(57)【要約】【課題】耐久性・耐摩耗性に優れた金型を容易かつ確実に得ることができるハニカム構造体成形用金型の製造方法を提供すること。【解決手段】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とを有するハニカム構造体成形用金型１の製造方法において、スリット溝１３を形成するに当たっては、金型素材１１のスリット溝形成面１３０に硬化処理を施して硬化処理膜２を形成する硬化処理工程を行った後、スリット溝形成面１３０にスリット溝１３を形成するスリット溝形成工程を行う。硬化処理膜２の硬度は、金型素材１１の硬度の１．５倍以上である。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ハニカム構造体成形用金型を製造する方法において、
上記スリット溝を形成するに当たっては、金型素材の少なくともスリット溝形成面に硬化処理を施して硬化処理膜を形成する硬化処理工程を行った後、上記スリット溝形成面に上記スリット溝を形成するスリット溝形成工程を行い、
上記硬化処理膜の硬度は、上記金型素材の硬度の１．５倍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製造方法。
【請求項２】
請求項１において、上記硬化処理工程では、ＰＶＤ、ＣＶＤ、ＤＬＣ、電気メッキ、又は無電解メッキのいずれかの方法を用いて硬化処理を行うことを特徴とするハニカム構造体成形用金型の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記金型素材の硬度は、Ｈｖ５００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製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２において、上記金型素材の硬度は、Ｈｖ５００〜７６０であることを特徴とするハニカム構造体成形用金型の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、上記硬化処理膜の硬度は、Ｈｖ７５０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製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項において、上記硬化処理膜の硬度は、Ｈｖ１５００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製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項において、上記硬化処理膜の厚みは、上記スリット溝の深さの１／１０以下であることを特徴とするハニカム構造体成形用金型の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項において、上記硬化処理膜の厚みは、０．５ｍｍ以下であることを特徴とするハニカム構造体成形用金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体の押出成形に用いられるハニカム構造体成形用金型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の排ガス浄化フィルター等に用いられるセラミック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製造される。
【０００３】
上記金型としては、金型の材料となる金型素材に、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が形成されたものがある。このような金型を用いて材料を繰り返し押出成形すると、材料が金型に接触することによって摩耗が生じる。この金型の摩耗によって、成形するハニカム構造体の寸法精度が低下するという問題が生じる。
【０００４】
上記の問題を解決する方法として、特許文献１では、金型の耐摩耗性を向上させるために、供給穴やスリット溝が形成された金型の表面全体に化学蒸着法（ＣＶＤ）によって耐摩耗材をコーティングする方法が提案されている。しかしながら、供給穴やスリット溝が形成された複雑な形状の金型の表面全体に、耐摩耗材を均一に成膜することは非常に困難である。そのため、金型の耐摩耗性を充分に確保することができないと共に、成形するハニカム構造体の寸法精度が低下してしまうおそれもある。
【０００５】
このようなことから、金型の耐久性・耐摩耗性の向上を容易かつ確実に図ることができるハニカム構造体成形用金型の製造方法が求められている。
【０００６】
【特許文献１】特平５−２６９７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、耐久性・耐摩耗性に優れた金型を容易かつ確実に得ることができるハニカム構造体成形用金型の製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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ハニカム構造体成形用金型を製造する方法において、
上記スリット溝を形成するに当たっては、金型素材の少なくともスリット溝形成面に硬化処理を施して硬化処理膜を形成する硬化処理工程を行った後、上記スリット溝形成面に上記スリット溝を形成するスリット溝形成工程を行い、
上記硬化処理膜の硬度は、上記金型素材の硬度の１．５倍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製造方法にある（請求項１）。
【０００９】
本発明のハニカム構造体成形用金型の製造方法において、上記スリット溝を形成するに当たっては、上記硬化処理工程を行った後、上記スリット溝形成工程を行う。すなわち、上記スリット溝を加工する前に、少なくとも上記スリット溝形成面に予め硬化処理を施しておき、その後、硬化処理を施した上記スリット溝形成面に上記スリット溝を形成する。そのため、従来のように上記スリット溝加工後の複雑な形状の上記スリット溝形成面に対して硬化処理を施すのではなく、上記スリット溝加工前の段階の平易な形状の上記スリット溝形成面に対して硬化処理を施すことになる。これにより、耐久性・耐摩耗性を向上させるための硬化処理を精度よく、容易に行うことができると共に、上記硬化処理膜を上記スリット溝形成面に均一に成膜することができる。
【００１０】
また、上記硬化処理工程では、少なくとも上記スリット溝形成面に硬化処理を施し、上記硬化処理膜を形成する。上記スリット溝形成面は、ハニカム構造体成形時において、上記スリット溝から材料が押し出される面となる。つまり、上記スリット溝形成面は、成形するハニカム構造体の成形性・寸法精度を左右する重要な部分であり、材料との接触による摩耗が特に激しい部分である。このような部分に硬化処理を施し、均一な上記硬化処理膜を形成することにより、上記金型の耐久性・耐摩耗性を効果的に向上させることができる。また、成形するハニカム構造体の成形性・寸法精度を充分に確保することができる。
また、上記スリット溝形成面に形成する上記硬化処理膜の硬度は、上記金型素材の硬度の１．５倍以上である。これにより、上記硬化処理膜によって、上記金型の耐久性・耐摩耗性の向上を充分に図ることができる。
【００１１】
このように、本発明の製造方法によれば、耐久性・耐摩耗性に優れたハニカム構造体成形用金型を容易かつ確実に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明においては、上記硬化処理膜の硬度が上記金型素材の硬度の１．５倍未満の場合には、上記硬化処理膜によって上記金型の耐久性・耐摩耗性を向上させる効果を充分に発揮することができないおそれがある。
また、上記スリット溝形成工程における上記スリット溝の加工は、ダイヤモンド等を付着させた極薄のカッターを用いて加工するスライシング加工等の方法を用いることができる。
【００１３】
また、上記金型素材としては、ＳＫＨ（高速度工具鋼）、ＳＫＤ（合金工具鋼）、ステンレス、アルミニウム合金、チタン、インコネル、ハステロイド、ステライト、超硬合金、サーメット等の金属又はそれに類する素材を用いることができる。これにより、上記金型素材に上記硬化処理膜を容易かつ確実に形成することができる。
【００１４】
また、上記硬化処理工程では、ＰＶＤ、ＣＶＤ、ＤＬＣ、電気メッキ、又は無電解メッキのいずれかの方法を用いて硬化処理を行うことが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記硬化処理膜を精度よく形成することができると共に、上記金型の耐久性・耐摩耗性の向上を確実に図ることができる。なお、硬化処理の方法としては、上記以外の方法を用いることもできる。また、ＰＶＤ及びＣＶＤの両方の処理を行う等、複数の硬化処理を組み合わせた複合処理を行うこともできる。
【００１５】
また、上記硬化処理のうち、ＰＶＤ処理は、非常に成膜精度が高い。そのため、上記硬化処理膜をより一層精度高く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、上記硬化処理膜を効率よく形成することができる。
