修用穴１ａとの嵌合面
にジンケート処理によって約１μｍの亜鉛の膜３を形成
させる。ジンケート処理した表面は亜鉛がアイランド状
に析出しているため、大気中に曝すとアルミ合金が酸化
してめっきが析出しなくなるため、この補修充填部材２
を金型の補修用穴１ａに水中で挿入する。その後、補修
充填部材２の嵌合面にニッケルめっきを付ける（図７
ａ）。前述のように補修充填部材２嵌合面にニッケルめ
っきが析出しやすいようにしてあるため、金型１と補修
充填部材２の隙間をニッケルめっき膜４が埋めている。
その後、金型１表面から飛び出している補修充填部材を
研削、研磨で除去する（図７ｂ）。補修充填部材による
補修部の金型表面はニッケルめっきによるニッケルの析
出により、連続化する。補修後のアルミ金型は金型と補
修充填部材の隙間がなく、補修部の成形品への転写は見
られなかった。比較的低温かつ変形レスで、隙間を埋
め、金型の補修を行える。

【００４２】なお、本実施例ではニッケルめっきの場合
を示したが、ニッケルめっきに限定されることなく、銅
めっき等の他のめっきでも良い。また、本実施例ではア
ルミ金型と補修充填部材の隙間の表面近傍のみをめっき
で埋めているが、境界の全域に渡り隙間を埋めるように
してもよい。また、本実施例では補修充填部材は７０７
５材のアルミ合金を示したが、他のアルミ合金でも良
く、純アルミでも良い。アルミ金型は７０７５材に限定
されることなく、他の熱処理型アルミ合金でも良く、非
熱処理型アルミ合金でも良い。さらに、本実施例では、
補修充填部材挿入直後は補修充填部材２が金型１表面か
ら飛び出しており、最終的にこの部分を除去する場合に
ついて示したが、これに限定されず、補修充填部材挿入
時点で既に補修充填部材部は面一となってもよい。さら
にまた、補修充填部材挿入は本実施例で示したように水
中で行なうのが望ましいが、特に限定されず、ジンケー
ト処理によって形成される膜質によっては、大気中で行
なっても良い。

【００４３】実施例７．図８(ａ)(ｂ)は本発明の実施例
７の請求項５〜８に係るアルミ金型の補修方法を工程順
に示すもので、(ａ)は補修充填部材挿入めっき付着後の
補修部を示す断面図、(ｂ)は金型表面から飛び出してい
る補修充填部材を除去後の補修部を示す断面図である。
図において、１はアルミ合金の７０７５材からなるアル
ミ金型、２はアルミ合金の７０７５材からなり、金型１
に明けられた補修用穴１ａに嵌合する円柱状で、嵌合面
にジンケート処理によって約１μｍの亜鉛膜３を形成さ
せた後、めっき膜、この場合は銅ストライクめっきで約
１μｍの銅の膜５を形成させた補修充填部材である。上
記実施例６と同様に補修充填部材２の嵌合面にジンケー
ト処理によって約１μｍの亜鉛膜３を形成させる。その
後、銅ストライクめっきで約１μｍの銅の膜５を形成さ
せる。銅ストライクめっきを施すと、アルミ合金は酸化
しにくくなり、取り扱いが容易になる。特に、水中で取
り扱わなければならない必要性がなくなり、大気中に放
置しておいてもよくなる。この補修充填部材２を金型１
にあけた補修用穴１ａに挿入する。その後、補修充填部
材嵌合面にニッケルめっきを付ける（図８ａ）。前述の
ように補修充填部材２嵌合面にニッケルめっきが析出し
やすいようにしてあるため、金型１と補修充填部材２の
隙間をニッケルめっき４で埋めることができる。その
後、金型１表面から飛び出している補修充填部材を研
削、研磨で除去する（図８ｂ）。補修部の金型表面はニ
ッケルめっきによるニッケルの析出により、連続化す
る。本実施例においては上記実施例と同様、比較的低温
かつ変形レスで、隙間を埋めることができ、補修後のア
ルミ金型には補修充填部材との隙間がなく、補修部の成
形品への転写は見られなかった。さらに、水中で取り扱
わなくてもよく、取り扱いが容易になる。

【００４４】なお、亜鉛膜３を保護するめっき膜５が銅
めっきの場合を示したが、銅に限らずニッケル等、他の
めっきでもよい。また、めっき膜４もニッケルめっきに
限定されることなく、銅めっき等、他のめっきでも良
く、アルミ金型と補修充填部材の隙間の表面近傍のみを
めっきで埋めているが、境界の全域に渡り隙間を埋める
ようにしてもよい。また、本実施例では補修充填部材２
の材質は７０７５材のアルミ合金の場合を示したが、他
の上記したアルミ合金でも良く、純アルミでも良い。さ
らに、補修充填部材２の材質はめっきの析出し易い鉄等
でも良い。その場合は、ジンケート処理や銅ストライク
めっき等の処理が不要となる。補修充填部材２をアル
ミ、アルミ合金以外の材料で形成し、アルミ合金からな
るアルミ金型１に、上記補修充填部材２を挿入し、続い
て補修充填部材２の嵌合面にめっきを行なうので、補修
充填部材の取り扱いが容易になる上、上記実施例と同
様、比較的低温かつ変形レスで、補修充填部材と金型の
隙間へ金属が析出し、隙間を埋めることができる。ま
た、アルミ金型は７０７５材のアルミ合金に限定される
ことなく、他の上記熱処理型アルミ合金でも良く、非熱
処理型アルミ合金でも良い。さらにまた、上記実施例と
同様、補修充填部材２挿入時点で既に補修部は金型表面
と面一となっていてもよい。

【００４５】実施例８．図９は本発明の実施例８の請求
項９に係る補修後のアルミ金型の補修部を示す断面図で
ある。図において、１はアルミ合金の５０８３材からな
るアルミ金型、２はアルミ合金の５０８３材からなり、
金型１に明けられた補修用穴に嵌合する嵌合面に銅膜が
形成された円柱状の補修充填部材、６は拡散層である。
まず、補修充填部材２の嵌合面にジンケート処理によっ
て約１μｍの亜鉛の膜を形成させ、続いて、銅ストライ
クめっきで約１μｍの銅の膜を形成させる。この補修充
填部材２を金型１の補修用穴に挿入する。その後、例え
ば６００℃程度で加熱することにより穴と補修充填部材
との境界部に拡散層を形成させて、連続化する。補修充
填部材による補修部の金型表面は拡散層が形成され連続
化し、補修後のアルミ金型は補修充填部材との隙間がな
く、補修部の成形品への転写は見られなかった。

【００４６】なお、加熱は金型全体を加熱しても良く、
補修部の金型表面に炭酸ガスレーザなどの高密度エネル
ギー熱源を照射するようにしてもよい。また、本実施例
では補修充填部材２の材質がアルミ合金の５０８３材の
場合を示したが、他のアルミ合金でも良く、純アルミで
も良い。そして、補修充填部材２の表面に銅を析出させ
る場合について示したが、銅に限らず、銅基合金やニッ
ケル基合金を析出させるようにしても良い。更に、補修
充填部材２はアルミ合金や純アルミ表面に銅やニッケル
等を形成したものでなくても、銅基合金あるいはニッケ
ル基合金で形成したものでも良い。また、これらの合金
は比較的容易にめっきできる上、拡散層を形成し易く、
本プロセスを行なうのに、取り扱い容易な合金であるこ
とが判明した。さらに、アルミ金型は５０８３材に限定
されることなく、他の非熱処理型アルミ合金でも良く、
熱処理型アルミ合金でも良い。

