模具的表面处理方法和利用所述方法处理的模具技术

本发明专利技术涉及模具的表面处理方法和利用所述方法处理的模具。提供应用于任意材质的模具时都能够得到脱模性的大幅提高的模具的表面处理方法。本发明专利技术对模具的表面喷射大致球状的喷射材料并使喷射材料撞击所述表面，在所述表面形成凹坑，所述凹坑具有满足下式规定的条件的直径(W)和深度(D)。1+3.3e

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模具的表面处理方法和利用所述方法处理的模具
本专利技术涉及模具的表面处理方法和利用所述方法进行了表面处理的模具，更详细地说，涉及能够提高脱模性的模具的表面处理方法和利用所述方法进行了表面处理的脱模性优异的模具。并且，在本专利技术中，作为处理对象的模具的表面是指模具中的要求具有脱模性的部分的表面，即与成型材料接触的部分的表面。
技术介绍
在用于金属和树脂的成型的模具中，在模具的表面产生粗糙的凹凸时，该凹凸会复制到成型品(以下称为“工件”)的表面，成型后需要对工件表面进行精加工等，不仅如此，而且因工件的表面与模具表面的凹凸咬合而导致脱模性降低，显著地降低成型时的操作性，并且由于脱模时需要施加较大的力而有可能导致工件变形、破损，也增加了次品率。因此，模具的表面通常利用手工作业进行的研磨而精加工成平滑化，由此，不仅工件的表面能够平滑地精加工，也能够确保脱模性。但是，在复杂形状的模具增加并且要求模具的短交货期的当前，耗费大量的劳动力和时间的由手工作业进行的模具表面的研磨，成为满足所述要求的障碍，并且成为模具制作费用高的原因。并且，有时即使将模具表面研磨成平滑的面，根据成型的工件的形状和材质等，也未必能够得到需要的脱模性。因此，为了提高工件的脱模性，提出了各种方法，作为一个例子，提出了增大模具的腔模所设置的拔模斜度的角度，此外还提出了用于使模具表面更光滑的表面处理，例如形成氟涂层或DLC(DiamondLikeCarbon：类金刚石)镀膜。另外，与将模具表面形成为平滑面相反，还提出了形成规定形状的凹凸的方法，作为一个例子，提出了“铸造用模具的腔模面的加工方法”(专利文献1的权利要求1和权利要求2)，该加工方法以既能够维持良好的剥离性又能提高熔体流动性为目的，对铸造用模具的腔模面喷射具有铸造用模具的硬度以上的硬度的100～1000μm的球状的喷射粒体，在模具的腔模面形成半球状的凹坑。专利文献1：日本专利公报第4655169号其中，将模具表面平滑加工的理由不仅在于防止模具表面产生的凹凸复制到工件表面而形成不必要的凹凸，而且还在于防止模具表面的凹凸与复制有该凹凸形状的工件表面的凹凸咬合而导致工件不能从模具取出(例如不能相对于模具的成型面平行地移动工件)。因此，如在专利文献1中也作为现有技术所记载的那样，说明了在为了提高熔体流动性而在模具的腔模面形成了有棱角的凹凸的结构中，虽然提高了熔体流动性，但是降低了脱模性。而在模具的腔模面形成有半球状凹坑的专利文献1记载的构成中，说明了由于不存在有棱角的凹凸以及由于在凹坑内积存脱模剂，所以既能够提高熔体流动性又能够得到良好的脱模性(上述的专利文献1的[0004]～[0007]栏)。但是，本专利技术的专利技术人进行实验的结果可确认只是在模具表面形成凹坑的情况下，得到的与脱模性相关的效果是有限的，在用上述的专利文献1记载的方法进行了表面处理的模具中，与腔模面形成了有棱角的凹凸的模具相比，虽然提高了脱模性，但与平滑地精加工的一般的模具相比时，不能得到脱模性的大幅提高。另外，如上述的专利文献1所记载的那样，可确认当喷射具有比模具的母材硬度高的硬度的100～1000μm的喷射粒体来形成凹坑时，被喷射粒体撞击的模具的表面不仅形成凹坑，而且如图1所示，因随着形成凹坑产生的塑性流动而被挤出的模具的母材在凹坑的周缘部分形成隆起形状的突起。由于如此形成的突起在成型时以咬入到成型的工件的表面内部的状态存在，所以这样的突起的形成增大了拔出工件时的阻力，这也是不能得到脱模性提高的原因之一。并且，如果形成有这样的突起，则在脱模时，有可能因所述突起在与模具的表面滑动接触的工件的表面产生轻微的擦伤，使工件表面失去光泽，或者在使用透明的成型材料时失去透明性等，也会使产品的外观变差。为了解决这样的问题，通过对喷射粒体进行喷射而形成凹坑后，需要另外进行研磨作业等来去除所述突起，从而作业工时数的增加带来成本增加，导致模具的制作费用增高。