TWI520832B - Mold and its manufacturing method - Google Patents

Description

模具及其製造方法

本發明係有關於在走行的可撓性帶狀支持體上，塗佈膠狀或液狀的塗裝液，或者是將為了形成樹脂薄膜的溶融樹脂自該唇狀部加以排出的一種模具(塗裝模具或T型模具)及其製造方法。

習知的模具，例如，就塗裝模具而言，雖無法舉專利公報等具體的公知文獻為例，但在習知使用的塗裝模具中，係有形成為模具本體的模具流路的先端側上，安裝以超硬合金製的唇狀構件的模具，藉由此唇狀構件的超硬合金而獲得較高的剛性、耐磨耗性及耐蝕性，而得以謀求先端部形狀精度的提升。

又另外，藉由使用T型模具的擠製機而被製造的樹脂薄膜，特別是關於使用於光學用途等方面的製品，是被要求須為不具厚度的偏差或條紋狀的缺陷的製品。因此，作為溶融樹脂的流路的模具流路，須將其內壁面設計成為不會產生滯留地平滑的同時，特別是排出溶融材料的唇狀部，其先端的邊緣部須被形成為銳邊，而且為了設計成為不會發生瑕疵或磨耗，須以硬度或強度、耐磨耗性較高的材料來加以形成之技術，係被眾人所望。

於習知技術中，在模具流路的內壁面上，為了降低與溶融樹脂間的摩擦而施行硬質鉻鍍覆，另一方面，則提出有於唇狀部中係將耐磨耗性高的 超硬合金粉末，藉由例如熱溶射而披覆的方案。但是，於模具流路的內壁面上，施行硬質鉻鍍覆的同時，當欲於唇狀部中披覆超硬合金粉末時，由於在唇狀部的先端的硬質鉻鍍覆的接著性較差，因而於鍍覆層中會產生裂纹，此為於所成形的樹脂薄膜上發生瑕疵的原因之一。因此，於鍍覆處理後，將熱溶射預定部分的鍍覆層藉由磨削加工等而剝離後，當欲進行熱溶射時，鍍覆部分與熱溶射部分間的接縫中，則會發生裂縫，而容易造成接觸不良，故有妨礙樹脂的流動之虞。此外，於藉由熱溶射以披覆超硬合金粉末的場合下，因為是將以WC當作主成分的超硬粉末材料經溶融再噴塗的緣故，所以於溶射後施行磨削．研磨加工以完成邊緣部之際，容易發生粉末材料的粒子的剝離或裂纹。

於此，將唇狀部藉由超硬合金形成，並將此安裝至模具本體所成之模具係被提出作為習知方案。當將這種超硬合金製的唇狀部安裝至模具本體時，不僅不會產生如上述的剝離或裂纹，此外還可獲得較高的磨耗性或耐蝕性、強度。

然而，將如上述的超硬合金製的唇狀部安裝至模具本體的模具則會在燒結體之中殘留有微細的氣孔，當磨削此結晶體時，由於可觀察到較多針孔，因此具有表面粗度方面的問題，無法使用在被要求須高精度塗佈的液晶顯示面板的製造工程等方面。此外，超硬合金製的唇狀構件，由於相對於作為基材的模具本體來說，是藉由焊接或溶接而被接合，所以於接合部中，因受溶接缺陷或焊接缺陷、接合強度降低等影響，而有較大的接合部的磨耗或變形，因而與上述相同地，無法使用在被要求高精度的液晶顯示面板的製造工程等方 面。又，將溶融樹脂自唇狀部排出以形成樹脂薄膜之際，則會有無法製作出極薄的精度良好的樹脂薄膜之虞。

本發明，有鑑於上述情況，取代超硬合金製的唇狀構件，使用藉由HIP(為Hot Isostatic Pressing的簡稱，即所謂的熱均壓法)處理，而被直接地擴散接合至模具本體的基材上的HIP層所組成的唇狀部，藉此，唇狀部的組織得以緻密化，表面粗度可被高精度地完成的同時，亦不會發生接合部的強度降低或接合缺陷，並且邊緣部可被完成為高精度的銳邊，以提供一種具有耐磨耗性及耐蝕性良好的唇狀部的模具(塗裝模具及T型模具)及其製造方法為目的。

為解決上述課題的手段，當附上於後述的實施型態所使用的參照符號進行說明時，申請專利範圍第1項所界定的發明，係於形成為模具本體的模具流路的先端側上，設有唇狀部，將供給至該模具流路的塗裝液或溶融樹脂自唇狀部排出的模具中，至少該唇狀部係藉由，將耐蝕性及耐磨耗性良好的一合金粉末進行HIP(熱均壓法)處理而使其直接地擴散接合至該模具本體的基材上的HIP層，而得以形成。

申請專利範圍第2項所界定的發明，係於申請專利範圍第1項所界定的模具中，進行HIP處理的合金粉末係由鎳系合金或鈷系合金所組成。

申請專利範圍第3項所界定的發明，模具本體的基材係於申請專利範圍第1項所界定的模具中，由奧氏田鐵/肥粒鐵的二相系不鏽鋼所組成。

申請專利範圍第4項所界定的發明，係於申請專利範圍第1項所界定的模具中，於形成除該唇狀部以外的模具流路的模具本體的內壁面上，形成有硬質鉻鍍覆層或非電解鎳鍍覆層。

申請專利範圍第5項所界定的發明，係於形成為模具本體的模具流路的先端側上，設有唇狀部，將供給至該模具流路的塗裝液或溶融樹脂自唇狀部排出的模具的製造方法中，至少將該唇狀部藉由HIP處理而使耐蝕性及耐磨耗性良好的合金粉末直接接合至模具本體的基材上的HIP層，而加以形成。

申請專利範圍第6項所界定的發明，係於申請專利範圍第5項所界定的模具的製造方法中，形成由形成合金粉末用凹部的模具素材所組成的套管；於此套管的模具素材的合金粉末用凹部中，填充耐蝕性及耐磨耗性良好的合金粉末，並將此套管收納至HIP裝置的處理室內，進而於高溫高壓下進行HIP處理，藉此，將該合金粉末直接地擴散接合至模具素材上而形成HIP層；以及將此模具素材及HIP層藉由進行機械加工以形成為模具本體的同時，於模具本體內形成模具流路。

