JPH09123225A - アルミニウム合金製射出成形用金型の硬質アルマイト皮膜形成方法およびアルミニウム合金製射出成形用金型 - Google Patents

アルミニウム合金製射出成形用金型の硬質アルマイト皮膜形成方法およびアルミニウム合金製射出成形用金型

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JPH09123225A
JPH09123225A JP28548195A JP28548195A JPH09123225A JP H09123225 A JPH09123225 A JP H09123225A JP 28548195 A JP28548195 A JP 28548195A JP 28548195 A JP28548195 A JP 28548195A JP H09123225 A JPH09123225 A JP H09123225A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、硬質アルマイト皮膜の形成による
寸法変化を該アルマイト皮膜厚に依存することなしに硬
質アルマイト皮膜を形成することができるようにして、
特に、厚い硬質アルマイト皮膜の形成に際して該硬質ア
ルマイト皮膜の寸法変化を小さくすることができるアル
ミニウム合金製射出成形用金型の硬質アルマイト皮膜形
成方法と、摺動部の耐摩耗性および耐カジリ構成を向上
することができるアルミニウム合金製射出成形用金型を
提供するものである。 【解決手段】 エジェクターピン12が摺動する固定側入
駒11の摺動部11ａに硬質アルマイト皮膜13を形成するに
際し、硬質アルマイト皮膜13の形成膜厚を限界膜厚によ
って規定するとともに、固定側入駒11の初期形成面に対
するアルマイト皮膜13の寸法変化量をアルマイト皮膜13
の処理膜厚と独立して制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
製射出成形用金型の硬質アルマイト皮膜形成方法および
アルミニウム合金製射出成形用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、プラスチック成形品の成形に用い
られる射出成形用金型にあっては、金型のコストを低減
して納期を短縮する目的から加工性および熱伝導率の良
いアルミニウム合金を用いた所謂アルミ型が実用化され
つつある。ところが、アルミニウム合金材料は、最も機
械的強度の大きいＪＩＳ−Ａ７０７５材でも通常射出成
形用金型に用いられている鋼材と比較すると強度が劣っ
て耐久性が低く、特に、スライドコアやエジェクターピ
ン等のように金型の使用時に摺動する面においては耐摩
耗性や耐カジリ性の点で問題となってしまう。また、ガ
ラス繊維等が混入した樹脂を成形する場合等において
は、このガラス繊維によって金型のキャビティ面が摩耗
してしまうという問題が発生してしまう。
【０００３】このような問題を解決するものとして、例
えば、特公昭５９−３５７７０号公報に記載されたよう
なものがある。このものは、７５Ｓ、１７Ｓまたは６１
Ｓ等のアルミニウム合金板の複数枚をボルト締めで組立
て、この内部にキャビティを削設して上面に流れ口を形
成し、この流れ口とキャビティとを通孔で連結し、さら
に、この通孔とキャビティの連結部分に油溜まりを介し
てゲートを形成し、かつ前記流れ口、通孔、油溜まり、
ゲートおよびキャビティの内面に約200μm厚の硬質アル
マイト加工を施すことにより、強度を向上させて耐摩耗
性や耐カジリ性を向上させるようにしている。
【０００４】上述した硬質アルマイト皮膜の形成に際し
て大きな問題となるのは、皮膜形成による寸法変化であ
り、この寸法変化は皮膜厚に依存する。この寸法変化
は、硬質アルマイト皮膜の厚さの１／２〜１／３程度で
あり、上述した200μm厚で最大100μmとなる。一般的
に、射出成形用金型にあっては、金型部品同士の合わせ
面、例えば、パーティング面、スライド面、押切り面等
が存在するため、この金型部品に硬質アルマイト皮膜を
形成する際には硬質アルマイト皮膜形成による上記寸法
変化を考慮して金型部品同士を本来の寸法よりも小さめ
に加工しておく必要が生じる。
【０００５】そして、この際、硬質アルマイト皮膜形成
前の金型部品同士のクリアランスは、必然的に一方の金
型部品のみに皮膜を形成する場合で100μm程度迄、両方
の金型部品に皮膜を形成する場合で200μm程度迄とな
り、プラスチックの射出成形を行なう上で金型部品同士
に要求されるクリアランス（20μm程度迄）を満足する
ことができなくなる。
【０００６】このため、このような従来の硬質アルマイ
ト皮膜形成方法にあっては、硬質アルマイト皮膜の形成
前に成形品の形状および寸法確認のための予備成形を行
なうことができないという問題が発生してしまった。こ
のような問題を解消するために、硬質アルマイト皮膜形
