KR101758067B1 - Die and method for manufacturing same - Google Patents
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Abstract
HIP(열간등방압가압) 처리가 의해 다이 본체의 모재에 직접 확산 접합된 HIP층으로 이루어지는 립부로서, 치밀화되어 굽힘 강도, 인성이 우수하고, 표면조도가 고정밀도로 마무리됨과 아울러, 에지부가 고정밀도의 샤프 에지로 마무리되고, 내마모성 및 내식성이 양호한 립부를 가지는 다이를 제공한다.
다이 본체(4) 내에 형성된 다이 유로(5)의 선단측에 립부(8)가 설치되어, 다이 유로(5)에 공급되는 도공액을 립부(8)로부터 토출하는 다이로서, 적어도 립부(8)가 내식성 및 내마모성이 양호한 합금분말(19)을 HIP 처리에 의해 다이 본체(4)의 모재에 직접 확산 접합시킨 HIP층(20)에 의해 형성되어 있다.And a HIP layer directly bonded to the base material of the die body by HIP (hot isostatic pressurization) treatment. The bending strength and the toughness are excellent and the surface roughness is finished with high accuracy. In addition, A die having a lip portion finished with a sharp edge and having good abrasion resistance and corrosion resistance is provided.
A die for discharging a coating liquid to be supplied to the die flow path 5 from the lip portion 8 is provided at the tip end side of the die flow path 5 formed in the die body 4 and at least the lip portion 8, Is formed by an HIP layer 20 in which an alloy powder 19 having good corrosion resistance and wear resistance is directly diffusion bonded to the base material of the die body 4 by HIP treatment.
Description
본 발명은 주행하는 가요성 띠상(帶狀) 지지체에 겔상 또는 액상의 도공액(塗工液)을 도포하거나, 수지 필름을 형성하기 위한 용융수지를 립부로부터 토출하도록 한 다이(도공 다이 또는 T다이)와 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a die (coating die or T-die) for applying a gel or liquid coating liquid (coating liquid) to a traveling flexible band-like support, or for discharging a molten resin for forming a resin film from a lip portion, ) And a manufacturing method thereof.
종래의 다이, 예를 들면 도공 다이로서, 특허공보 등의 구체적인 공지 문헌을 들 수는 없지만, 종래 사용되고 있는 도공 다이에는 다이 본체에 형성된 다이 유로의 선단측에 초경합금제의 립 부재를 부착한 것이 있고, 이 립 부재의 초경합금에 의해 높은 강성, 내마모성 및 내식성이 얻어지고, 선단부 형상 정밀도의 향상이 도모된다.As a conventional die, for example, as a coating die, there is no specific known document such as a patent publication, but a conventionally used coating die has a lip member made of a cemented carbide attached to the tip side of a die channel formed in the die body , High rigidity, abrasion resistance and corrosion resistance can be obtained by the cemented carbide of the lip member, and the accuracy of the tip shape can be improved.
또, T다이를 사용한 압출기에 의해 제조되는 수지 필름은 특히 광학 용도 등에 사용되는 것에 대해서는 두께의 편차나 줄무늬 형상의 결함이 없는 것이 요구되고 있다. 이 때문에, 용융수지의 유로가 되는 다이 유로는 체류가 생기지 않도록 그 내벽면이 매끄럽게 됨과 아울러, 특히 용융재료가 토출되는 립부는 그 선단의 에지부가 샤프 에지로 형성되고, 게다가 상처나 마모가 발생하지 않도록 경도나 강도, 내마모성이 높은 재료로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, a resin film produced by an extruder using a T-die is required to have no thickness variation or stripe-like defects, especially for optical applications. Therefore, the inner wall surface of the die flow path which is the flow path of the molten resin is smooth so as to prevent the retention, and in particular, the lip portion to which the molten material is discharged is formed by the sharp edge at the tip end thereof, It is preferable to be formed of a material having high hardness, strength, and abrasion resistance.
종래에 있어서는, 다이 유로의 내벽면에 용융수지와의 마찰을 저감하기 위한 경질 크롬 도금을 시행하는 한편, 립부에는 고경도이며 내마모성이 높은 초경합금분말을 예를 들면 용사에 의해 피복하는 것이 제안되어 있다. 그러나, 다이 유로 내벽면에 경질 크롬 도금을 시행함과 아울러, 립부에 초경합금분말을 피복하고자 하면, 립부의 선단에서의 경질 크롬 도금의 밀착성이 나쁘기 때문에, 도금층에 크랙이 생겨버려, 성형되는 수지 필름에 상처를 발생시키는 원인이 된다. 그 때문에, 도금 처리한 후에 용사 예정 부분의 도금층을 연삭가공 등에 의해 벗기고 나서 용사를 행하도록 하면, 도금 부분과 용사 부분의 이음매에 균열이 발생하여, 접속 불량을 일으키기 쉽고, 수지의 유동을 방해할 우려가 있다. 또, 용사에 의해 초경합금분말을 피복하는 경우는 WC를 주성분으로 하는 초경분말재료를 용융하여 내뿜게 되므로, 용사 후에 연삭·연마가공을 시행하여 에지부를 마무리할 때에 분말재료의 입자의 벗겨짐이나 크랙이 발생하기 쉬워진다.Conventionally, it has been proposed to perform hard chromium plating on the inner wall surface of the die passage to reduce friction with molten resin, and to coat the cemented carbide powder having high hardness and high abrasion resistance by spraying, for example, on the lip portion . However, when the hard chromium plating is performed on the wall surface of the die channel and the cemented carbide powder is coated on the lip portion, the adhesion of the hard chromium plating at the tip of the lip portion is poor, It causes a wound. Therefore, if spraying is performed after peeling off the plating layer of the part to be sprayed by the grinding process after the plating treatment, cracks are generated in the joints between the plating part and the sprayed part to easily cause connection failure, There is a concern. When the cemented carbide powder is coated by spraying, the cemented carbide powder mainly composed of WC is melted and ejected. Therefore, when the edge portion is finished by performing grinding and polishing after spraying, peeling or cracking of the powder material It becomes easy to occur.
그래서, 립부를 초경합금에 의해 형성하여, 이것을 다이 본체에 부착하도록 한 다이가 종래 제안되어 있다. 이와 같이 초경합금제의 립부를 다이 본체에 부착한 다이에 의하면, 상기와 같은 벗겨짐이나 크랙을 발생시키지 않고, 또 높은 마모성이나 내식성, 강도를 얻을 수 있다.Thus, a die having a lip portion formed of a cemented carbide and attaching the lip portion to the die body has been conventionally proposed. According to the die having the lip made of cemented carbide attached to the die body, it is possible to obtain high abrasion resistance, corrosion resistance, and strength without causing such peeling and cracking.
그런데, 상기와 같은 초경합금제의 립 부재를 다이 본체에 부착한 다이에서는 소결체 중에 미세한 기공이 잔류하고 있어, 이 결정체를 연삭하면 핀홀이 많이 보이는 점에서 표면조도의 점에서 문제가 있어, 고정밀도의 도포가 요구되는 것 같은 액정 디스플레이 패널의 제조 공정 등에는 사용할 수 없다. 또, 초경합금제의 립 부재는 모재인 다이 본체에 대하여 납땜이나 용접에 의해 접합되므로, 접합부에 있어서 용접 결함이나 납땜 결함, 접합 강도의 저하 등의 영향에 의해 접합부의 마모나 변형이 크기 때문에, 상기와 마찬가지로 높은 정밀도가 요구되는 액정 디스플레이 패널의 제조 공정 등에서의 사용이 불가능하다. 또, 용융수지를 립부로부터 토출하여 수지 필름을 형성할 때에 극히 얇으며 정밀도가 좋은 수지 필름을 제작할 수 없을 우려가 있다.However, in the die having the above-mentioned cemented carbide lip member attached to the die body, fine pores remain in the sintered body, and when the crystal is ground, many pinholes are seen and there is a problem in terms of surface roughness. It can not be used in a manufacturing process of a liquid crystal display panel in which application is required. In addition, since the lip members made of cemented carbide are bonded to the die body as a base material by soldering or welding, abrasion and deformation of the joint portions are large due to welding defects, solder defects, It can not be used in a manufacturing process of a liquid crystal display panel in which high precision is required. In addition, there is a possibility that when the molten resin is discharged from the lip portion to form the resin film, an extremely thin and highly accurate resin film can not be produced.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여, 초경합금제의 립 부재 대신에 HIP(Hot Isostatic Pressing 의 약칭으로, 열간등방압가압이라고 함) 처리가 의해 다이 본체의 모재에 직접 확산 접합된 HIP층으로 이루어지는 립부로 함으로써, 립부의 조직이 치밀화되고, 표면조도를 고정밀도로 마무리할 수 있음과 아울러, 접합부의 강도 저하나 접합 결함의 발생이 없고, 게다가 에지부가 고정밀도의 샤프 에지로 마무리되고, 내마모성 및 내식성이 양호하게 되는 립부를 가지는 다이(도공 다이 및 T다이)와 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has an object of providing a Hip layer made of a HIP layer directly bonded to a base material of a die body by HIP (Hot isostatic pressing, abbreviated as Hot Isostatic Pressing) The structure of the lip portion can be densified and the surface roughness can be finished with high precision. In addition, strength of the joint portion is not reduced or occurrence of joining defects is eliminated, and furthermore, the edge portion is finished with high precision sharp edge, and wear resistance and corrosion resistance And it is an object of the present invention to provide a die (a coating die and a T-die) having a lip portion that becomes good and a manufacturing method thereof.
