KR101961183B1 - Pretreatment method of metal mold - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 증착 전 금형의 표면을 전처리방법에 대한 것이다. The present invention relates to a pretreatment method for the surface of a metal mold before deposition.
복잡한 형상을 갖춘 캐비티를 갖는 사출성형용 금형의 경우 열처리에 의한 표면 거칠기를 개선하기 위해 종래는 증착 전 래핑작업을 수행하는 것이 일반적이며, 이러한 래핑은 통상 사포나 그라인더에 의한 수작업으로 이루어지는 것이 대부분이었다.In the case of a mold for injection molding having a cavity with a complicated shape, in order to improve the surface roughness by heat treatment, it is general to perform a lapping operation before deposition, and such lapping is usually performed manually by a sandpaper or a grinder .
이에 종래는 사포에 의한 수작업으로 인해 작업자가 힘이 많이 들뿐 아니라, 작업시간이 오래 걸리며, 이로 인해 많은 인력이 투입되어야 하고, 정밀하고 균등한 표면처리가 불가능한 문제점이 있었다.Conventionally, there is a problem that a worker is required to work a long time due to manual work by a sandpaper, so that a lot of manpower must be input, and a precise and uniform surface treatment is impossible.
한편, 상기와 같은 래핑으로 전처리 된 금형의 경우 표면 경도가 낮고 조도가 낮아 증착에 의해 형성되는 박막의 분리가 잦음은 물론 그 증착 층의 면이 매끄럽지 않은 문제점이 있었다.On the other hand, in the case of the mold pretreated with the above-described lapping, since the surface hardness is low and the roughness is low, the thin film formed by the deposition is frequently separated and the surface of the deposited layer is not smooth.
참고로, 하기의 선행기술문헌은 특허정보넷 키프리스를 통해 "증착*전처리"를 키워드로 하여 검색된 최근의 선행기술문헌 5건을 등재한 것으로, 하기의 선행기술문헌을 참고하여 본 발명에 관한 기술분야와 배경기술 및 그 발전상태를 파악할 수 있을 것이다.For reference, the following prior art documents are those listed in the latest prior art documents searched with the keyword "deposition * preprocessing " through Patent Information Net Kiffris, and the following description of the prior art You will be able to understand the field and background technology and its development status.
본 발명은 배경기술에서 언급한 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 특히 증착 전 표면 전처리를 수월하게 할 수 있고, 표면 조도를 향상시킬 수 있으며, 증착 자체가 용이하게 하도록 하려는데 본 발명의 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been developed in order to solve the problems mentioned in the background art, and it is an object of the present invention to improve the surface roughness and facilitate the deposition itself, in particular, to facilitate surface pretreatment before deposition .
또 다른 목적으로는 증착 전 열처리 된 금형의 표면 재질에 대한 경도를 개선하려는데 본 발명의 또 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to improve hardness of a surface material of a heat-treated metal mold before deposition.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 금형을 가공, 열처리한 다음 증착하기 전 그 금형의 표면을 마이크로블라스팅으로 마이크로 분사제를 금형의 표면에 고압 분사하여 전처리하는 것을 제안한다. As a means for achieving the above object, the present invention proposes that the surface of the mold is pretreated by high-pressure spraying of the micro-injection agent on the surface of the mold by micro-blasting before the mold is processed, heat treated, and then evaporated.
본 발명에 따르면, 종래에 래핑작업을 증착 전 금형을 전처리하던 것을 마이크로블라스팅으로 처리함으로써 그 전처리공정을 수월하게 할 수 있고, 그 표면의 조도를 종래보다 월등히 매끄럽게 할 수 있는 효과가 있으며, 이로 인해 이후에 수행되는 증착을 용이하게 함은 물론 박막의 결착이 견고하고, 고도로 매끄러운 증착 면을 형성할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, it is possible to simplify the preprocessing process by micro-blasting the metal mold prior to the lapping operation before vapor deposition in the past, and to improve the surface roughness much more than before. Thereby facilitating the deposition to be performed thereafter, and the deposition of the thin film is robust and a highly smooth deposition surface can be formed.