成前の金属部品同士のクリアランスを20μm以下とし
て、硬質アルマイト皮膜の形成後に機械加工によって皮
膜形成後の金型部品同士のクリアランスを20μm以下に
仕上げることも考えられるが、このようにした場合には
加工工数が増加するため、金型の製造コストが高くな
り、射出成形用金型にアルミニウム合金材料を利用する
メリットを生かすことができなくなる。
【０００７】また、その他に特公平６−６５４８３号公
報に記載されるようにする方法が考えられる。このもの
は、キャビティを画成する固定側部材と可動側部材をア
ルミニウム合金製とし、エジェクターピンおよびスライ
ドコアから選ばれる少なくとも１種類の摺動部材を鋼製
とした金型において、前記摺動部材が摺動する前記固定
側部材および可動側部材の摺動部と前記摺動部材との間
のクリアランスを20μm以下とし、前記固定側部材と可
動側部材の表面に厚さ10μm以下の硬質アルマイト皮膜
を形成している。このため、金型に要求される金型部品
同士のクリアランスを20μm以下にするという寸法条件
を、硬質アルマイト皮膜処理後において充分に満たすこ
とができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の硬質アルマイト皮膜形成方法にあっては、固
定側部材と可動側部材の表面に厚さ10μm以下の薄い膜
厚では、金型の耐久性向上において不十分であり、十分
な耐摩耗性や耐カジリ性を得ることができなかった。そ
して、このような硬質アルマイト皮膜の形成による寸法
変化は、寸法公差が10μm以下と厳しい精密成形品等に
おいては、上述した金型部品同士の摺動面に限らず、キ
ャビティ空間内においても問題となってしまい、早期に
解決する必要がある。
【０００９】そこで請求項１〜５記載の発明は、硬質ア
ルマイト皮膜の形成による寸法変化を該アルマイト皮膜
厚に依存することなしに硬質アルマイト皮膜を形成する
ことができるようにして、特に、厚い硬質アルマイト皮
膜の形成に際して該硬質アルマイト皮膜の寸法変化を小
さくすることができるアルミニウム合金製射出成形用金
型の硬質アルマイト皮膜形成方法を提供することを目的
としている。
【００１０】請求項６記載の発明は、アルミニウム合金
からなる金型構成部品のエジェクターピンの摺動部の耐
摩耗性および耐カジリ性を向上させることができ、耐久
性の高いアルミニウム合金製射出成形用金型を提供する
ことを目的としている。請求項７記載の発明は、アルミ
ニウム合金からなる金型構成部品のスライドコア摺動部
の耐摩耗性および耐カジリ性を向上させることができ、
耐久性の高いアルミニウム合金製射出成形用金型を提供
することを目的としている。
【００１１】請求項８記載の発明は、アルミニウム合金
からなる金型構成部品のパーティング面の耐摩耗性およ
び耐カジリ性を向上させることができ、耐久性の高いア
ルミニウム合金製射出成形用金型を提供することを目的
としている。請求項９記載の発明は、アルミニウム合金
からなる金型構成部品のキャビティ空間部内の耐摩耗性
を向上させるようにして、例えば、ガラス繊維等が混入
した樹脂を成形する場合等にこのガラス繊維によってキ
ャビティ画成面が摩耗するのを防止することができ、耐
久性の高いアルミニウム合金製射出成形用金型を提供す
ることを目的としている。
【００１２】請求項10記載の発明は、硬質アルマイト皮
膜の形成前に成形品の形状および寸法を確認するための
予備成形を行なうことができるアルミニウム合金製射出
成形用金型を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するために、キャビティを画成する金型
構成部品のうちの少なくとも１つ以上をアルミニウム合
金材料から構成した射出成形用金型を準備し、該アルミ
ニウム合金材料からなる金型構成部品に硬質アルマイト
皮膜を形成する方法において、前記硬質アルマイト皮膜
の形成膜厚を限界膜厚によって規定するとともに、アル
ミニウム合金材料からなる金型構成部品の初期形成面に
対するアルマイト皮膜の寸法変化量をアルマイト皮膜の
処理膜厚と独立して制御するようにしたことを特徴とし
ている。
【００１４】その場合、硬質アルマイト皮膜の形成によ
る寸法変化を該アルマイト皮膜厚に依存させることなく
硬質アルマイト皮膜を形成することができ、特に、厚い
硬質アルマイト皮膜の形成に際して該硬質アルマイト皮
膜の寸法変化を小さくすることができる。請求項２記載
の発明は、上記課題を解決するために、請求項１記載の
発明において、前記限界膜厚を、少なくとも電解液の種
類、濃度および温度と、電流密度および電圧と、によっ
て規定することを特徴としている。
【００１５】その場合、硬質アルマイト皮膜の膜厚を任
意の値に規定することが可能となる。請求項３記載の発
明は、上記課題を解決するために、硬質アルマイト皮膜
の形成による寸法変化量を、該硬質アルマイト皮膜の限
界膜厚の形成後の処理時間によって制御することを特徴
としている。
【００１６】その場合、限界膜厚の形成後の硬質アルマ
イト皮膜による寸法変化を硬質アルマイト皮膜の膜厚と
独立、かつ自在に制御することができる。請求項４記載
の発明は、上記課題を解決するために、請求項１〜３何
れかに記載の発明において、前記硬質アルマイト皮膜の
膜厚を数十〜数百μmになるようにしたことを特徴とし
ている。
【００１７】その場合、アルミニウム合金材料からなる
金型構成部品の耐摩耗性および耐カジリ性を飛躍的に向
上させることができる面処理を行なうことができる。請
求項５記載の発明は、上記課題を解決するために、請求
項１または３記載の発明において、前記硬質アルマイト
皮膜の限界膜厚の形成後の処理時間を任意に設定するこ
とにより、前記金型構成部品の初期形成面に対する硬質
アルマイト皮膜の寸法変化量を±１μmの範囲に設定す
ることを特徴としている。
【００１８】その場合、硬質アルマイト皮膜が形成され
る際の寸法変化を考慮して、予め金型構成部品を本来の
寸法よりも小さめに加工する作業を不要にすることがで
きるとともに、硬質アルマイト皮膜の形成後に切削等の
追加工を不要にすることができ、射出成形用金型の製造
作業の作業性を大幅に向上させることができる。請求項
６記載の発明は、上記課題を解決するために、請求項１
〜５何れかに記載の硬質アルマイト皮膜形成方法によっ
て硬質アルマイト皮膜が形成されたアルミニウム合金製
射出成形用金型であって、前記アルミニウム合金材料か
らなる金型構成部品の１つにエジェクターピンが摺動す
る摺動部が形成され、該摺動部に前記硬質アルマイト皮
膜が形成されることを特徴としている。
【００１９】その場合、アルミニウム合金材料からなる
金型構成部品のエジェクターピンの摺動部の耐摩耗性お
よび耐カジリ性を充分に確保することができ、射出成形
用金型の耐久性を大幅に向上させることができる。請求
項７記載の発明は、上記課題を解決するために、請求項
１〜５何れかに記載の硬質アルマイト皮膜形成方法によ
って硬質アルマイト皮膜が形成されたアルミニウム合金
製射出成形用金型であって、前記アルミニウム合金材料
からなる金型構成部品が、少なくともスライドコアから
なる第１金型構成部品とスライドコアが摺動する摺動部
を有する第２金型構成部品を有し、第１および第２金型
構成部品のスライドコア摺動部に前記硬質アルマイト皮
膜が形成されることを特徴としている。
【００２０】その場合、アルミニウム合金材料からなる
第１および第２金型構成部品のスライドコア摺動部の耐
摩耗性および耐カジリ性を充分に確保することができ、
射出成形用金型の耐久性を大幅に向上させることができ
る。請求項８記載の発明は、上記課題を解決するため
に、請求項１〜５何れかに記載の硬質アルマイト皮膜形
成方法によって硬質アルマイト皮膜が形成されたアルミ
ニウム合金製射出成形用金型であって、前記アルミニウ
ム合金材料からなる金型構成部品のパーティング面に硬
質アルマイト皮膜が形成されることを特徴としている。
【００２１】その場合、アルミニウム合金材料からなる
金型構成部品のパーティング面の耐摩耗性および耐カジ
リ性を充分に確保することができ、射出成形用金型の耐
久性を大幅に向上させることができる。請求項９記載の
発明は、上記課題を解決するために、請求項１〜５何れ
かに記載の硬質アルマイト皮膜形成方法によって硬質ア
ルマイト皮膜が形成されたアルミニウム合金製射出成形
用金型であって、前記アルミニウム合金材料からなる金
型構成部品のキャビティ画成面に硬質アルマイト皮膜が
形成されることを特徴としている。
【００２２】その場合、アルミニウム合金からなる金型
構成部品のキャビティ空間部内の耐摩耗性を向上させる
ようにして、例えば、ガラス繊維等が混入した樹脂を成
形する場合等にこのガラス繊維によってキャビティ画成
面が摩耗するのを防止することができ、アルミニウム合
金製射出成形用金型を大幅に向上させることができる。
【００２３】請求項10記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項６〜９何れかに記載の発明において、
前記硬質アルマイト皮膜が形成される前の前記摺動部と
エジェクターピンのクリアランス、前記第１金型構成部
品と第２金型構成部品のクリアランス、あるいは前記パ
ーティング面あるいはキャビティ画成面のクリアランス
を20μm以下に設定したことを特徴としている。
【００２４】その場合、硬質アルマイト皮膜の形成前後
に同様の射出成形を行なうことができるので、硬質アル
マイト皮膜の形成前に成形品の形状および寸法を確認す
るための予備成形を行なうことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例に基づいて
説明する。図１〜６は本発明に係るアルミニウム合金製
