KR101997622B1

KR101997622B1 - 금형의 표면처리 방법 및 상기 방법으로 처리된 금형

Info

Publication number: KR101997622B1
Application number: KR1020187001172A
Authority: KR
Inventors: 케이지 마세; 쇼죠 이시바시; 유스케 콘도
Original assignee: 가부시끼가이샤 후지세이사쿠쇼
Priority date: 2015-08-11
Filing date: 2015-08-11
Publication date: 2019-10-01
Also published as: WO2017026056A1; US20180229293A1; US10758968B2; KR20180021073A; CN107848150A; JP6556845B2; CN107848150B; JPWO2017026056A1

Abstract

어떠한 재질의 금형에 대해 적용했을 경우에도 대폭적인 이형성의 향상을 얻을 수 있는 금형의 표면처리 방법을 제공한다. 본 발명은, 금형의 표면에 대해 거의 구상의 분사재를 분사함과 동시에 충돌시켜, 상기 표면에 다음 식에서 규정하는 조건을 만족하는 지름(W) 및 깊이(D)를 갖춘 딤플을 형성한다.
1+3.3e^-H/230 ≤≤ W ≤≤ 3+13.4e^-H/1060 ··· (식 1)
0.01+0.2e^-H/230 ≤≤ D ≤≤ 0.01+1.1e^-H/500··· (식 2)
여기서,
W는, 딤플의 상당지름(μm)
D는, 딤플의 깊이(μm)
H는, 금형의 모재 경도(Hv)

Description

금형의 표면처리 방법 및 상기 방법으로 처리된 금형

본 발명은 금형의 표면처리 방법 및 상기 방법으로 표면처리된 금형에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이형성을 향상시킬 수 있는 금형의 표면처리 방법, 및 상기 방법으로 표면처리된, 이형성이 뛰어난 금형에 관한 것이다.

또한, 본 발명에 있어서 처리 대상으로 하는 금형의 표면은, 금형 중 이형성의 부여가 요구되는 부분의 표면, 즉 성형 재료와 접촉하는 부분의 표면을 말한다.

금속이나 수지의 성형에 사용하는 금형에 있어서, 금형의 표면에 거친 요철이 생기고 있는 경우, 이 요철이 성형품(이하 「워크」라고 한다. )의 표면에 전사(轉寫)되어 버리기 때문에, 성형 후에 워크 표면의 마무리 가공이 필요할 뿐만 아니라, 워크의 표면이 금형 표면의 요철과 서로 맞물리는 것에 의해 이형성이 저하하기 때문에, 성형시의 작업성이 현저하게 저하함과 동시에, 이형시에 강한 힘을 들일 필요가 있기 때문에 워크를 변형, 파손시켜 버릴 우려가 있어 불량율도 증가한다.

그런 이유로, 금형의 표면은 통상, 수작업에 의한 연마에 의해 평활하게 마무리할 수 있어, 이것에 의해 워크의 표면에 대해서도 평활하게 마무리할 수 있을 뿐만 아니라, 이형성의 확보도 도모되고 있다.

그러나, 복잡한 형상의 금형이 증가함과 동시에, 금형의 단납기화가 요구되는 오늘에 있어, 많은 노력과 시간이 소비되는 수작업에 의한 금형 표면의 연마는, 상기 요구에 응하기 위한 장해가 되고 있음과 동시에, 금형 제작비를 높이는 원인이 되고 있다.

또한, 금형 표면을 평활한 면으로 연마해도, 성형하는 워크의 형상이나 재질 등에 따라서는 반드시 필요한 이형성을 얻을 수 없는 경우도 있다.

그런 이유로, 워크의 이형성을 향상시키기 위해서, 각종의 방법이 제안되고 있으며, 일례로서 금형의 캐비티(cavity)에 설치하는 꺼내기 구배의 각도를 크게 해, 또, 금형 표면에 미끄러짐을 좋게 하기 위한 표면처리, 예를 들면 불소 코팅이나 DLC(Diamond Like Carbon) 피막의 형성을 실시하는 것도 제안되고 있다.

또, 금형 표면을 평활면으로 하는 것과는 반대로 소정 형상의 요철을 형성하는 것도 제안되고 있으며, 일례로서, 양호한 박리성을 유지하면서 유동성을 향상시키는 것을 목적으로 해, 주조용 금형의 캐비티면에 대해 주조용 금형의 경도 이상의 경도를 가지는 100~1000μm의 구상(球狀)의 분사립체(噴射粒體)를 분사해, 금형의 캐비티면에 반구상의 딤플(dimple)을 형성하는 「주조용 금형의 캐비티면의 가공방법」도 제안되고 있다(특허 문헌 1의 청구항 1 및 청구항 2).

일본 특허 제 4655169호 공보

여기서, 금형 표면을 평활하게 가공하는 이유로는, 금형의 표면에 생기는 요철이 워크의 표면에 전사되어 불필요한 요철이 형성되는 것을 방지한다고 하는 이유뿐만 아니라, 금형 표면의 요철과, 이 요철 형상이 전사된 워크 표면의 요철이 서로 맞물리는 것으로, 워크를 금형에서 빼낼 수 없게 되는(예를 들면 금형의 성형면에 대해서 평행하게 워크를 이동할 수가 없게 된다) 것을 방지한다고 하는 이유도 있다.

그런 이유로, 특허 문헌 1에도 종래 기술로서 기재되어 있듯이, 유동성을 향상시키기 위해서 금형의 캐비티면에 모난 요철을 형성한 구성으로는, 유동성의 향상을 얻을 수 있지만, 이형성이 저하한다라는 설명이 되고 있다.

이것에 대해, 금형의 캐비티면에 반구상의 딤플을 형성한 특허 문헌 1에 기재의 구성에서는, 모난 요철이 존재하지 않는 것, 및, 딤플 내에 이형제가 모이는 것으로부터, 유동성의 향상을 얻으면서도, 양호한 이형성을 얻을 수 있는 것이라고 설명되어 있다(상술의 특허 문헌 1［0004］~［0007］란).

그러나, 본 발명의 발명자들에 의한 실험의 결과, 단지 금형의 표면에 딤플을 형성했다고 하는 것만으로는, 이형성과 관련해 얻을 수 있는 효과는 한정적인 것이 확인되고 있어, 앞에서 게재한 특허 문헌 1 기재의 방법으로 표면처리를 실시한 금형에서는, 모난 요철이 캐비티면에 형성된 금형과의 비교할 때 이형성이 향상하고 있었다고 해도, 평활하게 마무리된 일반적인 금형과 비교했을 경우에 있어서까지, 대폭적인 이형성의 향상을 얻을 수 없다.

