JP5136117B2 - Method for regenerating mold for forming honeycomb structure - Google Patents
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Description
本発明は、ハニカム構造体を押出成形するためのハニカム構造体成形用金型の再生方法に関する。 The present invention relates to a method for regenerating a mold for forming a honeycomb structure for extrusion forming the honeycomb structure.
自動車の排ガス浄化フィルター等として用いられるセラミックス製のハニカム構造体は、ハニカム構造体成形用金型(以下、適宜、単に金型という)を用いて、セラミックス原料を含む材料を押出成形することにより作製される。
上記金型としては、材料を供給するための供給穴と、その供給穴に連通して格子状に設けられ、材料をハニカム形状に成形するためのスリット溝とを有するものがある。
A ceramic honeycomb structure used as an exhaust gas purification filter for automobiles is produced by extruding a material containing a ceramic raw material using a honeycomb structure molding die (hereinafter, simply referred to as a die). Is done.
Some of the molds include a supply hole for supplying a material, and a slit groove provided in a lattice shape so as to communicate with the supply hole and for forming the material into a honeycomb shape.
上記金型を製造するに当たっては、加工したスリット溝のバリ取りや面粗度・寸法等の調整を行うために、スリット溝に流体研磨材を流して流体研磨を行う。このとき、流体研磨材との接触によって金型に磨耗が生じることがある。
また、上記金型の使用時においては、スリット溝を流れる材料との接触によって金型に磨耗が生じる。特に、材料が押し出される面となる溝形成面と材料が流れるスリット溝の内側面とが交わって形成される角部は、磨耗が生じ易い。
そして、上記金型は、このようにして生じた磨耗により、成形するハニカム構造体の寸法精度が低下し、使用が困難となって寿命となる。
In manufacturing the mold, in order to deburr the processed slit groove and to adjust the surface roughness and dimensions, fluid polishing is performed by flowing a fluid abrasive in the slit groove. At this time, the mold may be worn by contact with the fluid abrasive.
Further, when the mold is used, the mold is worn by contact with the material flowing through the slit groove. In particular, wear is likely to occur at the corners formed by the intersection of the groove forming surface that is the surface through which the material is extruded and the inner surface of the slit groove through which the material flows.
And the above-mentioned metal mold | die will reduce the dimensional accuracy of the honeycomb structure to shape | mold by the abrasion produced in this way, and it will become difficult to use, and it will become a lifetime.
従来から、寿命が短くなった又は寿命となった金型を再び使用できる状態に再生する方法が提案されている。
例えば、金型の磨耗した部分に無電解ニッケルめっきや硬質クロムめっき等の処理を行い、金型を再生する方法がある。しかしながら、この場合には、めっき処理を施した部分は、耐磨耗性が必ずしも充分とは言えなかった。
そこで、特許文献1では、充分な耐磨耗性を得るため、CVD処理によって金型の表面全体に耐磨耗材を成膜する方法が開示されている。
Conventionally, a method has been proposed in which a mold having a short lifetime or a lifetime has been regenerated so that it can be used again.
For example, there is a method of regenerating the mold by performing a treatment such as electroless nickel plating or hard chrome plating on the worn part of the mold. However, in this case, the portion subjected to the plating treatment cannot be said to have sufficient wear resistance.
Therefore,
しかしながら、上記金型の磨耗部分には、スリット溝の内側面が偏って磨耗し、スリット溝の開口部付近の溝幅が偏って広がった、いわゆる偏磨耗部分が含まれている。そのため、特許文献1のように、CVD処理によって耐磨耗材を成膜しても、偏磨耗部分を有するスリット溝は、その溝幅が偏って広がった状態となる。そして、この現象は、スリット溝の開口部付近において特に顕著に表れる。これにより、再生した金型を用いて材料を押出成形しても、押し出された材料にヨレ等が生じ、ハニカム構造体の寸法精度を充分に確保することができなかった。
However, the wear portion of the mold includes a so-called uneven wear portion in which the inner surface of the slit groove is unevenly worn and the groove width near the opening of the slit groove is unevenly widened. Therefore, even if a wear-resistant material is formed by CVD processing as in
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、寿命が短くなった又は寿命となった金型を、耐久性・耐磨耗性に優れ、成形性・寸法精度の高い金型として再生することができるハニカム構造体成形用金型の再生方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and a mold having a short life or a long life is excellent in durability and wear resistance, and has high moldability and dimensional accuracy. It is an object of the present invention to provide a method for regenerating a mold for forming a honeycomb structure that can be regenerated as:
本発明は、材料を供給するための供給穴と、該供給穴に連通して格子状に設けられ、材料をハニカム形状に成形するためのスリット溝とを有する金型本体を備え、磨耗した部分を有するハニカム構造体成形用金型を再生する方法であって、
少なくとも、上記金型本体における上記スリット溝が形成された溝形成面と、該溝形成面と上記スリット溝の内側面とが交わって形成される角部の磨耗した部分との上に、膜厚1〜10μmの再生硬化膜を形成する成膜工程と、
上記溝形成面に形成された上記再生硬化膜を厚み方向に50%以上研削する研削工程とを有することを特徴とするハニカム構造体成形用金型の再生方法にある(請求項1)。
The present invention includes a mold body having a supply hole for supplying a material and a slit groove provided in a lattice shape so as to communicate with the supply hole and for forming the material into a honeycomb shape. A method for regenerating a mold for forming a honeycomb structure, comprising:
At least on the groove forming surface in which the slit groove is formed in the mold body, and the worn portion of the corner formed by the intersection of the groove forming surface and the inner side surface of the slit groove, A film forming step of forming a regenerated cured film of 1 to 10 μm;
And a grinding step of grinding 50% or more of the regenerated cured film formed on the groove forming surface in the thickness direction.
