WO2013183613A1 - ハニカム構造体成形用口金及びその製造方法 - Google Patents

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WO2013183613A1
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layer
honeycomb structure
hole
forming
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和正 北村
細川　博史
智毅 長江
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日本碍子株式会社
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    • B32B37/12—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives

Definitions

  • the present invention relates to a die for forming a honeycomb structure and a manufacturing method thereof. More specifically, the present invention relates to a honeycomb structure forming die having a long life and a method for manufacturing the same.
  • a die for forming a honeycomb structure has, for example, a slit so as to communicate with a second plate-like portion formed with a plurality of back holes that are open on both sides and a back hole formed in the second plate-like portion.
  • the first plate-like part formed with is laminated and formed.
  • the second plate-like member having the back hole formed therein and the first plate-like member are joined by hot pressing, and the first plate-like member is A slit communicating with the back hole is formed (see, for example, Patent Document 1).
  • Such a die for forming a honeycomb structure is used as a die for extrusion forming for manufacturing a ceramic honeycomb structure by extruding a ceramic raw material.
  • the slit width is very narrow compared to the diameter of the back hole. For this reason, when the ceramic raw material is introduced from the back hole, the pressure in the back hole is increased and stress is easily concentrated on the slit. Therefore, wear and deformation of the slit are likely to occur, which is a problem.
  • the die described in Patent Document 2 includes a lattice-shaped forming groove having a cross-sectional shape corresponding to the cross-sectional shape of a honeycomb structure to be formed, and a plurality of “open holes (holes having a substantially quadrangular cross section) communicating with the forming groove. Part) ”and a molded part made of a wear-resistant alloy. Furthermore, the die described in Patent Document 2 includes a die base portion disposed on the “surface on which“ open holes ”are formed” side of the molding portion. A through hole portion (back hole) is formed in the die base portion so as to communicate with the “open hole” of the molding portion.
  • JP 2006-051682 A Japanese Patent Publication No. 06-022806
  • the base described in Patent Document 2 can solve the problem of wear and deformation.
  • a base in which the plate-like part in which the back hole is formed is made of stainless steel and the plate-like part in which the hole and the slit are formed is made of a wear-resistant alloy, wear and deformation are suppressed. Can do.
  • the die for forming a honeycomb structure of the present invention includes a die for forming a honeycomb structure having a long life and a die for forming a honeycomb structure capable of efficiently producing such a die for forming a honeycomb structure of the present invention.
  • a manufacturing method is provided.
  • the present invention provides the following die for forming a honeycomb structure and a method for manufacturing the same.
  • a second plate-like portion in which a back hole for introducing a forming raw material is formed, a hole portion communicating with the back hole, and a slit communicating with the hole portion are formed.
  • a first plate-like portion made of a tungsten carbide-based cemented carbide, and the second plate-like portion is at least selected from the group consisting of iron, steel, aluminum alloy, copper alloy, titanium alloy and nickel alloy.
  • the first plate-like portion is formed of one kind, and the first plate-like portion is disposed on the second plate-like portion side, and the second layer is disposed on the first layer.
  • a honeycomb structure in which the hole is formed so as to open on both sides of the first layer, and the slit is formed so as to open on both sides of the second layer. Base for molding.
  • the tungsten carbide-based cemented carbide constituting the first layer is different from the tungsten carbide-based cemented carbide constituting the second layer, according to any one of [1] to [6] A die for forming a honeycomb structure.
  • the first layer is made of a tungsten carbide base cemented carbide having a Vickers hardness of 300 to 2000 HV and a Young's modulus of 200 to 600 GPa
  • the second layer has a Vickers hardness of 500 to 3000 HV.
  • the second layer has a Vickers hardness and Young's modulus that are larger than the Vickers hardness and Young's modulus of the first layer [7]. ]
  • the shape of the bottom which is the tip portion of the hole, is a flat shape in a cross section orthogonal to the surface of the first plate-like portion, and a shape in which corners are cut linearly in a flat shape
  • the first plate-shaped portion is formed along the end of the slit on the first joint surface side, communicates with the slit, and has a width larger than the width of the slit.
  • Second plate shape formed of at least one selected from the group consisting of iron, steel, aluminum alloy, copper alloy, titanium alloy, and nickel alloy and having a back hole for introducing a forming raw material
  • a first layer composed of a member, a tungsten carbide-based cemented carbide and a second layer composed of a tungsten carbide-based cemented carbide disposed in the first layer;
  • a first plate member having holes formed on both sides of the layer and slits formed on both sides of the second layer, and joining the first plate-like member to form a honeycomb structure;
  • the first cemented carbide plate is formed by forming a plurality of hole forming through holes in the tungsten carbide based cemented carbide plate having a Vickers hardness of 300 to 2000 HV and a Young's modulus of 200 to 600 GPa.
  • the first plate-like shape is prepared by joining a second cemented carbide plate made of tungsten carbide base cemented carbide having a Vickers hardness of 500 to 3000 HV and a Young's modulus of 400 to 700 GPa and the first cemented carbide plate.
  • the first layer is made of a tungsten carbide-based cemented carbide with a Vickers hardness of 300 to 2000 HV and a Young's modulus of 200 to 600 GPa
  • the second layer is a Vickers hardness of 500 to 3000 HV and a Young's modulus of 400 to 700 GPa.
  • the die for forming a honeycomb structure of the present invention includes a second plate portion and a first plate portion.
  • the second plate-like portion is formed of at least one selected from the group consisting of iron, steel, aluminum alloy, copper alloy, titanium alloy, and nickel alloy. Further, the second plate-like portion is formed with a back hole for introducing a forming raw material.
  • the first plate-like portion is made of a tungsten carbide base cemented carbide. Further, the first plate-like portion is formed with a hole communicating with the back hole and a slit communicating with the hole. Furthermore, the first plate-like portion is composed of a first layer and a second layer.
  • the hole is formed so as to open on both sides of the first layer, and the slit is formed so as to open on both sides of the second layer.
  • the first plate-shaped portion is composed of two layers of the first layer and the second layer, so that the stress at the time of extrusion molding is relieved, It becomes possible to prevent damage and the like. Therefore, the honeycomb structure forming die of the present invention has a long life.
  • the manufacturing method of the die for forming a honeycomb structure of the present invention includes a second plate-like member in which a back hole is formed, “a first layer, and a second layer disposed in the first layer”. Is bonded to the first plate-shaped member formed from the above, to manufacture a die for forming a honeycomb structure.
  • the second plate-like member is formed of at least one selected from the group consisting of iron, steel, aluminum alloy, copper alloy, titanium alloy, and nickel alloy.
  • the 1st layer and the 2nd layer are constituted by tungsten carbide base cemented carbide.
  • a hole is formed so as to open on both surfaces of the first layer, and a slit is formed so as to open on both surfaces of the second layer. Therefore, it is possible to manufacture a honeycomb structure forming die having a long lifetime.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an embodiment of a die for forming a honeycomb structure of the present invention, viewed from the side of a first plate-like portion where a slit is formed.
  • 1 is a perspective view schematically showing one embodiment of a die for forming a honeycomb structure of the present invention, as viewed from the side of a second plate-like part in which a back hole is formed.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view showing a part of the surface on the first plate-like portion side of the die for forming a honeycomb structure shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an A-A ′ section of the die for forming a honeycomb structure shown in FIG. 3.
  • FIG. 6 is a schematic view showing a cross section parallel to the thickness direction of another embodiment of a die for forming a honeycomb structure of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic view showing a cross section parallel to the thickness direction of still another embodiment of a die for forming a honeycomb structure of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of a cross section orthogonal to a slit in still another embodiment of a die for forming a honeycomb structure of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of a cross section orthogonal to a slit in still another embodiment of a die for forming a honeycomb structure of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of a cross section orthogonal to a slit in still another embodiment of a die for forming a honeycomb structure of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of a cross section orthogonal to a slit in still another embodiment of a die for forming a honeycomb structure of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of a cross section orthogonal to the surface of a first plate-like portion of still another embodiment of a die for forming a honeycomb structure of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of a cross section orthogonal to the surface of a first plate-like portion of still another embodiment of a die for forming a honeycomb structure of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of a cross section orthogonal to the surface of a first plate-like portion of still another embodiment of a die for forming a honeycomb structure of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of a cross section orthogonal to a slit in still another embodiment of a die for forming a honeycomb structure of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of a cross section orthogonal to a slit in still another embodiment of a die for forming a honeycomb structure of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of a cross section orthogonal to a slit in still another embodiment of a die for forming a honeycomb structure of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of a cross section orthogonal to a slit in still another embodiment of a die for forming a honeycomb structure of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing one embodiment of a die for forming a honeycomb structure of the present invention, as viewed from the first plate-like portion side where slits are formed.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing an embodiment of a die for forming a honeycomb structure of the present invention as seen from the second plate-like portion side where a back hole is formed.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view showing a part of the surface on the first plate-like portion side of the die for forming a honeycomb structure shown in FIG. FIG.
  • FIG. 4A is a schematic view showing an AA ′ cross section of the die for forming a honeycomb structure shown in FIG.
  • the honeycomb structure forming die shown in FIG. 4A shows a state where the opening of the hole in the first bonding surface is arranged so as to coincide with the opening of the back hole in the second bonding surface. Yes.
  • the honeycomb structure forming die 1 of the present embodiment includes a second plate-like portion 3 and a first plate-like portion 7 made of a tungsten carbide-based cemented carbide. It is to be prepared.
  • the second plate-like portion 3 is formed of at least one selected from the group consisting of iron, steel, aluminum alloy, copper alloy, titanium alloy, and nickel alloy. Further, the second plate-like portion 3 is formed with a back hole 5 for introducing a forming raw material.
  • the first plate-like portion 7 has a hole portion 11 communicating with the back hole 5 and a slit 9 communicating with the hole portion 11.
  • the first plate-like portion 7 is composed of a first layer 7a arranged on the second plate-like portion 3 side and a second layer 7b arranged on the first layer 7a. ing. And the hole part 11 is formed so that it may open on both surfaces of the 1st layer 7a, and the slit 9 is formed so that it may open on both surfaces of the 2nd layer 7b.
  • the thickness of the die for forming a honeycomb structure of the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 5 to 100 mm. If it is thinner than 5 mm, the die may be destroyed during molding. If it is thicker than 100 mm, when forming the honeycomb structure, pressure loss is high and it may be difficult to form.
  • the 2nd plate-shaped part 3 is comprised from the plate-shaped member formed by at least 1 type selected from the group which consists of iron, steel materials, an aluminum alloy, a copper alloy, a titanium alloy, and a nickel alloy.
  • the steel material is at least one selected from the group consisting of stainless steel, die steel and high-speed steel. Among these, as a material of the 2nd plate-shaped part 3, steel materials are preferable and stainless steel is still more preferable.
  • “at least one selected from the group consisting of iron, steel, aluminum alloy, copper alloy, titanium alloy and nickel alloy” may be referred to as “free-cutting material”.
  • a “free-cutting material” is a material (material) that can be easily ground as compared with a tungsten carbide-based cemented carbide. Since the second plate-like portion 3 is not formed with a slit, the second plate-like portion 3 has less wear problems than the first plate-like portion 7. Since the 2nd plate-shaped part 3 is formed with the said "free-cutting material", it is excellent in workability compared with the tungsten carbide base cemented carbide. Further, since the “free-cutting material” is cheaper than the tungsten carbide-based cemented carbide, the manufacturing cost can be reduced.
  • stainless steel which is a kind of material of the second plate-like portion 3
  • known stainless steel can be used.
  • SUS304, SUS303, etc. can be mentioned.
  • the size of the second plate-like portion 3 is not particularly limited, and can be set to a desired size according to the application.
  • the diameter of the disk is preferably 30 to 500 mm.
  • the thickness of the second plate-shaped portion 3 is not particularly limited, and can be appropriately determined according to the use, for example, considering the slit shape, the back hole shape, and the like.
  • a back hole 5 for introducing a forming raw material is formed in the second plate-like portion 3.
  • the “back hole 5” is a through hole (a hole opened on both surfaces of the second plate-like portion 3) for introducing a forming raw material.
  • a honeycomb structure forming raw material is introduced from the back hole 5.
  • the shape of the back hole 5 is not particularly limited as long as the introduced forming raw material can be guided to the hole 11 and the slit 9.
  • the shape of the back hole in the “cross section orthogonal to the direction in which the forming raw material flows (the thickness direction of the second plate-shaped portion)” is preferably circular.
  • the diameter of the opening of the back hole 5 is preferably 0.5 to 5.0 mm, and more preferably 0.8 to 3.0 mm.
  • Such a back hole 5 can be formed, for example, by a method such as electrolytic machining (ECM machining), electric discharge machining (EDM machining), laser machining, or machining such as a drill.
  • the space of the back hole is preferably a cylindrical shape.
  • the diameter (the diameter of the back hole) of the back hole in the “cross section perpendicular to the direction in which the forming raw material flows (the thickness direction of the second plate-like portion)” is a constant value.
  • the diameter of the back hole is the same value as the “diameter of the opening of the back hole in the second joint surface”.
  • the number of the back holes is not particularly limited, and can be appropriately determined according to the shape of the honeycomb structure to be manufactured.
  • the 1st plate-shaped part 7 is comprised from the plate-shaped member made from a tungsten carbide base cemented carbide.
  • the width of the slit 9 is very narrow compared to the diameter of the back hole 5. Therefore, when extruding the forming raw material, the pressure in the back hole 5 is increased, stress is concentrated on the slit 9, and problems such as wear and deformation are likely to occur. Therefore, the 1st plate-shaped part 7 is formed with the tungsten carbide base cemented carbide which is a material with high abrasion resistance.
  • the “tungsten carbide-based cemented carbide” (cemented carbide) is an alloy obtained by sintering tungsten carbide and a binder.
  • the binder is preferably at least one metal selected from the group consisting of cobalt (Co), iron (Fe), nickel (Ni), titanium (Ti), and chromium (Cr).
  • Such a tungsten carbide base cemented carbide is particularly excellent in wear resistance and mechanical strength.
  • the size of the first plate-like portion 7 is not particularly limited, and can be set to a desired size according to the application. However, when the first plate-like portion 7 is disk-shaped, the diameter of the disk is preferably 30 to 500 mm. When the first plate-like portion 7 and the second plate-like portion 3 are disk-like, the diameter of the first plate-like portion 7 is preferably 90 to 100% of the diameter of the second plate-like member 3. .
  • the thickness of the first plate-like portion 7 is preferably 0.6 to 95 mm, and more preferably 1.0 to 20 mm. Further, the thickness of the first plate-like portion 7 is preferably 0.05 to 5 times the thickness of the second plate-like portion 3.
  • the first plate-like portion 7 is composed of a first layer 7a arranged on the second plate-like portion 3 side and a second layer 7b arranged on the first layer 7a.