특히, 마이크로 분사제를 금형의 표면에 고압 분사하여 전처리를 수행하면 금형의 표면에 딤플형태의 잔류압축응력이 축적되고, 그 압축응력이 축적되면서 금형의 표면에 잔류압축응력 층이 형성되며, 그 잔류압축응력 층으로 인해 금형 표면층의 열변형이 일어나고, 이러한 열변형은 열처리에 의한 스트레스를 해소하면서 표면재질을 더욱더 경질의 재질로 개선되며, 이렇게 개선된 재질로 인해 금형 표면층에 형성될 수 있는 균열의 발생률을 현저하게 줌은 물론 표면 수명을 획기적으로 늘림과 동시에 표면 조도를 오래도록 유지시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 금형 표면의 이형성, 유동성, 소착성, 박리성, 표면 기포가 개선되고, 밀착성과 점착성 등이 향상되는 효과가 있다.Particularly, when the micro-injection agent is injected at a high pressure on the surface of the mold and subjected to pretreatment, the residual compressive stress in the form of dimples is accumulated on the surface of the mold, and the compressive stress is accumulated and a residual compressive stress layer is formed on the surface of the mold. The residual compressive stress layer causes thermal deformation of the surface layer of the mold. Such heat deformation relieves the stress caused by the heat treatment while improving the surface material to a harder material. The cracks that can be formed on the mold surface layer Not only remarkably increases the surface roughness but also greatly increases the surface life and maintains the surface roughness for a long time. Further, the releasing property, the fluidity, the peelability and the surface bubble of the surface of the mold are improved, and the adhesiveness and adhesion are improved.
도 1은 본 발명의 공정을 나타낸 블록도
도 2는 본 발명의 전처리방법을 나타낸 예시도
도 3은 본 발명의 또 다른 전처리방법을 나타낸 예시도 1 is a block diagram showing a process of the present invention
Fig. 2 is an exemplary diagram showing a pretreatment method of the present invention
3 is an exemplary diagram showing another pre-processing method of the present invention
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 다만, 첨부된 도면은 요부에 관한 설명의 편의를 위해 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시될 수 있고, 설명에 사용되는 용어 및 명칭은 사전적인 의미가 아닌 구성의 형상이나 작용, 역할 등에 의해 함축적으로 정해질 수 있으며, 위치에 관한 설명은 특별한 언급이 없는 한 도면을 기준으로 설명한다. 그리고 선등록된 공지기술 및 통상적 기술에 대한 구체적인 설명은 요지를 흐릴 수 있어 생략 또는 간단한 부호나 명칭으로 대체한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the appended drawings may be exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience of description, and the terms and names used in the description are intended to be implicitly construed according to the shape, And the description of the position will be made on the basis of the drawings unless otherwise specified. And specific descriptions of well-known and commonly-used techniques may be omitted to avoid obscuring the subject matter, or to be omitted or replaced with a simple code or name.
이하, Below, 도1을1 참조하여 설명하면 다음과 같다. Reference will now be made to the following.
도시된 바와 같이, 본 발명은 금형을 가공, 열처리한 다음 증착하기 전 그 금형의 표면을 마이크로블라스팅으로 마이크로 분사제를 금형의 표면에 고압 분사하여 전처리하는 것을 제안한다. As shown in the drawings, the present invention proposes that the surface of the mold is pretreated by high-pressure spraying of the micro-injector on the surface of the mold by micro-blasting before the mold is processed, heat treated, and then evaporated.