또한, 앞에서 게재한 특허 문헌 1에 기재되어 있듯이, 금형의 모재보다도 높은 경도를 가지는 100~1000μm의 분사립체를 분사해 딤플의 형성을 실시하면, 분사립체가 충돌한 금형의 표면에는, 딤플이 형성될 뿐만 아니라, 도 1에 나타나듯이, 딤플의 형성에 수반하는 소성 유동에 의해 압출된 금형의 모재가 딤플의 주연부분에 솟아오른 형상의 돌기를 형성하는 것이 확인되고 있다.

이와 같이 해 형성된 돌기는, 성형시, 성형된 워크의 표면 내부로 파고든 상태로 존재하게 되기 때문에, 이러한 돌기의 형성에 의해 워크를 빼낼 때의 저항이 증대하는 점도 이형성의 향상을 얻을 수 없는 원인의 하나라고 생각된다.

또한, 이러한 돌기가 형성되면, 이형시, 금형의 표면과 접접(摺接)하는 워크의 표면에 상술의 돌기에 의해 미소한 긁힌 상처가 나 버릴 우려가 있어, 워크 표면의 광택을 잃게 되고, 혹은 투명한 성형재를 사용하는 경우에는 투명성을 잃게 되는 등, 제품의 미관을 악화시키게도 된다.

이러한 문제를 해소하기 위해서는, 분사립체의 분사에 의해 딤플을 형성한 후, 별도 연마 작업을 실시해 상술의 돌기를 제거하는 것이 필요해, 작업 공정수의 증가에 따른 비용 증가가 금형의 제작비를 높이게 된다.

본 발명의 발명자들은, 상기 종래 기술이 가지는 문제를 고려해 주의 깊게 실험을 거듭한 결과, 종래 기술로서 소개한 앞에 게재한 특허 문헌 1 기재의 발명과 같이, 구상의 분사립체의 분사에 의해 금형 표면에 딤플을 형성하는 표면처리를 실시하는 경우에도, 딤플의 지름과 깊이를 소정의 범위 내로 조정해, 종래의 것과 비교해 소경(小徑)의 딤플을 형성함으로써, 바람직하게는, 소경으로, 또는, 얕은 딤플을 형성함으로써, 이형성의 대폭적인 향상을 얻을 수 있는 것을 발견했다.

또한, 상술의 실험 결과는, 이러한 이형성의 대폭적인 향상이 얻어진 딤플의 지름과 깊이는, 금형의 모재 경도의 변화에 수반해 변화한다고 하는, 예상치 못했던 관계의 존재를 나타내고 있어, 그 결과, 딤플의 지름과 깊이를 단지 작게 했다고 하는 것만으로는 이형성의 향상을 얻을 수 없고, 금형의 모재 경도와의 관계에 근거해 적절한 지름과 깊이로 딤플을 형성해야 하는 것이 확인되고 있다.

또한, 상기 실험시, 형성하는 딤플의 지름과 깊이를 변화시키는 과정에서, 구상의 분사립체의 분사와 충돌에 의해 딤플의 형성을 실시하는 경우라도, 금형 모재의 소성 유동에 수반하는 솟아오른 돌기의 생성을 억제하면서, 상술한 소정지름, 및 소정 깊이의 딤플을 형성할 수 있는 것을 발견했다.

본 발명은, 본 발명의 발명자들에 의한 상기 실험의 결과 얻어진 지견(知見)에 근거해 이루어진 것이며, 구상의 분사립체를 분사하는 것에 의해 금형의 표면에 딤플을 형성하는 표면처리 방법에 있어서, 금형의 모재 경도와 형성해야 할 딤플의 지름 및 깊이의 범위를 분명히 함으로써, 어떤 재질의 모재로부터 이루어지는 금형에 대해 적용했을 경우에도 이형성의 향상을 얻을 수 있는 금형의 표면처리 방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 금형 모재의 소성 유동에 의해 생기는 솟아오른 형상의 돌기의 발생을 억제하면서, 분사립체의 분사와 충돌에 의해 금형의 표면에 소정지름, 소정 깊이의 딤플을 형성할 수 있는 금형의 표면처리 방법을 제공하는 것으로, 돌기를 제거하기 위해서 별도 공정을 실시하는 일 없이, 이형성이 향상된 금형을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 금형의 표면처리 방법은,

금형의 표면에 대해 거의 구상의 분사재를 분사함과 동시에 충돌시켜, 상기 표면에 딤플을 형성하는 금형의 표면처리 방법에 있어서,

다음 식,

1+3.3e^-H/230 ≤≤ W ≤≤ 3+13.4e^-H/1060 ··· (식 1)

여기서,

　　　W는, 딤플의 상당지름(μm)

　　　H는, 금형의 모재 경도(Hv)

로 규정하는 조건을 만족하도록 상기 딤플을 형성하는 것을 특징으로 한다 (청구항 1).

여기서, 「상당지름」이란, 금형 표면에 형성된 딤플의 투영 면적을, 원형의 투영 면적으로 환산하여 측정했을 때의 상기 원형의 지름을 말한다.

상기 딤플은, 다음 식,

0.01+0.2e^-H/230 ≤≤ D ≤≤ 0.01+1.1e^-H/500 ··· (식 2)

여기서,

　　　D는, 딤플의 깊이(μm)

　　　H는, 모재 경도(Hv)

로 규정하는 조건을 만족하도록 형성하는 것이 바람직하다 (청구항 2).

상기 구상의 분사립체로서는, 미디언 지름(median diameter)이 1~20μm의 분사립체를 사용함과 동시에, 그 분사립체를 분사 압력 0.01MPa~0.7MPa로 분사해, 딤플의 형성 면적이 상기 성형면의 면적에 대해 50% 이상이 되도록 상기 딤플을 형성하는 것이 바람직하다(청구항 3).

또한, 「미디언 지름」이란, 입자군을 어떤 입자 지름으로부터 2개로 나누었을 때, 큰 쪽의 입자군의 적산(積算) 입자량과 작은 쪽의 입자군의 적산 입자량이 등량이 되는 지름을 말한다.

또한, 상기 분사립체의 분사를, Ra0.3μm 이하의 표면 거칠기로 조정된 금형의 표면에 대해서 실시하는 것이 바람직하다(청구항 4).

또한, 본 발명에서는, 상기 방법 중 어느 하나의 방법으로 표면처리를 한 금형에 대해서도 대상으로 한다(청구항 5).

이상에서 설명한 본 발명의 구성에 의해, 본 발명의 표면처리 방법으로 표면처리를 한 금형에서는, 이하의 현저한 효과를 얻을 수 있었다.

