(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形時には合体した状態で成形製品の形状に対応する形状を有するキャビティを形成可能であり、合体又は離体可能な一組の成形金型のうちの１の成形金型であって、
第１の金属材料からなる第１金属部材と、
第２の金属材料からなる第２金属部材と、
前記第１金属部材と前記第２金属部材との間に位置し、前記第１の金属材料及び前記第２の金属材料よりも縦弾性係数及び硬度が低い第３の金属材料からなる第３金属部材とを備え、
前記第３金属部材がそれぞれ前記第１金属部材と前記第２金属部材とに接合された構造を有し、
前記第１金属部材と前記第３金属部材との接合面の近傍に前記第１金属部材と前記第３金属部材との接合面に垂直な方向に沿って前記第１金属部材から前記第３金属部材にかけて硬度が徐々に変化する第１硬度遷移領域が存在し、かつ、前記第２金属部材と前記第３金属部材との接合面の近傍に前記第２金属部材と前記第３金属部材との接合面に垂直な方向に沿って前記第２金属部材から前記第３金属部材にかけて硬度が徐々に変化する第２硬度遷移領域が存在し、
前記第３の金属材料よりも硬度が高い第４の金属材料からなる第４金属部材をさらに備え、前記第４金属部材が、前記第３金属部材の少なくとも前記キャビティに面することとなる部分を被覆する構造を有し、
前記第４金属部材と前記第３金属部材との境界面の近傍に、前記第４金属部材から前記第３金属部材に向かう方向に沿って前記第４金属部材から前記第３金属部材にかけて硬度が徐々に変化する第３硬度遷移領域が存在し、
前記第４金属部材と前記第１硬度遷移領域との境界面の近傍に、前記第４金属部材から前記第１硬度遷移領域に向かう方向に沿って前記第４金属部材から前記第１硬度遷移領域にかけて硬度が徐々に変化する第４硬度遷移領域が存在し、
前記第４金属部材と前記第２硬度遷移領域との境界面の近傍に、前記第４金属部材から前記第２硬度遷移領域に向かう方向に沿って前記第４金属部材から前記第２硬度遷移領域にかけて硬度が徐々に変化する第５硬度遷移領域が存在することを特徴とする成形金型。
【請求項２】
請求項１に記載の成形金型において、
前記第１硬度遷移領域は、前記第１金属部材と前記第３金属部材との接合面に垂直な方向に沿って５０μｍ以上の厚さを有し、
前記第２硬度遷移領域は、前記第２金属部材と前記第３金属部材との接合面に垂直な方向に沿って５０μｍ以上の厚さを有することを特徴とする成形金型。
【請求項３】
請求項２に記載の成形金型において、
前記第３金属部材内であって、前記第１硬度遷移領域と前記第２硬度遷移領域との間に、前記第１硬度遷移領域から前記第２硬度遷移領域に向かう方向に沿って硬度が定常状態となる硬度定常領域が存在することを特徴とする成形金型。
【請求項４】
請求項３に記載の成形金型において、
前記硬度定常領域は、前記第１硬度遷移領域から前記第２硬度遷移領域に向かう方向に沿って３０μｍ以上の厚さを有することを特徴とする成形金型。
【請求項５】
請求項４に記載の成形金型において、
前記第３金属部材の厚さは、０．３ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲内にあることを特徴とする成形金型。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の成形金型において、
前記成形金型内の熱の移動を制限する断熱層を有することを特徴とする成形金型。
【請求項７】
請求項６に記載の成形金型において、
前記断熱層は、空気層からなることを特徴とする成形金型。
【請求項８】
成形時には合体した状態で成形製品の形状に対応する形状を有するキャビティを形成可能であり、合体又は離体可能な一組の成形金型のうちの１の成形金型を製造するための成形金型の製造方法であって、
第１の金属材料からなる第１金属部材と、第２の金属材料からなる第２金属部材と、前記第１の金属材料及び前記第２の金属材料のいずれよりも縦弾性係数及び硬度が低い第３の金属材料からなる第３金属部材とを準備する金属部材準備工程と、
前記第１金属部材と前記第２金属部材との間に前記第３金属部材を介在させた状態で前記第１金属部材、前記第２金属部材及び前記第３金属部材を接合して接合体を形成する接合体形成工程とをこの順序で含み、
前記接合体形成工程は、
前記第１金属部材と前記第２金属部材との間に前記第３金属部材を介在させた状態で前記第１金属部材、前記第２金属部材及び前記第３金属部材が溶融しない温度条件下で前記第１金属部材、前記第２金属部材及び前記第３金属部材を固相接合する固相接合工程と、
前記第１金属部材と前記第３金属部材との接合面の近傍に前記第１金属部材と前記第３金属部材との接合面に垂直な方向に沿って前記第１金属部材から前記第３金属部材にかけて硬度が徐々に変化する第１硬度遷移領域が形成され、かつ、前記第２金属部材と前記第３金属部材との接合面の近傍に前記第２金属部材と前記第３金属部材との接合面に垂直な方向に沿って前記第２金属部材から前記第３金属部材にかけて硬度が徐々に変化する第２硬度遷移領域が形成される温度条件下で熱処理を施す硬度遷移領域形成工程とをこの順序で含み、
前記接合体形成工程より後に、
前記第３金属部材が露出している部分であって、前記キャビティに面することとなる部分のうち少なくとも一部に対して、前記第１金属部材、前記第２金属部材及び前記第３金属部材が前記接合体の表面に露出している部分を溶融させた状態で、前記第３の金属材料よりも硬度が高い第４の金属材料からなる第４金属部材を溶融させながら被覆する被覆工程をさらに含み、
前記被覆工程においては、
前記第４金属部材と前記第３金属部材との境界面の近傍に、前記第４金属部材から前記第３金属部材に向かう方向に沿って前記第４金属部材から前記第３金属部材にかけて硬度が徐々に変化する第３硬度遷移領域が形成され、
前記第４金属部材と前記第１硬度遷移領域との境界面の近傍に、前記第４金属部材から前記第１硬度遷移領域に向かう方向に沿って前記第４金属部材から前記第１硬度遷移領域にかけて硬度が徐々に変化する第４硬度遷移領域が形成され、
前記第４金属部材と前記第２硬度遷移領域との境界面の近傍に、前記第４金属部材から前記第２硬度遷移領域に向かう方向に沿って前記第４金属部材から前記第２硬度遷移領域にかけて硬度が徐々に変化する第５硬度遷移領域が形成される条件で前記第４金属部材を被覆することを特徴とする成形金型の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の成形金型の製造方法において、
前記成形金型は、前記成形金型内の熱の移動を制限する断熱層を有する成形金型であり、
前記接合体形成工程においては、前記断熱層が連通孔により外部と連通した状態で前記接合体を形成し、
前記接合体形成工程より後に、前記連通孔を塞ぐ連通孔閉塞工程をさらに含むことを特徴とする成形金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形金型及び成形金型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造及び成形金型の技術分野においては、常に、鋳造製品における欠陥の発生を抑制することが求められている。欠陥、特に引け巣欠陥の発生を抑制するためには、溶湯中のガスの逃げ場を塞がないように溶湯の凝固を制御すること（いわゆる指向性凝固）が効果的である。欠陥の発生を抑制することが可能な成形金型として、従来、湯口から遠い部分から湯口部分へ向けて溶湯を順次凝固させることが可能な成形金型が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図１２は、従来の金型を説明するために示す図である。
ここで、図１２を用いて、従来の成形金型を説明する。符号９００で示すのは、成形時には合体した状態で成形製品の形状に対応する形状を有するキャビティＣを形成可能であり、合体又は離体可能な一組の成形金型である。一組の成形金型９００は成形金型９１０（移動側金型）及び成形金型９２０（固定側金型）からなり、成形金型９１０，９２０は、いずれも一組の成形金型９００のうちの１の成形金型である。成形金型９１０は複数の金属部材９１２が層状に連結されてなり、成形金型９２０は複数の金属部材９２２が層状に連結されてなる。金属部材９１２，９２２は、図示しない連結ボルトにより連結され、それぞれ一体の成形金型９１０，９２０を形成している。
【０００４】
また、成形金型９１０は、成形金型９１０の一部（例えば、金属部材９１２ごと）について加熱又は冷却を行う温度調節部９１４（ヒーター又は冷媒流路）と、温度調節部９１４からの熱の移動を制限する断熱層９１６とを有する。金型９２０においても同様である。
【０００５】
従来の成形金型９１０，９２０によれば、湯口から遠い部分の温度を低くし、かつ、湯口から近い部分の温度を高くして、湯口から遠い部分から湯口部分へ向けて溶湯を順次凝固させることが可能となり、その結果、鋳造製品における欠陥の発生をある程度抑制することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２０８１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の成形金型９００においては、金属部材間に大きな温度差が発生する条件で成形金型９００を使用するため、温度差に起因して発生する熱応力が連結力の限界を超えてしまい、成形金型が破損してしまうという問題がある。ここでは上記の問題が特に顕著となる従来の成形金型９００を例に出して説明したが、成形金型内部に温度差が発生するのは一般的なことである。このため、熱応力に関する問題は、従来の成形金型９００に限らず、複数の金属部材を連結又は接合して用いる成形金型の多くに発生しうる問題である。
