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JP2885087B2 - Extrusion dies having a hard coating with excellent exfoliation resistance, a method for producing the dies, and an extruded aluminum profile with excellent surface properties - Google Patents
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JP2885087B2 - Extrusion dies having a hard coating with excellent exfoliation resistance, a method for producing the dies, and an extruded aluminum profile with excellent surface properties - Google Patents

Extrusion dies having a hard coating with excellent exfoliation resistance, a method for producing the dies, and an extruded aluminum profile with excellent surface properties

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JP2885087B2
JP2885087B2 JP22573894A JP22573894A JP2885087B2 JP 2885087 B2 JP2885087 B2 JP 2885087B2 JP 22573894 A JP22573894 A JP 22573894A JP 22573894 A JP22573894 A JP 22573894A JP 2885087 B2 JP2885087 B2 JP 2885087B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、耐剥離性に優れた窒化
硼素硬質皮膜でベアリング面がコーティングされ、耐久
性に優れたアルミニウム押出し加工用ダイスとその製造
及び表面性状に優れたアルミニウム押出し形材に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an extruded aluminum die having an excellent durability, which has a bearing surface coated with a boron nitride hard coating excellent in exfoliation resistance, and has excellent durability. About materials.

【0002】[0002]

【従来の技術】Al,Al合金等の押出し加工に使用さ
れるダイスは、耐摩耗性を向上させるため、窒化処理に
よってベアリング面を表面硬化させている。硬質皮膜
は、ダイスの繰返し使用に伴ってダイス基材から剥離す
る。そのため、所定回数の繰返し使用後に再度の窒化処
理を施し、ダイスを再生している。しかし、再処理の回
数が増えるに従って、押出し形材の品質に悪影響を及ぼ
す欠けや白層等の剥離がベアリング面に生じる。白層
は、窒化層の最表面にあるFe−N系の化合物層であ
り、この層が剥離することによって硬質皮膜本来の機能
が損なわれる。そこで、窒化処理に代え、PVD,CV
D等で硬質皮膜を形成することが検討されている。特
に、PVD,低温CVD,プラズマCVD等による皮膜
形成は、鋼材の変態温度を超えることがない600℃以
下の温度で行われることから、ダイス基材の材質に悪影
響を及ぼすことがない。たとえば、TiN,BN,Si
34 等のセラミックスコーティングをイオンプレーテ
ィング,CVD等で施すことが、特開昭59−1781
22号公報,特開昭59−193713号公報等で紹介
されている。これらの方法で用意されたダイスは、疲労
した硬質薄膜を剥離し、同様な方法で硬質薄膜を形成す
ることにより、ダイス基材等に悪影響を与えず何回でも
使用できる。
2. Description of the Related Art In order to improve abrasion resistance, a die used for extruding Al, Al alloy or the like has a bearing surface hardened by nitriding. The hard coating peels off from the die substrate with repeated use of the die. For this reason, the nitriding process is performed again after repeated use a predetermined number of times to regenerate the dice. However, as the number of reprocessing increases, chipping or peeling of a white layer or the like adversely affects the quality of the extruded profile occurs on the bearing surface. The white layer is an Fe-N-based compound layer on the outermost surface of the nitride layer, and the original function of the hard film is impaired by peeling of this layer. Therefore, instead of nitriding, PVD, CV
The formation of a hard coating with D or the like has been studied. In particular, since the film formation by PVD, low-temperature CVD, plasma CVD, or the like is performed at a temperature of 600 ° C. or less that does not exceed the transformation temperature of the steel material, it does not adversely affect the material of the die base material. For example, TiN, BN, Si
3 N 4 or the like of the ceramic coating ion plating, be applied by CVD or the like, JP 59-1781