상기 과제를 해결하기 위한 수단을 후술하는 실시형태의 참조 부호를 붙여서 설명하면, 청구항 1에 따른 발명은 다이 본체에 형성된 다이 유로의 선단측에 립부가 설치되고, 상기 다이 유로에 공급되는 도공액 또는 용융수지를 립부로부터 토출하는 다이로서, 적어도 상기 립부가 내식성 및 내마모성이 양호한 합금분말을 HIP(열간등방압가압) 처리에 의해 다이 본체의 모재에 직접 확산 접합시킨 HIP층에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.The invention according to
청구항 2에 따른 발명은 청구항 1에 기재된 다이에 있어서, HIP 처리되는 합금분말은 니켈계 합금 또는 코발트계 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The invention according to
청구항 3에 기재된 발명은 다이 본체의 모재는 청구항 1에 기재된 다이에 있어서, 오스테나이트/페라이트의 2상계 스테인레스로 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention, the base material of the die body is characterized in that it is made of a two-phase stainless steel of austenite / ferrite in the die of the first aspect.
청구항 4에 따른 발명은 청구항 1에 기재된 다이에 있어서, 상기 립부 이외의 다이 유로를 형성하는 다이 본체 내벽면에 경질 크롬 도금층 또는 무전해 니켈 도금층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.According to a fourth aspect of the present invention, in the die according to the first aspect, a hard chromium plating layer or electroless nickel plating layer is formed on the inner wall surface of the die body forming the die flow paths other than the lip portion.
청구항 5에 따른 발명은 다이 본체에 형성된 다이 유로의 선단측에 립부가 설치되고, 상기 다이 유로에 공급되는 도공액 또는 용융수지를 립부로부터 토출하는 다이의 제조 방법으로서, 적어도 상기 립부를 HIP 처리에 의해 내식성 및 내마모성이 양호한 합금분말을 다이 본체의 모재에 직접 접합시킨 HIP층에 의해 형성하는 것을 특징으로 한다.According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a die provided with a lip portion at a tip end side of a die passage formed in a die body and discharging a coating solution or a molten resin supplied to the die passage from a lip portion, And an HIP layer formed by directly bonding an alloy powder having good corrosion resistance and wear resistance to the base material of the die body.
청구항 6에 따른 발명은 청구항 5에 기재된 다이의 제조 방법에 있어서, 합금분말용 오목부(凹部)를 형성한 다이 소재로 이루어지는 캡슐을 형성하고, 이 캡슐의 다이 소재의 합금분말용 오목부에 내식성 및 내마모성이 양호한 합금분말을 충전하여 이 캡슐을 HIP 장치의 처리실에 수용하여 고온고압하에서 HIP 처리를 행함으로써, 상기 합금분말을 다이 소재에 직접 확산 접합한 HIP층을 형성하고, 이 다이 소재 및 HIP층을 기계가공함으로써 다이 본체를 형성함과 아울러, 다이 본체 내에 다이 유로를 형성하는 것을 특징으로 한다.According to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a die according to the fifth aspect of the present invention, a capsule made of a die material having recessed portions for alloy powder is formed, and the recessed portion of the die- And an HIP layer formed by direct diffusion bonding of the alloy powder to a die material by carrying out HIP treatment under a high temperature and high pressure by filling the alloy powder having good abrasion resistance into a treatment chamber of a HIP device, The die body is formed by machining the layer, and a die flow path is formed in the die body.
청구항 7에 따른 발명은 청구항 6에 기재된 다이의 제조 방법에 있어서, HIP 처리에 의해 각각 HIP층을 형성한 상부 다이 소재 및 하부 다이 소재의 각각 불필요 부분을 절단 제거함으로써 상부 다이 및 하부 다이를 형성함과 아울러, 상하 양쪽 다이의 맞댐면을 절삭가공하고, 이렇게 하여 형성된 상부 다이와 하부 다이의 맞댐면끼리를 맞대어 다이 본체를 형성함과 아울러, 그 맞댐면 사이에 라이너를 끼운 상태에서 상하 양쪽 다이를 일체적으로 체결함으로써 다이 본체 내에 다이 유로를 형성하는 것을 특징으로 한다.According to a seventh aspect of the present invention, in the method of manufacturing a die according to the sixth aspect, the upper die and the lower die are formed by cutting and removing unnecessary portions of the upper die material and the lower die material, respectively, The upper die and the lower die are abutted against each other so that the die body is formed, and the upper and lower dies are integrally formed with the liner between the abutment surfaces So that a die flow path is formed in the die body.
청구항 8에 따른 발명은 청구항 6에 기재된 다이의 제조 방법에 있어서, 상기 합금분말용 오목부는 삼차원적으로 만곡하거나 굴곡하는 것 같은 형상으로 형성되고, 다이 본체 내에 삼차원적으로 만곡하거나 굴곡하는 것 같은 형상의 다이 유로를 형성하는 것을 특징으로 한다.According to the eighth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a die according to the sixth aspect of the invention, the concave portion for the alloy powder is formed in a shape such as three-dimensionally curved or curved, And a die-flow passage of the die is formed.
청구항 9에 따른 발명은 청구항 5에 기재된 다이의 제조 방법에 있어서, 상기 립부 이외의 다이 유로를 형성하는 다이 본체 내벽면에 경질 크롬 도금층 또는 무전해 니켈 도금층을 형성하는 것을 특징으로 한다.According to a ninth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a die according to the fifth aspect, a hard chrome plating layer or electroless nickel plating layer is formed on the inner wall surface of the die body forming the die flow path other than the lip portion.
청구항 10에 따른 발명은 청구항 9에 기재된 다이의 제조 방법에 있어서, 립부가 되는 HIP층 이외의 다이 소재의 내면측 표면에 경질 크롬 도금 처리 또는 무전해 니켈 도금 처리를 행하기 위해서 소요 커트량의 언더커트 처리를 행하고, 이 언더커트부에 경질 크롬 도금층 또는 무전해 니켈 도금층이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to a tenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a die according to the ninth aspect, in order to perform a hard chromium plating treatment or an electroless nickel plating treatment on the inner surface side of the die material other than the HIP layer as the lip portion, And a hard chromium plating layer or an electroless nickel plating layer is formed on the undercut portion.
청구항 11에 따른 발명은 청구항 5에 기재된 다이의 제조 방법에 있어서, 상기 언더커트부는 HIP층의 일부를 포함하고, 언더커트 처리를 행한 다이 소재의 내면측 전역과 HIP층의 일부에 걸쳐 경질 크롬 도금층 또는 무전해 니켈 도금층이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention according to
청구항 12에 따른 발명은 청구항 11에 기재된 다이의 제조 방법에 있어서, 다이 소재의 내면측 전역과 립부를 형성하는 HIP층의 일부에 걸쳐 경질 크롬 도금층 또는 무전해 니켈 도금층을 형성한 후에, 다이 소재 내면측의 경질 크롬 도금층 또는 무전해 니켈 도금층과, 립부를 형성하는 HIP층을 한면으로 절삭가공하도록 한 것을 특징으로 한다.According to a twelfth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a die according to the eleventh aspect, after forming a hard chromium plating layer or an electroless nickel plating layer over the entire inner surface side of the die material and a part of the HIP layer forming the lip, A hard chromium plating layer or an electroless nickel plating layer on the side of the substrate and an HIP layer forming the lip are cut on one side.
상기 해결 수단에 의한 발명의 효과를 후술하는 실시형태의 참조 부호를 붙여서 설명하면, 청구항 1에 따른 발명의 다이에 의하면, 적어도 립부(8)가 내식성 및 내마모성이 양호한 합금분말을 HIP 처리에 의해 다이 본체의 모재와 직접 확산 접합시킨 HIP층에 의해 형성되어 있으므로, 합금분말의 HIP 처리에 의해 립부의 조직이 치밀화되고, 초경합금제 소결체와 같이 내부에 기공이 잔류하는 일이 없어져, 연삭이나 래핑시에 핀홀을 발생시키는 일이 없고, 접합부의 강도 저하나 접합 결함의 발생도 없으며, 립부의 표면조도가 대폭 개선되어, 도공액의 유동성이 매우 양호해짐과 아울러, 에지부를 고정밀도의 샤프 에지로 마무리하는 것이 가능하며, 고정밀도의 도포가 요구되는 액정 디스플레이 패널의 제조 공정 등에 사용 가능하게 된다.According to the die of the invention according to
청구항 2에 따른 발명에 따른 다이에 의하면, HIP 처리되는 합금분말이 니켈계 합금 또는 코발트계 합금으로 이루어지는 경우는 내식성이 한층 더 양호하게 된다.According to the die according to
청구항 3에 따른 발명에 따른 다이에 의하면, 다이 본체의 모재가 오스테나이트/페라이트의 2상계 스테인레스로 이루어지는 경우는 HIP 처리에 의해 다이 본체의 모재에 확산 접합하는 합금분말의 열팽창율과 가깝기 때문에, 열팽창차에 기인하는 굽힘 변형이 적어진다.According to the die according to the invention of
청구항 4에 따른 발명에 따른 다이에 의하면, 다이 유로를 모두 HIP층에 의해 형성하고자 하는 경우는, 다이의 제조 비용이 매우 급등하게 되는데, 립부 이외의 다이 유로를 형성하는 다이 본체의 내벽면에는 HIP 처리보다 훨씬 싼 경질 크롬 도금층 또는 무전해 니켈 도금층이 피복되므로, 도공액 또는 용융수지와의 마찰을 저감할 수 있으면서, 다이의 제조 비용의 경감화가 도모된다.According to the die according to the fourth aspect of the present invention, when all of the die channels are to be formed by the HIP layer, the manufacturing cost of the die becomes extremely high. In the die body other than the die, Since the hard chromium plating layer or the electroless nickel plating layer, which is much cheaper than the treatment, is coated, the friction with the coating liquid or the molten resin can be reduced, and the production cost of the die can be reduced.