금형의 표면에 형성하는 딤플의 상당지름, 바람직하게는 딤플의 상당지름 및 깊이를, 상술의 수식에 의해 금형의 모재 경도와 관련해 특정되는 소정의 크기의 범위 내로 한 것으로, 금형의 모재의 종류에 관계없이, 종래의 방법으로 금형 표면에 딤플을 형성했을 경우와 비교해 큰 폭으로 이형성을 향상시킬 수가 있었다.

또한, 본 발명의 방법으로 금형의 표면에 형성한 딤플은, 종래 기술로서 소개한 방법으로 형성되는 딤플과 같이, 이형제가 고이거나, 혹은 공기가 고이는 기능을 하는 것에 의한 이형성을 발휘할 뿐만 아니라, 본 발명에 있어서 특정하는 딤플의 지름 및 깊이는, 종래의 표면처리 방법으로 형성하는 딤플과 비교해 작은 것이 되기 때문에, 딤플에 걸리는 면압이 커짐으로써, 이형제의 보관 유지 능력이 향상되어, 보다 높은 이형성을 얻을 수 있었다.

상기 딤플의 형성을, 미디언 지름이 1~20μm의 분사립체를 사용함과 동시에, 그 분사립체를 분사 압력 0.01MPa~0.7MPa로 분사함으로써, 상술한 상당지름 및 깊이의 딤플을 비교적 용이하게 형성할 수 있음과 동시에, 상기 조건으로 딤플을 형성하는 경우, 분사립체의 충돌시에 금형 모재에 큰 소성 유동이 생기지 않고, 별도 연마 가공을 실시하는 일 없이 딤플의 주연부에 돌기가 형성되는 것을 억제할 수 있음과 동시에, 상기 입경을 넘는 비교적 큰 직경의 분사립체를 분사해 표면 가공을 실시했을 경우와 비교해, 표면처리 후의 금형의 표면 경도를 향상시킬 수가 있었다.

이와 같이, 솟아오른 형상의 돌기의 형성이 억제됨으로써, 딤플의 형성 후, 별도, 돌기를 제거하기 위한 작업 공정을 실시하는 일 없이, 상술한 돌기가 없는 금형 표면을 저비용으로 얻을 수 있어, 돌기의 발생에 수반하는 빼내는 저항의 증가를 방지해 보다 더 이형성의 향상을 얻을 수 있었다.

또한, 상술한 돌기의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 워크를 빼낼시에 돌기가 워크의 표면을 손상시키는 것에 의해 성형품의 외관이 손상된다는 등의 문제의 발생도 매우 적합하게 방지할 수가 있었다.

또한, 금형의 표면에 응력 집중이 일어나는 상술의 돌기가 형성되지 않는 것, 그리고, 금형의 표면 경도의 향상을 얻을 수 있기 때문에, 이형성의 향상뿐만 아니라, 내구성이나 내마모성에 대해서도 향상된 금형을 제공할 수가 있으며, 또한, 이러한 내구성이나 내마모성의 향상은, 금형의 표면에 형성된 딤플을 오랜 기간에 걸쳐 이상적인 상태로 유지하는 것이 되기 때문에, 금형에, 오랜 기간에 걸쳐 높은 이형성을 발휘시키는 것도 가능해졌다.

또한, 상술한 표면처리를, Ra0.3μm 이하의 표면 거칠기로 조정된 금형의 표면에 대해 실시함으로써, 금형에 대해 보다 바람직한 표면 상태를 부여할 수가 있었다.

도 1은 딤플의 형성에 수반하여 금형 표면에 생기는 돌기의 설명도이다.
도 2는 딤플의 형성에 수반하여 금형 표면에 생기는 돌기의 설명도이다.
도 3은 딤플의 형성에 수반하여 금형 표면에 생기는 돌기의 설명도이다.
도 4는 시료 1~38의 딤플 깊이와 금형의 모재 경도의 분산도이다.

다음에, 본 발명의 실시 형태에 대해 첨부 도면을 참조하면서 이하 설명한다.

〔처리 대상〕

본 발명의 표면처리 방법은, 이형성이 요구되는 금형 전반을 대상으로 할 수 있어, 이형성을 필요로 하는 금형이면, 그 용도는 한정되지 않는다.

이러한 금형으로서는, 금속제품의 성형 금형 외, 수지 제품, 고무 제품의 성형용 금형 모두를 포함하고, 일례로서 금속제품용의 금형으로서는 다이캐스트 금형(die casting mold), 단조 금형, 프레스 금형 등을 들 수 있으며, 또한, 수지 제품이나 고무 제품의 제조용 금형으로서는 사출 성형용 금형 등을 들 수가 있다.

이러한 금형 가운데, 성형 재료와 접촉하는 부분의 표면을 본 발명의 표면처리 방법에 의한 처리면으로 해, 캐비티(요형(凹型)) 측의 표면, 코어(철형(凸型)) 측의 표면의 어느 것이든 본 발명의 방법에 의한 처리대상으로 할 수 있다.

금형의 재질은 특히 한정되지 않고, 금형의 재질로서 사용 될 수 있는 각종의 재질의 것을 대상으로 하는 것이 가능하고, 철계 금속 외, 알루미늄 합금 등의 비철금속계 금속의 금형을 대상으로 할 수도 있다.

또한, 금형의 표면은, 후술하는 구상의 분사립체의 분사를 실시하기 전에 미리 산술 평균 거칠기(Ra)로 0.3μm 이하의 표면 거칠기로 조정해 두는 것이 바람직하다.

〔딤플의 형성〕

상술한 금형의 표면에 대한 딤플의 형성은, 거의 구상의 분사립체를 분사해 금형의 성형면의 표면에 충돌시킴으로써 실시한다.

이러한 딤플의 형성에 사용하는 분사립체, 분사 장치, 분사 조건을 일례로서 이하에 나타낸다.

(1) 분사립체

본 발명의 방법으로 사용하는 거의 구상의 분사립체에 있어서의 「거의 구상」이란, 엄밀하게 「구」일 필요는 없고, 일반적으로 「숏(shot)」로써 사용되는, 모퉁이가 없는 형상의 입체이면, 예를 들면 타원형이나 표형(俵型)등의 형상의 것이어도 본 발명에서 사용하는 「거의 구상의 분사립체」에 포함된다.