本発明では、上記成膜工程において、少なくとも上記溝形成面と上記角部の磨耗した部分(以下、磨耗部分という)との上に、膜厚1〜10μmの再生硬化膜を形成する。そのため、材料が押し出される部分であり、成形性・寸法精度を左右する上記スリット溝の開口部付近に、上記再生硬化膜が形成される。これにより、上記磨耗部分を精度良く容易に修復することができ、耐久性・耐磨耗性に優れた金型として再生することができる。 In the present invention, in the film forming step, a regenerated cured film having a film thickness of 1 to 10 μm is formed on at least the groove forming surface and a worn portion of the corner (hereinafter referred to as a worn portion). Therefore, the regenerated cured film is formed in the vicinity of the opening of the slit groove, which is a portion where the material is extruded, and which affects the moldability and dimensional accuracy. As a result, the worn portion can be easily and accurately restored, and can be regenerated as a mold having excellent durability and wear resistance.
さらに、本発明では、上記成膜工程の後に、上記溝形成面に形成された上記再生硬化膜を厚み方向に50%以上研削する上記研削工程を行う。これにより、上記スリット溝の溝幅寸法のばらつきを小さくすることができ、成形性・寸法精度の高い金型として再生することができる。 Furthermore, in the present invention, after the film formation step, the grinding step of grinding the regenerated cured film formed on the groove forming surface by 50% or more in the thickness direction is performed. Thereby, the dispersion | variation in the groove width dimension of the said slit groove | channel can be made small, and it can reproduce | regenerate as a metal mold | die with high moldability and dimensional accuracy.
すなわち、上記磨耗部分には、上記スリット溝の内側面が偏って磨耗し、該スリット溝の開口部付近の溝幅が偏って広がった、いわゆる偏磨耗部分が含まれている。そのため、例えば上記再生硬化膜を均一に形成しても、上記偏磨耗部分を有する上記スリット溝は、その溝幅が偏って広がった状態となる。そして、この現象は、上記スリット溝の開口部付近において特に顕著に表れる。 That is, the wear portion includes a so-called uneven wear portion in which the inner surface of the slit groove is worn unevenly, and the groove width near the opening of the slit groove is unevenly widened. Therefore, for example, even if the regenerated cured film is uniformly formed, the slit groove having the uneven wear portion is in a state where the groove width is unevenly widened. This phenomenon is particularly prominent in the vicinity of the opening of the slit groove.
そこで、本発明では、上記溝形成面に形成された上記再生硬化膜を厚み方向に50%以上研削し、溝幅のばらつきが大きい上記スリット溝の開口部付近の上記再生硬化膜をカットすることによって、上記スリット溝の溝幅の偏りを極力小さくしているのである。そして、これにより、上記スリット溝の溝幅寸法のばらつきを小さくすることができ、成形性・寸法精度の高い金型として再生することができるのである。 Therefore, in the present invention, the regenerated cured film formed on the groove forming surface is ground by 50% or more in the thickness direction, and the regenerated cured film near the opening of the slit groove having a large variation in groove width is cut. Thus, the deviation of the groove width of the slit groove is made as small as possible. As a result, variations in the groove width dimension of the slit groove can be reduced, and the mold can be reproduced as a mold having high formability and dimensional accuracy.
このように、本発明のハニカム構造体成形用金型の再生方法によれば、寿命が短くなった又は寿命となった金型を、耐久性・耐磨耗性に優れ、成形性・寸法精度の高い金型として再生することができる。 As described above, according to the method for regenerating a honeycomb structure molding die of the present invention, a die having a short lifetime or a long lifetime is superior in durability and wear resistance, and is excellent in moldability and dimensional accuracy. Can be recycled as a high mold.
本発明において、上記金型における磨耗した部分とは、例えば、製造過程において加工後の上記供給穴及び上記スリット溝のバリ取りや面粗度・寸法等の調整のために行った流体研磨や、使用時において材料の繰り返しの押出成形によって磨耗した部分のことである。 In the present invention, the worn part in the mold is, for example, fluid polishing performed for deburring and adjusting the surface roughness, dimensions, etc. of the supply hole and the slit groove after processing in the manufacturing process, It is the part that is worn by repeated extrusion of the material during use.
