JPH09262839A - Mold using nonmetal matrix and its production - Google Patents

Mold using nonmetal matrix and its production

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JPH09262839A
JPH09262839A JP9738396A JP9738396A JPH09262839A JP H09262839 A JPH09262839 A JP H09262839A JP 9738396 A JP9738396 A JP 9738396A JP 9738396 A JP9738396 A JP 9738396A JP H09262839 A JPH09262839 A JP H09262839A
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JP
Japan
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mold
metal
intermediate layer
plating
layer
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JP9738396A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiji Arishima
利治 有島
Yoshito Nakazono
良人 中園
Hiroyuki Igarashi
広行 五十嵐
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Neturen Co Ltd
Original Assignee
Neturen Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a mold using a nonmetal matrix hard to generate the peeling of a metal plating layer and high in durability. SOLUTION: In this mold using a nonmetal material as a matrix, a first intermediate layer composed of a resin mixed with a hard metal powder of iron, metal silicon or ferrosilicon is formed on the surface of the nonmetal matrix and a second intermediate layer composed of a resin mixed with a soft metal powder of metal aluminum or copper is formed on the first intermediate layer. A metal layer is formed on the second intermediate layer by electroless plating and a nonmetal matrix having a fluoroplastic coating layer formed thereon is used on the metal plating layer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、非金属材料の母材
の表面に金属メッキを施し硬さと耐摩耗性を付与した非
金属母材を使用した型とその製造方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mold using a non-metal base material having a non-metal base material whose surface is metal-plated to provide hardness and wear resistance, and a method for producing the mold.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、砂型鋳物製造の際に用いられ
る鋳物型や樹脂などの射出成型用の型としては、大量生
産用には鉄やアルミニューム合金などの型が使用され、
少量生産用には木型や樹脂製型が使用されている。前者
は耐久性は良好であるが加工が困難でコストが高いとい
う難点があり、後者は加工が容易でコストが低いが耐摩
耗性が不足して寿命が短いという欠点がある。そこで、
加工性を向上してコストを低減すると共に耐久性を増し
た型として、例えば特開昭62−110823号公報や
特公平7−106576号公報などに記載の熱硬化性樹
脂母材の表面に金属メッキを施した樹脂製型が使用され
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a mold for injection molding of casting molds and resins used in the production of sand mold castings, molds such as iron and aluminum alloys have been used for mass production.
Wooden molds and resin molds are used for small-volume production. The former has good durability but is difficult to process and high in cost, and the latter has the drawback that it is easy to process and low in cost, but lacks wear resistance and has a short life. Therefore,
As a mold having improved processability to reduce cost and durability, for example, a metal is formed on the surface of a thermosetting resin base material described in, for example, JP-A-62-110823 and JP-B-7-106576. Plated resin molds are used.

【0003】この様な金属メッキを施した樹脂製型は、
樹脂製母材の表面に銅などの導電性の金属粉を含有させ
た樹脂塗料により導電性の中間層を形成させ、その上に
金属メッキ層を形成させて耐摩耗性を増したものであ
る。
A resin mold with such a metal plating is
A conductive intermediate layer is formed on the surface of a resin base material with a resin coating containing conductive metal powder such as copper, and a metal plating layer is formed on the conductive intermediate layer to increase wear resistance. .

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来の銅などの金属粉を含有する樹脂塗料による一層の
中間層では、中間層の硬さが低く耐圧力が不足して、そ
のため金属メッキ層が剥離しやすく型寿命が低下すると
いう問題点があり、型の耐圧力を増すためには前記中間
層に一定の硬さが要求される。一方、鉄粉などを混合し
た樹脂塗料による中間層の場合は硬さは増すがメッキの
付着性が悪くメッキ層が剥離しやすいという問題点があ
る。
However, in the case of the above-mentioned conventional one-layer intermediate layer made of the resin coating material containing metal powder such as copper, the hardness of the intermediate layer is low and the pressure resistance is insufficient. However, the intermediate layer is required to have a certain hardness in order to increase the pressure resistance of the mold. On the other hand, in the case of an intermediate layer made of a resin coating mixed with iron powder or the like, there is a problem that the hardness is increased but the adhesion of the plating is poor and the plating layer is easily peeled off.

【0005】また、同一型を多数作る場合にはエポキシ
樹脂などを雌型に流し込んで作られた樹脂製型などが使
用されるが、一型のみしか製作しない場合には強化木材
から削り出して作られた木材型母材も使用される。ま
た、樹脂製型の場合も摩耗した部分の局部補修の際に強
化木材を局部に植込んで修理するなどが行われる。この
ように木材の母型や木材で局部修理した型に金属メッキ
を施すことができれば、型の耐摩耗性を増すことができ
耐久性のある型が得られる。さらに、砂型鋳物の母型で
は砂型製造時に型に鋳物砂が付着し難いように離型剤が
塗布されるが、砂が付着し難い型が得られれば離型剤の
塗布の手間が掛かからず省力化できて経済的である。
Further, when a plurality of identical molds are made, a resin mold made by pouring an epoxy resin or the like into a female mold is used, but when only one mold is manufactured, it is cut out from reinforced wood. Wood-based base materials made are also used. Also, in the case of a resin mold, when locally repairing a worn portion, reinforced wood is planted locally and repaired. If metal plating can be applied to the master mold of wood or the mold locally repaired with wood in this manner, the wear resistance of the mold can be increased and a durable mold can be obtained. Furthermore, in the sand mold casting master mold, a mold release agent is applied so that the molding sand does not easily adhere to the mold during sand mold production, but if a mold that does not easily adhere to sand is obtained, it will take time and effort to apply the mold release agent. It is economical because it can save labor.