【００４７】実施例９．本発明の実施例９の請求項９に
係る金型の補修方法について、上記実施例８の図９を参
照して説明する。１はアルミ合金の７０７５材からなる
アルミ金型、２はアルミ合金の７０７５材からなり、金
型の補修用穴１ａとの嵌合面に銅膜が形成された円柱状
の補修充填部材、６は拡散層である。上記実施例８と同
様に、補修充填部材２の嵌合面にジンケート処理により
約１μｍの亜鉛の膜を形成し、銅ストライクめっきで約
１μｍの銅の膜を形成し、これを金型１の穴に挿入す
る。その後、４７６℃以上に加熱することにより拡散層
を形成させて、連続化する。アルミ合金の７０７５材は
４７６℃以上で固液共存層になるため、この温度以上で
拡散速度が急激に上がる。上記実施例８と同様の効果を
奏するとともに、拡散層６形成、即ち金型の補修が比較
的低温で速やかに行う事が出来る。なお、加熱は上記実
施例８と同様、金型全体でも補修部でも良く、高密度エ
ネルギー熱源を照射するようにしてもよい。また、アル
ミ金型は７０７５材に限定されず、他の熱処理型アルミ
合金、非熱処理型アルミ合金でも良い。さらに、本実施
例では補修充填部材２の材質がアルミ合金の７０７５材
の場合を示したが、上記実施例８と同様、他のアルミ合
金、純アルミでも良く、銅に限らず、銅基合金やニッケ
ル基合金を析出させるようにしても良い。更に銅基合金
あるいはニッケル基合金で形成したものでも良い。

【００４８】実施例１０．図１０(ａ)(ｂ)は本発明の実
施例１０の請求項１０，１１に係るアルミ金型の補修方
法を工程順に示すもので、(ａ)は補修充填部材挿入前の
補修部を示す断面図、(ｂ)は補修充填部材挿入後の補修
部を示す断面図である。図において、１はアルミ合金の
７０７５材からなるアルミ金型、７は低融点金属、この
場合は３３Ｓｎ−３４Ｐｂ−３３Ｂｉ（融点：１４０
℃）合金である。金型１に明けられた補修用穴１ａに予
め３３Ｓｎ−３４Ｐｂ−３３Ｂｉ合金７を載置してお
き、この３３Ｓｎ−３４Ｐｂ−３３Ｂｉ合金７が１４０
℃以上になるようにアルミ金型１を加熱して溶融させ
（図１０ａ）、溶融した状態で７０７５材からなる補修
充填部材２を挿入する（図１０ｂ）。低融点金属７が
溶融した状態で補修充填部材２を挿入するため、金型１
と補修充填部材２の隙間に容易に低融点金属２が充填さ
れ、隙間が埋められる。その後、金型表面から飛び出し
た部分を除去すれば良い。上記実施例と同様、アルミ金
型と補修充填部材との隙間をなくせるので、補修部の成
形品への転写は見られなかった。なお、本実施例では、
低融点金属７として３３Ｓｎ−３４Ｐｂ−３３Ｂｉ合金
（融点：１４０℃）を用いたが、この合金に限定され
ず、他の６３Ｓｎ−３７Ｐｂ合金（融点：１８３℃）等
でも良い。また、本実施例では補修充填部材の材質とし
て７０７５材を示したが、特に限定されないのはいうま
でもなく、他のアルミ合金、純アルミでも良く、アルミ
合金以外の銅等でも良い。また、本実施例では、アルミ
金型としてアルミ合金の７０７５材を示したが、７０７
５材に限定されることなく、他の熱処理型アルミ合金で
も良く、非熱処理型アルミ合金でも良い。さらに、本実
施例では、補修充填部材挿入直後は補修充填部材が金型
表面から飛び出しており、最終的にこの部分を除去する
場合を示したが、これに限定されず、補修充填部材挿入
時点で既に補修部が面一となっていてもよい。

