JPH0978102A - 成形面に凸型パターンを有する成形型の製造方法 - Google Patents
成形面に凸型パターンを有する成形型の製造方法Info
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- JPH0978102A JPH0978102A JP25585495A JP25585495A JPH0978102A JP H0978102 A JPH0978102 A JP H0978102A JP 25585495 A JP25585495 A JP 25585495A JP 25585495 A JP25585495 A JP 25585495A JP H0978102 A JPH0978102 A JP H0978102A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表面にパターン化された多数のディンプルも
しくは溝を有する焼結体からなる製品を成形するため
に、成形面に凸型パターン６１を有する成形型６を提供
する。 【解決手段】 炭化珪素からなるメス型１の型面１１
に、パターン化された孔２１を有する保護マスク２を被
着し、サンドブラストを施すことによって、型面１１孔
２１によるマスクパターンと対応する凹型パターン１２
を形成する。次にメス型１の型面１１でＷＣ−Ｃｏ粉末
を加圧し、メス型１の凹型パターン１２と対応する凸型
パターン６１’を有する粉末成形体６’を圧縮成形し、
焼結することによって、凸型パターン６１を有する成形
型６が得られる。
しくは溝を有する焼結体からなる製品を成形するため
に、成形面に凸型パターン６１を有する成形型６を提供
する。 【解決手段】 炭化珪素からなるメス型１の型面１１
に、パターン化された孔２１を有する保護マスク２を被
着し、サンドブラストを施すことによって、型面１１孔
２１によるマスクパターンと対応する凹型パターン１２
を形成する。次にメス型１の型面１１でＷＣ−Ｃｏ粉末
を加圧し、メス型１の凹型パターン１２と対応する凸型
パターン６１’を有する粉末成形体６’を圧縮成形し、
焼結することによって、凸型パターン６１を有する成形
型６が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、成型技術の分野に
属するものであって、例えば硬質の焼結体からなりパタ
ーン化された微細なディンプルや溝等を有する摺動材等
の製品を成形するための成形型を製造する方法に関す
る。
属するものであって、例えば硬質の焼結体からなりパタ
ーン化された微細なディンプルや溝等を有する摺動材等
の製品を成形するための成形型を製造する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に炭化珪素（ＳｉＣ）等の硬質の焼
結体は、耐熱性、耐腐食性、耐摩耗性等に優れた特性を
有し、カーボンのような良好な自己潤滑性はないが平滑
性に優れ、摩擦係数が小さいため、例えば回転機器にお
けるメカニカルシールや軸受等の摺動材として広く使用
されている。このような摺動材は、相手摺動材に対して
高速で摺動されるが、その摺動面にディンプル加工もし
くは溝加工を施しておくことによって、流体による潤滑
及び冷却作用が促され、寿命を著しく向上することがで
きることは良く知られている。したがって、このような
摺動材の摺動面には、従来から種々の方法により溝等の
加工が行われている。
結体は、耐熱性、耐腐食性、耐摩耗性等に優れた特性を
有し、カーボンのような良好な自己潤滑性はないが平滑
性に優れ、摩擦係数が小さいため、例えば回転機器にお
けるメカニカルシールや軸受等の摺動材として広く使用
されている。このような摺動材は、相手摺動材に対して
高速で摺動されるが、その摺動面にディンプル加工もし
くは溝加工を施しておくことによって、流体による潤滑
及び冷却作用が促され、寿命を著しく向上することがで
きることは良く知られている。したがって、このような
摺動材の摺動面には、従来から種々の方法により溝等の
加工が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】炭化珪素等の焼結体は
極めて硬質であるため、その表面に多数のディンプルも
しくは溝を形成するには、従来はダイヤモンド砥石を使
用して機械加工をする方法等が採用されているが、この
ような方法ではコストが極めて高くなると共に長時間を
要するため、実用的ではない。その点、摺動材の焼結材
料の粉末成形過程で用いる成形型によって前記ディンプ
ルや溝の形成を行うことができれば、製品ごとに個別に
機械加工等を施す必要がなくなるため、製造コストや工
程上著しく有利であるが、この場合は、成形面に前記デ
ィンプルや溝のパターンと対応する凸型パターンを有す
る成形型を製作する必要があり、そのような成形型の製
造方法が確立されていなかった。
極めて硬質であるため、その表面に多数のディンプルも
しくは溝を形成するには、従来はダイヤモンド砥石を使
用して機械加工をする方法等が採用されているが、この
ような方法ではコストが極めて高くなると共に長時間を
要するため、実用的ではない。その点、摺動材の焼結材
料の粉末成形過程で用いる成形型によって前記ディンプ
ルや溝の形成を行うことができれば、製品ごとに個別に
機械加工等を施す必要がなくなるため、製造コストや工
程上著しく有利であるが、この場合は、成形面に前記デ
ィンプルや溝のパターンと対応する凸型パターンを有す
る成形型を製作する必要があり、そのような成形型の製
造方法が確立されていなかった。
【０００４】本発明は、上記のような事情のもとになさ
れたもので、その技術的課題とするところは、表面にパ
ターン化された多数のディンプルもしくは溝を有する焼
結体からなる製品を成形するために、成形面に所望の凸
型パターンを有する成形型を製造可能とすることにあ
る。
れたもので、その技術的課題とするところは、表面にパ
ターン化された多数のディンプルもしくは溝を有する焼
結体からなる製品を成形するために、成形面に所望の凸
型パターンを有する成形型を製造可能とすることにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
本発明によって有効に解決することができる。すなわ
ち、本発明に係る成形面に凸型パターンを有する成形型
の製造方法によれば、まず成形型を成型するためのメス
型の型面に、規則的なパターンで配列した孔を有する保
護マスクを被着してサンドブラストを行い、これによっ
て、前記型面に前記孔によるマスクパターンと対応する
凹型パターンを形成する。前記孔によるマスクパターン
は、本発明の製造方法によって得られた成形型を用いて
製造される最終製品の表面に形成すべき、多数のディン
プル又は溝等のパターンと対応するものである。次に、
このメス型の型面で成型用粉末材料を加圧することによ
って、前記凹型パターンと対応する凸型パターンを有す
る粉末成形体を圧縮成形する。前記凸型パターンは、前
記製品の表面に前記ディンプル又は溝等の凹部を形成す
るための部分となるものである。そして、前記粉末成形
体を焼結することによって、成形面に凸型パターンを有
する成形型が成型される。
本発明によって有効に解決することができる。すなわ
ち、本発明に係る成形面に凸型パターンを有する成形型
の製造方法によれば、まず成形型を成型するためのメス
型の型面に、規則的なパターンで配列した孔を有する保
護マスクを被着してサンドブラストを行い、これによっ
て、前記型面に前記孔によるマスクパターンと対応する
凹型パターンを形成する。前記孔によるマスクパターン
は、本発明の製造方法によって得られた成形型を用いて
製造される最終製品の表面に形成すべき、多数のディン
プル又は溝等のパターンと対応するものである。次に、
このメス型の型面で成型用粉末材料を加圧することによ
って、前記凹型パターンと対応する凸型パターンを有す
る粉末成形体を圧縮成形する。前記凸型パターンは、前
記製品の表面に前記ディンプル又は溝等の凹部を形成す
るための部分となるものである。そして、前記粉末成形
体を焼結することによって、成形面に凸型パターンを有
する成形型が成型される。
【０００６】この方法においては、保護マスクを被着し
た型面にサンドブラストに代えてエッチングを行うこと
によっても、メス型の型面に前記保護マスクのマスクパ
ターンと対応する凹型パターンを形成することができ
る。
た型面にサンドブラストに代えてエッチングを行うこと
によっても、メス型の型面に前記保護マスクのマスクパ
ターンと対応する凹型パターンを形成することができ
る。
【０００７】また、この方法により製造される成形型
は、典型的には炭化珪素等の焼結体からなる硬質の製品
を成形するのに用いられることから、型寿命を延ばすた
めに、好ましくは超硬合金からなり、したがってこの成
形型を成型するための粉末材料としては超硬合金粉末が