【0006】そこで本発明は、この様な問題点を解決
し、非金属材料を型母材として加工が容易で表面硬さと
耐摩耗性を向上し、かつ砂離れの良い非金属母材を使用
した型とその製造方法を提供するものである。
Therefore, the present invention solves such a problem and uses a non-metal base material which is easy to process with a non-metal material as a die base material, improves surface hardness and wear resistance, and has good sand separation. And a manufacturing method thereof.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前述のごとく、従来の金
属メッキした樹脂型においては、銅などの金属粉を混合
した一層の中間層の上に金属メッキが施されているの
で、中間層の硬さが低く型の耐力が不足して使用時にメ
ッキ層が剥離しやすく寿命が短い。そこで、本発明者
は、上記中間層の硬さを増して型寿命を増加させるため
に銅のような軟質金属でなく鉄または金属ケイ素などの
硬質金属の粉末を混合した樹脂塗料により中間層を形成
させ、その上に金属メッキを行った樹脂型を製作した。
しかし、この様な中間層では硬さは得られたが無電解メ
ッキの付着性が悪く、このためメッキ層が剥離しやすい
ことが分かった。また、製品の型の表面を鏡面に仕上げ
るなど表面粗度を向上させるためにはメッキ下の中間層
の表面の仕上げ粗さが影響するが、前記鉄またはケイ素
の粉末を含有した中間層は微細な表面仕上げが困難で、
メッキ後に鏡面仕上げのような精度の高い表面の型が得
られないことが分かった。
As described above, in the conventional metal-plated resin mold, the metal plating is applied on one intermediate layer in which metal powder such as copper is mixed. The hardness is low and the proof strength of the mold is insufficient, so the plating layer is easily peeled off during use and the life is short. Therefore, the present inventor forms an intermediate layer with a resin coating in which a powder of a hard metal such as iron or metal silicon is mixed instead of a soft metal such as copper in order to increase the hardness of the intermediate layer and increase the mold life. Then, a resin mold was formed by forming the metal mold on the resin mold.
However, it was found that the hardness of the intermediate layer was obtained, but the adhesion of the electroless plating was poor, and the plating layer was easily peeled off. Further, in order to improve the surface roughness such as finishing the surface of the mold of the product to a mirror surface, the finish roughness of the surface of the intermediate layer under plating affects, but the intermediate layer containing the iron or silicon powder is fine. Surface finish is difficult,
It was found that a highly precise surface mold such as a mirror finish could not be obtained after plating.

【0008】そこで本発明者は、研究の結果、型の耐力
を増すために十分な硬さを有する硬質の第1中間層の上
に無電解メッキ層の付着性が良く表面仕上げが容易な軟
質の第2中間層を形成させた2層の中間層にすることに
より、鏡面仕上げが容易でメッキ層の剥離が少なく寿命
の長い非金属母材を使用した型が得られることを見いだ
した。さらに、この型を砂型鋳物の鋳物型として使用す
る場合に、離型剤の塗布を減少するためには弗素樹脂コ
ーティングを行うことが有効であることを見いだした。
Therefore, as a result of research, the present inventor has found that the electroless plating layer has good adhesion to the first hard intermediate layer having a sufficient hardness to increase the yield strength of the mold, and the surface finish is soft. It has been found that a mold using a non-metal base material having a long mirror life and a long life can be obtained by using a two-layered intermediate layer in which the second intermediate layer is formed. Further, they have found that it is effective to apply a fluororesin coating in order to reduce the amount of release agent applied when this mold is used as a casting mold for sand casting.

【0009】上記目的を達成するために、本発明の非金
属母材を使用した型は、非金属材料を母材とした型にお
いて、該非金属母材の表面に鉄または金属ケイ素もしく
はフェロシリコンの硬質金属粉末を混合した樹脂からな
る第1中間層が形成され、該第1中間層の上に金属アル
ミニュームまたは銅の軟質金属粉末を混合した樹脂から
なる第2中間層が形成され、該第2中間層の上に無電解
メッキにより金属メッキ層が形成されたことを特徴とす
るものである。
In order to achieve the above object, a mold using a non-metal base material of the present invention is a mold using a non-metal base material, and the surface of the non-metal base material is made of iron or metal silicon or ferrosilicon. A first intermediate layer made of a resin mixed with a hard metal powder is formed, and a second intermediate layer made of a resin mixed with a soft metal powder of metallic aluminum or copper is formed on the first intermediate layer. (2) A metal plating layer is formed on the intermediate layer by electroless plating.