청구항 5 내지 청구항 7에 따른 발명의 다이의 제조 방법에 의하면, 적어도 립부를 HIP 처리에 의해 내식성 및 내마모성이 양호한 합금분말을 다이 본체의 모재에 직접 확산 접합시킨 HIP층에 의해 형성하도록 했으므로, 합금분말의 HIP 처리에 의해 립부의 조직의 치밀화되고, 초경합금제 소결체와 같이 내부에 기공이 잔류하는 일이 없어져, 연삭이나 래핑시에 핀홀을 발생시키는 일이 없고, 접합부의 강도 저하나 접합 결함의 발생도 없으며, 립부의 표면조도가 대폭 개선되어, 도공액이나 용융수지의 유동성이 매우 양호해짐과 아울러, 에지부를 고정밀도의 샤프 에지로 마무리하는 것이 가능하며, 고정밀도의 도포가 요구되는 액정 디스플레이 패널의 제조 공정 등에 사용이 가능하게 된다.According to the method for manufacturing a die according to the fifth to seventh aspects of the present invention, at least the lip portion is formed by the HIP layer in which the alloy powder having excellent corrosion resistance and wear resistance is subjected to diffusion bonding directly to the base material of the die body by HIP treatment, , The pores do not remain inside as in the case of the cemented carbide sintered body and pinholes are not generated during grinding or lapping and the strength of the joint portion is reduced or the occurrence of jointing defects The surface roughness of the lip portion is remarkably improved and the fluidity of the coating liquid and the molten resin becomes very good and the edge portion can be finished with high precision sharp edges and the liquid crystal display panel And can be used in a manufacturing process or the like.
청구항 8에 따른 발명의 다이의 제조 방법에 의하면, 삼차원적으로 만곡하거나 굴곡하는 것 같은 형상의 HIP층을 형성함으로써, 삼차원적으로 만곡하거나 굴곡하는 것 같은 형상의 매니폴드 부분으로부터 립부에 이르는 다이 본체 내부의 복잡한 형상의 접액부 전체를 HIP층에 의해 형성한 다이를 제조할 수 있다.According to the method of manufacturing a die of the invention according to
청구항 9에 따른 발명의 다이의 제조 방법에 의하면, 다이 유로를 모두 HIP층에 의해 형성하고자 하는 경우는, 다이의 제조 비용이 매우 급등하게 되는데, 립부 이외의 다이 유로를 형성하는 다이 본체의 내벽면에는 HIP 처리보다 훨씬 싼 경질 크롬 도금층 또는 무전해 니켈 도금층이 피복되므로, 도공액 또는 용융수지와의 마찰을 저감할 수 있으면서, 다이의 제조 비용의 경감화가 도모된다.According to the method of manufacturing a die according to the invention of
청구항 10에 따른 발명의 다이의 제조 방법에 의하면, 립부가 되는 HIP층 이외의 다이 소재의 내면측 표면에 경질 크롬 도금 처리 또는 무전해 니켈 도금 처리를 행하기 위해서 소요 커트량의 언더커트 처리를 행하고, 이 언더커트부에 경질 크롬 도금층 또는 무전해 니켈 도금층이 형성되어 이루어지므로, 소요 두께의 경질 크롬 도금층 또는 무전해 니켈 도금층을 용이하게 형성할 수 있다.According to the method of manufacturing a die of the invention according to
청구항 11 및 청구항 12에 따른 발명의 다이의 제조 방법에 의하면, 상기 언더커트부는 HIP층의 일부를 포함하고, 언더커트 처리를 행한 다이 소재의 내면측 전역과 HIP층의 일부에 걸쳐 경질 크롬 도금층 또는 무전해 니켈 도금층이 형성되고, 다이 소재 내면측의 경질 크롬 도금층 또는 무전해 니켈 도금층과, 립부를 형성하는 HIP층이 한면으로 절삭가공되도록 되어 있으므로, 다이 소재 내면측의 경질 크롬 도금층 또는 무전해 니켈 도금층과, 립부를 형성하는 HIP층이 평활 마무리되어, 양자간에 간극이나 박리 현상을 일으키지 않고 장기간에 걸쳐 안정적으로 사용할 수 있다.According to the manufacturing method of the die according to
도 1(a)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 도공 다이를 나타내는 측면도, (b)는 정면도, (c)는 (a)의 A-A선 단면도, (d)는 (a)의 B-B선 단면도이다.
도 2(a)는 도 1의 (b)의 C-C선 단면도, (b)는 도 1의 (a)의 D-D선 단면도이다.
도 3(a)는 다른 실시형태에 의한 도공 다이를 나타내는 도 2의 (a)와 마찬가지의 단면도이며, (b)는 또 다른 실시형태에 의한 도공 다이를 나타내는 단면도이다.
도 4(a-1)는 상부 다이 소재의 단면도, (b-1)은 하부 다이 소재의 단면도이며, (b-1)은 상부 다이 소재를 맞댐면측에서 본 정면도, (b-2)는 하부 다이 소재를 맞댐면측에서 본 정면도이며, (c-1)은 상부 다이 소재에 중자를 내장한 상태의 단면도, (c-2)는 상부 다이 소재에 중자를 내장한 상태의 단면도이며, (d)는 상하부 다이 소재를 중첩하여 제작한 캡슐의 단면도이다.
도 5(a)는 캡슐의 오목부에 합금분말을 충전한 상태의 단면도, (b)는 캡슐을 HIP 장치의 처리실에 넣어 HIP 처리하는 상태를 나타내는 설명도, (c)는 캡슐의 양쪽 다이 소재를 분리한 상태의 설명도이다.
도 6(a-1)은 HIP 처리한 상부 다이 소재의 불필요 부분을 절단 제거하는 절단선을 나타내는 단면도, (a-2)는 HIP 처리한 하부 다이 소재의 불필요 부분을 절단 제거하는 절단선을 나타내는 단면도, (b-1)은 HIP 처리한 상부 다이 소재의 불필요 부분을 절단 제거하는 절단선을 나타내는 정면도, (b-2)는 HIP 처리한 하부 다이 소재의 불필요 부분을 절단 제거하는 절단선을 나타내는 정면도이며, (c-1)은 불필요 부분을 제거한 형성된 상부 다이의 단면도, (c-2)는 불필요 부분을 제거한 형성된 하부 다이의 단면도, (d)는 상하 양쪽 다이로 이루어지는 도공 다이의 단면도이다.
도 7(a-1)은 한 쌍의 다이 소재 중 매니폴드가 형성되는 일방의 다이 소재를 맞댐면측에서 본 정면도, (a-2)는 (a-1)의 E-E선 단면도, (b-1)은 타방의 다이 소재의 정면도, (b-2)는 (b-1)의 F-F선 단면도, (c)는 양쪽 다이 소재를 대향시킨 상태의 단면도, (d)는 양쪽 다이 소재로 이루어지는 캡슐의 단면도, (e)는 HIP 처리 후에 캡슐을 해체하고, 기계가공하여 형성한 한 쌍의 다이 부재로 이루어지는 다이 본체의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 T다이를 나타내는 것으로, (a)는 한 쌍의 다이로 이루어지는 다이 본체의 일방의 다이를 맞댐면측에서 본 정면도, (b)는 (a)의 A-A선 단면도, (c)는 한 쌍의 다이를 맞대어 다이 본체를 형성하여 이루어지는 T다이의 단면도이다.
도 9(a)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 도공 다이를 나타내는 단면도, (b)는 (a)의 B-B선 단면도, (c)는 (a)의 C-C선 단면도이다.
도 10(a)~(d)는 HIP 처리를 설명하는 설명도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시형태의 도공 다이의 제조 방법을 나타내는 것으로, (a-1)은 내벽면 선단부에 HIP층에 의해 형성된 립부를 가지는 편측의 다이 소재를 맞댐면측에서 본 정면도, (a-2)는 동일 다이 소재의 단면도이며, (b-1)은 언더커트된 다이 소재의 정면도, (a-2)는 단면도이며, (c-1)은 다이 소재의 내벽면의 거의 전역에 경질 크롬 도금층을 피복한 상태의 정면도, (c-2)는 그 단면도이다.