申請專利範圍第7項所界定的發明，係於申請專利範圍第6項所界定的模具的製造方法中，將藉由HIP處理而各別形成於該HIP層的上模具素材及下模具素材之不須要部分加以切斷除去，藉此，形成上模具及下模具的同時；切削加工上下二模具的結合面，使得以此方式而被形成的上模具與下模具間的結合面彼此面對面，進而形成模具本體的同時；以及於其結合面間夾持著內管的狀態下，將上下二模具一體地連接，藉此，於模具本體內形成模具流路。

申請專利範圍第8項所界定的發明，係於申請專利範圍第6項所界定的模具的製造方法中，該合金粉末用凹部係被形成為三次元地彎曲或者是屈曲的形狀，於模具本體內則形成三次元地彎曲或者是屈曲的形狀的模具流路。

申請專利範圍第9項所界定的發明，係於申請專利範圍第5項所界定的模具的製造方法中，於形成除該唇狀部以外的模具流路的模具本體的內壁面上，形成硬質鉻鍍覆層或非電解鎳鍍覆層。

申請專利範圍第10項所界定的發明，係於申請專利範圍第9項所界定的模具的製造方法中，於除作為唇狀部的HIP層以外的模具素材的內面側表面上，為了進行硬質鉻鍍覆處理或非電解鎳鍍覆處理，而進行所須切削量的底切處理，進而於此底切部上，得以形成有硬質鉻鍍覆層或非電解鎳鍍覆層。

申請專利範圍第11項所界定的發明，係於申請專利範圍第5項所界定的模具的製造方法中，該底切部係包含HIP層的一部分，橫跨進行底切處理的模具素材的內面側全領域與HIP層的一部分，而得以形成有硬質鉻鍍覆層或非電解鎳鍍覆層。

申請專利範圍第12項所界定的發明，係於申請專利範圍第11項所界定的模具的製造方法中，橫跨模具素材的內面側全領域與形成唇狀部的HIP層的一部分，而形成硬質鉻鍍覆層或非電解鎳鍍覆層後，模具素材的內面側的硬質鉻鍍覆層或非電解鎳鍍覆層與形成唇狀部的HIP層，係於同平面上進行切削加工。

根據上述解決手段的發明的效果，當附上於後述的實施型態所使用的參照符號進行說明時，根據申請專利範圍第1項所界定的發明的模具，由於至少唇狀部8係藉由，將耐蝕性及耐磨耗性良好的合金粉末進行HIP處理而使其與模具本體的基材直接地擴散接合的HIP層，而得以形成，所以藉由合金粉末的HIP處理，唇狀部的組織得以緻密化，變得不會像超硬合金製燒結體一樣地於內 部殘留氣孔，磨削或研磨時不會發生針孔，亦不會發生接合部的強度降低或接合缺陷，而大幅度地改善了唇狀部的表面粗度，進而塗裝液的流動性可變得極為良好的同時，可將邊緣部完成為高精度的銳邊，並且變得可使用在被要求須高精度塗佈的液晶顯示面板的製造工程等。

根據申請專利範圍第2項所界定的發明所述之模具，於進行HIP處理的合金粉末係由鎳系合金或鈷系合金所組成的場合下，耐蝕性可進一步變得更為良好。

根據申請專利範圍第3項所界定的發明所述之模具，於模具本體的基材係由奧氏田鐵/肥粒鐵的二相系不鏽鋼所組成的場合下，由於與藉由HIP處理而擴散接合至模具本體的基材的合金粉末的熱膨脹率相近，所以因熱膨脹差而造成的撓曲變形變得較少。

根據申請專利範圍第4項所界定的發明所述之模具，於將模具流路全部欲藉由HIP層而形成的場合下，模具的製造成本變得非常地高漲，但因可於形成除唇狀部以外的模具流路的模具本體的內壁面上，藉由HIP處理而得以由極其便宜的硬質鉻鍍覆層或非電解鎳鍍覆層加以披覆，因此可降低塗裝液或溶融樹脂間的摩擦，並且可謀求模具的製造成本的減輕化。

根據申請專利範圍第5項至第7項所界定的發明的模具的製造方法，由於至少將唇狀部透過，藉由HIP處理而使耐蝕性及耐磨耗性良好的合金粉末直接地擴散接合至模具本體的基材上的HIP層，加以形成，因此藉由合金粉末的HIP處理，唇狀部的組織得以緻密化，變得不會像超硬合金製燒結體一樣地於內部殘留氣孔，磨削或研磨時不會發生針孔，亦不會發生接合部的強度降低或接合缺陷，而大幅度地改善了唇狀部的表面粗度，進而塗裝液或溶融樹脂的流 動性可變得極為良好的同時，可將邊緣部完成為高精度的銳邊，並且變得可使用在被要求須高精度塗佈的液晶顯示面板的製造工程等。

根據申請專利範圍第8項所界定的發明的模具的製造方法，形成為三次元地彎曲或者是屈曲的形狀的HIP層，藉此，從為三次元地彎曲或屈曲的形狀的歧管部分，到達至唇狀部的模具本體內部的複雜的形狀的接液部全體，係藉由HIP層而加以形成的模具可得以製造。

根據申請專利範圍第9項所界定的發明的模具的製造方法，於將模具流路全部欲藉由HIP層而形成的場合下，模具的製造成本變得非常地高漲，但因可於形成除唇狀部以外的模具流路的模具本體的內壁面上，藉由HIP處理而可被由極其便宜的硬質鉻鍍覆層或非電解鎳鍍覆層加以披覆，因此可降低塗裝液或溶融樹脂間的摩擦，並且可謀求模具的製造成本的減輕化。

根據申請專利範圍第10項所界定的發明的模具的製造方法，於作為唇狀部的HIP層以外的模具素材的內面側表面上，為了進行硬質鉻鍍覆處理或非電解鎳鍍覆處理，而進行所須切削量的底切處理，進而於此底切部上，得以形成有硬質鉻鍍覆層或非電解鎳鍍覆層，因而可容易地形成所須厚度的硬質鉻鍍覆層或非電解鎳鍍覆層。

