本发明专利技术提供一种表面处理方法，由碳膜覆盖铸造模具的表面，并将富勒烯涂布在该表面上，其中，所述碳膜包含选自碳纳米卷、碳纳米管以及碳纳米丝中的至少一种纳米碳。当对铸造模具的型腔面等的、与铝等成形材料的熔融金属接触的面实施该表面处理方法时，则可抑制成形材料的熔融金属烧粘在模具上的现象，并降低制品的脱模阻力，从而提高脱模效果。与现有的碳膜相比，使脱模效果进一步长寿命化。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种铸造模具的表面处理方法，以及通过该表面处理方法而在表面上 形成了碳膜的铸造模具。
技术介绍
使用铸造模具对制品进行成形加工的铸造成形技术，是一种能够对固定形状、固 定品质的制品进行大量生产的技术，其被利用于采用了各种材料的制品的制造中。在铸造 成形工艺中，通常采用如下设计，即在铸造模具的成形面上涂布有脱模剂，从而在从铸造模 具中取出成形后的制品时，制品容易从铸造模具中脱模。但是，当反复进行成形加工时，材 料会烧粘在铸造模具上，从而造成制品难以从铸造模具中脱模。例如，在通过压铸铸造法对铝合金等进行铸造成形时，将熔融铝高速、高压地填充 在金属的型腔内。由此，在铸造模具和熔融铝接触的部分处会产生熔融金属的烧粘，或从铸 造模具中取出制品时的脱模阻力会增大。通过利用碳膜来覆盖铸造模具的表面，从而能够应对上述的问题。通过碳膜防止 熔融金属和铸造模具的基体材料发生直接接触，从而能够抑制熔融金属与铸造模具的烧粘 和脱模阻力的增大。例如，在专利文献1中记载了如下的技术，即，通过在用于铝压铸的铸 造模具表面上擦拭并涂布以富勒烯为主要成分的碳材料，以使铸造模具的表面上形成以富 勒烯为主要成分的碳膜，从而使脱模阻力减小，进而抑制了烧粘。在先技术文献专利文献专利文献1 日本特开2007-144499号公报
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题通过专利文献1的技术而在铸造模具的表面上形成的、以富勒烯为主要成分的碳 膜，虽然不需要在每次进行铸造成形工序时都进行涂布，但是在经过一定程度的铸造次数 后，脱模阻力降低的效果将会消失。在脱模阻力降低的效果消失后，则有必要实施维护作 业，即再次利用以富勒烯为主要成分的碳膜来覆盖铸造模具，从而恢复铸造模具的脱模效 果。从提高生产效率的观点出发，优选尽量减少维护作业的频度，因此需要脱模阻力降低效 果以及防止烧粘这种脱模效果的进一步长寿命化。解决课题的方法因此，在本专利技术中，提供一种铸造模具的表面处理方法，在覆盖铸造模具表面的碳 膜(以下，称为纳米碳膜)的表面上涂布富勒烯，所述碳膜包含选自碳纳米卷、碳纳米管以 及碳纳米丝中的至少一种纳米碳。当使用本专利技术的表面处理方法来进行铸造模具的表面处理时，在覆盖铸造模具表 面的纳米碳膜的表面上涂布有富勒烯，富勒烯进入到纳米碳膜的间隙或者凹凸中。由此，在形成于铸造模具表面上的碳膜中，碳膜的表面一侧的富勒烯含有量多于铸造模具一侧的富 勒烯含有量。即，在碳膜的表面附近，含有较多的富勒烯。当以上述方式通过在纳米碳膜的表面附近含有富勒烯的碳膜来覆盖铸造模具的 表面，并使用该铸造模具来进行铸造成形时，能够长时间地维持脱模效果。此外，本专利技术的表面处理方法也可以为如下的铸造模具的表面处理方法，其包括 纳米碳膜形成工序，在铸造模具的表面上形成碳膜，所述碳膜包含选自碳纳米卷、碳纳米管 以及碳纳米丝中的至少一种纳米碳；富勒烯涂布工序，将富勒烯涂布在纳米碳膜的表面上。 即，本专利技术的表面处理方法还可以包括，在富勒烯涂布工序之前，在铸造模具的表面上形成 包含纳米碳的碳膜的工序。根据本专利技术，能够在铸造模具的表面上形成脱模效果更加长寿命化的碳膜。通过 脱模效果的长寿命化，能够减少铸造模具的维护，从而在铸造成形工序中使生产效率得到提尚。附图说明图1为，用于对实施例以及比较例中使用的脱模阻力计测试验装置进行说明的 图，并图示了脱模剂的涂布。图2为，用于对实施例以及比较例中使用的脱模阻力计测试验装置进行说明的 图，并图示了熔融金属的浇铸。图3为，用于对实施例以及比较例中使用的脱模阻力计测试验装置进行说明的 图，并图示了通过拉伸而进行的脱模载荷测定。