【0010】即ち、非金属母材の表面に形成した鉄また
は金属ケイ素もしくはフェロシリコンの硬質金属粉末を
混合した樹脂からなる第1中間層は、母材との付着性が
よくメッキに必要な導電性と共に型耐力を与えるために
十分な硬さを有するので、中間層の耐力不足によるメッ
キ層の変形や割れによる剥離を防止する。しかし、この
第1中間層はメッキの付着性が悪いので、この上に直接
メッキを施すことは好ましくない。また、前述のごとく
微細な表面加工が困難なためメッキ後の表面が粗くなり
やすいという問題点がある。そこで、この第1中間層の
上にメッキの付着性がよく表面加工が容易な金属アルミ
ニュームまたは銅の軟質金属粉末を混合した樹脂からな
る第2中間層を形成させることにより、精度の高い鏡面
のメッキ表面を有する剥離の生じないメッキ層が得ら
れ、型の耐久性を増すことができた。
That is, the first intermediate layer made of a resin mixed with a hard metal powder of iron or metal silicon or ferrosilicon formed on the surface of the non-metal base material has good adhesion to the base material and is a conductive material required for plating. Since it has sufficient hardness to impart mold resistance as well as properties, it prevents peeling due to deformation or cracking of the plating layer due to insufficient strength of the intermediate layer. However, since the first intermediate layer has poor adhesion of plating, it is not preferable to directly plate the first intermediate layer. Further, as described above, since it is difficult to process a fine surface, the surface after plating tends to be rough. Therefore, by forming on the first intermediate layer a second intermediate layer made of a resin mixed with a metal aluminum or copper soft metal powder, which has good adhesion of plating and can be easily surface-processed, a highly accurate mirror surface can be obtained. It was possible to obtain a plating layer having a plating surface of No peeling and increasing the durability of the mold.

【0011】また、前記型の型枠としてアルミニューム
合金型枠を用いたことを特徴とするものである。即ち、
砂型鋳物用の型枠としてアルミニューム枠を使用する場
合に、第2中間層を金属アルミニューム粉末を含む中間
層にすると、非金属母材の面の金属メッキ加工の際にア
ルミニューム型枠の面も同時に同一処理でメッキ加工さ
れ、型枠面の摩耗防止も同時にできる利点がある。さら
に型面は通常凹凸が多いが、無電解メッキにより金属メ
ッキ層を形成すれば凹凸面にも均一にメッキ層が形成さ
れ摩耗を減少し型寿命を増すことができる。
An aluminum alloy mold is used as the mold of the mold. That is,
When an aluminum frame is used as a mold for sand casting, if the second intermediate layer is an intermediate layer containing metallic aluminum powder, the aluminum form of the non-metallic base material is subjected to metal plating processing. The surface is also plated by the same treatment at the same time, and there is an advantage that the mold surface can be prevented from wearing at the same time. Furthermore, the mold surface usually has many irregularities, but if a metal plating layer is formed by electroless plating, the plating layer is uniformly formed on the irregular surface, wear can be reduced, and the mold life can be increased.

【0012】また、型を砂型鋳物用として使用する場合
に砂離れを良くし離型剤の使用を減少して作業能率を向
上するためには、前記金属メッキ層の上に金属粉末を含
有または含有しない弗素樹脂による弗素樹脂コーティン
グ層を形成させることが望ましい。この弗素樹脂コーテ
ィング層は純粋な弗素樹脂でも良いが、弗素樹脂に金属
粉末を混合することにより、離型性はやや低下するが耐
摩耗性が向上する。
When the mold is used for sand casting, in order to improve the sand release and reduce the use of the release agent to improve the working efficiency, the metal plating layer may contain metal powder or It is desirable to form a fluororesin coating layer with a fluororesin that does not contain it. The fluororesin coating layer may be pure fluororesin, but by mixing the fluororesin with a metal powder, the releasability is slightly lowered but the abrasion resistance is improved.

【0013】前記非金属母材は熱硬化性樹脂または木材
であっても良い。即ち、本発明のメッキ処理は樹脂だけ
でなく木材にも可能であるので、一型ものの木材製型
や、型の局部補修の際に補修部に強化木材などを埋め込
んだ型などの場合にも適用できる。また、金属メッキ層
の形成を低温処理無電解メッキにより行うことにより、
型の強度を低下したり型の変形を生ずることなく均一な
メッキ膜が施された高い表面硬さの型が得られる。この
低温処理無電解メッキとしてはニッケル−ボロン系合金
の無電解メッキが望ましい。
The non-metal matrix may be a thermosetting resin or wood. That is, since the plating treatment of the present invention can be applied not only to resin but also to wood, even in the case of a one-piece wood mold or a mold in which reinforced wood or the like is embedded in the repair part during local repair of the mold. Applicable. Further, by forming the metal plating layer by low temperature treatment electroless plating,
It is possible to obtain a mold having a high surface hardness on which a uniform plating film is applied without lowering the strength of the mold or causing deformation of the mold. As the low-temperature treatment electroless plating, electroless plating of nickel-boron alloy is desirable.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1は本発明実施形態の非金属母
材を使用した型の製造工程を示す図である。図中の数字
は工程順を示す。図2は本発明実施形態の非金属母材を
使用した砂型鋳物用型の平面図、図3は図2のA−A断
面図である。以下、図を用いて非金属材料としてエポキ
シ樹脂を用いた本発明の砂型鋳物用の型の製造工程につ
いて具体的に説明する。本実施形態で用いた型は、図に
示すように樹脂型22の縁部をアルミニューム合金製型
枠24により固定したものである。この型枠24が砂造
型機に固定されて砂型が製造される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process of a mold using a non-metal base material according to an embodiment of the present invention. The numbers in the figure indicate the order of steps. 2 is a plan view of a sand casting mold using the non-metal base material according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. Hereinafter, the manufacturing process of the mold for the sand mold casting of the present invention using the epoxy resin as the non-metal material will be specifically described with reference to the drawings. The mold used in this embodiment is one in which the edge of a resin mold 22 is fixed by an aluminum alloy mold 24 as shown in the figure. The mold 24 is fixed to the sand molding machine to manufacture a sand mold.