  • the first plate-like portion is composed of two layers of the first layer 7a and the second layer 7b as described above, the stress at the time of extrusion molding Can be mitigated and damage can be prevented.
  • the material of the first layer 7a and the second layer 7b may be the same type, but may be different types.
  • the first layer 7a is one layer constituting the first plate-like portion 7, and is a layer disposed on the second plate-like portion 3 side. A hole 11 is formed in the first layer 7a. Further, the first layer 7a is preferably a cemented carbide layer having a Vickers hardness of 300 to 2000 HV and a Young's modulus of 200 to 600 GPa. When the first layer 7a has the above-mentioned Vickers hardness and Young's modulus, the first layer 7a is a layer having hardness and toughness that can withstand the stress applied to the hole 11.
  • the hole 11 is formed so as to open on both surfaces of the first layer 7a.
  • the Vickers hardness of the first layer 7a is preferably 300 to 2000 HV, and more preferably 300 to 1500 HV.
  • the first layer 7 a can have a hardness that can withstand the stress of the ceramic raw material that has flowed into the hole 11 from the back hole 5. Therefore, it is possible to prevent the hole 11 from being worn.
  • the Vickers hardness of the first layer 7a is less than 300 HV, wear may occur due to insufficient strength.
  • the Vickers hardness of the 1st layer 7a is more than 2000HV, the 1st layer 7a may become easy to be cracked by being too hard.
  • the Young's modulus of the first layer 7a is preferably 200 to 600 GPa, more preferably 300 to 500 GPa. Thereby, damage to the first layer 7a can be prevented.
  • the Young's modulus of the first layer 7a is less than 200 GPa, the toughness is too small, which may cause problems such as cracking. Further, when the Young's modulus exceeds 600 GPa, the toughness is too large and the hole 11 may be deformed.
  • a honeycomb structure is formed using a die having a deformed hole 11, the honeycomb structure is distorted and formability is lowered.
  • the second layer 7 b is the remaining one layer that constitutes the first plate-like portion 7.
  • the second layer 7b is a layer disposed on the first layer 7a.
  • slits 9 are formed, and the slits 9 are formed so as to open on both surfaces of the second layer 7b.
  • the “both surfaces of the second layer 7b” are opposite to the surface of the second layer 7b that is in contact with (bonded to) the first layer 7a and the “surface that is in contact with the first layer 7a”. It means both sides with the side (back side) side.
  • the forming raw material discharge port of the slit is referred to as an opening 9 a of the slit 9.
  • the second layer 7b preferably has a Vickers hardness of 500 to 3000 HV and a Young's modulus of 400 to 700 GPa.
  • the second layer 7b is a layer having toughness and hardness that can withstand the stress applied to the slit 9. Therefore, deformation and wear of the slit 9 can be prevented.
  • the second layer 7b preferably has a Vickers hardness of 500 to 3000 HV, and more preferably a Vickers hardness of 2000 to 3000 HV.
  • a Vickers hardness of 500 to 3000 HV By having the Vickers hardness as described above, it is possible to suppress wear of the second layer 7b.
  • the Vickers hardness of the second layer 7b is less than 500 HV, wear may easily occur due to insufficient hardness. Further, when the Vickers hardness is more than 3000 HV, the second layer 7b may be easily cracked.
  • the second layer 7b preferably has a Young's modulus of 400 to 700 GPa, and more preferably has a Young's modulus of 500 to 700 GPa.
  • the second layer 7b is difficult to crack when having the above Young's modulus.
  • the Young's modulus of the second layer 7b is less than 400 GPa, the toughness is too small, so that defects such as cracks are likely to occur. Further, if the Young's modulus is more than 700 GPa, the second layer 7b may be deformed due to excessive toughness.
  • the Vickers hardness and Young's modulus of the second layer 7b are larger than the Vickers hardness and Young's modulus of the first layer 7a. That is, it is preferable that the Vickers hardness of the second layer 7b is larger than the Vickers hardness of the first layer 7a, and the Young's modulus of the second layer 7b is larger than the Young's modulus of the first layer 7a. With this relationship, the second layer 7b in which the slits 9 are formed becomes difficult to wear, and the first layer 7a in which the holes 11 are formed becomes difficult to break. And the lifetime of the die for forming a honeycomb structure can be further extended by the second layer 7b for suppressing wear and the first layer 7a for suppressing cracking.
  • the Vickers hardness of the second layer 7b is 1000 to 2500 HV larger than the Vickers hardness of the first layer 7a, and the Young's modulus of the second layer 7b is the first.
  • the Young's modulus of the layer 7a is preferably 50 to 300 GPa.
  • the thickness of the first layer 7a is preferably 0.1 to 90 mm, and the thickness of the first layer 7a is more preferably 0.2 to 65 mm.
  • the first layer 7a By forming the first layer 7a to have a thickness within the above range, it is possible to effectively suppress wear of the second plate-like portion. If the thickness of the first layer 7a is less than 0.1 mm, the second plate-shaped portion may be easily worn. If the thickness of the first layer 7a is more than 90 mm, the thickness of the die for forming a honeycomb structure may be too thick, and the pressure during extrusion may be too high.
  • the thickness of the second layer 7b is preferably 0.5 to 10 mm, and more preferably 1 to 6 mm.
  • the thickness of the second layer 7b is preferably 0.5 to 10 mm, and more preferably 1 to 6 mm.
  • the first plate-like portion 7 is formed with a slit 9 that communicates with the hole portion 11 and forms the forming raw material.
  • the slit is a gap (cut) formed in the first plate-like portion 7.
  • the forming raw material introduced from the back hole 5 enters the slit 9 in the honeycomb structure forming die, and further, the forming raw material is extruded from the opening 9a of the slit 9 to form a honeycomb-shaped formed body. .
  • the slit 9 is formed so as to open on both sides of the second layer.
  • the slit may be formed only in the second layer, but is preferably formed also in the first layer.
  • the slit formed in the second layer is preferably formed in the first layer so as to extend to the first layer side.
  • the slit formed in the first layer is formed on the “surface in contact with the second layer” of the first layer.
  • the depth of the slit is deeper than the thickness of the second layer.
  • the depth of the slit is preferably 0.5 to 10 mm, and more preferably 1 to 8 mm.
  • the depth of the slit extending to the first layer side is preferably 0.1 to 10 mm, and more preferably 0.2 to 5 mm. Thereby, a good honeycomb-shaped formed body can be formed.
  • the region where the slits are formed on the first plate-like portion 7 and the slit formation pattern are not particularly limited and can be appropriately determined according to the intended use.
  • a slit formation pattern in a cross section orthogonal to the direction in which the forming raw material is extruded (flowed), polygons such as triangles, quadrangles, pentagons, hexagons, octagons, etc., rounds, these polygons and rounds A pattern formed by combining a plurality of the members is preferred.
  • the formation pattern of the slits 9 is a square in a cross section orthogonal to the direction in which the forming raw material is extruded.
  • the width of the slit can be appropriately determined depending on the shape of the honeycomb structure to be formed.
  • the slit width is 0.05 to 1.0 mm. Is preferably 0.06 to 0.5 mm.
  • a “hole 11” is formed in the first layer 7 a of the first plate-like portion 7.
  • the “hole 11” is formed so as to communicate with the back hole 5 formed in the second plate-like portion 3 and the slit 9 formed in the first plate-like portion 7.
  • the “hole 11” is a through hole formed in the first layer of the first plate-like portion 7. That is, the “hole 11” opens to the “surface on the side in contact with the second plate-like portion (the first joint surface 10 of the first plate-like portion 7)” of the second layer, and the second layer. This is a through-hole that opens to the “surface on the side in contact with the first layer (one surface 7ba of the second layer)” of the first layer. As shown in FIG.
  • the first joint surface 10 is a surface of the first plate-like portion 7 that is joined (contacted) to the second plate-like portion 3.
  • the forming raw material introduced from the back hole 5 formed in the second plate-like portion 3 passes through the “hole 11” and passes through the slit. Enter 9. Then, the forming raw material is extruded from the opening 9a of the slit to form a honeycomb-shaped formed body (honeycomb structure).
  • the hole 11 has a depth h (see FIG. 4A) of preferably 0.1 to 90 mm, and more preferably 0.2 to 65 mm.
  • a depth h see FIG. 4A
  • the depth h of the hole 11 is less than 0.1 mm, the strength of the first plate-shaped member may be easily lowered when the forming raw material is extruded.
  • the depth h of the hole is more than 90 mm, it is difficult to form the hole by processing the first plate-shaped member when the honeycomb structure forming die of the present embodiment is manufactured.
  • the “depth h of the hole portion 11” means, as shown in FIG. 4A, from the first joint surface 10 of the first plate-like portion 7 to one surface 7ba of the second layer 7b. Is the distance. Note that the depth of the hole 11 coincides with the thickness of the first layer 7a.
  • the diameter of the opening 11a of the hole is preferably 0.5 to 5.0 mm, and more preferably 0.8 to 3.0 mm.
  • the hole 11 can be formed by a method such as electrolytic machining (ECM machining), electric discharge machining (EDM machining), laser machining, machining such as drilling, and the like. Among these, electrolytic processing (ECM processing) is preferable because the hole 11 can be efficiently and accurately formed.
  • the space of the hole is preferably cylindrical.
  • the diameter (the diameter of the hole) in the “cross section perpendicular to the direction in which the forming raw material flows (the thickness direction of the first plate-shaped part)” of the hole is a constant value.
  • the diameter of the hole 11 is the same value as the “diameter of the opening 11a of the hole in the first joint surface 10”.
  • the number of holes 11 is preferably the same as the number of back holes.
  • the diameter d 1 of the “hole opening 11a (circular)” in the first joint surface 10 is the second joint surface. 6 is formed in the same size as the diameter D 1 of the “back hole opening 5 a (circular)”.
  • the second bonding surface 6 is a surface of the second plate-shaped portion 3 that is bonded (contacted) to the first plate-shaped portion 7.
  • the opening portion 11a of the hole in the first joint surface is an inlet portion (inflow portion of the forming raw material) of the through hole that opens in the first joint surface 10.
  • the “opening portion 5a of the back hole in the second joint surface” is the “exit portion on the second joint surface 6 side that opens in the second joint surface 6” of the back hole (extruding portion of the forming raw material). It is.
  • the ceramic raw material is supplied to the hole 11 at the same time as it passes through the outlet portion.
  • a ceramic honeycomb structure extruded by using the honeycomb structure forming die 1 of the present embodiment is a ceramic honeycomb structure including porous partition walls that partition and form a plurality of cells extending in the fluid flow direction.
  • a forming raw material used when manufacturing a ceramic honeycomb structure using the honeycomb structure forming die 1 of the present embodiment is a raw material in which water, a binder, a pore forming agent, and the like are mixed and kneaded with ceramic powder.
  • the die 1A for forming a honeycomb structure of the present embodiment is as follows. That is, as shown in FIG. 4B, in one embodiment of the honeycomb structure forming die of the present invention (see FIG. 4A), the diameter d 1 of the opening 11a of the hole in the first joint surface 10 is obtained. but the diameter D 1 of the opening 5a of the back holes in the second joint surface 6 is different sizes.
  • FIG. 4B is a schematic diagram showing a “cross section parallel to the thickness direction” of another embodiment of the die for forming a honeycomb structure of the present invention.
  • the back hole opening 5a in the second bonding surface 6 is located inside the hole opening 11a in the first bonding surface 10" is as follows. That is, the hole 11 having a large opening diameter communicates with the back hole 5 having a small opening diameter, and the outer periphery (outer edge) of the opening of the hole 11 and the outer periphery (outer edge) of the opening of the back hole 5 intersect. It means the state that is not.
  • the state in which the outer periphery (outer edge) of the opening of the back hole 5 is inscribed in the outer periphery (outer edge) of the opening of the hole 11 is “inside the opening 11 a of the hole in the first joint surface 10.
  • the opening 5a of the back hole in the second joint surface 6 is located ”.
  • the “diameter d 1 of the hole opening 11a in the first bonding surface 10” is “the diameter of the back hole opening 5a in the second bonding surface 6”. It is preferably 1.01 to 1.50 times D 1 ”. Thereby, the moldability at the time of shape
  • the ratio is smaller than 1.01, when the honeycomb structure forming die is manufactured, when the first plate-like portion and the second plate-like portion are joined, the opening of the hole and the opening of the back hole are formed. The part may shift.
  • it is larger than 1.50 times the back hole and the back hole may be connected to each other and a desired molded article may not be formed.
  • the die for forming a honeycomb structure 1B of the present embodiment is as follows. That is, as shown in FIG. 4C, in one embodiment of the honeycomb structure forming die of the present invention (see FIG. 4A), the diameter d 1 of the opening 11 a of the hole in the first joint surface 10. but the diameter D 1 of the opening 5a of the back holes in the second joint surface 6 is different sizes. Furthermore, the honeycomb structure forming die 1B of the present embodiment, as shown in FIG.
  • FIG. 4C is a schematic diagram showing a “cross section parallel to the thickness direction” of still another embodiment of the die for forming a honeycomb structure of the present invention.
  • the opening 11a of the hole in the first bonding surface 10 is located inside the opening 5a of the back hole in the second bonding surface 6" is as follows. That is, the back hole 5 having a large opening diameter communicates with the hole 11 having a small opening diameter, and the outer periphery (outer edge) of the opening of the back hole 5 and the outer periphery (outer edge) of the opening of the hole 11 intersect. It means the state that is not.
  • the state in which the outer periphery (outer edge) of the opening of the hole 11 is inscribed in the outer periphery (outer edge) of the opening of the back hole 5 is “inside the opening 5a of the back hole in the second bonding surface 6, The opening portion 11a of the hole in the first joint surface 10 is located ”.
  • the “diameter D 1 of the opening 5a of the back hole in the second bonding surface 6” is equal to the “diameter D 1 of the hole in the first bonding surface 10”.
  • the diameter d 1 ” is preferably 1.01 to 1.50 times. Thereby, the moldability at the time of shaping
  • the ratio is smaller than 1.01, when the honeycomb structure forming die is manufactured, when the first plate-like portion and the second plate-like portion are joined, the opening of the hole and the opening of the back hole are formed. The part may shift.
  • the honeycomb structure obtained when the honeycomb structure is formed is easily deformed.
  • the back hole and the back hole may be connected to each other and a desired molded article may not be formed.
  • the shape of the opening part of a hole part and the shape of the opening part of a back hole are not specifically limited, Circular is preferable.
  • the shape of the bottom portion 9 b of the slit is a curved shape protruding outward in a cross section perpendicular to the slit 9”. It is.
  • the “cross section orthogonal to the slit 9” is orthogonal to the slit 9 and parallel to the depth direction of the slit 9 (the direction from the surface of the first plate-shaped portion to the inside). Means a cross section.
  • the bottom portion 9 b of the slit is an end portion of the slit 9 on the “first bonding surface 10 side of the first plate-like portion 7” in a cross section orthogonal to the slit 9.