根據申請專利範圍第11項及第12項所界定的發明的模具的製造方法，該底切部係包含HIP層的一部分，橫跨進行底切處理的模具素材的內面側全領域與HIP層的一部分，而得以形成有硬質鉻鍍覆層或非電解鎳鍍覆層，由於模具素材的內面側的硬質鉻鍍覆層或非電解鎳鍍覆層與形成唇狀部的HIP層，係變得於同平面上進行切削加工，所以模具素材的內面側的硬質鉻鍍覆層或非電解鎳鍍覆層與形成唇狀部的HIP層，皆得以平滑地被完成，二者間不會產生間隙 或剝離現象的缺陷，並且經歷長期間仍能夠安定使用。

1‧‧‧塗裝模具

2‧‧‧上模具

3‧‧‧下模具

4‧‧‧模具本體

5‧‧‧模具流路

6‧‧‧塗裝液供給路

7‧‧‧歧管

8‧‧‧唇狀部

9‧‧‧內管

10‧‧‧唇狀流路部

11‧‧‧唇狀口

12、13‧‧‧模具素材

14‧‧‧合金粉末用凹部

18‧‧‧套管

19‧‧‧合金粉末

20‧‧‧HIP層

24、25‧‧‧合金粉末用凹部

31‧‧‧塗裝模具

32‧‧‧上模具構件

33‧‧‧下模具構件

34‧‧‧模具本體

35‧‧‧模具流路

36‧‧‧唇狀部

37‧‧‧歧管

39‧‧‧唇狀流路部

40‧‧‧HIP層

41‧‧‧塗裝模具

42、43‧‧‧模具素材

50‧‧‧硬質鉻鍍覆層

第1圖 (a)係表示本發明的一實施型態所述之塗裝模具的側視圖、(b)係前視圖、(c)係(a)的A-A線截面圖、(d)係(a)的B-B線截面圖；第2圖 (a)係第1圖的(b)的C-C線截面圖、(b)係第1圖的(a)的D-D線截面圖；第3圖 (a)係表示其他實施型態所述之塗裝模具，與第2圖的(a)有同樣的截面圖、(b)係表示另外的其他實施型態所述之塗裝模具的截面圖；第4圖 (a-1)係上模具素材的截面圖、(b-1)係下模具素材的截面圖、(b-1)係將上模具素材自結合面側觀察的前視圖、(b-2)係將下模具素材自結合面側觀察的前視圖、(c-1)係於上模具素材中內裝有模芯狀態的截面圖、(c-2)係於上模具素材中內裝有模芯狀態的截面圖、(d)係使上下模具素材疊合而製作的套管的截面圖；第5圖 (a)係於套管的凹部內，填充合金粉末的狀態的截面圖、(b)係表示將套管置入HIP裝置的處理室內，進行HIP處理狀態的說明圖、(c)係套管的二模具素材的分離狀態的說明圖；第6圖 (a-1)係表示切斷除去經HIP處理的上模具素材的不須要部分的切斷線的截面圖、(a-2)係表示切斷除去經HIP處理的下模具素材的不須要部分的切斷線的截面圖、(b-1)係表示切斷除去經HIP處理的上模具素材的不須要部分的切斷線的前視圖、(b-2)係表示切斷除去經HIP處理的下 模具素材的不須要部分的切斷線的前視圖、(c-1)係除去不須要部分而被形成的上模具的截面圖、(c-2)係除去不須要部分而被形成的下模具的截面圖、(d)係由上下二模具所組成的塗裝模具的截面圖；第7圖 (a-1)係將一對模具素材之中形成有歧管的一方的模具素材自結合面側觀察的前視圖、(a-2)係(a-1)的E-E線截面圖、(b-1)係另一方的模具素材的前視圖、(b-2)係(b-1)的F-F線截面圖、(c)係使二模具素材呈對向的狀態的截面圖、(d)係由二模具素材所組成的套管的截面圖、(e)係於HIP處理後，將套管解體進行機械加工而形成的一對模具構件所組成的模具本體的截面圖；第8圖 係表示本發明的一實施型態所述之T型模具、(a)係將由一對模具所組成的模具本體的一方的模具自結合面側觀察的前視圖、(b)係(a)的A-A線截面圖、(c)係使一對模具面對面，而得以形成T型模具的截面圖；第9圖 (a)係表示本發明的一實施型態所述之塗裝模具的截面圖、(b)係(a)的B-B線截面圖、(c)係(a)的C-C線截面圖；第10圖 (a)~(d)係說明HIP處理的說明圖；第11圖 係表示本發明的一實施型態所述之塗裝模具的製造方法、(a-1)係將具有於內壁面先端部上，藉由HIP層而被形成的唇狀部的一方的模具素材，自結合面側觀察的前視圖、(a-2)係同模具素材的截面圖、(b-1)係經底切後的模具素材的前視圖、(a-2)係截面圖、(c-1)係模具素材的內壁面的幾乎全領域上，披覆硬質鉻鍍覆層的前視圖、(c-2)係其截面圖；以及 第12圖 (a)係表示為了使HIP層與硬質鉻鍍覆層於同平面上進行磨削加工的磨削加工線的模具素材的截面說明圖、(b-1)係磨削加工後的模具構件的前視圖、(b-2)係其截面圖、(c)係由將一對模具構件相互地面對面而形成的模具本體4所組成的塗裝模具的截面圖。

以下，將對本發明的適宜的一實施型態依照圖式進行說明，如第1圖所示，塗裝模具1，係具有上模具2與下模具3所組成的模具本體4，上下模具2、3間係設有模具流路5。下模具3內，係如第1圖的(a)、(b)所示，自外部的塗裝液是藉由供給管K而依箭形符號a得以供給的塗裝液供給路6；以及將自此供給路6的塗裝液一旦蓄積後，於模具寬度方向上，設有擴大的歧管7。此些供給路6及歧管7係形成模具流路5的一部分，在模具流路5的先端側上，設有唇狀部8、8。