22 and JP-A-59-193713. The dies prepared by these methods can be used any number of times without peeling off the fatigued hard thin film and forming a hard thin film by the same method without adversely affecting the die base material and the like.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】PVD,CVD等は、
ダイスの繰返し使用の面で有効であるものの、形成した
セラミックスコーティングの密着性が不足しがちであ
る。そのため、押出し途中にダイス基材からセラミック
スコーティングが剥離し、押出し加工品の表面性状に悪
影響を及ぼす虞れがある。また、密着性に劣ることか
ら、セラミックスコーティングを再生する頻度が高くな
り、結果としてダイスが高価になる。イオンプレーティ
ングに代表されるPVDは、低温処理が可能であるとい
う長所を持っているが、押出し加工用ダイスのベアリン
グ面のようにスリット内部へのコーティングが難しい。
プラズマCVDは、比較的低温で皮膜を形成できるもの
の、製膜可能な種類がTi系の炭窒化物に限られてい
る。本発明は、このような問題を解消すべく案出された
ものであり、窒化硼素膜の密着性を高めることにより、
耐久性に優れ、且つ繰返し使用回数を高めた押出し加工
用ダイスを提供し、且つ該ダイスにより押出された表面
光沢に優れたアルミニウム押出し形材を提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION PVD, CVD, etc.
Although effective in terms of repeated use of dies, the adhesion of the formed ceramic coating tends to be insufficient. For this reason, the ceramic coating may peel off from the die substrate during the extrusion, which may adversely affect the surface properties of the extruded product. Further, since the adhesion is poor, the frequency of regenerating the ceramic coating increases, and as a result, the die becomes expensive. PVD typified by ion plating has the advantage that low-temperature processing is possible, but it is difficult to coat the inside of the slit like the bearing surface of an extrusion die.
Although plasma CVD can form a film at a relatively low temperature, the types that can be formed are limited to Ti-based carbonitrides. The present invention has been devised to solve such a problem, and by improving the adhesion of a boron nitride film,
An object of the present invention is to provide an extrusion die having excellent durability and an increased number of times of repeated use, and to provide an aluminum extruded profile extruded by the die and having excellent surface gloss.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明の押出し加工用ダ
イスは、その目的を達成するため、熱間工具鋼を基材と
し、イオンビーム支援蒸着法で形成された窒化硼素膜で
ベアリング面がコーティングされていることを特徴とす
る。Sixy 系中間層の上に窒化硼素膜を成形すると
き、窒化硼素膜の密着性が更に向上する。Sixy
中間層は、SiとNとの化合物層であり、化合物Si3
4 が主たる化合物である。x=1〜3,y=2〜4の
範囲にあるSixy 系中間層は、その上に形成される
窒化硼素膜に対する親和性がよく、密着性を効果的に向
上させる。Sixy 系中間層は、本発明を特に拘束す
るものではないが、窒化硼素膜と同様にイオンビーム支
援蒸着法で形成される他、CVDやイオンプレーティン
グ等の方法でも形成できる。しかし、同一装置内で連続
的に処理することを考慮するとき、イオンビーム支援蒸
着法で形成することが好ましい。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the object, an extrusion die of the present invention has a bearing surface made of a boron nitride film formed by an ion beam assisted vapor deposition method using a hot tool steel as a base material. It is characterized by being coated. When forming a boron nitride film on the Si x N y based intermediate layer, the adhesion of the boron nitride film is further improved. Si x N y based intermediate layer is a compound layer between Si and N, a compound Si 3
N 4 is the main compound. x = 1~3, Si x N y based intermediate layer is in the range of y = 2 to 4, the affinity for boron nitride film formed thereon is good, effectively improving the adhesiveness. Si x N y based intermediate layer is not particularly restricted the present invention, in addition to being formed by ion beam assisted deposition method in the same manner as boron nitride film, it can be formed by CVD or ion plating or the like method. However, when considering continuous processing in the same apparatus, it is preferable to form by ion beam assisted deposition.

