CN103492106A - 模具用型材、模具用透气性构件、以及模具用型材和模具用透气性构件的制造方法 - Google Patents

模具用型材、模具用透气性构件、以及模具用型材和模具用透气性构件的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种在透气性的基础上还具备强度和加工性的模具用型材，进一步提供使用了该模具用型材的模具用透气性构件、模具用型材和模具用透气性构件的制造方法。本发明的模具用型材如下制造：形成含有直径换算径30～300μm且长度0.4～5.0mm的不锈钢纤维、和不锈钢粉末的混合材料，将该混合材料的生坯加热烧结，将所得烧结体在氮气气氛下加热来氮化，由此制造模具用型材，透气孔的平均空孔径为3～50μm。

Description

模具用型材、模具用透气性构件、以及模具用型材和模具用透气性构件的制造方法
技术领域
本发明涉及能用于模具等的模具用型材、使用了该模具用型材的模具用透气性构件、以及模具用型材和模具用透气性构件的制造方法。
背景技术
以往，真空成型法中使用的透气性耐久模具例如在日本特开平7-108348号公报（及对应的CN1041178C和US5405570A）（专利文献1）中有记载。另外，真空成型法所使用的透气性成型体的制造方法例如在日本特开平7-113103号公报（及对应的CN1102607A和US5435967A）（专利文献2）中有记载。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平7-108348号公报
专利文献2：日本特开平7-113103号公报
发明内容
发明要解决的问题
专利文献1中记载的现有的透气性耐久模具存在强度弱这样的问题，此外虽然可以进行基于浇注的真空成型，但无法进行机械加工、放电加工、蚀刻加工，因此无法用于注射成型。专利文献2中记载的成型体存在强度更加弱这样的问题。
因此，期望具有透气性并且具有高强度且也能用于注射成型的模具用型材。此外，为了提高作为模具用型材的使用便利性，还期望具有加工性。
本发明是为了满足一直以来的需求而进行的，其目的在于提供一种在透气性的基础上还具备强度和加工性的模具用型材。
此外，本发明的目的在于提供一种使用了该模具用型材的模具用透气性构件，以及这些模具用型材和模具用透气性构件的制造方法。
用于解决问题的方案
为了达成上述的目的，本发明的模具用型材如下制造：形成含有直径换算径30～300μm且长度0.4～5.0mm的不锈钢纤维、和不锈钢粉末的混合材料，将该混合材料的生坯加热烧结，将所得烧结体在氮气气氛下加热来氮化，由此制造模具用型材，透气孔的平均空孔径为3～50μm。
根据这样地构成的模具用型材，会在保持强度的同时实现优异的透气性，还能用于注射成型。
对于本发明的模具用型材而言，优选不锈钢纤维以及不锈钢粉末为铁氧体系不锈钢。
根据这样地构成的本发明，与奥氏体系不锈钢、马氏体系不锈钢相比，易加工且在耐腐蚀性的观点上更有利。
对于本发明的模具用型材而言，优选由氮化带来的氮含量相对于100重量%不锈钢成分为0.3～1.2重量%。
根据这样地构成的本发明，会达成作为模具用型材所需的适度的硬度，达成优异的加工性。
对于本发明的模具用型材而言，优选混合材料进一步含有铜粉末或铜锡合金粉末。
根据这样地构成的本发明，会提高韧性，成为优异的模具用型材。
对于本发明的模具用型材而言，优选的是，混合材料含有20～80重量%的不锈钢纤维和20～80重量%的不锈钢粉末作为不锈钢成分，进一步含有相对于100重量%该不锈钢成分为1～10重量%的铜粉末或铜锡合金粉末。
本发明的模具用型材优选进一步其基于透气孔的空孔的孔隙率为15～35%。
对于本发明的模具用型材而言，优选保持在氮气或氨分解气体中900～1050℃下进行氮化。
本发明的模具用透气性构件可通过对上述模具用型材进行放电加工、蚀刻加工或机械加工而得到，可组装至模具。
根据基于这样地构成的本发明的模具透气性构件，通过将该模具用透气性构件用于模具，能够提高排气性以及树脂的流动性，能简化模具结构，能够将难以注射成型的产品成型，能够缩短成型周期，能够防止气体缺陷。即，能够将网格状、格栅状的成型品可靠地成型，也能够将薄物良好地成型。进一步，由于树脂对模具的密合性高，因此能够将表面图样照原样成型，由于还可以消除光泽不均因此可以无涂层。
本发明的模具用透气性构件为通过对上述模具用型材进行放电加工、蚀刻加工或机械加工来赋予图样而得到的，且组装有该模具用透气性构件的模具能够在树脂的注射成型中使用。
本发明的模具用透气性构件为通过对上述模具用型材进行放电加工、蚀刻加工或机械加工而得到的，且在该模具用透气性构件的内部设置有通水用的导通孔。
根据这样地构成的本发明，由于在模具用透气性构件的内部设置有通水用的导通孔，因此能够将模具温度保持恒定，通过这样，能够获得稳定的品质和成型周期。
对于本发明的模具用透气性构件而言，优选对前述模具用透气性构件的导通孔的内表面通过固化剂配混环氧树脂进行填缝处理。
根据这样地构成的本发明，由于对模具用透气性构件的导通孔的内表面通过固化剂配混环氧树进行填缝处理，因此能够可靠地防止从导通孔漏水。
对于本发明的模具用透气性构件而言，优选的是：其为通过对上述模具用型材进行放电加工、蚀刻加工或机械加工而得到的，且在该加工后将浸入至作为透气孔的空孔的加工油或蚀刻液通过吹风进行洗涤。
根据这样地构成的本发明，由于在模具用透气性构件中，使得将因放电加工、蚀刻加工或机械加工而浸入至透气孔的加工油、蚀刻液通过吹风进行洗涤，因此不需要如以往那样进行复杂的作业、或者准备特别的装置，能够安全且可靠地进行加工油等的洗涤。
对于本发明的模具用透气性构件而言，优选洗涤后的模具用透气性构件的透气度为50cm3/cm2·s以上。
本发明的模具用透气性构件为通过对上述模具用型材进行机械加工而得到的，且加工部分的表面粗糙度为3μm～20μm。
对于本发明的模具用透气性构件而言，优选加工部分的表面粗糙度为3.2μm～13.5μm。
对于本发明的模具用透气性构件而言，优选的是：机械加工通过球头铣刀进行，该球头铣刀的转速为3000～30000rpm，球头铣刀的进给速度为1000～2000mm/分钟。
本发明的模具用型材的制造方法为：将含有直径换算径30～300μm且长度0.4～5.0mm的不锈钢纤维、和不锈钢粉末的混合材料成型，将该混合材料的生坯加热烧结，将所得烧结体在氮气气氛下加热来氮化，从而制造透气孔的平均空孔径为3～50μm的模具用型材。
本发明的模具用透气性构件的制造方法为：通过形成含有直径换算径30～300μm且长度0.4～5.0mm的不锈钢纤维、和不锈钢粉末的混合材料，将该混合材料的生坯加热烧结，将所得烧结体在氮气气氛下加热来氮化，从而制造透气孔的平均空孔径为3～50μm的模具用型材，通过对该模具用型材进行放电加工、蚀刻加工或机械加工来制造模具用透气性构件，在该模具用透气性构件的内部设置通水用的导通孔，对该导通孔的内表面通过固化剂配混环氧树脂进行填缝处理。
本发明的模具用透气性构件的制造方法为：通过形成含有直径换算径30～300μm且长度0.4～5.0mm的不锈钢纤维、和不锈钢粉末的混合材料，将该混合材料的生坯加热烧结，将所得烧结体在氮气气氛下加热来氮化，从而制造透气孔的平均空孔径为3～50μm的模具用型材，通过对该模具用型材进行放电加工、蚀刻加工或机械加工来制造模具用透气性构件，将在该加工后浸入至透气孔的加工油或蚀刻液通过吹风进行洗涤。
本发明的模具用透气性构件的制造方法为：通过形成含有直径换算径30～300μm且长度0.4～5.0mm的不锈钢纤维、和不锈钢粉末的混合材料，将该混合材料的生坯加热烧结，将所得烧结体在氮气气氛下加热来氮化，从而制造平均空孔径为3～50μm的模具用型材，对该模具用型材进行机械加工以使加工部分的表面粗糙度为3μm～20μm，由此制造模具用透气性构件。
对于本发明的模具用透气性构件的制造方法而言，机械加工通过球头铣刀进行，该球头铣刀的转速为3000～30000rpm，球头铣刀的进给速度为1000～2000mm/分钟。
附图说明
图1为示出制造基于本发明的实施方式的模具用型材时的混合材料的生坯的烧结条件的线图。
图2为示出制造基于本发明的实施方式的模具用型材时的模具用型材的真空淬火条件的线图。
图3为示出基于本发明的其他实施方式的模具用透气构件局部俯视图。
图4为沿图3的IV-IV线观察的剖视图。