【００４９】実施例１１．図１１は本発明の実施例１１
の請求項１２に係る補修後のアルミ金型の補修部を示す
断面図である。図において、１はアルミ合金の７０７５
材からなるアルミ金型、２はアルミ合金の５０８３材か
らなる補修充填部材、８は金属膜、この場合はＮｉ−Ｐ
めっき膜である。本実施例ではアルミ金型１の補修充填
部材２による補修部の表面をＮｉ−Ｐめっき膜８で被覆
しているので、高圧力で成形する際の補修充填部材２と
金型１の弾性変形量の差を抑制でき、補修充填部材が成
形品に転写されない。更に、補修部表面を硬質化でき、
耐摩耗性が向上し、金型寿命が延びる。なお、補修充填
部材による補修部の表面を覆う金属膜にＮｉ−Ｐ合金を
示したが、金属膜であれば良く、Ｎｉ−Ｂ合金でも良
く、クロム合金等なんでも良い。補修部の表面を覆う金
属膜８は、補修充填部材による補修部の表面だけでも良
く、金型全面に形成するようにしても良い。また、本実
施例では補修充填部材の材質としてアルミ合金の５０８
３材を示したが、特に限定されないのは言うまでもな
く、他のアルミ合金でも良く、純アルミでも良く、アル
ミ合金以外の、例えばニッケル等でもよい。さらに、ア
ルミ金型はアルミ合金の７０７５材に限定されることな
く、他の熱処理型アルミ合金でも良く、非熱処理型アル
ミ合金でも良い。上記実施例の全てに適用して効果があ
る。

【００５０】なお、上記全ての実施例において、金型１
の補修充填部材を挿入する補修用穴１ａが止まり穴の場
合を示したが、貫通孔でもよいことは言うまでもない。
また、補修充填部材の形状も円柱に限定されず、角柱で
もよく、傾斜がついていても何でも良い。

【００５１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に示すような効果を奏する。

【００５２】請求項１の発明によれば、アルミ金型に補
修部を含む補修用穴を明け、この穴に金型を構成するア
ルミ合金より軟らかい金属からなる補修充填部材を押圧
挿入することにより、穴に挿入する際に補修充填部材が
容易に塑性変形し、金型との間に隙間を生ずることなく
穴を埋め、アルミ金型の補修充填部材の境界線を消去で
きる。樹脂製品を形作る金型のキャビティー部に補修充
填部材による補修を行なっても、補修充填部材の境界線
を消去できるため、製品に補修充填部材線が転写される
ことなく、金型の補修が行える。これにより、金型の製
作時間の短縮による低コスト化が可能なアルミ金型の適
用が拡大する。

【００５３】また、アルミ金型の補修用穴に、溶体化処
理あるいは過時効によって軟化した熱処理型アルミ合金
からなる補修充填部材を押圧挿入して穴を埋めた後、時
効硬化処理、あるいは溶体化処理後時効硬化処理を行い
上記補修充填部材を硬化するようにしたので、補修充填
部材が容易に塑性変形し、隙間なく穴を埋めることがで
き、補修充填部材は最終的に硬くなり耐摩耗性が向上し
寿命が延びる。さらに金型と補修充填部材を均質な材料
で形成できるので、補修部の成形品への転写をより良好
に防止できる。

【００５４】請求項３の発明によれば、熱処理型アルミ
合金からなるアルミ金型を溶体化処理あるいは過時効に
よって軟化させた状態で穴に補修充填部材を押圧挿入
するようにしているので、補修充填部材周辺の金型が容
易に塑性変形し、補修充填部材と金型との間に隙間を生
ずることなく穴を埋めることができる。補修部が成形品
に転写されることなく補修を行える。金型は後に時効硬
化処理、あるいは溶体化処理後時効硬化処理を行なうの
で最終的に硬くなる。