鉴于所述现有技术存在的问题，本专利技术的专利技术人致力于重复实验，其结果发现，即使与作为现有技术介绍的上述的专利文献1记载的专利技术相同，进行喷射球状的喷射粒体而在模具表面形成凹坑的表面处理时，通过将凹坑的直径和深度调整到规定的范围内，形成与以往相比小径的凹坑、优选形成小径且浅的凹坑，也能够得到脱模性的大幅提高。并且，所述实验结果表示存在没有预测到的关系，即，能够得到这样的脱模性的大幅提高的凹坑的直径和深度随着模具的母材硬度的变化而变化，其结果，可确认只减小凹坑的直径和深度并不能得到脱模性的提高，必须根据与模具的母材硬度的关系以合适的直径和深度来形成凹坑。此外，在所述实验时发现，在改变形成的凹坑的直径和深度的过程中，利用球状的喷射粒体的喷射和撞击形成凹坑时，既能够抑制随着模具母材的塑性流动而产生隆起的突起，又能够形成所述规定直径和规定深度的凹坑。
技术实现思路
本专利技术是根据本专利技术的专利技术人进行的所述实验的结果得到的认识而完成的，提供一种模具的表面处理方法，在通过喷射球状的喷射粒体而在模具的表面形成凹坑的表面处理方法中，通过明确模具的母材硬度和应该形成的凹坑的直径和深度的范围，从而应用于任意材质的母材构成的模具时，都能够得到脱模性的提高。另外，本专利技术的其他目的在于，通过提供既能够抑制因模具母材的塑性流动而产生隆起形状的突起，又能够通过喷射粒体的喷射和撞击在模具的表面形成规定直径、规定深度的凹坑的模具的表面处理方法，从而提供不必为了去除突起而设置其他工序就可以提高脱模性的模具。用于实现所述目的的本专利技术的模具的表面处理方法对模具的表面喷射大致球状的喷射材料并使所述喷射材料撞击所述表面，在所述表面形成凹坑，所述模具的表面处理方法的特征在于，以满足下式中规定的条件的方式来形成所述凹坑，1+3.3e-H/230≤W≤3+13.4e-H/1060…(式1)其中，W为凹坑的当量直径(μm)，H为模具的母材硬度(Hv)(权利要求1)。其中，“当量直径”是指将形成于模具表面的凹坑的投影面积换算为圆形的投影面积进行测定时的所述圆形的直径。优选进一步以满足下式中规定的条件的方式来形成所述凹坑，0.01+0.2e-H/230≤D≤0.01+1.1e-H/500…(式2)其中，D为凹坑的深度(μm)，H为母材硬度(Hv)(权利要求2)。优选使用中位直径为1～20μm的喷射粒体作为球状的所述喷射粒体，并以喷射压力0.01MPa～0.7MPa喷射该喷射粒体，以使凹坑的形成面积相对于所述成型面的面积达到50％以上的方式来形成所述凹坑(权利要求3)。此外，“中位直径”是指从某个粒子直径将粒子群分成两份时，大的一侧的粒子群的累计粒子量和小的一侧的粒子群的累计粒子量等量的直径。并且，优选对表面粗糙度调整到Ra0.3μm以下的模具的表面进行所述喷射粒体的喷射(权利要求4)。并且，在本专利技术中，也将利用上述任意一种方法进行了表面处理的模具作为对象(权利要求5)。利用以上说明的本专利技术的构成，在利用本专利技术的表面处理方法进行了表面处理的模具中，得到了以下的显著效果。通过使形成于模具表面的凹坑的当量直径、优选凹坑的当量直径和深度处于由上述算式得到的、与模具的母材硬度相关联地确定的规定大小的范围内，不论模具的母材的种类如何，与用以往的方法在模具表面形成凹坑时相比，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模具的表面处理方法，对模具的表面喷射大致球状的喷射材料并使所述喷射材料撞击所述表面，在所述表面形成凹坑，所述模具的表面处理方法的特征在于，以满足下式中规定的条件的方式来形成所述凹坑，1+3.3e

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种模具的表面处理方法，对模具的表面喷射大致球状的喷射材料并使所述喷射材料撞击所述表面，在所述表面形成凹坑，所述模具的表面处理方法的特征在于，以满足下式中规定的条件的方式来形成所述凹坑，1+3.3e-H/230≤W≤3+13.4e-H/1060…(式1)其中，W为凹坑的当量直径(μm)，H为模具的母材硬度(Hv)。2.根据权利要求1所述的模具的表面处理方法，其特征在于，进一步以满足下式中规定的条件的方式来形成所述凹坑，0.01+0.2e-H/230≤D≤0.01+1.1e-H/500…(式2)其中，D为...

【专利技术属性】
技术研发人员：间瀬恵二，石桥正三，近藤祐介，
申请(专利权)人：株式会社不二制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP