接合体及びハニカム構造体成形用口金
【課題】第２の金属部材の接合界面付近の強度低下を防止した接合体を提供する。
【解決手段】炭化タングステン基超硬合金から構成された第１の金属部材２と、炭素当量が２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３質量％以下のマルテンサイト系ステンレス鋼から構成された第２の金属部材３とが接合されてなる接合体１。好ましくは、炭素当量２．５〜３．５のマルテンサイト系ステンレス鋼が、ＳＵＳ４３１、ＳＵＳ４２０Ｊ１、ＳＵＳ４２０Ｊ２、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４１０Ｊ１、Ｓ−ＳＴＡＲ、ＰＲＯＶＡ−４００、ＨＰＭ３８、ＳＴＡＶＡＸ ＥＳＲ及びＳＵＳ４０３からなる群から選択される少なくとも一種である接合体１。
【解決手段】炭化タングステン基超硬合金から構成された第１の金属部材２と、炭素当量が２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３質量％以下のマルテンサイト系ステンレス鋼から構成された第２の金属部材３とが接合されてなる接合体１。好ましくは、炭素当量２．５〜３．５のマルテンサイト系ステンレス鋼が、ＳＵＳ４３１、ＳＵＳ４２０Ｊ１、ＳＵＳ４２０Ｊ２、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４１０Ｊ１、Ｓ−ＳＴＡＲ、ＰＲＯＶＡ−４００、ＨＰＭ３８、ＳＴＡＶＡＸ ＥＳＲ及びＳＵＳ４０３からなる群から選択される少なくとも一種である接合体１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合体及びハニカム構造体成形用口金に関し、更に詳しくは、接合界面付近の強度低下を防止した接合体及びハニカム構造体成形用口金に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、炭化タングステン基超硬合金とステンレス鋼との接合体が、セラミックハニカム構造体を成形するための口金（ハニカム構造体成形用口金）、精密金型、ダイス、プラグ等に用いられている。
【０００３】
例えば、ハニカム構造体成形用口金としては、成形原料を導入するための裏孔が形成された、ステンレス鋼からなる板状部材と、上記裏孔に連通し、成形原料を格子状に成形するためのスリットが形成された炭化タングステン基超硬合金からなる板状部材とを接合した接合体（口金基体）を備えたものが使用されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
ハニカム構造体成形用口金は、通常、口金基体の一方の面に、ハニカム構造体の隔壁厚さに対応する幅のスリットが格子状等に設けられており、その反対側の面（他方の面）に、スリットと連通する開口面積の大きな裏孔が設けられている。そして、この裏孔は、通常、スリットが交差する位置（例えば、格子状に形成されたスリットの交差位置）に対応して設けられ、両者は、口金基体内部で連通している。従って、裏孔から導入されたセラミック原料等の成形原料は、比較的内径の大きな裏孔から、幅の狭いスリットへと移行して、このスリットの開口部からハニカム構造の成形体として押出される。このように、スリット部分は、幅が狭くなっているため、セラミック原料が通過するときに高い圧力がかかり、摩耗しやすい構造である。これに対し、耐摩耗性の高い炭化タングステン基超硬合金からなる部材にスリットを形成したハニカム構造体成形用口金は、炭化タングステン基超硬合金を用いることにより、耐摩耗性を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０５１６８２号公報
【特許文献２】特開２００７−１８１９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このような炭化タングステン基超硬合金とステンレス鋼との接合体であり、炭化タングステン基超硬合金に格子状のスリットを形成したハニカム構造体成形用口金は、使用中に、格子状のスリットにより区画されたセルブロックが倒れる（傾く）という問題があった。ハニカム構造体成形用口金のセルブロックが倒れると、ハニカム構造体を成形するときに、セルに欠陥が生じ、高品質のハニカム構造体を得ることができなかった。
【０００７】
従来、ハニカム構造体成形用口金において、炭化タングステン基超硬合金に接合されるステンレス鋼は、ＳＵＳ６３０等の析出硬化系ステンレス鋼であった。炭化タングステン基超硬合金に接合されたこれらのステンレス鋼は、炭化タングステン基超硬合金に含有される炭素の溶出・拡散により、炭化タングステン基超硬合金との界面付近がマルテンサイト系の組織からオーステナイト系の組織に変化し、強度が低下していた。これにより、ハニカム構造体成形用口金のセルブロックが倒れるという問題が生じたものと考えられる。