【0005】窒化硼素膜は、押出し温度域でアルミニウ
ム材料との摩擦力が低く、耐酸化性や潤滑性に優れてい
る上、アルミニウム材料と反応することがない。そのた
め、窒化硼素膜がコーティングされたダイスは、耐剥離
性が優れていることと相俟つて、良好な表面性状をもつ
押出し形材を製造する機能を長時間持続する。窒化硼素
膜の作用は、膜厚を厚くするほど顕著となる。しかし、
過度に厚い窒化硼素膜は、製膜に時間がかかることは勿
論、ダイス基材からの剥離を促す原因となる。この点か
ら、0.2〜3μmの厚みで窒化硼素膜を形成すること
が好ましい。
A boron nitride film has a low frictional force with an aluminum material in an extrusion temperature range, is excellent in oxidation resistance and lubricity, and does not react with the aluminum material. For this reason, the die coated with the boron nitride film has a long-lasting function of producing an extruded material having good surface properties, in combination with the excellent peel resistance. The effect of the boron nitride film becomes more remarkable as the film thickness increases. But,
An excessively thick boron nitride film not only takes a long time to form the film, but also promotes peeling from the die substrate. From this point, it is preferable to form the boron nitride film with a thickness of 0.2 to 3 μm.

【0006】窒化硼素膜は、イオンビーム支援蒸着法
(Ion Beam Assisted Deposi
tion)で形成される。イオンビーム支援蒸着法で
は、10-2〜10-3Paの真空容器内にダイス基材をセ
ットし、電子ビームで金属BからBを蒸発させると同時
に、イオン銃により窒素ガスをイオン化し、0.3〜
1.0KVの加速電圧で窒素イオンビームを発生させ、
B蒸気と共にダイス基材の表面に照射する。すなわち、
イオン注入処理中に製膜速度が早い真空蒸着を併用する
方法であり、基板の表面層を改質しながら異なる特性を
持った化合物薄膜を基板表面に形成することができる。
この方法によるとき、従来のCVDよりも低温で窒化硼
素膜が作製され、しかも従来のイオンプレーティング等
のPVDに比較して密着性及び耐久性に優れた薄膜が形
成される。また、低温での処理が可能なことから、ダイ
ス基材となる熱間工具鋼の材質に悪影響を与えることが
ない。
The boron nitride film is formed by an ion beam assisted deposition method (Ion Beam Assisted Deposition).
). In the ion beam assisted deposition method, a die substrate is set in a vacuum vessel of 10 −2 to 10 −3 Pa, and B is evaporated from metal B by an electron beam. .3 ~
A nitrogen ion beam is generated at an acceleration voltage of 1.0 KV,
The surface of the die substrate is irradiated together with the B vapor. That is,
This is a method in which vacuum deposition with a high film formation rate is used during the ion implantation process, and a compound thin film having different characteristics can be formed on the substrate surface while modifying the surface layer of the substrate.
According to this method, a boron nitride film is formed at a lower temperature than conventional CVD, and a thin film having better adhesion and durability than conventional PVD such as ion plating is formed. Further, since the treatment can be performed at a low temperature, the material of the hot tool steel serving as the die base material is not adversely affected.

