JPH02284725A - 金型の表面処理方法及び装置 - Google Patents

金型の表面処理方法及び装置

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JPH02284725A
JPH02284725A JP10540989A JP10540989A JPH02284725A JP H02284725 A JPH02284725 A JP H02284725A JP 10540989 A JP10540989 A JP 10540989A JP 10540989 A JP10540989 A JP 10540989A JP H02284725 A JPH02284725 A JP H02284725A
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chamber
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low
alloy steel
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JP10540989A
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Minoru Kametani
亀谷 実
Eisaku Miyauchi
宮内 栄作
Yoshihiro Iida
飯田 善弘
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TDK Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、フェライト磁性材、セラミック話電材等の酸
化物仮焼結材を1へ□ 3 ton/cm’程度の高圧
下で高速成形するのに用いられる金型の表面処理方法及
び装置に関するものである。
従来の技術 一般に、この種の高速成形に用いられる金型としては高
硬度耐摩耗性、高精度、耐蝕性等が必要とされ、特に製
品の品質を高精度に維持するには耐摩耗性が最も要求さ
れている。そのため、金型成形材としては高速度鋼、ダ
イス鋼等の高級鋼や超硬合金が用いられている。然し、
これらの難加工材で加工工数を要ししかも脆弱材である
ところから金型使用時にチッピングや破損等のトラブル
を生ずる虞れがある。また、その高速度鋼、ダイス鋼は
低合金鋼材に比べて炭化物の含有量が多いことにより煮
切削材で焼入れ、焼戻しに高温熱処理を要するところか
ら寸法変形も来し易い。
これに代えて、金型の母材には靭性を有するものを用い
、その表面に高硬度耐摩耗性を有する被膜層を表面処理
技術で形成することが行われている。
この被膜層をコーティングするにはバナジュウム炭化物
のセメンチージョンやTiC,TiN等のCV D (
Chemical Vapor Deposition
)を適用できるが、そのCVDでは1050℃程度の高
温でセメンチージョン等を行った後焼入れ、焼戻しの熱
処理を施すから母材の強度が低下して抗折力が下がりし
かも金型鋼の寸法変化が大きくて高精度な金型を得るこ
とができない。
このため、TiN、TiC等のP V D (Phys
icat Vapor Deposition)が主と
して適用されているが、そのPVDではイオンブレーテ
ィングによる被膜層の密着強度を向上するべく前処理と
して化学洗浄、真空中のボンバードクリーニング等を行
う必要がある。
従来、この前処理は油回転ポンプと油拡散ポンプとを排
気系に組付けたイオンブレーティング装置を用い、その
ポンプで内部から残存ガスやオイル、水分等を除去する
と共に内部圧を10−2〜10 ”−3torr程度の
真空状態に設定するチャンバーの内部で行われている。
然し、この油拡散ポンプを組付けた排気系ではオイルア
ップはもとより表面処理物1表面水分等を完全に除去す
ることは期待できない。そのため、前処理としては化学
洗浄、真空中のボンバードクリーニングを行い、更に4
00−500℃の高温で加熱洗浄することにより水分等
を除去することが行われている。
発明が解決しようとする課題 然し、上述したPVDでは400〜500℃もの高温で
加熱洗浄を行うため、金型の母材としては高温な加熱洗
浄に耐え得る高速度鋼、ダイス鋼等の高級鋼や超硬合金
材を用いなければならないから、依然として型材や製作
上の手間等が掛ってコスト高になることを免れ得ない。
nにおいて、本発明は低合金鋼材を金型の母材に用いて
イオンブレーティングで耐摩耗性を有する被膜層を形成
可能な金型の表面処理方法及び装置を提供することを目
的とする。
課題を解決するための手段 本発明に係る金型の表面処理方法においては、低合金鋼
材の金型母材をチャンバーの内部に挿置した後、そのチ
ャンバーの内部雰囲気を10−4〜10−5torr程
度のクリーンな真空下に設定lノ、このチャンバーの内
部で金型母材の表面に200℃以下の加熱による洗浄処
理を含む前処理を施し、その後にイオンブレーティング
で耐摩耗性の被膜層を金型母材の表面に形成するように
されている。この表面処理を実施する装置としては、チ
ャンバーの排気系にクライオポンプを装備することによ
り構成されている。
作  用 この金型の表面処理方法及び装置では、チャンバーの排
気系に装備するクライオポンプでチャンバーの内部雰囲
気を10−4〜10 ’−5torr程度のクリーンな
真空下に設定するからチャンバーの内部に挿置する金型
の母材には200℃以下で加熱洗浄を含む前処理を施す
ことで足りる。その加熱洗浄には低合金鋼材でも十分に
耐えられるから、低合金鋼材を金型の母材どして用いて
も耐摩耗性を有する被膜層をイオンブレーティングで形
成できるようになる。
