(57)【要約】【課題】耐久性・耐摩耗性に優れ、成形性・寸法精度の高いハニカム構造体成形用金型の製造方法及び再生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と材料をハニカム形状に成形するためのスリット溝１３とを有する金型本体１１を備え、スリット溝１３は、溝幅が他の通常のスリット溝１３よりも幅広の幅広スリット溝１３ａを含んでいるハニカム構造体成形用金型の製造方法は、金型本体１１の穴形成面に供給穴を形成する穴加工工程と、金型本体１１の溝形成面１３０にスリット溝１３を形成する溝加工工程と、スリット溝１３の溝幅をウォータージェット６０により拡大して幅広スリット溝１３ａを形成する溝幅拡大工程と、少なくとも、金型本体１１における溝形成面１３０とスリット溝１３の内側面とが交わって形成される角部に、表面硬化膜を形成する成膜工程とを有する。【選択図】図４
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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金型本体を備え、上記スリット溝は、溝幅が他の通常の上記スリット溝よりも幅広の幅広スリット溝を含んでいるハニカム構造体成形用金型を製造する方法であって、
上記金型本体の穴形成面に上記供給穴を形成する穴加工工程と、
上記金型本体の上記穴形成面とは反対側の面である溝形成面に上記スリット溝を形成する溝加工工程と、
上記スリット溝の溝幅をウォータージェットにより拡大して上記幅広スリット溝を形成する溝幅拡大工程と、
少なくとも、上記金型本体における上記溝形成面と上記スリット溝の内側面とが交わって形成される角部に、表面硬化膜を形成する成膜工程とを有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、上記成膜工程では、少なくとも、上記金型本体における上記溝形成面と上記スリット溝の内側面とが交わって形成される角部を含む上記スリット溝の内側面全面に、上記表面硬化膜を形成す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３】
請求項１又は２において、上記成膜工程では、ＰＶＤ、ＣＶＤ又はＤＬＣのいずれかの処理方法を用いて上記表面硬化膜を形成す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１〜３のいずれか１項において、上記溝幅拡大工程では、上記溝形成面における上記スリット溝が形成されている領域の外周端から内方へ１〜３セル分の領域に存在する上記スリット溝の溝幅を拡大す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、上記幅広スリット溝の溝幅は、他の通常の上記スリット溝の溝幅の１．１〜１．５倍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１〜５のいずれか１項に記載のハニカム構造体成形用金型の製造方法により製造してなるハニカム構造体成形用金型を使用後、再生する方法であって、
使用による摩耗が上記表面硬化膜を超えて上記金型本体に達する前に、摩耗せずに残った上記表面硬化膜すべてを除去する除膜工程と、
少なくとも、上記金型本体における上記溝形成面と上記スリット溝の内側面とが交わって形成される角部に、再び上記表面硬化膜を形成する再成膜工程とを有するハニカム構造体成形用金型の再生方法。
【請求項７】
請求項６において、上記再成膜工程では、少なくとも、上記金型本体における上記溝形成面と上記スリット溝の内側面とが交わって形成される角部を含む上記スリット溝の内側面全面に、上記表面硬化膜を形成することを特徴とするハニカム構造体成形用金型の再生方法。
【請求項８】
請求項６又は７において、上記再成膜工程では、ＰＶＤ、ＣＶＤ又はＤＬＣのいずれかの処理方法を用いて上記表面硬化膜を形成することを特徴とするハニカム構造体成形用金型の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体を押出成形するためのハニカム構造体成形用金型の製造方法及び再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の内燃機関から排出される排ガスを浄化するための排ガス浄化フィルター等に用いられるものとして、ハニカム状のセル壁と該セル壁に囲まれたセルとを有するセラミックス製のハニカム構造体が知られている。ハニカム構造体は、一般的に、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。