【００５５】請求項４の発明によれば、補修用穴を明け
た金型を加熱した状態、即ち膨張している状態で上記穴
に補修充填部材を挿入するようにしたので、常温に戻す
と、金型が収縮し、その際、金型の補修充填部材周辺部
や補修充填部材が塑性変形し、補修充填部材と金型との
隙間を埋めることができる。補修部が成形品へ転写され
ることなく金型の補修を行える。

【００５６】請求項５の発明においては、金型と挿入さ
れた補修充填部材との境界部にめっき膜を形成してお
り、めっき膜が金型と補修充填部材との隙間を埋め、成
形品に補修充填部材線が転写されないアルミ金型が得ら
れる。

【００５７】アルミ金型に明けた補修用穴に嵌合する補
修充填部材を挿入した後、補修充填部材の少なくとも嵌
合面の一部にめっきを施すことにより、上記金型と補修
充填部材との隙間をめっきで埋めるようにしたものであ
る。比較的低温かつ変形レスで、補修部が成形品へ転写
されることなく補修が行える。

【００５８】また、純アルミあるいはアルミ合金からな
る補修充填部材の嵌合面にジンケート処理を施すことに
より、純アルミあるいはアルミ合金からなる補修充填部
材と金型との隙間へめっきでき、隙間が埋まる。

【００５９】さらに、ジンケート処理を施して形成した
亜鉛膜を覆うめっきを施したので、補修充填部材の取り
扱いが容易になる。

【００６０】請求項９の発明によれば、アルミ金型に明
けた補修用穴に、少なくとも嵌合面の一部がニッケル基
合金あるいは銅基合金で形成された補修充填部材を挿入
した後、少なくとも上記穴と補修充填部材との境界部を
加熱することにより、補修充填部材と金型の拡散により
一体化して、補修充填部材と金型の隙間を埋めることが
でき、補修部が成形品へ転写されることなく補修でき
る。

【００６１】請求項１０の発明によれば、金型と挿入さ
れた補修充填部材との境界部に低融点金属が充填されて
おり、低融点金属が金型と補修充填部材との隙間を埋
め、成形品に補修充填部材線が転写されないアルミ金型
が得られる。

【００６２】アルミ金型にあけた補修用穴に予め低融点
金属を配置し、上記アルミ金型を加熱して上記低融点金
属が溶融した状態で上記穴に上記補修充填部材を挿入す
ることにより、補修充填部材と金型の隙間に低融点金属
を充填し、隙間を埋めるようにしたので、補修部が成形
品へ転写されることなく補修できる。

【００６３】さらに、請求項１２の発明によれば、アル
ミ金型表面の少なくとも補修充填部材挿入部分を金属膜
で被覆することにより、補修充填部材の材料がアルミ金
型の材料と異なっていても、高圧力で成形の際の補修充
填部材と金型の弾性変形量の差を抑制でき、補修充填部
材境界線が成形品に転写されるのを防止できる。また、
金型表面に形成する金属膜が硬質の場合、耐摩耗性も向
上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のアルミ金型の補修方法を工
程順に示す図である。

