(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミ合金からなるアルミ金型に補修部を含む補修用穴を明け、上記金型を加熱した状態で上記穴に補修充填部材を挿入して穴を埋めるようにしたアルミ金型の補修方法。
【請求項２】
アルミ合金からなる金型で、一部に補修充填部材が挿入されたアルミ金型において、上記金型と補修充填部材との間の、上記補修充填部材側表面にジンケート処理膜が形成されると共に、このジンゲート処理膜上にめっき膜が形成されていることを特徴とするアルミ金型。
【請求項３】
アルミ合金からなるアルミ金型に補修部を含む補修用穴を明け、この穴に嵌合する補修充填部材を上記穴に挿入した後、上記補修充填部材の少なくとも嵌合面の一部にめっきを施し、上記金型と補修充填部材との隙間を埋めるようにしたアルミ金型の補修方法。
【請求項４】
補修充填部材は、純アルミあるいはアルミ合金からなり、かつ補修用穴との嵌合面の少なくとも一部にジンケート処理を施したものである請求項３記載のアルミ金型の補修方法。
【請求項５】
補修充填部材は、補修用穴との嵌合面の少なくとも一部にジンケート処理を施した後、形成された亜鉛膜を覆うめっきを施したものである請求項４記載のアルミ金型の補修方法。
【請求項６】
アルミ合金からなる金型で、一部に補修充填部材が挿入され、上記金型と補修充填部材との境界部に低融点金属が充填されていることを特徴とするアルミ金型。
【請求項７】
アルミ合金からなるアルミ金型に補修部を含む補修用穴を明け、この穴に予め低融点金属を配置しておき、上記アルミ金型を加熱して上記低融点金属を溶融させて、上記低融点金属が溶融した状態で上記穴に補修充填部材を挿入するようにしたアルミ金型の補修方法。
【請求項８】
アルミ金型表面の少なくとも補修充填部材が挿入された補修部を金属膜で被覆したことを特徴とする請求項２または６記載のアルミ金型。
【請求項９】
アルミ金型表面の少なくとも補修充填部材が挿入された補修部を金属膜で被覆したことを特徴とする請求項１、３ないし５、７のいずれかに記載のアルミ金型の補修方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、樹脂製品を成形するためのアルミ合金からなるアルミ金型及びその補修方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、樹脂製品を成形する際用いられる金型は、鋼材を加工して作製したものが一般的であるが、この金型を加工するには、素材が硬いために時間が非常に長くなり、切削工具の寿命も短いといった問題を有していた。そこで、近年、機械加工性及び、熱伝導性に優れたアルミ合金材を用いてアルミ金型の高速製作が行なわれつつある。
【０００３】
しかしながら、アルミ金型を製作及び使用する際に、下記に記す２つの欠点があった。
第１に金型の製作に不可避な加工ミスや金型製作段階における設計変更に対処できる金型の補修技術がないことである。従来、金型を補修するためには、溶接や充填部材を入れ込むといった方式がとられてきた。例えば、アルミ合金の溶接については特開平５−２０８２９５号公報、特開平５−２０８２９５号公報に記載されている。しかし、アルミ合金に肉盛溶接することは非常に難しく、特殊な技能、熟練を要する上、溶接を行なうと図１２の断面模式図に示すような溶接部９周辺のひけ１１やピンホール１０の発生が生じ、これらを避けることは非常に難しい。また、充填部材を挿入した場合、図１３の断面図に示すように充填部材と金型の隙間が完全に埋まらず、金型と充填部材との境界線が残存する。これらの、溶接部や充填部材を挿入した箇所が樹脂製品をモールドする金型のキャビティー部であると、成形品にこれらの補修部が転写されてしまうといった欠点があった。さらに、特開平１−１８６２９７号公報にはんだめっきを施し肉盛りしてアルミ合金製部材のくぼみを補修する方法について開示されているが、アルミニウム合金に強固な付着力ではんだ付けする事が困難であるばかりか、はんだ材は非常に軟らかいため耐摩耗性に著しく劣るといった欠点があった。
【０００４】
第２はアルミ合金が軟らかいため、金型使用の際、樹脂成形時にアルミ金型の表面が摩耗して、アルミ金型の寿命が短くなる欠点を有していた。そこで、従来より、アルミ金型表面に低コストで耐摩耗性に優れた硬質膜の施されたアルミ金型が提案され、この点については解決されている。図１４は例えば特開昭６３―１８８０２２号公報に示されたこの種のアルミ金型を示す断面図である。図において、１は所定の型に製作された一対のアルミ合金からなるアルミ金型、８はこれらアルミ金型の表面に施されたＮｉ−Ｐからなる硬質膜である。１２はアルミ金型によって形成される樹脂性の成形品である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、金型の加工ミスや金型製作段階における設計変更に対処できるアルミ金型の補修技術が必要とされている。しかし、従来の溶接法は著しく困難であり、ピンホール等の発生が不可避であった。また、充填部材を入れ込むといった方法においても同様であるが、成形品に補修部が転写されてしまうといった欠点があった。満足のいくアルミ金型の補修方法がなかった。
【０００６】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、その目的とするところは、金型加工ミスや設計変更があっても、容易に対処でき、特にその補修部がキャビティーであっても、成形品に転写されない充填部材を入込む方式による補修方法を提供することである。更に、別の目的とするところは補修部の表面を硬質化させ、長寿命のアルミ金型を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のアルミ金型の補修方法は、補修用穴を明けた金型を加熱した状態で上記穴に補修充填部材を挿入して穴を埋めるようにしたものである。
【０００８】
本発明のアルミ金型は、一部に補修充填部材が挿入されたアルミ金型において、上記金型と補修充填部材との間の、上記補修充填部材側表面にジンケート処理膜が形成されると共に、このジンゲート処理膜上にめっき膜が形成されたものである。
【０００９】
本発明のアルミ金型の補修方法は、アルミ金型に補修部を含む補修用穴を明け、この穴に嵌合する補修充填部材を上記穴に挿入した後、上記補修充填部材の少なくとも嵌合面の一部にめっきを施し、上記金型と補修充填部材との隙間を埋めるようにしたものである。
【００１０】
また、補修充填部材は、純アルミあるいはアルミ合金からなり、かつ補修用穴との嵌合面の少なくとも一部にジンケート処理を施したものである。
【００１１】
さらに、補修充填部材は、ジンケート処理を施して形成した亜鉛膜を覆うめっきを施したものである。
【００１２】
本発明のアルミ金型は、一部に補修充填部材が挿入され、上記金型と補修充填部材との境界部に低融点金属が充填されたものである。
【００１３】
本発明のアルミ金型の補修方法は、アルミ金型に補修部を含む補修用穴を明け、この穴に予め低融点金属を配置しておき、上記アルミ金型を加熱して上記低融点金属を溶融させて、上記低融点金属が溶融した状態で上記穴に補修充填部材を挿入するようにしたものである。
【００１４】
さらに、本発明のアルミ金型及び本発明のアルミ金型の補修方法は、アルミ金型表面の少なくとも補修充填部材を挿入した部分を金属膜で被覆したものである。
【００１５】
【作用】
本発明のアルミ金型の補修方法においては、アルミ金型を加熱した状態、即ち膨張している状態で補修充填部材を挿入するので、常温に戻すと、金型が収縮し、その際、金型の補修充填部材周辺部や補修充填部材が塑性変形し、補修充填部材と金型との隙間を埋める。
【００１６】
本発明のアルミ金型においては、金型と補修充填部材との間の、補修充填部材側表面にジンケート処理膜が形成されると共に、このジンゲート処理膜上にめっき膜が形成されているので、金型と補修充填部材の隙間がなく、補修部の成形品への転写が見られない。
【００１７】
本発明のアルミ金型の補修方法においては、アルミ金型の穴に嵌合する補修充填部材を挿入した後、補修充填部材の嵌合面の一部にめっきを施すことにより、補修充填部材と金型の隙間へ金属が析出し、比較的低温かつ変形レスで、隙間を埋めることができる。
【００１８】
また、純アルミあるいはアルミ合金からなる補修充填部材の嵌合面にジンケート処理を施すことにより、純アルミあるいはアルミ合金からなる補修充填部材と金型との隙間へめっきされ隙間を埋める。
【００１９】
さらに、補修充填部材に、ジンケート処理を施して形成した亜鉛膜を覆うめっきを施したので、補修充填部材の取り扱いが容易になる。
【００２０】
本発明のアルミ金型においては、低融点金属が金型と補修充填部材との隙間を埋める。
【００２１】
本発明のアルミ金型の補修方法においては、アルミ金型に明けた穴に予め配置しておいた低融点金属を加熱して溶融させた状態で、この穴に補修充填部材を挿入することにより、補修充填部材と金型の隙間に低融点金属が充填され、隙間を埋める。
【００２２】