  • the shape of the bottom 9 b of the slit is a V-shape protruding outward in the cross section perpendicular to the slit 9”. Is also a preferred embodiment.
  • the shape of the bottom of the slit is a cross-section perpendicular to the slit”
  • the flat portion (straight) has the corners cut out linearly (C chamfering).
  • the shape ") is also a preferred embodiment.
  • the shape of the slit 9 becomes narrower from the opening 9 a toward the bottom 9 b of the slit in the cross section orthogonal to the slit 9.
  • the “tapered shape” is also a preferred embodiment. Examples of the shape of the slit include various shapes as described above.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a part of a cross section perpendicular to the slit 9 of still another embodiment (honeycomb structure forming die 1C) of the honeycomb structure forming die of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of a cross section perpendicular to the slit 9 of still another embodiment (honeycomb structure forming die 1D) of the honeycomb structure forming die of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a part of a cross section orthogonal to the slit 9 of still another embodiment (honeycomb structure forming die 1E) of the honeycomb structure forming die of the present invention.
  • the shape of the bottom portion 11 b of the hole portion 11 is convex outward in a cross section orthogonal to the surface 7 c of the first plate-like portion 7.
  • a curved shape is also a preferred embodiment.
  • the die for forming a honeycomb structure of the present invention has a “cross-sectional shape in which the shape of the bottom of the hole is orthogonal to the surface of the first plate-like part”, and “the corner part is outward in a flat shape (straight shape). “A shape formed in a convex curve” is also a preferred embodiment.
  • FIG. 8 the honeycomb structure forming die of the present invention, as shown in FIG.
  • the shape of the bottom 11 b of the hole 11 as follows is also a preferable aspect.
  • the shape of the bottom 11b of the hole 11 is “in the cross section perpendicular to the surface 7c of the first plate-like part 7”.
  • the shape ")" is also a preferred embodiment.
  • Examples of the shape of the bottom 11b of the hole 11 include various shapes as described above. Note that the honeycomb structure forming die 1E shown in FIG. 7 has a “flat shape (linear shape) in a cross section in which the shape of the bottom 11b of the hole 11 is perpendicular to the surface of the first plate-like portion. ) "".
  • the shape of the bottom 11b of the hole 11 is such that the corners are perpendicular to each other in a cross section orthogonal to the surface of the first plate-like part.
  • the shape of the bottom 9b of the slit 9 is a flat shape (straight) in a cross section orthogonal to the slit 9. It can also be said that the shape of the bottom 9b of the slit 9 is such that the corners are perpendicular to the cross section perpendicular to the slit 9.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a part of a cross section orthogonal to the surface 7c of the first plate-like portion 7 in still another embodiment (honeycomb structure forming die 1F) of the honeycomb structure forming die of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a part of a cross section orthogonal to the surface 7c of the first plate-like portion 7 of still another embodiment (honeycomb structure forming die 1G) of the honeycomb structure forming die of the present invention.
  • the die for forming a honeycomb structure of the present invention is formed along “the end of the slit on the first joint surface side of the first plate-like portion”, communicated with the slit, and from the width of the slit. It is preferable to have a buffer portion that is a space of a large width.
  • still another embodiment of the honeycomb structure forming die of the present invention is configured so that “the first joint surface of the first plate-like portion 7 of the slit 9” A buffer portion 21 which is a space communicating with the end portion on the “10 side” is formed.
  • the width A of the buffer unit 21 is larger than the width of the slit 9.
  • the buffer portion 21 is formed along the end portion of the entire slit 9 on the “first bonding surface 10 side of the first plate-like portion 7”.
  • the honeycomb structure forming die 1H has the buffer part 21 so that the forming raw material flowing from the back hole 5 can be easily put into the wide buffer part 21 before flowing into the narrow slit 9. Can be spread. Then, the forming raw material can be flowed into the slit 9 from the buffer portion 21. Thereby, it becomes easy to flow the molding material uniformly through the slit 9. Further, since the honeycomb structure forming die 1H has the buffer portion 21, the pressure loss when the forming raw material is extruded can be reduced.
  • the width A of the buffer portion 21 is preferably 0.1 to 4.0 mm, more preferably 0.2 to 3.0 mm, and particularly preferably 0.5 to 2.0 mm. If the width A of the buffer portion 21 is narrower than 0.1 mm, the effect of facilitating the uniform flow of the forming material through the slit 9 may be reduced. If the width A of the buffer portion 21 is wider than 4.0 mm, the base may be easily broken during molding. Further, the depth B of the buffer portion 21 is preferably 0.05 to 5.0 mm, more preferably 0.1 to 4.0 mm, and particularly preferably 0.5 to 2.0 mm. If the depth B of the buffer part 21 is shallower than 0.05 mm, the effect of facilitating the uniform flow of the forming material through the slit 9 may be reduced.
  • the depth of the buffer portion 21 is the length of the buffer portion 21 in the “thickness direction of the honeycomb structure forming die 1H”.
  • the shape of the buffer portion 21 is rectangular in the cross section perpendicular to the slit 9. That is, the shape of the bottom portion 21 a of the buffer portion 21 is a “flat shape (straight shape)” in a cross section orthogonal to the slit 9.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a part of a cross section perpendicular to the slit 9 of still another embodiment (honeycomb structure forming die 1H) of the honeycomb structure forming die of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a part of a cross section orthogonal to the slit 9 of still another embodiment (honeycomb structure forming die 1I) of the honeycomb structure forming die of the present invention.
  • the buffer portion 21 is formed and the bottom portion 21a of the buffer portion 21 has the following shape.
  • the shape of the bottom 21 a is preferably a “flat shape (straight shape) in which corners are cut off in a straight line (chamfered)”.
  • a honeycomb structure forming die in which a buffer portion having a “V-shaped” bottom is formed in a cross section perpendicular to the slit is also a preferable aspect.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a part of a cross section perpendicular to the slit 9 of still another embodiment (honeycomb structure forming die 1J) of the honeycomb structure forming die of the present invention.
  • the buffer portion 21 is formed, and the buffer portion 21 is preferably arranged as follows. That is, the buffer portion 21 is formed (arranged) so that the bottom portion 21a of the buffer portion overlaps the bottom portion 11b of the hole portion 11 in the thickness direction of the honeycomb structure forming die 1K.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a part of a cross section perpendicular to the slit 9 of still another embodiment (honeycomb structure forming die 1K) of the honeycomb structure forming die of the present invention.
  • Examples of the shape of the buffer portion 21 include various shapes such as the buffer portion of the honeycomb structure forming die 1H to 1K shown in FIGS.
  • the diameter of the opening of the hole is the same as the diameter of the opening of the back hole, and both the openings are shifted. This is an example of overlapping.
  • An embodiment in which the diameter of the opening of the hole is smaller than the diameter of the opening of the back hole, and the opening of the hole is disposed inside the opening of the back hole is also a preferable aspect.
  • the diameter of the opening of the hole is larger than the diameter of the opening of the back hole, and the opening of the back hole is arranged inside the opening of the hole.
  • the embodiment is also a preferred aspect.
  • the first layer of the first plate-like portion and the second layer of the first plate-like portion are of the same type of material. It is an example composed of An embodiment in which the first layer of the first plate-like portion and the second layer of the first plate-like portion are made of different kinds of materials is also a preferable embodiment.
  • the slit 9 formed in the die for forming a honeycomb structure of the present invention has two slits having the same shape as the slits 9 of the die for forming a honeycomb structure 1C to 1F shown in FIGS. It may be a combination of two or more.
  • the hole formed in the die for forming a honeycomb structure of the present invention has the same shape as the hole 11 of each of the die for forming a honeycomb structure 1F to 1H shown in FIGS. It may be a combination of two or more.
  • the buffer portion formed in the honeycomb structure forming die of the present invention has a buffer portion having the same shape as each of the buffer portions 21 of the honeycomb structure forming die 1H to 1K shown in FIGS. It may be a combination of two or more.
  • a method for manufacturing a honeycomb structure forming die for manufacturing a honeycomb structure forming die of the present invention is as follows. That is, the manufacturing method joins the first plate member and the “second plate member formed of a free-cutting material and having a back hole for introducing a forming raw material” This is a method for manufacturing a die for forming a honeycomb structure.
  • the first plate-like member is composed of a “first layer” and a “second layer disposed in the first layer”.
  • the first layer is preferably made of a tungsten carbide base cemented carbide having a Vickers hardness of 300 to 2000 HV and a Young's modulus of 200 to 600 GPa.
  • the second layer is preferably made of a tungsten carbide base cemented carbide having a Vickers hardness of 500 to 3000 HV and a Young's modulus of 400 to 700 GPa.
  • a hole is formed in the first layer so as to open on both sides.
  • the second layer is formed with slits so as to open on both sides.
  • the Vickers hardness and Young's modulus of the second layer are preferably larger than the Vickers hardness and Young's modulus of the first layer.
  • Second plate member A plurality of back holes 5 (through holes) are formed in a disk formed of free-cutting material to produce a second plate-like member (step (1)).
  • Each condition such as “the diameter of the opening” of the back hole 5 is preferably set as a preferable condition in the embodiment of the honeycomb structure forming die of the present invention.
  • ECM processing electrolytic processing
  • EDM processing electrical discharge processing
  • laser processing drilling, etc.
  • ECM processing electrolytic processing
  • the first plate-like member is preferably produced by joining the first cemented carbide plate and the second cemented carbide plate. Then, the first cemented carbide plate is formed by forming a plurality of hole forming through holes to be holes in a tungsten carbide based cemented carbide plate having a Vickers hardness of 300 to 2000 HV and a Young's modulus of 200 to 600 GPa. It is preferable to be manufactured.
  • the through hole for forming a hole is a portion that becomes a “hole in the manufactured honeycomb structure forming die”.
  • the second cemented carbide plate is preferably a tungsten carbide based cemented carbide plate having a Vickers hardness of 500 to 3000 HV and a Young's modulus of 400 to 700 GPa.
  • a plate shape in which no hole is formed Compared with the case where a hole is formed in this member, the manufacturing time is significantly shortened. This is because the time for forming the through hole in the plate-like member is shorter than the time for forming the hole in the plate-like member (a depression opened only on one side of the plate-like member). It is possible.
  • the Vickers hardness and Young's modulus of the second cemented carbide plate are preferably larger than the Vickers hardness and Young's modulus of the first cemented carbide plate.
  • the method for forming the through hole in the first cemented carbide plate is not particularly limited.
  • methods such as machining such as electrolytic machining (ECM machining), electric discharge machining (EDM machining), laser machining, and drilling can be suitably used.
  • ECM processing electrolytic processing
  • the method for joining the first cemented carbide plate and the second cemented carbide plate is not particularly limited. For example, it is preferable to join with an adhesive or a double-sided tape. Further, a joining method using a brazing material (brazing joining) or a joining method using a hot press (direct joining by hot pressing) may be used. Moreover, the joining method using both a brazing material and a hot press may be used.
  • the diameter d 1 of the opening of the hole 11 (hole forming through hole) and the diameter D 1 of the opening of the back hole 5 are the same. (See FIG. 4A).
  • the diameter d 1 and the diameter D 1 are different sizes.
  • the number of the holes 11 is the same as the number of the back holes 5, and the holes 11 are arranged at the same positions as the back holes 5 when the first plate member and the second plate member are joined. To be.
  • step (A) the second plate member and the first plate member are joined.
  • one surface of the second plate-shaped member is defined as a second bonding surface 6 (a surface to be the second bonding surface 6 of the second plate-shaped portion 3 (see FIG. 4A)).
  • the “first layer side surface” of the first plate-shaped member is defined as the first bonding surface 10 (the surface to be the first bonding surface 10 of the first plate-shaped portion 7 (see FIG. 4A)).
  • step (A) the first plate-like member and the second plate-like member are laminated with the second bonding surface and the first bonding surface facing each other, and the first plate-like member and The second plate member is joined. Thereby, it will be in the state where the 2nd joined surface of the 2nd plate-shaped member and the 1st joined surface of the 1st plate-shaped member were joined.
  • first plate-like member and the second plate-like member are laminated, it is preferable to arrange a bonding material between the first plate-like member and the second plate-like member. And it is preferable to join a 1st plate-shaped member and a 2nd plate-shaped member in the state which has arrange
  • the shape of the bonding material is preferably a film shape, a sheet shape, a plate shape, or the like.
  • the material of the bonding material is, for example, a metal or alloy including at least one selected from the group consisting of copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), nickel (Ni), and aluminum (Al). Preferably there is. Further, when sandwiched between the first plate-like member and the second plate-like member and pressurized (hot press) while heating, at least of the first plate-like portion and the second plate-like portion. It is preferable that it penetrates into one of the insides. By configuring the bonding material in this way, the bonding between the first plate-like portion and the second plate-like portion can be made favorable.
  • the bonding material is, for example, addition of palladium (Pd), silicon (Si), tin (Sn), cobalt (Co), phosphorus (P), manganese (Mn), zinc (Zn), boron (B), etc. It may further contain an agent. What further contains such an additive can lower the bonding temperature and improve the reliability.
  • the laminate of the first plate-like member and the second plate-like member is joined by hot pressing.
  • the temperature at which hot pressing is performed is preferably 900 to 1200 ° C, and more preferably 1000 to 1150 ° C. By heating at such a temperature, the first plate-like member and the second plate-like member can be bonded satisfactorily and strength reduction of the second plate-like member can be prevented.
  • the time for performing hot pressing is preferably 1 minute to 1 hour, more preferably 10 to 45 minutes. If it is shorter than 1 minute, the first plate member and the second plate member may not be bonded with a strong bonding strength.
  • the pressure at the time of hot pressing can be appropriately determined depending on the shape and size of the first plate-like member and the second plate-like member, but is preferably 0.01 to 100 MPa, preferably 0.1 More preferable is 10 MPa.
  • an apparatus for performing hot pressing for example, “FVHP-R manufactured by Fuji Denpa Kogyo Co., Ltd.” or the like can be used. *
  • a slit 9 communicating with the hole 11 and the back hole 5 is formed from the “surface (surface) opposite to the first bonding surface” of the first plate-shaped member to form a honeycomb structure.
  • a base 1 is obtained (see FIGS. 1 to 4A).
  • conventionally well-known methods such as a grinding process with a diamond grindstone, can be used suitably.
  • the planar shape (slit formation pattern) of the cell block 13 formed by the slits 9 is a quadrangle.
  • Each condition for the slit such as the slit formation pattern is preferably the same as the preferable condition in the embodiment of the honeycomb structure forming die of the present invention.
  • a back hole (through hole) having a diameter (diameter in a cross section perpendicular to the thickness direction of the plate-like member) of 2 mm is formed on the plate-like member (second plate-like member) made of stainless steel (SUS303) by electric discharge machining ( 2000 pieces were formed by EDM processing.