用いられる。
は、典型的には炭化珪素等の焼結体からなる硬質の製品
を成形するのに用いられることから、型寿命を延ばすた
めに、好ましくは超硬合金からなり、したがってこの成
形型を成型するための粉末材料としては超硬合金粉末が
用いられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る成形面に凸
型パターンを有する成形型の製造方法の好ましい実施形
態を示すものである。すなわち、まず図１（Ａ）におい
て、参照符号１は図１（Ｆ）に示す成形型６を成型する
ための例えば超硬合金又は炭化珪素等のセラミックス焼
結体からなるメス型であり、その型面１１は平滑に研磨
されている。また、このメス型１は、図示の断面と直交
する方向を接線方向とし型面１１の幅方向を半径方向と
する円環状を呈するものであって、最終製品としての、
例えば図２に示すようなメカニカルシール用摺動材７に
おける摺動面７１と対応するものである。
型パターンを有する成形型の製造方法の好ましい実施形
態を示すものである。すなわち、まず図１（Ａ）におい
て、参照符号１は図１（Ｆ）に示す成形型６を成型する
ための例えば超硬合金又は炭化珪素等のセラミックス焼
結体からなるメス型であり、その型面１１は平滑に研磨
されている。また、このメス型１は、図示の断面と直交
する方向を接線方向とし型面１１の幅方向を半径方向と
する円環状を呈するものであって、最終製品としての、
例えば図２に示すようなメカニカルシール用摺動材７に
おける摺動面７１と対応するものである。
【０００９】メス型１の型面１１には、例えば円周方向
及び径方向に配列した格子点状あるいは螺旋状等の規則
的なパターンで形成された円形、楕円形あるいはスリッ
ト状等の多数の孔２１を有する保護マスク２を被着す
る。保護マスク２は、図２に示す製品としての摺動材７
の摺動面７１に形成すべきディンプル等の凹部７２と対
応する転写パターンが描画されたフォトマスク（図示省
略）を密着させ、このフォトマスクを介して露光させ、
現像するといったフォトリソグラフィの手法によって、
前記転写パターンによる感光部及び非感光部に対応した
孔２１によるマスクパターンが形成されたものである。
及び径方向に配列した格子点状あるいは螺旋状等の規則
的なパターンで形成された円形、楕円形あるいはスリッ
ト状等の多数の孔２１を有する保護マスク２を被着す
る。保護マスク２は、図２に示す製品としての摺動材７
の摺動面７１に形成すべきディンプル等の凹部７２と対
応する転写パターンが描画されたフォトマスク（図示省
略）を密着させ、このフォトマスクを介して露光させ、
現像するといったフォトリソグラフィの手法によって、
前記転写パターンによる感光部及び非感光部に対応した
孔２１によるマスクパターンが形成されたものである。
【００１０】次に図１（Ｂ）に示すように、メス型１の
型面１１に被着した保護マスク２の上から、微細な砥粒
３を噴射するサンドブラスト加工を施す。これによっ
て、前記型面１１のうち保護マスク２の孔２１からの露
出面１１ａのみが砥粒３に削り取られて侵食され、他の
面は保護マスク２によって砥粒３から保護されるため、
図１（Ｃ）に示すように、前記型面１１には、孔２１に
よるマスクパターンと対応して配列した凹型パターン１
２が形成される。このようにして形成される凹型パター
ン１２は、保護マスク２の孔２１の大きさにもよるが、
通常、中央部分が最も凹んだ形状に形成される。前記凹
型パターン１２の形成後は、型面１１から保護マスク２
を除去する。
型面１１に被着した保護マスク２の上から、微細な砥粒
３を噴射するサンドブラスト加工を施す。これによっ
て、前記型面１１のうち保護マスク２の孔２１からの露
出面１１ａのみが砥粒３に削り取られて侵食され、他の
面は保護マスク２によって砥粒３から保護されるため、
図１（Ｃ）に示すように、前記型面１１には、孔２１に
よるマスクパターンと対応して配列した凹型パターン１
２が形成される。このようにして形成される凹型パター
ン１２は、保護マスク２の孔２１の大きさにもよるが、
通常、中央部分が最も凹んだ形状に形成される。前記凹
型パターン１２の形成後は、型面１１から保護マスク２
を除去する。
【００１１】凹型パターン１２の形成は、上述のサンド
ブラストによる方法のほか、エッチングによって保護マ
スク２の孔２１からの露出面１１ａを腐食させることに
よって形成することもできる。
ブラストによる方法のほか、エッチングによって保護マ
スク２の孔２１からの露出面１１ａを腐食させることに
よって形成することもできる。
【００１２】次に図１（Ｄ）に示すように、内部にメス
型１と対応する円環状の成形空間を有する圧縮成形装置
４に、規則的に配列した凹型パターン１２を有する型面
１１が前記成形空間を向くように所定位置に組み込む。
そして前記成形空間内に、成形型６の成型用粉末材料で
あるＷＣ−Ｃｏ粉末５を充填し、所定の圧力Ｐで圧縮成
形する。このとき、成形空間内のＷＣ−Ｃｏ粉末５の一
部は、メス型１の型面１１の各凹型パターン１２に加圧
によって侵入するため、図１（Ｅ）に示すように、前記
型面１１と圧接していた表面に前記凹型パターン１２と
対応する凸型パターン６１’を有する粉末成形体６’が
予備成形される。
型１と対応する円環状の成形空間を有する圧縮成形装置
４に、規則的に配列した凹型パターン１２を有する型面
１１が前記成形空間を向くように所定位置に組み込む。
そして前記成形空間内に、成形型６の成型用粉末材料で
あるＷＣ−Ｃｏ粉末５を充填し、所定の圧力Ｐで圧縮成
形する。このとき、成形空間内のＷＣ−Ｃｏ粉末５の一
部は、メス型１の型面１１の各凹型パターン１２に加圧
によって侵入するため、図１（Ｅ）に示すように、前記
型面１１と圧接していた表面に前記凹型パターン１２と
対応する凸型パターン６１’を有する粉末成形体６’が
予備成形される。
【００１３】次に、圧縮成形装置４から取り出した粉末
成形体６’を、ＷＣ−Ｃｏ粉末５の融解温度よりも低い
所定の焼結温度で所定の時間加熱することによって、図
１（Ｆ）に示すように、ＷＣ−Ｃｏ焼結体（超硬合金）
からなる成形型６が成型される。この成形型６は、凸型
パターン６１’が形成された表面を成形面とするもので
あって、例えば図２に示すような炭化珪素等のセラミッ
クスからなるメカニカルシール用摺動材７を焼結する際
の予備成形（圧縮成形）のために用いられ、この摺動材
７の摺動面７１に、凸型パターン６１によって、流体膜
による潤滑を促すための格子状あるいは螺旋状等の規則
的なパターンで配列した円形あるいは楕円形等の多数の
ディンプルや螺旋溝等の微細な凹部７２を形成するもの
である。なお、上述の粉末成形体６’から成形型６への
焼結過程では、材料粒子が互いに融着接合されることに
よって僅かな体積収縮が見られるため、メス型１やマス
クパターンの設計は、粉末成形体６’の焼結の際の収縮
率を考慮して行われる。
成形体６’を、ＷＣ−Ｃｏ粉末５の融解温度よりも低い
所定の焼結温度で所定の時間加熱することによって、図
１（Ｆ）に示すように、ＷＣ−Ｃｏ焼結体（超硬合金）
からなる成形型６が成型される。この成形型６は、凸型
パターン６１’が形成された表面を成形面とするもので
あって、例えば図２に示すような炭化珪素等のセラミッ
クスからなるメカニカルシール用摺動材７を焼結する際
の予備成形（圧縮成形）のために用いられ、この摺動材
７の摺動面７１に、凸型パターン６１によって、流体膜
による潤滑を促すための格子状あるいは螺旋状等の規則
的なパターンで配列した円形あるいは楕円形等の多数の
ディンプルや螺旋溝等の微細な凹部７２を形成するもの
である。なお、上述の粉末成形体６’から成形型６への
焼結過程では、材料粒子が互いに融着接合されることに
よって僅かな体積収縮が見られるため、メス型１やマス
クパターンの設計は、粉末成形体６’の焼結の際の収縮
率を考慮して行われる。
【００１４】
【実施例】本発明による具体的な実施例においては、炭
化珪素焼結体からなるメス型の型面をラッピングによっ
て極めて平滑に研磨した後、その型面に、直径７０μｍ
の円形の孔が３００μｍのピッチで格子状の配列状態に
形成されたサンドブラスト用感光フィルムからなる保護
マスクを貼着してサンドブラストを施すことにより、前
記型面に深さ約２０μｍの凹型パターンを形成した。前
記サンドブラスト用感光フィルムは、膜厚が１００μｍ
であって、炭酸ナトリウム水溶液による弱アルカリ現像
のものを用いた。次に、前記保護マスクを剥除したこの
メス型をプレス成形装置に組み込んで、ＷＣ−７％Ｃｏ
の粉末材料を５×１０3 ｋｇ／ｃｍ2の圧力で圧縮成形
した。そしてこれによって得られた粉末成形体を、水素
ガス雰囲気中で１，５００℃で６時間加熱することによ
って焼結したところ、成形面に直径６０μｍ、高さ１７
μｍ、ピッチ２６０μｍの凸型パターンを有する超硬合
金からなる成形型が得られた。