上記金型としては、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を有するものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
上記金型により製造される上記ハニカム構造体は、内燃機関の排気管等に組み付けて保持するため、基材強度を充分に確保しなければならない。この対策として、上記ハニカム構造体における一部の領域のセル壁の厚みを大きくすることにより、基材強度を高める方法がある。このようなハニカム構造体を作製するためには、予め上記金型における一部の領域のスリット溝の溝幅を広くしておく必要がある。
【０００４】
従来から、上記金型のスリット溝の溝幅を拡大する方法が提案されている。例えば、上記金型においてスリット溝の溝幅を拡大しない領域にマスキングをし、溝幅を拡大する領域のスリット溝に流体研磨材を流して流体研磨を行い、スリット溝の溝幅を拡大する方法がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２６９７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のように、流体研磨材を用いた流体研磨によってスリット溝の溝幅を拡大する方法では、次のような問題がある。
すなわち、流体研磨材は、スリット溝に均一に流すことが困難である。そのため、スリット溝の内側面に偏った磨耗が生じ、スリット溝の開口部付近の溝幅が偏って広がったりする、いわゆる偏摩耗が生じる。これにより、成形するハニカム構造体のセル壁にヨレ等が生じる。
【０００７】
また、上記以外にも、流体研磨材の調整が必要であったり、ハニカム構造体の成形性を確認しながら流体研磨を繰り返し行わなければならなかったりするという問題がある。また、流体研磨材は、温度によって粘度が大きく変化するため、流動状態を一定に保つことが困難であり、均一に研磨することができないという問題もある。
【０００８】
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、成形性・寸法精度の高いハニカム構造体成形用金型の製造方法及び再生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】
【０００９】
第１の発明は、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金型本体を備え、上記スリット溝は、溝幅が他の通常の上記スリット溝よりも幅広の幅広スリット溝を含んでいるハニカム構造体成形用金型を製造する方法であって、
上記金型本体の穴形成面に上記供給穴を形成する穴加工工程と、
上記金型本体の上記穴形成面とは反対側の面である溝形成面に上記スリット溝を形成する溝加工工程と、
上記スリット溝の溝幅をウォータージェットにより拡大して上記幅広スリット溝を形成する溝幅拡大工程と、
少なくとも、上記金型本体における上記溝形成面と上記スリット溝の内側面とが交わって形成される角部に、表面硬化膜を形成する成膜工程とを有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）。
【００１０】
本発明では、上記溝加工工程において、上記金型本体の上記溝形成面に上記スリット溝を形成した後、上記溝幅拡大工程において、上記スリット溝の溝幅をウォータージェットにより拡大して上記幅広スリット溝を形成する。すなわち、ウォータージェットを用いて上記スリット溝の溝幅を拡大することにより、従来のように流体研磨等を用いて上記スリット溝の溝幅を拡大する場合に比べて、所望の領域の上記スリット溝の溝幅を精度良く確実に拡大することができる。
【００１１】
そのため、上記金型における所望の領域に、溝幅が他の通常の上記スリット溝よりも幅広の上記幅広スリット溝を精度良く形成することができる。これにより、上記金型を用いて成形されるハニカム構造体における所望の領域のセル壁の厚みを大きくすることができる。それ故、ハニカム構造体の基材強度を高めることができ、組み付け時や使用時における外部応力等に対する耐久性を向上させることができる。
【００１２】
また、上記成膜工程において、少なくとも、上記金型本体における上記溝形成面と上記スリット溝の内側面とが交わって形成される角部に、表面硬化膜を形成する。すなわち、材料が押し出される部分であり、成形するハニカム構造体の成形性・寸法精度を左右する上記角部に、上記表面硬化膜を形成する。そのため、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、これにより、成形するハニカム構造体の成形性・寸法精度を高めることができる。
【００１３】
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、成形性・寸法精度の高いハニカム構造体成形用金型を得ることができる。
【００１４】
第２の発明は、上記第１の発明のハニカム構造体成形用金型の製造方法により製造してなるハニカム構造体成形用金型を使用後、再生する方法であって、
使用による摩耗が上記表面硬化膜を超えて上記金型本体に達する前に、摩耗せずに残った上記表面硬化膜すべてを除去する除膜工程と、
少なくとも、上記金型本体における上記溝形成面と上記スリット溝の内側面とが交わって形成される角部に、再び上記表面硬化膜を形成する再成膜工程とを有するハニカム構造体成形用金型の再生方法にある（請求項６）。
【００１５】
本発明では、上記除膜工程において、使用による摩耗が上記表面硬化膜を超えて上記金型本体に達する前に、摩耗せずに残った上記表面硬化膜すべてを除去する。そのため、少なくとも上記表面硬化膜を設けていた部分、すなわち、材料が押し出される部分であり、成形するハニカム構造体の成形性・寸法精度を左右する上記角部については、上記表面硬化膜を設ける前の状態に戻すことができる。
【００１６】
そして、上記再成膜工程において、少なくとも、上記金型本体における上記溝形成面と上記スリット溝の内側面とが交わって形成される上記角部に、再び上記表面硬化膜を形成する。これにより、耐久性・耐摩耗性に優れ、成形性・寸法精度が高いという上記第１の発明の金型が有する性能を低下させることなく、その金型の使用前の状態とほぼ同様の金型として再生することができる。
【００１７】
このように、本発明によれば、使用後のハニカム構造体成形用金型を、耐久性・耐摩耗性に優れ、成形性・寸法精度の高い、ほぼ新品同様の金型として再生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
上記第１の発明において、上記成膜工程では、少なくとも、上記金型本体における上記溝形成面と上記スリット溝の内側面とが交わって形成される角部を含む上記スリット溝の内側面全面に、上記表面硬化膜を形成することが好ましい（請求項２）。
この場合には、より一層耐久性・耐摩耗性に優れた金型を得ることができる。
【００１９】
また、上記成膜工程では、ＰＶＤ、ＣＶＤ又はＤＬＣのいずれかの処理方法を用いて上記表面硬化膜を形成することが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記表面硬化膜を精度良く形成することができ、耐久性・耐摩耗性に優れた金型を得ることができる。
なお、上記表面硬化膜の形成方法としては、ＰＶＤ処理及びＣＶＤ処理の両方の処理を行う等、複数の処理を組み合わせた複合処理を用いることもできる。また、上記以外の処理方法を用いることもできる。
【００２０】
また、上記の処理方法のうち、ＰＶＤ処理は、非常に成膜精度が高い。そのため、上記表面硬化膜をより一層高い精度で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、上記表面硬化膜を効率よく形成することができる。
また、ＣＶＤ処理は、上記表面硬化膜の母材（金型本体）に対する密着性を高めることができる。そのため、上記表面硬化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、上記表面硬化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。
【００２１】
また、上記溝幅拡大工程では、上記溝形成面における上記スリット溝が形成されている領域の外周端から内方へ１〜３セル分の領域に存在する上記スリット溝の溝幅を拡大することが好ましい（請求項４）。
この場合には、上記金型を用いて成形されるハニカム構造体の外周部におけるセル壁の厚みを大きくすることができる。そのため、ハニカム構造体の基材強度を充分に高めることができ、特に外部応力に対する耐久性をより一層向上させることができる。
なお、ここでいうセルとは、ハニカム構造体のセル壁に囲まれた単位領域（単位セル）のことである。上記金型においては、上記スリット溝に囲まれた単位領域に当たる。
【００２２】
また、上記幅広スリット溝の溝幅は、他の通常の上記スリット溝の溝幅の１．１〜１．５倍であることが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記金型を用いて成形されるハニカム構造体の基材強度を充分に高めることができ、組み付け時や使用時における外部応力等に対する耐久性を確実に向上させることができる。
【００２３】
なお、上記幅広スリット溝の溝幅が他の通常の上記スリット溝の溝幅の１．１倍未満の場合には、上記金型を用いて成形されるハニカム構造体の基材強度を充分に高めることができないおそれがある。一方、１．５倍を超える場合には、上記金型を用いて成形されるハニカム構造体のセル壁にヨレ等が生じ、基材強度が低下するおそれがある。