さらに、本発明のアルミ金型及び本発明のアルミ金型の補修方法においては、アルミ金型表面の少なくとも補修充填部材を挿入した部分を金属膜で被覆したので、補修充填部材の材料がアルミ金型の材料と異なっていても、高圧力で成形の際の補修充填部材と金型の弾性変形量の差を抑制でき、補修部が成形品に転写されない。また、金型表面に形成する金属膜が硬質の場合、耐摩耗性も向上する。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の実施例及び参考例を図に基づいて説明する。
参考例１．
図１(ａ)(ｂ)は本発明の参考例１に係るアルミ金型の補修方法を工程順に示すもので、(ａ)は補修充填部材挿入前のアルミ金型と補修充填部材を示す斜視図、(ｂ)は補修後の補修部を示す断面図である。図において、１はアルミ合金の７０７５材（ビッカース硬さＨｖ＝１７５）からなるアルミ金型で、補修部を含む円柱状の補修用穴１ａが明けられている。２ａは軟化させた熱処理型アルミ合金製補修充填部材で、この場合は熱処理型アルミ合金の７０７５材で溶体化処理を行ない軟化（Ｈｖ＝１２０）させたもので、補修用穴１ａの穴径より僅かに大きい（例えば１０μｍ程大きい）径を有する円柱状で、穴１ａに挿入しやすいように先端部が斜めに切り欠かれている。
【００２４】
まず、金型１の補修部、例えば不良部を切削して不良部を含む円柱状の補修用穴１ａを明ける。この穴に、４８０℃で１時間加熱後、水冷して溶体化処理を行ない軟化させた熱処理型アルミ合金の７０７５材からなる補修充填部材２ａを挿入し、押圧する。この補修充填部材２ａは軟らかく、径が金型１の補修用穴１ａより僅かに大きく形成されており、穴１ａに挿入押圧した際に容易に塑性変形して、金型１と補修充填部材２ａ間に隙間を生じることなく穴１ａを埋め、金型キャビティ表面を面一に形成する。上述したように、このアルミ金型の補修方法によれば、アルミ金型と補修充填部材との隙間をなくせる、即ち境界線を消去できるため、成形した樹脂製品に補修部が転写されない。たとえ、樹脂製品を形作る金型のキャビティー部に補修充填部材による補修を行なっても、製品に補修充填部材線が転写されず、意匠的にも優れたものが得られた。アルミ金型化できなかった最大の欠点が解消され、金型の製作時間の短縮による低コスト化が可能なアルミ金型の適用が拡大できる。
【００２５】
なお、この参考例では補修充填部材２ａを溶体化処理して軟化させる場合について示したが、例えば３００℃で１０時間加熱して、過時効によって軟化（Ｈｖ＝８０）させるようにしてもよい。また、補修充填部材２ａは７０７５材に限定されることなく、他の７０００系（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系）合金でも良く、また２０００系（Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系）合金や６０００系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）合金の熱処理型アルミ合金でも良い。
また、アルミ金型は７０７５材に限定されることなく、他の７０００系（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系）合金でも良く、また２０００系（Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系）合金や６０００系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）合金の熱処理型アルミ合金でも良い。更に、アルミ金型は非熱処理型アルミ合金でも良く、即ち、５０００系（Ａｌ−Ｍｇ系）合金で、例えば、５０８３材や５０５２材等でも、また、３０００系（Ａｌ−Ｍｎ系）合金や４０００系（Ａｌ−Ｓｉ系）合金でもよいことは言うまでもない。
さらに、上記参考例では、補修充填部材２ａが円柱状で穴１ａに挿入しやすいように挿入側端部がテーパ状で細くなったものを示したが、全体がテーパ状の円錐台形状であってもよく、挿入しにくくなるがテーパのない円柱であってもよい。また補修用穴１ａもテーパを有し、奥が狭くなった形状であってもよく、同様の作用効果を奏する。
さらにまた、補修充填部材２ａ挿入押圧後の時点で既に補修部が面一となるように構成した場合について示したが、補修充填部材２ａが金型１表面から飛び出していてもよく、後ほど切削等によりこの部分を除去し、面一とするようにしてもよい。
【００２６】
参考例２．