  • the shape of the back hole was a columnar shape (the cross section perpendicular to the thickness direction of the plate member was circular). Thereby, the “diameter of the opening of the back hole in the second joint surface” is 2 mm.
  • the shape of the second plate member was a disc shape having a diameter of 200 mm.
  • the thickness of the second plate member was 50 mm.
  • the region where the back hole was formed was a circular region centered on the center of the first plate-like member, and the region having a diameter of 150 mm.
  • the pitch of the back holes was 5 mm.
  • a first plate member was produced by joining the first cemented carbide plate and the second cemented carbide plate.
  • the first cemented carbide plate is the first layer in the first plate-like portion.
  • the second cemented carbide plate becomes the second layer in the second plate-like portion.
  • the first cemented carbide plate was produced by forming a plurality of hole-forming through-holes that become holes in a tungsten carbide-based cemented carbide plate having a Vickers hardness of 300 HV and a Young's modulus of 300 GPa.
  • the shape of the first cemented carbide plate was a disc shape having a diameter of 200 mm.
  • the thickness of the first cemented carbide plate was 1 mm.
  • the “diameter (diameter in the cross section perpendicular to the thickness direction of the plate member), number and pitch” of the through hole for hole formation is the same as the back hole of the second plate member, and is used for hole formation.
  • the position of the opening of the through hole and the position of the opening of the back hole were made to coincide with each other without deviation.
  • the second cemented carbide plate was a tungsten carbide based cemented carbide plate having a Vickers hardness of 2000 HV and a Young's modulus of 600 GPa. As described above, the Vickers hardness and Young's modulus of the second cemented carbide plate were larger than the Vickers hardness and Young's modulus of the first cemented carbide plate.
  • the method of forming a through hole in the first cemented carbide plate was an electrolytic processing method.
  • the method of joining the first cemented carbide plate and the second cemented carbide plate was a method of joining using an adhesive.
  • the first plate-like member and the second plate-like member were laminated with a bonding material disposed between them.
  • the first joining surface which is the “surface on the first cemented carbide plate side” of the first plate-like member, and the second It was made for the 2nd junction surface which is one side of the plate-shaped member of this to oppose.
  • the bonding material film-like aluminum (Al) having a thickness of 0.01 mm was used.
  • a laminate of the first plate member and the second plate member is hot-pressed for 0.5 hours under the conditions of 0.5 MPa and 900 ° C. 2 plate-like members were joined.
  • the “first plate member and the second plate member are laminated with a“ press plate member ”larger than the first plate member and the second plate member. It is preferable to sandwich the “thing (laminate)” and pressurize the laminate with the “press plate member”. Thereby, a laminated body can be pressurized uniformly.
  • “Hot pressing” means “pressing while heating”.
  • a slit is formed in the first plate-like member.
  • a honeycomb structure forming die having a structure as shown in FIGS. 1 to 4A was obtained.
  • the slits were formed in a lattice shape so as to communicate with the holes by a diamond grindstone.
  • the slit width was 0.5 mm, and the slit pitch was 5 mm.
  • the hole was positioned at the intersection of the slits.
  • the opening of the hole in the first bonding surface was coincident with the opening of the back hole in the second bonding surface.
  • the obtained honeycomb structure forming die was subjected to the following “observation of cracking” and “forming test”. The results are shown in Table 1. In Table 1, “yield” indicates the result of “molding test”.
  • a ceramic raw material As a ceramic raw material, a mixture of alumina, talc and kaolin is used. An organic binder is mixed with the mixture, water is added and kneaded, and a clay (molding raw material) is produced by a vacuum kneader. The obtained clay is molded by an extruder equipped with a honeycomb structure forming die to obtain a cylindrical honeycomb molded body (honeycomb structure). The operation for producing the honeycomb formed body is repeated 100 times. Thereafter, the occurrence of cracks is confirmed by observing the die for forming a honeycomb structure with a microscope (200 times).
  • a ceramic raw material As a ceramic raw material, a mixture of alumina, talc and kaolin is used. An organic binder is mixed with the mixture, water is added and kneaded, and a clay (molding raw material) is produced by a vacuum kneader. The obtained clay is molded by an extruder equipped with a honeycomb structure forming die to obtain a cylindrical honeycomb molded body (honeycomb structure). Next, the obtained honeycomb formed body is dried using a dielectric dryer, and then fired using a firing furnace to obtain a honeycomb structure. 100 honeycomb structures are produced by the above method. The obtained honeycomb structure is visually observed for the presence or absence of cell “distortion”.
  • Yield (100 ⁇ number of non-defective products / total number) (%) of non-defective products is calculated assuming that products without “distortion” are non-defective products and those with “distortion” are defective products.
  • Example 2 The diameter of the hole in the first plate-shaped portion is larger than the diameter of the back hole in the second plate-shaped portion, and the opening of the back hole in the second bonding surface is a hole in the first bonding surface.
  • a die for forming a honeycomb structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the die was arranged so as to be disposed inside the opening.
  • the diameter of the opening part of the hole part in the 1st joining surface was 2.0 mm.
  • the depth of the hole part was 5 mm.
  • the diameter of the opening part of the back hole in the 2nd joining surface was 1.5 mm.
  • the above-mentioned “observation of cracking” and “forming test” were performed on the die for forming a honeycomb structure. The results are shown in Table 1.
  • Example 3 The diameter of the back hole of the second plate-like part is made larger than the diameter of the hole part of the first plate-like part, and the opening of the hole part in the first joining surface is the back hole in the second joining surface.
  • a die for forming a honeycomb structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the die was arranged so as to be disposed inside the opening.
  • the opening part of the back hole in the 2nd joining surface was arrange
  • the diameter of the opening of the hole in the first joint surface was 2.0 mm.
  • the depth of the hole part was 5 mm.
  • the diameter of the opening part of the back hole in the 2nd joining surface was 1.5 mm.
  • the above-mentioned “observation of cracking” and “forming test” were performed on the die for forming a honeycomb structure. The results are shown in Table 1.
  • the first plate-like member was formed from a plate-like member (one-layer structure) made of a tungsten carbide-based cemented carbide (carbide) having a Vickers hardness of 2000 HV and a Young's modulus of 600 GPa.
  • a die for forming a honeycomb structure was produced.
  • the first plate-like member and the second plate-like member were joined in a state where the back hole and the hole were displaced.
  • the above-mentioned “observation of cracking” and “forming test” were performed on the die for forming a honeycomb structure. The results are shown in Table 1.
