[发明专利]铸造模具的表面处理方法以及使用该方法的铸造模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸造模具的表面处理方法，以及通过该表面处理方法而在表面上形成了碳膜的铸造模具。

背景技术

使用铸造模具对制品进行成形加工的铸造成形技术，是一种能够对固定形状、固定品质的制品进行大量生产的技术，其被利用于采用了各种材料的制品的制造中。在铸造成形工艺中，通常采用如下设计，即在铸造模具的成形面上涂布有脱模剂，从而在从铸造模具中取出成形后的制品时，制品容易从铸造模具中脱模。但是，当反复进行成形加工时，材料会烧粘在铸造模具上，从而造成制品难以从铸造模具中脱模。

例如，在通过压铸铸造法对铝合金等进行铸造成形时，将熔融铝高速、高压地填充在金属的型腔内。由此，在铸造模具和熔融铝接触的部分处会产生熔融金属的烧粘，或从铸造模具中取出制品时的脱模阻力会增大。

通过利用碳膜来覆盖铸造模具的表面，从而能够应对上述的问题。通过碳膜防止熔融金属和铸造模具的基体材料发生直接接触，从而能够抑制熔融金属与铸造模具的烧粘和脱模阻力的增大。例如，在专利文献1中记载了如下的技术，即，通过在用于铝压铸的铸造模具表面上擦拭并涂布以富勒烯为主要成分的碳材料，以使铸造模具的表面上形成以富勒烯为主要成分的碳膜，从而使脱模阻力减小，进而抑制了烧粘。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-144499号公报

发明内容

本发明所要解决的问题

通过专利文献1的技术而在铸造模具的表面上形成的、以富勒烯为主要成分的碳膜，虽然不需要在每次进行铸造成形工序时都进行涂布，但是在经过一定程度的铸造次数后，脱模阻力降低的效果将会消失。在脱模阻力降低的效果消失后，则有必要实施维护作业，即再次利用以富勒烯为主要成分的碳膜来覆盖铸造模具，从而恢复铸造模具的脱模效果。从提高生产效率的观点出发，优选尽量减少维护作业的频度，因此需要脱模阻力降低效果以及防止烧粘这种脱模效果的进一步长寿命化。

解决课题的方法

因此，在本发明中，提供一种铸造模具的表面处理方法，在覆盖铸造模具表面的碳膜(以下，称为纳米碳膜)的表面上涂布富勒烯，所述碳膜包含选自碳纳米卷、碳纳米管以及碳纳米丝中的至少一种纳米碳。

当使用本发明的表面处理方法来进行铸造模具的表面处理时，在覆盖铸造模具表面的纳米碳膜的表面上涂布有富勒烯，富勒烯进入到纳米碳膜的间隙或者凹凸中。由此，在形成于铸造模具表面上的碳膜中，碳膜的表面一侧的富勒烯含有量多于铸造模具一侧的富勒烯含有量。即，在碳膜的表面附近，含有较多的富勒烯。

当以上述方式通过在纳米碳膜的表面附近含有富勒烯的碳膜来覆盖铸造模具的表面，并使用该铸造模具来进行铸造成形时，能够长时间地维持脱模效果。

此外，本发明的表面处理方法也可以为如下的铸造模具的表面处理方法，其包括：纳米碳膜形成工序，在铸造模具的表面上形成碳膜，所述碳膜包含选自碳纳米卷、碳纳米管以及碳纳米丝中的至少一种纳米碳；富勒烯涂布工序，将富勒烯涂布在纳米碳膜的表面上。即，本发明的表面处理方法还可以包括，在富勒烯涂布工序之前，在铸造模具的表面上形成包含纳米碳的碳膜的工序。

根据本发明，能够在铸造模具的表面上形成脱模效果更加长寿命化的碳膜。通过脱模效果的长寿命化，能够减少铸造模具的维护，从而在铸造成形工序中使生产效率得到提高。

附图说明

图1为，用于对实施例以及比较例中使用的脱模阻力计测试验装置进行说明的图，并图示了脱模剂的涂布。

图2为，用于对实施例以及比较例中使用的脱模阻力计测试验装置进行说明的图，并图示了熔融金属的浇铸。

图3为，用于对实施例以及比较例中使用的脱模阻力计测试验装置进行说明的图，并图示了通过拉伸而进行的脱模载荷测定。

图4为，实施例以及比较例的纳米碳膜形成工序的曲线图。

图5为，表示实施例以及比较例的脱模阻力计测试验结果的图。

图6为，实施例中所形成的碳膜表面的SEM图像。

图7为，比较例中所形成的碳膜表面的SEM图像。

图8为，将图7的一部分用放大比率拍摄的SEM图像。

图9为，在实施例以及比较例中使用的压铸装置的模具。

具体实施方式

在本发明的表面处理方法中，可以先取得表面预先被纳米碳膜所覆盖的铸造模具，并在该铸造模具上进一步涂布富勒烯。此外，还可以包括，在铸造模具上形成包含纳米碳的碳膜的工序、和在包含纳米碳的碳膜的表面上涂布富勒烯的工序。