도 12(a)는 HIP층과 경질 크롬 도금층을 한면으로 하기 위해서 연삭가공하는 연삭가공 라인을 나타내는 다이 소재의 단면 설명도이며, (b-1)은 연삭가공 후의 다이 부재의 정면도, (b-2)는 그 단면도이며, (c)는 한 쌍의 다이 부재를 서로 맞대어 형성한 다이 본체(4)로 이루어지는 도공 다이의 단면도이다.(A) is a side view showing a coating die according to an embodiment of the present invention, (b) is a front view, (c) is a sectional view taken along the line AA in to be.
Fig. 2 (a) is a sectional view taken along the line CC of Fig. 1 (b), and Fig. 2 (b) is a sectional view taken along line DD of Fig.
Fig. 3 (a) is a sectional view similar to Fig. 2 (a) showing a coating die according to another embodiment, and Fig. 3 (b) is a sectional view showing a coating die according to still another embodiment.
(B-1) is a front view of the upper die material viewed from the mating surface side, (b-2) is a front view of the upper die material, (C-1) is a cross-sectional view in which a core is embedded in an upper die material, (c-2) is a cross-sectional view in which a core material is embedded in an upper die material, ) Is a cross-sectional view of a capsule made by superimposing upper and lower die materials.
Fig. 5 (a) is a cross-sectional view of a state in which an alloy powder is filled in a concave portion of a capsule, Fig. 5 (b) is an explanatory view showing a state in which a capsule is put in a treatment chamber of a HIP apparatus and HIP- Fig.
Fig. 6 (a-1) is a cross-sectional view showing a cutting line for cutting off unnecessary portions of the upper die material subjected to the HIP process, and Fig. 6 (B-1) is a front view showing a cutting line for cutting off unnecessary portions of the HIP-processed upper die material, and (b-2) shows a cutting line for cutting off unnecessary portions of the HIP- (C-1) is a cross-sectional view of the formed upper die from which unnecessary portions are removed, (c-2) is a cross-sectional view of the lower die formed by removing unnecessary portions, and .
Fig. 7 (a-1) is a front view of one die material in which a manifold is formed from a pair of die materials as viewed from the mating surface side, Fig. 7 (B) is a cross-sectional view taken along the line FF of (b-1), (c) is a cross-sectional view in which both die materials are opposed to each other, (E) is a cross-sectional view of a die body made of a pair of die members formed by dismantling a capsule after HIP treatment and machining.
8A is a front view of one die of a die body made of a pair of dies from the abutted surface side, FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 8A, (C) is a cross-sectional view of a T-die in which a die body is formed by abutting a pair of dies.
Fig. 9 (a) is a cross-sectional view showing a coating die according to an embodiment of the present invention, Fig. 9 (b) is a sectional view taken along line BB of Fig. 9 (a), and Fig.
Figs. 10 (a) to 10 (d) are explanatory views for explaining the HIP process.
Fig. 11 shows a method of manufacturing a coating die according to an embodiment of the present invention, wherein (a-1) is a front view of a die material on one side having a lip portion formed by the HIP layer at the inner wall surface end, (a-2) is a sectional view of the same die material, (b-1) is a front view of an undercut die material, (C-2) is a cross-sectional view thereof. Fig.
Fig. 12 (a) is a cross-sectional explanatory view of a die material showing a grinding processing line for grinding a HIP layer and a hard chromium plated layer to one side, (b-1) 2 is a cross-sectional view thereof, and FIG. 3 (c) is a cross-sectional view of a coating die comprising a
이하에 본 발명의 적합한 일 실시형태를 도면에 기초하여 설명하면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 도공 다이(1)는 상부 다이(2)와 하부 다이(3)로 이루어지는 다이 본체(4)를 가지고, 상하부 다이(2, 3) 사이에는 다이 유로(5)가 설치되어 있다. 하부 다이(3)에는 도 1의 (a), (d)에 나타내는 바와 같이 외부로부터 도공액이 공급관(K)에 의해 화살표 a와 같이 공급되는 도공액 공급로(6)와, 이 공급로(6)로부터의 도공액을 일단 모은 후, 다이 폭방향으로 펼치는 매니폴드(7)가 설치되어 있다. 이들 공급로(6) 및 매니폴드(7)는 다이 유로(5)의 일부를 형성하는 것으로, 다이 유로(5)의 선단측에는 립부(8, 8)이 설치된다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will now be described with reference to the drawings. As shown in Fig. 1, a coating die 1 has a
또, 상부 다이(2)와 하부 다이(3)의 맞댐면(2o, 3o)에는 매니폴드(7)의 후측에 대향하는 위치 및 폭방향 양단부에 기부(9a)와 양측부(9b, 9b)로 평면에서 보아 대략 ㄷ자상으로 형성한 두께(t)의 라이너(9)를 부착하고, 이 ㄷ자상 라이너(9)에 의해 막힌 부분을 제외하고, 하부 다이(3)의 상면(3o)과 상부 다이(2)의 하면(2o) 사이에는 두께(t), 폭(W1)의 립 유로부(10)(도 1의 (a)~(c) 참조)를 형성하고, 이 립 유로부(10)의 선단에 위치하는 립부(8)의 립 입구(11)로부터 도공액을 토출하도록 되어 있다.A