【0007】窒化硼素膜の形成に先立って、ダイス基材
の表面をSixy でコーティングしておくと、ダイス
基材と窒化硼素膜との間における熱膨張差,内部応力,
格子定数のミスマッチ等が緩和される。その結果、層間
剥離が抑制され、窒化硼素膜の密着性が一層改善され
る。Sixy のコーティングは、イオン銃により窒素
ガスをイオン化し、0.5〜1.5KVの加速電圧で窒
素イオンビームを発生させ、Si蒸気と共に基材表面に
照射する。窒化硼素膜でコーティングしたダイスを使用
して押出し加工するとき、ピックアップ欠陥,巻込み,
ダイライン等の欠陥を抑制でき、しかも表面光沢度が高
く且つ表面平滑度も優れた押出し形材が得られる。これ
は、従来法におけるダイス基材のFeとAlとの間の反
応性や親和性よりもAlとBNとの反応性や親和性より
も大幅に低いことから、Fe−Al−Si系等の化合物
がベアリング表面に生成しないことに起因するものと推
察される。この点、従来の窒化処理によって硬質皮膜を
形成したものでは、押し出されるアルミニウム材とダイ
ス基材表面の窒化膜とが反応し、形材の欠陥を誘発させ
るFe−Al−Si系等の化合物の生成が促進されるも
のと考えられる。また、従来の窒化処理による化合物層
(Fe−N)は、400〜500℃の押出し温度域にお
いて表面が酸化し、Fe23 ,Fe34 等に変化す
る。これら酸化物の生成は、摩擦係数を増加させ、白層
の剥離,耐摩耗性の劣化等の原因となる。これに対し、
本発明に従って形成された窒化硼素膜は、900℃に達
する高温域においても酸化されず、低摩擦係数を維持し
ている。そのため、耐摩耗性も良好で、押出し成形され
た形材に摩耗粉が巻き込まれることもなく、表面光沢の
優れた高品質の押出し形材が得られる。
[0007] Prior to formation of boron nitride film, the surface of the die base material previously coated with Si x N y, differential thermal expansion between the die substrate and the boron nitride film, the internal stress,
Latch mismatch and the like are alleviated. As a result, delamination is suppressed, and the adhesion of the boron nitride film is further improved. Coating of Si x N y is the nitrogen gas is ionized by an ion gun, a nitrogen ion beam is generated at an acceleration voltage of 0.5~1.5KV, irradiating the substrate surface with Si vapor. When extruding using a die coated with boron nitride film, pick-up defects, entanglement,
An extruded shape material that can suppress defects such as die lines and has high surface gloss and excellent surface smoothness can be obtained. This is significantly lower than the reactivity or affinity between Al and BN than the reactivity or affinity between Fe and Al of the die substrate in the conventional method. It is presumed that the compound was not formed on the bearing surface. In this respect, in the case of forming a hard film by the conventional nitriding treatment, the extruded aluminum material reacts with the nitride film on the surface of the die base material, and a compound of Fe-Al-Si or the like which induces a defect of the shape material. It is believed that formation is promoted. Further, the surface of the compound layer (Fe-N) formed by the conventional nitriding treatment is oxidized in the extrusion temperature range of 400 to 500 ° C., and changes to Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4, and the like. The formation of these oxides increases the coefficient of friction and causes peeling of the white layer and deterioration of wear resistance. In contrast,
The boron nitride film formed according to the present invention is not oxidized even in a high temperature range of up to 900 ° C. and maintains a low coefficient of friction. Therefore, a high-quality extruded section having excellent surface gloss and good wear resistance is obtained without wear powder being caught in the extruded section.

【0008】[0008]

【実施例】熱処理後にHRC48に調質した熱間工具鋼S
KD61をダイス基材として使用し、インサート型ダイ
スを作成した。このダイスは、図1(a)に示すように
分割型となっており、それぞれのダイス部材1,2に固
定用ネジ孔3,4が形成されている。ネジ孔3,4に挿
通した固定ネジ(図示)でダイス部材1,2を組み付け
るとき、図1(b)に示すようにスリット5をもつダイ
スが組み立てられる。本実施例では、スリット5を40
mm×3mmに設定した。スリット5の断面は、図1
(c)に矢印で示す押出し方向に関し上流側をベアリン
グ面6とし、下流側に逃がし面7を形成している。逃が
し面7は、押出し性,押出し形材の表面性状等に重要な
影響を与える。そこで、逃がし面7に、イオンビーム支
援蒸着法で窒化ケイ素を下地として窒化硼素膜8を形成
した。蒸着条件を表1に示す。
EXAMPLES hot work tool steel S that tempering the H RC 48 after heat treatment
Using KD61 as a die substrate, an insert die was prepared. This die is of a split type as shown in FIG. 1A, and fixing screw holes 3 and 4 are formed in each of the die members 1 and 2. When assembling the die members 1 and 2 with fixing screws (shown) inserted into the screw holes 3 and 4, a die having a slit 5 is assembled as shown in FIG. In this embodiment, the slit 5 is set to 40
mm × 3 mm. The cross section of the slit 5 is shown in FIG.
With respect to the extrusion direction indicated by the arrow in (c), the upstream side is the bearing surface 6 and the relief surface 7 is formed on the downstream side. The relief surface 7 has an important effect on the extrudability, the surface properties of the extruded profile, and the like. Therefore, a boron nitride film 8 was formed on the relief surface 7 by ion beam assisted deposition using silicon nitride as a base. Table 1 shows the deposition conditions.