【0015】まず、樹脂型母材22の製法について説明
すると、図3に示すように製作する所用の型形状のキャ
ビティを有する雌型21(通常雌型21は石膏などによ
り作成される)に熱硬化性のエポキシ樹脂を流し込み樹
脂型母材22を作成する(工程1)。この際、型の強度
を上げるためガラス繊維、炭素繊維、砂などの充填材2
3が通常使用される。前述のように樹脂型母材22は型
枠24により周囲を固定される。
First, a method of manufacturing the resin mold base material 22 will be described. As shown in FIG. 3, a female mold 21 having a mold-shaped cavity for manufacturing (usually the female mold 21 is made of gypsum) is heated. A curable epoxy resin is poured to form a resin type base material 22 (step 1). At this time, in order to increase the strength of the mold, a filler 2 such as glass fiber, carbon fiber or sand 2
3 is normally used. As described above, the periphery of the resin mold base material 22 is fixed by the mold frame 24.

【0016】エポキシ樹脂が硬化した後、雌型21から
取り出した樹脂型母材2はシンナーなどを用いて洗浄
し、型成型時の表面に付着した離型剤などの汚れを除去
する。(工程2)。次に、型母材の表面にサンドブラス
ト処理を行って図2に示すように表面に微細な凹凸を付
ける(工程3)。このときのブラストサンドの粒度は2
00#程度が望ましい。このように表面に凹凸を付ける
ことによって樹脂型母材とその上に形成させる第1中間
層との密着性が向上する。
After the epoxy resin has hardened, the resin mold base material 2 taken out from the female mold 21 is washed with a thinner or the like to remove stains such as a release agent adhering to the surface during molding. (Step 2). Next, the surface of the die base material is sandblasted to form fine irregularities on the surface as shown in FIG. 2 (step 3). The grain size of the blast sand at this time is 2
00 # is preferable. By making the surface uneven in this way, the adhesion between the resin type base material and the first intermediate layer formed thereon is improved.

【0017】次に第1中間層及び第2中間層を形成させ
る方法を述べる。前述のサンドブラスト処理を行った母
材表面に導電材として鉄粉を混合したエポキシ樹脂塗料
を塗布して第1中間層を形成させた(工程4)。本実施
形態ではこの塗料を吹き付けにより塗布したが、塗布は
刷毛塗りによってもよく、またスラリ状の塗料を流して
塗布しても良い。この様に第1中間層として鉄粉を混合
したエポキシ樹脂塗料を使用したのは樹脂型母材との付
着性が良く、かつ型の耐力を得るための所用の硬さを持
った中間層が必要だからである。この鉄粉の量は樹脂に
対して重量比で60〜90%混合する。この混合比は用
途により決定するが型材に使用する場合は80%程度が
望ましく、塗布の厚さは10〜15μm程度が望まし
い。また、第1中間層の導電材としては鉄粉のほかに金
属ケイ素またはフェロシリコンの粉末でも良い。これを
常温で5時間乾燥し(工程5)、第2中間層と密着しや
すいように表面が完全に乾燥しない生乾きの状態で次の
第2中間層を塗布する。
Next, a method for forming the first intermediate layer and the second intermediate layer will be described. The first intermediate layer was formed by applying an epoxy resin paint mixed with iron powder as a conductive material on the surface of the base material subjected to the sandblasting process (step 4). In the present embodiment, this paint is applied by spraying, but it may be applied by brushing, or a slurry-like paint may be poured and applied. In this way, the epoxy resin paint mixed with iron powder is used as the first intermediate layer because the intermediate layer has good adhesion to the resin mold base material and has the required hardness for obtaining the proof stress of the mold. Because it is necessary. The amount of the iron powder is 60 to 90% by weight of the resin. This mixing ratio is determined depending on the application, but when it is used as a mold material, it is preferably about 80%, and the coating thickness is preferably about 10 to 15 μm. Further, as the conductive material of the first intermediate layer, powder of metallic silicon or ferrosilicon may be used in addition to iron powder. This is dried at room temperature for 5 hours (step 5), and the next second intermediate layer is applied in a dry state in which the surface is not completely dried so that the second intermediate layer is easily attached.