此外，上模具2與下模具3間的結合面2o、3o中，於歧管7的後側上之對向的位置及寬度方向二端部上，安裝著以基部9a與二袖部9b、9b所形成平面視呈略字狀的厚度t的內管9，藉由此字狀內管9以除去堵塞部分，下模具3的上面3o與上模具2的下面2o間，係形成厚度t、寬度W1的唇狀流路部10(參照第1圖的(a)~(c))，設計為從位於此唇狀流路部10的先端上的唇狀部8的唇狀口11，得以排出塗裝液。

此塗裝模具1的特徵為，模具本體4的至少唇狀部8係藉由，將耐蝕性及耐磨耗性良好的合金粉末進行HIP(熱均壓法)處理而使其直接地擴散接合至模具本體4的基材上的HIP層20，而得以形成的特徵點，將此HIP層20於各圖 式中係以梨紋模樣表示。於如第1圖及第2圖所示的實施型態的塗裝模具1中，形成在模具本體4內的模具流路5中，形成為唇狀流路部10的上下模具2、3的內面側，係藉由HIP層20而被形成。如第3圖的(a)所示的塗裝模具1是，於構成模具本體4的上下模具2、3的結合面2o、3o全領域中，形成有HIP層20，此外，如同圖的(b)所示的塗裝模具1，係僅有形成於模具流路5的先端側上的唇狀部8，是藉由HIP層20而被形成。

關於製造上述塗裝模具1的方法，一邊參照第4圖~第6圖一邊說明如下。尚且，於此，如第3圖的(a)所示的塗裝模具1，亦即，關於橫跨上下模具2、3的結合面2o、3o全領域而得以形成HIP層20的場合的塗裝模具1的製造方法，加以說明。

第4圖的(a-1)係上模具素材12的截面圖、(a-2)則係下模具素材13的截面圖、(b-1)係將上模具素材12與下模具素材13間自結合面側觀察的前視圖、(b-2)係將下模具素材13與上模具素材12間自結合面側觀察的前視圖。上模具素材12及下模具素材13，係與使用於HIP層20的合金粉末的鎳系合金粉末或鈷系合金粉末的熱膨脹率相近的SUS329J1~4(奧氏田鐵/肥粒鐵的二相系不鏽鋼)較為理想。於各模具素材12、13的相互的結合面側上，係形成正面視呈矩形狀的合金粉末用凹部14的同時，於凹部14的周邊部上，則形成模芯公模嵌合段部15，此外，關於第4圖，在凹部14的上部上，形成合金粉末供給口16。

首先，像第4圖的(c-1)、(c-2)所示一樣，上下模具素材12、13的各別的模芯公模嵌合段部15上，嵌合固定已經離型處理的板狀的模芯公模17，將此些上下模具素材12、13相互地疊合，於二模具素材12、13的外周上，溶接出現的分割線部，藉此，形成如同圖的(d)所示的套管18。於此套管18內， 係與供給口16相較於各模具素材12、13內的凹部14中，像第5圖的(a)所示一樣地填充耐蝕性及耐磨耗性良好的合金粉末19，將供給口16側藉由截止板17A而封閉，加以脫氣密封。

就上述耐蝕性及耐磨耗性良好的合金粉末19而言，係使用鎳系合金粉末或鈷系合金粉末。就鎳系合金粉末而言較理想的構成元素比率，係由鎳58.2重量%、鉻18.0重量%、硼3.3重量%、矽3.7重量%、碳0.8重量%、鐵1.5重量%、鉬2.5重量%及鎢12.0重量%所組成的比率。進一步其他理想的鎳系合金粉末，係由鎳50.05重量%、鉻19.0重量%、硼3.0重量%、矽3.1重量%、碳0.85重量%、鐵1.5重量%、鉬2.5重量%及鎢20.0重量%所組成的比率。另一方面，就鈷系合金粉末而言較理想的構成元素比率，係由鈷45.7重量%、鉻19.0重量%、鎢15.0重量%、銅1.3重量%、鎳13.0重量%、硼3.0重量%及矽3.0重量%所組成的比率。

接著，將此套管18如第5圖的(b)所示一樣地收納至HIP(熱均壓法)裝置的處理室21，例如，1300℃、1300Kgf/cm2的高溫高壓下，進行HIP處理，藉此，於各模具素材12、13的內面側上，形成合金粉末19係被直接地擴散接合的HIP層20。此HIP層20係為，藉由鎳系合金粉末或鈷系合金粉末的HIP處理而成的硬度HRC55~68的硬質層。藉由像這樣的HIP處理，於二模具素材12、13的各別的內面側上，將形成為HIP層20的套管18加以解體，將二模具素材12、13如第5圖的(c)所示一樣地相互分離，進一步卸除各模具素材12、13的模芯公模17。

第6圖的(a-1)、(a-2)係表示，藉由如上述一樣的HIP處理，將各別形成HIP層20的上模具素材12及下模具素材13的各別不須要部分，沿著切斷線22加以切斷及切削加工，藉此，欲切斷除去的狀態的截面圖，將同狀態自上下模具素材12、13的各別結合面觀察的正視圖，於(b-1)、(b-2)表示。(c-1) 及(c-2)係表示，將各別不須要部分，沿著切斷線22加以切斷除去，藉此，形成上模具2及下模具3。於上模具2中，模具流路5的塗裝液供給路6及唇狀流路部10係藉由，鑽床加工、銑削加工等加以形成。

之後，將上模具2及下模具3的各別的結合面，藉由鏡面磨削加工加以鏡面加工，作為唇狀部8的先端邊緣的唇狀口11係完成為1μm，其表面粗度(表面粗糙度)係精度地完成為Ry(最大高度)0.1μm。如此一來，進行研磨時，結合面的表面粗度係可完成Ry為0.0阿爾法單位為止。

第6圖的(d)係表示，將如上述一樣地所形成的上模具2與下模具3，結合面彼此面對面而形成模具本體4的同時，其結合面間，於歧管7的後側上，對向的位置及寬度方向二端部上，夾持著平面呈略字狀的內管9的狀態下，將上下二模具2、3以螺栓等一體地連接，藉此，而得以形成如第3圖的(a)所示的塗裝模具1的製品。