【０００８】
そこで、本発明は上記の問題を解決するためになされたもので、金属部材間に大きな温度差が発生する条件で使用した場合においても破損し難い成形金型を提供することを目的とする。また、金属部材間に大きな温度差が発生する条件で成形金型を使用した場合においても破損し難い成形金型を製造可能な成形金型の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［１］本発明の成形金型は、成形時には合体した状態で成形製品の形状に対応する形状を有するキャビティを形成可能であり、合体又は離体可能な一組の成形金型のうちの１の成形金型であって、第１の金属材料からなる第１金属部材と、第２の金属材料からなる第２金属部材と、前記第１金属部材と前記第２金属部材との間に位置し、前記第１の金属材料及び前記第２の金属材料よりも縦弾性係数及び硬度が低い第３の金属材料からなる第３金属部材とを備え、前記第３金属部材がそれぞれ前記第１金属部材と前記第２金属部材とに接合された構造を有し、前記第１金属部材と前記第３金属部材との接合面の近傍に前記第１金属部材と前記第３金属部材との接合面に垂直な方向に沿って前記第１金属部材から前記第３金属部材にかけて硬度が徐々に変化する第１硬度遷移領域が存在し、かつ、前記第２金属部材と前記第３金属部材との接合面の近傍に前記第２金属部材と前記第３金属部材との接合面に垂直な方向に沿って前記第２金属部材から前記第３金属部材にかけて硬度が徐々に変化する第２硬度遷移領域が存在することを特徴とする。
【００１０】
本発明の成形金型においては、第１金属部材と第２金属部材との間には、第１の金属材料及び第２の金属材料のいずれよりも縦弾性係数（ヤング率ともいう。）及び硬度が低い第３の金属材料からなる第３金属部材が存在するため、第１金属部材と第２金属部材との間に大きな温度差が発生する条件でこれを使用した場合に、第３金属部材が、第１金属部材と第２金属部材との間に発生する熱応力を分散させる緩衝材として働くようになる。
【００１１】
また、本発明の成形金型においては、第１金属部材と第３金属部材との間及び第２金属部材と第３金属部材との間には、上記した第１硬度遷移領域及び第２硬度遷移領域がそれぞれ存在するため、第１金属部材と第２金属部材との間に大きな温度差が発生する条件で成形金型を使用した場合に、第１金属部材と第２金属部材との間に発生する熱応力により第１金属部材と第３金属部材との間及び第２金属部材と第３金属部材との間に発生する応力もが、第１硬度遷移領域及び第２硬度遷移領域において分散されることとなる。
【００１２】
その結果、本発明の成形金型によれば、金属部材間（第１金属部材と第２金属部材との間）に発生する熱応力がこれら第１硬度遷移領域、第３金属部材及び第２硬度遷移領域の応力を分散するという働きにより効果的に分散されるようになるため、第１金属部材と第２金属部材との間に大きな温度差が発生する条件で使用した場合においても破損し難くすることが可能となる。
【００１３】
また、本発明の成形金型によれば、接合する金属部材のうち少なくとも１つの金属部材として、接合予定面に凹部が形成された金属部材を用いることにより、複雑な形状の内部空間を有しても比較的容易に製造することが可能な成形金型となる。
【００１４】
なお、本発明の成形金型は、４層以上の金属部材が接合された構造の成形金型にも適用することが可能である。この場合、４層以上の層のうち本発明の条件を満たす３層に着目すれば、本発明の成形金型であるということになる。
【００１５】
第３の金属材料は、第１金属部材及び第２金属部材の硬度を高くするための熱処理によっては硬度が高くなりにくい金属材料からなることが好ましい。この場合、成形金型全体の硬度を高くするための熱処理を施して硬度を高くした場合であっても、第３金属部材が存在する部分についてはそれ程硬度が高くならない（つまり、縦弾性係数が高くなりすぎない）ようにすることが可能となり、その結果、第３金属部材を緩衝材として十分に働かせることが可能となる。
【００１６】
なお、「縦弾性係数」及び「硬度」は、同じ金属材料でも条件（焼入れの有無、温度等）により変わるものである。そして、本発明の効果を考えたときに、最も重要となると考えられるのは、成形金型で実際に鋳造を行うときの温度条件（例えば、アルミニウムダイキャスト鋳造の場合には６００℃〜７００℃という温度条件。）であるが、その温度条件で縦弾性係数や硬度を測定することは実際問題として困難なことが多い。一方、縦弾性係数にしても硬度にしても、２金属部材間における大小関係そのものは温度条件に変化があったときでも変わらない場合が多いと考えられる。したがって、本発明における「縦弾性係数」及び「硬度」の温度条件は、常温の場合を考えれば十分である。
【００１７】
［２］本発明の成形金型においては、前記第３の金属材料よりも硬度が高い第４の金属材料からなる第４金属部材をさらに備え、前記第４金属部材が、前記第３金属部材の少なくとも前記キャビティに面することとなる部分を被覆する構造を有し、前記第４金属部材と前記第３金属部材との境界面の近傍に、前記第４金属部材から前記第３金属部材に向かう方向に沿って前記第４金属部材から前記第３金属部材にかけて硬度が徐々に変化する第３硬度遷移領域が存在し、前記第４金属部材と前記第１硬度遷移領域との境界面の近傍に、前記第４金属部材から前記第１硬度遷移領域に向かう方向に沿って前記第４金属部材から前記第１硬度遷移領域にかけて硬度が徐々に変化する第４硬度遷移領域が存在し、前記第４金属部材と前記第２硬度遷移領域との境界面の近傍に、前記第４金属部材から前記第２硬度遷移領域に向かう方向に沿って前記第４金属部材から前記第２硬度遷移領域にかけて硬度が徐々に変化する第５硬度遷移領域が存在することが好ましい。
【００１８】
このような構成とすることにより、第４金属部材と第３金属部材との境界面の近傍に第３硬度遷移領域が存在するため、第１金属部材と第２金属部材との間に発生する熱応力により第４金属部材と第３金属部材との間に発生する応力が、第３硬度遷移領域において分散されるようにすることが可能となる。
【００１９】
また、上記［２］の構成によれば、上記したような第４硬度遷移領域及び第５硬度遷移領域が存在するため、第１金属部材と第２金属部材との間に発生する熱応力により第１金属部材と第３金属部材との間及び第２金属部材と第３金属部材との間に発生する応力が、第４硬度遷移領域及び第５硬度遷移領域においても分散されるようにすることが可能となる。
【００２０】
なお、第１金属部材と第４金属部材とが異なる金属材料からなる場合には、第４金属部材から第１金属部材に向かう方向に沿って第４金属部材から第１金属部材にかけて硬度が徐々に変化する第６硬度遷移領域が存在することが好ましい。また、第２金属部材と第４金属部材とが異なる金属材料からなる場合には、第４金属部材から第２金属部材に向かう方向に沿って第４金属部材から第２金属部材にかけて硬度が徐々に変化する第７硬度遷移領域が存在することが好ましい。
【００２１】
第１金属部材と第４金属部材とが同一の金属材料からなる場合には、第１金属部材と第４金属部材との間に明確な境界面が残らないように接合されていることが好ましい。また、第２金属部材と第４金属部材とが同一の金属材料からなる場合には、第２金属部材と第４金属部材との間に明確な境界面が残らないように接合されていることが好ましい。
【００２２】
［３］本発明の成形金型においては、前記第１硬度遷移領域は、前記第１金属部材と前記第３金属部材との接合面に垂直な方向に沿って５０μｍ以上の厚さを有し、前記第２硬度遷移領域は、前記第２金属部材と前記第３金属部材との接合面に垂直な方向に沿って５０μｍ以上の厚さを有することが好ましい。
【００２３】
このような構成とすることにより、第１硬度遷移領域及び第２硬度遷移領域の厚さを十分に確保し、第１金属部材と第２金属部材との間に発生する熱応力により第１金属部材と第３金属部材との間及び第２金属部材と第３金属部材との間に発生する応力を、第１硬度遷移領域及び第２硬度遷移領域において十分に分散することが可能となる。
【００２４】
なお、上記の観点からは、第１硬度遷移領域が第１金属部材と第３金属部材との接合面に垂直な方向に沿って１００μｍ以上の厚さを有し、第２硬度遷移領域が第２金属部材と第３金属部材との接合面に垂直な方向に沿って１００μｍ以上の厚さを有することが一層好ましく、第１硬度遷移領域が第１金属部材と第３金属部材との接合面に垂直な方向に沿って２００μｍ以上の厚さを有し、第２硬度遷移領域が第２金属部材と第３金属部材との接合面に垂直な方向に沿って２００μｍ以上の厚さを有することがより一層好ましい。
また、成形金型全体の機械的強度を一層高くするという観点からは、第１硬度遷移領域が第１金属部材と第３金属部材との接合面に垂直な方向に沿って５ｍｍ以下の厚さを有し、第２硬度遷移領域が第２金属部材と第３金属部材との接合面に垂直な方向に沿って５ｍｍ以下の厚さを有することが好ましい。
【００２５】
［４］本発明の成形金型においては、前記第３金属部材内であって、前記第１硬度遷移領域と前記第２硬度遷移領域との間に、前記第１硬度遷移領域から前記第２硬度遷移領域に向かう方向に沿って硬度が定常状態となる硬度定常領域が存在することが好ましい。
【００２６】
このような構成とすることにより、縦弾性係数が比較的低い領域（第３金属部材そのままの領域）が残るため、第３金属部材に緩衝材としての働きを十分に発揮させることが可能となる。
【００２７】
［５］本発明の成形金型においては、前記硬度定常領域は、前記第１硬度遷移領域から前記第２硬度遷移領域に向かう方向に沿って３０μｍ以上の厚さを有することが好ましい。
【００２８】
このような構成とすることにより、縦弾性係数が比較的低い領域（第３金属部材そのままの領域）が十分に残るため、第３金属部材に緩衝材としての働きを一層十分に発揮させることが可能となる。
