[發明專利]鑄造模具的表面處理方法以及使用該方法的鑄造模具

有效

• 申請號: 200980129008.5
• 申請日: 2009-07-30
• 公開（公告）號: CN102105243A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: 古川雄一;河原文雄;松岡秀范;椛澤均
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社;株式會社MEC國際
• 主分類號: B22C9/06
• 分類號: B22C9/06;B22C3/00;B22D17/20;C01B31/02
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;孫麗梅

技術領域

本發明涉及一種鑄造模具的表面處理方法，以及通過該表面處理方法而在表面上形成了碳膜的鑄造模具。

背景技術

使用鑄造模具對制品進行成形加工的鑄造成形技術，是一種能夠對固定形狀、固定品質的制品進行大量生產的技術，其被利用于采用了各種材料的制品的制造中。在鑄造成形工藝中，通常采用如下設計，即在鑄造模具的成形面上涂布有脫模劑，從而在從鑄造模具中取出成形后的制品時，制品容易從鑄造模具中脫模。但是，當反復進行成形加工時，材料會燒粘在鑄造模具上，從而造成制品難以從鑄造模具中脫模。

例如，在通過壓鑄鑄造法對鋁合金等進行鑄造成形時，將熔融鋁高速、高壓地填充在金屬的型腔內。由此，在鑄造模具和熔融鋁接觸的部分處會產生熔融金屬的燒粘，或從鑄造模具中取出制品時的脫模阻力會增大。

通過利用碳膜來覆蓋鑄造模具的表面，從而能夠應對上述的問題。通過碳膜防止熔融金屬和鑄造模具的基體材料發生直接接觸，從而能夠抑制熔融金屬與鑄造模具的燒粘和脫模阻力的增大。例如，在專利文獻1中記載了如下的技術，即，通過在用于鋁壓鑄的鑄造模具表面上擦拭并涂布以富勒烯為主要成分的碳材料，以使鑄造模具的表面上形成以富勒烯為主要成分的碳膜，從而使脫模阻力減小，進而抑制了燒粘。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2007-144499號公報

發明內容

本發明所要解決的問題

通過專利文獻1的技術而在鑄造模具的表面上形成的、以富勒烯為主要成分的碳膜，雖然不需要在每次進行鑄造成形工序時都進行涂布，但是在經過一定程度的鑄造次數后，脫模阻力降低的效果將會消失。在脫模阻力降低的效果消失后，則有必要實施維護作業，即再次利用以富勒烯為主要成分的碳膜來覆蓋鑄造模具，從而恢復鑄造模具的脫模效果。從提高生產效率的觀點出發，優選盡量減少維護作業的頻度，因此需要脫模阻力降低效果以及防止燒粘這種脫模效果的進一步長壽命化。

解決課題的方法

因此，在本發明中，提供一種鑄造模具的表面處理方法，在覆蓋鑄造模具表面的碳膜(以下，稱為納米碳膜)的表面上涂布富勒烯，所述碳膜包含選自碳納米卷、碳納米管以及碳納米絲中的至少一種納米碳。

當使用本發明的表面處理方法來進行鑄造模具的表面處理時，在覆蓋鑄造模具表面的納米碳膜的表面上涂布有富勒烯，富勒烯進入到納米碳膜的間隙或者凹凸中。由此，在形成于鑄造模具表面上的碳膜中，碳膜的表面一側的富勒烯含有量多于鑄造模具一側的富勒烯含有量。即，在碳膜的表面附近，含有較多的富勒烯。

當以上述方式通過在納米碳膜的表面附近含有富勒烯的碳膜來覆蓋鑄造模具的表面，并使用該鑄造模具來進行鑄造成形時，能夠長時間地維持脫模效果。

此外，本發明的表面處理方法也可以為如下的鑄造模具的表面處理方法，其包括：納米碳膜形成工序，在鑄造模具的表面上形成碳膜，所述碳膜包含選自碳納米卷、碳納米管以及碳納米絲中的至少一種納米碳；富勒烯涂布工序，將富勒烯涂布在納米碳膜的表面上。即，本發明的表面處理方法還可以包括，在富勒烯涂布工序之前，在鑄造模具的表面上形成包含納米碳的碳膜的工序。

根據本發明，能夠在鑄造模具的表面上形成脫模效果更加長壽命化的碳膜。通過脫模效果的長壽命化，能夠減少鑄造模具的維護，從而在鑄造成形工序中使生產效率得到提高。

附圖說明

圖1為，用于對實施例以及比較例中使用的脫模阻力計測試驗裝置進行說明的圖，并圖示了脫模劑的涂布。

圖2為，用于對實施例以及比較例中使用的脫模阻力計測試驗裝置進行說明的圖，并圖示了熔融金屬的澆鑄。

圖3為，用于對實施例以及比較例中使用的脫模阻力計測試驗裝置進行說明的圖，并圖示了通過拉伸而進行的脫模載荷測定。

圖4為，實施例以及比較例的納米碳膜形成工序的曲線圖。

圖5為，表示實施例以及比較例的脫模阻力計測試驗結果的圖。

圖6為，實施例中所形成的碳膜表面的SEM圖像。

圖7為，比較例中所形成的碳膜表面的SEM圖像。

圖8為，將圖7的一部分用放大比率拍攝的SEM圖像。

圖9為，在實施例以及比較例中使用的壓鑄裝置的模具。

具體實施方式

在本發明的表面處理方法中，可以先取得表面預先被納米碳膜所覆蓋的鑄造模具，并在該鑄造模具上進一步涂布富勒烯。此外，還可以包括，在鑄造模具上形成包含納米碳的碳膜的工序、和在包含納米碳的碳膜的表面上涂布富勒烯的工序。