如上述一樣所製造的塗裝模具1係，如第3圖的(a)所示地，從歧管7橫跨唇狀流路10的先端側的唇狀部8的模具本體4內部，由於係藉由耐蝕性及耐磨耗性良好的合金粉末19的HIP處理，進而利用被直接地擴散接合至模具本體4的基材的HIP層20而得以形成，故可確保良好的耐蝕性及耐磨耗性的同時，藉由合金粉末19的HIP處理，唇狀部8的組織得以緻密化，藉而大幅度地改善了撓曲強度，此外，因為不會像超硬合金的燒結體一樣地於內部殘留氣孔，所以磨削或研磨時不會發生針孔，亦不會發生接合部的強度降低或接合缺陷，而大幅度地改善了唇狀部8的表面粗度，進而塗裝液的流動性可變得極為良好的同時，可將作為邊緣部的唇狀部8的唇狀口11完成為1μm單位的高精度的銳邊，並且變得可使用在被要求須高精度塗佈的液晶顯示面板的製造工程等。

此外，雖然省略圖示，但藉由HIP處理，從模具本體4的塗裝液供給路6、橫跨歧管7、唇狀流路部10及到達至唇狀部8的模具流路5的全領域，而形成HIP層20，為硬度HRC55~68的硬質層，藉此，即便在使用了磨耗性較強的塗裝液的場合下，其模具流路5的接液部上，變得不會發生瑕疵、磨耗，而可持久地有效使用。

此外，藉由塗裝液，即便像第3圖的(b)所示的塗裝模具1一樣地，係僅有形成於模具流路5的先端側上的唇狀部8，是藉由HIP層20而被形成，也毫無任何問題。

以第4圖~第6圖說明的塗裝模具1的製造方法雖然係，藉由形成套管18的一對模具素材12、13的合金粉末凹部14內填充合金粉末19，而進行HIP處理，在模具素材12、13的必要部上，形成直線形狀，亦即直方體狀的HIP層20的場合的實施型態，但是第7圖係表示，於模具素材12、13的必要部上，形成如三次元地彎曲或屈曲的形狀的所須形狀的HIP層20的場合的實施型態。像這樣藉由形成如三次元地彎曲或屈曲的形狀的HIP層20，而從三次元地彎曲或屈曲的形狀的歧管7部分，到達唇狀部8的接液部的全體進而可藉由HIP層20加以形成，此亦為本發明方法的特徵。

第7圖的(a-1)係將一對模具素材12、13之中形成有歧管的一方的模具素材12自與另一方的模具素材13間的結合面側觀察的前視圖、(a-2)係(a-1)的E-E線截面圖、(b-1)係將模具素材13自與模具素材12間的結合面側觀察的前視圖、(b-2)係(b-1)的F-F線截面圖。首先，如(a-1)、(a-2)所示，一方的模具素材12的結合面側上，上邊部係成為山形的同時，從其山形上邊部至下邊部，形成深度逐漸地變淺的三次元地彎曲及屈曲的形狀的合金粉 末用凹部24，另一方的模具素材13的結合面側上，雖然上邊部係成為山形，但係形成著深度保持為一定的合金粉末用凹部25。尚且，雖然省略圖示，但各模具素材12、13的合金粉末用凹部24、25內，在其中央上部上係形成合金粉末供給口。

接著，如第7圖的(c)所示，使上述一對模具素材12、13的結合面彼此對向，於此些結合面間，使經離型處理的板狀的模芯公模27介入其中的狀態下。使二模具素材12、13相互地疊合，於二模具素材12、13的外周上，溶接出現的分割線部，藉此，形成如同圖的(d)所示的套管18，於此套管18內，係從該合金粉末供給口朝模具素材12、13內的凹部24、25中，填充與前述實施型態同樣的合金粉末19，成為脫氣密封狀態。

之後，將套管18收納至如第5圖的(b)所示的HIP(熱均壓法)裝置的處理室21，在高溫高壓下，進行HIP處理，藉此，於各模具素材12、13的的內面側上，形成前述合金粉末19係被直接地擴散接合的三次元地彎曲及屈曲的形狀的HIP層20。藉由像這樣的HIP處理，於二模具素材12、13的各別的內面側上，將形成為HIP層20的套管18加以解體後，再將二模具素材12、13相互分離，卸除模芯公模27。然後，如第7圖的(e)所示，將一方的模具素材12經適宜地形狀加工，藉由機械加工其HIP層20的內面側，形成歧管7及唇狀流路部10的同時，形成連通至歧管7的塗裝液供給路6，將唇狀流路部10的先端側作為唇狀部8。另一方的模具素材13亦經適宜地形狀加工，HIP層20內面亦應須要加以機械加工。藉此，雖然省略圖示，但能夠製造出具有形成為三次元地彎曲及屈曲的模具流路5的一對模具2、3所組成的模具本體4的塗裝模具。

如上所述，形成三次元地彎曲或者是屈曲的形狀的HIP層20，藉此，從為三次元地彎曲或屈曲的形狀的歧管7部分，到達至唇狀部6的模具本體4內部的複雜的形狀的接液部全體，係藉由HIP層20而加以形成的塗裝模具可加以製造。

第8圖以下係進一步表示本發明的適宜的其他實施型態，當基於各圖式進行說明時，第8圖的(c)係表示作為本發明所述之模具的一實施型態的T型模具31，且此T型模具31係具有由一對模具構件32、33所組成的模具本體34，二模具構件32、33間則形成有模具流路35，而且於模具流路35的先端側上，設有唇狀部36、36，於模具流路35的後端側上，則設有歧管37，在歧管37的中央部上，設有溶融樹脂流入口38。從而，在此T型模具31中，從流入口38所流入的溶融樹脂，一旦蓄積至歧管37內，而在模具寬度方向上擴大的狀態下，流入至唇狀流路部39內，通過先端部的唇狀部36、36間，而自唇狀口47排出，藉此，而被擠製呈膜狀的製品。