また、上記成膜工程では、膜厚1〜10μmの上記再生硬化膜を形成する。
上記再生硬化膜の膜厚が1μm未満の場合には、上記磨耗部分を充分に修復することができないおそれがある。一方、10μmを超える場合には、上記再生硬化膜を精度良く形成することが困難となり、厚みの変動が大きくなるおそれがある。また、上記再生硬化膜の母材(金型本体)に対する密着性が低下するおそれがある。
In the film forming step, the regenerated cured film having a thickness of 1 to 10 μm is formed.
When the thickness of the regenerated cured film is less than 1 μm, the worn portion may not be sufficiently repaired. On the other hand, when the thickness exceeds 10 μm, it is difficult to form the regenerated cured film with high accuracy, and the variation in thickness may increase. Moreover, there exists a possibility that the adhesiveness with respect to the base material (mold main body) of the said reproduction | regeneration hardening film may fall.
また、上記研削工程では、上記溝形成面に形成された上記再生硬化膜を厚み方向に50%以上研削する。
上記再生硬化膜の研削量が厚みの50%未満の場合には、上記スリット溝の溝幅の偏りを充分に小さくすることができないおそれがある。
なお、上記研削工程では、上記スリット溝の溝幅の偏りを極力小さくするために必要であれば、後述するように、上記溝形成面に形成された上記再生硬化膜をすべて(厚みの100%)研削し、さらに上記金型本体の一部を研削することもできる。
In the grinding step, the regenerated cured film formed on the groove forming surface is ground by 50% or more in the thickness direction.
When the grinding amount of the regenerated cured film is less than 50% of the thickness, the deviation of the groove width of the slit groove may not be sufficiently reduced.
In the grinding step, if necessary to minimize the deviation of the groove width of the slit groove, the regenerated cured film formed on the groove forming surface is entirely (100% of the thickness) as described later. ) It is also possible to grind and further grind a part of the mold body.
また、上記成膜工程では、少なくとも、PVD及びCVDのいずれかの処理方法を用いて上記再生硬化膜を形成することが好ましい(請求項2)。
この場合には、上記再生硬化膜を精度良く形成することができ、耐久性・耐磨耗性に優れた金型として再生することができる。
なお、上記再生硬化膜の形成方法としては、PVD処理及びCVD処理の両方の処理を行う等、複数の処理を組み合わせた複合処理を用いることもできる。また、上記以外の処理方法を用いることもできる。
In the film forming step, it is preferable to form the regenerated cured film using at least one of PVD and CVD .
In this case, the regenerated cured film can be formed with high accuracy, and can be regenerated as a mold having excellent durability and wear resistance.
In addition, as a formation method of the said reproduction | regeneration hardening film | membrane, the composite process which combined several processes, such as performing the process of both PVD process and CVD process, can also be used. Also, a processing method other than the above can be used.
また、上記の処理方法のうち、PVD処理は、非常に成膜精度が高い。そのため、上記再生硬化膜をより一層高い精度で形成することができる。また、PVD処理は、厚膜形成が可能であることから、上記再生硬化膜を効率よく形成することができる。
また、CVD処理は、上記再生硬化膜の母材(金型本体)に対する密着性を高めることができる。そのため、上記再生硬化膜の耐久性をより一層優れたものにすることができる。
Of the above processing methods, the PVD processing has very high film forming accuracy. Therefore, the regenerated cured film can be formed with higher accuracy. Moreover, since the PVD process can form a thick film, the regenerated cured film can be efficiently formed.
Further, the CVD treatment can improve the adhesion of the regenerated cured film to the base material (mold body). Therefore, the durability of the regenerated cured film can be further improved .
また、上記研削工程では、上記溝形成面に形成された上記再生硬化膜を厚み方向に上記金型本体の一部を含んで研削し、
上記研削工程後の上記スリット溝の溝深さは、上記成膜工程前の上記スリット溝の溝深さの90%以上であることが好ましい(請求項3)。
すなわち、この場合には、上記溝形成面に形成された上記再生硬化膜をすべて研削し、さらに上記金型本体の一部を研削する。そのため、上記スリット溝の溝幅の偏りをより一層小さくすることができ、上記スリット溝の溝幅寸法のばらつきをさらに小さくすることができる。
In the grinding step, the regenerated cured film formed on the groove forming surface is ground including a part of the mold body in the thickness direction,
The groove depth of the slit groove after the grinding step is preferably 90% or more of the groove depth of the slit groove before the film forming step.
That is, in this case, all of the regenerated cured film formed on the groove forming surface is ground, and a part of the mold body is further ground. Therefore, the deviation of the groove width of the slit groove can be further reduced, and the variation in the groove width dimension of the slit groove can be further reduced.
なお、上記研削工程後の上記スリット溝の溝深さが上記成膜工程前の90%未満の場合には、上記スリット溝の溝深さが短くなり、該スリット溝における材料の流通距離を充分に確保することができないおそれがある。そのため、材料同士の結合が弱くなり、成形するハニカム構造体の成形性・寸法精度・強度等が低下するおそれがある。 In addition, when the groove depth of the slit groove after the grinding step is less than 90% before the film forming step, the groove depth of the slit groove is shortened, and the distribution distance of the material in the slit groove is sufficient. There is a risk that it cannot be secured. For this reason, the bonding between the materials becomes weak, and the formability, dimensional accuracy, strength, and the like of the honeycomb structure to be formed may be reduced.