【0009】[0009]

【表1】 [Table 1]

【0010】窒化硼素膜を形成したダイスを600トン
の熱間押出し加工試験機に組み込み、表2に示す条件下
で押出しテストを行った。比較のため、塩浴窒化処理で
ベアリング面に硬質皮膜を形成したダイスを使用し、同
様な条件下で押出しテストした。
The die on which the boron nitride film was formed was assembled in a 600-ton hot extrusion tester and subjected to an extrusion test under the conditions shown in Table 2. For comparison, an extrusion test was performed under the same conditions using a die having a hard coating formed on the bearing surface by a salt bath nitriding treatment.

【0011】[0011]

【表2】 [Table 2]

【0012】押出し加工によって得られた形材から20
mごとにサンプリングし、端末部の表面性状について表
面粗さ,光沢度及びダイラインの有無を調査した。表面
粗さは、押出し方向に垂直にRa 及びRmax を右端部,
中央部及び左端部の3か所で測定した平均値で表した。
光沢度は、デジタル変角光沢計を使用し入射角60度で
測定した。ダイラインは、目視観察によってその有無を
判定した。なお、表面性状の調査は、積算押出し長さが
100m,200m及び600mに至った時点でダイス
を洗浄した後に行った。押出し形材の表面粗さは、図2
に示すように押出し長さに応じて変動した。表面粗さR
max は、塩浴窒化処理で硬質皮膜を形成した比較例では
約4μmとなっているのに対し、本発明に従って窒化硼
素膜が形成されたダイスを使用する実施例ではほぼ半分
にあたる2μmとなっている。このことから、本発明に
従ったダイスは、押出し形材の平滑度を非常に向上させ
ていることが確認された。
[0012] 20 from the profile obtained by extrusion
Samples were taken every m, and the surface properties of the terminal portion were examined for surface roughness, glossiness, and the presence or absence of die lines. The surface roughness was measured by setting Ra and Rmax perpendicular to the extrusion direction to the right end,
It was represented by the average value measured at three places at the center and the left end.
The gloss was measured using a digital variable-angle gloss meter at an incident angle of 60 degrees. The presence or absence of the die line was determined by visual observation. The examination of the surface properties was performed after the dies were washed when the cumulative extrusion length reached 100 m, 200 m and 600 m. Figure 2 shows the surface roughness of the extruded profile.
As shown in the figure, the value varied depending on the extrusion length. Surface roughness R
The maximum is about 4 μm in the comparative example in which the hard coating is formed by the salt bath nitriding treatment, whereas it is 2 μm, which is almost half in the embodiment using the die in which the boron nitride film is formed according to the present invention. I have. From this, it was confirmed that the die according to the present invention greatly improved the smoothness of the extruded profile.

【0013】押出し形材の光沢度は、図3に示すように
表面粗さの低下に応じて改善されている。すなわち、比
較例の光沢度が約30%であるのに対し、実施例ではこ
れより10%程度高い光沢度40%が示されている。な
お、図3において途中で光沢度の上昇がみられるのは、
ダイスを洗浄した後に押し出された形材の測定結果を示
す。また、ダイスのベアリング面について、押出し前後
の表面粗さを測定することによりダイス摩耗を調査し
た。この場合も、積算押出し長さが100m,200m
及び600mに至った時点でダイスを洗浄し、押出し方
向に垂直な方向に沿って表面粗さRa 及びRmax を測定
した。
The gloss of the extruded profile is improved as the surface roughness decreases, as shown in FIG. That is, while the gloss of the comparative example is about 30%, the example shows a gloss of 40%, which is about 10% higher than this. In FIG. 3, the rise of the glossiness is seen on the way.
4 shows the measurement results of the extruded profile after washing the die. The wear of the dies was investigated by measuring the surface roughness of the bearing surface of the dies before and after extrusion. Also in this case, the integrated extrusion length is 100 m or 200 m.
And at the time of reaching 600 m, the die was washed, and the surface roughness Ra and Rmax were measured along the direction perpendicular to the extrusion direction.