图5为示出基于本发明的其他实施方式的模具用透气构件的其他例子的局部俯视剖视图。
图6为示出基于本发明的其他实施方式的模具用透气构件的另一例子的局部俯视剖视图。
图7为用于对基于本发明的实施方式的模具用透气性构件的吹风洗涤进行说明的模具用透气性构件的主视图。
图8为示出基于本发明的实施方式的模具用透气性构件的吹风洗涤中的透气度与吹风时间的关系的线图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式所涉及的模具用型材、模具用透气性构件、以及模具用型材和模具用透气性构件的制造方法进行说明。
首先，参照图1和图2，对基于本发明的实施方式的模具用型材、以及该模具用型材的制造方法进行说明。
基于本发明的实施方式的模具用型材为如下得到的模具用型材：将含有并混合直径换算径30～300μm且长度0.4～5.0mm的铁氧体系不锈钢纤维、和铁氧体系不锈钢粉末的混合材料进行加压成型而得到生坯，将该所得生坯加热烧结，将所得烧结体在氮气气氛下加热来氮化。进一步，在该模具用型材中，平均空孔径为3～50μm。
此处，基于本发明的实施方式的模具用型材不限定于铁氧体系不锈钢，例如可以使用奥氏体系不锈钢、马氏体系不锈钢。然而，奥氏体系不锈钢存在加工困难的情况，马氏体系不锈钢有可能产生根据成分而耐腐蚀性变差生锈的问题。因此，铁氧体系不锈钢与奥氏体系不锈钢、马氏体系不锈钢相比，从易加工且耐腐蚀性的观点考虑更有利。
另外，含有铁氧体系不锈钢纤维和铁氧体系不锈钢粉末的混合材料可以进一步含有铜粉末或铜锡合金粉末，在该情况下，由于铜合金的特性而韧性提高，成为优异的模具用型材。
另外，期望的是：混合材料含有20～80重量%的不锈钢纤维、和20～80重量%的不锈钢粉末作为不锈钢成分，进一步含有相对于100重量%该不锈钢成分为1～10重量%的铜粉末或铜锡合金粉末。
可用作不锈钢纤维和不锈钢粉末的铁氧体形不锈钢的代表例为SUS434（C≤0.1%，16%≤Cr≤19%，0.5%≤Mo≤2%）、SUS430（C≤0.03%，16%≤Cr≤19%）。
关于不锈钢纤维，例如将由上述的化学成分形成的厚度30～300μm的卷材通过端面切削法进行切削，准备直径换算径30～300μm的长纤维，将该长纤维用切碎机等粉碎，由此得到长度0.4～5.0mm的短纤维，使用该短纤维。
此处，直径换算径30～300μm的不锈钢纤维意味着具有与该不锈钢纤维的截面积相等的截面积的正圆的直径处于30～300μm范围内的不锈钢纤维。
将加入上述不锈钢纤维、和不锈钢粉末、和铜（Cu）粉末或者铜锡合金（Cu-Sn）粉末而得到的混合材料均匀地充填在CIP法用橡胶模内，利用2～4ton(吨)/cm2的加压力进行加压成型，由此得到混合材料的生坯。
将该生坯在真空气氛中加热烧结，关于所得烧结体，对其连续或再次加热，保持在氮气或氨分解气体中900℃～1050℃下，由此，相对于100重量%作为母金属的不锈钢成分（不锈钢纤维和不锈钢粉末），使其含有0.3～1.2重量%氮而进行氮化。
通过以上的成型、烧结以及氮化，能够得到在全部表面具有微小空孔（孔隙率15～35%、平均空孔径3～50μm）、并且无损切削性、耐腐蚀性、具备作为型材的必要的强度和硬度（HMV250～500）的模具用型材。另外，在该模具用型材中，可以通过实施热处理来进行硬度的控制。
另外，在上述的实施方式中，通过成型、烧结以及氮化得到模具用型材，但本发明不限于此。即，可以在氮化后进行冷却及再加热处理。再加热处理例如可以通过真空淬火处理进行。另外，冷却例如可以以平均冷却速度5.5℃/分钟以上通过骤冷进行至250℃以下，再加热处理例如可以在600～680℃的范围下进行，通过这样，能获得良好的结果。
接着，对基于本发明的实施方式的模具用型材的实施例1～6、和用于与这些实施例比较的比较例1～4进行说明。
首先，对这些实施例和比较例的各条件进行说明。作为不锈钢纤维，将SUS434（C：0.1%，Cr：18%，Mo：1%）的不锈钢的100μm的卷材通过端面切削法进行切削来制作直径换算径60～150μm的长纤维，将该长纤维通过切碎机粉碎而得到0.4～5.0mm的短纤维，使用该短纤维。