도시되어 있지는 않지만, 상기 금형의 전처리에 사용되는 마이크로블라스팅은 사이클론형태의 용기에 분사제가 저장되고, 그 사이클론용기의 출구가 컴프레셔의 관로에 이젝터방식으로 연결되어 에어건으로 공급되거나, 에어건의 내부에 이젝터방식으로 연결되어 공급되며, 그 에어건을 이용하여 금형의 표면에 마이크로블라스팅으로 전처리를 수행할 수 있다. Although not shown, the microblasm used in the pre-treatment of the mold has a structure in which an injection material is stored in a cyclone-type container, the outlet of the cyclone container is connected to a pipe of a compressor by an ejector method, and supplied to an air gun, And the surface of the mold can be pre-treated by micro-blasting using the air gun.
이하, Below, 도2을2 참조하여 설명하면 다음과 같다. Reference will now be made to the following.
본 발명은 일 예로 금형의 열처리 후 표면 경도가 HRC 55~62인 금형인 경우를 대상으로 설명하면 다음과 같다. For example, the present invention will be described below with reference to a mold having a surface hardness of HRC 55 to 62 after heat treatment of a mold.
상기 마이크로블라스팅에 사용되는 분사제는 입자크기 10~100㎛의 세라믹으로 이루어진 분사제를 사용하는 것을 제안한다.It is proposed that the injecting agent used in the microblasting is a spraying agent made of a ceramic having a particle size of 10 to 100 탆.
통상 블라스팅에 사용되는 분사제는 모래, 금속, 합금, 광물 등을 사용하는 것이 일반적이다. 이러한 분사제는 제품이나 재료의 표면에 형성되는 녹, 도막 등을 제거하기 위한 용도로 적합한 것으로서, 이러한 분사제를 상기한 금형에 그대로 사용하게 되면 표면 연마가 거의 일어나지 않기 때문에 작업시간이 오래 걸리는 문제점이 발생한다. Generally, it is common to use sand, metal, alloy, mineral or the like as a jetting agent for blasting. Such a jetting agent is suitable for removing rust, paint film, and the like formed on the surface of a product or a material. If such a jetting agent is used in the above-described mold as it is, surface polishing hardly occurs, Lt; / RTI >
그러나 상술한 세라믹 분사제를 적용하게 되면 짧은 시간에 표면을 연마할 수 있는 효과가 발생한다. However, when the ceramic spray agent is applied, the surface can be polished in a short time.
상술한 세라믹 분사제는 점토 분말을 고온에서 가공 성형하여 제조할 수 있다.The ceramic spray agent described above can be produced by processing the clay powder at high temperature.
상기와 같은 방법으로 제조된 세라믹은 그릿형태의 세라믹 분사제로 만들어지는데 이 세라믹 분사제를 세라믹 입자끼리 마찰시키면 구체형태로 이루어지는 세라믹 볼을 제조할 수 있다.The ceramic produced by the above method is made of a grit-type ceramic spraying agent. When the ceramic spraying agent is rubbed against each other, a ceramic ball having a spherical shape can be produced.
도시된 바와 같이, 상기 금형(10)은 상술한 구체형태로 이루어지는 세라믹 볼(20)을 적용하여 표면 처리하는 것이 더욱 바람직하다. As shown in the figure, it is more preferable that the
이렇게 하면, 짧은 시간에 표면을 연마할 수 있음은 물론 고도로 매끄러운 표면 질감을 만들 수 있는 효과가 있다. In this way, the surface can be polished in a short period of time, and a highly smooth surface texture can be obtained.
상기한 제조과정에서 만들어지는 분사제는 10~100㎛의 세라믹 볼과, 10㎛ 이하의 그릿형태의 세라믹 분사제와, 100~1000㎛의 그릿형태의 세라믹 분사제로 선별한 다음, 하기와 같은 방식으로 사용하는 것으로 제안한다. The injection agent produced in the above process is selected from a ceramic ball of 10 to 100 탆, a ceramic injection agent of 10 탆 or less in grit shape, and a ceramic injection agent of 100 to 1000 탆 in grit shape, As shown in Fig.
이하, Below, 도3을3 참조하여 설명하면 다음과 같다. Reference will now be made to the following.