また、上記研削工程における上記金型本体の研削量は、0.5mm以下であることが好ましい(請求項4)。
上記金型本体の研削量が0.5mmを超える場合には、上記スリット溝の溝深さが短くなり、該スリット溝における材料の流通距離を充分に確保することができないおそれがある。そのため、材料同士の結合が弱くなり、成形するハニカム構造体の成形性、寸法精度、強度等が低下するおそれがある。
Moreover, it is preferable that the grinding amount of the said mold main body in the said grinding process is 0.5 mm or less.
When the grinding amount of the mold main body exceeds 0.5 mm, the groove depth of the slit groove is shortened, and there is a possibility that the distribution distance of the material in the slit groove cannot be secured sufficiently. For this reason, the bonding between the materials becomes weak, and the formability, dimensional accuracy, strength, and the like of the honeycomb structure to be formed may be reduced.
また、上記研削工程後、材料の押出速度の遅い特定領域の上記スリット溝に対して流体研磨する調整工程を行うことが好ましい(請求項5)。
すなわち、上記スリット溝の内側面の面粗度等にばらつきがあると、材料の流速のバランスが崩れ、上記スリット溝から押し出される材料の押出速度が速い部分と遅い部分とが生じる。そのため、ハニカム構造体は、材料の押出方向からずれて、曲がった状態で成形される。そこで、材料の押出速度の遅い特定領域の上記スリット溝に対して流体研磨することにより、その特定領域の上記スリット溝の内側面を研磨して平滑にし、材料の流速を速くすることができる。これにより、材料の押出速度のばらつきを小さくすることができ、成形するハニカム構造体の成形性・寸法精度を高めることができる。
Moreover, after the said grinding process, it is preferable to perform the adjustment process which carries out the fluid grinding | polishing with respect to the said slit groove of the specific area | region where the extrusion speed | rate of material is slow.
That is, if there is variation in the surface roughness of the inner surface of the slit groove, the balance of the flow rate of the material is lost, and a portion where the extrusion speed of the material extruded from the slit groove is high and a portion where the material is slow are generated. Therefore, the honeycomb structure is formed in a bent state with a deviation from the extrusion direction of the material. Therefore, by subjecting the slit groove in a specific region where the material extrusion speed is slow to fluid polishing, the inner surface of the slit groove in the specific region can be polished and smoothed, and the flow rate of the material can be increased. Thereby, the dispersion | variation in the extrusion speed of material can be made small, and the moldability and dimensional accuracy of the honeycomb structure to shape | mold can be improved.
なお、上記特定領域は、実際に上記金型に材料を流して押し出し、材料の押出速度、成形されるハニカム構造体の成形性・曲がり具合等によって決定することができる。
また、流体研磨は、例えば、スラリー状の流体研磨材を上記供給穴及び上記スリット溝に流すことによって行う。このとき、上記特定領域以外の部分には流体研磨材を流さないようにマスキングを行う。これにより、材料の押出速度の遅い上記特定領域の上記スリット溝の内側面を研磨することができる。
また、流体研磨に用いる流体研磨材としては、例えば、炭化珪素、ダイヤモンド等を含有するものを用いることができる。
The specific region can be determined by actually extruding the material through the mold and extruding the material, the extrusion rate of the material, the formability / bending of the honeycomb structure to be formed, and the like.
The fluid polishing is performed, for example, by flowing a slurry-like fluid abrasive through the supply hole and the slit groove. At this time, masking is performed so that the fluid abrasive does not flow to portions other than the specific region. Thereby, the inner surface of the slit groove in the specific area where the material extrusion speed is slow can be polished.
Moreover, as a fluid abrasive | polishing material used for fluid grinding | polishing, what contains silicon carbide, a diamond, etc. can be used, for example.
(実施例1)
本発明の実施例にかかるハニカム構造体成形用金型(以下、適宜、単に金型という)の再生方法について、図1〜図7を用いて説明する。
本例において再生する金型1は、図1〜図3に示すごとく、セラミックス原料等を含む材料を押出成形して、ハニカム構造体を成形するためのものである。金型1は、材料を供給するための供給穴12と、供給穴12に連通して格子状に設けられ、材料をハニカム形状に成形するためのスリット溝13とを有する金型本体11を備え、磨耗した部分(磨耗部分19)を有する。
Example 1
A method for regenerating a mold for forming a honeycomb structure according to an embodiment of the present invention (hereinafter simply referred to simply as a mold) will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 to 3, the
そして、本例の金型1の再生方法は、図4〜図7に示すごとく、少なくとも、金型本体11におけるスリット溝13が形成された溝形成表面130と、溝形成表面130とスリット溝13の内側面131とが交わって形成される角部14の磨耗した部分(磨耗部分19)との上に、膜厚1〜10μmの再生硬化膜2を形成する成膜工程と、溝形成面130に形成された再生硬化膜2を厚み方向に50%以上研削する研削工程とを有する。
以下、これを詳説する。
Then, as shown in FIGS. 4 to 7, the method for regenerating the
This will be described in detail below.