また、ＣＶＤ処理は、上記金型素材に対する上記硬化処理膜の密着性を高めることができる。そのため、上記硬化処理膜の耐久性をより一層優れたものにすることができる。
また、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）処理は、非常に高い硬度を有するＤＬＣ膜を形成するものである。そのため、上記硬化処理膜の耐摩耗性をより一層優れたものにすることができる。
【００１６】
また、上記金型素材の硬度は、Ｈｖ５００以上であることが好ましい（請求項３）。
上記金型素材の硬度がＨｖ５００未満の場合には、上記金型素材の硬度を充分に確保することができないため、上記金型素材に変形等が生じるおそれがある。また、これを起点にして、形成された上記硬化処理膜の損傷・剥離等の不具合が発生するおそれがある。
なお、硬度がＨｖ５００以上とは、およそ４０ＨＲＣ以上に相当する。
【００１７】
そのため、上記金型素材の硬度は、Ｈｖ５００〜７６０であることがより好ましい（請求項４）。
この場合には、上記金型素材の硬度を充分に確保することができる。これにより、上記金型素材の変形等を抑制することができると共に、上記供給穴及びスリット溝を問題なく加工することができる。
なお、硬度がＨｖ５００〜７６０とは、およそ４０〜７０ＨＲＣに相当する。
【００１８】
また、上記硬化処理膜の硬度は、Ｈｖ７５０以上であることが好ましい（請求項５）。
上記硬化処理膜の硬度がＨｖ７５０未満の場合には、上記硬化処理膜の硬度を充分に確保することができず、上記金型の耐久性・耐摩耗性の向上を充分に図ることができないおそれがある。
【００１９】
そのため、上記硬化処理膜の硬度は、Ｈｖ１５００以上であることがより好ましい（請求項６）。
この場合には、上記硬化処理膜の硬度を充分に確保することができ、上記金型の耐久性・耐摩耗性の向上をより一層図ることができる。
【００２０】
また、上記硬化処理膜の厚みは、上記スリット溝の深さの１／１０以下であることが好ましい（請求項７）。
上記硬化処理膜の厚みが上記スリット溝の深さの１／１０を超える場合には、上記金型を用いて材料を成形する際に成形圧力が高くなり、成形速度が低下したり、上記金型が破損したりするおそれがある。
【００２１】
また、上記硬化処理膜の厚みは、０．５ｍｍ以下であることが好ましい（請求項８）。
上記硬化処理膜の厚みが０．５ｍｍを超える場合には、上記硬化処理膜の成膜精度が低下し、厚み変動が大きくなるおそれがある。また、上記硬化処理膜の結晶が異常に成長し、上記金型素材から剥離してしまうおそれがある。
【実施例】
【００２２】
（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の製造方法について、図を用いて説明する。
本例の製造方法により製造するハニカム構造体成形用金型１（以下、適宜、単に金型１という）は、図５、図６に示すごとく、例えば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。
【００２３】
本例では、この金型１の製造方法において、スリット溝１３を形成するに当たっては、金型素材１１のスリット溝形成面１３０に硬化処理を施して硬化処理膜２を形成する硬化処理工程を行った後、スリット溝１３を形成するスリット溝形成工程を行う。そして、硬化処理膜２の硬度は、金型素材１１の硬度の１．５倍以上である。
以下、これを詳説する。
【００２４】
＜準備工程＞
金型１を製造するに当たっては、図１に示すごとく、まず金型１の材料となる金型素材１１を準備する準備工程を行う。金型素材１１は、同図に示すごとく、供給穴１２を形成する面である供給穴形成面１２０と、スリット溝１３を形成する面であるスリット溝形成面１３０とを有している。なお、本例の金型素材１１としては、ＳＫＤ（合金工具鋼）材よりなる２００×２００×２０ｍｍの金属板を用いた。金型素材１１の硬度は、Ｈｖ５００である。
【００２５】
＜硬化処理工程＞
次いで、図２、図３に示すごとく、この金型素材１１のスリット溝形成面１３０に、硬化処理を施して硬化処理膜２を形成する硬化処理工程を行う。本例では、硬化処理としてＣＶＤ処理を行った。また、ＣＶＤ処理は、ＣＶＤ装置を用いて行った。
以下に、本工程について詳しく説明する。
【００２６】
ＣＶＤ処理に用いるＣＶＤ装置４は、図３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処理を行う金型素材１１を載置するための載置台４３が設けられている。
【００２７】