이 도공 다이(1)의 특징은 다이 본체(4)의 적어도 립부(8)가 내식성 및 내마모성이 양호한 합금분말을 HIP(열간등방압가압) 처리에 의해 다이 본체(4)의 모재에 직접 확산 접합한 HIP층(20)에 의해 형성되어 있는 점이며, 이 HIP층(20)을 각 도면에는 오돌토돌한 모양으로 나타내고 있다. 도 1 및 도 2에 나타내는 실시형태의 도공 다이(1)에 있어서는, 다이 본체(4) 내에 형성되는 다이 유로(5) 중 립 유로부(10)를 형성하고 있는 상하부 다이(2, 3)의 내면측이 HIP층(20)에 의해 형성되어 있다. 도 3의 (a)에 나타내는 도공 다이(1)에서는 다이 본체(4)를 구성하는 상하부 다이(2, 3)의 맞댐면(2o, 3o) 전역에 HIP층(20)이 형성되어 있고, 또 동 도면의 (b)에 나타내는 도공 다이(1)에서는 다이 유로(5)의 선단측에 형성되는 립부(8)만이 HIP층(20)에 의해 형성되어 있다.This
상기 도공 다이(1)를 제조하는 방법에 대해, 도 4~도 6을 참조하면서 이하에 설명한다. 또한, 여기서는, 도 3의 (a)에 나타내는 도공 다이(1), 즉 상하부 다이(2, 3)의 맞댐면(2o, 3o) 전역에 걸치도록 HIP층(20)이 형성되는 경우의 도공 다이(1)의 제조 방법에 대해서 설명한다.A method of manufacturing the coating die 1 will be described below with reference to Figs. 4 to 6. Fig. 3 (a), that is, in the case where the
도 4의 (a-1)은 상부 다이 소재(12)의 단면도, (a-2)는 하부 다이 소재(13)의 단면도로서, (b-1)은 상부 다이 소재(12)를 하부 다이 소재(13)와의 맞댐면측에서 본 정면도, (b-2)는 하부 다이 소재(13)를 상부 다이 소재(12)와의 맞댐면측에서 본 정면도이다. 상부 다이 소재(12) 및 하부 다이 소재(13)는 HIP층(20)의 합금분말에 사용되는 니켈계 합금분말 또는 코발트계 합금분말과 열팽창율이 가까운 SUS329J1~4(오스테나이트/페라이트의 2상계 스테인레스)가 바람직하다. 각 다이 소재(12, 13)의 서로의 맞댐면측에는 정면에서 보아 직사각형 형상의 합금분말용 오목부(14)를 형성함과 아울러, 오목부(14)의 주변부에 중자형 끼워맞춤 단차부(15)를 형성하고, 또 도 4에 관하여 오목부(14)의 상부에는 합금분말 공급구(16)를 형성한다.(A-1) is a cross-sectional view of the
우선, 도 4의 (c-1), (c-2)에 나타내는 바와 같이 상하부 다이 소재(12, 13)의 각각 중자형 끼워맞춤 단차부(15)에 이형 처리된 판상의 중자형(17)을 끼워맞춰 고정하고, 이들 상하부 다이 소재(12, 13)를 서로 중첩하여, 양쪽 다이 소재(12, 13)의 외주에 나타난 분할선부를 용접함으로써, 동 도면의 (d)에 나타내는 바와 같은 캡슐(18)을 형성한다. 이 캡슐(18)에는 공급구(16)로부터 각 다이 소재(12, 13) 내의 오목부(14)에 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이 내식성 및 내마모성이 양호한 합금분말(19)을 충전하고, 공급구(16)측을 막음판(17A)에 의해 막고 탈기 밀봉한다.First, as shown in Fig. 4 (c-1) and Fig. 4 (c-2), the plate-shaped
상기 내식성 및 내마모성이 양호한 합금분말(19)로서는 니켈계 합금분말 또는 코발트계 합금분말을 사용한다. 니켈계 합금분말로서 바람직한 것의 구성 원소비율은 니켈 69.75중량%, 크롬 16.5중량%, 붕소 3.3중량%, 규소 4.0중량%, 탄소 0.65중량%, 철 3.5중량%, 몰리브덴 3.0중량% 및 구리 2.3중량%로 이루어지는 것이다. 다른 바람직한 니켈계 합금분말은 니켈 58.2중량%, 크롬 18.0중량%, 붕소 3.3중량%, 규소 3.7중량%, 탄소 0.8중량%, 철 1.5중량%, 몰리브덴 2.5중량% 및 텅스텐 12.0중량%로 이루어지는 것이다. 또 다른 바람직한 니켈계 합금분말은 니켈 50.05중량%, 크롬 19.0중량%, 붕소 3.0중량%, 규소 3.1중량%, 탄소 0.85중량%, 철 1.5중량%, 몰리브덴 2.5중량% 및 텅스텐 20.0중량%로 이루어지는 것이다. 한편, 코발트계 합금분말로서 바람직한 것은 그 구성 원소 비율이 코발트 45.7중량%, 크롬 19.0중량%, 텅스텐 15.0중량%, 구리 1.3중량%, 니켈 13.0중량%, 붕소 3.0중량% 및 규소 3.0중량%로 이루어지는 것이다.A nickel-based alloy powder or a cobalt-based alloy powder is used as the
그 다음에 이 캡슐(18)을 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이 HIP(열간등방압가압) 장치의 처리실(21)에 수용하고, 예를 들면 1300℃, 1300Kgf/cm2의 고온고압하에서 HIP 처리를 행함으로써, 각 다이 소재(12, 13)의 내면측에 합금분말(19)이 직접 확산 접합된 HIP층(20)을 형성한다. 이 HIP층(20)은 니켈계 합금분말 또는 코발트계 합금분말의 HIP 처리에 의해 경도 HRC55~68의 경질층이다. 이렇게 하여 HIP 처리에 의해 양쪽 다이 소재(12, 13)의 각각 내면측에 HIP층(20)을 형성한 캡슐(18)을 해체하고, 양쪽 다이 소재(12, 13)를 도 5의 (c)에 나타내는 바와 같이 서로 분리하고, 또한 각 다이 소재(12, 13)의 중자형(17)을 분리한다.As shown in the following (b) of Figure 5 a and the
도 6의 (a-1), (a-2)는 상기와 같은 HIP 처리에 의해 각각 HIP층(20)을 형성한 상부 다이 소재(12) 및 하부 다이 소재(13)의 각각 불필요 부분을 절단선(22)을 따라 절단 및 절삭가공에 의해 절단 제거하고자 하는 상태를 나타내는 단면도이며, 동일 상태를 상하부 다이 소재(12, 13)의 각각 맞댐면에서 본 정면도를 (b-1), (b-2)에 나타낸다. (c-1) 및 (c-2)는 각각 불필요 부분을 절단선(22)을 따라 절단 제거함으로써 형성한 상부 다이(2) 및 하부 다이(3)를 나타낸다. 상부 다이(2)에는 다이 유로(5)의 도공액 공급로(6) 및 립 유로부(10)를 드릴가공, 밀링 등에 의해 형성한다.(A-1) and (a-2) in FIG. 6 cut off unnecessary portions of the
이 후, 상부 다이(2) 및 하부 다이(3)의 각각의 맞댐면을 경면연삭가공에 의해 경면가공하고, 립부(8)의 선단 에지인 립 입구(11)는 1μm으로 마무리하고, 그 표면조도(표면거칠기)는 Ry(최대 높이) 0.1μm로 정밀하게 마무리한다. 그리고 또한 래핑을 행하면, 맞댐면의 표면조도는 Ry 0.0알파 단위까지 마무리할 수 있다.Thereafter, the abutting surfaces of the
도 6의 (d)는 상기한 바와 같이 하여 형성된 상부 다이(2)와 하부 다이(3)를 맞댐면끼리 맞대어 다이 본체(4)를 형성함과 아울러, 그 맞댐면 사이에 매니폴드(7)의 후측에 대향하는 위치 및 폭방향 양단부에 평면에서 보아 대략 ㄷ자상의 라이너(9)를 끼운 상태에서, 상하 양쪽 다이(2, 3)를 볼트 등에 의해 일체적으로 체결함으로써 형성된 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같은 도공 다이(1)를 나타낸 것이다.6D shows a state in which the
상기한 바와 같이 제조되는 도공 다이(1)는 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이 매니폴드(7)로부터 립 유로(10) 선단측의 립부(8)에 걸친 다이 본체(4) 내부가 내식성 및 내마모성이 양호한 합금분말(19)의 HIP 처리에 의해 다이 본체(4)의 모재에 직접 확산 접합된 HIP층(20)에 의해 형성되어 있으므로, 양호한 내마모성 및 내식성이 확보됨과 아울러, 합금분말(19)의 HIP 처리에 의한 립부(8)의 조직의 치밀화에 의해 굽힘 강도가 대폭 개선되고, 또 초경합금의 소결품과 같이 내부에 기공이 잔류하지 않기 때문에, 연삭이나 래핑시에 핀홀을 발생시키지 않아, 접합부의 강도 저하나 접합 결함의 발생도 없고, 립부(8)의 표면조도가 대폭 개선되어, 도공액의 유동성이 매우 양호해짐과 아울러, 에지부인 립부(8)의 립 입구(11)를 1μm단위의 고정밀도의 샤프 에지로 마무리하는 것이 가능하며, 고정밀도의 도포가 요구되는 액정 디스플레이 패널의 제조 공정 등에 사용 가능하게 된다.3 (a), the inside of the die
또, 도시는 하지 않지만, HIP 처리에 의해 다이 본체(4)의 도공액 공급로(6)로부터 매니폴드(7), 립 유로부(10) 및 립부(8)에 이르는 다이 유로(5)의 전역에 걸치도록 HIP층(20)을 형성하고, 경도 HRC55~68의 경질층으로 함으로써, 마모성이 강한 도공액을 사용한 경우에도 그 다이 유로(5)의 접액부에 상처, 마모를 발생시키지 않게 되어, 영속적으로 유효하게 사용할 수 있다.Although not shown in the drawing, the HIP process is performed to remove the portion of the