【０００８】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、接合界面付近の強度低下を防止した接合体及びハニカム構造体成形用口金を提供することを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するため、本発明によって以下の接合体及びハニカム構造体成形用口金が提供される。
【００１０】
［１］ 炭化タングステン基超硬合金から構成された第１の金属部材と、炭素当量が２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３０質量％以下のマルテンサイト系ステンレス鋼から構成された第２の金属部材とが接合されてなる接合体。
【００１１】
［２］ 前記炭素当量２．５〜３．５のマルテンサイト系ステンレス鋼が、ＳＵＳ４３１、ＳＵＳ４２０Ｊ１、ＳＵＳ４２０Ｊ２、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４１０Ｊ１、Ｓ−ＳＴＡＲ、ＰＲＯＶＡ−４００、ＨＰＭ３８、ＳＴＡＶＡＸ ＥＳＲ及びＳＵＳ４０３からなる群から選択される少なくとも一種である［１］に記載の接合体。
【００１２】
［３］ 前記第２の金属部材が、成形原料を導入するための裏孔が形成された第２の板状部材であり、前記第１の金属部材が、前記裏孔に連通し、成形原料を格子状に成形するためのスリットが形成された第１の板状部材である［１］又は［２］に記載の接合体を備えたハニカム構造体成形用口金。
【００１３】
［４］ 炭化タングステン基超硬合金から構成された第１の金属部材と、炭素当量が２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３０質量％以下の工具鋼から構成された第２の金属部材とが接合されてなる接合体（「第２の発明」ということがある。）。
【００１４】
［５］ 前記工具鋼が、ＨＰＭ３１である［４］に記載の接合体。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の接合体によれば、炭化タングステン基超硬合金から構成された第１の金属部材と、炭素当量が２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３０質量％以下のマルテンサイト系ステンレス鋼から構成された第２の金属部材とが接合されてなるものであるため、接合界面付近の強度低下を効果的に防止することができるとともに、接合強度の低下を防止することができる。
【００１６】
本発明のハニカム構造体成形用口金によれば、第２の金属部材が、成形原料を導入するための裏孔が形成された第２の板状部材であり、第１の金属部材が、裏孔に連通し、成形原料を格子状に成形するためのスリットが形成された第１の板状部材である上記本発明の接合体を備えたものであるため、第１の板状部材と第２の板状部材との接合界面付近の強度が低下せず、格子状のスリットにより区画されたセルブロックが倒れるのを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のハニカム構造体成形用口金の一の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示す口金の、第１の板状部材側の表面を示す拡大平面図である。
【図３】図１に示す口金の、第２の板状部材側の表面を示す拡大平面図である。
【図４】図２に示す口金のＡ−Ａ’断面を模式的に示す概略断面図である。
【図５】図２に示す口金のＢ−Ｂ’断面を模式的に示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態を具体的に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。
【００１９】
（１）接合体：
本発明の接合体の一の実施形態は、炭化タングステン基超硬合金（以下、「超硬合金」ということがある。）から構成された第１の金属部材と、炭素当量が２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３０質量％以下のマルテンサイト系ステンレス鋼（以下、「特定ステンレス鋼」ということがある。）から構成された第２の金属部材とが接合されてなるものである。
【００２０】
このように本実施形態の接合体は、炭化タングステン基超硬合金（超硬合金）と、炭素当量が２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３０質量％以下のマルテンサイト系ステンレス鋼（特定ステンレス鋼）とが接合されているため、特定ステンレス鋼の超硬合金との接合界面付近の強度が低下せず、接合体を使用したときの外力による変形（例えば、ハニカム構造体成形用口金を使用したときの、セルブロックの倒れ）や磨耗等を防止することができ、接合強度の低下を防止することができる。特定ステンレス鋼の超硬合金との接合界面付近の強度が低下しないのは、超硬合金に含有される炭素が特定ステンレス鋼に溶出しても、特定ステンレス鋼の、超硬合金との接合界面付近の硬度が低下しないためである。