분사립체의 재질로서는, 금속계, 세라믹계의 어느 것도 사용이 가능하고, 일례로서 금속계의 분사립체의 재질로서는, 합금강, 주철, 고속도 공구강 (하이스강철(SKH)), 텅스텐(W), 스텐레스강철(SUS) 등을 들 수가 있으며, 또한, 세라믹계의 분사립체의 재질로서는, 알루미나(Al2O3), 지르코니아(ZrO2), 지르콘(ZrSiO4), 경질 유리, 유리, 탄화 규소(SiC) 등을 들 수가 있다. 이것들의 분사립체는, 처리대상으로 하는 금형의 모재에 대해 동등 이상의 경도를 가지는 재질의 분사립체를 사용하는 것이 바람직하다.

사용하는 분사립체의 입경은, 미디언 지름(D50)으로 1~20μm의 범위의 것이 사용 가능한데, 철계의 것이면 미디언 지름(D50)으로 1~20μm, 바람직하게는 5~20μm, 세라믹스계의 것이면 미디언 지름(D50)으로 1~20μm, 바람직하게는 4~16μm의 범위의 것을 사용하며, 이것들의 입경의 분사립체 중에서, 처리 대상으로 하는 금형의 재질 등에 따라 후술하는 지름 및 깊이로 딤플을 형성 할 수 있는 것을 선택해 사용한다.

(2) 분사 장치

상술한 분사립체를 금형의 표면을 향해 분사하는 분사 장치로서는, 압축 기체와 함께 연마재의 분사를 실시하는 기존의 블라스트 가공 장치를 사용할 수가 있다.

이러한 블라스트 가공 장치로서는, 압축 기체의 분사에 의해 생긴 부압을 이용해 연마재를 분사하는 석션(suction)식의 블라스트 가공 장치, 연마재 탱크로부터 낙하한 연마재를 압축 기체에 실어 분사하는 중력식의 블라스트 가공 장치, 연마재가 투입된 탱크 내에 압축 기체를 도입해, 별도 주어진 압축 기체 공급근원으로부터의 압축 기체류에 연마재 탱크로부터의 연마재류를 합류 시켜 분사하는 직압식의 블라스트 가공 장치, 및, 상기 직압식의 압축 기체류를, 블로어 유닛(blower unit)으로 발생시킨 기체류에 실어 분사하는 블로어(blower)식 블라스트 가공 장치 등이 시판되고 있으며, 이것들은 모두 상술한 분사립체의 분사에 사용이 가능하다.

(3) 처리 조건

상술한 블라스트 가공 장치를 사용해 실시하는 분사립체의 분사는, 일례로서 분사 압력 0.01MPa~0.7MPa, 바람직하게는 0.05~0.5MPa의 범위에서 실시할 수가 있으며, 처리를 실시하는 부분의 금형 표면의 면적에 대해, 딤플의 형성 면적(투영 면적)이 50% 이상이 되도록 실시한다.

분사립체의 분사는, 처리대상으로 하는 금형의 재질과의 관계로, 아래 게재한 식 1에 의해 구할 수 있는 딤플 상당지름(W)의 딤플을 형성할 수 있도록, 분사립체의 재질이나 입경과, 사용하는 블라스트 가공 장치의 종류나 분사 압력 등의 조합을 선택해 실시한다.

1+3.3e^-H/230 ≤≤ W ≤≤ 3+13.4e^-H/1060 ··· (식 1)

또한, 상기의 식 1에 있어서,

W는, 딤플의 상당지름(μm)

H는, 모재 경도(Hv) 이다.

분사립체의 분사는, 바람직하게는, 아래 게재한 식 2에 의해 구할 수 있는 딤플 깊이(D)로 딤플을 형성 가능한 조건의 조합으로서 실시한다.

0.01+0. 2e^-H/230 ≤≤ D ≤≤ 0.01+1. 1e^-H/500 ··· (식 2)

또한, 상기의 식 2에 있어서,

D는, 딤플의 깊이(μm)

H는, 모재 경도(Hv) 이다.

(4) 작용 등

이상에서 설명한 본 발명의 표면처리 방법으로 표면처리를 실시한 금형에서는, 이형성이 큰 폭으로 향상하는 것이 확인되고 있어, 후술하는 실시예에 있어서, 일례로서 손연마에 의해 평탄하게 마무리한 금형(연마품)과의 비교에서 5배 이상, 본 발명에서 규정하는 지름 및 깊이를 웃도는 딤플을 형성한 금형과 비교해 3.5배 이상이라고 하는 높은 이형성의 향상을 얻을 수 있음과 동시에, 연마품에 대해 최대 6.5배, 본 발명으로 규정하는 지름 및 깊이를 웃도는 딤플을 형성한 금형에 대해 최대 2.5배라고 하는, 내구성의 향상을 얻을 수 있는 것이 되고 있다.

이러한 대폭적인 이형성의 향상은, 금형 표면에 딤플을 형성하는 종래의 표면처리 방법과 같이, 본 발명의 방법에서도 딤플이 형성됨으로써 딤플 내에 이형제가 보관 유지되며, 또는, 공기가 보관 유지되어 성형 재료와 금형 표면과의 접촉 면적이 감소해 이형성의 향상을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 본 발명의 방법에서는, 이것에 덧붙여, 종래의 방법으로 딤플을 형성했을 경우에는 얻을 수 없는 이하의 작용에 의해 한층 더 이형성의 향상을 얻을 수 있던 것이라고 생각된다.

상술한 식 1으로 규정한 지름, 바람직하게는 상술의 식 1에서 규정한 지름 및 식 2에서 규정한 깊이로 딤플을 형성하는 본 발명에서는, 형성된 딤플은, 종래 기술의 방법으로 금형 표면에 형성된 딤플과 비교해, 그 지름 및 깊이 모두 작은 것이 된다.

그런 이유로, 딤플에 걸리는 면압이 종래의 것과 비교해 커지는 결과, 반력도 커져, 딤플 내에 이형제나 공기를 보관 유지하는 능력이 향상되어, 이형성이 향상하는 것이라고 생각된다.

또한, 이러한 작은 딤플을 형성하는 경우, 분사립체의 충돌에 수반하는 소성 유동에 의해 압출되는 금형 모재의 양도 적어지는 결과, 딤플의 주연부에 이형시의 빼내기 저항을 증대시키는 솟아오른 형상의 돌기가 형성되기 어려워지는 것도 이형성의 향상에 공헌하고 있는 것이라고 생각된다.

또한, 코어(철형)에 대한 표면처리에서는, 비교적 큰 딤플을 형성하고 있던 종래의 표면처리에서는, 딤플이 전사되어 워크의 표면에 생긴 철부(凸部)가 냉각에 의한 성형재의 수축에 의해 딤플 내로 파고 들어가 빼내기 저항을 증대시키고 있었다.

그러나, 본 발명의 방법에 의해 비교적 작은 딤플이 형성된 금형을 사용했을 경우에는, 딤플 및 딤플의 전사에 의해 형성된 워크 표면의 철부가 모두 작은 것이 되기 때문에, 걸리는 저항이 원래 작을 뿐만 아니라, 딤플이 작음으로써, 성형 재료가 긴 방향으로 수축하는 것에 의해 생기는 워크 표면의 철부와 딤플과의 근소한 위치 차이로, 철부가 딤플 내로부터 벗어난 상태가 되는 것도 이형성을 향상시키고 있는 한 요인이 되고 있다고 생각된다.

또한, 상술한 것처럼 비교적 작은 딤플을 형성하기 위해서, 사용하는 구상의 분사립체로서 미디언 지름으로 1~20μm라고 하는 비교적 작은 입경의 것을 사용함으로써, 이것보다도 큰 입경의 분사립체를 사용하는 종래의 표면처리 방법과 비교해, 처리 후의 표면 경도가 상승하고 있는 것도 대폭적인 이형성과 내구성의 향상을 얻을 수 있던 한 요인이 되고 있는 것이라고 생각된다.

여기서, 처리대상으로 하는 금속제품의 표면에 숏를 분사해 충돌시키는 숏피닝(shot peening)을 실시하면, 워크의 표면 조직이 미세화해 경도가 상승하는 것은 공지(公知)이며, 이 원리에 의한 금형의 표면 경도의 상승은, 본 발명의 표면처리 방법뿐만 아니라, 같은 구상의 분사립체를 금형 표면에 분사하는 처리를 실시하고 있는 종래의 금형의 표면처리 방법에서도 얻을 수 있는 것이라고 생각된다.

그러나, 금형의 표면에 입경이 다른 분사립체를 분사하는 처리를 실시한 후의 피가공물의 표면 경도를 측정하는 시험을 실시했더니, 비교적 낮은 분사 압력의 범위에서는, 입경이 작은 분사립체를 사용한 쪽이 보다 높은 경도 상승을 얻을 수 있는 것이 확인되고 있다.

도 2는, NAK80제의 금형(Hv430)에 대한 상기 시험을 실시한 결과를 나타낸 것으로, 분사 압력 0.5MPa 이하의 범위에서는, 미디언 지름 40μm의 분사립체(재질：하이스강철)를 분사했을 경우(도 2 중의 파선 참조)와 비교해, 미디언 지름 20μm의 분사립체(재질：합금강)를 분사했을 경우(도 2 중의 실선 참조)인 쪽이, 금형 표면의 동적경도가 보다 높아진 것을 알 수 있다.

이와 같이, 사용하는 분사립체의 입경의 상위에 수반하는 효과의 상위는, 분사립체로서 입경이 작은 것을 사용하면, 분사립체의 비상 속도가 상승해, 금형 표면에 충돌했을 때의 충돌 에너지가 상승함과 동시에, 충돌 위치에서의 단위면적 근처의 충돌 에너지의 상승을 가져오기 때문에, 저압의 압축 기체로 분사했을 경우에도, 보다 높은 단조 효과를 얻을 수 있는 것이라고 생각되며, 이러한 경도 상승을 얻을 수 있는 것도, 이형성과 내구성의 향상에 공헌하고 있는 것이라고 생각된다.

또한, 「동적경도」란, 삼각뿔의 압자를 밀어넣는 과정의 시험력과 밀어넣는 깊이로부터 얻을 수 있는 경도로, 시험력 P[mN], 압자의 밀어넣은 깊이 D[μm]에 대한 동적경도는, 다음 식

DH=α×P÷(D²)

에 의해 구해질 수 있다.

여기에서, α는 압자 형상 계수로, 상기의 측정에서는, 「시마즈 다이나믹 초미소 경도계 DUH-W201」(시마즈 제작소 제)을 사용해, 115º 삼각뿔 압자를 사용해 α=3.8584로서 측정했다.

[실시예]

이하에, 본 발명으로 규정하는 처리 조건의 도출시 실시한 시험, 및 효과 확인 시험에 대해 설명한다.

〔이형성을 향상시키는 딤플의 지름(상당지름) 및 깊이 특정을 위한 시험〕

(1) 시험 목적

금형의 이형성을 큰 폭으로 향상시킬 수 있는 딤플의 형성 조건(지름과 깊이)을 구한다.

(2) 시험 방법

(2-1) 개요

모재의 재질이 다른 복수 종류의 금형에 대해서, 사용하는 분사립체의 재질 및 입경과, 분사 방법(분사 장치, 분사 압력 등)의 조합을 변화시켜 딤플을 형성해, 형성된 딤플의 지름과 깊이를 측정했다.

딤플 형성 후의 금형을 각각 사용해 성형을 실시하여 이형성을 평가해, 손연마에 의해 표면을 평활하게 마무리한 금형(이하, 「연마품」이라고 한다. )의 이형성과 비교했다.

비교 결과, 연마품과 동등 이하의 이형성을 나타낸 것과, 연마품에 대해 대폭적인 이형성의 향상이 보여진 것을 구별할 수 있도록, 세로축을 딤플지름, 가로축을 금형의 모재 경도로 한 그래프(도 3), 및 세로축을 딤플깊이, 가로축을 금형의 모재 경도로 한 그래프(도 4) 중에 플롯(plot)을 기입해 분산도를 작성하고, 작성한 분산도 중, 이형성의 향상이 보여진 시료군의 상하한으로 근사 곡선을 적용해, 이 근사 곡선의 식을 구해, 이형성의 향상이 얻어진 딤플의 지름과 깊이의 범위를 특정하는 관계식으로 했다.

(2-2) 금형의 종류와 처리 조건

처리 대상으로 한 금형의 재질과, 각 금형에 대해서 실시한 표면처리의 처리 조건을 하기의 표 1 및 표 2에 나타낸다.

비교 대상으로 각 금형의 연마품을 준비했다. 또한, 연마 후의 표면 거칠기는, 「STAVAX」(캐비티), SKD61(코어핀)로 Ra0.1μm 이하, S50C(코어핀), GM241(다이), SKD61(펀치), SKH51(펀치), A7075(캐비티), SKD11(플라스틱 성형용)에서 Ra0.2μm 이하, NAK80(캐비티)에서 Ra0.15μm 이하이다.

(2-3) 딤플의 지름(상당지름)과 깊이의 측정 방법

딤플의 지름(상당지름)과 깊이는, 형상 해석 레이저 현미경(키엔스사 제 「VK－X250」)을 사용해 측정했다.