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。なお、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を用いる。
【００２８】
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。
【００２９】
そして、上述のＣＶＤ装置４を用いてＣＶＤ処理を行う硬化処理工程では、まず金型素材１１の供給穴形成面１２０にマスキングを行う。具体的には、図２に示すごとく、供給穴形成面１２０にグラファイトよりなるマスキングプレート３１を被せる。そして、金型素材１１とマスキングプレート３１をＣＶＤ用治具３２１によって締結し、固定する。これにより、金型素材１１の供給穴形成面１２０側をマスキングする。
【００３０】
次いで、図３に示すごとく、金型素材１１を固定したＣＶＤ用治具３２２を載置台４３の上にセットする。このとき、金型素材１１のスリット溝形成面１３０に反応ガスが接触しやすいように、金型素材１１のスリット溝形成面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する。そして、反応器４２内を９００〜１０００℃に加熱する。そして、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内に供給する。
【００３１】
次いで、同図に示すごとく、高温に加熱された金型素材１１と反応器４２内を循環する反応ガスとが接触し、金型素材１１のスリット溝形成面１３０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）は、スリット溝形成面１３０上に成膜される。
【００３２】
次いで、反応器４２内を冷却し、反応器４２内からＣＶＤ用治具３２１を取り出した後、ＣＶＤ用治具３２１の締結を解除する。
これにより、図４に示すごとく、スリット溝形成面１３０の表面に硬化処理膜２が形成された金型素材１１を得る。本例の硬化処理膜２は、ＴｉＣ層、ＴｉＣＮ層、及びＴｉＮ層の３層で構成されている。
【００３３】
＜供給穴形成工程＞
次いで、図６に示すごとく、金型素材１１の供給穴形成面１２０に、所定深さの供給穴２を形成する供給穴形成工程を行う。本例では、超硬ドリルを用いて供給穴１２を加工した。
【００３４】
＜スリット溝形成工程＞
次いで、図５、図６に示すごとく、金型素材１１のスリット溝形成面１３０に、供給穴１２に連通するようにスリット溝１３を形成するスリット溝形成工程を行う。本例では、周囲よりも突出するように円形状に加工したスリット溝形成面１３０に、四角形格子状のスリット溝１３をスライシング加工（ダイヤモンド等を付着させた極薄のカッターを用いて加工する方法）により形成した。このとき、硬化処理膜２部分の加工は、カッターの送り速度を金型素材１１部分の加工時の１／２にして行った。
以上により、ハニカム構造体成形用金型１を得る。
【００３５】
金型１は、図５、図６に示すごとく、供給穴形成面１２０に形成された供給穴１２と、スリット溝形成面１３０に形成されたスリット溝１３とを有する。そして、スリット溝形成面１３０には、硬化処理膜２が形成されている。
また、図７に示すごとく、本例のスリット溝１３の溝深さＤは５ｍｍ、溝幅Ｗは１４０μｍである。また、硬化処理膜２の硬度はＨｖ２０００であり、金型素材１１の硬度の約４倍である。また、硬化処理膜２の膜厚Ｓは３μｍであり、スリット溝１３の溝深さＤの１／１０以下である。
【００３６】
また、図８は、本例の金型１における距離Ｌ（ｍｍ）と膜厚Ｓ（μｍ）との関係を示したものである。ここで、距離Ｌは、図７に示すごとく、スリット溝１３の内側面１３１からの距離であり、膜厚Ｓは、同図に示すごとく、スリット溝形成面１３０に成膜した硬化処理膜２の膜厚である。
図８から知られるように、スリット溝形成面１３０には、膜厚３μｍの均一な硬化処理膜２が形成されている。
【００３７】
次に、本例の製造方法における作用効果について説明する。
本例のハニカム構造体成形用金型１の製造方法において、スリット溝１３を形成するに当たっては、硬化処理工程を行った後、スリット溝形成工程を行う。すなわち、スリット溝１３を加工する前に、スリット溝形成面１３０に予め硬化処理を施しておき、その後、硬化処理を施したスリット溝形成面１３０にスリット溝１３を形成する。そのため、従来のようにスリット溝１３加工後の複雑な形状のスリット溝形成面１３０に対して硬化処理を施すのではなく、スリット溝１３加工前の段階の平易な形状のスリット溝形成面１３０に対して硬化処理を施すことになる。これにより、耐久性・耐摩耗性を向上させるための硬化処理を容易に、精度高く行うことができると共に、硬化処理膜２をスリット溝形成面１３０に均一に成膜することができる。
