JPS6082679A - 金属溶射と電鋳とによる金型の製造方法 - Google Patents
金属溶射と電鋳とによる金型の製造方法Info
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- JPS6082679A JPS6082679A JP19045283A JP19045283A JPS6082679A JP S6082679 A JPS6082679 A JP S6082679A JP 19045283 A JP19045283 A JP 19045283A JP 19045283 A JP19045283 A JP 19045283A JP S6082679 A JPS6082679 A JP S6082679A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/06—Permanent moulds for shaped castings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、常温全屈溶射（特公昭４７−２４８５９号）
を利用したＭ度、及び精密性が高いのみならず、殊に耐
久性に優れた金型の製造方法に関するもので、従来の金
属溶射を利用した金型の製法、例えば、先づ石膏等で目
的とする製品のモデルを作り、その表面に金属溶射を行
なった後、該モデμを離型して金属溶射皮膜より成るシ
エμを形成し、これをバックアップして金型とするもの
に於ては、耐久性に劣るのみならず、製作過程に於て歪
みが生じ、正確な形状寸度の為刑？、−ａＬ ７＋とふ
叶田諧ヤ 爪立りつ杏Ａ刑か壬直ししなければならない
ので、硬度の高い金属は使用できず、従つ、てぜいぜい
試作品製造用の弱い金型しか得られなかったが、本発明
による金型は金属ブロックを削り出して得る普通の金型
と殆んど変らない強度と精度を有し耐久性に於て優れた
ものである。
を利用したＭ度、及び精密性が高いのみならず、殊に耐
久性に優れた金型の製造方法に関するもので、従来の金
属溶射を利用した金型の製法、例えば、先づ石膏等で目
的とする製品のモデルを作り、その表面に金属溶射を行
なった後、該モデμを離型して金属溶射皮膜より成るシ
エμを形成し、これをバックアップして金型とするもの
に於ては、耐久性に劣るのみならず、製作過程に於て歪
みが生じ、正確な形状寸度の為刑？、−ａＬ ７＋とふ
叶田諧ヤ 爪立りつ杏Ａ刑か壬直ししなければならない
ので、硬度の高い金属は使用できず、従つ、てぜいぜい
試作品製造用の弱い金型しか得られなかったが、本発明
による金型は金属ブロックを削り出して得る普通の金型
と殆んど変らない強度と精度を有し耐久性に於て優れた
ものである。
金属溶射技術、特に前記日本特許（又は米国特許第８，
９０１，４４１号）に開示された溶射方法（以下常温溶
射という）を用いて金型を作る方法は、複雑な形状のも
のも簡易、短時間で製作でき、従ってコストも安いとい
う大きな利点にもか！わらず、反面前記のような欠点を
有するが、その理由は、超高速度で飛翔する金属粒子が
累積して層を形成する過程で貯熱作用があり、寸だ高速
度で粒子が次々と衝突するため、これがプラスト作用を
なし、全体として歪みを生じることは才ぬがれないこと
、またかくして生じた企みを除去することも困難で、所
望の精度が得難いこと及び、こ！に得られる金属層自体
強度がさほど高いものではないので、これを補強する必
要があるが、歪み等を生じないで補強効果をあげる手段
が開発されていない等の理由によることは多数の試験研
究の結果間らかにされている。
９０１，４４１号）に開示された溶射方法（以下常温溶
射という）を用いて金型を作る方法は、複雑な形状のも
のも簡易、短時間で製作でき、従ってコストも安いとい
う大きな利点にもか！わらず、反面前記のような欠点を
有するが、その理由は、超高速度で飛翔する金属粒子が
累積して層を形成する過程で貯熱作用があり、寸だ高速
度で粒子が次々と衝突するため、これがプラスト作用を
なし、全体として歪みを生じることは才ぬがれないこと
、またかくして生じた企みを除去することも困難で、所
望の精度が得難いこと及び、こ！に得られる金属層自体
強度がさほど高いものではないので、これを補強する必
要があるが、歪み等を生じないで補強効果をあげる手段
が開発されていない等の理由によることは多数の試験研
究の結果間らかにされている。
本発明金型の製造方法は、これらの欠点を除き、優れた
点を活かした画期的な優秀な金型を製造する方法に関す
