[发明专利]模具及模具表面的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冲压加工用的模具及该模具表面的加工方法。

背景技术

在冲压加工中，非常重要的是降低加工时摩擦界面的摩擦，以防止冲压成型件产生毛刺等，提高加工质量，并提高冲头或冲模等模具自身的耐久性。被加工材料(金属材料)的表面存在大大小小的凹凸。在加工之前对材料涂布的润滑剂(润滑油)被贮存于材料粗糙的凹部，当模具与材料接触时，如果没有流脱间隙，则润滑剂被机械性封存在凹部，而在该状态下被带入摩擦界面。这样的导入机构在所有塑性加工中都是期待的。

以积极地利用该润滑剂的效果为目的，确认了如下情况，即，预先利用酸腐蚀、喷丸硬化或者喷砂等使材料或模具的表面粗糙化，可以防止摩擦力降低、粘型及粘砂。封存有润滑剂的部分在塑性加工中称为微贮池。微贮池中的润滑剂在加工时产生高静水压，利用该高的静水压成为承受加工面压的一部分。在这种状态下，抑制模具表面的磨耗。因此，重要的是控制成能够使微贮池中的润滑剂产生高静水压的表面粗糙形状。

例如，专利文献1公开有如下例子，通过对合金材料进行热处理来控制材料表面的形状，形成微贮池，从而获得良好的冲压成型性能。此外，专利文献2公开有如下技术，通过对模具表面喷着高硬度的微粒子而进行硬化处理，并且形成微贮池，来谋求提高加工精度和模具的长寿命化。

专利文献1：(日本)特开平7-18403号公报

专利文献2：(日本)特开2008-55426号公报

如上所述，专利文献1和专利文献2只是通过热处理或喷砂加工形成微贮池，利用这些方法形成的微贮池的尺寸其宽度及深度是数μm～数十μm数量级。

另一方面，用于精密地冲压成型微细的连接器或其它电子设备的构成部件的模具，其尺寸精度本身有时要求次微米以下，其表面粗糙度要求数十nm数量级以下。在这样的表面粗糙度为数十nm以下的条件即换算成凹部深度是10nm～100nm左右的条件下，微贮池给冲压加工带来的效果，在以往基本没有对此进行研究，因此不清楚。

此外，现有的形成微贮池的方法，粗糙度过大，这样的粗糙度存在无法适用于数十nm数量级以下部件的较大的问题。作为形成微细的微贮池的方法，可以考虑应用半导体等领域所使用的光刻法等，但难以适用于模具那样的立体表面(三维表面)，因此，目前的现状是还没有以要求表面粗糙度为数十nm数量级以下的条件来有效地形成微贮池的方法。

而且，当采用现有方法要在曲率半径为例如数μm的锋利的模具端缘表面形成微贮池时，还存在端缘变钝而无法实现美观的成型加工的问题，因此，存在要在这样的锋利的端缘表面形成微贮池极其困难的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模具，该模具例如即使是表面粗糙度要求为数十nm数量级以下的制件，也可以良好且高精度地进行冲压成型，并且耐久性优良。进而，提供一种这样的模具的模具表面的加工方法，尤其是提供一种能够在模具端缘表面也形成微细的微贮池的加工方法。

根据本发明的冲压加工用的模具，沿与模具和被加工材料的滑动方向大致垂直的方向，在与被加工材料接触的模具表面成条状地形成有周期为100～1000nm、深度为10～100nm的波纹部。

根据本发明的冲压加工用模具的与被加工材料接触的模具表面的加工方法，从与模具和被加工材料的滑动方向大致平行的方向对于模具表面照射气体离子束。

发明效果

根据本发明的模具，即使是表面粗糙度要求为数十nm数量级以下的微细、高精度的制件，也可以良好地进行冲压成型。

此外，根据本发明的模具表面的加工方法，可以有效地形成微细的微贮池，并且，在端缘表面也可以有效地形成微细的微贮池，由此，可以制作高精度的冲压成型件。

附图说明

图1是表示本发明的模具表面加工方法所使用的气体粒子束装置的基本结构的图。

图2A是表示本发明模具的一实施例的立体图。

图2B是表示利用扫描式电子显微镜观察图2A的b部结果的照片。

图2C是放大表示图2B的一部分(由框包围的部分)的照片。

图2D是图2C的示意图。

图3是用于说明冲模、以及利用冲模成型的被加工材料的滑动方向的图。

图4A是表示本发明模具的另一实施例的立体图。

图4B是表示利用扫描式电子显微镜观察图4A的c部结果的照片。

图4C是图4B的示意图。

具体实施方式

首先，对于本发明的原理及作用进行说明。