【0018】第2中間層は、導電材として金属アルミニ
ューム粉末を混合したエポキシ樹脂塗料を前記第1中間
層と同様の方法で塗布した(工程6)。ここで導電材を
アルミニューム粉末にしたのは、無電解金属メッキ層の
付着性を良くすることと、アルミニュームは軟質なので
表面の仕上げが容易で精度良く仕上げでき、この上に形
成したメッキ層表面の鏡面仕上げが得やすいこと、さら
に、前記の型枠にアルミニューム合金を使用したときに
同一条件で型枠まで金属メッキができ型枠の摩耗も防止
できるからである。しかし、第2中間層の導電材はアル
ミニュームに限るものではなく銅、ニッケル粉などでも
よい。金属アルミニューム粉末の混合量は樹脂に対し重
量比で50%程度が望ましく、塗布の厚さは10〜15
μm程度が望ましい。第2中間層の塗布後、常温で24
〜48時間乾燥して完全に硬化するまで乾燥する(工程
7)。
For the second intermediate layer, an epoxy resin paint mixed with metal aluminum powder as a conductive material was applied in the same manner as the first intermediate layer (step 6). Here, the conductive material is aluminum powder because it improves the adhesion of the electroless metal plating layer and because the aluminum is soft, the surface can be easily finished with high precision and the plating layer formed on this This is because it is easy to obtain a mirror finish on the surface, and when an aluminum alloy is used for the mold, metal plating can be applied to the mold under the same conditions, and abrasion of the mold can be prevented. However, the conductive material of the second intermediate layer is not limited to aluminum, but may be copper, nickel powder, or the like. The mixing amount of the metal aluminum powder is preferably about 50% by weight with respect to the resin, and the coating thickness is 10 to 15
About μm is desirable. After applying the second intermediate layer, it is allowed to stand at room temperature for 24
Dry for ~ 48 hours and dry until fully cured (step 7).

【0019】乾燥後ペーパバフを用いて第2中間層の表
面仕上げ処理を行い、この上に形成させるメッキ層の表
面を滑らかにするように第2中間層の表面のざらつきを
滑らかに研磨する。(工程8)。この表面仕上げの精度
がメッキ後の表面精度に影響するが、前述したようにア
ルミニュームを混合した樹脂層は仕上げが容易で精度の
高い滑らかな表面を得ることができる。次に、サンドブ
ラスト処理を行って第2中間層の表面に微細な凹凸を付
ける(工程9)。このときのブラストサンドの粒度は2
00#程度が望ましい。このように表面に微細な凹凸を
付けることによって、第2中間層とその上に形成させる
メッキ層との密着性が向上する。第2中間層を形成させ
た型母材はアルカリ洗浄を行って、第2中間層の樹脂塗
料中の表面に生じた酸化アルミ層を除去し、水洗、酸洗
い中和、水洗を行い(工程10)、酸化が進まないうち
に速やかに無電解メッキを行ってメッキ層を形成する
(工程11)。
After drying, the surface finish of the second intermediate layer is performed using a paper buff, and the surface roughness of the second intermediate layer is smoothly polished so that the surface of the plating layer formed on the second intermediate layer is smooth. (Step 8). The precision of the surface finish affects the precision of the surface after plating, but as described above, the resin layer mixed with aluminum can easily finish and obtain a smooth surface with high precision. Next, a sandblasting process is performed to form fine irregularities on the surface of the second intermediate layer (step 9). The grain size of the blast sand at this time is 2
00 # is preferable. By forming fine irregularities on the surface in this way, the adhesion between the second intermediate layer and the plating layer formed thereon is improved. The mold base material on which the second intermediate layer is formed is washed with an alkali to remove the aluminum oxide layer formed on the surface of the resin coating of the second intermediate layer, and washed with water, neutralized with acid and washed with water (step 10), electroless plating is rapidly performed before oxidation progresses to form a plating layer (step 11).

【0020】無電解メッキによりメッキ層を形成するの
は型のように凹凸形状の変化の多いものは電解メッキで
は均一なメッキ層を得ることが困難であるが、無電解メ
ッキによれば凹凸部も均一なメッキ層が得られるからで
ある。無電解メッキには、型の強度低下や変形を避ける
ため低温浴メッキが行えるニッケルーボロン系のメッキ
を行った。ニッケルーボロン系メッキが他の低温処理メ
ッキよりメッキ性などの点で好結果が得られた。メッキ
層の厚さは20μm程度が望ましく、メッキ層の硬さは
Hv750〜800が得られる。メッキ処理後、洗浄乾
燥して仕上げる(工程12)。上記工程により、アルミ
ニューム合金型枠の面にも樹脂型面と同様にメッキ層が
形成されたので、型枠面の摩耗も減少できた。
When a plating layer is formed by electroless plating, it is difficult to obtain a uniform plating layer by electrolytic plating in the case of a mold having many irregularities, such as a mold. This is because a uniform plating layer can be obtained. For the electroless plating, nickel-boron-based plating, which can be subjected to low temperature bath plating, was performed in order to avoid deterioration of the mold strength and deformation. The nickel-boron system plating gave better results than other low temperature treatment plating in terms of plating property. The thickness of the plating layer is preferably about 20 μm, and the hardness of the plating layer is Hv750-800. After the plating process, the product is washed, dried and finished (step 12). As a result of the above steps, a plating layer was formed on the surface of the aluminum alloy mold as well as the resin mold, so that wear on the mold surface could be reduced.

【0021】上記金属メッキを施したままの状態で型と
して使用することも可能であるが、砂型鋳物用型として
使用する場合は、砂離れを良くするためメッキ層の上に
弗素樹脂コーティングを施すことが望ましい。本実施形
態では前記メッキ層の上にテフロンコーティングを行っ
て(工程13)乾燥仕上げて完成した(工程14)。こ
のテフロンコーティングの厚さは5μm程度で良い。ま
た、テフロンに金属粉を混合したものでコーティングを
行うとテフロンコーティング層の耐摩耗性を増すことが
できる。
Although it is possible to use the mold as it is with the metal plating applied, when it is used as a mold for sand mold casting, a fluororesin coating is applied on the plating layer to improve the separation of sand. Is desirable. In the present embodiment, Teflon coating is performed on the plating layer (step 13) and dried and finished (step 14). The thickness of this Teflon coating may be about 5 μm. In addition, when the coating is performed with a mixture of Teflon and metal powder, the abrasion resistance of the Teflon coating layer can be increased.