금형의 표면을 직접 측정 가능한 경우에는 직접, 직접 측정할 수 없는 경우에는, 아세틸 셀룰로오스 필름에 초산메틸을 적하(滴下)해 금형의 표면에 스며들게 한 후, 건조 후 박리해, 아세틸 셀룰로오스 필름에 반전 전사(反轉轉寫)시킨 딤플에 근거해 측정했다. 측정은, 형상 해석 레이저 현미경으로 촬영한 표면 화상의 데이터(단, 아세틸 셀룰로오스 필름을 사용한 측정에서는 촬영한 화상을 반전 처리한 화상 데이터)를 「멀티 파일 해석 어플리케이션(키엔스사 제 VK-H1XM)」를 사용해 해석하는 것으로써 실시했다.

여기서, 「멀티 파일 해석 어플리케이션」이란, 레이저 현미경으로 측정한 데이터를 이용해, 표면 거칠기, 선 거칠기, 높이나 폭 등의 계측, 원상당지름이나 깊이 등의 해석이나 기준면 설정, 높이 반전 등의 화상 처리를 실시할 수 있는 어플리케이션이다.

측정은, 먼저 「화상 처리」기능을 사용해 기준면 설정을 실시하고 (단, 표면 형상이 곡면의 경우에는 면형상 보정을 이용해 곡면을 평면으로 보정한 후에 기준면 설정을 실시한다), 그 다음에, 어플리케이션의 「체적·면적계측」의 기능으로부터 계측 모드를 철부로 설정해, 설정된 「기준면」에 대한 철부를 계측하여, 철부의 계측 결과로부터 「평균 깊이」, 「원상당지름」의 결과의 평균치를 딤플의 깊이 및 상당지름으로 했다.

또한, 상술의 기준면은, 높이 데이터로부터 최소 이승법을 이용해 산출했다.

또한, 상술의 「원상당지름」또는 「상당지름」은, 요부(딤플)로서 측정된 투영 면적을, 원형의 투영 면적으로 환산해 측정했을 때의 상기 원형의 지름으로서 측정했다.

또한, 상술의 「기준면」이란, 높이 데이터 중에서, 계측의 제로점(기준)으로 하는 평면을 가리키며 깊이나 높이 등 주로 수직 방향의 계측에 사용된다.

(3) 측정 결과

상기 각 시료에 있어서의 딤플 상당지름과 딤플 깊이의 측정 결과, 및 이형성의 평가 결과를 표 3 및 표 4에, 각 시료에서의 딤플 상당지름과 금형의 모재 경도의 분산도를 도 3에, 딤플 깊이와 금형의 모재 경도의 분산도를 도 4에 각각 나타낸다.

(4) 고찰

도 3 및 도 4에 나타나는 분산도에서, 원 안의 숫자 번호는 각각 시료 번호를 나타내며, 흰 바탕의 원에 숫자를 기재한 것이 연마품에 대해 대폭적인 이형성의 향상이 확인된 시료의 시료 번호이고, 흑색 바탕의 원에 흰색으로 숫자를 기재한 것이, 연마품과 동등 이하의 이형성 밖에 나타나지 않았던 시료의 시료 번호이다.

도 3 및 도 4에 나타나는 분산도에서 분명한 것처럼, 딤플의 상당지름 및 깊이가 어느 것 모두, 이형성의 향상을 얻을 수 있던 시료는 분산도의 아래 쪽에, 연마품과 동등 이하의 이형성 밖에 나타낼 수 없었던 시료는 분산도의 위쪽에 집중하고 있는 것을 알 수 있으며, 형성하는 딤플의 상당지름 및 깊이 모두를 작게 한 쪽이, 이형성이 향상되는 것이 확인되었다.

이러한 결과로부터, 비교적 큰 딤플의 형성은, 워크 표면의 요철과 금형 표면의 요철이 서로 맞물리는 것에 의한 이형저항의 증대나, 딤플의 소성 유동에 의해 딤플의 주연부에 비교적 큰 돌기가 생기는 것에 의해 대폭적인 이형성의 향상을 얻을 수 없다고 추측된다.

한편, 형성하는 딤플의 상당지름 및 깊이에는 하한이 있어, 너무나 지나치게 작게 하면, 이형성의 향상을 확인할 수 없게 된다. 이러한 현상은, 형성되는 딤플이 작아짐에 따라, 딤플 형성 후의 금형의 표면 상태는, 딤플 형성전의 상태인 연마면에 가까워지기 때문에, 연마면이 가지는 성질이 지배적이 되기 때문이라고 생각된다.

또한, 도 3 및 도 4에서, 모재 경도가 약 194 Hv인 S50C제의 코어핀에 대해 표면처리를 실시한 시료(시료 10)에서는, 딤플 상당지름 13.72μm, 딤플 깊이 0.74μm에서 이형성의 향상이 얻어지는 것에 비해, 모재 경도가 750 Hv인 「SKD11」제의 금형에 대해 표면처리를 실시한 시료(시료 36)에서는, 딤플 상당지름이 12.30μm, 딤플 깊이가 0.30μm로서, 이형성의 향상이 확인된 시료 10보다도 지름 및 깊이 모두 작은 딤플이 형성되고 있음에도 불구하고, 이형성의 향상을 얻지 못하고 있는 것이 확인되었다.

이 결과로부터, 처리 대상으로 하는 금형의 모재 경도가 변화하면, 이형성의 향상을 얻기 위해서 필요한 딤플의 상당지름 및 깊이가 변화하고, 또한, 금형의 모재 경도가 높아질수록, 딤플의 상당지름 및 깊이를 작게 하지 않으면 이형성의 향상을 얻을 수 없게 되는 것이라고 합리적으로 추측된다.

여기서, 도 3 및 도 4의 분산도 중에 「경계(상한)」라고 표시한 곡선은, 이형성의 향상이 확인된 시료군의 위쪽의 경계에 적용시킨 근사 곡선이므로, 이 곡선은, 금형의 모재 경도의 변화에 대해, 이형성의 향상이 얻어진 딤플의 상당지름 및 깊이의 상한치가 어떻게 변화하는지를 근사적으로 나타내고 있다.

또한, 도 3 및 도 4의 분산도 중에 「경계(하한)」라고 표시한 곡선은, 이형성의 향상이 확인된 시료군의 아래쪽의 경계에 적용시킨 근사 곡선이므로, 이 곡선은, 금형의 모재 경도의 변화에 대해, 이형성의 향상이 얻어진 딤플의 상당지름 및 깊이의 하한치가 어떻게 변화하는지를 근사적으로 나타내고 있다.