  • the honeycomb structure forming die of Examples 1 to 3 does not crack and has a long life.
  • the honeycomb structure forming die of Comparative Example 1 is found to be cracked and have a short life.
  • good formability can be obtained.
  • the die for forming a honeycomb structure of Comparative Example 1 the first plate-like member and the second plate-like member are joined with the back hole and the hole being displaced. It can be seen that during manufacturing, the formed honeycomb structure is easily distorted and the yield is poor.
  • the die for forming a honeycomb structure of the present invention can be used for producing a honeycomb structure used for a catalyst carrier, a filter for collecting fine particles in exhaust gas, and the like.

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Abstract

　鉄等により形成されるとともに裏孔５が形成された第２の板状部３と、裏孔５に連通する穴部１１が形成されるとともに、穴部１１に連通するスリット９が形成される、炭化タングステン基超硬合金製の第１の板状部７とを備え、第１の板状部７は、第２の板状部３側に配設された第１の層７ａと、第１の層７ａに配設された第２の層７ｂとから構成され、穴部１１が、第１の層７ａの両面に開孔するように形成され、スリット９が、第２の層７ｂの両面に開孔するように形成されたハニカム構造体成形用口金１。寿命の長いハニカム構造体成形用口金を提供する。

Description

ハニカム構造体成形用口金及びその製造方法
　本発明は、ハニカム構造体成形用口金及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、寿命が長いハニカム構造体成形用口金及びその製造方法に関する。
　従来、ハニカム構造体成形用口金は、例えば、両面に開口する複数の裏孔が形成された第２の板状部と、第２の板状部に形成された裏孔に連通するようにスリットが形成された第１の板状部とが、積層されて形成されている。このようなハニカム構造体成形用口金は、例えば、裏孔が形成された第２の板状部材と、第１の板状部材とが、ホットプレスにより接合され、第１の板状部材に、裏孔に連通するスリットが形成されて作製されている（例えば、特許文献１参照）。このようなハニカム構造体成形用口金は、セラミック原料を押出成形してセラミックハニカム構造体を製造するための、押出成形用の口金として用いられる。
　一方、上記のようなハニカム構造体成形用口金では、裏孔の直径に比べて、スリットの幅が非常に狭く形成されている。そのため、セラミック原料を裏孔から導入すると、裏孔内の圧力が高くなってスリットに応力が集中しやすい。したがって、スリットの摩耗や変形が生じやすく、問題となっていた。
　このような問題に対して、スリットの摩耗や変形を抑制しようとするハニカム構造体成形用口金が検討されている（例えば、特許文献２参照）。
　特許文献２に記載の口金は、成形するハニカム構造体の断面形状に対応する断面形状を有する格子状の成型溝と、成型溝に連通する複数の「断面が実質上四辺形の開孔（穴部）」とが形成された、耐磨耗性合金からなる成型部を備えるものである。さらに、特許文献２に記載の口金は、成型部の「「開孔」が形成される面」側に配設された、ダイス基部を備えるものである。ダイス基部には、成型部の「開孔」に連通するように通孔部（裏孔）が形成されている。
特開２００６－０５１６８２号公報 特公平０６－０２２８０６号公報
　上記特許文献２に記載の口金によれば、裏孔からセラミック原料を導入した際に、セラミック原料は、耐摩耗性合金から形成された開孔（穴部）を経由して、スリット内に導入される。そのため、特許文献２に記載の口金は、摩耗や変形が生じるという問題を、解消し得るものである。特に、裏孔が形成される板状部がステンレス鋼で形成され、穴部及びスリットが形成される板状部が耐摩耗性合金で形成されている口金の場合は、摩耗や変形を抑えることができる。
　しかし、特許文献２の口金は、開孔（穴部）を形成したため、耐摩耗性合金が大きく削られて、複数の大きな貫通孔が形成された状態になっている。そのため、第１の板状部は、割れ易くなっている。そして、第１の板状部が割れ易いため、口金の寿命が短くなるという新たな問題が生じている。
　そのため、口金の寿命を長くすることが求められている。
　本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものである。本発明のハニカム構造体成形用口金は、寿命が長いハニカム構造体成形用口金、及びそのような本発明のハニカム構造体成形用口金を効率的に製造することができるハニカム構造体成形用口金の製造方法を提供することを特徴とする。
　本発明によって、以下のハニカム構造体成形用口金及びその製造方法が提供される。
［１］　成形原料を導入するための裏孔が形成された第２の板状部と、前記裏孔に連通する穴部が形成されるとともに、前記穴部に連通するスリットが形成される、炭化タングステン基超硬合金製の第１の板状部とを備え、前記第２の板状部が、鉄、鋼材、アルミ合金、銅合金、チタン合金及びニッケル合金からなる群から選択される少なくとも一種により形成されたものであり、前記第１の板状部は、前記第２の板状部側に配設された第１の層と、前記第１の層に配設された第２の層とから構成され、前記穴部が、前記第１の層の両面に開孔するように形成され、前記スリットが、前記第２の層の両面に開孔するように形成されたハニカム構造体成形用口金。
［２］　前記第１の層の厚さが、０．１～９０ｍｍである［１］に記載のハニカム構造体成形用口金。
［３］　前記第２の層の厚さが、０．５～１０ｍｍである［１］又は［２］に記載のハニカム構造体成形用口金。
［４］　前記穴部の直径が、前記裏孔の直径とは異なる大きさである［１］～［３］のいずれかに記載のハニカム構造体成形用口金。
［５］　前記穴部の直径が、前記裏孔の直径よりも大きく、前記穴部の直径が、前記裏孔の直径の１．０１～１．５０倍である［４］に記載のハニカム構造体成形用口金。
［６］　前記裏孔の直径が、前記穴部の直径よりも大きく、前記裏孔の直径が、前記穴部の直径の１．０１～１．５０倍である［４］に記載のハニカム構造体成形用口金。
［７］　前記第１の層を構成する炭化タングステン基超硬合金と、前記第２の層を構成する炭化タングステン基超硬合金との種類が異なる［１］～［６］のいずれかに記載のハニカム構造体成形用口金。
［８］　前記第１の層は、ビッカース硬度が３００～２０００ＨＶであり、ヤング率が２００～６００ＧＰａである炭化タングステン基超硬合金によって構成され、前記第２の層は、ビッカース硬度が５００～３０００ＨＶであり、ヤング率が４００～７００ＧＰａである炭化タングステン基超硬合金によって構成され、前記第２の層のビッカース硬度及びヤング率が、前記第１の層のビッカース硬度及びヤング率よりも大きい［７］に記載のハニカム構造体成形用口金。
［９］　前記穴部の先端部分である底部の形状が、前記第１の板状部の表面に直交する断面において、平らな形状、平らな形状において角部が直線状に切り取られた形状、又は外側に凸の曲線状である［１］～［８］のいずれかに記載のハニカム構造体成形用口金。
［１０］　前記第１の板状部の前記第１の接合面側の、前記スリットの端部に沿って形成されるとともに、前記スリットに連通し、前記スリットの幅よりも大きな幅の空間であるバッファ部を有する［１］～［９］のいずれかに記載のハニカム構造体成形用口金。
［１１］　鉄、鋼材、アルミ合金、銅合金、チタン合金及びニッケル合金からなる群から選択される少なくとも一種により形成されるとともに成形原料を導入するための裏孔が形成された第２の板状部材と、炭化タングステン基超硬合金により構成された第１の層及び前記第１の層に配設された炭化タングステン基超硬合金により構成された第２の層から構成され、前記第１の層の両面に開孔するように穴部が形成され、前記第２の層の両面に開孔するようにスリットが形成された第１の板状部材と、を接合し、ハニカム構造体成形用口金を製造するハニカム構造体成形用口金の製造方法。
［１２］　ビッカース硬度３００～２０００ＨＶ、ヤング率２００～６００ＧＰａの炭化タングステン基超硬合金製の板に、前記穴部になる複数の穴部形成用貫通孔を形成して第１超硬合金板を作製し、ビッカース硬度５００～３０００ＨＶ、ヤング率４００～７００ＧＰａの炭化タングステン基超硬合金製の第２超硬合金板と、前記第１超硬合金板と、を接合して前記第１の板状部材を作製する［１１］に記載のハニカム構造体成形用口金の製造方法。
［１３］　前記第１の層が、ビッカース硬度３００～２０００ＨＶ、ヤング率２００～６００ＧＰａの炭化タングステン基超硬合金製であり、前記第２の層が、ビッカース硬度５００～３０００ＨＶ、ヤング率４００～７００ＧＰａの炭化タングステン基超硬合金製であり、前記第２の層のビッカース硬度及びヤング率が、前記第１の層のビッカース硬度及びヤング率よりも大きい［１１］又は［１２］に記載のハニカム構造体成形用口金の製造方法。
　本発明のハニカム構造体成形用口金は、第２の板状部と第１の板状部とを備えるものである。第２の板状部は、鉄、鋼材、アルミ合金、銅合金、チタン合金及びニッケル合金からなる群から選択される少なくとも一種により形成されたものである。更に、第２の板状部は、成形原料を導入するための裏孔が形成されたものである。第１の板状部は、炭化タングステン基超硬合金製である。更に、第１の板状部は、上記裏孔に連通する穴部が形成されるとともに、前記穴部に連通するスリットが形成されるものである。さらに、第１の板状部は、第１の層と第２の層とから構成されている。さらに、穴部は、第１の層の両面に開孔するように形成され、スリットは、第２の層の両面に開孔するように形成されている。このように、本発明のハニカム構造体成形用口金は、第１の板状部が第１の層及び第２の層の２層から構成されているため、押出成形時の応力が緩和され、破損等を防止することが可能となる。そのため、本発明のハニカム構造体成形用口金は、寿命が長いものである。
　本発明のハニカム構造体成形用口金の製造方法は、裏孔が形成された第２の板状部材と、「第１の層、及び、第１の層に配設された第２の層」から構成された第１の板状部材と、を接合して、ハニカム構造体成形用口金を製造する方法である。そして、第２の板状部材は、鉄、鋼材、アルミ合金、銅合金、チタン合金及びニッケル合金からなる群から選択される少なくとも一種により形成されたものである。そして、第１の層及び第２の層が、炭化タングステン基超硬合金により構成されている。更に、第１の層の両面に開孔するように穴部が形成され、第２の層の両面に開孔するようにスリットが形成されている。そのため、寿命の長いハニカム構造体成形用口金を製造することが可能となる。
本発明のハニカム構造体成形用口金の一の実施形態を模式的に示し、スリットが形成された第１の板状部側から見た斜視図である。 本発明のハニカム構造体成形用口金の一の実施形態を模式的に示し、裏孔が形成された第２の板状部側から見た斜視図である。 図１に示すハニカム構造体成形用口金の、第１の板状部側の表面の一部を示す拡大平面図である。 図３に示すハニカム構造体成形用口金のＡ－Ａ’断面を示す模式図である。 本発明のハニカム構造体成形用口金の他の実施形態の、厚さ方向に平行な断面を示す模式図である。 本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態の、厚さ方向に平行な断面を示す模式図である。 本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態の、スリットに直交する断面の一部を示す断面図である。 本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態の、スリットに直交する断面の一部を示す断面図である。 本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態の、スリットに直交する断面の一部を示す断面図である。 本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態の、第１の板状部の表面に直交する断面の一部を示す断面図である。 本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態の、第１の板状部の表面に直交する断面の一部を示す断面図である。 本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態の、スリットに直交する断面の一部を示す断面図である。 本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態の、スリットに直交する断面の一部を示す断面図である。 本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態の、スリットに直交する断面の一部を示す断面図である。 本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態の、スリットに直交する断面の一部を示す断面図である。
　以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら具体的に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。
（１）ハニカム構造体成形用口金：
　本発明のハニカム構造体成形用口金の一の実施形態について説明する。図１は、本発明のハニカム構造体成形用口金の一の実施形態を模式的に示し、スリットが形成された第１の板状部側から見た斜視図である。図２は、本発明のハニカム構造体成形用口金の一の実施形態を模式的に示し、裏孔が形成された第２の板状部側から見た斜視図である。図３は、図１に示すハニカム構造体成形用口金の、第１の板状部側の表面の一部を示す拡大平面図である。図４Ａは、図３に示すハニカム構造体成形用口金のＡ－Ａ’断面を示す模式図である。図４Ａに示されるハニカム構造体成形用口金は、第１の接合面における穴部の開口部が、第２の接合面における裏孔の開口部と一致するように配置されている状態を示している。
　図１～図４Ａに示されるように、本実施形態のハニカム構造体成形用口金１は、第２の板状部３と、炭化タングステン基超硬合金製の第１の板状部７とを備えるものである。第２の板状部３は、鉄、鋼材、アルミ合金、銅合金、チタン合金及びニッケル合金からなる群から選択される少なくとも一種により形成されたものである。更に、第２の板状部３は、成形原料を導入するための裏孔５が形成されたものである。第１の板状部７は、裏孔５に連通する穴部１１が形成されるとともに、穴部１１に連通するスリット９が形成されたものである。さらに、第１の板状部７は、第２の板状部３側に配設された第１の層７ａと、第１の層７ａに配設された第２の層７ｂとから構成されている。そして、穴部１１が、第１の層７ａの両面に開孔するように形成され、スリット９が、第２の層７ｂの両面に開孔するように形成されている。ハニカム構造体成形用口金１が、このように構成されることにより、口金の寿命が長くなる。
　本実施形態のハニカム構造体成形用口金の厚さは、特に限定されないが、５～１００ｍｍが好ましい。５ｍｍより薄いと、成形時に口金が破壊されることがある。１００ｍｍより厚いと、ハニカム構造体を成形する際に、圧力損失が高く、成形し難いことがある。
（１－１）第２の板状部：
　第２の板状部３は、鉄、鋼材、アルミ合金、銅合金、チタン合金及びニッケル合金からなる群から選択される少なくとも一種により形成された板状部材から構成される。鋼材とは、ステンレス鋼、ダイス鋼及びハイス鋼からなる群から選択される少なくとも一種のことである。第２の板状部３の材質としては、これらの中でも、鋼材が好ましく、ステンレス鋼が更に好ましい。尚、本明細書において、「鉄、鋼材、アルミ合金、銅合金、チタン合金及びニッケル合金からなる群から選択される少なくとも一種」のことを「快削材」と称することがある。「快削材」は、炭化タングステン基超硬合金と比較して、容易に研削加工することができる材質（材料）である。第２の板状部３は、スリットが形成されていないため、第１の板状部７に比べて、摩耗の問題が少ない。第２の板状部３は、上記「快削材」により形成されたものであるため、炭化タングステン基超硬合金に比べて、加工性に優れたものである。また、炭化タングステン基超硬合金より、上記「快削材」のほうが安価であるため、製造コストを低下させることが可能である。
　第２の板状部３の材質の一種である上記「ステンレス鋼」としては、公知のステンレス鋼を用いることができる。例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０３等を挙げることができる。
　また、上記第２の板状部３の大きさは、特に限定されず、用途に合わせて、所望の大きさにすることができる。ただし、第２の板状部３が円板状である場合、円板の直径（一方の面及び他方の面の直径）は、３０～５００ｍｍが好ましい。