【0022】以上は型母材として熱硬化樹脂を使用した
場合について説明したが、以下の実施例に示すごとく母
材としては樹脂だけではなく木材についても同様の処理
ができ、同様の効果が得られる。また本実施例では型枠
をアルミニューム合金製としたが、もとより他の材質の
型枠の場合にも、また型枠を使用しない場合にも適用で
きる。
The case where the thermosetting resin is used as the mold base material has been described above. However, as shown in the following examples, not only the resin but also the wood can be subjected to the same processing as the base material, and the same effect can be obtained. To be Further, in this embodiment, the mold is made of aluminum alloy, but it can be applied not only to molds made of other materials but also to cases where the mold is not used.

【0023】[0023]

【実施例1】下記条件により砂型鋳物用型を作成し現場
で使用実験を行った。 [型製造条件] 型素材: エポキシ樹脂 第1中間層厚さ:10μm 第1中間層厚さ:10μm ニッケルメッキ厚さ:20μm テフロンコーティング厚さ:5μm [使用結果]この型を使用した結果、テフロンコーティ
ングにより型に鋳物砂が付着することが少なく、従来の
型では毎ショット毎に型に離型剤を塗布する必要があっ
たが、本型ではほとんど離型剤の塗布の必要がなかっ
た。また、実鋳造ラインに使用した結果、6000ショ
ット使用後も異常なくなお使用が可能であった。
[Example 1] A sand casting mold was prepared under the following conditions, and an on-site use experiment was conducted. [Mold manufacturing conditions] Mold material: Epoxy resin First intermediate layer thickness: 10 μm First intermediate layer thickness: 10 μm Nickel plating thickness: 20 μm Teflon coating thickness: 5 μm [Result of use] As a result of using this mold, Teflon The casting sand rarely adheres to the mold due to the coating, and in the conventional mold, it was necessary to apply the mold releasing agent to each mold, but in this mold, it was almost unnecessary to apply the mold releasing agent. In addition, as a result of using it in an actual casting line, it could be used without any abnormality after using 6000 shots.

【0024】[0024]

【実施例2】上記型と同条件でエポキシ樹脂及び強化木
材で試験型を作成し、サンドブローイングマシンのライ
ンに組み込んで6000ショットブローイングした場合
の型の摩耗量を測定した結果を図4に示す。
[Example 2] A test mold was made of epoxy resin and reinforced wood under the same conditions as those of the above mold, and the result of measuring the amount of wear of the mold when incorporated into a line of a sand blowing machine and blown for 6000 shots is shown in Fig. 4. .

【0025】図4から分かるごとく、エポキシ樹脂の母
材の場合、本発明の表面処理をしない場合は6000シ
ョット後に平均で0.12mm摩耗したのに対し、本発
明の処理をした場合は0.01mmの摩耗と摩耗量が1
0分の1に低下した。また、強化木材の母材の場合も同
様の効果が得られ、処理しない場合は0.05mmの摩
耗に対し処理することにより0.007mmとほぼ10
分の1に近い値になった。この様に本発明の処理はエポ
キシ樹脂の母材と同様の効果が木材においても得られる
ことが分かった。
As can be seen from FIG. 4, in the case of the base material of the epoxy resin, when the surface treatment of the present invention was not carried out, it was worn on average 0.12 mm after 6000 shots, whereas when the treatment of the present invention was carried out, it was 0. Wear of 01mm and wear amount is 1
It decreased to one-half. Also, the same effect can be obtained in the case of the base material of the reinforced wood, and when it is not treated, it is 0.007 mm, which is almost 10
It became a value close to one-half. As described above, it was found that the treatment of the present invention has the same effect as that of the base material of the epoxy resin on the wood.