【００２４】
上記第２の発明において、上記除膜工程では、公知の様々な方法、例えばリン酸等を用いて上記表面硬化膜を除去することができる。
【００２５】
また、上記再成膜工程では、少なくとも、上記金型本体における上記溝形成面と上記スリット溝の内側面とが交わって形成される角部を含む上記スリット溝の内側面全面に、上記表面硬化膜を形成することが好ましい（請求項７）。
この場合には、より一層耐久性・耐摩耗性に優れた金型として再生することができる。
【００２６】
また、上記再成膜工程では、ＰＶＤ、ＣＶＤ又はＤＬＣのいずれかの処理方法を用いて上記表面硬化膜を形成することが好ましい（請求項８）。
この場合には、上記表面硬化膜を精度良く形成することができ、耐久性・耐摩耗性に優れた金型として再生することができる。
【実施例】
【００２７】
（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（以下、適宜、単に金型という）の製造方法について、図を用いて説明する。
本例において製造する金型１は、図７、図８に示すごとく、セラミックス原料等を含む材料を押出成形して、ハニカム状のセル壁と該セル壁に囲まれたセルとを有する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とを有する金型本体１１を備えている。スリット溝１３は、溝幅が他の通常のスリット溝１３よりも幅広の幅広スリット溝１３ａを含んでいる。
【００２８】
そして、本例の金型１の製造方法は、図１〜図８に示すごとく、金型本体１１の穴形成面１２０に供給穴を形成する穴加工工程と、金型本体１１の穴形成面１２０とは反対側の面である溝形成面１３０にスリット溝１３を形成する溝加工工程と、スリット溝１３の溝幅をウォータージェットにより拡大して幅広スリット溝１３ａを形成する溝幅拡大工程と、少なくとも、金型本体１１における溝形成面１３０とスリット溝１３の内側面１３１とが交わって形成される角部１４に、表面硬化膜２を形成する成膜工程とを有する。
以下、これを詳説する。
【００２９】
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の材料となる金型本体１１を準備した。金型本体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とを有する。なお、本例では、金型本体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。
【００３０】
次いで、穴加工工程においては、図３に示すごとく、金型本体１１の供給穴形成面１２０に、所定深さの供給穴１２を形成した。本例では、超硬ドリルを用いて供給穴１２を加工した。
【００３１】
次いで、溝加工工程においては、図２、図３に示すごとく、金型本体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を形成した。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（例えば、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。
【００３２】
次いで、溝幅拡大工程においては、図４に示すごとく、金型本体１１におけるスリット溝１３の溝幅をウォータージェット６０により拡大して幅広スリット溝１３ａを形成した。本例では、ウォータージェット加工装置６を用いて、所望の領域（溝幅拡大領域１１０）のスリット溝１３の溝幅を拡大し、幅広スリット溝１３ａを形成した。
【００３３】
ここで、ウォータージェット加工装置６について説明する。
ウォータージェット加工装置６は、同図に示すごとく、ウォータージェット６０を噴射するノズル６１を有するノズルヘッド６２と、ノズルヘッド６２へ高圧水を供給する高圧水供給部６３と、これらの間をつないで高圧水を導く配管６４と、被加工物を保持すると共に平面上において移動可能なベッド６５とを有する。ベッド６５には、ベッド駆動部が内蔵されている。また、高圧水供給部６３とベッド駆動部とは、これらを操作するための操作盤６６に接続されている。
【００３４】
そして、上記構成のウォータージェット加工装置６を用いて、幅広スリット溝１３ａを形成するに当たっては、同図に示すごとく、ベッド６５に被加工物（金型本体１１）を保持した。その後、被加工物を移動させながら、溝幅拡大領域１１０におけるスリット溝１３に対してノズル６１からウォータージェット６０を噴射し、スリット溝１３の内側面を削った。なお、ウォータージェット６０の噴射位置の移動は、加工する部分を複数回通過するように繰り返し行った。