るものである。
点を活かした画期的な優秀な金型を製造する方法に関す
るものである。
本発明実施の一例を図面について説明すると、先づ加工
容易な素材、例えば木イオ、石膏、プラスチック等によ
り目的とする製品のモデル［＋）を作る（以下これを第
１モデルという）（第１図）、。
容易な素材、例えば木イオ、石膏、プラスチック等によ
り目的とする製品のモデル［＋）を作る（以下これを第
１モデルという）（第１図）、。
この第１モデルを鋼製フレーム（２）をもって囲み、そ
の表面並びに周囲を低温で溶融する金属、例えば亜鉛、
アルミニムム等或はそれらの合金をもって、常温金属溶
射し、金属層（３）を形成する（第２図）。 この場合
全体を台盤（４）の上にのせて行のうのが好都合である
。
の表面並びに周囲を低温で溶融する金属、例えば亜鉛、
アルミニムム等或はそれらの合金をもって、常温金属溶
射し、金属層（３）を形成する（第２図）。 この場合
全体を台盤（４）の上にのせて行のうのが好都合である
。
次に、かくして形成した溶射金属層（３）から第１モデ
／ｌ／（］）を離型することにより、モデル（１）の反
転型（５）（溶射シエ／Ｉ／）を得る。 この反転型の
凹部空間（６）内に、錫、ビヌマヌ、インジウム等３元
〜グ元合金の低融点合金の溶融液（７）を流を平面化し
た後、さらに溶射金属層（３）と低融点金属部分（７）
とを離型し、第１モデルと全く同形の低融点金属による
精密鋳造体を得る（この精密鋳造体を第２モデル（７）
という）。 この第２モデルは上記低融点金属が、収縮
が無く、冷却後０−６／１ｏｏｏχ（支）度の微量膨張
するもの故に、きわめて精度高く形成できる。
／ｌ／（］）を離型することにより、モデル（１）の反
転型（５）（溶射シエ／Ｉ／）を得る。 この反転型の
凹部空間（６）内に、錫、ビヌマヌ、インジウム等３元
〜グ元合金の低融点合金の溶融液（７）を流を平面化し
た後、さらに溶射金属層（３）と低融点金属部分（７）
とを離型し、第１モデルと全く同形の低融点金属による
精密鋳造体を得る（この精密鋳造体を第２モデル（７）
という）。 この第２モデルは上記低融点金属が、収縮
が無く、冷却後０−６／１ｏｏｏχ（支）度の微量膨張
するもの故に、きわめて精度高く形成できる。
次にこの第２モデ／ｌ／＋７１の表面に対して普通１．
５〜２．０χの厚さのニッケ７Ｌ’電鋳（８）を施こし
、電鋳マスターを得る。 尚、このニッケルｆｆ１ｔ鋳
を施こすに先立ち、必要により、第２モデ／Ｌ／（７１
の表面を研磨して後２〜３ミクロンの厚さの光沢ニッケ
／Ｉ／電鋳を施こし、さらに必要に応じ、表面研磨し、
これに前記ニッケ７Ｌ’電鋳を施こしても良い。 又ニ
ッケル電鋳は１．５〜２．０χの厚ともある。
５〜２．０χの厚さのニッケ７Ｌ’電鋳（８）を施こし
、電鋳マスターを得る。 尚、このニッケルｆｆ１ｔ鋳
を施こすに先立ち、必要により、第２モデ／Ｌ／（７１
の表面を研磨して後２〜３ミクロンの厚さの光沢ニッケ
／Ｉ／電鋳を施こし、さらに必要に応じ、表面研磨し、
これに前記ニッケ７Ｌ’電鋳を施こしても良い。 又ニ
ッケル電鋳は１．５〜２．０χの厚ともある。
かくして得られた電鋳マスターのニッケル電鋳（８）の
表面に高融点金属、例えばニッケル、ヌテンレス・スチ
ール等を、高附着力のポンディング溶射し、必要な厚さ
の溶射層（９）、いわゆる肉盛を形成する（第４図）。
表面に高融点金属、例えばニッケル、ヌテンレス・スチ
ール等を、高附着力のポンディング溶射し、必要な厚さ
の溶射層（９）、いわゆる肉盛を形成する（第４図）。
さらにこの第４図に示した構成物全体を低融点金属より
成る第２モデ１ｖ（７）部分が溶融するに充分な温度（
２００℃）下、例えば炉中で、加熱処理することにより
、該第２モデＪｖ（７）部分を溶融除去し、こ＼にニッ
ケ／ｌ／ ’ｔ１４”、 ＠ｊを表面に持つ高融点金属
溶射（９）で形成された硬金属シェルを得る。
成る第２モデ１ｖ（７）部分が溶融するに充分な温度（
２００℃）下、例えば炉中で、加熱処理することにより
、該第２モデＪｖ（７）部分を溶融除去し、こ＼にニッ
ケ／ｌ／ ’ｔ１４”、 ＠ｊを表面に持つ高融点金属
溶射（９）で形成された硬金属シェルを得る。
次いで、該硬金属シェル（９）をモールドベース（ｌＯ
）に固、定し、その裏側空間に亜鉛、ア）ｖミニラム又
はこれらの合金等適宜の金属を常温溶射するか、或は、
溶融金属を流し込むか、場合によってはセメントを流し
込む等の手段でバックアップ（ＩＩ）する。 バックア
ップ部（１す内には冷却水田パスプ１１９）か冊給−Ｆ
六とふ糾す不寸１−一 帛祷施こし、こ＼に金型が完成