【0014】測定結果を、ベアリング面の粗さ増加量と
して図4に示す。図4にみられるように、平均表面粗さ
a に関しては、塩浴窒化処理で形成した硬質皮膜(比
較例)とイオンビーム支援蒸着法で形成した窒化硼素膜
(実施例)との間で、ベアリング面の表面粗さにほとん
ど変化は見られない。しかし、最大表面粗さRmax で比
較すると両者の間に明らかな差異があり、イオンビーム
支援蒸着法で形成した窒化硼素膜が良好な耐摩耗性を呈
していることが判る。このようにイオンビーム支援蒸着
法による窒化硼素膜でベアリング面をコーティングする
ことにより、押出し材の表面品質が向上すると共に、ダ
イスの長寿命化も図られた。
FIG. 4 shows the measurement results as the amount of increase in the roughness of the bearing surface. As can be seen from FIG. 4, the average surface roughness Ra is between the hard film formed by the salt bath nitriding treatment (Comparative Example) and the boron nitride film formed by the ion beam assisted deposition method (Example). There is almost no change in the surface roughness of the bearing surface. However, compared with the maximum surface roughness R max has clear difference between the two, it is seen that the boron nitride film formed by ion beam assisted deposition method and has a good wear resistance. By coating the bearing surface with a boron nitride film formed by the ion beam assisted vapor deposition, the surface quality of the extruded material is improved and the life of the die is extended.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の押出し
成形用ダイスは、イオンビーム支援蒸着法による窒化硼
素膜でベアリング面をコーティングしている。この窒化
硼素膜は、従来法で形成した硬質皮膜に比較して耐摩耗
性,潤滑性等に優れ、押出し成形品の表面性状を改善す
る。また、従来のPVD,CVD等で製膜した薄膜に比
較しても密着性,耐久性が優れていることから、長期間
にわたって高位に安定した製品が得られる。
As described above, in the extrusion die of the present invention, the bearing surface is coated with a boron nitride film formed by an ion beam assisted vapor deposition method. This boron nitride film is superior in wear resistance, lubricity and the like as compared with a hard film formed by a conventional method, and improves the surface properties of an extruded product. Further, since the adhesiveness and the durability are superior to those of conventional thin films formed by PVD, CVD or the like, a highly stable product can be obtained for a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 窒化硼素膜でベアリング面をコーティングし
たダイスのメタル出口からみた分解図(a),メタル入
側からみた組立て図(b)及びスリットの断面(c)
FIG. 1 is an exploded view of a die having a bearing surface coated with a boron nitride film as viewed from a metal outlet (a), an assembly view as viewed from a metal entrance side (b), and a cross section of a slit (c).

【図2】 押出し長さに応じて押出し材の表面粗さが変
動する状態を表したグラフ
FIG. 2 is a graph showing a state in which the surface roughness of an extruded material varies according to an extruded length.

【図3】 押出し長さに応じて押出し材の表面光沢度が
変動する状態を表したグラフ
FIG. 3 is a graph showing a state in which the surface glossiness of an extruded material varies according to an extruded length.