化珪素焼結体からなるメス型の型面をラッピングによっ
て極めて平滑に研磨した後、その型面に、直径７０μｍ
の円形の孔が３００μｍのピッチで格子状の配列状態に
形成されたサンドブラスト用感光フィルムからなる保護
マスクを貼着してサンドブラストを施すことにより、前
記型面に深さ約２０μｍの凹型パターンを形成した。前
記サンドブラスト用感光フィルムは、膜厚が１００μｍ
であって、炭酸ナトリウム水溶液による弱アルカリ現像
のものを用いた。次に、前記保護マスクを剥除したこの
メス型をプレス成形装置に組み込んで、ＷＣ−７％Ｃｏ
の粉末材料を５×１０3 ｋｇ／ｃｍ2の圧力で圧縮成形
した。そしてこれによって得られた粉末成形体を、水素
ガス雰囲気中で１，５００℃で６時間加熱することによ
って焼結したところ、成形面に直径６０μｍ、高さ１７
μｍ、ピッチ２６０μｍの凸型パターンを有する超硬合
金からなる成形型が得られた。
【００１５】
【発明の効果】本発明によると、炭化珪素等のセラミッ
クスからなる摺動材等の硬質の製品を成形するための成
形型の成形面に、微細な凸型パターンを形成することが
可能となったため、この成形型を用いることによって、
表面にパターン化された多数のディンプルもしくは溝等
の微細な凹部パターンを有する硬質製品を容易に生産す
ることができる。
クスからなる摺動材等の硬質の製品を成形するための成
形型の成形面に、微細な凸型パターンを形成することが
可能となったため、この成形型を用いることによって、
表面にパターン化された多数のディンプルもしくは溝等
の微細な凹部パターンを有する硬質製品を容易に生産す
ることができる。
【図１】本発明に係る成形面に凸型パターンを有する成
形型の製造方法の好ましい実施形態を示す工程説明図で
ある。
形型の製造方法の好ましい実施形態を示す工程説明図で
ある。
【図２】本発明により製造された成形型によって得られ
る摺動材の摺動面の一部を拡大して示す説明図である。
る摺動材の摺動面の一部を拡大して示す説明図である。
１ メス型 １１ 型面 １２ 凹型パターン ２ 保護マスク ５ ＷＣ−７％Ｃｏ粉末（成型用粉末材料） ６ 成形型 ６’ 粉末成形体 ６１ 凸型パターン ７ 摺動材（製品） ７１ 摺動面 ７２ 凹部
Claims (3)
- 【請求項１】 成形型を成型するためのメス型の型面に
規則的なパターンで配列した孔を有する保護マスクを被
着しサンドブラストを行うことによって前記型面に前記
孔によるマスクパターンと対応する凹型パターンを形成
し、 このメス型の型面で成型用粉末材料を加圧することによ
って前記凹型パターンと対応する凸型パターンを有する
粉末成形体を圧縮成形し、 この粉末成形体を焼結することを特徴とする成形面に凸
型パターンを有する成形型の製造方法。 - 【請求項２】 成形型を成型するためのメス型の型面に
規則的なパターンで配列した孔を有する保護マスクを被
着してエッチングを行うことによって前記型面に前記孔
によるマスクパターンと対応する凹型パターンを形成
し、 このメス型の型面で成型用粉末材料を加圧することによ
って前記凹型パターンと対応する凸型パターンを有する
粉末成形体を圧縮成形し、 この粉末成形体を焼結することを特徴とする成形面に凸
型パターンを有する成形型の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２の記載において、 成型用粉末材料は超硬合金粉末であり、その圧縮成形・
焼結により得られる成形型が超硬合金からなることを特
徴とする成形面に凸型パターンを有する成形型の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25585495A JPH0978102A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 成形面に凸型パターンを有する成形型の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25585495A JPH0978102A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 成形面に凸型パターンを有する成形型の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0978102A true JPH0978102A (ja) | 1997-03-25 |