するのである。
）に固、定し、その裏側空間に亜鉛、ア）ｖミニラム又
はこれらの合金等適宜の金属を常温溶射するか、或は、
溶融金属を流し込むか、場合によってはセメントを流し
込む等の手段でバックアップ（ＩＩ）する。 バックア
ップ部（１す内には冷却水田パスプ１１９）か冊給−Ｆ
六とふ糾す不寸１−一 帛祷施こし、こ＼に金型が完成
するのである。
なお、上記説明に於てモールドベース叫を用いるとして
いるが、これは、金型の製造過程液於ける中間品の取扱
いの便や作業上の便宜で用いることが好ましいもので、
これを使用すること自体は本発明金型の製法に不可欠の
ものではない。 金型完成後これを改めてモールドベー
スに取付けることは、一般の金型の場合と同様である。
いるが、これは、金型の製造過程液於ける中間品の取扱
いの便や作業上の便宜で用いることが好ましいもので、
これを使用すること自体は本発明金型の製法に不可欠の
ものではない。 金型完成後これを改めてモールドベー
スに取付けることは、一般の金型の場合と同様である。
本発明金型の製造方法は上に述べた過程即ち工程の連続
を内容とするものであるが、がくして得られた金型は、
精度が高く、精密な形仙をあられすことか可能で、耐久
性に富み、スピーディに製造され、従って安価である等
幾多の利点を有するが、この点についてさらに説明を加
えると、先づ、上述したように加工容易な素材で作る第
１モデルは、それが、いかに精密であり、又は複雑な形
態のものであっても、短時間に且つ容易に作ることがで
きることは理解に難くない所である。 次に本発明の殆
んどの工程は常温溶射による反転型の製造成はそれのバ
ックアップという単純な作業より成り、僅かに第２モチ
゛ルの鋳造工程がこれに加えられるだけであるから、精
巧な機械装置も熟練を要する操作、テクニックも必要と
しない。 このような訳で短時間に且つ安価に金型が出
来上ることは理解されよう。
を内容とするものであるが、がくして得られた金型は、
精度が高く、精密な形仙をあられすことか可能で、耐久
性に富み、スピーディに製造され、従って安価である等
幾多の利点を有するが、この点についてさらに説明を加
えると、先づ、上述したように加工容易な素材で作る第
１モデルは、それが、いかに精密であり、又は複雑な形
態のものであっても、短時間に且つ容易に作ることがで
きることは理解に難くない所である。 次に本発明の殆
んどの工程は常温溶射による反転型の製造成はそれのバ
ックアップという単純な作業より成り、僅かに第２モチ
゛ルの鋳造工程がこれに加えられるだけであるから、精
巧な機械装置も熟練を要する操作、テクニックも必要と
しない。 このような訳で短時間に且つ安価に金型が出
来上ることは理解されよう。
なお、常ｒ品溶剤による溶ｑ、ｊ金属ｎダは、モデル表
面の極めて細密な形状をも忠実ＶＣ写し取ることのでき
るものであることはよく知られる所であり、第１モデル
からの反転型（５）は極めて忠実に第１モテルのｈ１１
部を写し、１だ、この反転型から得られる第２モデルも
特殊低融点合金による精密鋳造型であるため、第１モチ
゛／しの忠実な再現であり、最後の硬金属シェルもニッ
ケ）ｖ電鋳と常温溶射によるものであるため、第２モデ
ルを忠実に写し取っているから、完成した金型自体非常
に精密なものである。
面の極めて細密な形状をも忠実ＶＣ写し取ることのでき
るものであることはよく知られる所であり、第１モデル
からの反転型（５）は極めて忠実に第１モテルのｈ１１
部を写し、１だ、この反転型から得られる第２モデルも
特殊低融点合金による精密鋳造型であるため、第１モチ
゛／しの忠実な再現であり、最後の硬金属シェルもニッ
ケ）ｖ電鋳と常温溶射によるものであるため、第２モデ
ルを忠実に写し取っているから、完成した金型自体非常
に精密なものである。
さて、との種溶射金属層を利用した金型の最大の欠点と
された、全体旧な歪み、ひずみについてみるに、本発明
はこの点の解決法として、硬金属シェル（９）をニッケ
ル電鋳面に高融点金属を溶射して得るようにした点に特
徴がある。
された、全体旧な歪み、ひずみについてみるに、本発明
はこの点の解決法として、硬金属シェル（９）をニッケ
ル電鋳面に高融点金属を溶射して得るようにした点に特
徴がある。
つ壕り、ニッケル電鋳面＋８１に制融点金属を溶射する
と、溶射金属は微粒子で高速度で被着面へ噴射され、衝
突して各微粒子が機械的に結合するとされているが、本
発明の場合は微粒子の有する熱と衝突による発熱等で高
融点金属粒子が既にある金属皮膜面、２つ寸りニッケル