ステンレス鋼に含有される炭素当量が大きいと、オーステナイト系の組織になり、マルテンサイト系のステンレス鋼より硬度が低くなるが、本実施形態の接合体は、特定ステンレス鋼の炭素当量が所定の値であるため、超硬合金に含有される炭素が特定ステンレス鋼に溶出しても、特定ステンレス鋼の接合界面付近がオーステナイト系の組織にはならず、特定ステンレス鋼の強度が低下しないのである。また、特定ステンレス鋼の硫黄含有量（含有率）が０．０３質量％以下であることにより、超硬合金と特定ステンレス鋼との間の接合強度の低下を防止することができる。ここで、本実施形態において、「接合界面付近の強度低下を防止する」というときは、「特定ステンレス鋼（第２の金属部材）における、接合界面付近の強度低下を防止する」ことを意味する。これは、第２の金属部材において、接合界面付近と、その他の部分とを比較したときに、接合界面付近の強度がその他の部分と同じ、又は高くなった状態を意味する。また、「接合界面付近」というときは、「特定ステンレス鋼（第２の金属部材）における、特定ステンレス鋼と超硬合金との接合界面（第１の金属部材と第２の金属部材との接合界面）から、１．０ｍｍまでの範囲」を意味する。また、「強度」とは、降伏強度をいい、簡易的にはビッカース硬度Ｈｖを測定することによって代用できるものである（降伏強度＝ビッカース硬度Ｈｖ×３）。
【００２１】
本実施形態の接合体において、第１の金属部材を構成する炭化タングステン基超硬合金は、少なくとも炭化タングステンを含む合金であり、炭化タングステンを、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、及びクロム（Ｃｒ）からなる群より選択される少なくとも一つの金属で焼結した合金であることが好ましい。炭化タングステンの含有率は、５０〜９９質量％であることが好ましい。このような炭化タングステン基超硬合金の中でも、コバルト（Ｃｏ）を結合材として使用した炭化タングステン基超硬合金が好ましく、具体的には、コバルトの含有率が０．１〜５０質量％の炭化タングステン基超硬合金（ＷＣ−Ｃｏ）が好ましい。このような炭化タングステン基超硬合金は、耐摩耗性や機械的強度に特に優れている。
【００２２】
また、本実施形態の接合体において、炭素当量は、ＪＩＳ５１０３において規定されている、合金中の炭素当量（Ｃｅｑ）であり、算出式は、「Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／２４＋Ｍｎ／６＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／１４」で示される（上記式において、Ｃ，Ｓｉ等の各成分は、合金中の各成分の質量％である）。第２の金属部材を構成する特定ステンレス鋼の炭素当量は、２．５〜３．５が好ましく、２．６〜３．３がより好ましい。第２の金属部材を構成する特定ステンレス鋼の炭素当量を、このような範囲にすることにより、第１の金属部材と第２の金属部材との接合界面付近の強度低下を効果的に防止することができる。炭素当量を３．５より大きくすると、超硬合金に含有される炭素が特定ステンレス鋼に溶出することにより、特定ステンレス鋼の接合界面付近で残留オーステナイトの組織が増加し、強度が低下するため好ましくない。炭素当量が２．５より低いと、鋼材中のマルテンサイト量が減少してしまうため、強度が低くなり好ましくない。
【００２３】
第２の金属部材を構成する特定ステンレス鋼の硫黄含有量は、０．０３０質量％以下であり、０．０１９質量％以下が好ましく、０．０１５質量％以下が更に好ましい。硫黄含有量が、０．０３０質量％を超えると、超硬合金と特定ステンレス鋼との間の接合強度が低下し、接合はがれが生じやすくなる。また、第２の金属部材を構成する特定ステンレス鋼の炭素含有量は、０．１０〜０．９５質量％が好ましく、０．１３〜０．７５質量％が更に好ましく、０．１７〜０．４０質量％が特に好ましい。炭素含有量が、０．１０質量％より少ないと、超硬合金から特定ステンレス鋼への炭素の溶出が起き易くなることがあり、その場合、超硬合金が脆化するため、超硬合金と特定ステンレス鋼との間の接合強度が低下し、接合信頼性を低減させることがある。炭素含有量が０．９５質量％を超えると、特定ステンレス鋼におけるじん性が低下し、使用時に割れが生じやすくなることがある。
【００２４】
第２の金属部材を構成する特定ステンレス鋼は、マルテンサイト系ステンレス鋼である。本実施形態の接合体において、「マルテンサイト系ステンレス鋼」というときは、１１％以上のクロムを含有し、焼入れ処理によりマルテンサイト相を形成するステンレス鋼を意味する。マルテンサイト系ステンレス鋼以外のステンレス鋼としては、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼等を挙げることができ、これらのステンレス鋼は、本実施形態の接合体を構成する特定ステンレス鋼には含まれない。ここで、「オーステナイト系ステンレス鋼」というときは、高含有の添加材を使い安定したオーステナイト相を形成するステンレス鋼を意味する。また、「析出硬化系ステンレス鋼」というときは、析出硬化熱処理により、マルテンサイト地に微細な金属間化合物を生じさせることで、高い硬度が得られるステンレス鋼を意味する。オーステナイト系ステンレス鋼は、マルテンサイト系ステンレス鋼と比較して、炭素当量が高く、硬度及び強度が低いものである。また、析出硬化系ステンレス鋼は、炭素当量についてはマルテンサイト系ステンレス鋼と同じ程度の場合もあるが、もともとのマルテンサイト量が少ないために、炭素が溶出してきた場合（炭素含有率が増大した場合）にその影響を受けやすく硬度が大きく低下するものである。
