JPH03243786A - 金型の製造方法 - Google Patents

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、成形面が凹状をした金型のＳ遣方法に関する
ものである。

〔従来技術とその問題点〕

例えば合成樹脂射出成形用金型の成形面の表面に、Ｔｉ
ＣやＴｉＮなどのセラミック皮膜をイオンプレーティン
グ法などのＰＶＤ　（物理蒸着）処理で蒸着すると、こ
れらのセラミック皮膜がきわめて硬度が高くてその表面
が平滑であるので、摩擦力と離型力が小さくなり、離型
時の成形品の損傷率が低下し、サイクルタイムも短縮で
きる。また、金型内のメルトから遊離した付着物の発生
も少なくなり、付着物の除去作業が不要でダウンタイム
も短縮される。更には、金型内のメルトフローが長くな
るので、圧力損失、温度分布の不均一、肉厚の不揃いな
どが救済されて成形不良が減少し、熱ガスに対する耐食
性も大きく改善される利点がある。

プレス用金型にセラミック皮膜を蒸着した場合にも、冷
間溶着が減少し、粘着摩耗も減少するので、マイクロク
ラック発生後の表面脱落が遅くなり、セラミック皮膜を
蒸着することにより初めて加工が可能になった例も多い
。

ところで、イオンプレーティング法などのＰｖＤ処理は
、処理品の深い溝や孔内面ないしその孔底面などには磁
場が十分に形成されないので、イオンがこれらの部位に
到達しにくく、所要膜厚の確保が困難であり、密着性も
十分でない不具合がある。従って、成形面が凹状をした
金型（母型）の成形面にセラミック皮膜を蒸着するとき
、深い溝や孔内面などに十分にコーティングできず、前
記の利点を十分に得ることができない、このため。

金型を割り型にし、深い溝や孔などを解消して蒸着した
り、ＣＶＤ　（化学蒸着）処理で蒸着しているが、割り
型にすると金型コストが高くなり、またＣＶＤ処理は処
理品を高温に加熱する必要があり、特殊な場合しか行わ
れていない。

〔発明の目的〕

そこで本発明は、成形面が凹状をした金型の深い溝や孔
内面などにもセラミック皮膜が十分にコーティングされ
た金型の製造方法を提偶することを目的とする。

〔発明の構成とその作用〕

本発明の金型の製造方法は、凸状のマスターパターンの
表面にセラミック皮膜をイオンプレーティング法などの
ＰＶＤ処理で蒸着する工程と、セラミック皮膜の上に電
鋳法などでバックアップシェルを形成する工程と、バッ
クアップシェルが密着したセラミック皮膜からマスター
パターンを除去する工程と、バックアップシェルを金型
本体の凹部に組み込む工程を含むことを特徴とするもの
である。

すなわち、成形面が凹状をした金型用のマスターパター
ンは凸状であり、金型の深い溝や孔に対応する部位は突
条や突起になる。このため、イオンプレーティング法な
どのＰＶＤ処理でマスターパターンの全表面に均一にセ
ラミック皮膜をコーティングできる。そして、このセラ
ミック皮膜にバックアップシェルを密着させ、マスター
パターンを除去した後、バックアップシェルを金型本体
の凹部に組み込むので、完成した金型の深い溝や孔内面
などにもセラミック皮膜が均一にコーティングされてい
る。

〔実施例〕

以下に図面に示す実施例に基いて本発明を具体的に説明
する。

（１）マスターパターン アルミからなるマスターパターン１は、第１図（Ａ）に
示すように、成形面が凹状をした金型の深い孔に対応す
る突起１１と金型の溝に対応する環状突起１２が形成さ
れており、全体的に凸状をしている。

（２）セラミック皮膜の蒸着 このマスターパターンエの表面に、第１図（Ｂ）に示す
ように、アーク放電型イオンプレーティング装置を使用
して次の条件でセラミック皮膜２を蒸着した。

基板電圧　　　　　５０Ｖ イオン化電圧　　　４５Ｖ イオン化電流　　　７０Ａ 基板温度　　　　２００℃ 真空度　　　　５　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒかかる条件下
で窒素ガスを導入し、１３５ｍ１ｎ。