作为不锈钢粉末，使用SUS434（C：0.05%，Cr：17%，Mo：2%）的不锈钢粉末。不锈钢粉末的条件是：150μm以下的粉末为90%以上的不锈钢粉末。
作为铜粉末，使用电解铜粉末。铜粉末的条件是：45μm以下的粉末为80%以上的铜粉末。
作为混合材料，得到下述混合材料：将不锈钢纤维40重量%、不锈钢粉末60重量%混合，进一步相对于100重量%该不锈钢成分添加3重量%铜粉末并混合而成的混合材料。将该混合材料均匀地充填在CIP法用橡胶模内并利用3ton/cm2的加压力进行加压成型，由此得到生坯（压坯）。接着，将生坯按图1所示的烧结条件进行烧结，从而得到烧结体。
图1为示出制造基于本发明的实施方式的模具用型材时的混合材料的生坯的烧结条件的线图。图1的横轴表示时间（小时），纵轴表示温度（℃），P1所示的范围表示真空度1×10-2torr以下的范围，P2所示的范围表示氮分压10torr的范围，P3的时间点表示流通3kg/cm2氮气的时间点。
对该图1所示的烧结条件进行详细说明。作为供试材料使用250mm×200mm×100mm（约30kg）的块状的材料。首先，将该供试材料在真空烧结炉内减压至1×10-2torr以下，然后，进行升温至达到550℃，接着，在550℃下为了将气化成分充分脱气而保持30分钟该温度，获得1×10-2torr以下的真空度。然后，进行再升温至1150℃，在1150℃下保持2小时，然后进行炉冷至700℃。
此处，进行再升温至1150℃时，以10torr（10/780气压）流通氮气。流通氮气的目的在于用于在保持真空高温的情况下防止不锈钢中的Cr蒸发。
进行炉冷并在达到700℃的时间点流通3kg/cm2氮气，使供试材料急速冷却。在700℃下开始急速冷却是由于过了相变点而不会产生显微（micro）组织变化。
接着，将该供试材料按表1所示条件进行氮化处理。表1中也示出了所得模具用型材的成分的分析值以及硬度测定值。
[表1]
Figure BDA0000395316930000091
关于氮化处理，在真空热处理炉内减压至1×10-2torr以下，然后，进行升温至达到700℃，接着，在700℃下进行用于气化成分的充分脱气的30分钟温度保持，得到1×10-2torr以下的真空度。然后，进行再升温，改变各保持温度或者保持时间，在1个大气压中的氮气氛下进行氮化处理。为了得到均匀的氮含有而需要30分钟以上保持时间。
如表1所示，未氮化的材料（比较例1）、氮含量小于0.3%的材料（比较例2）由于其硬度为作为模具用型材的必要硬度的HMV250以下，因此不适合。另外，氮含量大于1.2%的材料（比较例3、比较例4）中，大量生成氮化铬，其硬度成为HMV500以上，加工困难且难以适用作模具用型材。此处，“HMV”表示作为示出硬度的单位的微型维氏硬度，是通过株式会社岛津制作所制造的微型维氏硬度计（型号HMV-2000）测量的值。
接着，对强度、空孔进行说明。选择表1的实施例中的实施例1，在表2中示出该实施例1的机械性质以及空孔径、孔隙率的结果。此处，实施例1的机械加工性优异，切削速度与现有通常的型材（SKD61）同等。
[表2]
Figure BDA0000395316930000101
对该实施例1的型材进行加工，作为模具使用。在10处放入通用ABS树脂的最小壁厚0.7mm、产品尺寸10mm×150mm的带状的树脂，进行成型测试，结果能够在注射压力98kg/cm2下漂亮地成型，得到没有气体烧焦的物品。另外，在使用通常的型材的情况下注射压力为138kg/cm2。
接着，对真空淬火测试进行说明。选择表1的实施例中的实施例2和实施例5，在表3中示出进行真空淬火测试的结果。
[表3]
Figure BDA0000395316930000102
此处，参照图2对真空淬火条件进行说明。图2为表示制造基于本发明的实施方式的模具用型材时的模具用型材的真空淬火条件的线图。图2的横轴表示时间（小时），纵轴表示温度（℃），P11和P13所示的范围表示真空度1×10-2torr程度的范围，P12表示流通3kg/cm2氮气的时间点，P14表示正在进行炉冷。