【００３８】
また、硬化処理工程では、スリット溝形成面１３０に硬化処理を施し、硬化処理膜２を形成する。スリット溝形成面１３０は、ハニカム構造体成形時において、スリット溝１３から材料が押し出される面となる。つまり、スリット溝形成面１３０は、成形するハニカム構造体の成形性・寸法精度を左右する重要な部分であり、材料との接触による摩耗が特に激しい部分である。このような部分に硬化処理を施し、均一な硬化処理膜２を形成することにより、金型１の耐久性・耐摩耗性を効果的に向上させることができる。また、成形するハニカム構造体の成形性・寸法精度を充分に確保することができる。
また、スリット溝形成面１３０に形成する硬化処理膜２の硬度は、金型素材１１の硬度の１．５倍以上である。これにより、硬化処理膜２によって、金型１の耐久性・耐摩耗性の向上を充分に図ることができる。
【００３９】
また、本例では、硬化処理工程における硬化処理としてＣＶＤ処理を行った。ＣＶＤ処理は、硬化処理膜２の金型素材１１に対する密着性を高めることができる。そのため、硬化処理膜２の耐久性をより一層優れたものにすることができる。
また、硬化処理膜２の硬度は、Ｈｖ１５００以上である。そのため、硬化処理膜２の硬度を充分に確保することができ、金型１の耐久性・耐摩耗性の向上をより一層図ることができる。
【００４０】
このように、本例の製造方法によれば、ハニカム構造体成形用金型１の耐久性・耐摩耗性を向上させるための硬化処理を容易に、精度高く行うことができる。また、得られるハニカム構造体成形用金型１は、耐久性・耐摩耗性に優れたものとなる。
【００４１】
なお、本例では、硬化処理工程において、図２に示すごとく、金型素材１１の供給穴形成面１２０側をマスキングプレート３１によってマスキングしてからＣＶＤ処理を行ったが、図９に示すごとく、マスキングをせずにＣＶＤ処理を行うこともできる。
この場合には、硬化処理工程後、供給穴形成面１２０及びスリット溝形成面１３０の両面に硬化処理膜２が形成される。そのため、供給穴形成工程では、供給穴形成面１２０に形成された硬化処理膜２部分を加工する際に、超硬ドリルの送り速度を金型素材１１加工時よりも遅くすることによって、供給穴１２の加工を問題なく行うことができる。また、供給穴形成面１２０に形成された硬化処理膜２を平面研削等によって除去した後、供給穴１２を加工することもできる。
【００４２】
また、本例では、硬化処理工程を行った後に供給穴１２を形成したが、硬化処理工程前に、予め供給穴１２を形成しておくこともできる。すなわち、本例の製造方法は、準備工程、供給穴形成工程を行った後、硬化処理工程、スリット溝形成工程を行う構成とすることもできる。この場合には、本例と同様に、優れた耐久性・耐摩耗性を有する金型１を得ることができる。また、硬化処理工程において、供給穴形成面１２０にマスキングをしない場合には、供給穴１２が形成された供給穴形成面１２０に硬化処理膜２が形成されるが、金型１の耐久性・耐摩耗性に問題はない。また、成形するハニカム構造体の成形性・寸法精度についても影響はない。
【００４３】
（実施例２）
本例は、本発明のハニカム構造体成形用金型１の製造方法において、硬化処理工程における硬化処理としてＰＶＤ処理を行った例である。
本例では、硬化処理工程において、金型素材１１のスリット溝形成面１３０に、ＰＶＤ処理を行う。また、ＰＶＤ処理は、ＰＶＤ装置を用いて行う。以下に詳しく説明する。
【００４４】
ＰＶＤ処理に用いるＰＶＤ装置５は、図１１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。なお、本例では、金属ターゲット５２を構成する材料としては、Ｃｒ及びＴｉを用いた。
【００４５】
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）。
【００４６】
そして、上述のＰＶＤ装置５を用いてＰＶＤ処理を行う硬化処理工程では、まず金型素材１１の供給穴形成面１２０にマスキングを行う。具体的には、図１０に示すごとく、供給穴形成面１２０にグラファイトよりなるマスキングプレート３１を被せる。そして、金型素材１１とマスキングプレート３１をＰＶＤ用治具３２２によって締結し、固定する。これにより、金型素材１１の供給穴形成面１２０側をマスキングする。
【００４７】
次いで、図１１に示すごとく、金型素材１１を固定したＰＶＤ用治具３２２を、回転台５４の上にセットする。このとき、金型素材１１のスリット溝形成面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する。そして、反応器５１内を真空状態にした後、加熱する。なお、反応器５１内の真空度は１×１０-6Ｔｏｒｒであり、加熱温度は５００℃である。そして、ガス供給口５５１から、反応ガスとしてのＮ2を反応器５１内に供給する。