金型1は、図1、図2に示すごとく、金型本体11に供給穴12とスリット溝13とを形成したものである。金型本体11は、供給穴12が形成された穴形成面120と、スリット溝13が形成された溝形成面130とを有している。穴形成面120は、金型本体11に材料を供給する面である。また、溝形成面130は、金型本体11から材料を押し出す面である。
本例では、金型本体11は、SKD(合金工具鋼)材により構成されている。また、図2は、一般的な金型1の一部を示した斜視断面図である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
In this example, the
また、金型1は、図3に示すごとく、製造過程において加工後の供給穴12及びスリット溝13のバリ取りや面粗度・寸法等の調整のために行った流体研磨や、使用時において材料の繰り返しの押出成形によって磨耗した部分(磨耗部分19)を有している。そして、金型1は、この磨耗した部分によって所望の寸法のハニカム構造体を成形することが困難となり、ほぼ寿命となったものである。
Further, as shown in FIG. 3, the
特に、同図に示すごとく、金型本体11において、流体研磨に使用する流体研磨材やハニカム構造体を構成する材料が押し出される部分であり、溝形成表面130とスリット溝13の内側面131とが交わって形成される角部14は、磨耗部分19を有する。また、磨耗部分19には、スリット溝13における一方の側の内側面131が偏って磨耗された偏磨耗部分191が含まれている。
In particular, as shown in the figure, in the
なお、同図では、偏磨耗部分191を有するスリット溝13を示している。また、同図では、初期の角部14の位置を点線で示している。すなわち、図中の点線と実線との間の領域が角部14の磨耗した部分に当たる。また、図示を省略したが、実際には、角部14以外の例えばスリット溝13の内側面131等にも磨耗した部分がある。
In the figure, the
次に、本例の金型1の再生方法について具体的に説明する。
成膜工程においては、少なくとも、金型本体11におけるスリット溝13が形成された溝形成表面130と、溝形成表面130とスリット溝13の内側面131とが交わって形成される角部14の磨耗した部分(磨耗部分19)との上に、膜厚1〜10μmの再生硬化膜2を形成した。本例では、主に金型1の溝形成面130側から成膜材料を供給し、PVD処理を行うことによって再生硬化膜2を形成した。
Next, a method for regenerating the
In the film forming process, at least the
ここで、PVD処理に用いるPVD装置5について説明する。
PVD装置5は、図5に示すごとく、円筒形状の反応器51を有している。反応器51のサイズは、直径600mm、高さ600mmである。反応器51の内側面511には、複数の金属ターゲット52が設けられている。また、金属ターゲット52の表面521に隣接する位置には、一対の陽極プレート53が設けられている。陽極プレート53はアーク電源のプラス(+)側に、金属ターゲット52はアーク電源のマイナス(−)側に、それぞれ接続されている。また、本例では、金属ターゲット52を構成する材料としては、Cr、Tiを用いた。
Here, the PVD apparatus 5 used for the PVD process will be described.
The PVD apparatus 5 has a cylindrical reactor 51 as shown in FIG. The reactor 51 has a diameter of 600 mm and a height of 600 mm. A plurality of
また、同図に示すごとく、反応器51の底部512には、水平方向に回転可能な回転台54が設けられている。この回転台54は、バイアス電源に接続されている。また、反応器51の天井部513には、反応器51内に反応ガスを供給するためのガス供給口551と、反応器51内のガスを排気する排気口552とが設けられている。また、反応器51には、真空ポンプが配設されている(図示略)。
Further, as shown in the figure, the
そして、PVD処理を行って再生硬化膜2を形成するに当たっては、図4に示すごとく、供給穴12を塞ぐように、穴形成面120上にグラファイトからなるマスキングプレート311を被せ、金型1とマスキングプレート311とを固定治具321によって締結して固定した。これにより、金型1の穴形成面120側をマスキングした。
When the PVD process is performed to form the regenerated cured
次いで、図5に示すごとく、固定治具321により固定された金型1を回転台54の上にセットした。このとき、金型1の溝形成面130と金属ターゲット52とが対向する向きとなるようにセットした。そして、反応器51内を真空状態にして加熱した。なお、反応器51内の真空度は1×10-6Torrとし、加熱温度は500℃とした。その後、ガス供給口551から、反応ガスとしてのN2を反応器51内に供給した。
Next, as shown in FIG. 5, the
次いで、同図に示すごとく、金属ターゲット52を陰極として、金属ターゲット52の表面521にアーク放電を発生させた。このとき、発生したアーク電流(70〜200A)のエネルギーにより、金属ターゲット52を構成する材料(Cr、Ti)は、瞬時に蒸発すると同時に金属イオン529となり、反応器51内に飛び出す。一方、バイアス電源から回転台54を介して固定治具321にバイアス電圧を印加することにより、飛び出した金属イオン529は加速する。これにより、金属イオン529を反応ガス(N2)粒子と共に成膜材料(CrN、TiN)として金型1の表面に衝突させ、堆積成膜させた。
Next, as shown in the figure, arc discharge was generated on the
なお、本例では、金属ターゲット52にCrを用いてPVD処理を行った後、金属ターゲット52をTiに変更して、再びPVD処理を行った。金属ターゲット52としては、Cr、Ti以外の金属を用いることもできる。また、PVD処理を効率よく行うために、回転台54を回転させながらPVD処理を行った。
最後に、反応器51内を冷却して大気状態に戻した後、反応器51内から金型1を取り出し、固定治具321の締結を解除した。
In addition, in this example, after performing the PVD process using Cr for the
Finally, after the reactor 51 was cooled and returned to the atmospheric state, the
このようにして、図6に示すごとく、金型本体11の溝形成面130及び角部14の磨耗部分19に、再生硬化膜2を形成した。再生硬化膜2は、CrN層及びTiN層の2層で構成されている(図示略)。また、溝形成面130に形成された再生硬化膜2の膜厚tは約10μmである。
In this way, as shown in FIG. 6, the regenerated cured
次いで、研削工程においては、図7に示すごとく、溝形成面130に形成された再生硬化膜2を厚み方向に50%以上研削した。本例では、平面研削盤(ダイヤモンド砥石)を用いて再生硬化膜2を研削加工し、膜厚t=約10μmで形成された再生硬化膜2を膜厚s=5μmとなるまで研削した。すなわち、再生硬化膜2を厚み方向に50%研削した。
Next, in the grinding step, as shown in FIG. 7, the regenerated cured
さらに、本例では、研削工程の後に、材料の押出速度の遅い特定領域のスリット溝130に対して流体研磨する調整工程を行った。
調整工程においては、まず、金型1における材料の押出速度の遅い特定領域の選定を行った。具体的には、図8に示すごとく、金型1を型ホルダ33に固定し、穴形成面120側にシリンダ34を取り付けた。そして、ピストン35を金型1の方向に前進させることによって、シリンダ34内の材料80を金型1の供給穴12に導入し、スリット溝13から押し出してハニカム構造体8を成形した。
Furthermore, in this example, after the grinding process, an adjustment process for fluid polishing was performed on the
In the adjustment process, first, a specific region where the material extrusion speed in the
このとき、同図に示すごとく、スリット溝13の内側面131の面粗度等にばらつきがあると、材料80の流速のバランスが崩れ、スリット溝13から押し出される材料80の押出速度が速い部分と遅い部分とが生じる。そのため、ハニカム構造体8は、材料80の押出方向からずれて、曲がった状態で成形される。
本例では、同図に示すごとく、成形されるハニカム構造体8を観察し、材料80の押出速度の遅い領域を特定領域110として選定した。
At this time, as shown in the figure, if the surface roughness of the
In this example, as shown in the figure, the formed
次いで、図9に示すごとく、金型1の特定領域110以外の供給穴12を塞ぐように、穴形成面120上にグラファイトからなるマスキングプレート36を被せ、金型1の特定領域110の穴形成面120側をマスキングした。そして、ピストン35を金型1の方向に前進させることによって、シリンダ34内の流体研磨材89を金型1の特定領域110の供給穴12及びスリット溝13に流通させた。
Next, as shown in FIG. 9, a masking
本例では、流体研磨材89としては、高分子系合成樹脂、高分子系合成グリース及び人造研磨材を混合してなるスラリー状のものを用いた。人造研磨材としては、炭化珪素、ダイヤモンド等を用いることができる。また、流体研磨材89の硬さは約300Pa・sとした。 In this example, as the fluid abrasive 89, a slurry in which a polymer synthetic resin, a polymer synthetic grease and an artificial abrasive are mixed is used. As the artificial abrasive, silicon carbide, diamond, or the like can be used. The hardness of the fluid abrasive 89 was about 300 Pa · s.