如图2所示，首先，在真空热处理炉内减压至1×10-2torr左右，然后，升温至700℃，在700℃下为了将气化成分充分脱气而保持30分钟温度，接着，获得1×10-2torr左右的真空度，然后，分别再升温至950℃及1020℃，在该温度下保持30分钟，在该时间点下流通3kg/cm2氮气，使试样急速冷却。进一步，在30分钟后获得1×10-2torr程度的真空度，然后，升温至250℃，在250℃下保持2小时，然后进行炉冷。
上述的真空淬火条件与通常模具材料的淬火所使用的条件相同，确认到即使在通常的真空热处理条件下也可获得至HMV600的硬度，能够充分用于玻璃纤维强化树脂。
上述的基于本发明的实施方式的模具用型材在保持现有的型材所具有的优异的特性的同时，在作为主材料使用铁氧体系不锈钢的情况下，能够克服由氧化腐蚀带来的各问题，此外，由于进行了氮化处理，因此可以通过其后进行的淬火处理来控制其硬度，具有作为模具用型材的优异的特性。
即，该模具用型材在整个表面具有透气用的微小空孔，并且切削性、耐腐蚀性优异。此外，该模具用型材不用说机械加工，也可以进行放电加工、蚀刻加工。另外，该模具用型材可以利用热处理进行硬度的控制。
如上所述基于本发明的实施方式的模具用型材能够在保持强度的同时实现优异的透气性和加工性。基于本发明的实施方式的模具用型材还能够用于注射成型，能简化模具结构，由此，能够提高排气性以及树脂的流动性，能够成型无缺陷的产品。即，能够将难以注射成型的产品成型。另外，能够降低注射成型压力，能够缩短成型周期，能够防止气体缺陷。另外，基于本发明的实施方式的模具用型材还可以用于冲压成型、压制成型。
接着，对基于本发明的实施方式的模具用透气性构件、以及该模具用透气性构件的制造方法进行说明。
上述的模具用型材可以通过放电加工、蚀刻加工或机械加工用作模具用透气性构件，该模具用透气性构件可组装至模具。另外，上述的模具用型材可以通过放电加工、蚀刻加工或机械加工来赋予图样，从而用作模具用透气性构件，且组装有该模具用透气性构件的模具可用于树脂的注射成型。
接着，对将模具用型材进行放电加工来制作模具用透气性构件的例子进行说明。在模具镶块型模腔中使用表2所示规格的透气性模具构件（模具用型材）来制作汽车内部装饰杯架座用树脂注射成型模具。
在透气性模具构件的加工时，首先，通过机械加工实施形状加工，接着，准备铜电极，通过Sodick Co.,Ltd.制造（EPOC-3）在表面粗糙度大致Rmax20μm的加工条件下加工，然后除去残留于透气性模具构件的气孔中的加工油，从而制作注射成型模具。
利用模具，将ABS树脂成型，测定成型品表面的光泽度值（Shiro industryCo.制造的光泽计），结果得到约4.0的光泽度值。通过基于通常的模具钢材的模具得到的成型品的光泽度值为10左右，光泽率高。通常，在树脂成型品中光泽率低的值表示消光状況，外观、手触感提高。在汽车内部装饰中，优选光泽率适度低的树脂成型品，通过使用该透气性模具构件，能够得到手感极好的树脂成型品。
接着，对将模具用型材进行蚀刻加工来制作模具用透气性构件的例子进行说明。与放电加工时同样地，在模具镶块型模腔中使用表2所示规格的透气性模具构件（实施例1的模具用型材）来制作杯架座用树脂注射成型模具。
在模具用透气性构件的加工时，首先，通过机械加工实施形状加工，接着，在进行蚀刻加工前，通过填缝树脂（小池酸素工业株式会社贩卖；商品名：Dichtol）实施填缝处理以使得蚀刻液不会浸入至模具用透气性构件的气孔，接着，将汽车内部装饰用的代表性皮纹图样通过蚀刻加工（通过株式会社棚泽八光社处理）而施加图样，除去残留于模具透气性构件的气孔中的Dichtol来制作注射成型模具。
利用该模具，将聚丙烯树脂成型，测定成型品表面的光泽度值（Shiroindustry Co.制造的光泽计），结果得到约2.0的光泽度值。通过基于通常的模具钢材的模具得到的成型品的光泽度值为5.5左右，光泽率高。通常，在树脂成型品中光泽率低的值表示消光状況，外观、手触感提高。在汽车内部装饰中，优选光泽率适度低的树脂成型品，通过使用基于本发明的实施方式的模具用透气性构件，能够得到手感极好的树脂成型品。
接着，对在树脂成型中使用由模具用型材得到的模具用透气性构件的情况的第1用途例以及第2用途例进行说明。