電鋳面（８）の粒子内に溶は込み、溶接的結合力を有す
る。
と、溶射金属は微粒子で高速度で被着面へ噴射され、衝
突して各微粒子が機械的に結合するとされているが、本
発明の場合は微粒子の有する熱と衝突による発熱等で高
融点金属粒子が既にある金属皮膜面、２つ寸りニッケル
電鋳面（８）の粒子内に溶は込み、溶接的結合力を有す
る。
これは熱伝導性の悪い金属、例えば鉄（熟＠導性０．１
４０ ＣＧＳ、４’）などの場合に見られる現象でちる
。
４０ ＣＧＳ、４’）などの場合に見られる現象でちる
。
従ってかくして得た溶射金属シェル、つまり硬金属シエ
ｌｖは最強２０ Ｋｑ／ｍｄという強い強度かで）られ
、それ自身の全体の形態を正しく保持するものであり、
加えてか父るシェルにバックアップを施こすことにより
少しの歪みも生じない金属溶射金型を得ることに成功し
たもので、本発明製法による金型は実に精度の高い優れ
たもので、金属削り出し金型に匹敵する。
ｌｖは最強２０ Ｋｑ／ｍｄという強い強度かで）られ
、それ自身の全体の形態を正しく保持するものであり、
加えてか父るシェルにバックアップを施こすことにより
少しの歪みも生じない金属溶射金型を得ることに成功し
たもので、本発明製法による金型は実に精度の高い優れ
たもので、金属削り出し金型に匹敵する。
本発明に於ける前記第２モデル（７）け匹融点金属シェ
ル（５）から複数偶作ることができるもので、同形の金
形を複数個製造することは極めて容易であり、この場合
はさらに時間的経済的に有利と々る。 また金型の構造
から判るようにシェＡｚ（９ｊは、前述したように、ニ
ッケル電？面に高融点金属層が溶接的に結合さ７１２、
シェルの全体強度が非常に高くなり、又ンエ１ｖｔ９ｊ
内面は動硬度金属であり、バックアップがしっがりして
いるため、１酎久性に富む金型として完成されるのであ
る。 本発明の金属溶射手段は常法により行なばれるも
ので、予じめサンドゲラスト等の前処理工程を伴ない、
離鍛剤等を［１１用することは常法に従うものである。
ル（５）から複数偶作ることができるもので、同形の金
形を複数個製造することは極めて容易であり、この場合
はさらに時間的経済的に有利と々る。 また金型の構造
から判るようにシェＡｚ（９ｊは、前述したように、ニ
ッケル電？面に高融点金属層が溶接的に結合さ７１２、
シェルの全体強度が非常に高くなり、又ンエ１ｖｔ９ｊ
内面は動硬度金属であり、バックアップがしっがりして
いるため、１酎久性に富む金型として完成されるのであ
る。 本発明の金属溶射手段は常法により行なばれるも
ので、予じめサンドゲラスト等の前処理工程を伴ない、
離鍛剤等を［１１用することは常法に従うものである。
本発明は上述のように、極めて簡易な手段を繰返すこと
により、Ｗｊ度、精密度、 ＋１ＩｉＪ久性に優れた金
型を短時間に安価に製造し得る方法であって、金型製法
として画期的なものである。
により、Ｗｊ度、精密度、 ＋１ＩｉＪ久性に優れた金
型を短時間に安価に製造し得る方法であって、金型製法
として画期的なものである。
第１図は第１モデルの正面図、第２図は第１モデル表面
に金属溶射した状態を示す説明図、第８図は第２図の金
属溶射により得たシェル内に低融点金属の溶融液を流し
込んだ状態を示す説明図、第４図は第２モデルの表面に
硬金属を溶射した状態を示す説明図、第５図は硬金属シ
ェルの裏側空間をバックアップした状態を示す説明図で
ある。 符号説明 ｍ・・・・・・第１モデル、（２）・・・・・・鋼製フ
レーム、＋３）・・・・・・溶射金属層、（４）・・・
・・・台盤、（５）・・・・・・反転型、（６）・・・
・・・凹空間（５の）、（７１・・・・・・低融点金属
、（８）・・・・・・ニッケ／ｌ’電鋳、（９）・・・
・・・高融点金属溶射層、（１０）・・・・・・モール
ドベーヌ、（１す・・・・・・バックアップ。 出願人 浜 村 益 三 代理人 弁理士 水 口 孝 − 第１ 図 凛２図
に金属溶射した状態を示す説明図、第８図は第２図の金
属溶射により得たシェル内に低融点金属の溶融液を流し
込んだ状態を示す説明図、第４図は第２モデルの表面に
硬金属を溶射した状態を示す説明図、第５図は硬金属シ
ェルの裏側空間をバックアップした状態を示す説明図で
ある。 符号説明 ｍ・・・・・・第１モデル、（２）・・・・・・鋼製フ
レーム、＋３）・・・・・・溶射金属層、（４）・・・
・・・台盤、（５）・・・・・・反転型、（６）・・・
・・・凹空間（５の）、（７１・・・・・・低融点金属
、（８）・・・・・・ニッケ／ｌ’電鋳、（９）・・・
・・・高融点金属溶射層、（１０）・・・・・・モール