　また、第２の板状部３の厚さについては、特に制限はなく、例えば、スリット形状、裏孔形状等を考慮して、用途に合わせて適宜決定することができる。
（裏孔）
　上記第２の板状部３には、成形原料を導入するための裏孔５が形成されている。「裏孔５」は、成形原料を導入するための貫通孔（第２の板状部３の両面に開口する孔）である。このハニカム構造体成形用口金１を用いてハニカム構造体を成形する場合に、裏孔５からハニカム構造体の成形原料が導入される。
　また、裏孔５の形状については、導入された成形原料を、穴部１１及びスリット９に導くことができるような形状であれば特に制限はない。例えば、裏孔の「成形原料が流れる方向（第２の板状部の厚さ方向）に直交する断面」における形状が、円形であることが好ましい。また、裏孔５の開口部の直径は、０．５～５．０ｍｍであることが好ましく、０．８～３．０ｍｍであることが更に好ましい。このような裏孔５は、例えば、電解加工（ＥＣＭ加工）、放電加工（ＥＤＭ加工）、レーザ加工、ドリル等の機械加工等の方法によって形成することができる。これらの方法の中でも、効率的に、精度良く裏孔５を形成することが可能であることより、電解加工（ＥＣＭ加工）が好ましい。裏孔の空間は、円柱形状であることが好ましい。この場合、裏孔の「成形原料が流れる方向（第２の板状部の厚さ方向）に直交する断面」における直径（裏孔の直径）が、一定の値となる。そして、この場合、裏孔の直径は、「第２の接合面における裏孔の開口部の直径」と同じ値になる。また、裏孔の個数は、特に限定されず、作製しようとするハニカム構造体の形状等に合わせて適宜決定することができる。
（１－２）第１の板状部：
　第１の板状部７は、炭化タングステン基超硬合金製の板状部材から構成される。そして、裏孔５の直径に比べて、スリット９の幅が非常に狭く形成されている。そのため、成形原料を押出成形する際に、裏孔５内の圧力が高くなって、スリット９に応力が集中し、摩耗したり変形したりする等の不具合が生じやすい。そのため、第１の板状部７は、耐摩耗性の高い材料である炭化タングステン基超硬合金によって形成されている。
　上記「炭化タングステン基超硬合金（超硬合金）」とは、炭化タングステンと結合材とが焼結した合金である。結合材は、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、及びクロム（Ｃｒ）からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属であることが好ましい。このような炭化タングステン基超硬合金は、耐摩耗性や機械的強度に特に優れている。
　また、上記第１の板状部７の大きさは、特に限定されず、用途に合わせて、所望の大きさにすることができる。ただし、第１の板状部７が円板状である場合、円板の直径は、３０～５００ｍｍが好ましい。第１の板状部７及び第２の板状部３が円板状である場合、第１の板状部７の直径は、第２の板状部材３の直径の９０～１００％が好ましい。
　なお、第１の板状部７の厚さは、０．６～９５ｍｍが好ましく、１．０～２０ｍｍが更に好ましい。また、第１の板状部７の厚さは、第２の板状部３の厚さの０．０５～５倍であることが好ましい。
　さらに、上記第１の板状部７は、第２の板状部３側に配設された第１の層７ａと、第１の層７ａに配設された第２の層７ｂとから構成されている。本実施形態のハニカム構造体成形用口金１は、このように第１の板状部が、第１の層７ａ及び第２の層７ｂの２層から構成されているため、押出成形時の応力を緩和することができ、破損を防止することができる。第１の層７ａと第２の層７ｂの材質は、同じ種類であってもよいが、異なる種類であってもよい。
（第１の層）
　第１の層７ａは、第１の板状部７を構成する一の層であり、第２の板状部３側に配置される層である。第１の層７ａには穴部１１が形成されている。さらに、第１の層７ａは、ビッカース硬度が３００～２０００ＨＶであり、ヤング率が２００～６００ＧＰａである超硬合金製の層であることが好ましい。第１の層７ａは、上記のようなビッカース硬度とヤング率を有する場合、穴部１１にかかる応力に耐え得る硬度と、靭性を備えた層となる。そのため、裏孔５から穴部１１に流入したセラミック原料の応力によって、第１の板状部７が割れるなどの不具合を防止でき、口金の寿命を長くすることができる。穴部１１は、第１の層７ａの両面に開孔するように形成されている。
　第１の層７ａのビッカース硬度は、３００～２０００ＨＶであることが好ましく、３００～１５００ＨＶであることが更に好ましい。上記所定のビッカース硬度を有することにより、第１の層７ａは、裏孔５から穴部１１に流入したセラミック原料の応力に耐え得る硬度を備えることができる。そのため、穴部１１が磨耗することを防ぐことができる。第１の層７ａのビッカース硬度が３００ＨＶ未満である場合には、強度不足で磨耗が生じることがある。また、第１の層７ａのビッカース硬度が２０００ＨＶ超である場合には、硬すぎることにより、第１の層７ａが割れ易くなることがある。
　また、第１の層７ａのヤング率は、２００～６００ＧＰａであることが好ましく、３００～５００ＧＰａであることが更に好ましい。これにより、第１の層７ａの破損を防止することができる。第１の層７ａのヤング率が、２００ＧＰａ未満である場合には、靭性が小さすぎることにより、割れてしまうなどの不具合が生じることがある。また、ヤング率が６００ＧＰａ超である場合には、靭性が大きすぎてしまい、穴部１１が変形してしまうおそれがある。穴部１１が変形した口金を使用してハニカム構造体を成形すると、ハニカム構造体に歪みが生じ、成形性が低下する。
（第２の層）
　第２の層７ｂは、第１の板状部７を構成する残りの一の層である。第２の層７ｂは、第１の層７ａに配設された層である。第２の層７ｂには、スリット９が形成され、スリット９は、第２の層７ｂの両面に開孔するように形成されている。「第２の層７ｂの両面」とは、第２の層７ｂの、第１の層７ａに接する（接合している）面と、当該「第１の層７ａに接する面」に対して反対側（裏側）の面との両方の面を意味する。スリットの成形原料吐出口を、スリット９の開口部９ａと称する。さらに、第２の層７ｂは、ビッカース硬度が５００～３０００ＨＶであり、ヤング率が４００～７００ＧＰａであることが好ましい。第２の層７ｂは、上記のようなビッカース硬度とヤング率を有する場合、スリット９にかかる応力に耐え得る靭性及び硬度を備えた層となる。そのため、スリット９の変形や磨耗を防ぐことができる。
　第２の層７ｂは、ビッカース硬度が５００～３０００ＨＶであることが好ましく、ビッカース硬度が２０００～３０００ＨＶであることが更に好ましい。上記のようなビッカース硬度を有することにより、第２の層７ｂの磨耗を抑制できることができる。第２の層７ｂのビッカース硬度が５００ＨＶ未満である場合には、硬度不足で簡単に磨耗が生じることがある。また、ビッカース硬度が３０００ＨＶ超である場合には、第２の層７ｂが割れやすくなることがある。
　第２の層７ｂは、ヤング率が４００～７００ＧＰａであることが好ましく、ヤング率が５００～７００ＧＰａであることが更に好ましい。第２の層７ｂは、上記のようなヤング率を有する場合、割れ難いものである。第２の層７ｂのヤング率が、４００ＧＰａ未満である場合には、靭性が小さすぎることにより、割れなどの不具合が生じやすくなることがある。また、ヤング率が７００ＧＰａ超であると、靭性が大きすぎることにより、第２の層７ｂが変形することがある。
（第１の層と第２の層との関係）
　さらに、本実施形態のハニカム構造体成形用口金は、第２の層７ｂのビッカース硬度とヤング率が、第１の層７ａのビッカース硬度とヤング率よりも大きいものであることが好ましい。すなわち、第２の層７ｂのビッカース硬度が、第１の層７ａのビッカース硬度よりも大きく、第２の層７ｂのヤング率が、第１の層７ａのヤング率よりも大きいことが好ましい。このような関係にすることで、スリット９が形成された第２の層７ｂが、摩耗し難いものとなり、穴部１１が形成された第１の層７ａが、割れ難いものとなる。そして、磨耗を抑制する第２の層７ｂと、割れを抑制する第１の層７ａとにより、ハニカム構造体成形用口金の寿命を、より長くすることができる。
　本実施形態のハニカム構造体成形用口金においては、第２の層７ｂのビッカース硬度が第１の層７ａのビッカース硬度よりも、１０００～２５００ＨＶ大きく、第２の層７ｂのヤング率が、第１の層７ａのヤング率よりも５０～３００ＧＰａ大きいことが好ましい。これにより、耐摩耗性を備えた第２の層７ｂと、高い靭性を備えた第１の層７ａを確実に第１の板状部７に形成することができ、口金の寿命を長くすることができる。
　また、第１の層７ａの厚さが、０．１～９０ｍｍであることが好ましく、第１の層７ａの厚さが、０．２～６５ｍｍであることが更に好ましい。第１の層７ａが上記範囲内の厚さに形成されることにより、第２の板状部の摩耗を効果的に抑制することができる。第１の層７ａの厚さが、０．１ｍｍ未満であると、第２の板状部が摩耗し易くなることがある。また、第１の層７ａの厚さが、９０ｍｍ超であると、ハニカム構造体成形用口金の厚さが厚くなりすぎ、押出成形時の圧力が高くなりすぎることがある。
　また、第２の層７ｂの厚さが、０．５～１０ｍｍであることが好ましく、１～６ｍｍであることが更に好ましい。第２の層７ｂが上記範囲内の厚さに形成されることにより、押出成形されたハニカム構造体の変形を抑制することが可能となる。第２の層７ｂの厚さが、０．５ｍｍ未満であると、押出成形されたハニカム構造体の形状が変形することがある。第２の層７ｂの磨耗や変形が生じる虞がある。また、第２の層７ｂの厚さが、１０ｍｍ超であると、第２の層７ｂの厚さが厚くなり、スリットの深さ（成形原料を押し出す方向におけるスリットの長さ）が深くなりすぎるため、押出成形時の圧力が高くなりすぎることがある。
（スリット）
　第１の板状部７には、穴部１１に連通し、成形原料を成形するためのスリット９が形成される。スリットは、第１の板状部７に形成された隙間（切れ込み）である。裏孔５から導入された成形原料が、ハニカム構造体成形用口金内で上記スリット９に入り、さらに、スリット９の開口部９ａから成形原料が押し出されて、ハニカム形状の成形体が形成される。
　スリット９は、第２の層の両面に開孔するように形成されている。スリットは、第２の層のみに形成されていてもよいが、第１の層にも形成されていることが好ましい。第１の層に形成されるときには、第２の層に形成されたスリットが第１の層側に延長されるようにして第１の層に形成されることが好ましい。この場合、第１の層に形成されるスリットは、第１の層の、「第２の層に接する面」に形成されることになる。また、この場合、スリットの深さが、第２の層の厚さよりも深く形成されていることになる。スリットの深さは、０．５～１０ｍｍであることが好ましく、１～８ｍｍであることが更に好ましい。スリットの、第１の層側に延長された部分の深さは、０．１～１０ｍｍであることが好ましく、０．２～５ｍｍであることが更に好ましい。これにより、良好なハニカム形状の成形体を形成することができる。
　第１の板状部７上のスリットが形成される領域や、スリットの形成パターンは、特に限定されず、用途に合わせて、適宜決定することができる。たとえば、スリットの形成パターンとしては、成形原料が押し出される（流れる）方向に直交する断面において、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形、丸形、これらの多角形及び丸形の中の複数個が組み合されて形成されたパターン等が好ましい。例えば、図１～図３に示されるハニカム構造体成形用口金１においては、成形原料が押し出される方向に直交する断面において、スリット９の形成パターンは、四角形である。
　また、スリットの幅については、成形するハニカム構造体の形状によって適宜決定することができる。例えば、一般的な排ガスフィルター用又は触媒担体用のセラミックハニカム構造体を押出成形するためのハニカム構造体成形用口金を製造するためには、スリットの幅が０．０５～１．０ｍｍであることが好ましく、０．０６～０．５ｍｍであることが更に好ましい。
（穴部）
　さらに、第１の板状部７の第１の層７ａには、「穴部１１」が形成されている。この「穴部１１」は、第２の板状部３に形成される裏孔５、及び、第１の板状部７に形成されるスリット９に連通するように形成される。また、この「穴部１１」は、第１の板状部７の第１の層に形成された貫通孔である。すなわち、「穴部１１」は、第２の層の「第２の板状部に接する側の面（第１の板状部７の第１の接合面１０）」に開口するとともに、第２の層の「第１の層に接する側の面（第２の層の一方の面７ｂａ）」に開口する貫通孔である。第１の接合面１０は、図４Ａに示されるように、第１の板状部７の、第２の板状部３に接合されている（接している）面である。このような「穴部１１」が形成されることにより、第２の板状部３に形成された裏孔５から導入された成形原料が、この「穴部１１」を通過して、上記スリット９に入る。そして、スリットの開口部９ａから成形原料が押し出され、ハニカム形状の成形体（ハニカム構造体）が形成される。
　穴部１１は、深さｈ（図４Ａ参照）が０．１～９０ｍｍであることが好ましく、０．２～６５ｍｍであることが更に好ましい。このように、穴部１１の深さｈが上記範囲であることにより、第２の板状部の摩耗を効果的に抑制することができる。穴部の深さｈが、０．１ｍｍ未満であると、成形原料を押出成形する際に、第１の板状部材の強度が低下し易くなることがある。穴部の深さｈが、９０ｍｍ超であると、本実施形態のハニカム構造体成形用口金を作製する際に、第１の板状部材を加工して穴部を形成することが困難となることがある。ここで、「穴部１１の深さｈ」とは、図４Ａに示されるように、第１の板状部７の第１の接合面１０から、第２の層７ｂの一方の面７ｂａまでの距離である。なお、この穴部１１の深さは、第１の層７ａの厚さと一致する。
　穴部の開口部１１ａの直径は、０．５～５．０ｍｍであることが好ましく、０．８～３．０ｍｍであることが更に好ましい。穴部１１は、例えば、電解加工（ＥＣＭ加工）、放電加工（ＥＤＭ加工）、レーザ加工、ドリル等の機械加工等の方法によって形成することができる。これらの中でも、効率的に、精度良く穴部１１を形成することが可能であることより、電解加工（ＥＣＭ加工）が好ましい。穴部の空間は、円柱形状であることが好ましい。この場合、穴部の「成形原料が流れる方向（第１の板状部の厚さ方向）に直交する断面」における直径（穴部の直径）が、一定の値となる。そして、この場合、穴部１１の直径は、「第１の接合面１０における穴部の開口部１１ａの直径」と同じ値になる。また、穴部１１の個数は、裏孔の個数と同じであることが好ましい。
（穴部の開口部と裏孔の開口部との関係）
　図４Ａに示されるように、本実施形態のハニカム構造体成形用口金１は、第１の接合面１０における「穴部の開口部１１ａ（円形）」の直径ｄ１が、第２の接合面６における「裏孔の開口部５ａ（円形）」の直径Ｄ１と同じ大きさに形成されている。ここで、第２の接合面６は、図４Ａに示されるように、第２の板状部３の、第１の板状部７に接合されている（接している）面である。
　「第１の接合面における穴部の開口部１１ａ」は、第１の接合面１０に開口する、貫通孔の入口部分（成形原料の流入部分）である。また、「第２の接合面における裏孔の開口部５ａ」は、裏孔の「第２の接合面６に開口する、第２の接合面６側の出口部分」（成形原料の出口部分）である。セラミック原料は、この出口部分を通過すると同時に、穴部１１に供給される。
　本実施形態のハニカム構造体成形用口金１を用いて押出成形されるセラミックハニカム構造体は、流体の流通方向に延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備えたセラミックハニカム構造体である。本実施形態のハニカム構造体成形用口金１を用いてセラミックハニカム構造体を製造する際に用いる成形原料は、セラミック粉末に水、バインダ、造孔剤等が混合、混練された原料である。
（１－３）本発明のハニカム構造体成形用口金の他の実施形態：
　次に、本発明のハニカム構造体成形用口金の他の実施形態について説明する。本実施形態のハニカム構造体成形用口金１Ａは、以下のとおりである。すなわち、図４Ｂに示されるように、上記本発明のハニカム構造体成形用口金の一の実施形態（図４Ａを参照）において、第１の接合面１０における穴部の開口部１１ａの直径ｄ１が、第２の接合面６における裏孔の開口部５ａの直径Ｄ１とは異なる大きさである。更に、本実施形態のハニカム構造体成形用口金１Ａは、図４Ｂに示されるように、第１の接合面１０における穴部１１の開口部の直径ｄ１は、第２の接合面６における上記裏孔５の開口部の直径Ｄ１よりも大きく形成されている。そして、第１の接合面１０における穴部の開口部１１ａの内側に、第２の接合面６における裏孔の開口部５ａが位置するように、穴部の開口部１１ａと裏孔の開口部５ａとが配置されている。そのため、穴部１１内の成形原料が均一な流れになり、均一な圧力でスリット内に導入される。これにより、成形されるハニカム形状の成形体の形状が変形することを防止することができる。図４Ｂは、本発明のハニカム構造体成形用口金の他の実施形態の「厚さ方向に平行な断面」を示す模式図である。
　「第１の接合面１０における穴部の開口部１１ａの内側に、第２の接合面６における裏孔の開口部５ａが位置する」とは、以下の通りである。すなわち、開口径の大きな穴部１１と開口径の小さな裏孔５とが連通するとともに、穴部１１の開口部の外周（外縁）と裏孔５の開口部の外周（外縁）とが、交差していない状態を意味する。尚、裏孔５の開口部の外周（外縁）が、穴部１１の開口部の外周（外縁）に内接する状態は、「第１の接合面１０における穴部の開口部１１ａの内側に、第２の接合面６における裏孔の開口部５ａが位置する」に含まれる。