実施例 以下、添付図面を参照して説明すれば、次の通りである
この金型の表面処理方法はフェライl−磁性材。
チタン酸バリウム等のat体材料、その他アルミナ等の
酸化物材料を1〜3 ton/cm2程度で高速成形す
る金型を製造するのに適用するものであり、その金型は
価格的に安価な低合金鋼材を旬月と17で形成すること
ができる。この低合金鋼材にはイオンブレーティングに
よる被膜層の密着強度を向上するべく前処理として化学
洗浄、真空中のボンバードクリーニングを施した後、更
に加熱洗浄を施してイオンブレーティングで耐摩耗性を
有する被Di層を形成することが行わわている。その前
処理はイオンブレーティング装置のチャンバー内で行う
ことができ、また、この排気系にクライオポンプを装備
したチャンバーを用いて行うことができる。そのクライ
オポンプとしては10″径相当でH208000IL/
seeの排気速度を有するものであり、この排気速度で
チャンバーの内部に挿置する金型の母材となる低合金鋼
材の表面からオイルや残存ガスと共に水分等の不純物を
除去することによりチャンバーの内部雰囲気を10−4
〜10−5torr程度のクリーンな真空下に設定する
ことができる。そのチャンバーの内部ではボンバークリ
ーニング処理を施した後に200℃以下、延いては18
0℃以下で加熱洗浄を施すことにより事後に行うイオン
ブレーティングによる被膜層を母材に十分密着させて生
成する前処理を施すことができる。この低温加熱洗浄に
は低合金鋼材でも十分に耐えられ、その焼戻し温度では
第1図で示すように低合金工具鋼(SKS2,5KS3
)でも高速度鋼(SKH9)や超硬度鋼(SKDll)
と略同程度の焼戻し硬さを保有できることにより母材強
度の低下は勿論、寸法変形を生ずることがない。従って
、この低合金鋼の母材にはイオンブレーティングで耐摩
耗性を有する被膜層を高精度にしかも十分な@着性を持
って形成できるようになる。
その被膜層としては、第2図で示ずJ:うに低合金鋼を
用いた母材1の表面に複数層2,3.4を積層させて形
成することができる。この場合に、母材となる低合金鋼
1の表面に純チタンをイオンブレーティングすることに
よりイオンビームミキシング等で合金化層2を形成し、
これに積層させてTiN、TiC等の高硬度耐摩耗層3
を形成し、更に成形材の耐溶着性を改善するTiAuV
CN等の低摩耗係数層4を形成するようにできる。その
Tiの含有量はイオンブレーティング時に制御し、この
制御で被膜層全体を傾斜機能膜として形成すれば物性的
にも剥離強度を向上させることができる。
発明の効果 以上の如く、本発明に係る金型の表面処理方法及び装置
に依れば、チャンバーの排気系に装備するクライオポン
プでチャンバーの内部から表面水分を含む表面処理物を
略除去した後金型の母材に表面膜成形の前処理を施すか
ら、その前処理の加熱洗浄にあたっては200℃以下、
延いては180℃以下で行えることにより金型母材とし
て低合金鋼を用い得るようにでき、また、この低合金鋼
の表面にイオンブレーティングで耐摩耗性に優れた被膜
層を高精度に形成でき°C安価で切削加工等の容易な金
型を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る金型の表面処理方法を適用する低
合金鋼と高速度鋼並びに高合金鋼との焼戻し硬さ曲線を
比較して示すグラフ、第2図は本発明に係る金型の表面
処理方法で形成可能な被膜層を示す説明図である。 第1図 特 許 出 願 人 ティーデイ−ケイ株式会社峡−人
i代仰を戻し店υ観(0C) 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)低合金鋼材の金型母材をチャンバーの内部に挿置
    した後、そのチャンバーの内部雰囲気を10^−^4〜
    10^−^5torr程度のクリーンな真空下に設定し
    、このチャンバーの内部で金型母材の表面に200℃以
    下の加熱による洗浄処理を含む前処理を施し、その後に
    イオンブレーティングで耐摩耗性の被膜層を金型母材の
    表面に形成するようにしたことを特徴とする金型の表面
    処理方法。
  2. (2)チャンバーの内部雰囲気を10^−^4〜10^
    −^5torr程度のクリーンな真空下に設定するクラ
    イオポンプをチャンバーの排気系に装備してなることを
    特徴とする金型の表面処理装置。
JP1105409A 1989-04-25 1989-04-25 金型の表面処理方法及び装置 Expired - Fee Related JPH072987B2 (ja)

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JPH02284725A true JPH02284725A (ja) 1990-11-22
JPH072987B2 JPH072987B2 (ja) 1995-01-18

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6130664A (ja) * 1984-07-18 1986-02-12 Rohm Co Ltd 真空装置の駆動方法
JPS62198265U (ja) * 1986-06-10 1987-12-17

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6130664A (ja) * 1984-07-18 1986-02-12 Rohm Co Ltd 真空装置の駆動方法
JPS62198265U (ja) * 1986-06-10 1987-12-17

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