射出成形用金型の硬質アルマイト皮膜形成方法およびア
ルミニウム合金製射出成形用金型の第１実施例を示す図
であり、請求項１〜６および請求項８〜10の何れかに記
載の発明に対応している。
【００２６】まず、本発明の基本原理を図１〜３に基づ
いて説明する。図１において、１はアルミニウム合金、
２は硬質アルマイト皮膜、３は硬質アルマイト皮膜を形
成する前のアルミニウム合金の表面（初期形成面）、４
は硬質アルマイト皮膜の限界膜厚、５は硬質アルマイト
皮膜の形成によるアルミニウム金型の表面４に対するア
ルマイト皮膜の寸法変化量である。
【００２７】図２は処理条件を変えた場合の処理時間と
硬質アルマイト皮膜厚との関係を示す図であり、それぞ
れ処理条件Ａ、Ｂ、Ｃの３つのパターンを示す。図２に
示すように硬質アルマイト皮膜の膜厚は処理時間に応じ
て増加する。すなわち、アルミニウム合金に生成した膜
厚が電解液に可溶な場合には、生成した硬質アルマイト
皮膜の膜厚の一部が溶解して皮膜に孔を生じ、そこから
電流が通って皮膜が成長し、皮膜が成長するに従って電
気抵抗が増大して皮膜の成長速度が減退する。
【００２８】そして、皮膜の成長速度と溶液に融け込む
速度とが等しくなると、皮膜の厚さは処理上限によって
決定される任意の膜厚（限界膜厚）で一定となり、さら
に処理を進めても膜厚が変化しなくなるのである（「ア
ルミニウムの表面処理」、内田老鶴圃（株）出版参
照）。そして、この限界膜厚は電解液の種類、濃度およ
び温度と、電流密度および電圧等の処理条件によって規
定され、この処理条件を変えることによって図２のＡ〜
Ｃに示すように変化する。すなわち、この処理条件を任
意に設定して限界膜厚まで処理を行なうことにより、硬
質アルマイト皮膜の膜厚を制御することができる。
【００２９】図３は処理条件を変えた場合の処理時間と
硬質アルマイト皮膜形成による寸法変化との関係を示す
図であり、それぞれ処理条件Ａ、Ｂ、Ｃの３つのパター
ンを示す。図３に示すように、硬質アルマイト皮膜形成
による寸法変化は、上記文献に記載されるように、処理
の初期において正の方向に増大して任意の処理時間にお
いて最大値を示し、寸法変化が０になるまで減少し、そ
の後さらに処理を続けると負の方向に増大する。そし
て、正の方向に増大する領域における寸法変化は、一般
的に１／２〜１／３であることが知られており、アルミ
ニウム合金の種類によって決定されている。また、寸法
変化が最大値となる点は上述した限界膜厚に達した点に
相当することが知られている。
【００３０】この現象を図１に基づいて詳述する。アル
ミニウム合金１に硬質アルマイト皮膜２を形成する過程
の初期においては、図１（ａ）の状態から処理時間に依
存した膜厚分の成膜が進行し、これに伴って硬質アルマ
イト皮膜２形成による寸法変化は正の方向に増大し、限
界膜厚になった時点で図１（ｂ）に示す状態になる。
【００３１】その後さらに処理を進めても硬質アルマイ
ト皮膜２の膜厚は限界膜厚を保ったまま変化せずに硬質
アルマイト皮膜２形成による寸法変化分のみが減少し、
任意の処理時間において、図１（ｃ）に示すように寸法
変化が０、すなわち、硬質アルマイト処理後の寸法と硬
質アルマイト処理前のアルミニウム合金１の寸法が一致
する点が存在する。
【００３２】その後さらに処理を進めると硬質アルマイ
ト皮膜２形成による寸法変化は負の方向に増大し、図１
（ｄ）に示すように硬質アルマイト処理後の寸法が硬質
アルマイト処理前のアルミニウム合金１の寸法よりも小
さくなる。すなわち、限界膜厚まで硬質アルマイト皮膜
２を形成した後の処理時間を制御することにより、アル
ミニウム金型１の初期形成面に対する硬質アルマイト皮
膜２の寸法変化量をアルマイト皮膜２の処理膜厚と独立
して制御することができ、硬質アルマイト皮膜２の形成
後の寸法を適宜設定することができる。特に、処理時間
の設定によって、硬質アルマイト皮膜２形成後の寸法を
硬質アルマイト皮膜２形成前のアルミニウム合金１の寸
法と等しくすることができる。
【００３３】以上、説明したように、硬質アルマイト皮
膜形成による寸法変化が該硬質アルマイト皮膜厚に依存
しない硬質アルマイト皮膜を形成することが可能とな
る。次に、この原理に基づいて本発明の一実施例を図４
〜６に基づいて説明する。図４、５において、11は射出
成形用金型の一部を構成する固定側型板に摺動自在に設
けられ、図示しない可動側型板に摺動自在に設けられた
可動側入駒と共にパーティング面にキャビティを画成す
る固定側入駒であり、この固定側入駒11はアルミニウム
合金材料から構成されている。
【００３４】この固定側入駒11の内周部には筒状の摺動
部11ａが形成されており、この摺動部11ａには鋼製のエ
ジェクターピン12が矢印方向に摺動自在に挿通され、こ
のエジェクターピン12は公知のキャビティ内に収納され
た樹脂成形品を押出す機能を有している。また、符号13
は摺動部11ａに形成される硬質アルマイト皮膜である。
【００３５】次に、摺動部11ａに硬質アルマイト皮膜を
形成する方法について説明する。まず、硬質アルマイト
皮膜形成の処理条件として図６（ａ）に示すように処理
時間ｔ1で限界膜厚に達し、処理時間ｔ2で硬質アルマイ
ト処理による寸法変化が０になるような条件を過程す
る。すなわち、図６（ａ）に示す処理時間ｔ1で硬質ア
ルマイト皮膜が限界膜厚になるまで処理を行なうことに
より、図５（ｂ）に示すように硬質アルマイト皮膜をＴ
に規定する。
【００３６】ここでの膜厚Ｔは、電解液の種類、濃度お
よび温度と、電流密度および電圧と、によって決定され
るものであり、この処理条件を操作することによって任
意の値に設定することができる。本実施例では、硬質ア
ルマイト皮膜13の膜厚Ｔを数十〜数百μmになるように
設定するものであり、このようにする場合には、例え
ば、電解液の種類をシュウ酸、濃度を40ｇ／リットル、温度
を40℃、電流密度を200A／m2に規定している。
【００３７】限界膜厚の形成後に処理時間ｔ2まで処理
を行なうと、硬質アルマイト皮膜13が限界膜厚を保った
まま硬質アルマイト皮膜13形成による寸法変化が０とな
り、硬質アルマイト皮膜13形成後の固定側入駒11の寸法
を硬質アルマイト皮膜13形成前の寸法変化と等しくする
ことができる。このように本実施例では、エジェクター
ピン12が挿通されるアルミニウム合金製の固定側入駒11
の摺動部11ａに硬質アルマイト皮膜13を形成するに際
し、硬質アルマイト皮膜13の形成膜厚を限界膜厚によっ
て規定するとともに、固定側入駒11の初期形成面に対す
るアルマイト皮膜13の寸法変化量をアルマイト皮膜13の
処理膜厚と独立して制御するようにしたため、硬質アル
マイト皮膜13の形成による寸法変化をこのアルマイト皮
膜13厚に依存させることなく硬質アルマイト皮膜13を形
成することができ、特に、厚い硬質アルマイト皮膜の形
成に際してこの硬質アルマイト皮膜13の寸法変化量を小
さくすることができる。
【００３８】また、硬質アルマイト皮膜13の限界膜厚
を、電解液の種類、濃度および温度と、電流密度および
電圧と、によって規定しているため、硬質アルマイト皮
膜13の膜厚を任意の値に規定することが可能となる。ま
た、硬質アルマイト皮膜13の形成による寸法変化量を、
この硬質アルマイト皮膜13の限界膜厚の形成後の処理時
間（ｔ2−ｔ1）によって制御しているため、限界膜厚の
形成後の硬質アルマイト皮膜13による寸法変化を硬質ア
ルマイト皮膜13の膜厚と独立、かつ自在に制御すること
ができる。
【００３９】また、硬質アルマイト皮膜13の膜厚を数十
〜数百μmになるようにしたため、固定側入駒11の摺動
部11ａの耐摩耗性および耐カジリ性を飛躍的に向上させ
ることができ、射出成形用金型の耐久性を大幅に向上さ
せることができる。なお、硬質アルマイト皮膜13の形成
による寸法変化は、数十〜数百μmの厚い硬質アルマイ
ト皮膜を形成する場合に特に問題になるが、本実施例で
は、硬質アルマイト皮膜13の形成後であっても、硬質ア
ルマイト皮膜13の限界膜厚の形成後の処理時間を任意に
設定することにより、固定側入駒11の初期形成面に対す
る硬質アルマイト皮膜13の寸法変化量を０にすることが
できるため、硬質アルマイト皮膜13が形成される際の寸
法変化を考慮して、予め固定側入駒11を本来の寸法より
も小さめに加工する作業を不要にすることができるとと
もに、硬質アルマイト皮膜13の形成後に切削等の追加工
を不要にすることができ、射出成形用金型の製造作業の
作業性を大幅に向上させることができる。具体的には、
固定側入駒11の初期形成面に対する硬質アルマイト皮膜
13の寸法変化量を±１μmの範囲に設定すれば、このよ
うな効果を容易に得ることができる。
【００４０】また、寸法変化を０にすることができるた
め、射出成形前後の摺動部11とエジェクターピン12のク
リアランスＴc1を20μm以下に設定することができ、硬
質アルマイト皮膜13の形成前後に同様の射出成形を行な
うことができる。この結果、硬質アルマイト皮膜13の形
成前に成形品の形状および寸法を確認するための予備成
形を行なうことができる。
【００４１】なお、本実施例では、固定側型板に設けら
れた可動側入駒11をアルミニウム合金材料から構成して
いるが、可動側入駒をアルミニウム合金材料から構成し
ても良く、これに加えて、固定側型板および可動側型板
をアルミニウム合金材料から構成しても良い。図７、８
は本発明に係るアルミニウム合金製射出成形用金型の硬
質アルマイト皮膜形成方法およびアルミニウム合金製射
出成形用金型の第２実施例を示す図であり、請求項１〜
５および請求項７何れかに記載の発明に対応している。
【００４２】まず、構成を説明する。図７、８におい
て、21は射出成形用金型の一部を構成する固定側型板に
摺動自在に設けられ、図示しない可動側型板に摺動自在
に設けられた可動側入駒と共にパーティング面にキャビ
ティを画成する固定側入駒（第２金型構成部品）であ
り、この固定側入駒21はアルミニウム合金材料から構成
されている。
【００４３】この固定側入駒21にはアルミニウム合金材
料からなるスライドコア（第２金型構成部品）22の摺動
部22ａが摺動する摺動部21ａが設けられており、この摺
動部21ａ、22ａには硬質アルマイト皮膜23が形成される
ようになっている。なお、このスライドコア23が可動側
入駒、可動側プレートあるいは固定側プレートに設けら
れている場合には、これら部材とスライドコアの摺動部
に硬質アルマイト皮膜23を形成する。
【００４４】次に、作用を説明する。まず、図６（ａ）
（ｂ）に示す処理時間ｔ1で限界膜厚Ｔに達し、処理時
間ｔ2で硬質アルマイト処理による寸法変化が０になる
ような条件を仮定する。次いで、図６（ａ）に示す処理
時間ｔ1で硬質アルマイト皮膜23が限界膜厚になるまで
処理を行なうことにより、図８（ｂ）に示すように硬質
アルマイト皮膜23の膜厚Ｔが規定される。ここでの膜厚
Ｔは電解液の種類、濃度および温度と、電流密度および
電圧と、によって決定されものであり、この処理条件を
操作することによって任意の値に設定することができ
る。
【００４５】その後、図６（ｂ）に示す処理時間ｔ2ま
で処理を行なうと、図８（ｂ）に示すように硬質アルマ
イト皮膜23が限界膜厚を保ったまま硬質アルマイト皮膜
23形成による寸法変化が０となり、硬質アルマイト皮膜
23形成後の固定側入駒21およびスライドコア22の寸法を
硬質アルマイト皮膜23形成前の寸法変化と等しくするこ
とができる。
【００４６】このように本実施例にあっても、摺動部21
ａ、22ａに硬質アルマイト皮膜23を形成するに際し、硬
質アルマイト皮膜23の形成膜厚を限界膜厚によって規定
するとともに、固定側入駒21およびスライドコア22の初
期形成面に対するアルマイト皮膜23の寸法変化量をアル
マイト皮膜23の処理膜厚と独立して制御するようにした
ため、硬質アルマイト皮膜23の形成による寸法変化をこ
のアルマイト皮膜23厚に依存させることなく硬質アルマ
イト皮膜23を形成することができ、特に、厚い硬質アル
マイト皮膜の形成に際してこの硬質アルマイト皮膜23の
寸法変化量を小さくすることができる。
【００４７】また、硬質アルマイト皮膜23の形成による
寸法変化量を、この硬質アルマイト皮膜23の限界膜厚の
形成後の処理時間（ｔ2−ｔ1）によって制御しているた
め、限界膜厚の形成後の硬質アルマイト皮膜23による寸
法変化を硬質アルマイト皮膜23の膜厚と独立、かつ自在
に制御することができる。また、硬質アルマイト皮膜23
の膜厚を数十〜数百μmになるようにしたため、固定側
入駒21およびスライドコア22の摺動部21ａ、22ａの耐摩
耗性および耐カジリ性を飛躍的に向上させることがで
き、射出成形用金型の耐久性を大幅に向上させることが
できる。
【００４８】また、硬質アルマイト皮膜23の限界膜厚の
形成後の処理時間を任意に設定することにより、固定側
入駒21およびスライドコア22の初期形成面に対する硬質
アルマイト皮膜23の寸法変化量を０にすることができる
ため、硬質アルマイト皮膜23が形成される際の寸法変化
を考慮して、予め固定側入駒21およびスライドコア22を
本来の寸法よりも小さめに加工する作業を不要にするこ
とができるとともに、硬質アルマイト皮膜23の形成後に
切削等の追加工を不要にすることができ、射出成形用金
型の製造作業の作業性を大幅に向上させることができ
る。具体的には、固定側入駒21およびスライドコア22の
初期形成面に対する硬質アルマイト皮膜23の寸法変化量
を±１μmの範囲に設定すれば、このような効果を容易
に得ることができる。
【００４９】また、寸法変化を０にすることができるた
め、射出成形前後の摺動部21ａ、22ａ同士のクリアラン
スＴc2を20μm以下に設定することができ、硬質アルマ
イト皮膜23の形成前後に同様の射出成形を行なうことが
できる。この結果、硬質アルマイト皮膜23の形成前に成
形品の形状および寸法を確認するための予備成形を行な
うことができる。
【００５０】なお、本実施例では、固定側入駒21および
スライドコア22の摺動部21ａ、22ａの両方に硬質アルマ
イト皮膜23を形成しているが、この硬質アルマイト皮膜
23は固定側入駒21およびスライドコア22の何れか一方の
みに形成しても良い。また、本実施例では、硬質アルマ
イト皮膜23を固定側入駒21およびスライドコア22の摺動
部21ａ、22ａに適用しているが、これに限らず、如何な
るアルミニウム合金材料の摺動部にも適用することがで
きることは言うまでもない。
【００５１】また、上記各実施例では、硬質アルマイト
皮膜をエジェクターピン12の摺動部12ａやスライドコア
22の摺動部21ａ、22ａに形成しているが、これに限ら
ず、上記各実施例と同様の方法でアルミニウム合金材料
からなる金型構成部品のパーティング面に硬質アルマイ
ト皮膜を形成しても良い。このようにすれば、金型構成
部品のパーティング面の耐摩耗性および耐カジリ性を充
分に確保することができ、射出成形用金型の耐久性を大
幅に向上させることができる。
【００５２】また、アルミニウム合金材料からなる金型
構成部品のキャビティ画成面に硬質アルマイト皮膜を形
成しても良い。このようにすれば、アルミニウム合金か
らなる金型構成部品のキャビティ空間部内の耐摩耗性を
向上させるようにして、例えば、ガラス繊維等が混入し
た樹脂を成形する場合等にこのガラス繊維によってキャ
ビティ画成面が摩耗するのを防止することができ、特
に、数十μm〜数百μmの厚い硬質アルマイト皮膜を形成
した場合には、飛躍的な耐摩耗性を得ることができる。
【００５３】その上、硬質アルマイト皮膜形成による寸
法変化を０にすることができるので、硬質アルマイト皮
膜の形成前後で同じ寸法形状の成形品を得ることができ
るとともに、寸法公差が10μm以下の厳しい成形品の成
形に対応することができる。
【００５４】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、硬質アル
マイト皮膜の形成による寸法変化を該アルマイト皮膜厚
に依存させることなく硬質アルマイト皮膜を形成するこ
とができ、特に、厚い硬質アルマイト皮膜の形成に際し
て該硬質アルマイト皮膜の寸法変化を小さくすることが
できる。
【００５５】請求項２記載の発明によれば、硬質アルマ
イト皮膜の膜厚を任意の値に規定することができる。請
求項３記載の発明によれば、限界膜厚の形成後の硬質ア
ルマイト皮膜による寸法変化を硬質アルマイト皮膜の膜
厚と独立、かつ自在に制御することができる。
【００５６】請求項４記載の発明によれば、アルミニウ
ム合金材料からなる金型構成部品の耐摩耗性および耐カ
ジリ性を飛躍的に向上させることができる面処理を行な
うことができる。請求項５記載の発明によれば、硬質ア
ルマイト皮膜が形成される際の寸法変化を考慮して、予
め金型構成部品を本来の寸法よりも小さめに加工する作
業を不要にすることができるとともに、硬質アルマイト
皮膜の形成後に切削等の追加工を不要にすることがで
き、射出成形用金型の製造作業の作業性を大幅に向上さ
せることができる。
【００５７】請求項６記載の発明によれば、アルミニウ
ム合金材料からなる金型構成部品のエジェクターピンの
摺動部の耐摩耗性および耐カジリ性を充分に確保するこ
とができ、射出成形用金型の耐久性を大幅に向上させる
ことができる。請求項７記載の発明によれば、アルミニ
ウム合金材料からなる第１および第２金型構成部品のス
ライドコア摺動部の耐摩耗性および耐カジリ性を充分に
確保することができ、射出成形用金型の耐久性を大幅に
向上させることができる。
【００５８】請求項８記載の発明によれば、アルミニウ
ム合金材料からなる金型構成部品のパーティング面の耐
摩耗性および耐カジリ性を充分に確保することができ、
射出成形用金型の耐久性を大幅に向上させることができ
る。請求項９記載の発明によれば、アルミニウム合金か
らなる金型構成部品のキャビティ空間部内の耐摩耗性を
向上させるようにして、例えば、ガラス繊維等が混入し
た樹脂を成形する場合等にこのガラス繊維によってキャ
ビティ画成面が摩耗するのを防止することができ、射出
成形用金型を耐久性を大幅に向上させることができる。
【００５９】請求項10記載の発明によれば、硬質アルマ
イト皮膜の形成前後に同様の射出成形を行なうことがで
きるので、硬質アルマイト皮膜の形成前に成形品の形状
および寸法を確認するための予備成形を行なうことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアルミニウム合金製射出成形用金
型の硬質アルマイト皮膜形成方法を達成するアルミニウ
ム合金製射出成形用金型の第１実施例を示す図であり、
その硬質アルマイト皮膜を形成するための基本原理を説
明する図である。
【図２】処理条件を変えた場合の処理時間と硬質アルマ
イト皮膜厚との関係を示す図である。
【図３】処理条件を変えた場合の処理時間と硬質アルマ
イト皮膜形成による寸法変化との関係を示す図である。
【図４】（ａ）は第１実施例の金型構成部品の側面断面
図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ方向矢視断面図であ
る。
【図５】第１実施例の金型構成部品に硬質アルマイト皮
膜が形成される状態を示す図である。
【図６】（ａ）は処理時間と硬質アルマイト皮膜厚との
関係を示す図、（ｂ）は処理時間と硬質アルマイト皮膜
形成による寸法変化との関係を示す図である。
【図７】本発明に係るアルミニウム合金製射出成形用金
型の硬質アルマイト皮膜形成方法を達成するアルミニウ
ム合金製射出成形用金型の第２実施例を示す図であり、
（ａ）はその金型構成部品の斜視図、（ｂ）は同図
（ａ）のＢ部分の拡大図である。
【図８】第２実施例の金型構成部品に硬質アルマイト皮
膜が形成される状態を示す図である。
【符号の説明】
11 固定側入駒（金型構成部品） 11ａ 摺動部 12 エジェクターピン 13、23 硬質アルマイト皮膜 21 固定側入駒（金型構成部品、第２金型構成部品） 21ａ、22ａ 摺動部 22 スライドコア（金型構成部品、第１金型構成部
品）

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】キャビティを画成する金型構成部品のうち
    の少なくとも１つ以上をアルミニウム合金材料から構成
    した射出成形用金型を準備し、該アルミニウム合金材料
    からなる金型構成部品に硬質アルマイト皮膜を形成する
    方法において、 前記硬質アルマイト皮膜の形成膜厚を限界膜厚によって
    規定するとともに、アルミニウム合金材料からなる金型
    構成部品の初期形成面に対するアルマイト皮膜の寸法変
    化量をアルマイト皮膜の処理膜厚と独立して制御するよ
    うにしたことを特徴とするアルミニウム合金製射出成形
    用金型の硬質アルマイト皮膜形成方法。
  2. 【請求項２】前記限界膜厚を、少なくとも電解液の種
    類、濃度および温度と、電流密度および電圧と、によっ
    て規定することを特徴とする請求項１記載のアルミニウ
    ム合金製射出成形用金型の硬質アルマイト皮膜形成方
    法。
  3. 【請求項３】硬質アルマイト皮膜の形成による寸法変化
    量を、該硬質アルマイト皮膜の限界膜厚の形成後の処理
    時間によって制御することを特徴とする請求項１または
    ２記載のアルミニウム合金製射出成形用金型の硬質アル
    マイト皮膜形成方法。
  4. 【請求項４】前記硬質アルマイト皮膜の膜厚を数十〜数
    百μmになるようにしたことを特徴とする請求項１〜３
    何れかに記載のアルミニウム合金製射出成形用金型の硬
    質アルマイト皮膜形成方法。
  5. 【請求項５】前記硬質アルマイト皮膜の限界膜厚の形成
    後の処理時間を任意に設定することにより、前記金型構
    成部品の初期形成面に対する硬質アルマイト皮膜の寸法
    変化量を±１μmの範囲に設定することを特徴とする請
    求項１または３記載のアルミニウム合金製射出成形用金
    型の硬質アルマイト皮膜形成方法。
  6. 【請求項６】請求項１〜５何れかに記載の硬質アルマイ
    ト皮膜形成方法によって硬質アルマイト皮膜が形成され
    たアルミニウム合金製射出成形用金型であって、前記ア
    ルミニウム合金材料からなる金型構成部品の１つにエジ
    ェクターピンが摺動する摺動部が形成され、該摺動部に
    前記硬質アルマイト皮膜が形成されることを特徴とする
    アルミニウム合金製射出成形用金型。
  7. 【請求項７】請求項１〜５何れかに記載の硬質アルマイ
    ト皮膜形成方法によって硬質アルマイト皮膜が形成され
    たアルミニウム合金製射出成形用金型であって、前記ア
    ルミニウム合金材料からなる金型構成部品が、少なくと
    もスライドコアからなる第１金型構成部品とスライドコ
    アが摺動する摺動部を有する第２金型構成部品を有し、
    第１および第２金型構成部品のスライドコア摺動部に前
    記硬質アルマイト皮膜が形成されることを特徴とするア
    ルミニウム合金製射出成形用金型。
  8. 【請求項８】請求項１〜５何れかに記載の硬質アルマイ
    ト皮膜形成方法によって硬質アルマイト皮膜が形成され
    たアルミニウム合金製射出成形用金型であって、前記ア
    ルミニウム合金材料からなる金型構成部品のパーティン
    グ面に硬質アルマイト皮膜が形成されることを特徴とす
    るアルミニウム合金製射出成形用金型。
  9. 【請求項９】請求項１〜５何れかに記載の硬質アルマイ
    ト皮膜形成方法によって硬質アルマイト皮膜が形成され
    たアルミニウム合金製射出成形用金型であって、前記ア
    ルミニウム合金材料からなる金型構成部品のキャビティ
    画成面に硬質アルマイト皮膜が形成されることを特徴と
    するアルミニウム合金製射出成形用金型。
  10. 【請求項10】前記硬質アルマイト皮膜が形成される前の
    前記摺動部とエジェクターピンのクリアランス、前記第
    １金型構成部品および第２金型構成部品のクリアラン
    ス、あるいは前記パーティング面あるいはキャビティ画
    成面のクリアランスを20μm以下に設定したことを特徴
    とする請求項６〜９何れかに記載のアルミニウム合金製
    射出成形用金型。
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