【図２】本発明の実施例２の補修後のアルミ金型の補修
部を示す断面図である。

【図３】本発明の実施例３の補修後のアルミ金型の補修
部を示す断面図である。

【図４】本発明の実施例４の補修後のアルミ金型の補修
部を示す断面図である。

【図５】本発明の実施例５のアルミ金型の補修方法を工
程順に示す断面図である。

【図６】本発明の実施例６のアルミ金型の補修方法を工
程順に示す斜視図である。

【図７】本発明の実施例６のアルミ金型の補修方法を工
程順に示す断面図である。

【図８】本発明の実施例７のアルミ金型の補修方法を工
程順に示す断面図である。

【図９】本発明の実施例８の補修後のアルミ金型の補修
部を示す断面図である。

【図１０】本発明の実施例１０のアルミ金型の補修方法
を工程順に示す断面図である。

【図１１】本発明の実施例１１の補修後のアルミ金型の
補修部を示す断面図である。

【図１２】従来の溶接補修部の模式断面図である。

【図１３】従来の補修充填部材補修部の断面図である。

【図１４】従来の補修充填部材補修部の断面図である。

【符号の説明】

１アルミ金型１ａ補修用穴１ｂアルミ金型（熱処理型アルミ合金製）２補修充填部材２ａ補修充填部材（軟化させた熱処理型アルミ合金
製）２ｂ補修充填部材（熱処理型アルミ合金製）２ｃ補修充填部材（アルミ金型より軟らかいアルミ合
金製）３亜鉛膜４めっき膜５銅膜６拡散層７低融点金属８硬質金属膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミ合金からなるアルミ金型に補修部
を含む補修用穴を明け、この穴に上記アルミ合金より軟
らかい金属からなる補修充填部材を押圧挿入して穴を埋
め、面一に形成するようにしたアルミ金型の補修方法。
【請求項２】アルミ金型の補修用穴に、溶体化処理あ
るいは過時効によって軟化した熱処理型アルミ合金から
なる補修充填部材を押圧挿入して穴を埋めた後、時効硬
化処理、あるいは溶体化処理後時効硬化処理を行い上記
補修充填部材を硬化するようにした請求項１記載のアル
ミ金型の補修方法。
【請求項３】熱処理型アルミ合金からなるアルミ金型
に補修部を含む補修用穴を明け、上記金型を溶体化処理
あるいは過時効によって軟化させた状態で上記穴に補修
充填部材を押圧挿入し穴を埋めた後、時効硬化処理、あ
るいは溶体化処理後時効硬化処理を行い上記金型を硬化
するようにしたアルミ金型の補修方法。
【請求項４】アルミ合金からなるアルミ金型に補修部
を含む補修用穴を明け、上記金型を加熱した状態で上記
穴に補修充填部材を挿入して穴を埋めるようにしたアル
ミ金型の補修方法。
【請求項５】アルミ合金からなる金型で、一部に補修
充填部材が挿入され、上記金型と補修充填部材との境界
部にめっき膜が形成されていることを特徴とするアルミ
金型。
【請求項６】アルミ合金からなるアルミ金型に補修部
を含む補修用穴を明け、この穴に嵌合する補修充填部材
を上記穴に挿入した後、上記補修充填部材の少なくとも
嵌合面の一部にめっきを施し、上記金型と補修充填部材
との隙間を埋めるようにしたアルミ金型の補修方法。
【請求項７】補修充填部材は純アルミあるいはアルミ
合金からなり、補修用穴との嵌合面の少なくとも一部に
ジンケート処理を施したものである請求項６記載のアル
ミ金型の補修方法。
【請求項８】嵌合面の少なくとも一部にジンケート処
理を施した後、形成された亜鉛膜を覆うめっきを施した
ものである請求項７記載のアルミ金型の補修方法。
【請求項９】アルミ合金からなるアルミ金型に補修部
を含む補修用穴を明け、この穴に嵌合し、少なくとも嵌
合面の一部がニッケル基合金あるいは銅基合金で形成さ
れた補修充填部材を上記穴に挿入した後、少なくとも上
記穴と補修充填部材との境界部を加熱するようにしたア
ルミ金型の補修方法。
【請求項１０】アルミ合金からなる金型で、一部に補
修充填部材が挿入され、上記金型と補修充填部材との境
界部に低融点金属が充填されていることを特徴とするア
ルミ金型。
【請求項１１】アルミ合金からなるアルミ金型に補修
部を含む補修用穴を明け、この穴に予め低融点金属を配
置しておき、上記アルミ金型を加熱して上記低融点金属
を溶融させて、上記低融点金属が溶融した状態で上記穴
に上記補修充填部材を挿入するようにしたアルミ金型の
補修方法。
【請求項１２】請求項１ないし１１のいずれかに記載
のアルミ金型表面の少なくとも補修充填部材が挿入され
た補修部を金属膜で被覆したアルミ金型及びその補修方
法。