따라서, 딤플 상당지름(W)과 금형의 모재 경도(H)의 분산도인 도 3 중에 기재한, 상한치의 근사 곡선을 나타내는 수식〔W≤≤3+13.4e^-H/1060〕과 하한치의 근사 곡선을 나타내는 수식〔W≥≥1+3.3e^-H/ ²³⁰〕에 의해, 이형성의 향상을 얻을 수 있는 딤플 상당지름(W)의 범위는, 다음 식,

1+3.3e^-H/230≤≤ W ≤≤ 3+13.4e^-H/1060··· (식 1)

에 의해 특정할 수 있으며, 형성된 딤플 상당지름이 이 범위 내에 포함되는 것은, 모두 이형성의 대폭적인 향상을 얻을 수 있는 것이 되고 있다.

또한, 딤플의 깊이(D)와 금형의 모재 경도(H)의 분산도인 도 4 중에 기재한, 상한치의 근사 곡선을 나타내는 수식〔D≤≤0.01+1.1e^-H/ ⁵⁰⁰〕과 하한치의 근사 곡선을 나타내는 수식〔D≥≥0.01+0.2e^-H/ ²³⁰〕에 의해, 이형성의 향상을 얻을 수 있는 딤플 깊이(D)의 범위는, 다음 식,

0.01+0.2e^-H/230 ≤≤D≤≤0.01+1.1e^-H/500··· (식 2)

에 의해 특정할 수 있으며, 형성된 딤플의 깊이가 이 범위 내에 포함되는 것은, 모두 이형성의 대폭적인 향상을 얻을 수 있는 것이 되고 있다.

〔이형저항력의 측정 시험〕

(1) 시험의 목적

본 발명의 표면처리 방법에 의한 이형성 향상의 정도를 수치적으로 분명히 한다.

(2) 시험 방법

거의 구상의 분사립체를 분사해 표면처리를 실시한 시료 5~8의 SKD61제 코어핀, 및 표면 거칠기 Ra0.1μm 미만으로 연마한 SKD61제 코어핀(연마품)을 각각 갖춘 플라스틱 성형 금형을 사용해, 폴리아세탈(POM)을 성형했을 때의 이형저항력을 측정해 비교했다.

코어핀은, 지름 30mm, 길이 70mm의 원주형〔꺼내기 구배 0(제로)〕이고, 이 코어핀(철형)과 캐비티(요형)를 조합해, 내경 30mm, 외경 34mm, 길이 28mm의 원통형의 폴리아세탈 수지 성형품을 성형했다.

또한, 본 시험예에 있어서 이형저항력이라는 것은, 금형에 설치한 스트리퍼 플레이트(STRIPPER PLATE)의 압출에 필요한 힘(N)을 수정식 압전 센서에 의해 측정한 값이며, 비교는, 연마품의 이형저항력을 100%로 했을 경우의, 시료 번호 5~8의 이형저항력의 퍼센티지를 구해 비교했다.

(3) 시험 결과

이형저항력의 비교 결과를 표 5에 나타낸다.

(4) 시험 결과의 고찰

형성된 딤플의 상당지름 및 깊이가, 상술의 식 1및 식 2의 범위 내에 있는 시료 5~7의 코어핀(실시예)에서는, 연마품의 이형저항 100%에 대해, 이형저항이 20~30%까지 저하한다고 하는 뛰어난 효과가 얻어지는 것이 확인되었다.

한편, 형성된 딤플의 상당지름 및 깊이가, 상술의 식 1~4의 범위를 초과하는 시료 8의 코어핀(비교예)에서는, 이형저항은 20%밖에 저하하고 있지 않고, 실시예와 비교해 효과는 한정적이다.

이와 같이, 본 발명의 표면처리 방법에 의하면, 이형성의 대폭적인 개선이 얻어지는 것은 수치에 있어서도 분명하게 되고 있다.

〔금형의 내구 시험 1〕

(1) 시험의 목적

본 발명의 표면처리 방법으로 처리를 실시한 금형의 내구성을 확인한다.

(2) 시험 방법

거의 구상의 분사립체를 분사해 표면처리를 실시한 시료 15~18의 GM241제 다이와 시료 19~22의 SKD61제 펀치와의 조합으로 이루어진 프레스 금형과, 표면 거칠기 Ra0.2μm 이하로 마무리한 GM241제 다이와 SKD61제 펀치의 조합으로 이루어진 프레스 금형을 사용해 프레스 성형을 계속해 실시해, 프레스 금형의 다이에 응착이 생겨, 성형품(워크)의 표면에 상처가 생긴 시점의 성형품의 제조 개수를 카운트 해, 이 제조 개수에 의해 각 금형의 내구성을 평가했다.

평가는, 연마품의 프레스 금형의 제조 개수 100%에 대한 비로서 평가했다.

(3) 시험 결과

금형의 내구성의 시험 결과를, 하기의 표 6에 나타낸다.

(4) 시험 결과의 고찰

이상의 결과, 형성된 딤플의 상당지름 및 깊이가, 상술의 식 1 및 식 2의 범위 내에 있는 시료 15~17의 다이와 시료 19~21의 핀치와의 조합으로 이루어진 프레스 금형(실시예)을 사용한 경우에는, 연마품의 프레스 금형을 사용한 경우와 비교해 내구성이 가장 낮은 것에서도 5.3배 향상해, 최대 6.5배의 향상이 확인되었다.

이것에 대해, 형성된 딤플의 상당지름 및 깊이가, 상술의 식 1~4의 범위로부터 벗어난 시료 18의 다이와 시료 22의 펀치의 조합으로 이루어진 프레스 금형(비교예)에서는, 연마품의 프레스 금형을 사용한 경우와 비교해 2.6배의 내구성의 향상을 얻을 수 있지만, 실시예에서의 내구성정도의 높은 향상을 나타내는 것은 아니었다.

이상의 결과로부터, 본 발명의 표면처리 방법에 의하면, 보다 오랜 기간에 걸쳐, 이형성능의 지속을 얻을 수 있는 가공을 실시할 수 있는 것이 확인되었다.

이러한 높은 내구성은, 딤플의 형성에 의해 성형 재료와의 접촉 면적이 감소할 뿐만 아니라, 먼저 규정한 지름과 깊이의 범위 내가 되는 비교적 작은 딤플을 형성함으로써, 구상의 분사립체와의 충돌시에 소성 유동에 의해 압출되는 모재가 적고, 딤플의 주연부에 솟아오른 돌기의 형성이 억제됨으로써, 미끄럼성이 향상된 것에 의해서도 다이 및 펀치의 내구성이 향상된 것이라고 생각된다.