图4为，实施例以及比较例的纳米碳膜形成工序的曲线图。图5为，表示实施例以及比较例的脱模阻力计测试验结果的图。图6为，实施例中所形成的碳膜表面的SEM图像。图7为，比较例中所形成的碳膜表面的SEM图像。图8为，将图7的一部分用放大比率拍摄的SEM图像。图9为，在实施例以及比较例中使用的压铸装置的模具。具体实施例方式在本专利技术的表面处理方法中，可以先取得表面预先被纳米碳膜所覆盖的铸造模 具，并在该铸造模具上进一步涂布富勒烯。此外，还可以包括，在铸造模具上形成包含纳米 碳的碳膜的工序、和在包含纳米碳的碳膜的表面上涂布富勒烯的工序。通过本专利技术的表面处理方法而形成的碳膜包含，选自碳纳米卷、碳纳米管以及碳 纳米丝中的至少一种纳米碳、和富勒烯。通过本专利技术的表面处理方法而形成的碳膜，并不必 须是仅由碳构成。富勒烯是指，具有闭壳结构的碳簇，通常情况下，碳数量为60 130的偶数。作为 具体示例有，C60, C70, C76, C78, C80, C82, C84, C86, C88, C90, C92, C94, C96 以及具有比上述物质更多 的碳的高阶碳簇。本专利技术中的富勒烯，除了包括上述的富勒烯外，还包括在富勒烯分子中用 其他的分子或者官能团进行了化学改性的富勒烯衍生物。在富勒烯的涂布工序中，也可以 使用将上述的富勒烯和其他的物质进行了混合的物质，来进行富勒烯的涂布。对以下要进行说明的实施例的主要特征列举如下。(特征1)在富勒烯涂布工序中，将富勒烯的粉末直接涂布在纳米碳膜上。(特征2、在纳米碳膜形成工序中，在形成纳米碳膜的同时，在纳米碳膜和被处理 基体材料之间形成氮化层或者渗硫层。实施例(脱模阻力计测试验)通过实施例1以及比较例1 3，从而在钢材表面上形成碳膜，并使用自动拉伸试 验装置Lub-Tester-U (株式会社MEC国际制造)，对处理表面的脱模阻力进行了计测。如图 2所示，Lub-Tester-U是一种如下所述的装置，即，将环状体2载置于试验台1上并且使熔 融铝流入环状体2内，在使铝凝固后，以图3所示的方式而载置重物3，从而在对环状体2进 行拉伸的同时对摩擦阻力进行测定。试验台1为SKD61(合金工具钢钢材JIS G4404)制， 尺寸为200mmX200mmX30mm，并且在该试验台1上实施了如下所示的表面处理。实施例1在上述试验台1的表面上，通过下述的方法而形成了纳米碳膜。另外，下述的方法 为，日本特开2008-105082中所公开的、在SKD61制的钢材上形成碳膜(纳米碳膜)的方法， 其中，所述碳膜包含选自碳纳米卷、碳纳米管以及碳纳米丝中的至少一种纳米碳。纳米碳膜形成工序将试验台1放入气氛炉内，在通过真空泵减压并清除空气后，使氮气(N2)流通，从 而形成N2环境。接下来，按照图4所示的曲线图，在使反应气体(硫化氢(H2S)气体、乙炔 (C2H2)气体、氨(NH3)气)流通的同时，经过0.5小时而升温至480°C。在升温开始并经过 0. 5小时后达到480°C的时间点处，停止硫化氢气体的供给，并在又经过0. 5小时后，停止了 乙炔气体的供给。在氨气的流通下，于480°C的状态下再保持4. 5小时之后，停止氨气的供 给，并切换至氮气，且开始降温。由此，在试验台1的表面上形成了纳米碳膜，并且在试验台 1的基体材料和纳米碳膜之间形成了氮化层以及渗硫层。对进行了纳米碳膜形成工序的试验台1，在实施例1中还进一步实施了下述的富 勒烯涂布工序。另外，在实施例1中，在纳米碳膜的表面上进行了富勒烯的涂布。富勒烯涂布工序在一度将试验台1加热到300°C本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种铸造模具的表面处理方法，在覆盖铸造模具表面的碳膜的表面上涂布富勒烯，所述碳膜包含选自碳纳米卷、碳纳米管以及碳纳米丝中的至少一种纳米碳。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：古川雄一，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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