図２は本発明の参考例２に係る補修充填部材による補修後のアルミ金型の補修部を示す断面図である。図において、１はアルミ合金の７０７５材からなるアルミ金型、２ｂは上記参考例１と同様の形状で、穴１ａに挿入された後、時効硬化処理により硬化させた熱処理型アルミ合金製補修充填部材で、この場合は熱処理型アルミ合金の７０７５材である。
まず、上記参考例と同様、金型１の補修部に補修用穴１ａを明ける。この穴に、４８０℃で１時間加熱後、水冷して溶体化処理を行ない軟化させた熱処理型アルミ合金の７０７５材からなる補修充填部材２ａを挿入し、押圧する。補修充填部材が軟らかい状態（ビッカース硬さＨｖ＝１２０）で補修充填部材を挿入するため、補修充填部材が容易に塑性変形して、図１(ｂ)に示すように金型と補修充填部材の隙間がなくなる。その後、１２０℃で２４時間加熱後、空冷して時効硬化させた（図２）。補修充填部材２ｂの硬さはＨｖ＝１７５に回復していた。
【００２７】
上記と同様の効果を奏するとともに、補修充填部材２ｂは金型１と同素材であり、しかも時効硬化により、硬さがアルミ金型と同じＨｖ＝１７５に回復しており、両者間の差がなく、補修部の成形品への転写をより良好に防止できる。
なお、本参考例においても上記参考例と同様、補修充填部材を過時効によって軟化（ビッカース硬さＨｖ＝８０）させて、穴１ａに挿入してもよい。過時効によって軟化したものは、例えば４８０℃で１時間加熱後、水冷して溶体化処理を行ない、続いて１２０℃で２４時間加熱後、空冷して時効硬化させれば、硬さもＨｖ＝１７５に回復する。また、上記参考例と同様、補修充填部材は７０７５材に限定されることなく、上記の熱処理型アルミ合金でも良い。
また、アルミ金型も７０７５材に限定されることなく、上記参考例と同様、上記熱処理型アルミ合金及び非熱処理型アルミ合金でも良い。
【００２８】
参考例３．
図３は本発明の参考例３に係る補修後のアルミ金型の補修部を示す断面図である。図において、１はアルミ合金の７０７５材からなるアルミ金型、２ｃは上記参考例１と同様の形状で、熱処理型アルミ合金の７０７５材（ビッカース硬さＨｖ＝１７５）材より軟らかい５０８３材（ビッカース硬さＨｖ＝８５）である。
上記参考例と同様、金型１の補修部に補修用穴１ａを明け、この穴に補修充填部材２ｃを挿入する。この補修充填部材２ｃは軟らかいため、金型１に押圧挿入した際に、補修充填部材２ｃが容易に塑性変形して、金型と補修充填部材の隙間を埋め、隙間がなくなる。補修部の成形品への転写を防止する。
なお、本参考例では、アルミ金型がアルミ合金の７０７５材で、補修充填部材が５０８３材の場合を示したが、これらのアルミ合金の組み合わせに限定されることなく、補修充填部材の硬さが金型の硬さより軟らかければ良い。上述のアルミ合金に限らず、純アルミや他の金属も用いられる。
【００２９】
参考例４．
図４は本発明の参考例４に係る補修後のアルミ金型の補修部を示す断面図である。図において、１ｂは補修用穴１ａを明けた熱処理型アルミ合金の７０７５材からなるアルミ金型、２は上記参考例と同様の形状の熱処理型アルミ合金の７０７５材からなる補修充填部材である。
熱処理型アルミ合金の７０７５材からなる金型１ｂを４８０℃で１時間加熱後、水冷して溶体化処理を行ない軟化させ、軟化した金型１ｂの補修充填部材を挿入するためにあけた穴１ａの穴径より僅かに大きい径の補修充填部材２を挿入し、１２０℃で２４時間加熱後、空冷して時効硬化させた。
金型１ｂが軟らかい状態（ビッカース硬さＨｖ＝１２０）で補修充填部材２を挿入するため、金型１ｂが容易に塑性変形して、金型１ｂと補修充填部材２の隙間がなくなる。また、その後、時効硬化させており、金型１ｂの硬さもＨｖ＝１７５に回復する。上記参考例と同様、補修後のアルミ金型には金型と補修充填部材との隙間がなく、補修部の成形品への転写は見られなかった。しかも、補修充填部材２と金型１ｂとは同一素材で、硬さが同じで、両者間の差がなく、補修部の成形品への転写をより良好に防止できる。
【００３０】
なお、本参考例では金型１ｂを溶体化処理して軟化させる場合について示したが、例えば３００℃で１０時間加熱して、過時効によって軟化（Ｈｖ＝８０）させるようにしてもよい。過時効によって軟化したものは、例えば４８０℃で１時間加熱後、水冷して溶体化処理を行ない、続いて１２０℃で２４時間加熱後、空冷して時効硬化させれば、硬さもＨｖ＝１７５に回復する。
また、アルミ金型１ｂは７０７５材に限定されることなく、他の７０００系（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系）合金でも良く、また２０００系（Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系）合金や６０００系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）合金の熱処理型アルミ合金でも良い。
さらに、補修充填部材２は７０７５材に限定されることなく、他のアルミ合金、純アルミやアルミ以外の材料でもよいことは言うまでもない。
【００３１】
実施例１．
図５(ａ)(ｂ)は本発明の実施例１に係るアルミ金型の補修方法を工程順に示すもので、(ａ)は金型加熱時におけるアルミ金型補修部の断面図、(ｂ)はアルミ金型の温度が常温に戻った状態、補修後の補修部を示す断面図である。図において、１はアルミ合金の７０７５材からなるアルミ金型、２はアルミ合金の７０７５材からなり、金型１に明けられた補修用穴１ａに嵌合する円柱状の補修充填部材である。
アルミ金型１を１５０℃で３０分間加熱して熱膨張させて、この状態で補修充填部材２を穴１ａに挿入する（図５ａ）。その後、アルミ金型の温度を常温に戻す。加熱してアルミ金型１が膨張した状態で補修充填部材２を挿入するため、穴１ａに容易に補修充填部材２を挿入でき、金型が常温に戻り収縮した際に塑性変形して、金型と補修充填部材の隙間を埋める。上記参考例と同様、補修後のアルミ金型は金型と補修充填部材の隙間がなく、補修部の成形品への転写が見られなかった。
なお、アルミ金型は７０７５材に限定されることなく、他の熱処理型アルミ合金でも良く、また、非熱処理型アルミ合金でも良い。
更に、補修充填部材は７０７５材に限定されることなく、他のアルミ合金、純アルミやアルミ以外の材料でもよいことは言うまでもない。
【００３２】
実施例２．
図６、図７(ａ)(ｂ)は本発明の実施例２に係るアルミ金型の補修方法を工程順に示すもので、図６は補修充填部材挿入前のアルミ金型と補修充填部材を示す斜視図、図７(ａ)は補修充填部材挿入めっき付着後の補修部を示す断面図、図７(ｂ)は金型表面から飛び出している補修充填部材を除去後の補修部を示す断面図である。図において、１はアルミ合金の７０７５材からなるアルミ金型、２はアルミ合金の７０７５材からなり、金型１に明けられた補修用穴１ａに嵌合する円柱状で、嵌合面にジンケート処理によって約１μｍの亜鉛の膜３を形成させた補修充填部材、４は補修充填部材嵌合面に付着されるめっき膜、この場合はニッケルめっき膜である。
【００３３】
補修充填部材２の補修用穴１ａとの嵌合面にジンケート処理によって約１μｍの亜鉛の膜３を形成させる。ジンケート処理した表面は亜鉛がアイランド状に析出しているため、大気中に曝すとアルミ合金が酸化してめっきが析出しなくなるため、この補修充填部材２を金型の補修用穴１ａに水中で挿入する。その後、補修充填部材２の嵌合面にニッケルめっきを付ける（図７ａ）。前述のように補修充填部材２嵌合面にニッケルめっきが析出しやすいようにしてあるため、金型１と補修充填部材２の隙間をニッケルめっき膜４が埋めている。その後、金型１表面から飛び出している補修充填部材を研削、研磨で除去する（図７ｂ）。補修充填部材による補修部の金型表面はニッケルめっきによるニッケルの析出により、連続化する。補修後のアルミ金型は金型と補修充填部材の隙間がなく、補修部の成形品への転写は見られなかった。比較的低温かつ変形レスで、隙間を埋め、金型の補修を行える。
【００３４】
なお、本実施例ではニッケルめっきの場合を示したが、ニッケルめっきに限定されることなく、銅めっき等の他のめっきでも良い。また、本実施例ではアルミ金型と補修充填部材の隙間の表面近傍のみをめっきで埋めているが、境界の全域に渡り隙間を埋めるようにしてもよい。
また、本実施例では補修充填部材は７０７５材のアルミ合金を示したが、他のアルミ合金でも良く、純アルミでも良い。
アルミ金型は７０７５材に限定されることなく、他の熱処理型アルミ合金でも良く、非熱処理型アルミ合金でも良い。
さらに、本実施例では、補修充填部材挿入直後は補修充填部材２が金型１表面から飛び出しており、最終的にこの部分を除去する場合について示したが、これに限定されず、補修充填部材挿入時点で既に補修充填部材部は面一となってもよい。
さらにまた、補修充填部材挿入は本実施例で示したように水中で行なうのが望ましいが、特に限定されず、ジンケート処理によって形成される膜質によっては、大気中で行なっても良い。
【００３５】
実施例３．
図８(ａ)(ｂ)は本発明の実施例３に係るアルミ金型の補修方法を工程順に示すもので、(ａ)は補修充填部材挿入めっき付着後の補修部を示す断面図、(ｂ)は金型表面から飛び出している補修充填部材を除去後の補修部を示す断面図である。図において、１はアルミ合金の７０７５材からなるアルミ金型、２はアルミ合金の７０７５材からなり、金型１に明けられた補修用穴１ａに嵌合する円柱状で、嵌合面にジンケート処理によって約１μｍの亜鉛膜３を形成させた後、めっき膜、この場合は銅ストライクめっきで約１μｍの銅の膜５を形成させた補修充填部材である。
上記実施例２と同様に補修充填部材２の嵌合面にジンケート処理によって約１μｍの亜鉛膜３を形成させる。その後、銅ストライクめっきで約１μｍの銅の膜５を形成させる。銅ストライクめっきを施すと、アルミ合金は酸化しにくくなり、取り扱いが容易になる。特に、水中で取り扱わなければならない必要性がなくなり、大気中に放置しておいてもよくなる。この補修充填部材２を金型１にあけた補修用穴１ａに挿入する。その後、補修充填部材嵌合面にニッケルめっきを付ける（図８ａ）。前述のように補修充填部材２嵌合面にニッケルめっきが析出しやすいようにしてあるため、金型１と補修充填部材２の隙間をニッケルめっき４で埋めることができる。その後、金型１表面から飛び出している補修充填部材を研削、研磨で除去する（図８ｂ）。補修部の金型表面はニッケルめっきによるニッケルの析出により、連続化する。
本実施例においては上記実施例と同様、比較的低温かつ変形レスで、隙間を埋めることができ、補修後のアルミ金型には補修充填部材との隙間がなく、補修部の成形品への転写は見られなかった。さらに、水中で取り扱わなくてもよく、取り扱いが容易になる。
【００３６】
なお、亜鉛膜３を保護するめっき膜５が銅めっきの場合を示したが、銅に限らずニッケル等、他のめっきでもよい。また、めっき膜４もニッケルめっきに限定されることなく、銅めっき等、他のめっきでも良く、アルミ金型と補修充填部材の隙間の表面近傍のみをめっきで埋めているが、境界の全域に渡り隙間を埋めるようにしてもよい。
また、本実施例では補修充填部材２の材質は７０７５材のアルミ合金の場合を示したが、他の上記したアルミ合金でも良く、純アルミでも良い。
さらに、補修充填部材２の材質はめっきの析出し易い鉄等でも良い。その場合は、ジンケート処理や銅ストライクめっき等の処理が不要となる。補修充填部材２をアルミ、アルミ合金以外の材料で形成し、アルミ合金からなるアルミ金型１に、上記補修充填部材２を挿入し、続いて補修充填部材２の嵌合面にめっきを行なうので、補修充填部材の取り扱いが容易になる上、上記実施例と同様、比較的低温かつ変形レスで、補修充填部材と金型の隙間へ金属が析出し、隙間を埋めることができる。
また、アルミ金型は７０７５材のアルミ合金に限定されることなく、他の上記熱処理型アルミ合金でも良く、非熱処理型アルミ合金でも良い。
さらにまた、上記実施例と同様、補修充填部材２挿入時点で既に補修部は金型表面と面一となっていてもよい。
【００３７】
参考例５．
図９は本発明の参考例５に係る補修後のアルミ金型の補修部を示す断面図である。図において、１はアルミ合金の５０８３材からなるアルミ金型、２はアルミ合金の５０８３材からなり、金型１に明けられた補修用穴に嵌合する嵌合面に銅膜が形成された円柱状の補修充填部材、６は拡散層である。
まず、補修充填部材２の嵌合面にジンケート処理によって約１μｍの亜鉛の膜を形成させ、続いて、銅ストライクめっきで約１μｍの銅の膜を形成させる。この補修充填部材２を金型１の補修用穴に挿入する。その後、例えば６００℃程度で加熱することにより穴と補修充填部材との境界部に拡散層を形成させて、連続化する。補修充填部材による補修部の金型表面は拡散層が形成され連続化し、補修後のアルミ金型は補修充填部材との隙間がなく、補修部の成形品への転写は見られなかった。
【００３８】
なお、加熱は金型全体を加熱しても良く、補修部の金型表面に炭酸ガスレーザなどの高密度エネルギー熱源を照射するようにしてもよい。
また、本参考例では補修充填部材２の材質がアルミ合金の５０８３材の場合を示したが、他のアルミ合金でも良く、純アルミでも良い。そして、補修充填部材２の表面に銅を析出させる場合について示したが、銅に限らず、銅基合金やニッケル基合金を析出させるようにしても良い。更に、補修充填部材２はアルミ合金や純アルミ表面に銅やニッケル等を形成したものでなくても、銅基合金あるいはニッケル基合金で形成したものでも良い。また、これらの合金は比較的容易にめっきできる上、拡散層を形成し易く、本プロセスを行なうのに、取り扱い容易な合金であることが判明した。
さらに、アルミ金型は５０８３材に限定されることなく、他の非熱処理型アルミ合金でも良く、熱処理型アルミ合金でも良い。
【００３９】
参考例６．