도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 방법으로서, 금형의 전처리에 사용되는 마이크로블라스팅은 금형의 방전, 기계가공, 열처리과정에서 발생하는 백층(30)을 100~1000㎛의 그릿형태의 세라믹 분사제(40)를 분사하여 금형의 표면을 청소하는 청소단계; 상기 청소단계를 거친 금형의 표면에 10~100㎛의 구체형태의 세라믹 볼을 분사하여 금형의 표면을 연마하는 연마단계; 상기 연마단계를 거친 금형의 표면에 10~100㎛의 구체형태의 세라믹 볼로 금형의 표면에 마찰시키는 마찰단계; 상기 마찰단계를 거친 금형의 표면에 10㎛ 이하의 그릿형태의 세라믹 분사제(50)를 분사하여 금형의 표면을 마감하는 마감단계;로 처리하는 것을 제안한다. As shown in the drawing, as another method of the present invention, the microblasting used in the pretreatment of a mold is a method in which a
통상적으로 금형은 복잡한 캐비티의 형상을 구현하기 위해 기계적 가공과 함께 레이저, 와이어, 방전 등을 수행하고, 이로 인해 캐비티의 표면은 필연적으로 백층이 생성된다. 이러한 백층을 청소하지 않고 바로 연마단계를 거치게 되면 연마단계의 시간이 오래 걸릴 뿐 아니라, 빠르고 깨끗하게 청소할 수 없는 문제점이 발생한다. Typically, a mold performs a laser, a wire, a discharge, and the like together with mechanical processing in order to realize the shape of a complicated cavity, so that the surface of the cavity necessarily becomes a back layer. If the polishing step is carried out without cleaning the back layer, the polishing step takes a long time and the cleaning can not be performed quickly and cleanly.
이에 세라믹 분사제의 제조과정 중에 생성되는 그릿형태의 세라믹 분사제로 청소를 하는 것이며, 이렇게 그릿형태의 세라믹 분사제로 백층을 청소하면 신속하면서도 빠르게 백층을 제거할 수 있는 효과가 있다. Therefore, cleaning is performed with a grit-type ceramic spraying agent produced during the production of the ceramic spraying agent. When the backing layer is cleaned with the ceramic spraying agent in the form of a grit, the back layer can be quickly and quickly removed.
상기한 청소단계를 거친 금형에 연마단계를 수행하게 되면 청소단계에서 거칠어진 표면의 조도를 구체형태의 세라믹 볼로 매끄럽게 형성할 수 있으며, 그러한 매끄러운 표면에 구체형태의 세라믹 볼로 마찰시켜 매끄러운 표면을 더욱더 매끄럽게 할 수 있고, 그러한 매끄러운 표면에 세라믹 분사제의 제조과정 중에 생성되는 미립자 형태의 그릿형태의 세라믹 분사제로 마감하여 더욱더 표면을 매끄럽게 할 수 있다. If the polishing step is performed on the metal mold having been subjected to the cleaning step described above, the surface roughness of the rough surface can be smoothly formed with the ceramic ball of the spherical shape in the cleaning step, and the smooth surface is further smoothed by rubbing the ceramic surface with the ceramic ball. And can be finished with a ceramic spray agent in the form of a grit in the form of a particulate, which is produced during the production of the ceramic spray agent on such a smooth surface, thereby further smoothing the surface.
상술한 마찰단계는 금형의 표면에 10~500mm의 세라믹 볼을 피복한 다음, 그 피복층 위에 10~30cm의 쿠션제를 얹은 후, 그 쿠션제 위에 상판은 얹은 다음, 상기 상판 또는 금형을 좌우로 미세 진동시키는 방식으로 마찰시킬 수 있다. In the above-described friction step, a ceramic ball having a thickness of 10 to 500 mm is coated on the surface of the mold, a cushioning agent having a thickness of 10 to 30 cm is placed on the coating layer, the top plate is placed on the cushion, It can be rubbed in a vibrating manner.
이렇게 하면 마찰단계를 수월하게 수행할 수 있음은 물론 균등한 표면처리가 가능해지는 효과를 얻을 수 있다. In this way, the friction step can be carried out easily and an even surface treatment can be achieved.
상술한 단계는 금형의 가공방법에 따라 선택적으로 수행될 수 있다. 예를 들어 기계적 가공만으로 금형이 제조되는 경우 청소단계가 배제될 수 있고, 초고도로 정밀한 표면 조도가 필요하지 않을 경우 마찰단계와 마감단계를 배제한 채 수행될 수 있다. The above-described steps can be selectively carried out according to the processing method of the mold. For example, the cleaning step can be eliminated if the mold is manufactured only by mechanical machining, and the friction step and the finishing step can be omitted if an ultra-high-precision surface roughness is not required.
상기와 같이 전처리 된 금형은 표면 조도가 향상되어 이후에 수행되는 증착을 유리하게 할 수 있음은 물론 그 증착면의 품질이 더욱더 향상되는 효과가 있다. The surface of the pre-treated metal mold is improved in surface roughness so that the subsequent deposition may be advantageous and the quality of the deposited surface may be further improved.
본 발명은 금형의 열처리 후 표면 경도가 HRC 55~62인 금형을 대상으로 설명하였으나, 상술한 금형의 표면 경도를 감안하여 분사제의 입자크기를 용이하게 선택할 수 있을 뿐 아니라, 처리단계의 일부를 배제하거나 모두 포함하거나, 중복하여 수행될 수 있을 것이다. Although the present invention has been described for a mold having a surface hardness of HRC 55 to 62 after heat treatment of a mold, considering the surface hardness of the mold, it is possible to easily select the particle size of the injecting agent, Or both, or may be performed in duplicate.
이하, 본 발명에서 제안한 구성의 응용을 설명을 하면 다음과 같다.Hereinafter, the application of the configuration proposed by the present invention will be described.
본 발명은 본 발명에서 추구하고자 하는 구성의 원리와 그 원리의 이해를 돕고자 본 발명의 구성과 그 구성에 포함되는 구체적인 구성요소를 도면화하고 그 도면을 기반으로 하여 설명을 한 것이며, 본 발명에 포함되는 구성 및 그 구체적인 구성요소는 추구하고자 하는 원리를 감안하여 구조, 형태, 모양, 배치, 방향, 수량이 결정되며 이를 필요에 따라 다양하게 변경할 수 있을 것이다. 본 발명에서 제시한 구성 및 그 구체적인 구성요소는 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명에서 얻고자 하는 효과와 그 효과로부터 더 나은 효과를 얻기 위해 어떠한 원리를 적용하는 것이 가장 바람직한 것인지를 예시한 것이다. 이에 따라서 본 발명은 상술한 구성들을 모두 포함하여 본 발명은 완성하는 것이 가장 바람직하나, 원가절감, 제조의 편의성, 환경조건 또는 필요에 따라 상기에서 설명한 구성 중 일부를 선택 또는 배제하여 완성할 수 있고, 하나 또는 일부의 구성을 따로 떼어내어 다른 구성과 병행하여 완성할 수도 있다. 그리고 상기에서 설명한 각 구성은 원리, 용도, 기능, 역할, 작용, 효과 등을 감안하여 이 기술분야가 아닌 다른 기술분야에 독립적으로 적용될 수 있다. 이를 기반으로 하여 본 발명은 아래와 같이 본 발명의 청구항을 가능한 포괄하는 범위로 특정하여 청구하였으며, 이를 통하여 통상의 기술자는 다양하게 수정, 변경하여 사용할 수 있을 것이다.In order to facilitate understanding of the principles and principles of the present invention, the present invention is described with reference to the drawings and specific elements included in the constitution of the present invention and its constitution, The structure, form, shape, arrangement, direction, and quantity are determined in consideration of the principle to be pursued, and various modifications may be made thereto as needed. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed and desired or desirable. It is. Accordingly, the present invention includes all of the above-described configurations, and the present invention is most preferably completed. However, the present invention can be completed by selecting or excluding some of the configurations described above according to cost reduction, manufacturing convenience, , One or a part of the components may be separated and completed in parallel with other components. In addition, each of the constituent elements described above can be applied independently to other technical fields in view of principle, purpose, function, role, action, effect, and the like. Accordingly, the present invention is not limited to the above embodiments and various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
이상으로, 본 발명의 설명을 모두 마치며, 이 기술분야에 통상의 지식을 가진 기술자라면 상술한 구체적인 내용을 통해 본 발명에서 추구하고자 하는 요지를 충분히 파악할 수 있을 것으로 보이고, 도시는 되어 있지만 설명하지 않은 부분에 대한 작용효과도 충분히 유추 가능할 것이라 보인다. 이에 통상의 기술자라면 본 발명에서 언급한 내용을 기반으로 이 기술분야의 다양하게 수정 및 변경하여 적용할 수 있을 것이며 이로 인해 이 기술분야의 발전은 물론 사용상의 효율성을 더욱더 증대시킬 수 있을 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives , modifications and variations will be apparent to those skilled in the art in light of the above teachings. The effect on the part seems to be sufficiently inferable. Those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art based on the teachings herein without departing from the spirit and scope of the invention.
10: 금형
20: 세라믹 볼
30: 백층
40,50: 세라믹 분사제10: Mold
20: Ceramic ball
30: White layer
40,50: Ceramic spraying agent
Claims (4)
상기 마이크로블라스팅은 금형의 표면에 생성된 백층을 100~1000㎛의 그릿형태의 세라믹 분사제를 분사하여 금형의 표면을 청소하는 청소단계; 상기 청소단계를 거친 금형의 표면에 10~100㎛의 구체형태의 세라믹 볼을 분사하여 금형의 표면을 연마하는 연마단계; 상기 연마단계를 거친 금형의 표면에 10~100㎛의 구체형태의 세라믹 볼로 금형의 표면에 마찰시키는 마찰단계; 상기 마찰단계를 거친 금형의 표면에 10㎛ 이하의 그릿형태의 세라믹 분사제를 분사하여 금형의 표면을 마감하는 마감단계;로 처리하는 것을 포함하는 금형의 증착 전처리 방법.
Treating the surface of the mold by micro-blasting, and spraying the surface of the mold with high-pressure spraying of the micro-injection agent onto the surface of the mold before the vapor deposition,
A micro-blasting step of cleaning the surface of the mold by spraying a grit-type ceramic spraying agent of 100-1000 탆 on the surface of the mold; A polishing step of spraying a ceramic ball having a specific shape of 10 to 100 mu m on the surface of the mold after the cleaning step to polish the surface of the mold; A rubbing step of rubbing the surface of the metal mold subjected to the polishing step to the surface of the metal mold with a ceramic ball having a specific shape of 10 to 100 탆; And a finishing step of finishing the surface of the mold by injecting a grit-type ceramic injecting agent of 10 占 퐉 or less on the surface of the metal mold subjected to the rubbing step.
상기 연마단계는 금형의 표면에 분사제를 일정두께만큼 피복한 다음, 그 피복층 위에 일정두께를 가진 쿠션제를 적층한 후, 그 쿠션제 위해 상판은 얹은 다음, 그 상판 또는 금형을 좌우로 미세 진동시키는 방식으로 처리하는 것을 포함하는 금형의 증착 전처리 방법.The method according to claim 1,
In the polishing step, a spraying agent is coated on the surface of the mold to a predetermined thickness, a cushioning agent having a predetermined thickness is laminated on the coating layer, the top plate for cushioning is placed on the mold, Wherein the method comprises the steps of:
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |