JPS604900B2 - プラスチツク成形用金型の製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラスチック成形用金型の製法に係り、特に高
硬度金型を得るのに通した製法に関する。

プラスチック成形用金型の寿命は成形型材の硬さに左右
され、硬さが低いと耐寿命性は悪い。

従来の鋼合金は熱処理しないと硬さが得られず、そのた
め熱処理法について種々検討された。しかし熱処理する
と成形型のネックである寸法精度が悪くなり、現在では
熱処理法による硬化は採用されず、クロームメッキなど
によってキャビティの表面のみを硬化している。クロー
ムメツキはキヤピティ表面数十仏肌の硬化法であり、内
部の硬さはメッキされないため低 成形ショット数が
多くなるとゲート付近の摩耗及び突出ピンによる摩耗を
生じ量産型として不向きであった。またメッキすること
によって作業工程が複雑化し不経済であつた。一方、従
来ホットホピング法に用いていたＡそ青銅（ＪＩＳ規格
、Ａ〆ＢＣ−３、ＡＢＢ−２いずれもＡ〆含有量は１２
％以下）の硬さはホビングのままでビッカース硬さＨｖ
約２５０である。

ホビング後熱処理（溶体化温度約９５ぴ○、焼戻し温度
約３５０午○）するとその硬さＨｖは約４４０に上昇す
る。これらＪＩＳ規格品の硬化機構を第１図（Ａ〆−Ｃ
ｕ−Ｆｅ−Ｎｉ状態図）、で説明すると、溶体化温度を
約９５０℃の８領域とし、焼戻し温度を約３５０ｑＣと
することによって、ｋ相を析出（ＮｉＡそ，ＦｅＡそ）
させ、析出にともなって生じるひずみ硬化によって硬化
させる。したがって溶体化温度はｋ相が析出しないＱ十
８、及び８領域の高温度（Ａそ含有量によって違うが約
９５０ｑｏ）で行なわなければならない。従って従来の
Ａ〆青銅では上記したホピング法はできない。

すなわち溶体化温度が高いため、ホブ、ホビングホルダ
の寿命及び作業性の点で困難である。本発明の目的は作
業性が良く、高硬度を有するプラスチック成形用金型の
製法を提供するにある。

・本発明は「重量でＡそ１２．３〜１３．５％、Ｆｅ
４〜８％、Ｍｎｌ．５％以下、残部Ｃｕよりなる合金の
プラスチック成形用金型を製造する方法において「前記
合金を６５０００以上で、且つ前記合金の（３十ｋ）相
を生成する温度領域で成形用母型によってホビング成形
した後、該成形された成形用金型及び前記成形用母型を
前記温度から水冷後、前記成形用金型を５００００を越
え６００ｏＣ未満の温度で加熱し硬化させるとともに、
成形用母型と成形用金型とを分離することを特徴とする
プラスチック成形用金型の製法にある。

本発明の製法は溶体化温度でホビングし、焼戻し温度で
離型し硬化させる方法である。

本発明の製法に用いたＡそ青銅（Ａ夕１２．３〜１３．
５％、Ｆｅ４〜８％、Ｍｎｌ．５％以下、残りＣｕ）の
硬化機構を第２図から説明すると、溶体化温度でホビン
グする温度として約６５０００以上の８十ｋ領域とし、
焼戻し温度はプラスチック成形金型を硬化させるもので
、５００ｑｏを越え６００ｑｏ未満の温度で所定時間加
熱保持することによって、ｙ２相を折出させて折出硬化
させる方法である。

ｙ２相はＣ仏Ａ夕を母体とする固溶体で非常に硬い相で
ある。本発明は低温度（溶体化温度約６５０℃以上）で
ホビングし、ホビング後水冷することによってｙ２ を
固溶させ、離型温度（焼戻し温度約５５０℃）でッ２
を析出させる方法であり、Ｈｖ約３７０が得られる。な
お溶体化温度約６５０ｑｏ以上では３十ｋ組織であり、
ｋ相が折出しているが、このｋ相は本製法の合金場合は
直接の硬化要因でないため（本製法の合金ではｙ２相で
ある）折出していてもよい。本発明の製法はホビング工
程を溶体化処理温度で行うため、キヤビティの表面粗さ
及び寸法精度は従来の製法（本製法の合金を用いてホビ
ングし、ホビング後炉冷した場合をいう。）と同等で、
硬さは大中に向上する。次に本発明製法による一実施例
を説明する。

第３図は本発明の製法に用いたＡそ青銅（１２．５％Ａ
〆、５．２％Ｆｅ、１．３％Ｍｎ、残Ｃｕ）を３０ｋ９
溶解し、６００‘こ鍛造した試料を７００℃で溶体化し
、各温度で１時間焼戻しをした時の硬さ曲線■を示す。
比較のためにＡ〆青銅（ＡそＢＣ−３）を９５０ｑｏで
溶体化し各温度で１時間焼戻しをした時の硬さ曲線曲も
示す。ＡクＢＣ−３の約３５０ｑｏの硬さピークはｋ相
析出にともなうひずみ硬化であり、本製法の合金の約５
５０℃の硬さピークはｙ２相の析出にともなう折出硬化
である。図に示すように本発明の製法によって得られる
硬さは５００ｑｏを越え６００午０未満の温度で最も高
い。

第４図はゴルフポール成形用金型２を成形用母型１で成
形した成形金型の断面図と成形母型の正面図及び立面図
である。第１表は従来法と本発明法によって製造したゴ
ルフボール成形金型の寸法精度（真円度）を示したもの
である。本発明の製法は、前術と同様に成形用金型にＡ
夕青銅を用い、ホビング温度７００℃、ホビング速度１
脚／分でホビングし、次いでホビング温度より成形用金
型及び成形母型ともに水冷した後、５５０００で３０分
加熱し硬化させた。成形用母型に鋼を用いた。ポビング
したままでは金型と母型とは密着しているので両者が共
に水冷される。従来法は７００ｑｏでホビングした後炉
冷したものであり、その他は本発明法と同じ製法である
。Ｄ，×，Ｙの実寸法ならびに真円度（×−Ｙ）を第１
表に示す。

第１表 本発明の製法でも従来の製法と同等の真円度が得られる
ことが明らかである。

第２表は硬さ、面粗さ、真円度およびホビング後の冷却
時間を比較したものである。

ホピングはプレスによって行ったものであり、ホビング
後プレス機械より成形用金型及び母型を取り‘まずすの
に約１び分要した。

従って、本発明における成形用金型自身の冷却に要した
時間は約３０秒であった。第２表 表に示すように、本発明の製法は従来の製法に〈らべて
面粗さ、真円度は同等であるが、硬さおよび冷却時間が
大幅に向上し、成形母型の長寿命化とホビング時間のサ
イクル向上効果が期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図はＪＩＳ規格ＡそＢＣ３（Ｃｕ−Ａ〆−４％Ｆｅ
−４％Ｎｉ−１．５％Ｍｎ）の状態図、第２図は本発明
に用いた合金（Ｃｕ−Ａ夕一５％Ｆｅ−１．５％Ｍｎ）
の状態図、第３図は本発明ならびに従来の方法によって
得られたものについて、硬さと焼戻し温度との相関関係
を示したグラフ、第４図は母型および成形型の真円度を
示すための説明図である。 １・・・母型、２・・・成形型。 第１図 象２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 重量で、Ａｌ１２．３〜１３．５％、Ｆｅ４〜８％
   、Ｍｎ１．５％以下、残部Ｃｕよりなる合金のブラスチ
   ツク成形用金型を製造する方法において、前記合金を６
   ５０℃以上で、且つ前記合金の（β＋ｋ）相を生成する
   温度領域で成形用母型によってホビング成形した後、該
   成形された成形用金型及び前記成形用母型を前記温度か
   ら水冷後、前記成形用金型を５００℃を越え６００℃未
   満の温度で加熱保持し、次いで前記成形用母型と成形用
   金型とを分離することを特徴とするブラスチツク成形用
   金型の製法。