本発明の参考例６に係る金型の補修方法について、上記参考例５の図９を参照して説明する。１はアルミ合金の７０７５材からなるアルミ金型、２はアルミ合金の７０７５材からなり、金型の補修用穴１ａとの嵌合面に銅膜が形成された円柱状の補修充填部材、６は拡散層である。
上記参考例５と同様に、補修充填部材２の嵌合面にジンケート処理により約１μｍの亜鉛の膜を形成し、銅ストライクめっきで約１μｍの銅の膜を形成し、これを金型１の穴に挿入する。その後、４７６℃以上に加熱することにより拡散層を形成させて、連続化する。アルミ合金の７０７５材は４７６℃以上で固液共存層になるため、この温度以上で拡散速度が急激に上がる。上記参考例５と同様の効果を奏するとともに、拡散層６形成、即ち金型の補修が比較的低温で速やかに行う事が出来る。
なお、加熱は上記参考例５と同様、金型全体でも補修部でも良く、高密度エネルギー熱源を照射するようにしてもよい。
また、アルミ金型は７０７５材に限定されず、他の熱処理型アルミ合金、非熱処理型アルミ合金でも良い。
さらに、本参考例では補修充填部材２の材質がアルミ合金の７０７５材の場合を示したが、上記参考例５と同様、他のアルミ合金、純アルミでも良く、銅に限らず、銅基合金やニッケル基合金を析出させるようにしても良い。更に銅基合金あるいはニッケル基合金で形成したものでも良い。
【００４０】
実施例４．
図１０(ａ)(ｂ)は本発明の実施例４に係るアルミ金型の補修方法を工程順に示すもので、(ａ)は補修充填部材挿入前の補修部を示す断面図、(ｂ)は補修充填部材挿入後の補修部を示す断面図である。図において、１はアルミ合金の７０７５材からなるアルミ金型、７は低融点金属、この場合は３３Ｓｎ−３４Ｐｂ−３３Ｂｉ（融点：１４０℃）合金である。
金型１に明けられた補修用穴１ａに予め３３Ｓｎ−３４Ｐｂ−３３Ｂｉ合金７を載置しておき、この３３Ｓｎ−３４Ｐｂ−３３Ｂｉ合金７が１４０℃以上になるようにアルミ金型１を加熱して溶融させ（図１０ａ）、溶融した状態で７０７５材からなる補修充填部材２を挿入する（図１０ｂ）。低融点金属７が溶融した状態で補修充填部材２を挿入するため、金型１と補修充填部材２の隙間に容易に低融点金属２が充填され、隙間が埋められる。その後、金型表面から飛び出した部分を除去すれば良い。
アルミ金型と補修充填部材との隙間をなくせるので、補修部の成形品への転写は見られなかった。
なお、本実施例では、低融点金属７として３３Ｓｎ−３４Ｐｂ−３３Ｂｉ合金（融点：１４０℃）を用いたが、この合金に限定されず、他の６３Ｓｎ−３７Ｐｂ合金（融点：１８３℃）等でも良い。
また、本実施例では補修充填部材の材質として７０７５材を示したが、特に限定されないのはいうまでもなく、他のアルミ合金、純アルミでも良く、アルミ合金以外の銅等でも良い。
また、本実施例では、アルミ金型としてアルミ合金の７０７５材を示したが、７０７５材に限定されることなく、他の熱処理型アルミ合金でも良く、非熱処理型アルミ合金でも良い。
さらに、本実施例では、補修充填部材挿入直後は補修充填部材が金型表面から飛び出しており、最終的にこの部分を除去する場合を示したが、これに限定されず、補修充填部材挿入時点で既に補修部が面一となっていてもよい。
【００４１】
実施例５．
図１１は本発明の実施例５に係る補修後のアルミ金型の補修部を示す断面図である。図において、１はアルミ合金の７０７５材からなるアルミ金型、２はアルミ合金の５０８３材からなる補修充填部材、８は金属膜、この場合はＮｉ−Ｐめっき膜である。
本実施例ではアルミ金型１の補修充填部材２による補修部の表面をＮｉ−Ｐめっき膜８で被覆しているので、高圧力で成形する際の補修充填部材２と金型１の弾性変形量の差を抑制でき、補修充填部材が成形品に転写されない。更に、補修部表面を硬質化でき、耐摩耗性が向上し、金型寿命が延びる。
なお、補修充填部材による補修部の表面を覆う金属膜にＮｉ−Ｐ合金を示したが、金属膜であれば良く、Ｎｉ−Ｂ合金でも良く、クロム合金等なんでも良い。補修部の表面を覆う金属膜８は、補修充填部材による補修部の表面だけでも良く、金型全面に形成するようにしても良い。
また、本実施例では補修充填部材の材質としてアルミ合金の５０８３材を示したが、特に限定されないのは言うまでもなく、他のアルミ合金でも良く、純アルミでも良く、アルミ合金以外の、例えばニッケル等でもよい。
さらに、アルミ金型はアルミ合金の７０７５材に限定されることなく、他の熱処理型アルミ合金でも良く、非熱処理型アルミ合金でも良い。
上記実施例及び上記参考例の全てに適用して効果がある。
【００４２】
なお、上記全ての実施例及び参考例において、金型１の補修充填部材を挿入する補修用穴１ａが止まり穴の場合を示したが、貫通孔でもよいことは言うまでもない。
また、補修充填部材の形状も円柱に限定されず、角柱でもよく、傾斜がついていても何でも良い。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００４４】
補修用穴を明けた金型を加熱した状態、即ち膨張している状態で上記穴に補修充填部材を挿入するようにしたので、常温に戻すと、金型が収縮し、その際、金型の補修充填部材周辺部や補修充填部材が塑性変形し、補修充填部材と金型との隙間を埋めることができる。補修部が成形品へ転写されることなく金型の補修を行える。
【００４５】
金型と補修充填部材との間の、補修充填部材側表面にジンケート処理膜が形成されると共に、このジンゲート処理膜上にめっき膜が形成されており、めっき膜が金型と補修充填部材との隙間を埋め、成形品に補修充填部材線が転写されないアルミ金型が得られる。
【００４６】
アルミ金型に明けた補修用穴に嵌合する補修充填部材を挿入した後、補修充填部材の少なくとも嵌合面の一部にめっきを施すことにより、上記金型と補修充填部材との隙間をめっきで埋めるようにしたものである。比較的低温かつ変形レスで、補修部が成形品へ転写されることなく補修が行える。
【００４７】
また、純アルミあるいはアルミ合金からなる補修充填部材の嵌合面にジンケート処理を施すことにより、純アルミあるいはアルミ合金からなる補修充填部材と金型との隙間へめっきでき、隙間が埋まる。
【００４８】
さらに、補修充填部材に、ジンケート処理を施して形成した亜鉛膜を覆うめっきを施したので、補修充填部材の取り扱いが容易になる。
【００４９】
金型と挿入された補修充填部材との境界部に低融点金属が充填されており、低融点金属が金型と補修充填部材との隙間を埋め、成形品に補修充填部材線が転写されないアルミ金型が得られる。
【００５０】
アルミ金型にあけた補修用穴に予め低融点金属を配置し、上記アルミ金型を加熱して上記低融点金属が溶融した状態で上記穴に補修充填部材を挿入することにより、補修充填部材と金型の隙間に低融点金属を充填し、隙間を埋めるようにしたので、補修部が成形品へ転写されることなく補修できる。
【００５１】
さらに、アルミ金型表面の少なくとも補修充填部材挿入部分を金属膜で被覆することにより、補修充填部材の材料がアルミ金型の材料と異なっていても、高圧力で成形の際の補修充填部材と金型の弾性変形量の差を抑制でき、補修充填部材境界線が成形品に転写されるのを防止できる。また、金型表面に形成する金属膜が硬質の場合、耐摩耗性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考例１のアルミ金型の補修方法を工程順に示す図である。
【図２】  本発明の参考例２の補修後のアルミ金型の補修部を示す断面図である。
【図３】  本発明の参考例３の補修後のアルミ金型の補修部を示す断面図である。
【図４】  本発明の参考例４の補修後のアルミ金型の補修部を示す断面図である。
【図５】  本発明の実施例１のアルミ金型の補修方法を工程順に示す断面図である。
【図６】  本発明の実施例２のアルミ金型の補修方法を工程順に示す斜視図である。
【図７】  本発明の実施例２のアルミ金型の補修方法を工程順に示す断面図である。
【図８】  本発明の実施例３のアルミ金型の補修方法を工程順に示す断面図である。
【図９】  本発明の参考例５の補修後のアルミ金型の補修部を示す断面図である。
【図１０】  本発明の実施例４のアルミ金型の補修方法を工程順に示す断面図である。
【図１１】  本発明の実施例５の補修後のアルミ金型の補修部を示す断面図である。
【図１２】  従来の溶接補修部の模式断面図である。
【図１３】  従来の補修充填部材補修部の断面図である。
【図１４】  従来の補修充填部材補修部の断面図である。
【符号の説明】
１  アルミ金型
１ａ  補修用穴
１ｂ  アルミ金型（熱処理型アルミ合金製）
２  補修充填部材
２ａ  補修充填部材（軟化させた熱処理型アルミ合金製）
２ｂ  補修充填部材（熱処理型アルミ合金製）
２ｃ  補修充填部材（アルミ金型より軟らかいアルミ合金製）
３  亜鉛膜
４  めっき膜
５  銅膜
６  拡散層
７  低融点金属
８  硬質金属膜
【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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