T型模具及其制造方法_2

文档序号:8268380阅读:来源:国知局
合金的硬度高,而且耐磨损性优异。一般来说,硬度高的材料和硬度不高的材料相比,能够使边缘部更锐利(锐利边缘化),从这一点来看也适合作为T形模具的唇部的材料。
[0025]举以下4个例子表示适合作为增厚层10的材料的镍系合金粉末的组分。
[0026](Ni 系合金-1)
71.65wt%N1-20.0wt%Mo-3.lwt%B-5.2wt%S1-0.05wt%C(Ni系合金-2)
65.92wt%N1-20.5wt%Mo-5.0wt%Cu-3.3wt%B-4.7wt%S1-0.08wt%C(Ni系合金-3)
54.14wt%N1-22.5wt%Mo-9.5wt%ff-5.0wt%Cu-2.8wt%B-5.4wt%S1-0.66wt%C(Ni系合金-4)
57.0wt%N1-16.5wt%Cr-17.0wt%Mo-5.0wt%Fe-4.5wt%W举以下2个例子表示适合的钴系合金粉末的组分。
[0027](Co 系合金-1)
68.5wt%Co-20.0wt%Cr-5.lwt%W-l.5wt%Ni_3.lwt%B_l.8wt%Si(Co系合金-2)
46.0wt%Co-30.0wt%Cr-2.5wt%C_l.0wt%Si_l.0wt%Mn_l.0wt%Mo_3.0wt%Fe_3.0wt%N1-12.5wt%W。
[0028]通过使用上述组分的镍系合金粉末或钴系合金粉末,能得到硬度460~900Hv的增厚层10。
[0029]如图1 (b)所示,增厚层10的尺寸优选为唇对接面侧的增厚层宽度Wl为0.2-1.7mm,唇端面侧的增厚层宽度W2从边缘起为0.2-2.4mm。作为优选的一个实施方式,例如唇对接面侧的增厚层宽度Wl为1.2mm,唇端面侧的增厚层宽度W2为2.1mm,唇部9全长1100mm。另外,图1 (b)及图3中,为了让图容易观看而将锻覆层20表不得相当厚,但实际上镀覆层20的厚度在最终产品上不到100 μ m,例如为几十μ m,比增厚层10的厚度小很多。
[0030]以下叙述增厚层10的尺寸设定的理由。
[0031]若只考虑T型模具I的性能,则仅负担最大的唇部9的边缘部9e由增厚层10形成即足够,边缘部9e以外的熔融树脂接触部分由能够较增厚层10更廉价地形成的镀覆层20 (硬质铬镀覆层、无电解镍镀覆层等)构成是毫无问题的。增厚层10的材料非常昂贵,因此就降低成本的观点而言,增厚层10的尺寸优选为不要太大。
[0032]但是,在唇部9 (特别是边缘部9e)产生缺口等缺陷的情况下,可通过磨削或研磨加工修正其缺陷,因此从这一点考虑,优选将增厚层10的尺寸设定成大到某种程度。
[0033]此外,就制造技术上的观点而言,也优选为从边缘部9e起的规定范围内由增厚层10形成。在宽度大的树脂片成形用的T型模具中,甚至有其长度方向宽度超过3米的长尺寸的T型模具,在该尺寸的情况下,就算是能以低变形施工的激光堆焊,模具部件3、4的材料仍会产生某种程度的弯曲。一旦产生模具部件厚度方向的弯曲,其修正相当困难。若将唇端面侧的增厚层宽度W2设定成某种程度较大,则即使产生模具部件厚度方向的弯曲,也能通过磨削加工将唇部9加工成直线状。另外,与模具部件厚度方向的弯曲相比,模具部件高度方向的弯曲不易产生,因此唇对接面侧的增厚层宽度Wl可以比唇端面侧的增厚层宽度W2小。
[0034]此外,若增厚层10的唇对接面侧的增厚层宽度Wl及唇端面侧的增厚层宽度W2小于0.2mm,则增厚层10成为边缘状,其后实施的镀覆处理中无法得到优质的镀覆皮膜,会在增厚层和铬镀覆的边界产生剥离、缺口等缺陷,因而不优选。因此,就该观点而言,增厚层宽度W1、W2优选为0.2mm以上。
[0035]此外,如后所述可知,当激光堆焊时的激光光径为2.4mm时,不会使增厚层产生龟裂、气孔,且能以高效率增厚。为了以2.4_光径的激光效率良好地进行堆焊(没有摆动
y々'')等地进行I条轨迹(〃 ^ )的熔接),将堆焊面(图3所示的斜面4a)的宽度设定为2.4_或较其稍大为佳。作为与其匹配的增厚层宽度W1、W2,能够采用Wl = 1.7mm及W2=l.7mm的组合。此外,将唇对接面侧的增厚层宽度Wl设定为最小的0.2mm时,唇端面侧的增厚层宽度W2最大能够设定为2.4mm。
[0036]考虑上述内容,能够得出结论:优选将增厚层宽度Wl设定为0.2-1.7mm,将增厚层宽度W2设定为0.2-2.4mm。此外,严格地说,T型模具I的最终产品优选的增厚层宽度W1、W2的值是从上述优选的增厚层宽度Wl、W2的值减去镀覆层20的厚度的值,但最终产品的镀覆层20的厚度为几十μπι,比增厚层宽度W1、W2小很多,所以为了说明上的方便在此予以忽略。
[0037]唇部9的边缘部9a的半径R (参照图1 (b))即边缘R,优选为1~10 μ m。众所周知,对借助使用T型模具的挤出机制造的树脂膜而言,边缘R越小则厚度的偏差、脊状缺陷(模具痕线)及树脂的滞留越少。因此,边缘R为10 y m以下,是“锐利边缘”的业界标准之一。但是,在使用上述材料以下述方法制造的模具部件3、4中,若边缘R不足Ιμπι,则制造时、使用前后的装卸时、清扫时等,在边缘部产生缺口的频率变高,因此不经济。基于上述理由,边缘R优选为1~10μ??,特别是更优选为1~2μπι。
[0038]作为模具部件3、4的材料,优选使用与将上述合金粉末激光堆焊所形成的镍系合金或钴系合金的热膨胀率接近的钢材。另外,由于粉末激光堆焊对母材施加的热影响小,所以将耐热性低且低廉的构造用合金钢例如SCM420~SCM435作为母材使用也没有问题。此夕卜,通过使用这种廉价的构造用合金钢,硬质铬镀覆处理得到有效利用。当然,必要时可改变母材钢种,例如,耐蚀性及硬度优异的马氏体系不锈钢,具体而言是SUS420J2或其类似钢种等,虽然成本高,但也可以使用。另外,上述Ni系合金及Co系合金的热膨胀率大致为10.5-12.5 X 10_6/°C,接近上述构造用合金钢及马氏体系不锈钢的热膨胀率,从这点看也较好。
[0039]接着,对于T型模具I的模具部件3、4的制造方法,以模具部件4为例,参照图3进行说明。
[0040]首先,准备形状大致与最终形状相同的(即仅比最终形状多出加工余量部分的)模具部件4的坯件4A(以下称为“模具坯件”)。然后,如图3 (a)所示,对该模具坯件4A的将成为唇部9的边缘部的部分的附近进行倒角加工(即去除虚线所示部分)。此时的倒角量(尺寸Cl及C2)优选为4mm以下。在该情况下,斜面4a的宽度为[(4)2+(4)2] 1/2=5.6mm以下。若如前所述将增厚层宽度Wl设定于0.2-1.7mm范围内,将增厚层宽度W2设定于0.2-2.4mm范围内,则斜面4a的宽度设定于[(0.2)2+(0.2)2]1/2~[(1.7)2+(2.4)2]V2的范围内,即设定于约0.28臟~约3mm的范围内较好。但是,考虑到若斜面4a的宽度比激光光径(光点直径)小,则会使熔接增厚的作业性降低,因此若如前所述将激光光径设定为2.4mm,则斜面4a的宽度优选为设定于2.4mm~3mm的范围内。
[0041]接着,如图3 (b)所示,在通过倒角形成的斜面4a上,通过激光堆焊堆积前述镍系合金粉末(也可以是钴系合金粉末),形成增厚层10。另外,对于激光堆焊将在后面详细叙述。
[0042]接着,如图3 (C)所示,通过磨削加工去除增厚层10的一部分,以使增厚层10具有面1b及面10c,面1b与模具坯件4A的侧面4b (唇对接面,即成为狭缝状排出部8的内表面的面
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