【００３５】
このようにして、溝幅拡大領域１１０のスリット溝１３の内側面を削って溝幅を拡大し、幅広スリット溝１３ａを形成した。
なお、本例では、通常のスリット溝１３の溝幅を１００μｍ、幅広スリット溝１３ａの溝幅を１２０μｍとした。また、溝幅拡大領域１１０は、溝形成面１３０におけるスリット溝１３が形成されている領域の外周端から内方へ３セル分の領域とした。
【００３６】
次いで、成膜工程においては、図５〜図８に示すごとく、少なくとも、金型本体１１におけるスリット溝１３が形成された溝形成表面１３０とスリット溝１３の内側面１３１とが交わって形成される角部１４に、表面硬化膜２を形成した。本例では、主に金型本体１１の溝形成面１３０側から成膜材料を供給し、ＰＶＤ処理を行うことによって再生硬化膜２を形成した。
【００３７】
ここで、ＰＶＤ処理に用いるＰＶＤ装置５について説明する。
ＰＶＤ装置５は、図６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のサイズは、直径６００ｍｍ、高さ６００ｍｍである。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。また、本例では、金属ターゲット５２を構成する材料としては、Ｃｒ、Ｔｉを用いた。
【００３８】
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）。
【００３９】
そして、ＰＶＤ処理を行って再生硬化膜２を形成するに当たっては、図５に示すごとく、供給穴１２を塞ぐように、穴形成面１２０上にグラファイトからなるマスキングプレート３１１を被せ、金型本体１１とマスキングプレート３１１とを固定治具３２１によって締結して固定した。これにより、金型本体１１の穴形成面１２０側をマスキングした。
【００４０】
次いで、図６に示すごとく、固定治具３２１により固定された金型本体１１を回転台５４の上にセットした。このとき、金型本体１１の溝形成面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した。そして、反応器５１内を真空状態にして加熱した。なお、反応器５１内の真空度は１×１０-6Ｔｏｒｒとし、加熱温度は５００℃とした。その後、ガス供給口５５１から、反応ガスとしてのＮ2を反応器５１内に供給した。
【００４１】
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た。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（Ｃｒ、Ｔｉ）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。一方、バイアス電源から回転台５４を介して固定治具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。これにより、金属イオン５２９を反応ガス（Ｎ2）粒子と共に成膜材料（ＣｒＮ、ＴｉＮ）として金型本体１１の表面に衝突させ、堆積成膜させた。
【００４２】
なお、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。金属ターゲット５２としては、Ｃｒ、Ｔｉ以外の金属を用いることもできる。また、ＰＶＤ処理を効率よく行うために、回転台５４を回転させながらＰＶＤ処理を行った。
最後に、反応器５１内を冷却して大気状態に戻した後、反応器５１内から金型本体１１を取り出し、固定治具３２１の締結を解除した。
【００４３】
このようにして、図７、図８に示すごとく、金型本体１１の溝形成面１３０及びスリット溝１３の内側面１３１における角部１４に再生硬化膜２を形成した金型１を得た。
なお、再生硬化膜２は、ＣｒＮ層及びＴｉＮ層の２層で構成されており（図示略）、膜厚は１〜１０μｍである。
【００４４】
次に、本例の金型１の製造方法における作用効果について説明する。
本例では、溝加工工程において、金型本体１１の溝形成面１３０にスリット溝１３を形成した後、溝幅拡大工程において、スリット溝１３の溝幅をウォータージェットにより拡大して幅広スリット溝１３ａを形成する。すなわち、ウォータージェットを用いてスリット溝１３の溝幅を拡大することにより、従来のように流体研磨等を用いてスリット溝１３の溝幅を拡大する場合に比べて、所望の領域のスリット溝１３の溝幅を精度良く確実に拡大することができる。
【００４５】
そのため、金型１における所望の領域に、溝幅が他の通常のスリット溝１３よりも幅広の幅広スリット溝１３ａを精度良く形成することができる。これにより、金型１を用いて成形されるハニカム構造体における所望の領域のセル壁の厚みを大きくすることができる。それ故、ハニカム構造体の基材強度を高めることができ、組み付け時や使用時の外部応力等に対する耐久性を向上させることができる。