　本実施形態のハニカム構造体成形用口金１Ａは、「第１の接合面１０における穴部の開口部１１ａの直径ｄ１」が、「第２の接合面６における裏孔の開口部５ａの直径Ｄ１」の１．０１～１．５０倍であることが好ましい。これにより、ハニカム構造の成形体を成形する際の成形性を向上させることができる。１．０１倍より小さいと、ハニカム構造体成形用口金を製造する際に、第１の板状部と第２の板状部とを接合したときに、穴部の開口部と裏孔の開口部とが、ずれることがある。１．５０倍より大きいと、裏孔と裏孔とが連結して、所望の成形体を成形できないことがある。
（１－４）本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態：
　次に、本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態について説明する。本実施形態のハニカム構造体成形用口金１Ｂは、以下のとおりである。すなわち、図４Ｃに示されるように、上記本発明のハニカム構造体成形用口金の一の実施形態（図４Ａを参照）において、第１の接合面１０における穴部の開口部１１ａの直径ｄ１が、第２の接合面６における裏孔の開口部５ａの直径Ｄ１とは異なる大きさである。更に、本実施形態のハニカム構造体成形用口金１Ｂは、図４Ｃに示されるように、第２の接合面における上記裏孔５の開口部の直径Ｄ１は、第１の接合面における穴部１１の開口部の直径ｄ１よりも大きく形成されている。そして、第２の接合面６における裏孔の開口部５ａの内側に、第１の接合面１０における穴部の開口部１１ａが位置するように、穴部の開口部１１ａと裏孔の開口部５ａとが配置されている。そのため、穴部１１内の成形原料が均一な流れになり、均一な圧力でスリット内に導入される。これにより、成形されるハニカム形状の成形体の形状が変形することを防止することができる。図４Ｃは、本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態の「厚さ方向に平行な断面」を示す模式図である。
　「第２の接合面６における裏孔の開口部５ａの内側に、第１の接合面１０における穴部の開口部１１ａが位置する」とは、以下の通りである。すなわち、開口径の大きな裏孔５と開口径の小さな穴部１１とが連通するとともに、裏孔５の開口部の外周（外縁）と穴部１１の開口部の外周（外縁）とが、交差していない状態を意味する。尚、穴部１１の開口部の外周（外縁）が、裏孔５の開口部の外周（外縁）に内接する状態は、「第２の接合面６における裏孔の開口部５ａの内側に、第１の接合面１０における穴部の開口部１１ａが位置する」に含まれる。
　本実施形態のハニカム構造体成形用口金１Ｃは、「第２の接合面６における裏孔の開口部５ａの直径Ｄ１」が、上記「第１の接合面１０における穴部の開口部１１ａの直径ｄ１」の１．０１～１．５０倍であることが好ましい。これにより、ハニカム構造の成形体（ハニカム構造体）を成形する際の成形性を向上させることができる。１．０１倍より小さいと、ハニカム構造体成形用口金を製造する際に、第１の板状部と第２の板状部とを接合したときに、穴部の開口部と裏孔の開口部とが、ずれることがある。穴部の開口部と裏孔の開口部とが、ずれると、ハニカム構造体を成形する際に得られるハニカム構造体が変形し易くなる。１．５０倍より大きいと、裏孔と裏孔とが連結して、所望の成形体を成形できないことがある。穴部の開口部の形状、及び裏孔の開口部の形状は、特に限定されないが、円形が好ましい。
　本発明のハニカム構造体成形用口金においては、図５に示されるように、「スリットの底部９ｂの形状が、スリット９に直交する断面において、外側に凸の曲線状」であるものも好ましい態様である。ここで、本明細書において「スリット９に直交する断面」というときは、スリット９に直交するとともに、スリット９の深さ方向（第１の板状部の表面から内部に向かう方向）に平行な断面であることを意味する。スリットの底部９ｂは、スリット９に直交する断面において、スリット９の「第１の板状部７の第１の接合面１０側」の端部である。尚、スリット９の、「第１の板状部７の表面７ｃ側」の端部が、スリット９の開口部９ａになる。また、本発明のハニカム構造体成形用口金においては、図６に示されるように、「スリットの底部９ｂの形状が、スリット９に直交する断面において、外側に凸のＶ字状」であるものも好ましい態様である。また、本発明のハニカム構造体成形用口金においては、「スリットの底部の形状が、スリットに直交する断面において、「平らな形状（直線状）において角部が直線状に切り取られた（Ｃ面取りされた）形状」」であるものも好ましい態様である。また、本発明のハニカム構造体成形用口金においては、図７に示されるように、「スリット９の形状が、スリット９に直交する断面において、開口部９ａからスリットの底部９ｂに向かって細くなるようなテーパー状」であるものも好ましい態様である。スリットの形状としては、上記のような種々の形状を挙げることができる。図５は、本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態（ハニカム構造体成形用口金１Ｃ）の、スリット９に直交する断面の一部を示す断面図である。図６は、本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態（ハニカム構造体成形用口金１Ｄ）の、スリット９に直交する断面の一部を示す断面図である。図７は、本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態（ハニカム構造体成形用口金１Ｅ）の、スリット９に直交する断面の一部を示す断面図である。
　本発明のハニカム構造体成形用口金においては、図８に示されるように、穴部１１の底部１１ｂの形状が、第１の板状部７の表面７ｃに直交する断面において、外側に凸の曲線状であるものも好ましい態様である。また、本発明のハニカム構造体成形用口金は、「穴部の底部の形状が、第１の板状部の表面に直交する断面において、「平らな形状（直線状）において角部が外側に凸の曲線状に形成された形状」」であることも好ましい態様である。また、本発明のハニカム構造体成形用口金においては、図９に示されるように、穴部１１の底部１１ｂの形状が以下のようなものも、好ましい態様である。つまり、穴部１１の底部１１ｂの形状が、「第１の板状部７の表面７ｃに直交する断面において、「平らな形状（直線状）において角部が直線状に切り取られた（Ｃ面取りされた）形状」」であるものも好ましい態様である。穴部１１の底部１１ｂの形状としては、上記のような種々の形状を挙げることができる。尚、上記、図７に示されるハニカム構造体成形用口金１Ｅは、「穴部１１の底部１１ｂの形状が、第１の板状部の表面に直交する断面において、「平らな形状（直線状）」」である。これは、穴部１１の底部１１ｂの形状が、第１の板状部の表面に直交する断面において、角部が直角になるような形状であるということもできる。また、図８，図９に示されるハニカム構造体成形用口金１Ｆ，１Ｇにおいては、スリット９の底部９ｂの形状は、スリット９に直交する断面において、平らな形状（直線状）である。これは、スリット９の底部９ｂの形状が、スリット９に直交する断面において、角部が直角になるような形状であるということもできる。図８は、本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態（ハニカム構造体成形用口金１Ｆ）の、第１の板状部７の表面７ｃに直交する断面の一部を示す断面図である。図９は、本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態（ハニカム構造体成形用口金１Ｇ）の、第１の板状部７の表面７ｃに直交する断面の一部を示す断面図である。
　本発明のハニカム構造体成形用口金は、「「第１の板状部の第１の接合面側の、スリットの端部」に沿って形成されるとともに、スリットに連通し、スリットの幅よりも大きな幅の空間である」バッファ部、を有することが好ましい。図１０に示されるように、本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態は、スリット９に直交する断面において、スリット９の「第１の板状部７の第１の接合面１０側」の端部に連通する空間であるバッファ部２１が形成されたものである。バッファ部２１の幅Ａは、スリット９の幅よりも大きい。バッファ部２１は、スリット９全体の「第１の板状部７の第１の接合面１０側」の端部に沿うように形成されている。ハニカム構造体成形用口金１Ｈは、バッファ部２１を有することにより、裏孔５から流入させた成形原料を、幅の狭いスリット９内に流入させる前に、幅の広いバッファ部２１内に容易に広げることができる。そして、成形原料を、バッファ部２１からスリット９内に流入させることができる。これにより、成形原料をスリット９全体に、均一に流し易くなる。また、ハニカム構造体成形用口金１Ｈが、バッファ部２１を有することにより、成形原料を押出成形する際の圧力損失を小さくすることができる。バッファ部２１の幅Ａは、０．１～４．０ｍｍが好ましく、０．２～３．０ｍｍが更に好ましく、０．５～２．０ｍｍが特に好ましい。バッファ部２１の幅Ａが０．１ｍｍより狭いと、成形原料をスリット９全体に、均一に流し易くする効果が低減することがある。バッファ部２１の幅Ａが４．０ｍｍより広いと、成形時に口金が破壊され易くなることがある。また、バッファ部２１の深さＢは、０．０５～５．０ｍｍが好ましく、０．１～４．０ｍｍが更に好ましく、０．５～２．０ｍｍが特に好ましい。バッファ部２１の深さＢが、０．０５ｍｍより浅いと、成形原料をスリット９全体に、均一に流し易くする効果が低減することがある。バッファ部２１の深さＢが、５．０ｍｍより深いと、加工が困難となることがある。バッファ部２１の深さとは、バッファ部２１の、「ハニカム構造体成形用口金１Ｈの厚さ方向」における長さのことである。尚、ハニカム構造体成形用口金１Ｈにおいては、スリット９に直交する断面において、バッファ部２１の形状が長方形である。すなわち、バッファ部２１の底部２１ａの形状が、スリット９に直交する断面において、「平らな形状（直線状）」である。また、バッファ部２１の「底部２１ａに対して反対側の端部２１ｂ」の、ハニカム構造体成形用口金１Ｈの厚さ方向における位置は、スリット９に直交する断面において、穴部１１の底部１１ｂと同じ位置であることが好ましい態様である。バッファ部２１の「底部２１ａに対して反対側の端部２１ｂ」は、バッファ部２１の「スリット９に繋がっている」端部である。図１０は、本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態（ハニカム構造体成形用口金１Ｈ）の、スリット９に直交する断面の一部を示す断面図である。
　本発明のハニカム構造体成形用口金においては、図１１に示されるように、バッファ部２１が形成されるとともに、スリット９に直交する断面において、バッファ部２１の底部２１ａの形状が、外側に凸の曲線状であるものも好ましい態様である。図１１は、本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態（ハニカム構造体成形用口金１Ｉ）の、スリット９に直交する断面の一部を示す断面図である。
　本発明のハニカム構造体成形用口金においては、図１２に示されるように、バッファ部２１が形成されるとともに、バッファ部２１の底部２１ａが、以下のような形状であることも好ましい態様である。すなわち、スリット９に直交する断面において、底部２１ａの形状が、「平らな形状（直線状）において角部が直線状に切り取られた（Ｃ面取りされた）形状」であることが好ましい態様である。また、スリットに直交する断面において、底部の形状が「Ｖ字状」のバッファ部が形成された、ハニカム構造体成形用口金も好ましい態様である。図１２は、本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態（ハニカム構造体成形用口金１Ｊ）の、スリット９に直交する断面の一部を示す断面図である。
　本発明のハニカム構造体成形用口金においては、図１３に示されるように、バッファ部２１が形成されるとともに、バッファ部２１の配置が、以下のような配置であることも好ましい態様である。すなわち、ハニカム構造体成形用口金１Ｋの厚さ方向において、バッファ部の底部２１ａが穴部１１の底部１１ｂと重なるように、バッファ部２１が形成（配置）されていることも、好ましい態様の１つである。図１３は、本発明のハニカム構造体成形用口金の更に他の実施形態（ハニカム構造体成形用口金１Ｋ）の、スリット９に直交する断面の一部を示す断面図である。バッファ部２１の形状としては、例えば、上記図１０～図１３に示されるハニカム構造体成形用口金１Ｈ～１Ｋのバッファ部のように、種々の形状を挙げることができる。
　なお、図５～図１３に示されるハニカム構造体成形用口金１Ｃ～１Ｋは、穴部の開口部の直径が、裏孔の開口部の直径と同じ長さであり、両開口部がずれることなく重なっている例である。穴部の開口部の直径が、裏孔の開口部の直径よりも小さく、穴部の開口部が裏孔の開口部の内側に配置された実施形態も好ましい態様である。更に、ハニカム構造体成形用口金１Ｃ～１Ｋにおいて、穴部の開口部の直径が、裏孔の開口部の直径よりも大きく、裏孔の開口部が穴部の開口部の内側に配置された実施形態も好ましい態様である。また、図５～図１３に示されるハニカム構造体成形用口金１Ｃ～１Ｋは、第１の板状部の第１の層と第１の板状部の第２の層とが同じ種類の材質で構成された例である。そして、第１の板状部の第１の層と第１の板状部の第２の層とが異なる種類の材質で構成された実施形態も好ましい形態である。また、本発明のハニカム構造体成形用口金に形成されるスリット９は、図５～図８に示されるハニカム構造体成形用口金１Ｃ～１Ｆのそれぞれのスリット９の形状と同じ形状のスリットが２つ以上組み合わされたもの、であってもよい。また、本発明のハニカム構造体成形用口金に形成される穴部は、図８～図１０に示されるハニカム構造体成形用口金１Ｆ～１Ｈのそれぞれの穴部１１の形状と同じ形状の穴部が２つ以上組み合わされたもの、であってもよい。また、本発明のハニカム構造体成形用口金に形成されるバッファ部は、図１０～図１３に示されるハニカム構造体成形用口金１Ｈ～１Ｋのそれぞれのバッファ部２１の形状と同じ形状のバッファ部が２つ以上組み合わされたもの、であってもよい。
（２）本発明のハニカム構造体成形用口金の製造方法：
　次に、図１～図４Ａに示される本発明のハニカム構造体成形用口金（ハニカム構造体成形用口金１）を製造する方法である、本発明のハニカム構造体成形用口金の製造方法の一の実施形態について説明する。本発明のハニカム構造体成形用口金を製造するハニカム構造体成形用口金の製造方法は、以下の通りである。すなわち、当該製造方法は、「快削材により形成されるとともに、成形原料を導入するための裏孔が形成された第２の板状部材」と、第１の板状部材とを接合し、ハニカム構造体成形用口金を製造する方法である。第１の板状部材は「第１の層」及び「第１の層に配設された第２の層」から構成されている。第１の層は、ビッカース硬度３００～２０００ＨＶ、ヤング率２００～６００ＧＰａの炭化タングステン基超硬合金製であることが好ましい。第２の層は、ビッカース硬度５００～３０００ＨＶ、ヤング率４００～７００ＧＰａの炭化タングステン基超硬合金製であることが好ましい。第１の層には、両面に開孔するように穴部が形成されている。また、第２の層には、両面に開孔するようにスリットが形成されている。また、第２の層のビッカース硬度及びヤング率が、第１の層のビッカース硬度及びヤング率よりも大きいことが好ましい。上記のような方法でハニカム構造体成形用口金を製造することにより、得られたハニカム構造体成形用口金の寿命が長くなる。
（２－１）第２の板状部材：
　快削材により形成された円板に、複数の裏孔５（貫通孔）を形成して、第２の板状部材を作製する（工程（１））。裏孔５の「開口部の直径」等の各条件は、上記本発明のハニカム構造体成形用口金の一の実施形態において好ましいとされた条件とすることが好ましい。
　裏孔５を形成する方法については特に制限はないが、例えば、電解加工（ＥＣＭ加工）、放電加工（ＥＤＭ加工）、レーザ加工、ドリル等の機械加工等の方法を好適に用いることができる。これらのなかでも、電解加工（ＥＣＭ加工）を用いることが好ましい。電解加工（ＥＣＭ加工）を用いることにより、効率的に寸法精度の高い裏孔を形成することができる。
（２－２）第１の板状部材：
　第１の板状部材は、第１超硬合金板と第２超硬合金板とを接合することにより作製することが好ましい。そして、第１超硬合金板は、ビッカース硬度３００～２０００ＨＶ、ヤング率２００～６００ＧＰａの炭化タングステン基超硬合金製の板に、穴部になる複数の穴部形成用貫通孔を形成することにより、作製されることが好ましい。穴部形成用貫通孔は、「作製されるハニカム構造体成形用口金における」穴部になる部分である。また、第２超硬合金板は、ビッカース硬度５００～３０００ＨＶ、ヤング率４００～７００ＧＰａの炭化タングステン基超硬合金の板であることが好ましい。上記のように、あらかじめ貫通孔が形成された第１超硬合金板に第２超硬合金板を接合して第１の板状部材を作製することにより、穴部が形成されていない板状の部材に穴部を形成する場合と比べて、製造時間が大幅に短縮される。これは、板状の部材に穴部（板状部材の片面のみに開孔している窪み）を形成する時間よりも、板状の部材に貫通孔を形成する時間のほうが、短くすることが可能であるからである。
　第２超硬合金板のビッカース硬度とヤング率が、第１超硬合金板のビッカース硬度とヤング率よりも大きいことが好ましい。
　第１超硬合金板に貫通孔を形成する方法は、特に限定されない。例えば、電解加工（ＥＣＭ加工）、放電加工（ＥＤＭ加工）、レーザ加工、ドリル等の機械加工等の方法を好適に用いることができる。これらのなかでも、電解加工（ＥＣＭ加工）を用いることが好ましい。電解加工（ＥＣＭ加工）を用いることにより、効率的に寸法精度の高い裏孔を形成することができる。