なお、流体研磨を行うに際には、温度の影響により流体研磨材89の粘性が変化するため、一定温度での作業環境を確保することが好ましい。また、対象物(金型1)に水分等がある場合には、研磨を充分に行うことができない場合があるため、金型1表面の水分をできるだけ除去した状態で研磨を行うことが好ましい。
Note that when performing fluid polishing, the viscosity of the fluid abrasive 89 changes due to the influence of temperature, so it is preferable to ensure a working environment at a constant temperature. In addition, when there is moisture or the like in the object (mold 1), the polishing may not be performed sufficiently. Therefore, it is preferable to perform the polishing with the moisture on the surface of the
このように、流体研磨材89を流通させることによって、金型1の特定領域110における供給穴12及びスリット溝13の面粗度・寸法等を調整し、金型1における材料80の押出速度が均一となるようにした。
以上により、寿命となっていた金型1を再生した。
In this way, by circulating the fluid abrasive 89, the surface roughness and dimensions of the
In this way, the
次に、本例の金型1の再生方法における作用効果について説明する。
本例では、成膜工程において、少なくとも、金型本体11における溝形成面130と角部14の磨耗した部分(磨耗部分19)との上に、膜厚1〜10μmの再生硬化膜2を形成する。そのため、材料が押し出される部分であり、成形性・寸法精度を左右するスリット溝13の開口部付近に、再生硬化膜2が形成される。これにより、磨耗部分19を精度良く容易に修復することができ、耐久性・耐磨耗性に優れた金型1として再生することができる。
Next, the effect of the method for regenerating the
In this example, in the film forming process, the regenerated cured
さらに、本例では、成膜工程の後に、溝形成面130に形成された再生硬化膜2を厚み方向に50%以上研削する研削工程を行う。これにより、スリット溝13の溝幅寸法のばらつきを小さくすることができ、成形性・寸法精度の高い金型1として再生することができる。
Further, in this example, after the film forming process, a grinding process is performed in which the regenerated cured
すなわち、磨耗部分19には、スリット溝13の内側面131が偏って磨耗し、スリット溝13の開口部付近の溝幅が偏って広がった、いわゆる偏磨耗部分191が含まれている。そのため、例えば再生硬化膜2を均一に形成しても、偏磨耗部分191を有するスリット溝13は、その溝幅が偏って広がった状態となる。そして、この現象は、スリット溝13の開口部付近において特に顕著に表れる。
That is, the
そこで、本例では、溝形成面130に形成された再生硬化膜2を厚み方向に50%以上研削し、溝幅のばらつきが大きいスリット溝13の開口部付近の再生硬化膜2をカットすることによって、スリット溝13の溝幅の偏りを極力小さくしているのである。そして、これにより、スリット溝13の溝幅寸法のばらつきを小さくすることができ、成形性・寸法精度の高い金型1として再生することができるのである。
Therefore, in this example, the regenerated cured
また、本例では、成膜工程においては、PVD処理によって再生硬化膜2を形成する。そのため、再生硬化膜2を精度良く形成することができ、耐久性・耐磨耗性に優れた金型として再生することができる。また、PVD処理は、非常に成膜精度が高いため、再生硬化膜2をより一層高い精度で形成することができる。また、PVD処理は、厚膜形成が可能であることから、再生硬化膜2を効率よく形成することができる。
In this example, in the film forming step, the regenerated cured
また、研削工程後、材料の押出速度の遅い特定領域110のスリット溝13に対して流体研磨する調整工程を行う。これにより、特定領域110のスリット溝13の内側面131を研磨して平滑にし、特定領域110における材料の流速を速くすることができる。そして、材料の流速のばらつきを小さくすることができ、成形するハニカム構造体の成形性・寸法精度を高めることができる。
In addition, after the grinding process, an adjustment process for fluid polishing is performed on the
このように、本例のハニカム構造体成形用金型1の再生方法によれば、寿命となった金型1を、耐久性・耐磨耗性に優れ、成形性・寸法精度の高い金型1として再生することができる。
As described above, according to the method for regenerating the honeycomb structure molding die 1 of this example, the
なお、本例では、研削工程において、図7に示すごとく、溝形成面130に形成された再生硬化膜2を厚み方向に50%研削したが、図10に示すごとく、溝形成面130に形成された再生硬化膜2を厚み方向に金型本体11の一部を含んで研削することもできる。つまり、溝形成面130に形成された再生硬化膜2すべてを研削し、さらに金型本体11の一部を研削することもできる。この場合には、スリット溝13の溝幅の偏りをより一層小さくすることができ、スリット溝13の溝幅寸法のばらつきをさらに小さくすることができる。
In this example, in the grinding process, as shown in FIG. 7, the regenerated cured
そして、このとき、同図に示すごとく、研削工程後のスリット溝13の溝深さD2を成膜工程前のスリット溝13の溝深さD1の90%以上とすることが好ましい。また、金型本体11の研削量Kは、0.5mm以下とすることが好ましい。この場合には、スリット溝13における材料の流通距離を充分に確保することができる。そのため、成形するハニカム構造体の成形性や強度を充分に確保することができる。
At this time, as shown in the figure, the groove depth D2 of the
(実施例2)
本例は、実施例1のハニカム構造体成形用金型1の再生方法について、成膜工程における再生硬化膜2の形成方法を変更した例である。
本例では、主に金型1の溝形成表面130側から成膜材料を供給し、CVD処理を行うことによって再生硬化膜2を形成した。
(Example 2)
This example is an example in which the method for forming the regenerated cured
In this example, the regenerated cured
ここで、CVD処理に用いるCVD装置4について説明する。
CVD装置4は、図12に示すごとく、底部が開放された円筒形状の反応炉41を有している。反応炉41のサイズは、直径450mm、高さ700mmである。また、反応炉41内には、箱型の反応器42が設けられている。反応器42内には、複数の部屋に区画された、CVD処理を行う金型1を載置するための載置台43が設けられている。
Here, the
As shown in FIG. 12, the
また、同図に示すごとく、反応器42の底部422には、反応器42内に反応ガスを供給するためのガス供給口441が設けられている。ガス供給口441は、ガス供給管442を介して、外部に設けられたガス供給装置46に接続されている。そして、CVD装置4は、ガス供給装置46から反応ガスを反応器42内に供給することができるように構成されている。また、本例では、ガス供給装置46から供給する反応ガスとしては、TiCl4、H2、Ar、CH4、N2を用いた。
As shown in the figure, a
また、同図に示すごとく、反応器42の底部422には、反応器42内のガスを外部に排気するための排気口451が設けられている。また、排気口451は、反応器42の天井部423付近から底部422にかけて設けられた排気管452に接続されている。そして、CVD装置4は、反応器42内のガスを排気管452の吸気口453から吸気し、排気口451から外部に排気することができるように構成されている。
As shown in the figure, an
そして、CVD処理を行って再生硬化膜2を形成するに当たっては、図11に示すごとく、供給穴12を塞ぐように、穴形成面120上にグラファイトからなるマスキングプレート312を被せ、金型1とマスキングプレート312とを固定治具322によって締結して固定した。これにより、金型1の穴形成面120側をマスキングした。
Then, when the regenerated cured
次いで、図12に示すごとく、固定治具322により固定された金型1を載置台43の上にセットした。このとき、金型1の溝形成面130に反応ガスが接触しやすいように、金型1の溝形成面130と反応器42の天井部423とが対向する向きとなるようにセットした。そして、反応器42内を900〜1000℃に加熱した。その後、ガス供給装置46から、反応ガスとしてのTiCl4、H2、Ar、CH4、N2を反応器42内に供給した。
Next, as shown in FIG. 12, the
これにより、同図に示すごとく、高温に加熱された金型1と反応器42内を循環する反応ガスとが接触し、金型1の表面上で化学反応が生じる。そして、合成された成膜材料(本例では、TiC、TiCN、TiN)を金型1の表面上に成膜させた。
最後に、反応器42内を冷却した後、反応器42内から金型1を取り出し、固定治具322の締結を解除した。
As a result, as shown in the figure, the
Finally, after the
以上により、図13に示すごとく、金型本体11における溝形成面130、角部14の磨耗部分19を含むスリット溝13の内側面131、供給穴12の内側面121等に、再生硬化膜2を形成した。再生硬化膜2は、TiC層、TiCN層及びTiN層の3層で構成されている(図示略)。
その他は、実施例1と同様の工程を行う。
As described above, as shown in FIG. 13, the regenerated cured
Other steps are the same as those in the first embodiment.
本例の場合にも、実施例1と同様に、寿命となった金型1を、耐久性・耐磨耗性に優れ、成形性・寸法精度の高い金型1として再生することができる。
また、成膜工程では、CVD処理によって再生硬化膜2を形成する。そのため、再生硬化膜2を精度良く形成することができ、耐久性・耐磨耗性に優れた金型1として再生することができる。また、CVD処理は、再生硬化膜2の母材(金型本体11)に対する密着性を高めることができる。そのため、再生硬化膜2の耐久性をより一層優れたものにすることができる。
その他は、実施例1と同様の作用効果を有する。
Also in the case of this example, like the first embodiment, the
In the film forming step, the regenerated cured
The other functions and effects are the same as those of the first embodiment.
なお、本例では、成膜工程においては、CVD処理によって再生硬化膜2を形成したが、実施例1のPVD処理及び実施例2のCVD処理の両方の処理を行う等、複数の処理を組み合わせた複合処理を行うことによって再生硬化膜2を形成することもできる。
In this example, in the film forming step has formed the playback cured
1 ハニカム構造体成形用金型
11 金型本体
12 供給穴
13 スリット溝
130 溝形成面
131 内側面
14 角部
19 磨耗部分
2 再生硬化膜
DESCRIPTION OF
Claims (5)
少なくとも、上記金型本体における上記スリット溝が形成された溝形成面と、該溝形成面と上記スリット溝の内側面とが交わって形成される角部の磨耗した部分との上に、膜厚1〜10μmの再生硬化膜を形成する成膜工程と、
上記溝形成面に形成された上記再生硬化膜を厚み方向に50%以上研削する研削工程とを有することを特徴とするハニカム構造体成形用金型の再生方法。 A honeycomb structure including a die body having a supply hole for supplying a material, and a slit body provided in a lattice shape in communication with the supply hole and for forming the material into a honeycomb shape, and having a worn portion A method for regenerating a body molding die,
At least on the groove forming surface in which the slit groove is formed in the mold body, and the worn portion of the corner formed by the intersection of the groove forming surface and the inner side surface of the slit groove, A film forming step of forming a regenerated cured film of 1 to 10 μm;
And a grinding step of grinding the regenerated cured film formed on the groove forming surface by 50% or more in the thickness direction.
上記研削工程後の上記スリット溝の溝深さは、上記成膜工程前の上記スリット溝の溝深さの90%以上であることを特徴とするハニカム構造体成形用金型の再生方法。 In claim 1 or 2, in the grinding step, the regenerated cured film formed on the groove forming surface is ground including a part of the mold body in the thickness direction,
The method for reclaiming a honeycomb structure molding die, wherein a groove depth of the slit groove after the grinding step is 90% or more of a groove depth of the slit groove before the film forming step.
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