首先，作为第1用途例，对消除填充不足(short shot)的例子进行说明。在汽车内部装饰的聚丙烯树脂制扬声器栅格的成型中，能够将开口1.5mm的格栅状且其线径约0.3mm的形状正常地成型，现如今，作为金属性金属网的嵌入成型的构件能够通过树脂的一体成型来制造。
接着，作为第2用途例对消除焊接线的例子进行说明。在ABS树脂制马桶座的成型中，由于成型时模腔内的气体未从模具排出，因此产生了十字或者T字形状的焊接线，但通过在产生该焊接线的位置的模具使用透气性模具构件，能够消除焊接线产生。
如以上说明的那样，基于本发明的实施方式的模具用透气性构件会在保持强度的同时实现优异的透气性，还能用于注射成型。通过将该模具用透气性构件用于模具，能够提高排气性以及树脂的流动性，能简化模具结构，能够将难以注射成型的产品成型，能够缩短成型周期，能够防止气体缺陷。即，能够将网格状、格栅状的成型品可靠地成型，也能够将薄物良好地成型。进一步，由于树脂对模具的密合性高，因此能够将表面图样照原样成型，由于还可以消除光泽不均因此可以无涂层。
接着，参照图3～图6，对基于本发明的其他实施方式的模具用透气性构件及其模具透气性构件的制造方法进行说明。图3为表示基于本发明的其他实施方式的模具用透气构件的局部俯视图，图4沿图3的IV-IV线观察的剖视图，图5为表示基于本发明的其他实施方式的模具用透气构件的其他例子的局部俯视剖视图，图6为表示基于本发明的其他实施方式的模具用透气构件的另一例子的局部俯视剖视图。
如图3和图4所示，基于本发明的其他实施方式的模具用透气性构件10在其一表面侧形成与产品形状对应的模腔12，此外，在其内部形成有通水用的多个导通孔14。这些导通孔14形成为直线状，导通孔14的两端部通过连结管16连接，按在这些导通孔14以及连结管16内流通从外部供给的冷却水的方式形成。
该导通孔14除了图3和图4所示的直线状的形状以外，如图5所示，可以在模具用透气性构件10内按回路状地延伸的方式形成。此外，导通孔14如图6所示，可以为罐形状。
该导通孔14通过钻孔加工形成。该导通孔14的直径优选处于5mm～20mm的范围内。
由于这样在模具用透气性构件10的内部形成了通水用的导通孔14，因此具有以下的优点。即，在以树脂成型为代表的注射成型中，通常，按下述方式形成：将加热熔融的树脂注射到已冷却的模具，通过模具冷却、固化，进行注射成型。在该注射成型中，在数克的小成型品中，其成型周期为数秒以下，另外，在汽车的保险杠这样的大成型品中，以数十秒周期成型。在基于本发明的实施方式的模具透气用构件10的内部形成有导通孔14，使得在该导通孔14中流通冷却水，因此能够将模具温度保持恒定，通过这样，能够获得稳定的品质和成型周期。
接着，对用于防止在该模具用透气性构件10的内部形成的通水用的导通孔14漏水的填缝处理进行说明。在模具用透气性构件10中通过钻孔加工形成有导通孔14的情况下，直接通水时，水会浸入至模具用透气性构件10的透气孔，产生漏水，注射成型不稳定，存在成型品的品质降低的情况。
为了防止这样的漏水，在基于本发明的实施方式的模具用透气性构件10的导通孔14的内表面，通过固化剂配混环氧树脂进行填缝处理。该固化剂配混环氧树脂是可借助固化剂在常温下开始固化的环氧树脂。关于该填缝处理，首先，将固化剂配混环氧树脂从导通孔的注入孔浇注，静置数分钟，然后排出环氧树脂，进一步放置一定时间直至残留于导通孔的内部的树脂固化，结束填缝处理。具体而言，优选使得在形成导通孔14后，在该导通孔14内浇注粘度为200mPa·s～20000mPa·s的固化剂配混环氧树脂并排出。
更具体地进行说明时，按下述条件实施填缝处理：环氧树脂的初始粘度为500mPa·s，模具温度为15℃～25℃，静置时间为1～5分钟，环氧树脂的排出时的粘度为1800～2500mPa，15℃～25℃下放置16小时以上。进行了该填缝处理的导通孔在0.6mPa的压力泄漏测试中，确认到无漏水。
接着，参照图7和图8，对基于本发明的实施方式的模具透气性构件的吹风洗涤进行说明。图7为用于对基于本发明的实施方式的模具用透气性构件的吹风洗涤进行说明的模具用透气性构件的主视图，图8为示出吹风洗涤中的透气度与吹风时间的关系的线图。