【００４６】
また、成膜工程において、少なくとも、金型本体１１における溝形成面１３０とスリット溝１３の内側面１３１とが交わって形成される角部１４に、表面硬化膜２を形成する。すなわち、材料が押し出される部分であり、成形するハニカム構造体の成形性・寸法精度を左右する角部１４に、表面硬化膜２を形成する。そのため、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、これにより、成形するハニカム構造体の成形性・寸法精度を高めることができる。
【００４７】
また、本例では、成膜工程においては、ＰＶＤ処理によって再生硬化膜２を形成する。そのため、再生硬化膜２を精度良く形成することができ、耐久性・耐摩耗性に優れた金型として再生することができる。また、ＰＶＤ処理は、非常に成膜精度が高いため、再生硬化膜２をより一層高い精度で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、再生硬化膜２を効率よく形成することができる。
【００４８】
このように、本例の製造方法によれば、耐久性・耐摩耗性に優れ、成形性・寸法精度の高いハニカム構造体成形用金型を得ることができる。
【００４９】
（実施例２）
本例は、実施例１のハニカム構造体成形用金型１の製造方法について、成膜工程における表面硬化膜２の形成方法を変更した例である。
本例では、図９、図１０に示すごとく、主に金型本体１１の溝形成表面１３０側から成膜材料を供給し、ＣＶＤ処理を行うことによって表面硬化膜２を形成した。
【００５０】
ここで、ＣＶＤ処理に用いるＣＶＤ装置４について説明する。
ＣＶＤ装置４は、図１０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処理を行う金型本体１１を載置するための載置台４３が設けられている。
【００５１】
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。また、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を用いた。
【００５２】
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。
【００５３】
そして、ＣＶＤ処理を行って表面硬化膜２を形成するに当たっては、図９に示すごとく、供給穴１２を塞ぐように、穴形成面１２０上にグラファイトからなるマスキングプレート３１２を被せ、金型本体１１とマスキングプレート３１２とを固定治具３２２によって締結して固定した。これにより、金型本体１１の穴形成面１２０側をマスキングした。
【００５４】
次いで、図１０に示すごとく、固定治具３２２により固定された金型本体１１を載置台４３の上にセットした。このとき、金型本体１１の溝形成面１３０に反応ガスが接触しやすいように、金型本体１１の溝形成面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した。そして、反応器４２内を９００〜１０００℃に加熱した。その後、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内に供給した。
【００５５】
これにより、同図に示すごとく、高温に加熱された金型本体１１と反応器４２内を循環する反応ガスとが接触し、金型本体１１の表面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）を金型本体１１の表面上に成膜させた。
最後に、反応器４２内を冷却した後、反応器４２内から金型本体１１を取り出し、固定治具３２２の締結を解除した。
【００５６】
以上により、図１１に示すごとく、金型本体１１における溝形成面１３０、角部１４を含むスリット溝１３の内側面１３１及び供給穴１２の内側面１２１に再生硬化膜２を形成した金型１を得た。
なお、表面硬化膜２は、ＴｉＣ層、ＴｉＣＮ層及びＴｉＮ層の３層で構成されており（図示略）、膜厚は１〜１０μｍである。
その他は、実施例１と同様の工程を行う。
【００５７】
本例の場合にも、実施例１と同様に、耐久性・耐摩耗性に優れ、成形性・寸法精度の高いハニカム構造体成形用金型１を得ることができる。
また、成膜工程では、ＣＶＤ処理によって表面硬化膜２を形成する。そのため、表面硬化膜２を精度良く形成することができ、耐久性・耐摩耗性に優れた金型１を得ることができる。また、ＣＶＤ処理は、表面硬化膜２の母材（金型本体１１）に対する密着性を高めることができる。そのため、表面硬化膜２の耐久性をより一層優れたものにすることができる。