ドベーヌ、（１す・・・・・・バックアップ。 出願人 浜 村 益 三 代理人 弁理士 水 口 孝 − 第１ 図 凛２図
Claims (1)
- 加工容易な素材例えば木材、石膏、プラスチック等をも
って作ったモデルを鋼製フレーム中に置き、その表面に
低融点金属（例えば亜鉛或はその合金）を常温溶射した
後、該モデルを離型して金属溶射層より成る反転型を作
り、この反転型凹部内に錫、ビスマス、インジュームＳ
３元〜ダ元合金より成る低融点金属の溶融液を流し込み
、冷却固化後これを反転型から離型して第２モデルを作
り、次にこの第２モデル表面に必要な厚さのニッケ／Ｉ
／電鋳を施こし、しかる後このニッケ＃電鋳面に任意の
高融点金属（例エバニッケル、ステンレス・スチー／Ｉ
／等）ヲポ得たものを第２モデルが溶融するに充分な温
度去し、かくして得られる硬金属シェルをモールドベー
スで囲った後、該シエμの裏側空間を適宜な手段、例え
ば、金属の溶融液、又は金属溶射皮膜等でバックアップ
し、必要によりこのバックアツプ層内に冷却水用パイプ
を埋設し、最後に必要によりシェル内面を研磨仕上げす
ることを特徴とする金属溶射と電鋳とによる金型の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19045283A JPS6082679A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | 金属溶射と電鋳とによる金型の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19045283A JPS6082679A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | 金属溶射と電鋳とによる金型の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6082679A true JPS6082679A (ja) | 1985-05-10 |
| JPS644597B2 JPS644597B2 (ja) | 1989-01-26 |
Family
ID=16258360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19045283A Granted JPS6082679A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | 金属溶射と電鋳とによる金型の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6082679A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5031483A (en) * | 1989-10-06 | 1991-07-16 | W. R. Weaver Co. | Process for the manufacture of laminated tooling |
| CN111940611A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-11-17 | 和县卜集振兴标准件厂 | 一种提高合金钢冲压模具精密度的方法 |
-
1983
- 1983-10-12 JP JP19045283A patent/JPS6082679A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5031483A (en) * | 1989-10-06 | 1991-07-16 | W. R. Weaver Co. | Process for the manufacture of laminated tooling |
| CN111940611A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-11-17 | 和县卜集振兴标准件厂 | 一种提高合金钢冲压模具精密度的方法 |
| CN111940611B (zh) * | 2020-08-07 | 2024-06-04 | 和县卜集振兴标准件厂 | 一种提高合金钢冲压模具精密度的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS644597B2 (ja) | 1989-01-26 |
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