또, 도공액에 따라서는 도 3의 (b)에 나타내는 도공 다이(1)와 같이, 다이 유로(5)의 선단측에 형성되는 립부(8)만이 HIP층(20)에 의해 형성된 것이어도 전혀 문제 없다.Depending on the coating solution, only the
도 4~도 6에 의해 설명한 도공 다이(1)의 제조 방법은 캡슐(18)을 형성하는 한 쌍의 다이 소재(12, 13)의 합금분말용 오목부(14)에 합금분말(19)을 충전하여 HIP 처리를 행함으로써, 다이 소재(12, 13)의 소요부에 직선적 형상, 즉 직육면체 형상의 HIP층(20)을 형성하는 경우의 실시형태이지만, 도 7에는 다이 소재(12, 13)의 소요부에 삼차원적으로 만곡하거나 굴곡하는 것 같은 소요 형상의 HIP층(20)을 형성하는 경우의 실시형태를 나타내고 있다. 이와 같이 삼차원적으로 만곡하거나 굴곡한 형상의 HIP층(20)을 형성함으로써, 삼차원적으로 만곡하거나 굴곡하는 것 같은 형상의 매니폴드(7) 부분으로부터 립부(8)에 이르는 접액부의 전체를 HIP층(20)에 의해 형성할 수 있는 것으로, 이것이 본 발명 방법의 특징이기도 하다.The manufacturing method of the coating die 1 described with reference to Figs. 4 to 6 is the same as the manufacturing method of the coating die 1 except that the
도 7의 (a-1)은 한 쌍의 다이 소재(12, 13) 중 매니폴드가 형성되는 일방의 다이 소재(12)를 타방의 다이 소재(13)와의 맞댐면측에서 본 정면도, (a-2)는 (a-1)의 E-E선 단면도이며, (b-1)은 다이 소재(13)를 다이 소재(12)와의 맞댐면측에서 본 정면도, (b-2)는 (b-1)의 F-F선 단면도이다. 우선 (a-1), (a-2)에 나타내는 바와 같이, 일방의 다이 소재(12)의 맞댐면측에는 상변부가 산형을 이룸과 아울러 그 산형 상변부로부터 하변부에 걸쳐 깊이가 점차 얕아지는 것 같은 삼차원적으로 만곡 및 굴곡된 형상의 합금분말용 오목부(24)를 형성하여 이루어지고, 타방의 다이 소재(13)의 맞댐면측에는 상변부는 산형을 이루지만, 깊이는 일정하게 된 합금분말용 오목부(25)를 형성하고 있다. 또한, 도시는 하지 않지만, 각 다이 소재(12, 13)의 합금분말용 오목부(24, 25)에는 그 중앙 상부에 합금분말 공급구를 형성한다.7 (a-1) is a front view of one of the pair of
그 다음에 도 7의 (c)에 나타내는 바와 같이 상기 한 쌍의 다이 소재(12, 13)의 맞댐면끼리 대향시키고, 그들 사이에 이형 처리된 판상의 중자형(27)을 개재시킨 상태에서, 양쪽 상하부 다이 소재(12, 13)를 서로 중첩하여, 양쪽 다이 소재(12, 13)의 외주에 나타낸 분할선부를 용접함으로써, 동 도면의 (d)에 나타내는 바와 같은 캡슐(18)을 형성하고, 이 캡슐(18)에는 상기 합금분말 공급구로부터 다이 소재(12, 13) 내의 오목부(24, 25)에 상기 서술한 실시형태와 같은 합금분말(19)을 충전하여 탈기 밀봉 상태로 한다.Then, as shown in Fig. 7 (c), in a state in which the abutment surfaces of the pair of
이 후, 캡슐(18)을 도 5의 (b)에 나타내는 HIP(열간등방압가압) 장치의 처리실(21)에 수용하고, 고온고압하에서 HIP 처리를 행함으로써, 각 다이 소재(12, 13)의 내면측에는 상기 합금분말(19)이 직접 확산 접합된 삼차원적으로 만곡 및 굴곡한 형상의 HIP층(20)을 형성한다. 이렇게 하여 HIP 처리에 의해 양쪽 다이 소재(12, 13)의 각각 내면측에 HIP층(20)을 형성한 캡슐(18)을 해체한 후, 양쪽 다이 소재(12, 13)를 서로 분리하여 중자형(27)을 분리한다. 이렇게 하여 도 7의 (e)에 나타내는 바와 같이, 일방의 다이 소재(12)를 적당히 형상가공하고, 그 HIP층(20)의 내면측을 기계가공함으로써, 매니폴드(7) 및 립 유로부(10)를 형성함과 아울러 매니폴드(7)에 연통하는 도공액 공급로(6)를 형성하고, 립 유로부(10)의 선단측을 립부(8)로 한다. 타방의 다이 소재(13)도 적당히 형상가공하고, HIP층(20) 내면도 필요에 따라서 기계가공한다. 이것에 의해, 도시는 하지 않지만, 삼차원적으로 만곡 및 굴곡한 다이 유로(5)를 형성한 한 쌍의 다이(2, 3)로 이루어지는 다이 본체(4)를 가지는 도공 다이를 제조할 수 있다.Thereafter, the
상기한 바와 같이 삼차원적으로 만곡하거나 굴곡하는 것 같은 형상의 HIP층(20)을 형성함으로써, 삼차원적으로 만곡하거나 굴곡하는 것 같은 형상의 매니폴드(7) 부분으로부터 립부(6)에 이르는 다이 본체(4) 내부의 복잡한 형상의 접액부 전체를 HIP층(20)에 의해 형성한 도공 다이를 제조할 수 있다.By forming the
도 8 이하는 또한 본 발명의 적합한 다른 실시형태를 나타내는 것으로, 각 도면에 기초하여 설명하면, 도 8의 (c)는 본 발명에 따른 다이의 일 실시형태인 T다이(31)를 나타낸 것으로, 이 T다이(31)는 한 쌍의 다이 부재(32, 33)로 이루어지는 다이 본체(34)를 가지고, 양쪽 다이 부재(32, 33) 사이에 다이 유로(35)가 형성되고, 그리고 다이 유로(35)의 선단측에 립부(36, 36)가 설치되고, 다이 유로(35)의 후단측에는 매니폴드(37)가 설치되며, 매니폴드(37)의 중앙부에 용융수지 유입구(38)가 설치되어 있다. 따라서, 이 T다이(31)에서는 유입구(38)로부터 유입된 용융수지는 매니폴드(37)에 일단 모여 다이 폭방향으로 퍼진 상태로 립 유로부(39)에 흘러들고, 선단부의 립부(36, 36) 사이를 통과하여 립 입구(47)로부터 토출됨으로써 막상으로 압출되도록 되어 있다.Fig. 8 (c) shows a T-
이 T다이(31)의 특징은 각 립부(36)가 내식성 및 내마모성이 양호한 합금분말을 HIP(열간등방압가압) 처리에 의해, 모재인 다이 부재(32, 33)와 확산 접합한 HIP층(40)에 의해 형성되고, 립부(36) 이외의 다이 유로(35)를 형성하는 다이 부재(32, 33)의 내벽면에 경질 크롬 도금층(50)이 피복되어 있는 점이며, 이 HIP층(40)을 각 도면에는 오돌토돌한 모양으로 나타내고 있다.The T die 31 is characterized in that each of the
도 9는 본 발명에 따른 다이의 다른 실시형태인 도공 다이(41)를 나타낸 것으로, 이 도공 다이(41)는 상하 한 쌍의 다이 부재(32, 33)로 이루어지는 다이 본체(34)를 가지고, 양쪽 다이 부재(32, 33) 사이에는 다이 유로(35)가 설치되고, 하부 다이 부재(33)에는 외부로부터 도공액이 공급되는 도공액 공급로(44)와, 이 공급로(44)로부터의 도공액을 일단 모은 후, 다이 폭방향으로 펼치는 매니폴드(37)가 설치되어 있다. 이들 도공액 공급로(44) 및 매니폴드(37)는 다이 유로(35)의 일부를 형성하는 것으로, 다이 유로(35)의 선단측에는 립부(36, 36)가 설치된다.9 shows a coating die 41 which is another embodiment of the die according to the present invention. This coating die 41 has a
양쪽 다이 부재(32, 33)의 맞댐면에는 매니폴드(37)의 후측에 대향하는 위치 및 폭방향 양단부에 기부(45a)와 양측부(45b, 45b)로 평면에서 보아 대략 ㄷ자상으로 형성한 두께(t)의 라이너(45)를 부착하고, 이 ㄷ자상 라이너(45)에 의해 막힌 부분을 제외하고, 하부 다이 부재(33)의 상면(33o)과 상부 다이 부재(32)의 하면(32o) 사이에는 두께가 t, 폭이 W1의 립 유로부(39)(도 9의 (a)~(c) 참조)를 형성하고, 이 립 유로부(39)의 선단에 위치하는 립부(36)의 립 입구(47)로부터 도공액을 토출하도록 되어 있다.The abutting surfaces of the
이 도공 다이(41)도 각 립부(6)가 내식성 및 내마모성이 양호한 합금분말을 HIP(열간등방압가압) 처리에 의해 모재인 다이 부재(32, 33)와 확산 접합한 HIP층(40)에 의해 형성되고, 립부(36) 이외의 다이 유로(35)를 형성하는 다이 본체(34) 내벽면에 경질 크롬 도금층(50)이 피복되어 있는 점을 특징으로 한다. 이 HIP층(40)을 도 9의 (a)~(c)에는 점 모양으로 나타내고 있다.This coating die 41 is also used for the
다음에 상기 서술한 T다이(1) 및 도공 다이 중 도공 다이(41)(도 9의 (a))의 제조 방법에 대해서 도 10~도 11을 참조하면서 설명한다.Next, a method of manufacturing the T die 1 described above and the coating die 41 (FIG. 9 (a)) in the coating die will be described with reference to FIGS. 10 to 11. FIG.