その他は、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５８】
なお、本例では、成膜工程においては、ＣＶＤ処理によって表面硬化膜２を形成したが、これ以外にもＤＬＣ処理を用いて表面硬化膜２を形成することもできる。また、実施例１のＰＶＤ処理及び実施例２のＣＶＤ処理の両方の処理を行う等、複数の処理を組み合わせた複合処理を行うことによって表面硬化膜２を形成することもできる。
【００５９】
（実施例３）
本例では、実施例１の製造方法により製造したハニカム構造体成形用金型１を使用した後、再生する方法について説明する。
本例の金型１の再生方法は、図１２、図１３に示すごとく、使用による摩耗が表面硬化膜２を超えて金型本体１１に達する前に、摩耗せずに残った表面硬化膜２すべてを除去する除膜工程と、少なくとも、金型本体１１における溝形成面１３０とスリット溝１３の内側面１３１とが交わって形成される角部１４に、再び表面硬化膜２を形成する再成膜工程とを有する。
以下、これを詳説する。
【００６０】
除膜工程においては、図１２に示すごとく、使用による摩耗が表面硬化膜２を超えて金型本体１１に達する前の金型１に対して、摩耗せずに残った表面硬化膜２すべてを除去した。本例では、公知であるリン酸を用いる方法により、表面硬化膜２をすべて除去した。
これにより、図１３に示すごとく、金型１は、表面硬化膜２を設ける前の状態とほぼ同様の状態となった。
【００６１】
次いで、再成膜工程においては、実施例１の成膜工程と同様に、図５、図６に示すごとく、主に金型本体１１の溝形成表面１３０側から成膜材料を供給し、ＰＶＤ処理を行うことによって表面硬化膜２を形成した。
そして、図７、図８を参照のごとく、金型本体１１における溝形成面１３０及びスリット溝１３の内側面１３１における角部１４に再生硬化膜２を形成した金型１を得た。これにより、使用後の金型１を再生した。
【００６２】
次に、本例の金型１の再生方法における作用効果について説明する。
本例では、除膜工程において、使用による摩耗が表面硬化膜２を超えて金型本体１１に達する前に、摩耗せずに残った表面硬化膜２すべてを除去する。そのため、少なくとも表面硬化膜２を設けていた部分、すなわち、材料が押し出される部分であり、成形するハニカム構造体の成形性・寸法精度を左右する角部１４については、表面硬化膜２を設ける前の状態に戻すことができる。
【００６３】
そして、再成膜工程において、少なくとも、金型本体１１における溝形成面１３０とスリット溝１３の内側面１３１とが交わって形成される角部１４に、再び表面硬化膜２を形成する。これにより、耐久性・耐摩耗性に優れ、成形性・寸法精度が高いという実施例１の金型１が有する性能を低下させることなく、その金型１の使用前の状態とほぼ同様の金型１として再生することができる。
【００６４】
このように、本例によれば、使用後のハニカム構造体成形用金型１を、耐久性・耐摩耗性に優れ、成形性・寸法精度の高い、ほぼ新品同様の金型１として再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施例１における、金型本体を示す説明図。
【図２】実施例１における、供給穴及びスリット溝を形成した金型本体を示す説明図。
【図３】実施例１における、供給穴及びスリット溝を形成した金型本体を示す説明図。
【図４】実施例１における、ウォータージェットによりスリット溝を拡大する工程を示す説明図。
【図５】実施例１における、金型本体を固定治具に固定した状態を示す説明図。
【図６】実施例１における、ＰＶＤ装置の構成を示す説明図。
【図７】実施例１における、成膜工程後の金型を示す説明図。
【図８】実施例１における、成膜工程後の金型のスリット溝周辺を示す説明図。
【図９】実施例２における、金型本体を固定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、ＣＶＤ装置の構成を示す説明図。
【図１１】実施例２における、成膜工程後の金型のスリット溝周辺を示す説明図。
【図１２】実施例３における、使用後の金型のスリット溝周辺を示す説明図。
【図１３】実施例３における、除膜工程後の金型のスリット溝周辺を示す説明図。
【符号の説明】
【００６６】
１  ハニカム構造体成形用金型
１１  金型本体
１２供給穴
１２０  穴形成面
１３  スリット溝
１３ａ  幅広スリット溝
１３０  溝形成面
１３１  内側面（スリット溝の内側面）
１４  角部
２  表面硬化膜
６０  ウォータージェット
【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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