【００２５】
第２の金属部材を構成する特定ステンレス鋼は、ＳＵＳ４３１、ＳＵＳ４２０Ｊ１、ＳＵＳ４２０Ｊ２、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４１０Ｊ１、Ｓ−ＳＴＡＲ、ＰＲＯＶＡ−４００、ＨＰＭ３８、ＳＴＡＶＡＸ ＥＳＲ及びＳＵＳ４０３からなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。これらの中でも、ＳＵＳ４３１、ＳＵＳ４２０Ｊ２又はＳＵＳ４２０Ｊ１が更に好ましい。例えば、ＳＵＳ４２０Ｊ２の組成は、「Ｃ；０．２６〜０．４、Ｓｉ；１．００以下、Ｍｎ１．００以下、Ｐ；０．０４０以下、Ｓ；０．０３０以下、Ｎｉ；０．６以下、Ｃｒ；１２〜１４、Ｆｅ；残部」であり、ＳＵＳ４２０Ｊ１の組成は、「Ｃ；０．１６〜０．２５、Ｓｉ；１．０以下、Ｍｎ；１．００以下、Ｐ；０．０４０以下、Ｓ；０．０３０以下、Ｎｉ；０．６以下、Ｃｒ；１２〜１４、Ｆｅ；残部」である。ＳＵＳ４３１及びＳＵＳ４２０Ｊ２は、炭素が超硬合金から溶出してきても、接合温度からの冷却により安定したマルテンサイト組織を得ることができ、高い硬度を維持することができる。また、ＳＵＳ４２０Ｊ１、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４１０Ｊ１及びＳＵＳ４０３は、炭素が超硬合金から溶出してくると、炭素量の増加によりマルテンサイト系の組織を増加する方向に組織の変化が生じるため、接合界面付近の強度がより大きくなる。また、「Ｓ−ＳＴＡＲ」は、大同特殊鋼社製のマルテンサイト系ステンレス鋼の商品名であり、ＳＵＳ４２０Ｊ２を改良したものである。「Ｓ−ＳＴＡＲ」の組成は、「Ｃ；０．３８、Ｓｉ；０．９、Ｃｒ；１３．５、Ｍｏ；０．１、Ｖ；０．３」（カタログの値）である。また、「ＰＲＯＶＡ−４００」は、不二越社製のマルテンサイト系ステンレス鋼の商品名であり、ＳＵＳ４２０Ｊ２を改良したものである。「ＰＲＯＶＡ−４００」の組成は、「Ｃ；０．４、Ｓｉ；０．９、Ｍｎ；０．４、Ｃｒ；１３．５、Ｍｏ；微量、Ｖ；微量」（カタログの値）である。また、「ＨＰＭ３８」は、日立金属社製のマルテンサイト系ステンレス鋼の商品名であり、ＳＵＳ４２０Ｊ２を改良したものである。尚、「ＨＰＭ」は日立金属社の登録商標である。また、「ＳＴＡＶＡＸ ＥＳＲ」は、ウッデホルム社製のマルテンサイト系ステンレス鋼の商品名であり、ＳＵＳ４２０Ｊ２を改良したものである。「ＳＴＡＶＡＸ ＥＳＲ」の組成は、「Ｃ；０．３８、Ｓｉ；０．９、Ｍｎ；０．５、Ｃｒ；１３．６、Ｖ；０．３」（カタログの値）である。
【００２６】
本実施形態の接合体は、特定ステンレス鋼の接合界面付近の組成が、超硬合金からの炭素の溶出により変化していることがあるが、本実施形態の接合体の特徴の一つである特定ステンレス鋼の炭素当量は、炭素の溶出の影響を受けていない部分の値である。
【００２７】
本実施形態の接合体は、第２の金属部材の接合界面付近の硬度が、Ｈｖ３５０〜Ｈｖ６００であることが好ましく、Ｈｖ４００〜Ｈｖ５５０であることが更に好ましい。Ｈｖ３５０より低いと、第２の金属部材の接合界面付近の強度が低下することがあり、Ｈｖ６００より高いと、接合界面において冷却割れ（剥れ）を起こすことがある。尚、硬度は、マイクロビッカース硬度計により測定した値である。尚、通常、ステンレス鋼は、硬度が高いほど強度が高くなるものであり、実施形態の接合体においても、第１の金属部材及び第２の金属部材に用いられるステンレス鋼は、硬度が高いほど強度が高くなるという関係にある。
【００２８】
本実施形態の接合体は、セラミックハニカム構造体成形用の口金、精密金型、ダイス、プラグ等として使用される。
【００２９】
本発明の接合体（第２の発明）は、炭化タングステン基超硬合金から構成された第１の金属部材と、炭素当量が２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３０質量％以下の工具鋼から構成された第２の金属部材とが接合されてなる接合体である。第２の発明の接合体は、上記本発明の接合体において、マルテンサイト系ステンレス鋼を工具鋼にしたものである。このような構成にすることによっても、接合体の、接合界面付近の強度低下を効果的に防止することができるとともに、接合強度の低下を防止することができる。
【００３０】
工具鋼としては、ＨＰＭ３１が好ましい。「ＨＰＭ３１」は、日立金属社製の工具鋼（ＳＫＤ系）の商品名である。
【００３１】
（２）ハニカム構造体成形用口金：
次に、上記本発明の接合体を備えた、本発明のセラミックハニカム構造体成形用の口金（ハニカム構造体成形用口金）の一の実施形態について説明する。図１は、本発明のハニカム構造体成形用口金の一の実施の形態を模式的に示す斜視図であり、図２は、図１に示す口金の、第１の板状部材側の表面を示す拡大平面図であり、図３は、図１に示す口金の、第２の板状部材側の表面を示す拡大平面図である。また、図４は、図２に示す口金のＡ−Ａ’断面を模式的に示す概略断面図であり、図５は、図２に示す口金のＢ−Ｂ’断面を模式的に示す概略断面図である。
【００３２】
図１〜図５に示すように、本実施形態のハニカム構造体成形用口金１１は、第２の金属部材３が、成形原料を導入するための裏孔１５が形成された第２の板状部材１３であり、第１の金属部材２が、裏孔に連通し、成形原料を格子状に成形するためのスリット１４が形成された第１の板状部材１２である、接合体１を備えたものである。接合体１は、上記本発明の接合体である。つまり、本実施形態のハニカム構造体成形用口金１１は、スリット１４が形成された第１の板状部材１２が炭化タングステン基超硬合金から形成され、裏孔１５が形成された第２の板状部材１３が炭素当量２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３０質量％以下のマルテンサイト系ステンレス鋼から形成されたものである。本実施形態のハニカム構造体成形用口金１１を用いて押出成形されるセラミックハニカム構造体は、流体の流通方向に延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備えたセラミックハニカム構造体である。
【００３３】
第２の板状部材１３には、第１の板状部材１２との接合界面２４側に、スリット１４の形状に対応した（スリット１４に連通した）スリット状の溝部２２が形成されている。そして、この第２の板状部材１３は、溝部２２及び裏孔１５の一部によって区画形成された複数の柱状部２３を有している。なお、この溝部２２は、裏孔１５がその交差点に位置するように形成されている。
【００３４】
本実施形態のハニカム構造体成形用口金１１は、上記のように、第２の板状部材１３の、第１の板状部材１２との接合界面２４側に、柱状部２３が形成されているため、柱状部２３を介して第１の板状部材１２と第２の板状部材１３とが接合される構造になっている。つまり、本実施形態のハニカム構造体成形用口金１１は、第１の板状部材１２と、第２の板状部材１３の柱状部２３とが接合された構造であり、図４、図５に示すように、柱状部２３によってセルブロック２１を支える構造である。ここで、セルブロック２１は、スリット１４が形成された第１の板状部材１２において、スリット１４によって区画形成された柱状の部分である。図４、図５に示すように、柱状部２３は、溝部２２と裏孔１５とによって区画されているため、セルブロック２１の大きさに比べて、細く小さい構造である。従って、ハニカム構造体成形用口金１１は、セラミック原料を押出成形する場合に、セルブロック２１に負荷がかかったときには、柱状部２３に応力が集中し易い構造となっている。そのため、柱状部２３は、変形等しないようにするために、強度の高い材質から形成されていることが必要である。また、第２の板状部材１３の柱状部２３は、第１の板状部材１２との接合界面２４を構成しているため、第２の板状部材１３の、第１の板状部材１２との「接合界面２４付近」は、柱状部２３の少なくとも一部を含む領域になる。
【００３５】
本実施形態のハニカム構造体成形用口金１１は、上記のように、第１の板状部材１２が炭化タングステン基超硬合金から形成され、第２の板状部材１３が炭素当量２．５〜３．５、硫黄含有量０．０３０質量％以下のマルテンサイト系ステンレス鋼から形成されたものであるため、第２の板状部材１３の接合界面付近に位置する柱状部２３の強度が低下することなく、セルブロック２１に負荷がかかった状態でも、柱状部２３の変形が抑制される。これにより、本実施形態のハニカム構造体成形用口金１１は、使用によりセルブロック２１が倒れることを、防止することができる。
【００３６】
本実施形態のハニカム構造体成形用口金１１において、溝部２２の深さ（柱状部２３の高さ）Ｌは、０．１〜３．０ｍｍが好ましく、０．３〜１．５ｍｍがさらに好ましい。０．１ｍｍより小さいと、高い成形性を実現できないことがあり、３．０ｍｍより大きいと、セルブロック２１が倒れ易くなることがある。
【００３７】
図１〜図５においては、円板状の接合体１の中央部の略四角形の領域にスリット１４、裏孔１５、及び溝部２２が形成された場合の例を示しているが、スリット等の形成される領域については、上記に限定されることはなく、例えば、接合体１の中央部の円形の領域にスリット等が形成されたものであってもよい。
【００３８】