処理すると、膜厚が約３μ鳳のＴｉＮ皮膜がマスターパ
ターン１の全表面に均一に蒸着される。セラミック皮膜
２はＴｉＮ　に限られず、ＴｉＣ，Ｔ１ＣＮの外に、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｗ、Ｔａ、Ｖなどの金属およびその合
金の窒化物、炭化物、酸化物などを利用することができ
る。

本実施例では１次に説明するバックアップシェル３をＮ
ｉの電鋳法で形成するので、セラミック皮膜２とバック
アップシェル３の密着性を向上させるために、ＴｉＮ　
の上にＴｉを蒸着し、さらにその上にＮｉを蒸着する。

つまり、窒素ガスの導入量を徐々に減らして１ｏｉｌｉ
ｎ、で零にすると、その間にＴｉＮ　が減少してＴｉが
徐々に増加し、次の１０＋ｉｎ、でＴｉのみの皮膜が形
成される。そして、次のＬｏｇｉｎ、でＴｉとＮｉを、
Ｔｉが減少してＮｉが徐々に増加するように蒸着させ、
最後の１０＋ｉｎ、でＮｉのみを蒸着し、最外側をＮｉ
皮膜にする。

なお、セラミック皮膜２を蒸着するのは、イオンプレー
ティング法に限られず、真空蒸着法、スパッタリング法
、レーザー物理蒸着法などのＰｖＤ処理にて行うことが
できる。

（３）バックアップシェルの形成 次の条件で２４０時間電鋳すると、第１図（Ｃ）に示す
ように、膜厚が約１２ｍｍのＮｉからなるバックアップ
シェル３が形成され、セラミック皮膜２に密着する。

スルファミン酸ニッケル ３００　ｇ　／　Ｑ 塩酸ニッケル　　３０　ｇ　／　Ｑ ホウ酸　　　　４０　ｇ　／　Ｑ ｐＨ４，０ 浴温度　　　　　５０℃ 電流密度　　　　　８Ａ／ｄボ バックアップシェル３を形成するのは、電鋳法に限られ
ず、溶射法、ＨＩＰやＳＩＰなどのプレス法、硬質樹脂
などで行うことができる。

（４）マスターパターンの除去と組立 機に、水酸化ナトリウム（３０ｇ／Ｒ）に浸漬すると、
アルミからなるマスターパターン１が溶解して除去され
、セラミック皮１１５１２が密着したバックアップシェ
ル３が残る。そして、その外周を所定の寸法に削除して
第１図（Ｄ）に示す状態にし。

これを、第１図（Ｅ）に示すように、金型本体４の凹部
に組み込むと金型が完成する。なお、バックアップシェ
ル３の外周を所定の寸法に削除してからマスターパター
ン１を除去し、しかる後、金型本体４の凹部に組み込ん
でもよい。

このように、セラミック皮膜２がマスターパターン１上
に均一に形成されるので、完成した金型の深い孔５１や
溝５２の表面にも均一なセラミック皮膜２が形成され、
成形面の硬度がきわめて大きい金型にすることができる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の金型の製造方法は、凸状
のマスターパターンの表面にセラミック皮膜をイオンプ
レーティング法などのＰＶＤ処理で蒸着し、このセラミ
ック皮膜にバックアップシェルを密着させ、マスターパ
ターンを除去した後、バックアップシェルを金型本体の
凹部に組み込むようにしたので、成形面が凹状をした金
型の深い溝や孔内面などにもセラミック皮膜を均一に形
成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｅ）は本発明実施例の工程説明図であ
る。 １・・・マスターパターン　　２・・・セラミック皮膜
３・・・バックアップシェル　４・・・金型本体第ｉ図 （Ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 凸状のマスターパターンの表面にセラミック皮膜をイオ
   ンプレーティング法などのＰＶＤ処理で蒸着する工程と
   、 セラミック皮膜の上に電鋳法などでバックアップシェル
   を形成する工程と。 バックアップシェルが密着したセラミック皮膜からマス
   ターパターンを除去する工程と、 バックアップシェルを金型本体の凹部に組み込む工程と
   、 を含むことを特徴とする金型の製造方法。