Family
ID=17284520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25585495A Withdrawn JPH0978102A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 成形面に凸型パターンを有する成形型の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0978102A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010096013A1 (en) * | 2009-02-20 | 2010-08-26 | Seco Tools Ab | Method and pressing tools for making cutting inserts |
| WO2017196973A3 (en) * | 2016-05-11 | 2018-01-04 | Establishment Labs S.A. | Medical implants and methods of preparation thereof |
| US10595979B2 (en) | 2014-02-17 | 2020-03-24 | Establishment Labs S.A. | Textured surfaces for breast implants |
| US11202698B2 (en) | 2015-12-04 | 2021-12-21 | Establishment Labs S.A. | Textured surfaces for implants |
-
1995
- 1995-09-08 JP JP25585495A patent/JPH0978102A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010096013A1 (en) * | 2009-02-20 | 2010-08-26 | Seco Tools Ab | Method and pressing tools for making cutting inserts |
| US10595979B2 (en) | 2014-02-17 | 2020-03-24 | Establishment Labs S.A. | Textured surfaces for breast implants |
| US10912636B2 (en) | 2014-02-17 | 2021-02-09 | Establishment Labs S.A. | Textured surfaces for breast implants |
| US11026775B2 (en) | 2014-02-17 | 2021-06-08 | Establishment Labs S.A. | Textured surfaces for breast implants |
| US11890179B2 (en) | 2014-02-17 | 2024-02-06 | Establishment Labs S.A. | Textured surfaces for breast implants |
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| WO2017196973A3 (en) * | 2016-05-11 | 2018-01-04 | Establishment Labs S.A. | Medical implants and methods of preparation thereof |
| US11045307B2 (en) | 2016-05-11 | 2021-06-29 | Establishment Labs S.A. | Medical implants and methods of preparation thereof |
| US11857409B2 (en) | 2016-05-11 | 2024-01-02 | Establishment Labs Holdings, Inc. | Medical implants and methods of preparation thereof |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021203 |