따라서, 상술의 식 1 및 식 2에서 나타난 상당지름 및 깊이의 범위외가 되는 큰 딤플이 형성된 비교예의 프레스 금형에서는, 구상의 분사립체와 충돌했을 때의 소성 유동에 의해 압출되는 금형의 모재량이 많고, 이 압출된 모재가 딤플의 주연부에 솟아오른 돌기를 형성함으로써, 이 돌기의 존재에 의해 내구성이 뒤떨어진 것이라고 생각된다.

사실, 비교예의 프레스 금형의 엣지부를 관찰한 결과, 프레스 가공에 사용한 후의 비교예의 금형에서는 엣지부의 형상이 크게 변화하고 있는 것이 확인되고 있어, 구상의 분사립체와의 충돌에 의해서 엣지부에 형성된 비교적 큰 딤플이, 엣지부에 「흠」이 생긴 상태와 같은 상태를 만들기 때문에, 이 부분을 기점으로 해 엣지부에 변형이 넓어진 것도 내구성의 차이를 일으킨 한 요인이라고 생각된다.

〔금형의 내구 시험 2〕

(1) 시험의 목적

앞에서 게재한 「금형의 내구 시험 1」에서 처리 대상으로 한 금형〔GM241(Hv280)제 다이, SKD61(Hv450)제 펀치〕보다 고경도의 금형〔SKH51(Hv870)제 펀치〕에 대해 본 발명의 표면처리 방법으로 처리를 실시했을 경우에서도, 내구성의 향상을 얻을 수 있는 것을 확인하였다.

(2) 시험 방법

거의 구상의 분사립체를 분사해 표면처리를 실시한 시료 23~26의 SKH51제 프레스 금형(펀치)과 표면 거칠기 Ra0.2μm 이하로 마무리한 SKH51제 프레스 금형(펀치)(연마품)을 사용해 프레스 성형을 계속해 실시해, 워크의 흠집발생을 육안으로 관찰해, 흠집이 발생한 쇼트수에 의해 각 금형의 내구성을 평가했다.

평가는, 연마품의 프레스 금형의 쇼트수 100%에 대한 비로서 평가했다.

(3) 시험 결과

금형의 내구성의 시험 결과를, 하기의 표 7에 나타낸다.

(4) 시험 결과의 고찰

이상의 결과, 형성된 딤플의 상당지름 및 깊이가, 앞에서 게재한 식 1 및 식 2의 범위 내에 있는 시료 23~25의 프레스 금형(펀치)을 사용한 경우(실시예)에서는, 연마품의 프레스 금형을 사용한 경우와 비교해 내구성이 가장 낮은 것에서도 2.7배 향상해, 최대 3.2배의 향상이 확인되었다.

이것에 대해, 형성된 딤플의 상당지름 및 깊이가, 상술의 식 1~4의 범위로부터 벗어난 시료 26의 프레스 금형(비교예)에서는, 연마품의 프레스 금형을 사용한 경우와 비교해 1.8배의 내구성의 향상을 얻을 수 있지만, 실시예에서의 내구성정도의 높은 향상을 나타내는 것은 아니었다.

이와 같이, 본 발명의 표면처리를 실시한 금형에서는, 흠집이 발생 하기 어려워지고, 이형성이 큰폭으로 향상하고 있는 것이 확인됨과 동시에, 이러한 이형성의 향상이나 내구성의 향상이라고 하는 효과는, 모재가 다른 금형에 대해 본 발명의 표면처리를 적용했을 경우에서도 마찬가지로 얻을 수 있다는 것이 확인되었다.

〔금형의 내구 시험 3〕

(1) 시험의 목적

초경합금(Hv1400)제의 펀치에 대해 본 발명의 표면처리 방법으로 처리가 유효한 것을 확인한다.

(2) 시험 방법

구상의 분사립체를 분사해 표면처리를 실시한 초경합금제의 프레스 금형(펀치)과 표면 거칠기 Ra0.2μm 이하로 마무리한 초경합금제 프레스 금형(펀치)(연마품)을 사용해 프레스 성형을 계속해서 실시해, 워크에 대한 흠집의 발생을 육안으로 관찰해, 흠집가 현저하게 발생한 쇼트수에 의해 금형의 내구성을 평가했다.

(3) 시험 결과

금형의 내구성의 시험 결과를, 아래와 같은 표 8에 나타낸다.

(4) 시험 결과의 고찰

이상의 결과, 시료 27의 초경합금제의 프레스 금형(펀치)에 있어서도, 286%의 내구성의 향상을 얻을 수 있는 것이 확인되었다.

이 시료 27의 금형의 모재인 초경합금의 경도(Hv1400)는, 금형에 사용하는 모재의 경도로서는 거의 상한에 해당하는 경도이고, 상기의 결과에서, 본 발명의 표면처리 방법이, 거의 모든 재질의 금형에 대해 유효한 것이 확인되었다.

Claims

금형의 표면에 대해 거의 구상의 분사립체를 분사함과 동시에 충돌시켜, 상기 표면에 딤플을 형성하는 금형의 표면처리 방법에 있어서,
다음 식,
1+3.3e^-H/230 ≤≤ W ≤≤ 3+13.4e^-H/1060 ··· (식 1)
0.01+0.2e^-H/230 ≤≤ D ≤≤ 0.01+1.1e^-H/500 ··· (식 2)
여기서,
　　　W는, 딤플의 상당지름(μm)
D는, 딤플의 깊이(μm)
　　　H는, 금형의 모재 경도(Hv)
로 규정하는 조건을 만족하도록 상기 딤플을 형성하는 것을 특징으로 하는 금형의 표면처리 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 거의 구상의 분사립체로서 미디언 지름이 1~20μm의 분사립체를 사용함과 동시에, 그 분사립체를 분사 압력 0.01MPa~0.7MPa로 분사해, 딤플의 형성 면적이 성형면의 면적에 대해 50% 이상이 되도록 상기 딤플을 형성하는 것을 특징으로 하는 금형의 표면처리 방법.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 분사립체의 분사를, Ra0.3μm 이하의 표면 거칠기로 조정된 금형의 표면에 대해서 실시하는 것을 특징으로 하는 금형의 표면처리 방법.
표면에, 다음 식에 규정된 조건을 만족하는 딤플이 형성된 것을 특징으로 하는 금형.
1+3.3e^-H/230 ≤≤ W ≤≤ 3+13.4e^-H/1060 ··· (식 1)
0.01+0.2e^-H/230 ≤≤ D ≤≤ 0.01+1.1e^-H/500 ··· (식 2)
여기서,
　　　W는, 딤플의 상당지름(μm)
D는, 딤플의 깊이(μm)
　　　H는, 금형의 모재 경도(Hv)
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