　第１超硬合金板と第２超硬合金板とを接合する方法は特に限定されない。例えば、接着剤や両面テープで接合することが好ましい。また、ろう材を用いた接合方法（ろう付け接合）や、ホットプレスを用いた接合方法（ホットプレスによる直接接合）であってもよい。また、ろう材及びホットプレスの両方を用いた接合方法であってもよい。
　本実施形態のハニカム構造体成形用口金の製造方法においては、穴部１１（穴部形成用貫通孔）の開口部の直径ｄ１と裏孔５の開口部の直径Ｄ１とが同じになるように形成されている（図４Ａ参照）。一方、本発明のハニカム構造体成形用口金の製造方法においては、直径ｄ１と直径Ｄ１とが、異なる大きさであることも好ましい態様である。穴部１１の個数は、裏孔５の個数と同じにし、穴部１１の配置は、第１の板状部材と第２の板状部材とを接合した際に、裏孔５と同じ位置になるようにする。
　次に、第２の板状部材と第１の板状部材とを接合する（工程（Ａ））。ここで、第２の板状部材の一方の面を第２の接合面６（第２の板状部３の第２の接合面６となる面（図４Ａ参照））とする。また、第１の板状部材の「第１の層側の面」を第１の接合面１０（第１の板状部７の第１の接合面１０となる面（図４Ａ参照））とする。工程（Ａ）では、第２の接合面と第１の接合面とを対向させた状態で、第１の板状部材と第２の板状部材とを積層し、第１の板状部材と第２の板状部材とを接合する。これにより、第２の板状部材の第２の接合面と、第１の板状部材の第１の接合面とが接合された状態となる。
　また、第１の板状部材と第２の板状部材とを積層する際に、第１の板状部材と第２の板状部材との間に接合材を配置することが好ましい。そして、第１の板状部材と第２の板状部材との間に接合材を配置した状態で、第１の板状部材と第２の板状部材とを接合することが好ましい。接合材の形状は、フィルム状、シート状、板状等の形状であることが好ましい。
　接合材の材質としては、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、及びアルミニウム（Ａｌ）からなる群より選択される少なくとも一つを含む金属又は合金であることが好ましい。さらに、第１の板状部材と第２の板状部材との間に挟んで、加熱しながら加圧（ホットプレス）したときに、第１の板状部と第２の板状部の少なくとも一方の内部に浸透するものであることが好ましい。接合材を、このように構成することによって、第１の板状部と第２の板状部との接合を良好なものとすることができる。
　また、接合材は、例えば、パラジウム（Ｐｄ）、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、コバルト（Ｃｏ）、リン（Ｐ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ホウ素（Ｂ）等の添加剤を更に含んだものであってもよい。このような添加剤を更に含んだものは、接合温度を下げることができ、信頼性を向上させることができる。
　第１の板状部材と第２の板状部材とを積層して接合する際には、第１の板状部材と第２の板状部材とを積層したものを、ホットプレスにより接合することが好ましい。ホットプレスを行う際の温度は、９００～１２００℃であることが好ましく、１０００～１１５０℃であることが更に好ましい。このような温度で加熱することにより、第１の板状部材と第２の板状部材とを良好に接合するとともに、第２の板状部材の強度低下を防止することができる。また、ホットプレスを行う時間は、１分～１時間が好ましく、１０～４５分が更に好ましい。１分より短いと、第１の板状部材と第２の板状部材とを、強い接合強度で接合できないことがある。１時間より長いと、第１の板状部材および第２の板状部材に母材劣化相が生じやすくなる。また、ホットプレスを行う際の圧力は、第１の板状部材及び第２の板状部材の形状、大きさ等によって適宜決定することができるが、０．０１～１００ＭＰａが好ましく、０．１～１０ＭＰａが更に好ましい。ホットプレスを行う装置としては、例えば、「富士電波工業株式会社製、ＦＶＨＰ－Ｒ」等を使用することができる。　
　次に、第１の板状部材の「第１の接合面に対して反対側の面（表面）」から、穴部１１及び裏孔５と連通するスリット９を形成してハニカム構造体成形用口金１を得る（図１～図４Ａ参照）。第１の板状部材にスリットを形成する方法については特に制限はないが、例えば、ダイヤモンド砥石による研削加工等の従来公知の方法を好適に用いることができる。また、図１～図４Ａに示されるハニカム構造体成形用口金１は、スリット９により形成されるセルブロック１３の平面形状（スリットの形成パターン）が四角形である。スリットの形成パターン等のスリットについての各条件は、上記本発明のハニカム構造体成形用口金の一の実施形態において好ましいとされた条件と同じであることが好ましい。
　以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
（実施例１）
　まず、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０３）製の板状部材（第２の板状部材）に、直径（板状部材の厚さ方向に直交する断面における直径）２ｍｍの裏孔（貫通孔）を放電加工（ＥＤＭ加工）によって２０００個形成した。裏孔の形状は、円柱状（板状部材の厚さ方向に直交する断面が円形）とした。これにより、「第２の接合面における裏孔の開口部の直径」は、２ｍｍとなる。第２の板状部材の形状は、直径２００ｍｍの円板形状とした。また、第２の板状部材の厚さは、５０ｍｍであった。裏孔を形成した領域（裏孔形成領域）は、第１の板状部材の中心を中心とした、円形状の領域であって、その直径が１５０ｍｍの領域とした。裏孔のピッチは５ｍｍとした。
　次に、第１超硬合金板と第２超硬合金板とを接合することにより、第１の板状部材を作製した。第１超硬合金板が、第１の板状部における第１の層となる。また、第２超硬合金板が、第２の板状部における第２の層となる。第１超硬合金板は、ビッカース硬度３００ＨＶ、ヤング率３００ＧＰａの炭化タングステン基超硬合金製の板に、穴部になる複数の穴部形成用貫通孔を形成することにより、作製した。また、第１超硬合金板の形状は、直径２００ｍｍの円板形状とした。第１超硬合金板の厚さは、１ｍｍであった。穴部形成用貫通孔の、「直径（板状部材の厚さ方向に直交する断面における直径）、個数及びピッチ」は、上記第２の板状部材の裏孔と同じとし、穴部形成用貫通孔の開口部の位置と、裏孔の開口部の位置とが、ずれないで一致するようにした。また、第２超硬合金板は、ビッカース硬度２０００ＨＶ、ヤング率６００ＧＰａの炭化タングステン基超硬合金の板とした。上記のように、第２超硬合金板のビッカース硬度とヤング率は、第１超硬合金板のビッカース硬度とヤング率よりも、大きな値であった。
　第１超硬合金板に貫通孔を形成する方法は、電解加工の方法とした。
　第１超硬合金板と第２超硬合金板とを接合する方法は、接着剤を用いて接合する方法とした。
　次に、第１の板状部材と第２の板状部材とを、その間に、接合材を配して積層した。第１の板状部材と第２の板状部材とを積層する際には、第１の板状部材の「第１超硬合金板側の面」である第１の接合面と、第２の板状部材の一方の面である第２の接合面とが対向するようにした。接合材としては、厚さ０．０１ｍｍのフィルム状のアルミニウム（Ａｌ）を用いた。
　次に、第１の板状部材と第２の板状部材とを積層したものを、０．５ＭＰａ、９００℃の条件で、０．５時間ホットプレスして、第１の板状部材と第２の板状部材とを接合させた。ホットプレスする際には、第１の板状部材及び第２の板状部材よりも大きな「プレス用板状部材」で、「第１の板状部材と第２の板状部材とを積層したもの（積層体）」を挟み、当該「プレス用板状部材」によって当該積層体を加圧することが好ましい。これにより、積層体を均一に加圧することができる。尚、「ホットプレスする」とは、「加熱しながら加圧する」ということを意味する。
　この様にして得られた「第１の板状部材と第２の板状部材とを接合させたもの」を、常温まで冷却した後に、第１の板状部材にスリットを形成して、図１～図４Ａに示すような構造のハニカム構造体成形用口金を得た。スリットは、ダイヤモンド砥石によって、穴部に連通するように格子状に形成した。スリットの幅は０．５ｍｍ、スリットのピッチは５ｍｍとした。スリットを形成する際には、スリットの交点に穴部が位置するようにした。得られたハニカム構造体成形用口金は、第１の接合面における穴部の開口部が、第２の接合面における裏孔の開口部と一致するものであった。得られたハニカム構造体成形用口金について、以下に示される「割れ観察」及び「成形試験」を行った。結果を表１に示す。表１において、「歩留まり」は、「成形試験」の結果を示す。
（割れ観察）
　セラミック原料として、アルミナ、タルク及びカオリンの混合物を用いる。当該混合物に、有機バインダを混合し、水を添加して混練し、真空土練機により坏土（成形原料）を作製する。得られた坏土を、ハニカム構造体成形用口金を装着した押出成形機により成形して、円筒状のハニカム成形体（ハニカム構造体）を得る。上記ハニカム成形体を作製する操作を１００回繰り返す。その後、ハニカム構造体成形用口金を、顕微鏡（２００倍）で観察することで割れの発生を確認する。
（成形試験）
　セラミック原料として、アルミナ、タルク及びカオリンの混合物を用いる。当該混合物に、有機バインダを混合し、水を添加して混練し、真空土練機により坏土（成形原料）を作製する。得られた坏土を、ハニカム構造体成形用口金を装着した押出成形機により成形して、円筒状のハニカム成形体（ハニカム構造体）を得る。次に、得られたハニカム成形体を、誘電乾燥機を用いて乾燥させ、その後、焼成炉を用いて焼成して、ハニカム構造体を得る。上記方法によりハニカム構造体を１００個作製する。得られたハニカム構造体について、セルの「歪み」の有無を目視により観察する。「歪み」のないものを良品とし、「歪み」のあるものを不良品として、良品の「歩留まり」（１００×良品の数／全体の数）（％）を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（実施例２）
　第１の板状部の穴部の直径を、第２の板状部の裏孔の直径よりも大きくし、第２の接合面における裏孔の開口部が、第１の接合面における穴部の開口部の内側に配置されるように形成した以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を作製した。尚、第１の接合面における穴部の開口部の直径を２．０ｍｍとした。また、穴部の深さを５ｍｍとした。また、第２の接合面における裏孔の開口部の直径を１．５ｍｍとした。得られたハニカム構造体成形用口金について、上記「割れ観察」及び「成形試験」を行った。結果を表１に示す。
（実施例３）
　第２の板状部の裏孔の直径を、第１の板状部の穴部の直径よりも大きくし、第１の接合面における穴部の開口部が、第２の接合面における裏孔の開口部の内側に配置されるように形成した以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を作製した。尚、第２の接合面における裏孔の開口部が、第１の接合面における穴部の開口部の外側に配設されるようにした。第１の接合面における穴部の開口部の直径を２．０ｍｍとした。また、穴部の深さを５ｍｍとした。また、第２の接合面における裏孔の開口部の直径を１．５ｍｍとした。得られたハニカム構造体成形用口金について、上記「割れ観察」及び「成形試験」を行った。結果を表１に示す。
（比較例１）
　第１の板状部材を、ビッカース硬度が２０００ＨＶであり、ヤング率が６００ＧＰａである、炭化タングステン基超硬合金（超硬合金）製の板状部材（１層構造）から形成した以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を作製した。得られたハニカム構造体成形用口金は、裏孔と穴部とがずれた状態で第１の板状部材と第２の板状部材とが接合されていた。得られたハニカム構造体成形用口金について、上記「割れ観察」及び「成形試験」を行った。結果を表１に示す。
　表１より、実施例１～実施例３のハニカム構造体成形用口金は、割れが生じず、寿命が長いことがわかる。これに対して、比較例１のハニカム構造体成形用口金は、割れが生じ、寿命が短いことがわかる。さらに、実施例１～実施例３のハニカム構造体成形用口金を用いてハニカム構造の成形体を成形すると、良好な成形性を得られることがわかる。一方、比較例１のハニカム構造体成形用口金は、裏孔と穴部とがずれた状態で第１の板状部材と第２の板状部材とが接合されているため、ハニカム構造体を製造する際に、成形されたハニカム構造体に歪みが生じ易く、歩留まりが悪いことがわかる。
　本発明のハニカム構造体成形用口金は、触媒用担体、排気ガス中の微粒子を捕集するフィルター等に用いられるハニカム構造体を作製する際に利用することができる。
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ，１Ｊ，１Ｋ：ハニカム構造体成形用口金、３：第２の板状部（第２の板状部材）、５：裏孔、５ａ：裏孔の開口部、６：第２の接合面、７：第１の板状部（第１の板状部材）、７ａ：第１の層、７ｂ：第２の層、７ｂａ：第２の層の一方の面、７ｃ：表面、９：スリット、９ａ：スリットの開口部、９ｂ：スリットの底部、１０：第１の接合面、１１：穴部、１１ａ：穴部の開口部、１１ｂ：底部、１３：セルブロック、２１：バッファ部、２１ａ：バッファ部の底部、２１ｂ：端部（バッファ部の、底部に対して反対側の端部）、ｄ１：穴部の開口部の直径、Ｄ１：裏孔の開口部の直径、ｈ：穴部の深さ。

Claims (13)

  1. 　成形原料を導入するための裏孔が形成された第２の板状部と、
    　前記裏孔に連通する穴部が形成されるとともに、前記穴部に連通するスリットが形成される、炭化タングステン基超硬合金製の第１の板状部とを備え、
    　前記第２の板状部が、鉄、鋼材、アルミ合金、銅合金、チタン合金及びニッケル合金からなる群から選択される少なくとも一種により形成されたものであり、
    　前記第１の板状部は、前記第２の板状部側に配設された第１の層と、前記第１の層に配設された第２の層とから構成され、
    　前記穴部が、前記第１の層の両面に開孔するように形成され、
    　前記スリットが、前記第２の層の両面に開孔するように形成されたハニカム構造体成形用口金。
  2. 　前記第１の層の厚さが、０．１～９０ｍｍである請求項１に記載のハニカム構造体成形用口金。
  3. 　前記第２の層の厚さが、０．５～１０ｍｍである請求項１又は２に記載のハニカム構造体成形用口金。
  4. 　前記穴部の直径が、前記裏孔の直径とは異なる大きさである請求項１～３のいずれかに記載のハニカム構造体成形用口金。
  5. 　前記穴部の直径が、前記裏孔の直径よりも大きく、前記穴部の直径が、前記裏孔の直径の１．０１～１．５０倍である請求項４に記載のハニカム構造体成形用口金。
  6. 　前記裏孔の直径が、前記穴部の直径よりも大きく、前記裏孔の直径が、前記穴部の直径の１．０１～１．５０倍である請求項４に記載のハニカム構造体成形用口金。
  7. 　前記第１の層を構成する炭化タングステン基超硬合金と、前記第２の層を構成する炭化タングステン基超硬合金との種類が異なる請求項１～６のいずれかに記載のハニカム構造体成形用口金。
  8. 　前記第１の層は、ビッカース硬度が３００～２０００ＨＶであり、ヤング率が２００～６００ＧＰａである炭化タングステン基超硬合金によって構成され、
    　前記第２の層は、ビッカース硬度が５００～３０００ＨＶであり、ヤング率が４００～７００ＧＰａである炭化タングステン基超硬合金によって構成され、
    　前記第２の層のビッカース硬度及びヤング率が、前記第１の層のビッカース硬度及びヤング率よりも大きい請求項７に記載のハニカム構造体成形用口金。
  9. 　前記穴部の先端部分である底部の形状が、前記第１の板状部の表面に直交する断面において、平らな形状、平らな形状において角部が直線状に切り取られた形状、又は外側に凸の曲線状である請求項１～８のいずれかに記載のハニカム構造体成形用口金。
  10. 　前記第１の板状部の前記第１の接合面側の、前記スリットの端部に沿って形成されるとともに、前記スリットに連通し、前記スリットの幅よりも大きな幅の空間であるバッファ部を有する請求項１～９のいずれかに記載のハニカム構造体成形用口金。
  11. 　鉄、鋼材、アルミ合金、銅合金、チタン合金及びニッケル合金からなる群から選択される少なくとも一種により形成されるとともに成形原料を導入するための裏孔が形成された第２の板状部材と、
    　炭化タングステン基超硬合金により構成された第１の層及び前記第１の層に配設された炭化タングステン基超硬合金により構成された第２の層から構成され、前記第１の層の両面に開孔するように穴部が形成され、前記第２の層の両面に開孔するようにスリットが形成された第１の板状部材と、を接合し、ハニカム構造体成形用口金を製造するハニカム構造体成形用口金の製造方法。
  12. 　ビッカース硬度３００～２０００ＨＶ、ヤング率２００～６００ＧＰａの炭化タングステン基超硬合金製の板に、前記穴部になる複数の穴部形成用貫通孔を形成して第１超硬合金板を作製し、
    　ビッカース硬度５００～３０００ＨＶ、ヤング率４００～７００ＧＰａの炭化タングステン基超硬合金製の第２超硬合金板と、前記第１超硬合金板と、を接合して前記第１の板状部材を作製する請求項１１に記載のハニカム構造体成形用口金の製造方法。
  13. 　前記第１の層が、ビッカース硬度３００～２０００ＨＶ、ヤング率２００～６００ＧＰａの炭化タングステン基超硬合金製であり、前記第２の層が、ビッカース硬度５００～３０００ＨＶ、ヤング率４００～７００ＧＰａの炭化タングステン基超硬合金製であり、前記第２の層のビッカース硬度及びヤング率が、前記第１の層のビッカース硬度及びヤング率よりも大きい請求項１１又は１２に記載のハニカム構造体成形用口金の製造方法。
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