【００２９】
なお、上記の観点からは、硬度定常領域が第１硬度遷移領域から第２硬度遷移領域に向かう方向に沿って６０μｍ以上の厚さを有することが一層好ましく、１００μｍ以上の厚さを有することがより一層好ましい。
また、硬度定常領域の厚さを確保するためには第３金属部材の厚さも厚くしなければならないため、成形金型全体の機械的強度を一層高くするという観点からは、硬度定常領域が第１硬度遷移領域から第２硬度遷移領域に向かう方向に沿って３ｍｍ以下の厚さを有することが好ましい。
【００３０】
［６］本発明の成形金型においては、前記第３金属部材の厚さは、０．３ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。
【００３１】
このような構成とすることにより、第３金属部材の厚みを緩衝材として十分なものとすることが可能となり、かつ、全体としての形態安定性が十分に高い成形金型を製造することが可能となる。
【００３２】
なお、本発明において、第３金属部材の最小厚みを０．３ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲内としたのは、当該厚みが０．３ｍｍより小さい場合には固相接合後に第３金属部材が第１金属部材及び第２金属部材に吸収されてしまい、第３金属部材の厚みを緩衝材として十分なものとすることが困難となる場合があるためであり、当該厚みが１０．０ｍｍより大きい場合には成形金型全体としての形態安定性が十分に高い成形金型を製造することが困難となる場合があるためである。この観点からは、第３金属部材の最小厚みが０．５ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲内にあることが一層好ましい。
【００３３】
［７］本発明の成形金型においては、前記成形金型内の熱の移動を制限する断熱層を有することが好ましい。
【００３４】
このような構成とすることにより、成形金型内の熱の移動を制限し、溶湯中のガスの逃げ場を塞がないように溶湯の凝固を制御することが可能となる。
【００３５】
［８］本発明の成形金型においては、前記断熱層は、空気層からなることが好ましい。
【００３６】
このような構成とすることにより、比較的簡易な構成を用いて溶湯中のガスの逃げ場を塞がないように溶湯の凝固を制御することが可能となる。
【００３７】
［９］本発明の成形金型の製造方法は、成形時には合体した状態で成形製品の形状に対応する形状を有するキャビティを形成可能であり、合体又は離体可能な一組の成形金型のうちの１の成形金型を製造するための成形金型の製造方法であって、第１の金属材料からなる第１金属部材と、第２の金属材料からなる第２金属部材と、前記第１の金属材料及び前記第２の金属材料のいずれよりも縦弾性係数及び硬度が低い第３の金属材料からなる第３金属部材とを準備する金属部材準備工程と、前記第１金属部材と前記第２金属部材との間に前記第３金属部材を介在させた状態で前記第１金属部材、前記第２金属部材及び前記第３金属部材を接合して接合体を形成する接合体形成工程とをこの順序で含み、前記接合体形成工程は、前記第１金属部材と前記第２金属部材との間に前記第３金属部材を介在させた状態で前記第１金属部材、前記第２金属部材及び前記第３金属部材が溶融しない温度条件下で前記第１金属部材、前記第２金属部材及び前記第３金属部材を固相接合する固相接合工程と、前記第１金属部材と前記第３金属部材との接合面の近傍に前記第１金属部材と前記第３金属部材との接合面に垂直な方向に沿って前記第１金属部材から前記第３金属部材にかけて硬度が徐々に変化する第１硬度遷移領域が形成され、かつ、前記第２金属部材と前記第３金属部材との接合面の近傍に前記第２金属部材と前記第３金属部材との接合面に垂直な方向に沿って前記第２金属部材から前記第３金属部材にかけて硬度が徐々に変化する第２硬度遷移領域が形成される温度条件下で熱処理を施す硬度遷移領域形成工程とをこの順序で含むことを特徴とする。
【００３８】
本発明の成形金型の製造方法により製造される成形金型においては、第１金属部材と第２金属部材との間には、第１の金属材料及び第２の金属材料のいずれよりも縦弾性係数（ヤング率ともいう。）及び硬度が低い第３の金属材料からなる第３金属部材が存在するようになるため、第１金属部材と第２金属部材との間に大きな温度差が発生する条件でこれを使用した場合に、第３金属部材が、第１金属部材と第２金属部材との間に発生する熱応力を分散させる緩衝材として働くようになる。
【００３９】
また、本発明の成形金型の製造方法により製造される成形金型においては、第１金属部材と第３金属部材との間及び第２金属部材と第３金属部材との間には、上記した第１硬度遷移領域及び第２硬度遷移領域がそれぞれ存在するようになるため、第１金属部材と第２金属部材との間に大きな温度差が発生する条件で成形金型を使用した場合に、第１金属部材と第２金属部材との間に発生する熱応力により第１金属部材と第３金属部材との間及び第２金属部材と第３金属部材との間に発生する応力もが、第１硬度遷移領域及び第２硬度遷移領域において分散されることとなる。
【００４０】
その結果、本発明の成形金型の製造方法によれば、金属部材間（第１金属部材と第２金属部材との間）に発生する熱応力がこれら第１硬度遷移領域、第３金属部材及び第２硬度遷移領域の応力を分散するという働きにより効果的に分散されるようになるため、第１金属部材と第２金属部材との間に大きな温度差が発生する条件で成形金型を使用した場合においても破損し難い成形金型を製造することが可能となる。
【００４１】
また、本発明の成形金型の製造方法によれば、接合体形成工程中に硬度遷移領域形成工程を実施する中で金属部材の接合面に存在する空隙や不動態層を消散させることが可能となるため、接合力が高い成形金型を製造することが可能となる。
【００４２】
また、本発明の成形金型の製造方法によれば、接合する金属部材のうち少なくとも１つの金属部材として、接合予定面に凹部が形成された金属部材を用いることにより、複雑な形状の内部空間を有する成形金型を比較的容易に製造することが可能となる。
【００４３】
なお、本発明の成形金型の製造方法は、４層以上の金属部材が接合された構造の成形金型を製造する場合にも適用することが可能である。この場合、４層以上の層のうち本発明の条件を満たす３層に着目すれば、本発明の成形金型の製造方法を実施することになる。
【００４４】
第３の金属材料は、第１金属部材及び第２金属部材の硬度を高くするための熱処理（例えば、焼入れ処理）によっては硬度が高くなりにくい金属材料からなることが好ましい。この場合、成形金型全体の硬度を高くするための熱処理を施して硬度を高くした場合であっても、第３金属部材が存在する部分についてはそれ程硬度が高くならない（つまり、縦弾性係数が高くなりすぎない）ようにすることが可能となり、その結果、第３金属部材を緩衝材として十分に働かせることが可能となる。
【００４５】
上記［９］の方法において、接合体形成工程で製造するものは「接合体」であるが、当該接合体をそのまま成形金型として用いてもよいし、接合体形成工程の後にさらに加工した上で成形金型として用いてもよい。
【００４６】
［１０］本発明の成形金型の製造方法においては、前記接合体形成工程より後に、前記第３金属部材が露出している部分であって、前記キャビティに面することとなる部分のうち少なくとも一部に対して、前記第１金属部材、前記第２金属部材及び前記第３金属部材が前記接合体の表面に露出している部分を溶融させた状態で、前記第３の金属材料よりも硬度が高い第４の金属材料からなる第４金属部材を溶融させながら被覆する被覆工程をさらに含み、前記被覆工程においては、前記第４金属部材と前記第３金属部材との境界面の近傍に、前記第４金属部材から前記第３金属部材に向かう方向に沿って前記第４金属部材から前記第３金属部材にかけて硬度が徐々に変化する第３硬度遷移領域が形成され、前記第４金属部材と前記第１硬度遷移領域との境界面の近傍に、前記第４金属部材から前記第１硬度遷移領域に向かう方向に沿って前記第４金属部材から前記第１硬度遷移領域にかけて硬度が徐々に変化する第４硬度遷移領域が形成され、前記第４金属部材と前記第２硬度遷移領域との境界面の近傍に、前記第４金属部材から前記第２硬度遷移領域に向かう方向に沿って前記第４金属部材から前記第２硬度遷移領域にかけて硬度が徐々に変化する第５硬度遷移領域が形成される条件で前記第４金属部材を被覆することが好ましい。
【００４７】
このような方法とすることにより、第４金属部材と第３金属部材との境界面の近傍に第３硬度遷移領域が形成される条件で第４金属部材を被覆するため、第１金属部材と第２金属部材との間に発生する熱応力により第４金属部材と第３金属部材との間に発生する応力が、第３硬度遷移領域において分散されるようにすることが可能となる。
【００４８】
また、上記［１０］の方法によれば、被覆工程においては第４硬度遷移領域及び第５硬度遷移領域が形成される条件で第４金属部材を被覆するため、第１金属部材と第２金属部材との間に発生する熱応力により第１金属部材と第３金属部材との間及び第２金属部材と第３金属部材との間に発生する応力が、第４硬度遷移領域及び第５硬度遷移領域においても分散されるようにすることが可能となる。
【００４９】
なお、第１金属部材と第４金属部材とが異なる金属材料からなる場合には、第４金属部材から第１金属部材に向かう方向に沿って第４金属部材から第１金属部材にかけて硬度が徐々に変化する第６硬度遷移領域が形成される条件で第４金属部材を被覆することが好ましい。また、第２金属部材と第４金属部材とが異なる金属材料からなる場合には、第４金属部材から第２金属部材に向かう方向に沿って第４金属部材から第２金属部材にかけて硬度が徐々に変化する第７硬度遷移領域が形成される条件で第４金属部材を被覆することが好ましい。
【００５０】
第１金属部材と第４金属部材とが同一の金属材料からなる場合には、第１金属部材と第４金属部材との間に明確な境界面が残らないような条件で第４金属部材を被覆することが好ましい。また、第２金属部材と第４金属部材とが同一の金属材料からなる場合には、第２金属部材と第４金属部材との間に明確な境界面が残らないような条件で第４金属部材を被覆することが好ましい。
【００５１】
［１１］本発明の成形金型においては、前記成形金型は、前記成形金型内の熱の移動を制限する断熱層を有する成形金型であり、前記接合体形成工程においては、前記断熱層が連通孔により外部と連通した状態で前記接合体を形成し、前記接合体形成工程より後に、前記連通孔を塞ぐ連通孔閉塞工程をさらに含むことが好ましい。
【００５２】
このような方法とすることにより、成形金型内の熱の移動を制限し、溶湯中のガスの逃げ場を塞がないように溶湯の凝固を制御することが可能な成形金型を製造することが可能となる。
【００５３】
また、上記［１１］の方法によれば、接合体形成工程においては断熱層が連通孔により外部と連通した状態で接合体を形成するため、断熱層に溜まった気体が接合体の形成を妨げるのを防止することが可能となる。
【００５４】
また、上記［１１］の方法によれば、接合体形成工程より後に連通孔を塞ぐ連通孔閉塞工程を含むため、断熱層の断熱効果が損なわれることもない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施形態１に係る成形金型１２０を説明するために示す図である。
【図２】実施形態１に係る成形金型１２０における硬度の分布を説明するために示す図である。
【図３】実施形態１に係る成形金型１２０の製造方法を説明するために示すフローチャートである。
【図４】実施形態１に係る成形金型１２０の製造方法を説明するために示す図である。
【図５】実施形態１に係る成形金型１２０の製造方法を説明するために示すグラフである。
【図６】実施形態２に係る成形金型２１０を説明するために示す図である。
【図７】実施形態３に係る成形金型５００を説明するために示す図である。
【図８】実施例における接合体１０ａ（全体は図示せず。）を説明するために示す写真である。
【図９】実施例における接合体１０ａを説明するために示すグラフである。
【図１０】実施形態４に係る成形金型６００（全体は図示せず。）の製造方法を説明するために示すフローチャートである。
【図１１】実施形態４に係る成形金型６００を説明するために示す図である。
【図１２】従来の金型９００を説明するために示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
以下、本発明の成形金型について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
【００５７】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る成形金型１２０を説明するために示す図である。図１（ａ）は一組の成形金型１００の断面図であり、図１（ｂ）は成形金型１２０の断面図である。なお、図１を含む以下の各図においては、各金属部材（特に第３金属部材及び第４金属部材）の厚みや寸法を強調し、模式図として表している。
図２は、実施形態１に係る成形金型１２０における硬度の分布を説明するために示す図である。図２においては、硬度が高い部分を濃い色で図示し、硬度が低い部分を薄い色で図示している。なお、図２における破線は、固相接合又は被覆の時点における金属部材同士の接合面又は境界面を大まかに表すものであり、硬度の分布を表すものではない。図２は、成形金型１２０の一部（図１（ｂ）の符号Ａ付近）を示す拡大模式図である。
図３は、実施形態１に係る成形金型１２０の製造方法を説明するために示すフローチャートである。
【００５８】
図４は、実施形態１に係る成形金型１２０の製造方法を説明するために示す図である。図４（ａ）は金属部材準備工程Ｓ１を説明するために示す図であり、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は接合体形成工程Ｓ２を説明するために示す図であり、図４（ｄ）は表面切削工程Ｓ４を説明するために示す図であり、図４（ｅ）は被覆工程Ｓ５を説明するために示す図であり、図４（ｆ）は平滑化工程Ｓ７を説明するために示す図である。なお、図４（ａ）〜図４（ｆ）の各図は、成形金型１２０の一部（図１（ｂ）の符号Ａ付近）を示す模式図である。図４においては、連通穴閉塞工程Ｓ３及び熱処理工程Ｓ６についての図示を省略している。
図５は、実施形態１に係る成形金型１２０の製造方法を説明するために示すグラフである。図５中、横軸は時間を示し、縦軸は温度を示す。
【００５９】
まず、実施形態１に係る成形金型１２０を構成する金属部材等について説明する。
実施形態１に係る成形金型１２０は、図１及び図２に示すように、成形時には合体した状態で成形製品の形状に対応する形状を有するキャビティＣ１を形成可能であり、合体又は離体可能な一組の成形金型１００のうちの１の成形金型（下型）である。なお、キャビティＣ１には、図１における紙面左側から溶湯を注入する。成形金型１２０は、金属部材１３０，１４０，１５０，１６０，１７０，１７２、１８０，１８２（図示せず。），１９０，１９２（図示せず。）と、温度調節部１２２と、断熱層１２４とを備える。
【００６０】
成形金型１２０のうち、金属部材１３０，１７０，１４０に着目したとき、金属部材１３０が第１金属部材に該当し、金属部材１７０が第３金属部材に該当し、金属部材１４０が第２金属部材に該当する。金属部材１４０，１８０，１５０及び金属部材１５０，１９０，１６０においても同様である。金属部材１７２，１８２，１９２については後述する。
以下、金属部材１３０，１７０，１４０（この場合、左から第１金属部材、第２金属部材、第３金属部材。後述する金属部材の組み合わせにおいても同様。）に着目して説明を行うが、同様のことは金属部材１４０，１８０，１５０及び金属部材１５０，１９０，１６０においても基本的に当てはまる。
【００６１】
実施形態１に係る成形金型１２０は、上記したように、第１の金属材料からなる第１金属部材（金属部材１３０）と、第２の金属材料からなる第２金属部材（金属部材１４０）と、第１金属部材（金属部材１３０）と第２金属部材（金属部材１４０）との間に位置し、第１の金属材料及び第２の金属材料よりも縦弾性係数及び硬度が低い第３の金属材料からなる第３金属部材（金属部材１７０）とを備え、第３金属部材（金属部材１７０）がそれぞれ第１金属部材（金属部材１３０）と第２金属部材（金属部材１４０）とに接合された構造を有する（図２及び図４（ｆ）参照。）。当該接合は、実施形態１においては、いわゆる固相接合である（後述する成形金型の製造方法を参照。）成形金型１２０においては、成形時においてキャビティに面することとなる露出面には平滑化処理がなされている。
【００６２】
第１の金属材料、第２の金属材料及び第３の金属材料は、それぞれＣｒを含有する鉄鋼材料からなる。さらにいえば、第１の金属材料及び第２の金属材料は工具鋼からなり、第３の金属材料は、ステンレス鋼からなる。なお、実施形態１においては、第１の金属材料と第２の金属材料とは同一の金属材料からなる。工具鋼としては、例えば、熱間ダイス鋼であるＳＫＤ６１を用いることができる。ステンレス鋼としては、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３１６Ｌを用いることができる。ＳＵＳ３１６Ｌは、硬度を高めるための熱処理（例えば、焼入れ処理）によっては硬度が高くなりにくい金属材料である。
【００６３】
実施形態１においては、第１の金属材料の熱膨張率と第３の金属材料の熱膨張率との差は、例えば、１×１０−６ｍ／Ｋ〜５×１０−６ｍ／Ｋの範囲内にあり、第２の金属材料の熱膨張率と第３の金属材料の熱膨張率との差も、例えば、１×１０−６ｍ／Ｋ〜５×１０−６ｍ／Ｋの範囲内にある。また、第１の金属材料の縦弾性係数と第３の金属材料の縦弾性係数との差は、例えば、１０ＧＰａ〜２０ＧＰａの範囲内にあり、第２の金属材料の縦弾性係数と第３の金属材料の縦弾性係数との差も、例えば、１０ＧＰａ〜２０ＧＰａの範囲内にある。
【００６４】
成形金型１２０においては、第１金属部材（金属部材１３０）と第３金属部材（金属部材１７０）との接合面の近傍に第１金属部材（金属部材１３０）と第３金属部材（金属部材１７０）との接合面に垂直な方向に沿って第１金属部材（金属部材１３０）から第３金属部材（金属部材１７０）にかけて硬度が徐々に変化する第１硬度遷移領域１３２が存在し、かつ、第２金属部材（金属部材１４０）と第３金属部材（金属部材１７０）との接合面の近傍に第２金属部材（金属部材１４０）と第３金属部材（金属部材１７０）との接合面に垂直な方向に沿って第２金属部材（金属部材１４０）から第３金属部材（金属部材１７０）にかけて硬度が徐々に変化する第２硬度遷移領域１４２が存在する。
【００６５】
第１硬度遷移領域１３２は、第１金属部材（金属部材１３０）と第３金属部材（金属部材１７０）との接合面に垂直な方向に沿って５０μｍ以上の厚さを有し、一層好ましくは１００μｍ以上の厚さを有し、より一層好ましくは２００μｍ以上の厚さを有する。第２硬度遷移領域１４２は、第２金属部材（金属部材１４０）と第３金属部材（金属部材１７０）との接合面に垂直な方向に沿って５０μｍ以上の厚さを有し、一層好ましくは１００μｍ以上の厚さを有し、より一層好ましくは２００μｍ以上の厚さを有する。また、第１硬度遷移領域１３２は、第１金属部材（金属部材１３０）と第３金属部材（金属部材１７０）との接合面に垂直な方向に沿って５ｍｍ以下の厚さを有することが好ましく、第２硬度遷移領域１４２は、第２金属部材（金属部材１４０）と第３金属部材（金属部材１７０）との接合面に垂直な方向に沿って５ｍｍ以下の厚さを有することが好ましい。
【００６６】
また、第３金属部材（金属部材１７０）内であって、第１硬度遷移領域１３２と第２硬度遷移領域１４２との間に、第１硬度遷移領域１３２から第２硬度遷移領域１４２に向かう方向に沿って硬度が定常状態となる硬度定常領域が存在する。硬度定常領域は、第１硬度遷移領域１３２から第２硬度遷移領域１４２に向かう方向に沿って３０μｍ以上の厚さを有する。また、硬度定常領域は、第１硬度遷移領域１３２から第２硬度遷移領域１４２に向かう方向に沿って３０μｍ以上の厚さを有し、一層好ましくは６０μｍ以上の厚さを有し、より一層好ましくは１００μｍ以上の厚さを有する。また、硬度定常領域は、第１硬度遷移領域１３２から第２硬度遷移領域１４２に向かう方向に沿って３ｍｍ以下の厚さを有することが好ましい。
【００６７】
第３金属部材（金属部材１７０）の厚さは、０．３ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲内にあり、さらにいえば、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲内にあり、例えば１ｍｍである。
【００６８】
成形金型１２０は、第３の金属材料よりも硬度が高い第４の金属材料からなる第４金属部材（金属部材１７２）をさらに備え、第４金属部材（金属部材１７２）が、第３金属部材（金属部材１７０）のキャビティＣ１に面することとなる部分を被覆する構造を有する。
【００６９】
成形金型１２０においては、第４金属部材（金属部材１７２）と第３金属部材（金属部材１７０）との境界面の近傍に、第４金属部材（金属部材１７２）から第３金属部材（金属部材１７０）に向かう方向に沿って第４金属部材（金属部材１７２）から第３金属部材（金属部材１７０）にかけて硬度が徐々に変化する第３硬度遷移領域１７４が存在し、第４金属部材（金属部材１７２）と第１硬度遷移領域１３２との境界面の近傍に、第４金属部材（金属部材１７２）から第１硬度遷移領域１３２に向かう方向に沿って第４金属部材（金属部材１７２）から第１硬度遷移領域１３２にかけて硬度が徐々に変化する第４硬度遷移領域１３４が存在し、第４金属部材（金属部材１７２）と第２硬度遷移領域１４２との境界面の近傍に、第４金属部材（金属部材１７２）から第２硬度遷移領域１４２に向かう方向に沿って第４金属部材（金属部材１７２）から第２硬度遷移領域１４２にかけて硬度が徐々に変化する第５硬度遷移領域１４４が存在する。
【００７０】
また、成形金型１２０においては、第１金属部材（金属部材１３０）と第４金属部材１７０との間に明確な境界面が残らないように接合されており、また、第２金属部材（金属部材１４０）と第４金属部材１７０との間に明確な境界面が残らないように接合されている。
【００７１】
なお、実施形態１に係る成形金型１２０は、キャビティＣ１に面することとなる面にのみ第４金属部材に相当する金属部材を備える。つまり、図１（ｂ）で見たとき、金属部材１７０は両端に第４金属部材に相当する金属部材１７２を備えるが、金属部材１８０，１９０は、片側の端（図１（ｂ）においては左側の端）にのみ第４金属部材に相当する金属部材１８２，１９２を備える。
【００７２】
次に、実施形態１に係る成形金型１２０における温度調節部と断熱層について説明する。
成形金型１２０は、図１（ｂ）に示すように、温度調節部１２２と断熱層１２４とを有する。
【００７３】
実施形態１における温度調節部１２２は、成形金型１２０の一部について熱交換を行うものであり、熱交換媒体を流すための熱交換流路からなる。なお、当該熱交換流路は、接合前に各金属部材を切削、研磨等して孔や溝を作り、各金属部材を接合することで一体の熱交換流路としたものである。熱交換媒体としては、例えば、冷却媒体としての水を用いることができる。
【００７４】
断熱層１２４は、成形金型１２０内の熱の移動を制限するものであり、空気層からなる。成形金型内の熱の移動を制限することにより、例えば、付近の溶湯の熱を保持して凝固を遅らせたり、温度調節部による冷却又は加熱の影響を軽減したりすることができる。断熱層１２４は、接合予定面に凹部を有する金属部材（金属部材１３０，１７０，１４０の関係においては第２金属部材（金属部材１４０）。図４参照。）を用意し、その後第１金属部材、第２金属部材及び第３金属部材を接合することにより形成されたものである。
【００７５】
次に実施形態１に係る成形金型の製造方法について説明する。
【００７６】
実施形態１に係る成形金型の製造方法は、図３に示すように、金属部材準備工程Ｓ１と、接合体形成工程Ｓ２と、連通路閉塞工程Ｓ３と、表面切削工程Ｓ４と、被覆工程Ｓ５と、熱処理工程Ｓ６と、平滑化工程Ｓ７とをこの順序で含む。以下、各工程について、成形金型１２０の説明のときと同様に、金属部材１３０（第１金属部材に該当），１７０（第３金属部材に該当），１４０（第２金属部材に該当）に着目して説明する。同様のことは金属部材１４０，１８０，１５０及び金属部材１５０，１９０，１６０においても基本的に当てはまり、全ての金属部材を接合することで成形金型１２０を製造することができる。なお、以下の説明においては、３層（金属部材１３０，１７０，１４０）を接合したものを「接合体」と記載している。
【００７７】
１．金属部材準備工程Ｓ１
金属部材準備工程Ｓ１は、第１の金属材料からなる第１金属部材（金属部材１３０）と、第２の金属材料からなる第２金属部材（金属部材１４０）と、第１の金属材料及び第２の金属材料のいずれよりも縦弾性係数及び硬度が低い第３の金属材料からなる第３金属部材（金属部材１７０）とを準備する工程である（図４（ａ）参照。）。
金属部材準備工程Ｓ１において準備する第２金属部材（金属部材１４０）には、断熱層１２４と、接合体形成工程において断熱層１２４と外部とを連通する連通孔１２５とが形成されている。連通孔１２５は、断熱層１２４から図４紙面下方向に伸びた後、図４を見た方向に向かってさらに伸び、外部に繋がっている。連通孔１２５は、例えば、断熱層１２４から図４紙面下方向に穿孔を行った後、外部から先に穿孔を行った部分に向かってさらに穿孔を行うことで形成することができる。穿孔には、例えば、ドリルを用いることができる。
なお、断熱層と連通孔とは、それぞれ別の金属部材に形成されていてもよい。
【００７８】
２．接合体形成工程Ｓ２
接合体形成工程Ｓ２は、第１金属部材（金属部材１３０）と第２金属部材（金属部材１４０）との間に第３金属部材（金属部材１７０）を介在させた状態で第１金属部材（金属部材１３０）、第２金属部材（金属部材１４０）及び第３金属部材（金属部材１７０）を接合して接合体を形成する工程である（図４（ｂ）及び図４（ｃ）参照。）。接合体形成工程Ｓ２においては、断熱層１２４が連通孔１２５により外部と連通した状態で接合体を形成する。
【００７９】
接合体形成工程Ｓ２は、固相接合工程Ｓ２ａと硬度遷移領域形成工程Ｓ２ｂとをこの順序で含む。
固相接合工程Ｓ２ａは、図５に示すように、第１金属部材（金属部材１３０）と第２金属部材（金属部材１４０）との間に第３金属部材（金属部材１７０）を介在させた状態で、第１金属部材（金属部材１３０）、第２金属部材（金属部材１４０）及び第３金属部材（金属部材１７０）に所定の圧力をかけ、第１金属部材（金属部材１３０）、第２金属部材（金属部材１４０）及び第３金属部材（金属部材１７０）が溶融しない温度条件下（第１温度Ｔ１）で第１金属部材（金属部材１３０）、第２金属部材（金属部材１４０）及び第３金属部材（金属部材１７０）を固相接合する工程である。実施形態１において、固相接合工程Ｓ２ａは、各金属部材を積層して所定の圧力をかけた上で第１温度Ｔ１に加熱し、その後徐冷することにより実施する。
【００８０】
硬度遷移領域形成工程Ｓ２ｂは、第１金属部材（金属部材１３０）と第３金属部材（金属部材１７０）との接合面の近傍に第１金属部材（金属部材１３０）と第３金属部材（金属部材１７０）との接合面に垂直な方向に沿って第１金属部材（金属部材１３０）から第３金属部材（金属部材１７０）にかけて硬度が徐々に変化する第１硬度遷移領域１３２が形成され、かつ、第２金属部材（金属部材１４０）と第３金属部材（金属部材１７０）との接合面の近傍に第２金属部材（金属部材１４０）と第３金属部材（金属部材１７０）との接合面に垂直な方向に沿って第２金属部材（金属部材１４０）から第３金属部材（金属部材１７０）にかけて硬度が徐々に変化する第２硬度遷移領域１４２が形成される温度条件下で熱処理を施す工程である。
【００８１】
硬度遷移領域形成工程Ｓ２ｂにおいては、第１硬度遷移領域１３２と第２硬度遷移領域１４２との間に、第１硬度遷移領域１３２から第２硬度遷移領域１４２に向かう方向に沿って硬度が定常状態となる硬度定常領域（第３金属部材（金属部材１７０）のうち、第１硬度遷移領域１３２と第２硬度遷移領域１４２との間の部分）が残る条件で熱処理を施す。
【００８２】
実施形態１においては、硬度遷移領域形成工程Ｓ２ｂは、まず、固相接合工程Ｓ２ａ後に残留している応力を開放して金属組織を均一化するために、接合体を一度第４温度Ｔ４まで加熱した後に急冷し、その後に徐冷する。その後、接合体を第２温度Ｔ２に加熱した後、接合体を第３温度Ｔ３まで徐冷することにより実施される。第１温度Ｔ１、第２温度Ｔ２、第３温度Ｔ３及び第４温度Ｔ４は、固相接合する金属部材を構成する金属材料の種類や形状によって適宜選択することが可能であるが、第１温度Ｔ１は、例えば、８５０℃〜１１５０℃の範囲内にあり、第４温度Ｔ４は、例えば、１０００℃〜１１５０℃の範囲内にあり、第２温度Ｔ２は、例えば、８００℃〜１１５０℃の範囲内にあり、第３温度Ｔ３は、例えば、６００℃以下である。
【００８３】
硬度遷移領域形成工程Ｓ２ｂにおいては、第１硬度遷移領域１３２と第２硬度遷移領域１４２との間に、第１硬度遷移領域１３２から第２硬度遷移領域１４２に向かう方向に沿って硬度が定常状態となる硬度定常領域（第３金属部材（金属部材１７０）のうち、第１硬度遷移領域１３２と第２硬度遷移領域１４２との間の部分）が残る条件で熱処理を施す。
【００８４】
なお、実施形態１における硬度遷移領域形成工程Ｓ２ｂにおいては、固相接合工程Ｓ２ａ後に残留している応力を開放して金属組織を均一化するために、接合体を一度第４温度Ｔ４まで加熱した後に急冷し、その後に徐冷したが、本発明はこれに限定されるものではない。固相接合工程後に残留している応力が十分に小さい場合には、「接合体を一度第４温度Ｔ４まで加熱した後に急冷し、その後に徐冷する」という工程を行わなくてもよい。
【００８５】
３．連通孔閉塞工程Ｓ３
連通孔閉塞工程Ｓ３は、連通孔１２５を塞ぐ工程である。当該工程は、例えば、第２の金属材料からなる閉塞部材を溶融し、連通孔１２５を塞ぐことにより実施することができる。なお、図４（ｄ）以降において符号１２６で示すのは、塞いだ後の連通孔である。
【００８６】
４．表面切削工程Ｓ４
表面切削工程Ｓ４は、第３金属部材（金属部材１７０）が接合体の表面に露出している部分であって、キャビティＣ１に面することとなる部分のうち少なくとも一部を含むように、接合体の表面を削り取る工程である（図４（ｄ）参照。）。なお、実施形態１においては、成形時にキャビティＣ１に面することとなる面にのみ当該工程を実施する。
【００８７】
実施形態１においては、断面形状が半円形となる溝状の凹部ができるように切削工程を行う。表面切削工程Ｓ４においては、第３金属部材（金属部材１７０）の表面だけでなく、隣接する第１金属部材（金属部材１３０）及び第２金属部材（金属部材１４０）の表面についても削り取る。表面切削工程Ｓ４において表面を削り取る深さの寸法は、第３金属部材（金属部材１７０）の厚さの寸法よりも深く、第３金属部材（金属部材１７０）の厚さの寸法の２倍〜６倍であることが好ましい。
【００８８】
５．被覆工程Ｓ５
被覆工程Ｓ５は、露出部分のうち少なくとも一部に対して、第１金属部材（金属部材１３０）、第２金属部材（金属部材１４０）及び第３金属部材（金属部材１７０）が接合体の表面に露出している部分を溶融させた状態で、第３の金属材料よりも硬度が高い第４の金属材料からなる第４金属部材（金属部材１７２）を溶融させながら被覆する工程である（図４（ｅ）参照。）。つまり、被覆工程Ｓ５は液相接合を行う工程であるともいえる。
【００８９】
被覆工程Ｓ５においては、第４金属部材（金属部材１７２）と第３金属部材（金属部材１７０）との境界面の近傍に、第４金属部材（金属部材１７２）から第３金属部材（金属部材１７０）に向かう方向に沿って第４金属部材（金属部材１７２）から第３金属部材（金属部材１７０）にかけて硬度が徐々に変化する第３硬度遷移領域１７４が形成され、第４金属部材（金属部材１７２）と第１硬度遷移領域１３２との境界面の近傍に、第４金属部材（金属部材１７２）から第１硬度遷移領域１３２に向かう方向に沿って第４金属部材（金属部材１７２）から第１硬度遷移領域１３２にかけて硬度が徐々に変化する第４硬度遷移領域１３４が形成され、第４金属部材（金属部材１７２）と第２硬度遷移領域１４２との境界面の近傍に、第４金属部材（金属部材１７２）から第２硬度遷移領域１４２に向かう方向に沿って第４金属部材（金属部材１７２）から第２硬度遷移領域１４２にかけて硬度が徐々に変化する第５硬度遷移領域１４４が形成される条件で第４金属部材（金属部材１７２）を被覆する。
被覆工程Ｓ５においては、表面切削工程Ｓ４で削り取った部分を第４金属部材（金属部材１７２）で埋めるように第４金属部材（金属部材１７２）を被覆する。
【００９０】
６．熱処理工程Ｓ６
熱処理工程Ｓ６は、接合体に蓄積されている応力を緩和するために接合体に熱処理を施す工程である。接合体に蓄積されている応力を緩和するための熱処理としては、周知の方法である焼きなましを含む熱処理を用いることができる。なお、製造する接合体全体として高い硬度を得たいときには、焼きなましの後に焼入れ等を行ってもよい。
【００９１】
７．平滑化工程Ｓ７
平滑化工程Ｓ７は、被覆工程Ｓ５で第４金属部材（金属部材１７２）を被覆した部分を平滑化する工程である（図４（ｆ）参照。）。平滑化は、研磨や切削等、種々の方法で行うことができる。以上の工程により、金属部材１３０，１７０，１４０を主とする接合体を製造することができる。
【００９２】
なお、成形金型１２０を製造するためには、接合体ごとのブロックを製造してから接合体同士をさらに接合して製造しても良いし、金属部材を全て一度に接合して製造してもよい。
【００９３】
以下、実施形態１に係る成形金型１２０及び成形金型の製造方法の効果を記載する。
【００９４】
実施形態１に係る成形金型１２０においては、第１金属部材（金属部材１３０）と第２金属部材（金属部材１４０）との間には、第１の金属材料及び第２の金属材料のいずれよりも縦弾性係数（ヤング率ともいう。）及び硬度が低い第３の金属材料からなる第３金属部材（金属部材１７０）が存在するため、第１金属部材と第２金属部材との間に大きな温度差が発生する条件でこれを使用した場合に、第３金属部材が、第１金属部材と第２金属部材との間に発生する熱応力を分散させる緩衝材として働くようになる。
【００９５】
また、実施形態１に係る成形金型１２０においては、第１金属部材（金属部材１３０）と第３金属部材（金属部材１７０）との間及び第２金属部材（金属部材１４０）と第３金属部材（金属部材１７０）との間には、第１硬度遷移領域１３２及び第２硬度遷移領域１４２がそれぞれ存在するため、第１金属部材と第２金属部材との間に大きな温度差が発生する条件で成形金型を使用した場合に、第１金属部材と第２金属部材との間に発生する熱応力により第１金属部材と第３金属部材との間及び第２金属部材と第３金属部材との間に発生する応力もが、第１硬度遷移領域及び第２硬度遷移領域において分散されることとなる。
【００９６】
その結果、実施形態１に係る成形金型１２０によれば、金属部材間（第１金属部材（金属部材１３０）と第２金属部材（金属部材１４０）との間）に発生する熱応力がこれら第１硬度遷移領域１３２、第３金属部材（金属部材１７０）及び第２硬度遷移領域１４２の応力を分散するという働きにより効果的に分散されるようになるため、第１金属部材と第２金属部材との間に大きな温度差が発生する条件で使用した場合においても破損し難くすることが可能となる。
【００９７】
また、実施形態１に係る成形金型１２０によれば、接合する金属部材のうち少なくとも１つの金属部材として、接合予定面に凹部が形成された金属部材を用いることにより、複雑な形状の内部空間を有しても比較的容易に製造することが可能な成形金型となる。
【００９８】
また、実施形態１に係る成形金型１２０によれば、第３の金属材料は、第１金属部材（金属部材１３０）及び第２金属部材（金属部材１４０）の硬度を高くするための熱処理によっては硬度が高くなりにくい金属材料からなるため、成形金型全体の硬度を高くするための熱処理を施して硬度を高くした場合であっても、第３金属部材が存在する部分についてはそれ程硬度が高くならない（つまり、縦弾性係数が高くなりすぎない）ようにすることが可能となり、その結果、第３金属部材を緩衝材として十分に働かせることが可能となる。
【００９９】
また、実施形態１に係る成形金型１２０によれば、第４金属部材（金属部材１７２）と第３金属部材（金属部材１７０）との境界面の近傍に第３硬度遷移領域１７４が存在するため、第１金属部材と第２金属部材との間に発生する熱応力により第４金属部材と第３金属部材との間に発生する応力が、第３硬度遷移領域において分散されるようにすることが可能となる。
【０１００】
また、実施形態１に係る成形金型１２０によれば、第４硬度遷移領域１３４及び第５硬度遷移領域１４４が存在するため、第１金属部材と第２金属部材との間に発生する熱応力により第１金属部材と第３金属部材との間及び第２金属部材と第３金属部材との間に発生する応力が、第４硬度遷移領域及び第５硬度遷移領域においても分散されるようにすることが可能となる。
【０１０１】
また、実施形態１に係る成形金型１２０によれば、第１硬度遷移領域１３２は、第１金属部材（金属部材１３０）と第３金属部材（金属部材１７０）との接合面に垂直な方向に沿って５０μｍ以上の厚さを有し、第２硬度遷移領域１４２は、第２金属部材（金属部材１４０）と第３金属部材（金属部材１７０）との接合面に垂直な方向に沿って５０μｍ以上の厚さを有するため、第１硬度遷移領域及び第２硬度遷移領域の厚さを十分に確保し、第１金属部材と第２金属部材との間に発生する熱応力により第１金属部材と第３金属部材との間及び第２金属部材と第３金属部材との間に発生する応力を、第１硬度遷移領域及び第２硬度遷移領域において十分に分散することが可能となる。
【０１０２】
また、実施形態１に係る成形金型１２０によれば、硬度定常領域が存在するため、縦弾性係数が比較的低い領域（第３金属部材そのままの領域）が残り、第３金属部材に緩衝材としての働きを十分に発揮させることが可能となる。
【０１０３】
また、実施形態１に係る成形金型１２０によれば、硬度定常領域が第１硬度遷移領域１３２から第２硬度遷移領域１４２に向かう方向に沿って３０μｍ以上の厚さを有するため、縦弾性係数が比較的低い領域（第３金属部材そのままの領域）が十分に残り、第３金属部材に緩衝材としての働きを一層十分に発揮させることが可能となる。
【０１０４】
また、実施形態１に係る成形金型１２０によれば、第３金属部材（金属部材１７０）の厚さが０．３ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲内にあるため、第３金属部材の厚みを緩衝材として十分なものとすることが可能となり、かつ、全体としての形態安定性が十分に高い成形金型を製造することが可能となる。
【０１０５】
また、実施形態１に係る成形金型１２０によれば、成形金型１２０内の熱の移動を制限する断熱層１２４を有するため、成形金型内の熱の移動を制限し、溶湯中のガスの逃げ場を塞がないように溶湯の凝固を制御することが可能となる。
【０１０６】
また、実施形態１に係る成形金型１２０によれば、断熱層１２４が空気層からなるため、比較的簡易な構成を用いて溶湯中のガスの逃げ場を塞がないように溶湯の凝固を制御することが可能となる。
【０１０７】
実施形態１に係る成形金型の製造方法においては、第１金属部材（金属部材１３０）と第２金属部材（金属部材１４０）との間には、第１の金属材料及び第２の金属材料のいずれよりも縦弾性係数及び硬度が低い第３の金属材料からなる第３金属部材（金属部材１７０）が存在するようになるため、第１金属部材と第２金属部材との間に大きな温度差が発生する条件でこれを使用した場合に、第３金属部材が、第１金属部材と第２金属部材との間に発生する熱応力を分散させる緩衝材として働くようになる。
【０１０８】
また、実施形態１に係る成形金型の製造方法においては、第１金属部材と第３金属部材との間及び第２金属部材と第３金属部材との間には、上記した第１硬度遷移領域及び第２硬度遷移領域がそれぞれ存在するようになるため、第１金属部材と第２金属部材との間に大きな温度差が発生する条件で成形金型を使用した場合に、第１金属部材と第２金属部材との間に発生する熱応力により第１金属部材と第３金属部材との間及び第２金属部材と第３金属部材との間に発生する応力もが、第１硬度遷移領域及び第２硬度遷移領域において分散されることとなる。
【０１０９】
その結果、本発明の成形金型の製造方法によれば、金属部材間（第１金属部材と第２金属部材との間）に発生する熱応力がこれら第１硬度遷移領域、第３金属部材及び第２硬度遷移領域の応力を分散するという働きにより効果的に分散されるようになるため、第１金属部材と第２金属部材との間に大きな温度差が発生する条件で成形金型を使用した場合においても破損し難い成形金型を製造することが可能となる。
【０１１０】
また、実施形態１に係る成形金型の製造方法によれば、接合体形成工程Ｓ２中に硬度遷移領域形成工程Ｓ２ｂを実施する中で金属部材の接合面に存在する空隙や不動態層を消散させることが可能となるため、接合力が高い成形金型を製造することが可能となる。
【０１１１】
また、実施形態１に係る成形金型の製造方法によれば、接合する金属部材のうち少なくとも１つの金属部材として、接合予定面に凹部が形成された金属部材を用いることにより、複雑な形状の内部空間を有する成形金型を比較的容易に製造することが可能となる。
【０１１２】
また、実施形態１に係る成形金型の製造方法によれば、第３の金属材料は、第１金属部材（金属部材１３０）及び第２金属部材（金属部材１４０）の硬度を高くするための熱処理によっては硬度が高くなりにくい金属材料からなるため、成形金型全体の硬度を高くするための熱処理を施して硬度を高くした場合であっても、第３金属部材が存在する部分についてはそれ程硬度が高くならない（つまり、縦弾性係数が高くなりすぎない）ようにすることが可能となり、その結果、第３金属部材を緩衝材として十分に働かせることが可能となる。
【０１１３】
また、実施形態１に係る成形金型の製造方法によれば、第４金属部材（金属部材１７２）と第３金属部材（金属部材１７０と）の境界面の近傍に第３硬度遷移領域１７４が形成される条件で第４金属部材（金属部材１７２）を被覆するため、第１金属部材と第２金属部材との間に発生する熱応力により第４金属部材と第３金属部材との間に発生する応力が、第３硬度遷移領域において分散されるようにすることが可能となる。
【０１１４】
また、実施形態１に係る成形金型の製造方法によれば、被覆工程Ｓ５においては第４硬度遷移領域１３４及び第５硬度遷移領域１４４が形成される条件で第４金属部材（金属部材１７２）を被覆するため、第１金属部材と第２金属部材との間に発生する熱応力により第１金属部材と第３金属部材との間及び第２金属部材と第３金属部材との間に発生する応力が、第４硬度遷移領域及び第５硬度遷移領域においても分散されるようにすることが可能となる。
【０１１５】
また、実施形態１に係る成形金型の製造方法によれば、成形金型は、成形金型内の熱の移動を制限する断熱層１２４を有する成形金型１２０であるため、成形金型内の熱の移動を制限し、溶湯中のガスの逃げ場を塞がないように溶湯の凝固を制御することが可能な成形金型を製造することが可能となる。
【０１１６】
また、実施形態１に係る成形金型の製造方法によれば、接合体形成工程Ｓ２においては断熱層１２４が連通孔１２５により外部と連通した状態で接合体を形成するため、断熱層に溜まった気体が接合体の形成を妨げるのを防止することが可能となる。
【０１１７】
また、実施形態１に係る成形金型の製造方法によれば、接合体形成工程Ｓ２より後に連通孔を塞ぐ連通孔閉塞工程Ｓ６を含むため、断熱層の断熱効果が損なわれることもない。
【０１１８】
［実施形態２］
図６は、実施形態２に係る成形金型２１０を説明するために示す図である。図６（ａ）は一組の金型２２０の断面図であり、図６（ｂ）は成形金型２１０の断面図であり、図６（ｃ）は図６（ｂ）の符号Ｂで示す部分付近の拡大模式図である。
【０１１９】
実施形態２に係る成形金型２１０は、図６に示すように、成形時には合体した状態で成形製品の形状に対応する形状を有するキャビティＣ２を形成可能であり、合体又は離体可能な一組の成形金型２００のうちの１の成形金型（上型）である。なお、全体の図示は省略するが、実施形態２における一組の成形金型２００は、自動車用のアルミニウムホイールを製造するためのものであり、上型（成形金型２１０）以外にも、下型（符号２２０）及び横型（符号２３０，２４０）を備える。キャビティＣ２には、図６（ａ）における紙面下側から溶湯を注入する。
【０１２０】
実施形態２に係る成形金型２１０は、実施形態１に係る成形金型１２０よりも備える金属部材の数が多く（金属部材３００，３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，４００，４０２，４１０，４１２（図示せず。），４２０，４２２（図示せず），４３０，４３２（図示せず），４４０，４４２（図示せず））、金属部材の形状もそれぞれ異なるが、細部を見た場合の構成は実施形態１に係る成形金型１２０と同様であるため（図６（ｃ）参照。）、構成及び製造方法に関しての詳細な説明は省略する。
【０１２１】
実施形態２に係る成形金型２１０は、細部を見た場合の構成は実施形態１に係る成形金型１２０と同様の構成を有するため、実施形態１に係る成形金型１２０が有する効果をそのまま有する。
【０１２２】
［実施形態３］
図７は、実施形態３に係る成形金型５００を説明するために示す図である。図７（ａ）は成形金型５００の斜視図であり、図７（ｂ）は成形金型５００の上面図であり、図７（ｃ）は図７（ｂ）におけるＤ−Ｄ断面図であり、図７（ｄ）は図７（ａ）における符号５０６で示す破線に沿う断面図であって、図７（ｂ）の符号Ｅで示す部分付近の拡大模式図である。なお、図７（ｂ）及び図７（ｃ）においては、視点位置からは直接見えない熱交換流路５０２又は断熱層５０４について点線で表示している。
【０１２３】
実施形態３に係る成形金型５００は、成形時には合体した状態で成形製品の形状に対応する形状を有するキャビティを形成可能であり、合体又は離体可能な一組の成形金型５０１（図示せず。）のうちの１の成形金型（内部構造を形成するための成形金型）である。
【０１２４】
成形金型５００は、ｄ２側に温度調節部５０２（熱交換流路）が通っており、温度調節部５０２のｄ１側に断熱層５０４（空気層）が配設されているため、ｄ２側についてのみ強く熱交換することができる。
【０１２５】
実施形態３に係る成形金型５００は、実施形態１に係る成形金型１２０よりも備える金属部材の数が少なく（金属部材５１０，５２０，５３０，５３２）、金属部材の形状もそれぞれ異なるが、細部を見た場合の構成は実施形態１に係る成形金型１２０と同様であるため（図７（ｄ）参照。）、構成及び製造方法に関しての詳細な説明は省略する。
【０１２６】
実施形態３に係る成形金型５００は、細部を見た場合の構成は実施形態１に係る成形金型１２０と同様の構成を有するため、実施形態１に係る成形金型１２０が有する効果をそのまま有する。
【０１２７】
［実施例］
図８は、実施例における接合体１０ａ（全体は図示せず。）を説明するために示す写真である。図８（ａ）は接合体１０ａの断面の拡大光学写真であり、図８（ｂ）は接合体１０ａの断面の電子顕微鏡写真である。図８において示した硬度遷移領域（第１硬度遷移領域１３ａ、第２硬度遷移領域１５ａ、第３硬度遷移領域２１ａ、第４硬度遷移領域２３ａ及び第５高度遷移領域２５ａ）の範囲は概略であり、必ずしも実際の範囲を正確に写し取ったものではない。
【０１２８】
図９は、実施例における接合体１０ａを説明するために示すグラフである。図９のグラフにおいては、縦軸は硬度を表し、横軸は測定ポイントの数を表している。なお、硬度の測定は第１金属部材１２ａ−第３金属部材１６ａ−第２金属部材１４ａ間で、接合面に対する角度を６０°としてマイクロビッカース法で測定した。測定ポイントの間隔は約２４μｍである。なお、図９においては、硬度が定常状態となるはずの部分や硬度が徐々に変化するはずの部分において、硬度の値が乱高下して見えるが、これはマイクロビッカース法による測定誤差がそのまま出ているためである。図９において符号１２ａで示すのは第１金属部材１２ａのみからなる部分の硬度であり、符号１３ａで示すのは第１硬度遷移領域１３ａの部分の硬度であり、符号１６ａで示すのは第３金属部材１６のみからなる部分（つまり、硬度定常領域）の硬度であり、符号１５ａで示すのは第２硬度遷移領域１５ａの部分の硬度であり、符号１４ａで示すのは第２金属部材１４ａのみからなる部分の硬度である。
【０１２９】
実施例においては、実施形態１に係る成形金型１２０と、細部において同様の構成を有する接合体１０ａを製造し、写真による観察と硬度の測定とを行った。なお、実施例においては、第１金属部材１２ａ（ＳＫＤ６１からなる。）、第２金属部材１４ａ（ＳＫＤ６１からなる。）、第３金属部材１６ａ（ＳＵＳ３１６Ｌからなる。）、第４金属部材２０ａ（ＳＫＤ６１からなる。）を用い、実施形態１に係る成形金型１２０の製造方法と同様の方法により接合体１０ａを製造した。なお、第３金属部材１６ａの元々の厚さ寸法は約０．７ｍｍであったが、固相接合工程のときにおける圧力と熱により第３金属部材１６ａがやや潰れたため、最終的な第３金属部材１６ａの厚さ寸法は０．６ｍｍほどになっている。
【０１３０】
実施例においては、硬度の測定は第１金属部材１２ａ−第３金属部材１６ａ−第２金属部材１４ａ間で行ったが、第４金属部材２０ａ−第３金属部材１６ａ間、第４金属部材２０ａ−第１金属部材１２ａ間及び第４金属部材２０ａ−第２金属部材１４ａ間においても、図９に示す第１硬度遷移領域１３ａ及び第２硬度遷移領域１５ａにおける硬度変化の様子と類似した各硬度遷移領域（第３硬度遷移領域、第４硬度遷移領域及び第５硬度遷移領域）の硬度変化の様子がそれぞれ観測されると考えられる。
【０１３１】
実施例での観察と観測の結果、図８及び図９に示すように、本発明に係る成形金型と細部において同様の構成を有する接合体１０ａの構造及び物性を確認することができた。
【０１３２】
なお、現在様々な条件により実験中であるが、本発明に係る成形金型を実際に製造し、アルミニウムダイカスト鋳造を行って耐久性をテストしたところ、１０万ショットを超えても成形金型の破損は見られなかった。
【０１３３】
［実施形態４］
図１０は、実施形態４に係る成形金型６００（全体は図示せず。）の製造方法を説明するために示すフローチャートである。
図１１は、実施形態４に係る成形金型６００を説明するために示す図である。図１１（ａ）は金属部材準備工程Ｓ１１を説明するために示す図であり、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）は接合体形成工程Ｓ１２を説明するために示す図である。なお、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）の各図は、成形金型６００となる部分の一部を示す拡大模式図である。
【０１３４】
実施形態４に係る成形金型６００は、基本的には実施形態１に係る成形金型１２０と同様の構成を有するが、第４金属部材備えない点で実施形態１に係る成形金型１２０の場合とは異なる。なお、実施形態４に係る成形金型６００は、例えば、実施形態１に係る成形金型１２０の製造方法のうち表面切削工程以降の工程を行わないことにより製造することができる。すなわち、実施形態４に係る成形金型６００の製造方法は、図１０及び図１１に示すように、金属部材準備工程Ｓ１１と接合体形成工程Ｓ１２とをこの順序で含む。金属部材準備工程Ｓ１１は実施形態１における金属部材準備工程Ｓ１と、接合体形成工程Ｓ１２は実施形態１における接合体形成工程Ｓ２と基本的に同様の工程であるため、詳細な説明は省略する。
【０１３５】
なお、実施形態４に係る成形金型６００においては、第３金属部材６３０からなる部分が露出している。成形金型６００が、表面の硬度の差があまり問題にならない用途（例えば、比較的低温の環境下で重力鋳造に用いられる成形金型）に用いられるものである場合には、実施形態４に係る成形金型６００のような構成でも十分である。
【０１３６】
実施形態４に係る成形金型６００は、第４金属部材を備えない点が実施形態１に係る成形金型１２０とは異なるが、実施形態１に係る成形金型１２０と同様に、第１金属部材６１０と第２金属部材６２０との間に発生する熱応力が第１硬度遷移領域６１２、第３金属部材６３０及び第２硬度遷移領域６２２の応力を分散するという働きにより効果的に分散されるようになるため、第１金属部材と第２金属部材との間に大きな温度差が発生する条件で使用した場合においても破損し難くすることが可能となる。
【０１３７】
なお、実施形態４に係る成形金型６００は、第４金属部材を備えない点以外は実施形態１に係る成形金型１２０と同様の構成を有するため、実施形態１に係る成形金型１２０が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
【０１３８】
実施形態４に係る成形部材の製造方法は、表面切削工程以降の工程を含まない点が実施形態１に係る成形金型の製造方法とは異なるが、実施形態１に係る成形金型の製造方法と同様に、第１金属部材６１０と第２金属部材６２０との間に発生する熱応力が第１硬度遷移領域６１２、第３金属部材６３０及び第２硬度遷移領域６２２の応力を分散するという働きにより効果的に分散されるようになるため、第１金属部材と第２金属部材との間に大きな温度差が発生する条件で成形金型を使用した場合においても破損し難い成形金型を製造することが可能となる。
【０１３９】
なお、実施形態２に係る成形金型の製造方法は、表面切削工程以降の工程を含まない点以外は実施形態１に係る成形金型の製造方法と同様の方法であるため、実施形態１に係る成形金型の製造方法が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
【０１４０】
以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の様態において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
【０１４１】
（１）上記各実施形態においては、第１金属部材及び第２金属部材として、熱間ダイス鋼であるＳＫＤ６１からなる第１金属部材及び第２金属部材を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。第１金属部材及び第２金属部材としては、製造する金属製品の用途に適合する限り種々の金属材料からなる第１金属部材及び第２金属部材を用いてよく、例えば、ＳＫＤ６１以外の熱間ダイス鋼、熱間ダイス鋼以外の工具鋼、工具鋼以外の鉄鋼、鉄鋼以外の金属等を用いることができる。なお、実施形態１〜３における第４金属部材も同様である。
【０１４２】
（２）上記各実施形態においては、第３金属部材として、オーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３１６Ｌからなる第３金属部材を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。第３金属部材としては、製造する金属製品の用途に適合する限り種々の金属材料からなる第３金属部材を用いてよく、例えば、ＳＵＳ３１６Ｌ以外のステンレス鋼、ステンレス鋼以外の鉄鋼、鉄鋼以外の金属等を用いることができる。
【０１４３】
（３）上記各実施形態においては、接合予定面が平面である場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。接合予定面が互いに密着可能であれば、接合予定面が平面でない場合（例えば、曲面形状、段差形状など。）であってもよい。
【０１４４】
（４）上記実施形態１及び２においては、一組の成形金型のうち１の成形金型のみに本発明を適用した場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、一組の成形金型のうち２以上の成形金型（例えば、実施形態１における上型、実施形態２における下型及び横型）に本発明を適用してもよい。
【０１４５】
（４）上記各実施形態においては、第１金属部材及び第２金属部材として、同一の金属材料からなる第１金属部材及び第２金属部材を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。第１金属部材及び第２金属部材としては、異なる金属材料からなる第１金属部材及び第２金属部材を用いてもよい。
【０１４６】
（５）上記実施形態１においては、第４金属部材として、第１金属部材及び第２金属部材と同一の金属材料からなる第４金属部材を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。第４金属部材としては、第１金属部材又は第２金属部材とは異なる金属材料からなる第４金属部材を用いてもよい。
【符号の説明】
【０１４７】
１００，２００，９００…一組の成形金型、１１０，１２０，２１０，２２０，２３０，２４０，５００，６００，９１０，９２０…成形金型、１２２，２１２，５０２，９１４，９２４…温度調節部、１２４，２１４，２１６，５０４，９１６，９２６…断熱層、１２５…連通孔、１３０，１４０，１５０，１６０，１７０，１７２，１８０，１９０，３００，３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，４００，４０２，４１０，４２０，４３０，４４０，５１０，５２０，５３０，５３２，６１０，６２０，６３０，９１２，９２２…金属部材、１３２，３０２，５１２，６１２，１３ａ…第１硬度遷移領域、１３４，３０４，５１４，２３ａ…第４硬度遷移領域、１４２，３１２，５２２，６２２，１５ａ…第２硬度遷移領域、１４４，３１４，５２４，２５ａ…第５硬度遷移領域、１７４，４０２，５３２，２１ａ…第３硬度遷移領域、１２ａ…第１金属部材、１４ａ…第２金属部材、１６ａ…第３金属部材、２０ａ…第４金属部材
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図２】
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【図８】
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