ハニカム構造体成形用口金１１の裏孔１５は、成形原料を導入するための貫通孔である。裏孔１５の形状については、導入された成形原料をスリット１４に導くことができるような形状であれば特に制限はない。図１〜図５に示すハニカム構造体成形用口金１１においては、裏孔１５は、スリット１４の交点と重なる位置に形成されている。このように構成することによって、本実施の形態のハニカム構造体成形用口金１１を用いて押出成形を行う際に、裏孔１５に導入した成形原料をスリット１４全体に均一に広げることができ、高い成形性を実現することができる。裏孔１５の中心がスリット１４の交点に重なることが更に好ましい。なお、図１〜図５に示すハニカム構造体成形用口金１１においては、裏孔１５が、スリット１４（又は溝部２２）の交点に対して一つ置きに形成されている。
【００３９】
裏孔１５の開口径の大きさ等については、ハニカム構造体成形用口金１１の大きさや、押出成形するハニカム構造体の形状等によって適宜決定することができる。例えば、裏孔１５の開口径の大きさは、０．１〜１０ｍｍであることが好ましく、０．５〜３ｍｍであることが更に好ましい。このような裏孔１５は、例えば、電解加工（ＥＣＭ加工）、放電加工（ＥＤＭ加工）、レーザ加工、ドリル等の機械加工等による従来公知の方法によって形成することができる。
【００４０】
また、第２の板状部材１３の接合界面２４側に形成された溝部２２は、裏孔１５から導入した成形原料をスリット１４に導くための緩衝部分（バッファ）としても機能するため、ハニカム構造体の押出成形を行う際に、裏孔１５から導入した成形原料を支障なく滑らかに移動させることができ、高精度にハニカム構造体を成形することができる。
【００４１】
第１の板状部材１２及び第２の板状部材１３の厚みについては特に制限はなく、例えば、スリット１４と裏孔１５との一般的な形状を考慮して適宜決定することができる。例えば、一般的形状のハニカム構造体成形用口金１１を製造する場合には、第１の板状部材１２の厚みに対する、第２の板状部材１３の厚みの比の値（第２の板状部材１３の厚み／第１の板状部材１２の厚み）が、０．１〜２００であることが好ましく、１〜１０であることが更に好ましい。
【００４２】
また、本実施の形態のハニカム構造体成形用口金１１においては、第１の板状部材１２と第２の板状部材１３との間に接合材（ろう材）が配置され、第１の板状部材１２と第２の板状部材１３とが接合されたものであることが好ましい。
【００４３】
接合材としては、第１の板状部材１２と第２の板状部材１３との少なくとも一方の内部に良好に浸透する材料を用いたものであることが好ましい。具体的には、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、及びアルミニウム（Ａｌ）からなる群より選択される少なくとも一つを含む金属又は合金からなる「ろう材」を好適に用いることができる。このろう材の厚さについては特に制限はないが、第１の板状部材１２と第２の板状部材１３の少なくとも一方に良好に浸透するように、０．１〜２００μｍであることが好ましく、１〜５０μｍであることがさらに好ましい。
【００４４】
また、このような接合材は、例えば、パラジウム（Ｐｄ）、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、コバルト（Ｃｏ）、リン（Ｐ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ホウ素（Ｂ）等の添加剤を更に含んだものであってもよい。このような添加剤を更に含んだものは、接合温度を下げることができ、接合信頼性を向上させることができる。
【００４５】
（３）ハニカム構造体成形用口金の製造方法：
次に、本発明の接合体の製造方法を、ハニカム構造体成形用口金の製造方法を例にして説明する。本実施形態のハニカム構造体成形用口金の製造方法は、図１〜図５に示す本発明のハニカム構造体成形用口金の一の実施形態（ハニカム構造体成形用口金１１）を製造する方法である。
【００４６】
本実施の形態のハニカム構造体成形用口金の製造方法においては、まず、炭素当量が２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３０質量％以下のマルテンサイト系ステンレス鋼（特定ステンレス鋼）により形成された第２の板状部材の一方の表面（図４、図５における接合面２４側）に、格子状の溝部を形成する（工程（１））。
【００４７】
溝部を形成する方法としては、例えば、ｃ−ＢＮ砥石による研削加工やエンドミル加工、放電加工（ＥＤＭ加工）等の従来公知の方法を好適に用いることができる。
【００４８】
また、本実施形態のハニカム構造体成形用口金の製造方法においては、第２の板状部材の一方の表面に溝部を形成する前、又は溝部を形成した後に、第２の板状部材の他方の表面から溝部へと連通する裏孔を形成してもよい。例えば、図３〜図５に示すハニカム構造体成形用口金１１においては、柱状部２３が、裏孔１５と溝部２２とによって区画されるため、この工程（１）において、上記溝部とともに裏孔を形成することが好ましい。
【００４９】
裏孔を形成する方法については特に制限はないが、例えば、電解加工（ＥＣＭ加工）、放電加工（ＥＤＭ加工）、レーザ加工、ドリル等の機械加工等による従来公知の方法を好適に用いることができる。
【００５０】
裏孔は、第２の板状部材の両面間を貫通するものであってもよいし（図５参照）、接合界面側が、接合界面まで到達せずに、溝部と連通するように形成されたものであってもよい。
【００５１】
なお、本実施の形態のハニカム構造体成形用口金の製造方法においては、上記工程（１）では裏孔を形成せずに、これ以降の工程、例えば、第１の板状部材と第２の板状部材とを接合させた後の工程において、裏孔を形成することもできる。
【００５２】
次に、第２の板状部材の溝部７を形成した側の表面に、炭化タングステン基超硬合金（超硬合金）により形成された第１の板状部材を積層し、第１の板状部材と第２の板状部材とを接合する（工程（２））。
【００５３】
また、本実施の形態のハニカム構造体成形用口金の製造方法においては、第１の板状部材と第２の板状部材とを積層する際に、第１の板状部材と第２の板状部材との間に接合材を配し、第１の板状部材と第２の板状部材とを接合してもよい。このような接合材としては、本発明のハニカム構造体成形用口金の一の実施形態において説明した「ろう材」を好適に用いることができる。
【００５４】
第１の板状部材と第２の板状部材とを積層して接合する際には、第１の板状部材と第２板状部材とを、「ろう材」の融点以上である９００〜１２００℃に加熱して接合することが好ましく、１０００〜１１５０℃に加熱して接合することが更に好ましい。また、本実施形態のハニカム構造体成形用口金の製造方法において、第１の板状部材と第２の板状部材とを接合する際には、第１の板状部材と第２の板状部材とを、接合面に対して垂直に、０．０１〜１０ＭＰａの圧力で加圧しながら、接合することが好ましい。このように加熱することにより、第１の板状部材と第２板状部材とを良好に接合するとともに、第２の板状部材の強度低下を防止することができる。また、加熱時間は、１分〜１時間が好ましく、１０〜４５分が更に好ましい。１分より短いと、第１の板状部材と第２板状部材とを、強い接合強度で接合できないことがあり、１時間より長いと、超硬合金に含有される炭素が、第１の板状部材から第２の板状部材へと溶出し、接合界面付近の強度が低下しやすくなることがある。
【００５５】
本実施形態のハニカム構造体成形用口金の製造方法においては、接合させた第１の板状部材と第２の板状部材とを、０．１〜１００℃／分の降温速度にて、少なくとも５００℃まで、接合面に対して垂直に０．０１〜１０ＭＰａの圧力で加圧しながら冷却することが好ましい。また、本実施形態のハニカム構造体成形用口金の製造方法においては、このようにして得られたハニカム構造体成形用口金に、接合面に生ずる引張応力及び圧縮応力が５００ＭＰａ以下となるように、「オーステナイト変態を起こす温度以下の温度領域で、０．１〜１００℃／分の速度で昇温又は冷却する」再熱処理を、１〜３回さらに行うことが好ましい。この再熱処理により、第２の板状部材が熱処理されることになるため、第２の板状部材の強度を向上させることができる。また、ハニカム構造体成形用口金を再熱処理する際には、第１の板状部材と第２の板状部材とを、接合面に対して垂直に０．０１〜１０ＭＰａの圧力で加圧しながら、再熱処理することが好ましい。このようにして製造したハニカム構造体成形用口金は、精度や強度、耐摩耗性に優れている。
【００５６】
次に、第１の板状部材の、第２の板状部材との接合界面とは反対側の表面から、上記溝部２２の形状（形成パターン）に対応し、溝部２２と連通するスリットを形成してハニカム構造体成形用口金１１を得る（図１〜５参照）（工程（３））。
【００５７】
第１の板状部材の表面にスリットを形成する方法については特に制限はないが、例えば、ダイヤモンド砥石による研削加工や放電加工（ＥＤＭ加工）、レーザー加工等の従来公知の方法を好適に用いることができる。また、図１に示すハニカム構造体成形用口金１１は、スリット１４の形状（形成パターン）が四角形の格子状のものであるが、本実施形態のハニカム構造体成形用口金の製造方法においては、第１の板状部材に形成するスリット１４の形状は四角形の格子状に限定されることはなく、その他の多角形の格子状であってもよい。
【００５８】
また、第１の板状部材に形成するスリットの幅については、成形するハニカム構造体の形状によって適宜決定することができる。なお、例えば、一般的なハニカム構造体を押出成形するためのハニカム構造体成形用口金を製造するためには、スリットの幅が５〜５０００μｍであることが好ましく、１０〜５００μｍであることが更に好ましい。
【００５９】
以上のようにして、図１〜図５に示すような、成形原料を導入するための裏孔１５と、成形原料を格子状に形成するためのスリット１４とが形成されたハニカム構造体成形用口金１１を製造することができる。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【００６１】
（実施例１）
成形原料を導入するための裏孔と、成形原料を格子状に形成するためのスリットとが形成され、裏孔に導入した成形原料をスリットから押出してハニカム構造体を成形するハニカム構造体成形用口金を製造した。
【００６２】