在注射成型中，通过将模腔内的空气用树脂置换来形成成型品。在该注射成型中，在模具的模腔面使用基于本发明的实施方式的模具用透气性构件，借助模具用透气性构件的透气孔使得模腔内的空气排出。如上所述，为了得到模具透气性构件，可以进行放电加工、蚀刻加工或机械加工，但由于这些加工而加工油或蚀刻液会浸入至作为透气孔的空孔，由于该加工油等而会失去透气性，无法发挥排气的效果，产生引起成型品的品质降低的不良情况。
因此，在基于本发明的实施方式的模具透气性构件中，使得将由于放电加工、蚀刻加工或机械加工而浸入至透气孔的加工油、蚀刻液通过吹风进行洗涤。
如图7所示，模具透气性构件20介由模具镶块22配置在模具基体24内。在该模具基体24形成有空气进排气孔26，在该空气进排气孔26的模具透气性构件20一侧形成有空气连结槽28。另外，在空气进排气孔26的另一端，连结软管接头30。
在进行吹风处理的情况下，作为事前准备，为了将加工后浸入至透气孔的加工油等和在注射成型时产生的气体可靠地排出，对模具透气性构件20的形状加工面10a和背面10b进行能够确保透气性的加工。即，加工使得透气度达到50cm3/cm2·s以上。在该加工中，可使用放电加工、球头铣刀加工。
在该事前准备完成后，如图7所示，将模具用透气性构件20设置于模具基体24，在该状态下从软管接头30将压缩空气供给至空气进排气孔26。供给的压缩空气优选为0.2～0.8MPa的空气，通过空气连结槽28均等地扩散，实施吹风处理。
具体进行说明时，关于该吹风洗涤，使用对平均透气孔20μm的模具用透气性构件的上下表面（形状加工面以及背面）实施放电加工、并浸入了加工油的厚度不同的2种试样（12mm，20mm）进行。供给0.5MPa的压缩空气，测定吹风洗涤时间与透气度的关系。此处，透气度为通过累积流量计对0.5MPa的压缩空气在试样中流通1秒的每1cm2的流量进行测定得到的值。
如图8所示，确认基于本发明的实施方式的模具用透气性构件20在吹风洗涤6小时后，透气度不变化，大体上排出了加工油。由此，能够确认基于吹风洗涤的油排出是有效的。另外，由于在吹风洗涤开始2小时后，厚度20mm的试样的透气度为770cm3/cm2·s，6小时后95%以上的透气度能够确保，因此确认吹风洗涤进行2小时以上是有效的。
这样，根据基于本发明的实施方式的模具用透气性构件，由于使得将通过放电加工、蚀刻加工或机械加工浸入至透气孔的加工油、蚀刻液通过吹风进行洗涤，因此不需要如以往那样进行复杂的作业、或者准备特别的装置，能够安全且可靠地进行加工油等的洗涤。
接着，在基于本发明的实施方式的模具用透气性构件中，为了获得必要的表面粗糙度，进行球头铣刀加工。关于基于球头铣刀的加工条件，转速为3000～30000rpm，进给速度为1000～2000mm/分钟，直径为0.5～10mm，进给间距为0.1mm，最终切深量为0.1mm。
另外，通过模具用透气性构件的球头铣刀加工而加工的加工部分的表面粗糙度为3μm～20μm，优选为3.2μm～13.5μm。
进一步，通过球头铣刀加工得到的模具用透气性构件的透气度为100～2000cm3/cm2·s。
在进行放电加工以使得模具用透气性构件不堵塞的情况下，表面粗糙度***，在树脂注射成型时，存在除模具时的脱模阻力大这样的问题。然而，由于基于本发明的实施方式的模具用透气性构件通过上述条件的球头铣刀进行加工，因此表面粗糙度为20μm以下，能够降低树脂注射成型时的脱模阻力，在精密注射成型品中易于确保尺寸精度。因此，可以在肋形状等这样的迄今为止使用困难的领域中适用。
附图标记说明
10、20   模具用透气性构件
12    模腔
14    导通孔
16    连结管
22    模具镶块
24    模具基体
26    空气进排气孔
28    空气连结槽
30    软管接头

Claims (21)

1.一种模具用型材，其如下制造：形成含有直径换算径30～300μm且长度0.4～5.0mm的不锈钢纤维、和不锈钢粉末的混合材料，将该混合材料的生坯加热烧结，将所得烧结体在氮气气氛下加热来氮化，由此制造模具用型材，透气孔的平均空孔径为3～50μm。
2.根据权利要求1所述的模具用型材，其中，所述不锈钢纤维和所述不锈钢粉末为铁氧体系不锈钢。
3.根据权利要求2所述的模具用型材，其中，由所述氮化带来的氮含量相对于100重量%不锈钢成分为0.3～1.2重量%。