【図4】 押出し長さに応じてダイスベアリング面の表
面粗さが変動する状態を表したグラ
FIG. 4 is a graph showing a state in which the surface roughness of the die bearing surface varies according to the extrusion length.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2:ダイス部材 3,4:固定用ネジ孔 5:
スリット 6:ベアリング面 7:逃がし面
8:窒化硼素膜
1,2: Die member 3,4: Screw hole for fixing 5:
Slit 6: Bearing surface 7: Relief surface
8: Boron nitride film

フロントページの続き (72)発明者 川合 利雄 静岡県庵原郡蒲原町蒲原1丁目34番1号 株式会社日軽技研内 (72)発明者 高澤 令子 静岡県庵原郡蒲原町蒲原1丁目34番1号 株式会社日軽技研内 (56)参考文献 特開 昭59−178122(JP,A) 特開 平6−79343(JP,A) 実開 平5−210(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B21C 25/02 B21C 25/10 Continued on the front page (72) Inventor Toshio Kawai 1-34-1 Kabara, Kambara-cho, Abara-gun, Shizuoka Prefecture Inside Nikkei Giken Co., Ltd. (72) Reiko Takazawa 1-34-1, Kambara-cho, Kambara-cho, Abara-gun, Shizuoka Prefecture (56) References JP-A-59-178122 (JP, A) JP-A-6-79343 (JP, A) JP-A 5-210 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 6 , DB name) B21C 25/02 B21C 25/10

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 熱間工具鋼を基材とし、イオンビーム支
援蒸着法で形成された窒化硼素膜でベアリング面がコー
ティングされているアルミニウム押出し加工用ダイス。
1. An aluminum extrusion die having a bearing surface coated with a boron nitride film formed by an ion beam assisted vapor deposition method using a hot tool steel as a base material.
【請求項2】 熱間工具鋼を基材とし、Sixy 系中
間層を介し形成された窒化硼素膜でベアリング面がコー
ティングされているアルミニウム押出し加工用ダイス。
2. A hot tool steel as a base material, Si x N y based aluminum extruding die which bearing surface with boron nitride film formed through the intermediate layer is coated.
【請求項3】 10-2〜10-3Paの真空容器中で電子
ビームにより金属Siをルツボの中で溶融し、Si蒸気
として蒸発させ、同時に真空容器中でイオン銃により窒
素ガスをイオン化して0.5〜1.5KVの加速電圧で
窒素イオンビームとして発生させ、Si蒸気と同時に熱
間工具鋼の基材表面上に蒸着させ、前記基材表面上にS
xy 膜を0.5〜1μmの厚さで下地層として生成
させた後、前記真空容器中で電子ビームにより金属Bを
ルツボの中で溶融し、B蒸気として蒸発させ、同時に真
空容器中でイオン銃により窒素ガスをイオン化して0.
3〜1.0KVの加速電圧で窒素イオンビームとして発
生させ、B蒸気と同時に前記Sixy 膜の上に蒸着さ
せ、BN膜として0.2〜3μmの厚さで生成させるこ
とを特徴とする請求項1又は2記載のアルミニウム押出
し加工用ダイスの製造方法。
3. Melting metal Si in a crucible by an electron beam in a vacuum vessel of 10 -2 to 10 -3 Pa and evaporating it as Si vapor, and simultaneously ionizing nitrogen gas by an ion gun in the vacuum vessel. Is generated as a nitrogen ion beam at an acceleration voltage of 0.5 to 1.5 KV, and is vapor-deposited on the surface of the hot tool steel substrate simultaneously with the Si vapor.
After the i x N y film is generated as an underlying layer with a thickness of 0.5 to 1 [mu] m, the the electron beam in a vacuum vessel and the molten metal B in the crucible, evaporated as B vapor vacuum chamber at the same time Nitrogen gas is ionized by an ion gun in the inside.
At an acceleration voltage of 3~1.0KV is generated as a nitrogen ion beam, B steam and is simultaneously deposited on the Si x N y film, and characterized in that to produce a thickness of 0.2~3μm as BN film The method for producing an aluminum extrusion die according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項4】 請求項1又は2記載の押出し加工用ダイ
スにより押出され、表面粗さがRmax 4μm以下及び光
沢度30%以上の表面光沢に優れたアルミニウム押出し
形材。
4. An extruded aluminum material extruded by the extrusion die according to claim 1 and having excellent surface gloss with a surface roughness of R max 4 μm or less and a glossiness of 30% or more.
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