【００４８】
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る。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。
【００４９】
一方、バイアス電源から回転台５４を介してＰＶＤ用治具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。そして、反応ガス（Ｎ2）粒子と共に、成膜材料（本例では、ＣｒＮ、ＴｉＮ）となって金型素材１１のスリット溝形成面１３０に衝突し、堆積成膜する。なお、本例では、回転台５４を回転させながらＰＶＤ処理を行うため、均一に成膜することができる。
【００５０】
次いで、反応器５１内を冷却後、大気状態に戻す。そして、反応器５１内からＰＶＤ用治具３２２を取り出し、ＰＶＤ用治具３２２の締結を解除する。
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。これにより、スリット溝形成面１３０の表面に硬化処理膜２が形成された金型素材１１を得る。本例の硬化処理膜２は、ＣｒＮ層及びＴｉＮ層の２層で構成されている。
その他は、実施例１と同様の工程を行い、ハニカム構造体成形用金型１を得る。
【００５１】
本例のハニカム構造体成形用金型１は、実施例１と同様に、スリット溝形成面１３０に硬化処理膜２が形成されている（図５〜図７参照）。
なお、硬化処理膜２の硬度はＨｖ２０００であり、金型素材１１の硬度の約４倍である。また、硬化処理膜２の膜厚Ｓは１．８μｍであり、スリット溝１３の溝深さＤ（＝５ｍｍ）の１／１０以下である。
【００５２】
また、図１２は、本例の金型１における距離Ｌ（ｍｍ）と膜厚Ｓ（μｍ）との関係を示したものである。同図から知られるように、スリット溝形成面１３０には、膜厚１．８μｍの均一な硬化処理膜２が形成されている。
その他は、実施例１と同様の構成である。
【００５３】
本例の製造方法では、実施例１と同様に、耐久性・耐摩耗性に優れたハニカム構造体成形用金型１を得ることができる。
また、本例では、硬化処理工程における硬化処理としてＰＶＤ処理を行った。ＰＶＤ処理は、非常に成膜精度が高い。そのため、硬化処理膜２をより一層精度高く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、硬化処理膜２を効率よく形成することができる。
その他は、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５４】
なお、本例では、硬化処理工程において、図１０に示すごとく、金型素材１１の供給穴形成面１２０側をマスキングプレート３１によってマスキングしてからＰＶＤ処理を行ったが、図１３に示すごとく、マスキングをせずにＰＶＤ処理を行うこともできる。
この場合には、硬化処理工程後、供給穴形成面１２０及びスリット溝形成面１３０の両面に硬化処理膜２が形成されるが、実施例１と同様に、供給穴１２を問題なく加工することができる。
【００５５】
また、本例では、硬化処理工程を行った後に供給穴１２を形成したが、硬化処理工程前に、予め供給穴１２を形成しておくこともできる。すなわち、本例の製造方法は、準備工程、供給穴形成工程を行った後、硬化処理工程、スリット溝形成工程を行う構成とすることもできる。
【００５６】
（実施例３）
本例は、本発明のハニカム構造体成形用金型１の製造方法において、硬化処理工程における硬化処理としてＣＶＤ処理及びＰＶＤ処理の両方を行った例である。
本例では、硬化処理工程において、金型素材１１のスリット溝形成面１３０に、ＣＶＤ処理を行い、さらにその上にＰＶＤ処理を行う。ＣＶＤ処理は、実施例１と同様の手順で行う。また、ＰＶＤ処理は、実施例２と同様の手順で行う。
その他は、実施例１と同様の工程を行い、ハニカム構造体成形用金型１を得る。
【００５７】
本例のハニカム構造体成形用金型１は、図１４に示すごとく、スリット溝形成面１３０に硬化処理膜２が形成されており、硬化処理膜２は、ＣＶＤ処理により成膜されたＣＶＤ膜２１とＰＶＤ処理により成膜されたＰＶＤ膜との２層で構成されている。
なお、本例のＣＶＤ膜２１の膜厚は１．８μｍ、ＰＶＤ膜２２の膜厚は１．８μｍである。また、硬化処理膜２全体としての膜厚Ｓは３．６μｍであり、スリット溝１３の溝深さＤ（＝５ｍｍ）の１／１０以下である。
【００５８】