【0026】以上述べたように、本発明の非金属母材を
使用した型及びその製造方法によれば、樹脂または木材
の非金属母材の上に鉄などの硬質金属粉末を混合した樹
脂からなる硬さの高い第1中間層と、金属アルミニュー
ムなどの軟質金属粉末を混合した樹脂からなる軟質の第
2中間層との2つの中間層を形成し、その上に無電解メ
ッキにより金属メッキ層を形成しているので、第1中間
層が非金属母材との付着力を増すと共に型の耐力を増加
し、第2中間層がメッキの付着性を向上して型使用時の
メッキの剥離を防止し耐久性が高く寿命の長い型が得ら
れる。同時に、加工性が良くメッキの付着性の良い第2
中間層が第1中間層の表面粗度を改善して型表面の仕上
げ精度を向上する。すなわち、従来の一層の中間層の場
合は、軟質金属を混合した中間層の場合は中間層の耐力
が低いため使用時にメッキ層に変形や割れが生じてメッ
キ層が剥離し、一方硬質金属の中間層の場合にはメッキ
の付着性が悪くて剥離しやすいと共に、型の鏡面仕上げ
などの十分な表面粗度が得られないという難点があっ
た。本発明は硬質の第1中間層と軟質の第2中間層の2
層とすることによりこれを解決したものである。
As described above, according to the mold using the non-metal base material of the present invention and the method for producing the same, the resin or the resin in which the hard metal powder such as iron is mixed on the non-metal base material of wood is used. The first intermediate layer has a high hardness and the second intermediate layer is a soft second intermediate layer made of a resin in which a soft metal powder such as metal aluminum is mixed, and two metal intermediate layers are formed on the intermediate layer by electroless plating. Since the layer is formed, the first intermediate layer increases the adhesion with the non-metal base material and also increases the proof stress of the mold, and the second intermediate layer improves the adhesion of the plating to improve the plating property when the mold is used. A mold having peeling prevention and high durability and long life can be obtained. At the same time, the second with good workability and good plating adhesion
The intermediate layer improves the surface roughness of the first intermediate layer and improves the finishing accuracy of the mold surface. That is, in the case of a conventional one-layer intermediate layer, in the case of an intermediate layer mixed with a soft metal, the intermediate layer has a low proof stress, so that the plating layer is deformed or cracked during use and the plating layer peels off, while the hard metal In the case of the intermediate layer, there are problems that the adhesion of the plating is poor and peeling is easy, and sufficient surface roughness such as mirror finish of the mold cannot be obtained. The present invention includes a hard first intermediate layer and a soft second intermediate layer.
This is solved by using layers.

【0027】また、第2中間層を金属アルミニューム粉
末を含む樹脂層にすることにより、砂型鋳物用の型枠と
してアルミニューム合金枠を使用する場合に、型母材と
アルミニューム型枠の面のメッキ加工が同一処理で可能
となり、アルミニューム型枠面の摩耗も防止される。さ
らに、ニッケル−ボロン系の無電解メッキにより金属メ
ッキ層を形成させることにより、低温処理で型の凹凸面
に均一にメッキ層を形成させることができ、型の変形な
どを防止し型摩耗を減少して型寿命を増すことができ
る。
Further, when the second intermediate layer is a resin layer containing metallic aluminum powder, when the aluminum alloy frame is used as the mold for sand casting, the surfaces of the mold base material and the aluminum mold are The same plating process can be used to prevent wear of the aluminum formwork surface. Furthermore, by forming a metal plating layer by nickel-boron electroless plating, it is possible to form a plating layer uniformly on the uneven surface of the mold by low temperature treatment, preventing mold deformation and reducing mold wear. The mold life can be increased.

【0028】また、金属メッキ層の上に弗素樹脂コーテ
ィング層を形成させることにより、砂型鋳物用型として
使用する場合に、砂離れが良くなり離型剤の使用が減少
して作業能率が向上する。この際、弗素樹脂に金属粉末
を混合すると耐摩耗性が向上する。
Further, by forming a fluororesin coating layer on the metal plating layer, when used as a sand casting mold, the release of sand is improved, the use of release agent is reduced, and the work efficiency is improved. . At this time, if the metal powder is mixed with the fluororesin, the abrasion resistance is improved.

【0029】本発明のメッキ処理は樹脂だけでなく木材
にも可能であるので、非金属母材は熱硬化性樹脂または
木材であっても良く、強化木材で作られた一品物の型の
場合や、型補修の際の強化木材による補修部分などにも
本発明の製造方法が適用できる。
Since the plating treatment of the present invention can be applied not only to resin but also to wood, the non-metal base material may be thermosetting resin or wood, in the case of a one-piece mold made of reinforced wood. Alternatively, the manufacturing method of the present invention can be applied to a portion repaired with reinforced wood during mold repair.

【0030】なお、本実施例においては砂型鋳物用型に
ついて説明したが、本発明の型の用途はこれに限るもの
でなく、樹脂の射出成型用型など他の用途に使用できる
ことはいうまでもない。
Although the sand casting mold is described in this embodiment, the use of the mold of the present invention is not limited to this, and it goes without saying that it can be used for other uses such as resin injection molding. Absent.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の非金属母
材を使用した型及びその製造方法によれば、非金属型母
材の上に形成した硬質の第1中間層と、その上の形成し
た軟質の第2中間層の2つの中間層を形成させた上で金
属メッキ層を形成しているので、型耐力を支える硬さを
有する第1中間層とメッキの付着性の良い第2中間層と
が相俟って、金属メッキ層の剥離のない耐久性の高い型
を得ることができる。また第2中間層は加工性が良いの
で表面仕上げ精度の高い型が得られる。
As described above, according to the mold using the non-metal base material of the present invention and the method of manufacturing the same, the hard first intermediate layer formed on the non-metal base material and Since the metal plating layer is formed after forming the two intermediate layers of the soft second intermediate layer formed by the above, the first intermediate layer having a hardness for supporting the die strength and the first adhesive layer having good adhesion of the plating. Together with the two intermediate layers, it is possible to obtain a highly durable mold without peeling of the metal plating layer. Further, since the second intermediate layer has good workability, a mold having high surface finishing accuracy can be obtained.

【0032】また、アルミニューム合金製の型枠を使用
する場合に、母材と型枠の面が同一処理でメッキ加工で
き型枠面の摩耗防止のための別個の処理を要しない。さ
らに、ニッケル−ボロン系の無電解メッキにより金属メ
ッキ層を形成させることにより、低温処理で型の凹凸面
に高い硬さの均一なメッキ層を形成させることができ
る。
Further, when a mold made of aluminum alloy is used, the surfaces of the base material and the mold can be plated by the same treatment, and a separate treatment for preventing wear of the mold surface is not required. Furthermore, by forming the metal plating layer by nickel-boron electroless plating, a uniform plating layer having high hardness can be formed on the uneven surface of the mold by low temperature treatment.