도 10의 (a)~(d)는 HIP 처리를 설명하는 설명도이며, 도 11의 (a-1)은 내벽면 선단부에 합금분말을 HIP 처리하여 형성된 HIP층(40)을 가지는 편측의 다이 소재(42)를 맞댐면측에서 본 정면도, (a-2)는 다이 소재(42)의 단면도이며, (b-1)은 언더커트된 다이 소재(42)의 정면도, (a-2)는 단면도이며, (c-1)은 다이 소재(42)의 내벽면의 대략 전역에 경질 크롬 도금층(50)을 피복한 상태의 정면도, (c-2)는 그 단면도이다.10A to 10D are explanatory diagrams for explaining the HIP process. Fig. 11A-1 is a view showing a die having a
다이 소재(42, 43)는 HIP층(40)의 합금분말에 사용되는 니켈계 합금분말 또는 코발트계 합금분말과 열팽창율이 가까운 SUS329J1~4(오스테나이트/페라이트의 2상계 스테인레스)가 바람직하다.The
또, 재료적으로 보다 저렴한 다이를 제조하기 위해서는, 모재인 다이 소재(42, 43)의 재료로서 SCM440계의 재료를 사용함으로써 더욱 비용의 저감화가 도모된다. 또 모재 재료로서 SCM435나 440계의 구조용 합금강을 사용함으로써 경질 크롬 도금 처리를 유효하게 살릴 수 있다.In addition, in order to manufacture a less expensive die, it is possible to further reduce the cost by using the SCM440 material as the material of the
도 11의 (a-1), (a-2)에 나타내는 바와 같이 다이 소재(42, 43)의 내벽면 선단부에 합금분말의 HIP 처리에 의해 HIP층(40)을 형성하는 방법에 대해서, 도 10의 (a)~(d)를 참조하여 설명하면, 우선 도 10의 (a)에 나타내는 바와 같이, 양쪽 다이 소재(42, 43)의 서로의 맞댐면측의 각각 선단 부위에 형성한 합금분말용 오목부(61, 61)에 각각 내열성 이형재가 도포된 중자형(62, 62)을 수납한 상태에서 양쪽 다이 소재(42, 43)를 맞대고, 이 맞댄 양쪽 다이 소재(42, 43)를 용접에 의해 임시 고정하여 캡슐(63)을 형성하고, 이 캡슐(63)의 분말 공급구(64)로부터 각 다이 소재(42, 43)의 합금분말용 오목부(61, 61)에 내식성 및 내마모성이 양호한 합금분말(65)을 충전하고, 분말 공급구(64)를 막음판(66)으로 막아 탈기 밀봉하고, 도 10의 (a)에 나타내는 상태로 한다.As to the method of forming the
내식성 및 내마모성이 양호한 합금분말로서는 니켈계 합금분말 또는 코발트계 합금분말이 사용된다. 니켈계 합금분말로서 바람직한 것은 그 구성 원소 비율이 니켈 69.75중량%, 크롬 16.5중량%, 붕소 3.3중량%, 규소 4.0중량%, 탄소 0.65중량%, 철 3.5중량%, 몰리브덴 3.0중량% 및 구리 2.3중량%로 이루어지는 것이다. 다른 바람직한 니켈계 합금분말은 니켈 58.2중량%, 크롬 18.0중량%, 붕소 3.3중량%, 규소 3.7중량%, 탄소 0.8중량%, 철 1.5중량%, 몰리브덴 2.5중량% 및 텅스텐 12.0중량%로 이루어지는 것이다. 또 다른 바람직한 니켈계 합금분말은 니켈 50.05중량%, 크롬 19.0중량%, 붕소 3.0중량%, 규소 3.1중량%, 탄소 0.85중량%, 철 1.5중량%, 몰리브덴 2.5중량% 및 텅스텐 20.0중량%로 이루어지는 것이다. 한편, 코발트계 합금분말로서 바람직한 것은 그 구성 원소 비율이 코발트 45.7중량%, 크롬 19.0중량%, 텅스텐 15.0중량%, 구리 1.3중량%, 니켈 13.0중량%, 붕소 3.0중량% 및 규소 3.0중량%로 이루어지는 것이다.Nickel-based alloy powder or cobalt-based alloy powder is used as the alloy powder having good corrosion resistance and wear resistance. Preferred as the nickel-based alloy powder is a nickel-based alloy powder in which the constituent element ratio is 69.75 wt% of nickel, 16.5 wt% of chromium, 3.3 wt% of boron, 4.0 wt% of silicon, 0.65 wt% of carbon, 3.5 wt% of iron, 3.0 wt% of molybdenum, %. Another preferred nickel-based alloy powder is composed of 58.2 wt% of nickel, 18.0 wt% of chromium, 3.3 wt% of boron, 3.7 wt% of silicon, 0.8 wt% of carbon, 1.5 wt% of iron, 2.5 wt% of molybdenum and 12.0 wt% of tungsten. Another preferred nickel-based alloy powder is composed of 50.05 wt% of nickel, 19.0 wt% of chromium, 3.0 wt% of boron, 3.1 wt% of silicon, 0.85 wt% of carbon, 1.5 wt% of iron, 2.5 wt% of molybdenum and 20.0 wt% of tungsten . On the other hand, preferred as the cobalt-based alloy powder is a powder composed of 45.7 wt% of cobalt, 19.0 wt% of chromium, 15.0 wt% of tungsten, 1.3 wt% of copper, 13.0 wt% of nickel, 3.0 wt% of boron and 3.0 wt% will be.
그 다음에 캡슐(63)을 도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이 HIP(열간등방압가압) 장치의 처리실(67)에 넣어, 예를 들면 1300℃, 1300Kgf/cm2의 고온고압하에서 HIP 처리를 행함으로써, 도 10의 (c)에 나타내는 바와 같이 다이 소재(42, 43)의 각각 내벽면 선단부에 합금분말이 확산 접합된 HIP층(40)을 형성한다. 이 HIP층은 상기와 같은 구성 원소 비율의 니켈계 합금 또는 코발트계 합금으로 이루어지는 경도 HRC57~72의 경질층이다.As then shown to the capsule (63) in (b) of Figure 10 HIP (hot etc. bangap pressure) into the
상기한 바와 같이 HIP 처리에 의해 양쪽 다이 소재(42, 43)의 각각 내벽면 선단부에 HIP층(10)을 형성한 캡슐(63)을 도 10의 (c)에 나타내는 바와 같이 해체하고, 각 다이 소재(42, 43)의 중자형(62)을 분리한 후, 소요의 형상이 되도록 적당히 절단 및 절삭가공을 시행하여 도 10의 (d)에 나타내는 상태로 한다. 이 다이 소재(42, 43)의 HIP층(40) 부분이 다이 부재(32, 33)의 립부(36)가 된다. 또한, 도 10의 (d)에 나타내는 다이 소재(42, 43)와, 도 11의 (a-1), (a-2)에 나타내는 다이 소재(42, 43)에서는 형성된 HIP층(40)의 위치 관계가 상하 반대로 되어 있다.The
도 11의 (a-1), (a-2)에 나타내는 바와 같이 내면측 선단부에 HIP층(40)을 형성한 다이 소재(42, 43)에는 립부(36)가 되는 HIP층(40) 이외의 다이 소재(42, 43) 내면측에 표면처리인 경질 크롬 도금 처리를 행하기 위한 도 11의 (b-2)에 나타내는 바와 같은 소요 커트량(w)의 언더커트 처리를 절단가공에 의해 행한다. 도 11의 (b-2)에는 언더커트부를 46으로 나타낸다. 또한, 이 언더커트 처리는 도시하는 바와 같이, 다이 소재(42, 43)와 경계를 접하는 HIP층(40)의 부분도 행하고, 따라서 언더커트부(46)는 HIP층(40)의 일부도 포함하는 것으로 한다. 언더커트 처리에 있어서의 언더커트량(w)은 이 후에 행하는 경질 크롬 도금의 도금층(50)의 두께를 고려하여 적당히 설정할 수 있다.As shown in Figs. 11 (a-1) and 11 (a-2), the
상기한 바와 같이 언더커트 처리를 한 다이 소재(42, 43)의 내면측 전역과 HIP층(40)의 일부에 걸쳐 경질 크롬 도금층(50)이 피복되도록 경질 크롬 도금을 행하고, 도 11의 (c-1), (c-2)에 나타내는 상태로 한다. 도금층(50)의 두께는 이 후에 연삭가공을 행하는 점에서, 최종 두께보다 충분히 두꺼운 예를 들면 100μm정도가 된다. 이 경우, 다이 소재(42, 43) 및 HIP층(40)의 도금 불필요 부분에는 적당히 도금 방지 수단을 시행할 수 있다. 또, 다이 소재(42, 43) 및 HIP층(40)의 전체가 경질 크롬 도금층(50)으로 덮이도록 도금하여, 후공정에서 도금 불필요부를 연삭가공 등에 의해 제거하도록 할 수도 있다.Hard chromium plating is performed so that the hard
이렇게 하여 다이 소재(42, 43)의 내면측 전역과 립부(36)를 형성하는 HIP층(40)의 일부에 걸쳐 경질 크롬 도금층(50)을 피복한 후에, 다이 소재(42, 43)의 내면측에 피복된 경질 크롬 도금층(50)과 HIP층(40)이 한면이 되도록 절삭가공을 행한다. 도 12의 (a)의 단면도에는 연삭 최종 라인을 G로 나타내고, 이 라인(G)까지 경질 크롬 도금층(50) 및 HIP층(40)을 절삭함으로써, 도 12의 (b-1), (b-2)에 나타내는 바와 같이 다이 소재(42, 43)의 내면측의 경질 크롬 도금층(50)과, 립부(36)를 형성하는 HIP층(40)을 한면으로 할 수 있다. 그 후, 필요에 따라서 경면연삭가공이나 경면가공을 행한다. 이와 같이 다이 소재(42, 43)의 내면측 전역과 HIP층(40)의 일부를 포함하도록 언더커트하고, 경질 크롬 도금층(50)을 다이 소재(42, 43)의 내면측 전역과 HIP층(40)의 일부에 걸쳐 형성하고, 이 후에 다이 소재(42, 43) 내면측의 경질 크롬 도금층(50)과, 립부(36)를 형성하는 HIP층(40)을 한면이 되도록 절삭함으로써, 다이 소재 내면측의 경질 크롬 도금층 또는 무전해 니켈 도금층(50)과, 립부(36)를 형성하는 HIP층(40)이 평활 마무리되어, 양자 사이에 간극이나 박리 현상을 일으키지 않고 장기간에 걸쳐 안정적으로 사용할 수 있다.After the hard