また、図１５は、本例の金型１における距離Ｌ（ｍｍ）と膜厚Ｓ（μｍ）との関係を示したものである。同図から知られるように、スリット溝形成面１３０には、膜厚３．６μｍの均一な硬化処理膜２が形成されている。
その他は、実施例１と同様の構成である。
【００５９】
本例の製造方法では、下地としてＣＶＤ処理によるＣＶＤ膜２１を形成することにより、ＰＶＤ処理のみを行って硬化処理膜２を形成した場合に比べて、硬化処理膜２の密着性を向上させることができる。
その他は、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００６０】
（実施例４）
本例では、実施例１〜３において得られたハニカム構造体成形用金型１を用いてハニカム構造体を繰り返し成形し、金型の寿命を評価した。
本発明品としては、ＣＶＤ処理を施した実施例１の金型１（本発明品Ｅ１）、ＰＶＤ処理を施した実施例２の金型１（本発明品Ｅ２）、ＣＶＤ処理及びＰＶＤ処理の両方を施した実施例３の金型１（本発明品Ｅ３）の３種類を準備した。また、何の処理も施していない金型を比較品Ｃとして準備した。いずれの金型も、スリット溝１３の初期の溝幅は１４０μｍである。
【００６１】
次に、金型の寿命の評価方法を説明する。
本発明品Ｅ１〜Ｅ３のハニカム構造体成形用金型１を用いて、コージェライト用セラミックス原料を含む材料を押出成形し、直径１００ｍｍ、長さ９０ｍｍの円筒形状のハニカム構造体を成形する。この作業を繰り返し行い、スリット溝１３の溝幅が１５０μｍ以上となった時点で金型の寿命とする。比較品Ｃについても同様に行う。そして、金型の寿命となるまでのハニカム構造体の生産数を測定する。なお、本例では、比較品Ｃの生産数を生産比率１として、本発明品Ｅ１〜Ｅ３の生産比率を算出した。
【００６２】
次に、金型の寿命の評価結果を図１６に示す。
同図から知られるように、ＣＶＤ処理を施した本発明品Ｅ１は、未処理の比較品Ｃに比べて生産比率が３倍となった。また、ＰＶＤ処理を施した本発明品Ｅ２は、同じく生産比率が２倍となった。また、ＣＶＤ処理及びＰＶＤ処理の両方を施した本発明品Ｅ３は、硬化処理を組み合わせることにより、同じく生産比率が３倍となった。すなわち、本発明品Ｅ１〜Ｅ３は、非常に優れた耐久性・耐摩耗性を有しており、金型の寿命が向上したことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施例１における、金型素材を示す説明図。
【図２】実施例１における、金型素材をＣＶＤ用治具に固定した状態を示す説明図。
【図３】実施例１における、ＣＶＤ装置の構成を示す説明図。
【図４】実施例１における、硬化処理を施した金型素材を示す説明図。
【図５】実施例１における、ハニカム構造体成形用金型の構造を示す平面図。
【図６】実施例１における、ハニカム構造体成形用金型の構造を示す断面図。
【図７】実施例１における、スリット溝形成面周辺を示す断面拡大図。
【図８】実施例１における、距離Ｌと膜厚Ｓとの関係を示す説明図。
【図９】実施例１における、金型素材をＣＶＤ用治具に固定した状態を示す説明図。
【図１０】実施例２における、金型素材をＰＶＤ用治具に固定した状態を示す説明図。
【図１１】実施例２における、ＰＶＤ装置の構成を示す説明図。
【図１２】実施例２における、距離Ｌと膜厚Ｓとの関係を示す説明図。
【図１３】実施例２における、金型素材をＰＶＤ用治具に固定した状態を示す説明図。
【図１４】実施例３における、スリット溝形成面周辺を示す断面拡大図。
【図１５】実施例３における、距離Ｌと膜厚Ｓとの関係を示す説明図。
【図１６】実施例４における、金型の寿命の評価結果を示す説明図。
【符号の説明】
【００６４】
１  ハニカム構造体成形用金型
１１  金型素材
１２  供給穴
１３  スリット溝
１３０  スリット溝形成面
２  硬化処理膜
【図１】
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【図２】
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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８】
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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１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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