4.根据权利要求3所述的模具用型材，其中，所述混合材料进一步含有铜粉末或铜锡合金粉末。
5.根据权利要求4所述的模具用型材，其中，所述混合材料含有20～80重量%的不锈钢纤维和20～80重量%的不锈钢粉末作为不锈钢成分，进一步含有相对于100重量%该不锈钢成分为1～10重量%的铜粉末或铜锡合金粉末。
6.根据权利要求5所述的模具用型材，进一步，其基于透气孔的空孔的孔隙率为15～35%。
7.根据权利要求6所述的模具用型材，其中，保持在氮气或氨分解气体中900～1050℃下进行所述氮化。
8.一种模具用透气性构件，其为通过对权利要求1～7中任一项所述的模具用型材进行放电加工、蚀刻加工或机械加工而得到的，且其为组装至模具的模具用透气性构件。
9.根据权利要求8所述的模具用透气性构件，其为通过对所述模具用型材进行放电加工、蚀刻加工或机械加工来赋予图样而得到的，且组装有该模具用透气性构件的模具能够在树脂的注射成型中使用。
10.一种模具用透气性构件，其为通过对权利要求1～7中任一项所述的模具用型材进行放电加工、蚀刻加工或机械加工而得到的，且在该模具用透气性构件的内部设置有通水用的导通孔。
11.根据权利要求10所述的模具用透气性构件，其中，对所述模具用透气性构件的导通孔的内表面通过固化剂配混环氧树脂进行填缝处理。
12.一种模具用透气性构件，其为通过对权利要求1～7中任一项所述的模具用型材进行放电加工、蚀刻加工或机械加工而得到的，且在该加工后将浸入至作为透气孔的空孔的加工油或蚀刻液通过吹风进行洗涤。
13.根据权利要求12所述的模具用透气性构件，所述洗涤后的模具用透气性构件的透气度为50cm3/cm2·s以上。
14.一种模具用透气性构件，其为通过对权利要求1～7中任一项所述的模具用型材进行机械加工而得到的，且加工部分的表面粗糙度为3μm～20μm。
15.根据权利要求14所述的模具用透气性构件，其中，所述加工部分的表面粗糙度为3.2μm～13.5μm。
16.根据权利要求15所述的模具用透气性构件，其中，所述机械加工通过球头铣刀进行，该球头铣刀的转速为3000～30000rpm，球头铣刀的进给速度为1000～2000mm/分钟。
17.一种模具用型材的制造方法，其将含有直径换算径30～300μm且长度0.4～5.0mm的不锈钢纤维、和不锈钢粉末的混合材料成型，
将该混合材料的生坯加热烧结，
将所得烧结体在氮气气氛下加热来氮化，
从而制造透气孔的平均空孔径为3～50μm的模具用型材。
18.一种模具用透气性构件的制造方法，其通过形成含有直径换算径30～300μm且长度0.4～5.0mm的不锈钢纤维、和不锈钢粉末的混合材料，将该混合材料的生坯加热烧结，将所得烧结体在氮气气氛下加热来氮化，从而制造透气孔的平均空孔径为3～50μm的模具用型材，
通过对该模具用型材进行放电加工、蚀刻加工或机械加工来制造模具用透气性构件，
在该模具用透气性构件的内部设置通水用的导通孔，
对该导通孔的内表面通过固化剂配混环氧树脂进行填缝处理。
19.一种模具用透气性构件的制造方法，其通过形成含有直径换算径30～300μm且长度0.4～5.0mm的不锈钢纤维、和不锈钢粉末的混合材料，将该混合材料的生坯加热烧结，将所得烧结体在氮气气氛下加热来氮化，从而制造透气孔的平均空孔径为3～50μm的模具用型材，
通过对该模具用型材进行放电加工、蚀刻加工或机械加工来制造模具用透气性构件，
将在该加工后浸入至透气孔的加工油或蚀刻液通过吹风进行洗涤。
20.一种模具用透气性构件的制造方法，其通过形成含有直径换算径30～300μm且长度0.4～5.0mm的不锈钢纤维、和不锈钢粉末的混合材料，将该混合材料的生坯加热烧结，将所得烧结体在氮气气氛下加热来氮化，从而制造平均空孔径为3～50μm的模具用型材，
对该模具用型材进行机械加工以使加工部分的表面粗糙度为3μm～20μm，由此制造模具用透气性构件。
21.根据权利要求20所述的模具用透气性构件的制造方法，其中，所述机械加工通过球头铣刀进行，该球头铣刀的转速为3000～30000rpm，球头铣刀的进给速度为1000～2000mm/分钟。
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