상기한 바와 같이 다이 소재(42, 43) 내면측의 크롬 도금층(50)과 립부(36)의 HIP층(40)을 한면으로 마무리한 후, 다이 소재(42, 43) 전체를 소요 형상으로 절삭, 연삭 및 경면가공(버프를 포함함)함으로써, 도공 다이용의 상부 다이 부재(32) 및 하부 다이 부재(33)를 형성하고, 또 하부 다이 부재(33)에는 도공액 공급로(44) 및 매니폴드(37)를 형성한다. 그러나, 도 12의 (c)는 상부 다이 부재(32)와 하부 다이 부재(33)를 서로 맞대어 다이 본체(34)를 형성함과 아울러, 다이 본체(34) 내에 다이 유로(35)를 형성하고, 다이 유로(35)의 선단측의 립부(36, 36)를 형성함으로써 제조된 도공 다이(41)를 나타낸 것이다.The
본 발명의 방법에 의해 T다이(31) 및 도공 다이(41)를 제조하기 위해서, 기본적으로는 도 10~도 12에 의해 설명한 도공 다이(41)의 제조 방법의 실시형태와 같이 다이 소재(42, 43)에 대한 HIP 처리 및 경질 크롬 도금 처리를 행한 후에, 다이 소재(42, 43) 전체의 형상가공을 행하여, 최종 형상의 도공 다이(41)를 형성하는데, HIP 처리 및 도금 처리를 행하기 전에 형상가공을 행해도 된다. 그 경우, 다이 소재(42, 43) 상으로의 HIP층(40)의 잔류와 경질 크롬 도금층(50)의 잔류 상태를 계산한 다음 형상가공을 행할 필요가 있다.In order to manufacture the T die 31 and the coating die 41 by the method of the present invention, the die material 42 (Fig. 10) is basically formed as in the embodiment of the manufacturing method of the coating die 41 43 and 43 are subjected to the HIP process and the hard chrome plating process and then the
상기한 바와 같이 경질 크롬 도금 처리 전에 HIP층(40) 부분을 포함한 다이 소재의 형상가공은 T다이를 제조하는 경우는 수지 유동구로부터 유출구의 선단 에지까지의 기계가공이나 연삭가공을 완료한 후에 경질 크롬 도금 처리를 행한다. 이 경우, 경질 크롬 도금층의 잔류량을 고려하여, 도금 처리 전의 기계가공이나 연삭가공을 행한다(도 11의 (b-1), (b-2) 참조). 경질 크롬 도금 처리 후는 도 12의 (b-1), (b-2)에서 설명한 바와 같이, 경질 크롬 도금층(50)과 HIP층(40) 부분을 한면으로 연삭가공하고, 경면연삭가공, 경면 래핑 가공을 행하면 된다. 또, 삼차원적 형상의 매니폴드부나, 용융수지 또는 도공액의 유동부도, 경질 크롬 도금 처리부는 버프가공에 의해 경면가공을 할 수 있다.As described above, the shape of the die material including the
이상 설명한 본 발명에 따른 T다이(31)나 도공 다이(41)에 의하면, 다이 본체(34)의 립부(36)가 HIP 처리에 의해 내식성 및 내마모성이 양호한 합금분말을 다이 본체(34)의 모재와 임의의 두께로 확산 접합한 HIP층(40)에 의해 형성되어 있으므로, 합금분말의 HIP 처리에 의해 립부(8)의 조직이 치밀화되고, 초경합금제 소결체와 같이 내부에 기공이 잔류하는 일이 없어져, 연삭이나 래핑시에 핀홀을 발생시키지 않고, 접합부의 강도 저하나 결합 결함의 발생도 없으며, 립부(36)의 표면조도가 대폭 개선됨과 아울러, 에지부인 립부(36)의 립 입구(47)를 1μm단위의 샤프 에지로 마무리할 수 있다. 덧붙여서, 립부(6)의 표면조도는 립부(36)의 에지부인 립 입구(47)에서 Ry 0.1μm로 마무리하는 것이 가능해지고, 또 래핑 마무리에 있어서 더욱 표면조도를 세세하게 할 수 있다.According to the T die 31 and the coating die 41 according to the present invention described above, the
또, 만일 다이 본체(34)의 다이 유로(35)를 모두 HIP층(40)에 의해 형성한다고 하면, 다이의 제조 비용이 매우 급등하게 되지만, 본 발명에 따른 다이(31, 41)와 같이, 립부(36)만을 HIP층(40)에 의해 형성하고, 립부(36) 이외의 다이 유로(35)를 형성하는 다이 본체(34) 내벽면은 HIP 처리보다 훨씬 저렴한 경질 크롬 도금으로 피복하게 함으로써, 다이의 제조 비용의 경감화를 도모할 수 있다.If all of the
경질 크롬 도금은 마찰 계수가 작고 매우 매끄러우며 다른 물질이 부착되기 어렵고, 방청력을 가진 도금이기 때문에, 용융수지나 도공액의 마찰을 저감하고, 마찰성이 강한 용융수지나 도공액을 사용한 경우에도 다이 유로(35)의 접액부에 상처, 마모를 발생시키지 않아, 영속적으로 사용할 수 있다.Since hard chromium plating has a small coefficient of friction and is very smooth and hardly adheres to other materials and is a plating having a detergency, friction of the molten resin or the coating liquid is reduced, and even when a molten resin or a coating liquid having strong friction is used, It does not cause scratches or abrasion on the fluid-contacting portion of the
또, 립부(36)는 합금분말이 HIP 처리에 의해 다이 본체(34)의 모재와 임의의 두께로 확산 접합한 HIP층(40)에 의해 형성된 것이므로, 초경합금제의 것을 부착하여 구성되는 립부에 비하면, 모재와의 접합 강도가 현격히 커진다. 또 립부(36)를 형성하는 HIP층(40)은 적어도 수밀리미터 내지 수십밀리미터의 두께를 가지는 것이기 때문에, 보수연삭가공에 의해 반복 사용할 수 있고, HIP층(40)이 없어질 때까지 몇번이라도 가공할 수 있다. 경질 크롬 도금층(50)은 저렴하며 복원 가능하다.The
이상의 실시형태에서는, 립부(36) 이외의 다이 유로(35)를 형성하는 다이 본체(34) 내벽면에 경질 크롬 도금층(50)을 피복하도록 하고 있지만, 이 경질 크롬 도금층(50) 대신에 무전해 니켈 도금 처리에 의해 립부(36) 이외의 다이 유로(35)를 형성하는 다이 본체(34) 내벽면에 니켈 도금층을 피복 형성해도 된다. 무전해 니켈 도금 처리는 전기를 사용하지 않고 도금하는 처리로, 도금의 막두께가 균일하게 되기 때문에, 도금액에 침지되어 있으면, 복잡한 형상, 치수정밀도를 가지는 것에 적합하다. 이 무전해 니켈 도금 처리에 의해 형성되는 도금층은 모재와의 밀착성이 좋고, 도금 막두께가 균일하게 되며, 또 경질 크롬 도금층(50)과 동등한 우수한 내마모성을 가지고, 그리고 또 내식성도 우수하다.The hard
1…도공 다이
2…상부 다이
3…하부 다이
4…다이 본체
5…다이 유로
6…도공액 공급로
7…매니폴드
8…립부
9…라이너
10…립 유로부
11…립 입구
12, 13…다이 소재
14…합금분말용 오목부
18…캡슐
19…합금분말
20…HIP층
24, 25…합금분말용 오목부
31…도공 다이
32…상부 다이 부재
33…하부 다이 부재
34…다이 본체
35…다이 유로
36…립부
37…매니폴드
39…립 유로부
40…HIP층
41…도공 다이
42, 43…다이 소재
50…경질 크롬 도금층One… Coated Die
2… Upper die
3 ... Lower die
4… Die body
5 ... Die euro
6 ... Coating liquid supply path
7 ... Manifold
8… Lip portion
9 ... Liner
10 ... Lip flow portion
11 ... Lip entrance
12, 13 ... Die material
14 ... Concave portion for alloy powder
18 ... capsule
19 ... Alloy powder
20 ... HIP layer
24, 25 ... Concave portion for alloy powder
31 ... Coated Die
32 ... The upper die member
33 ... The lower die member
34 ... Die body
35 ... Die euro
36 ... Lip portion
37 ... Manifold
39 ... Lip flow portion
40 ... HIP layer
41 ... Coated Die
42, 43 ... Die material
50 ... Hard chrome plated layer
Claims (12)
립부가 되는 HIP층 이외의 다이 소재의 내면측 표면에 경질 크롬 도금 처리 또는 무전해 니켈 도금 처리를 행하기 위해서 소요 커트량의 언더커트 처리를 행하고, 이 언더커트부에 경질 크롬 도금층 또는 무전해 니켈 도금층이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이의 제조 방법.A method of manufacturing a die provided with a lip portion at a tip end side of a die passage formed in a die body and discharging a coating liquid or a molten resin supplied from the lip portion to the die passage is characterized in that the lip portion is made of an alloy The powder is formed by a HIP layer directly bonded to the base material of the die body,
An undercut treatment of a required amount of cut is performed to perform hard chromium plating or electroless nickel plating on the inner surface of the die material other than the HIP layer to which the lip is to be laminated and a hard chromium plating layer or electroless nickel plating Wherein a plating layer is formed on the surface of the die.
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