此T型模具31的特徵係，各唇狀部36係將耐蝕性及耐磨耗性良好的合金粉末，藉由HIP(熱均壓法)處理，與作為基材的模具構件32、33相擴散接合的HIP層40，藉此，而得以形成，在形成除唇狀部36以外的模具流路35的模具構件32、33的內壁面上，披覆著硬質鉻鍍覆層50的特徵點，將此HIP層40於各圖式中係以梨紋模樣表示。

第9圖係表示作為本發明所述之其他實施形態的塗裝模具41，並且此塗裝模具41係具有由上下一對模具構件32、33所組成的模具本體34，二模具構件32、33間係設有模具流路35，下模具構件33內係設有，從外部塗裝液得以供給的塗裝液供給路44；以及一旦蓄積來自此供給路44的塗裝液後，在模具 寬度方向上擴大的歧管37。此些塗裝液供給路44及歧管37係，形成為模具流路35的一部分，並且於模具流路35的先端側上，設有唇狀部36、36。

於二模具構件32、33的結合面間，在歧管37的後側上，對向的位置及寬度方向二端部上，安裝著以基部45a與二袖部45b、45b所形成平面視呈略字狀的厚度t的內管45，藉由此字狀內管45以除去堵塞部分，下模具構件33的上面33o與上模具構件32的下面32o間，係形成厚度t、寬度W1的唇狀流路部39(參照第9圖的(a)~(c))，設計為從位於此唇狀流路部39的先端上的唇狀部36的唇狀口47，得以排出塗裝液。

此塗裝模具41的各唇狀部6亦藉由將耐蝕性及耐磨耗性良好的合金粉末進行HIP(熱均壓法)處理，而藉由將與作為基材的模具構件32、33相擴散接合的HIP層40，而得以形成，在形成除唇狀部36以外的模具流路35的模具本體34內壁面上，披覆著硬質鉻鍍覆層50的此點為其特徵。此HIP層40於第9圖的(a)~(c)中係以點網模樣表示。

其次，關於上述的T型模具1及塗裝模具中的塗裝模具41(第9圖的(a))的製造方法，係邊參照第10圖~第11圖邊進行說明。

第10圖的(a)~(d)係為說明HIP處理的說明圖，第11圖的(a-1)係將具有於內壁面先端部上，經HIP處理而得以形成的HIP層40的一方的模具素材42，自結合面側觀察的前視圖、(a-2)係模具素材42的截面圖、(b-1)係經底切後的模具素材42的前視圖、(a-2)係截面圖、(c-1)係模具素材42的內壁面的幾乎全領域上，披覆著硬質鉻鍍覆層50的狀態的前視圖、(c-2)係為其截面圖。

模具素材42、43，係與使用於HIP層40的合金粉末的鎳系合金粉末或鈷系合金粉末的熱膨脹率相近的SUS329J1~4(奧氏田鐵/肥粒鐵的二相系不鏽鋼)較為理想。

此外，為了在材料方面製造較為便宜價格的模具，就作為基材的模具素材42、43的材料而言，藉由使用SCM440系的材料，進一步可謀求成本的低降化，此外，就基材材料而言，藉由使用SCM435系或440系的構造用合金鋼，可有效地生成硬質鉻鍍覆處理。

如第11圖的(a-1)、(a-2)所示，關於在模具素材42、43的內壁面先端部上，藉由合金粉末的HIP處理以形成HIP層40的方法，當參照第10圖的(a)~(d)進行說明，首先，如第10圖的(a)所示，於形成在二模具素材42、43的相互的結合面側的各別先端側上的合金粉末用凹部61、61內，收納著塗佈各別的耐熱型離型材料的模芯公模62、62的狀態下，使二模具素材42、43面對面，藉由溶接此面對面的二模具素材42、43形成套管63，進一步藉由套管63的粉末供給口64，於各模具素材42、43的合金粉末用凹部61、61內，填充耐蝕性及耐磨耗性良好的合金粉末65，將粉末供給口64以截止板66而封閉並脫氣密封，成為如第10圖的(a)所示的狀態。

就耐蝕性及耐磨耗性良好的合金粉末而言，得以使用鎳系合金粉末或鈷系合金粉末。以鎳系合金粉末來說較理想的是，其構成元素比率，係由鎳58.2重量%、鉻18.0重量%、硼3.3重量%、矽3.7重量%、碳0.8重量%、鐵1.5重量%、鉬2.5重量%及鎢12.0重量%所組成的比率。進一步其他理想的鎳系合金粉末，係由鎳50.05重量%、鉻19.0重量%、硼3.0重量%、矽3.1重量%、碳0.85重量%、鐵1.5重量%、鉬2.5重量%及鎢20.0重量%所組成的比率。另一方面，就鈷系 合金粉末而言較理想的是其構成元素比率，係由鈷45.7重量%、鉻19.0重量%、鎢15.0重量%、銅1.3重量%、鎳13.0重量%、硼3.0重量%及矽3.0重量%所組成的比率。

接著，將此套管63如第10圖的(b)所示一樣地置入至HIP(熱均壓法)裝置的處理室67內，例如，1300℃、1300Kgf/cm2的高溫高壓下，進行HIP處理，藉此，如第10圖的(c)所示，於模具素材42、43的各別的內壁面先端部上，形成合金粉末係被擴散接合的HIP層40。此HIP層係由如上述構成元素比率一樣的鎳系合金或鈷系合金所組成的硬度HRC57~72的硬質層。

藉由上述一樣的HIP處理，而於二模具素材42、43的各別的內壁面先端部上，將形成為HIP層10的套管63，如第10圖的(c)所示地加以解體，卸除各模具素材42、43的模芯公模62後，成為所須形狀的適宜地施行切斷及切削加工而成為如第10圖的(d)所示的狀態。此模具素材42、43的HIP層40部分係成為模具構件32、33的唇狀部36。尚且，在如第10圖的(d)所示的模具素材42、43；以及如第11圖的(a-1)、(a-2)所示的模具素材42、43中，所形成的HIP層40的位置關係成為上下相反。

如第11圖的(a-1)、(a-2)所示，於內面側先端部上，形成為HIP層40的模具素材42、43內，於除作為唇狀部36的HIP層40以外的模具素材42、43內面側上，為了進行作為表面處理的硬質鉻鍍覆處理，如第11圖的(b-2)所示，藉由切斷加工，而進行著所須切削量w的底切處理。於第11圖的(b-2)中，底切部係以46表示。尚且，此底切處理，亦進行在如圖式所示的將模具素材42、43與邊界相接的HIP層40的部分上，從而，底切部46係包含HIP層40的一部分。 於底切處理中，底切切削量w係，考慮於之後所進行的硬質鉻鍍覆的鍍覆層50的厚度，而可適宜地加以設定。

如上所述，橫跨已進行底切處理的模具素材42、43的內面側全領域與HIP層40的一部分，得以披覆著硬質鉻鍍覆層50地進行硬質鉻鍍覆，成為如第11圖的(c-1)、(c-2)所示的狀態。鍍覆層50的厚度，由於之後會進行磨削加工，所以與最終厚度相較係非常的厚，例如，約100μm程度。於此種場合下，在模具素材42、43及HIP層40的鍍覆不須要部分中，可以適宜地施行防止鍍覆手段。此外，亦可於模具素材42、43及HIP層40的全體係以硬質鉻鍍覆層50被覆蓋地進行鍍覆，再於後製工程中，藉由磨削加工等以將鍍覆不須要部分除去。

橫跨為像這樣的模具素材42、43的內面側全領域與形成唇狀部36的HIP層40的一部分，披覆了硬質鉻鍍覆層50後，於模具素材42、43的內面側上，將所披覆的硬質鉻鍍覆層50與HIP層40成為呈同平面地進行切削加工。於第12圖的(a)的截面圖中，以G表示磨削最終線，到此線G為止，切削硬質鉻鍍覆層50及HIP層40，藉此，如第12圖的(b-1)、(b-2)所示，模具素材42、43內面側的硬質鉻鍍覆層50可與形成為唇狀部36的HIP層40呈同平面地形成。之後，應須要進行鏡面磨削加工或鏡面加工。包含像這樣的模具素材42、43的內面側全領域與HIP層40的一部分進行底切，將硬質鉻鍍覆層50，橫跨模具素材42、43的內面側全領域與HIP層40的一部分而形成，於此之後，模具素材42、43的內面側的硬質鉻鍍覆層50與形成為唇狀部36的HIP層40呈同平面地加以切削，藉此，模具素材內面側的硬質鉻鍍覆層或非電解鎳鍍覆層50與形成為唇狀部36的HIP層40，皆得以平滑地被完成，二者間不會產生如引起間隙或剝離現象的情況，並且經歷長期間仍能夠安定使用。

如上所述，將模具素材42、43內面側的鉻鍍覆層50與唇狀部36的HIP層40完成呈同平面後，將模具素材42、43全體切斷、磨削及鏡面加工(包含拋光)成所須形狀，藉此，形成塗裝模具用的上模具構件32及下模具構件33，此外，於下模具構件33內，形成塗裝液供給路44及歧管37。然而，第12圖的(c)係表示，使上模具構件32與下模具構件33相互地面對面而形成模具本體34的同時，於模具本體34內形成模具流路35，藉由形成模具流路35的先端側的唇狀部36、36，而製造出的塗裝模具41。

根據本發明的方法，為了製造T型模具31及塗裝模具41，基本上，係如依據第10圖~第12圖所說明的塗裝模具41的製造方法的實施型態所示，於進行過相對於模具素材42、43的HIP處理及硬質鉻鍍覆處理後，進行模具素材42、43全體的形狀加工，再形成最終形狀的塗裝模具41，但於進行HIP處理及鍍覆處理之前，進行形狀加工亦可。於此種場合下，計算朝模具素材42、43上的HIP層40的殘留與硬質鉻鍍覆層50的殘留狀態之後，有進行形狀加工的必要。

如上所述，於硬質鉻鍍覆處理之前，進行含有HIP層40部分的素材的形狀加工，以製造T型模具的場合，當結束從樹脂流動口至流出口的先端邊緣為止的機械加工或磨削加工後，進行硬質鉻鍍覆處理。於此種場合下，考慮硬質鉻鍍覆層的殘留量，進行鍍覆處理前的機械加工或磨削加工(參照第11圖的(b-1)、(b-2))。硬質鉻鍍覆處理後則如以第12圖的(b-1)、(b-2)進行說明一樣地，將硬質鉻鍍覆層50與HIP層40呈同平面地磨削加工，再進行鏡面磨削加工、鏡面研磨加工即可。此外，三次元的形狀的歧管部或溶融樹脂，或者是塗裝液的流動部，亦或硬質鉻鍍覆處理部是藉由拋光加工而可以鏡面加工。

根據以上已說明的本發明所述之T型模具31或塗裝模具41，由於模具本體34的唇狀部36係藉由HIP處理，而由將耐蝕性及耐磨耗性良好的合金粉末，與模具本體34的基材間以任意的厚度擴散接合的HIP層40，加以形成，故藉由合金粉末的HIP處理，唇狀部8的組織得以緻密化，變得不會像超硬合金製燒結體一樣地於內部殘留氣孔，磨削或研磨時不會發生針孔，亦不會發生接合部的強度降低或接合缺陷，而大幅度地改善了唇狀部36的表面粗度的同時，能夠將作為邊緣部的唇狀部36的唇狀口47完成為1μm單位的銳邊。因而，唇狀部6的表面粗度，在作為唇狀部36的邊緣部的唇狀口47上，變得能夠完成至Ry0.1μm為止，此外，於研磨完成時，進一步可更為細化表面粗度。

此外，假設將模具本體34的模具流路35全部藉由HIP層40而形成的情況下，模具的製造成本變得非常地高漲，但如本發明所述之模具31、41，僅唇狀部36係藉由HIP層40而形成，形成除唇狀部36以外的模具流路35的模具本體34內壁面，與HIP處理相較，係以極其便宜的硬質鉻鍍覆層加以披覆，藉此，得以謀求模具的製造成本的減輕化。

由於硬質鉻鍍覆係為，摩擦係數較小且光滑性非常的良好，其他物質難以附著，並具有防鏽力的鍍覆，故可降低溶融樹脂或塗裝液間的摩擦，即便在使用了摩擦性較強的溶融樹脂或塗裝液的場合下，模具流路35的接液部上，變得不會發生瑕疵、磨耗，而可持久地使用。

此外，由於唇狀部36係由，合金粉末係藉由HIP處理而與模具本體34的基材間以任意的厚度擴散接合的HIP層40，而得以形成，故當與安裝超硬合金製的製品而構成的唇狀部相比較時，與基材間的接合強度變得格外的大。此外，由於形成唇狀部36的HIP層40係至少具有從數毫米到數十毫米的厚度，故 藉由修補磨削加工而可重複使用，到HIP層40消失為止，可多次進行加工。硬質鉻鍍覆層50，可以便宜價格加以復原。

於以上的實施型態中，形成除唇狀部36以外的模具流路35的模具本體34內壁面上，雖披覆硬質鉻鍍覆層50，但取代此硬質鉻鍍覆層50，藉由非電解鎳鍍覆處理，形成除唇狀部36以外的模具流路35的模具本體34內壁面上，披覆形成鎳鍍覆層亦可。非電解鎳鍍覆處理，係指不使用電而加以鍍覆的處理，由於鍍覆的膜厚可達到均一，故僅須浸漬鍍覆液，適合於具有複雜的形狀、尺寸精度的製品。藉由此非電解鎳鍍覆處理而形成的鍍覆層，與基材間的接著性良好，鍍覆膜厚可成均一，此外，與硬質鉻鍍覆層50同等的具有優異的耐磨耗性，並且耐蝕性亦非常優異。

1‧‧‧塗裝模具

2‧‧‧上模具

3‧‧‧下模具

4‧‧‧模具本體

5‧‧‧模具流路

6‧‧‧塗裝液供給路

7‧‧‧歧管

8‧‧‧唇狀部

9‧‧‧內管

10‧‧‧唇狀流路部

11‧‧‧唇狀口

20‧‧‧HIP層

2o、3o‧‧‧結合面

K‧‧‧供給管

Claims (10)

1. 一種模具，係於形成為一模具本體的一模具流路的先端側上，設有一唇狀部，將供給至該模具流路的塗裝液或溶融樹脂自該唇狀部排出，係包含：該唇狀部，係藉由將耐蝕性及耐磨耗性良好的一合金粉末進行HIP(熱均壓法)處理而使其直接地擴散接合至該模具本體的基材上的一HIP層，而得以形成，其中於形成除該唇狀部以外的該模具流路的模具本體的內壁面上，形成有一硬質鉻鍍覆層或一非電解鎳鍍覆層。
2. 如申請專利範圍第1項所述之模具，其中進行HIP處理的該合金粉末係由鎳系合金或鈷系合金所組成。
3. 如申請專利範圍第1項所述之模具，其中該模具本體的基材係由奧氏田鐵/肥粒鐵的二相系不鏽鋼所組成。
4. 一種模具的製造方法，係於形成為一模具本體的一模具流路的先端側上，設有一唇狀部，將供給至該模具流路的塗裝液或溶融樹脂自該唇狀部排出，係包含：將該唇狀部藉由HIP處理而使耐蝕性及耐磨耗性良好的一合金粉末直接接合至該模具本體的基材上的一HIP層，加以形成，其中於形成除該唇狀部以外的該模具流路的模具本體的內壁面上，形成有一硬質鉻鍍覆層或一非電解鎳鍍覆層。
5. 如申請專利範圍第4項所述之模具的製造方法，其係包含：形成由形成一合金粉末用凹部的一模具素材所組成的一套管； 於該套管的該模具素材的該合金粉末用凹部中，填充耐蝕性及耐磨耗性良好的該合金粉末，並將該套管收納至HIP裝置的處理室內，進而於高溫高壓下進行HIP處理，藉此，將該合金粉末直接地擴散接合至該模具素材上而形成該HIP層；以及將該模具素材及該HIP層藉由進行機械加工以形成該模具本體的同時，於該模具本體內形成該模具流路。
6. 如申請專利範圍第5項所述之模具的製造方法，其係包含：將藉由HIP處理而各別形成於該HIP層的一上模具素材及一下模具素材之不須要部分加以切斷除去，藉此，同時形成一上模具及一下模具；切削加工該些上下二模具的結合面，使得以此方式而被形成的該上模具與該下模具間的結合面彼此面對面，進而同時形成該模具本體；以及於其結合面間夾持一內管的狀態下，將該些上下二模具一體地連接，藉此，於該模具本體內形成該模具流路。
7. 如申請專利範圍第5項所述之模具的製造方法，其中該合金粉末用凹部係被形成為三次元地彎曲或者是屈曲的形狀，於該模具本體內則形成三次元地彎曲或者是屈曲的形狀的該模具流路。
8. 如申請專利範圍第4項所述之模具的製造方法，其中於除成為該唇狀部的該HIP層以外的該模具素材的內面側表面上，為了進行一硬質鉻鍍覆處理或一非電解鎳鍍覆處理，而進行一所須切削量的一底切處理，進而於一底切部上，得以形成有該硬質 鉻鍍覆層或該非電解鎳鍍覆層。
9. 如申請專利範圍第8項所述之模具的製造方法，其中該底切部係包含該HIP層的一部分，橫跨進行該底切處理的該模具素材的內面側全領域與該HIP層的一部分，而得以形成有該硬質鉻鍍覆層或該非電解鎳鍍覆層。
10. 如申請專利範圍第9項所述之模具的製造方法，其中橫跨該模具素材的內面側全領域與形成該唇狀部的該HIP層的一部分，而形成該硬質鉻鍍覆層或該非電解鎳鍍覆層後，該模具素材的內面側的該硬質鉻鍍覆層或該非電解鎳鍍覆層與形成該唇狀部的該HIP層，係呈同平面地進行切削加工。