【0033】また、金属メッキ層の上に弗素樹脂コーテ
ィング層を形成させることにより砂離れが良くなり、砂
型鋳物用型として使用する場合に離型剤の使用を減少し
作業能率を向上させる。この弗素樹脂に金属粉末を混合
すると耐摩耗性が向上する。
Further, by forming a fluororesin coating layer on the metal plating layer, the release of sand is improved, so that the use of a release agent is reduced and the work efficiency is improved when used as a sand casting mold. Wear resistance is improved by mixing metal powder with this fluororesin.

【0034】本発明のメッキ処理は樹脂だけでなく木材
にも可能で、強化木材で作られた一品物の型や、型補修
の際の強化木材による補修部分などにも本発明の製造方
法が適用できる。
The plating treatment of the present invention can be applied not only to resin but also to wood, and the manufacturing method of the present invention can be applied to a mold of one item made of reinforced wood, a repaired part of reinforced wood at the time of mold repair, etc. Applicable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明実施形態の非金属母材を使用した型の製
造工程を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a manufacturing process of a mold using a non-metal base material according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明実施形態の砂型鋳物用型の平面図であ
る。
FIG. 2 is a plan view of a sand casting mold according to an embodiment of the present invention.

【図3】図3のA−A断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図4】本発明実施形態の非金属母材を使用した型の摩
耗量の測定結果の図である。
FIG. 4 is a diagram showing measurement results of wear amount of a mold using the non-metal base material according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 雌型 22 エポキシ樹脂 23 充填材 24 型枠 21 Female Mold 22 Epoxy Resin 23 Filler 24 Formwork

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 非金属材料を母材とした型において、該
非金属母材の表面に鉄または金属ケイ素もしくはフェロ
シリコンの硬質金属粉末を混合した樹脂からなる第1中
間層が形成され、該第1中間層の上に金属アルミニュー
ムまたは銅の軟質金属粉末を混合した樹脂からなる第2
中間層が形成され、該第2中間層の上に無電解メッキに
より金属メッキ層が形成されたことを特徴とする非金属
母材を使用した型。
1. A mold comprising a non-metal material as a base material, wherein a first intermediate layer made of a resin mixed with a hard metal powder of iron or metal silicon or ferrosilicon is formed on the surface of the non-metal base material, 1 a resin made by mixing metal aluminum or copper soft metal powder on the intermediate layer 2
A mold using a non-metal base material, wherein an intermediate layer is formed and a metal plating layer is formed on the second intermediate layer by electroless plating.
【請求項2】 前記金属メッキ層の上に金属粉末を含有
または含有しない弗素樹脂による弗素樹脂コーティング
層が形成されたことを特徴とする請求項1に記載の非金
属母材を使用した型。
2. The mold using a non-metal matrix according to claim 1, wherein a fluororesin coating layer of fluororesin containing or not containing metal powder is formed on the metal plating layer.
【請求項3】 前記非金属母材は熱硬化性樹脂または木
材であることを特徴とする請求項1または2に記載の非
金属母材を使用した型。
3. The mold using the non-metal base material according to claim 1, wherein the non-metal base material is a thermosetting resin or wood.
【請求項4】 前記無電解メッキによる金属メッキ層は
ニッケル−ボロン系合金からなることを特徴とする請求
項1から3のいずれかに記載の非金属母材を使用した
型。
4. The mold using a non-metal base material according to claim 1, wherein the metal plating layer formed by electroless plating is made of a nickel-boron alloy.
【請求項5】 前記型の型枠としてアルミニューム合金
型枠を用いたことを特徴とする請求項1から4のいずれ
かに記載の非金属母材を使用した型。
5. A mold using a non-metal base material according to any one of claims 1 to 4, wherein an aluminum alloy mold is used as the mold of the mold.
【請求項6】 非金属母材の表面に鉄または金属ケイ素
もしくはフェロシリコンの硬質金属粉末を混合した樹脂
により第1中間層を形成させ、該第1中間層の上に金属
アルミニュームまたは銅の軟質金属粉末を混合した樹脂
により第2中間層を形成させ、該第2中間層の上に無電
解メッキにより金属メッキ層を形成させたことを特徴と
する非金属母材を使用した型の製造方法。
6. A first intermediate layer is formed on the surface of a non-metal base material with a resin in which a hard metal powder of iron or silicon metal or ferrosilicon is mixed, and a metal aluminum or copper layer is formed on the first intermediate layer. A second intermediate layer is formed of a resin mixed with soft metal powder, and a metal plating layer is formed on the second intermediate layer by electroless plating. Method.
【請求項7】 前記金属メッキ層の上に金属粉末を含有
または含有しない弗素樹脂により弗素樹脂コーティング
層を形成させたことを特徴とする請求項6に記載の非金
属母材を使用した型の製造方法。
7. A mold using a non-metal matrix according to claim 6, wherein a fluororesin coating layer is formed on the metal plating layer with a fluororesin containing or not containing metal powder. Production method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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