実施例１においては、コバルトの含有率が１６質量％の炭化タングステン基超硬合金から構成された第１の板状部材と、ＳＵＳ４２０Ｊ２（Ｃ；０．３２、Ｓｉ；１．００以下、Ｍｎ；１．００以下、Ｐ；０．０４０以下、Ｓ；０．００８、Ｎｉ；０．６以下、Ｃｒ；１２〜１４、Ｆｅ；残部（単位は質量％））から構成された第２の板状部材とを接合して、スリット等を形成することによりハニカム構造体成形用口金の製造を行った。ＳＵＳ４２０Ｊ２の炭素当量は、およそ３．０４であった。炭素当量は、ミルシートにより提出された化学成分表より計算した。硫黄含有量としては、ミルシートに記載の値を採用することができる。但し、ミルシートがない場合には、材料規格における上限値または炭素・硫黄分析装置（燃焼−赤外線吸収法）により得た値とする。
【００６３】
第１の板状部材は、その面の大きさが直径２１０ｍｍの円盤形状で、厚みが２．５ｍｍであり、第２の板状部材は、その面の大きさが直径２１５ｍｍの円盤形状で、厚みが２０ｍｍであった。
【００６４】
まず、第２の板状部材に、深さが１．０ｍｍの格子状の溝部と、開口径１．４ｍｍの裏孔とを電解加工（ＥＣＭ加工）によって形成した。なお、溝部の幅は０．３ｍｍとし、溝部のピッチは１．３７ｍｍとした。
【００６５】
次に、第２の板状部材と第１の板状部材とを、その間に、第２の板状部材に良好に浸透する「ろう材」を配して積層した後に、１１００℃で０．７５時間加熱して、第１の板状部材と第２の板状部材とを接合させ、接合面に対して垂直に２ＭＰａの圧力で加圧しながら４０℃以下まで冷却し、さらに２５０〜６５０℃で再熱処理を実施した。そして、第１の板状部材と第２の板状部材とを接合、再熱処理したものを、常温まで降温した後、第１の板状部材にスリットを形成してハニカム構造体成形用口金を得た。スリットは、ダイヤモンド砥石によって四角形の格子状に形成した。スリットの幅は０．１ｍｍ、スリットのピッチは１．３７ｍｍとした。
【００６６】
このようにして得られたハニカム構造体成形用口金について、第２の板状部材の、接合界面からの深さ０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲の硬度を測定した。硬度は、アカシ社製のマイクロビッカース硬度計を用いて荷重３００ｇｆ（２．９８Ｎ）、保持時間１５秒の方法で測定した。結果を表１に示す。
【００６７】
また、得られたハニカム構造体成形用口金について、以下の方法で、セルブロックの倒れ易さを測定する「セルブロックの倒れ試験」を行った。また、以下の方法で、第１の板状部材と同材質の板と、第２の板状部材と同材質の板とを、実施例１において第１の板状部材と第２の板状部材とを接合させた方法で、接合させて接合体を作製し、当該接合体について、「剥がれ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００６８】
（セルブロックの倒れ試験）
セルブロックの頂点部（第１の板状部材の表面側の端部）に対して倒れる方向への荷重を加えることで、セルブロックの頂点部に約０．０５ｍｍの変位を与え、荷重除去後の残留変位を計測する。表２において、「倒れ」は、約０．００２５ｍｍ以上の倒れを意味する。
【００６９】
（剥がれ試験）
第１の板状部材と同材質の板（７０ｍｍ×７０ｍｍ×１５ｍｍ（厚さ））と、第２の板状部材と同材質の板（６８ｍｍ×６８ｍｍ×２．５ｍｍ（厚さ））とを、実施例１において第１の板状部材と第２の板状部材とを接合させた方法で、接合させて接合体を作製する。そして、当該接合体を、およそ３５０〜４５０℃まで昇温して熱膨張係数の違いによる熱応力をかける。そして、そのときの剥れの状態を超音波探傷映像装置により観察する。表１において、「無し」は全く剥れなかったことを意味する。「微小剥れ」は接合面積全体の１０％未満（「無し」を除く）が剥がれたことを意味する。「小剥れ」は接合面積全体の１０〜３０％が剥がれたことを意味する。「大剥れ」は接合面積全体の５０％を超える面積が剥がれたことを意味する。
【００７０】
【表１】
【００７１】
【表２】
【００７２】
（実施例２）
ＳＵＳ４０３（Ｃ；０．１３、Ｓｉ；０．５以下、Ｍｎ；１．００以下、Ｐ；０．０４０以下、Ｓ；０．００４、Ｎｉ；０．６以下、Ｃｒ；１１．５０〜１３、Ｆｅ；残部（単位は質量％））から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＳＵＳ４０３の炭素当量は、２．６３であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。実施例１の場合と同様に、硬度の測定、「セルブロックの倒れ易さ」の測定、及び「剥れ試験」を行った。結果を表１，２に示す。
【００７３】
（実施例３）
ＳＵＳ４３１（Ｃ；０．２以下、Ｓｉ；１．０以下、Ｍｎ；１．００以下、Ｐ；０．０４０以下、Ｓ；０．０１５未満、Ｎｉ；１．２５〜２．５、Ｃｒ；１５．０〜１７．０、Ｆｅ；残部（単位は質量％））から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＳＵＳ４３１の炭素当量は、３．４５であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。実施例１の場合と同様に、硬度の測定、「セルブロックの倒れ易さ」の測定、及び「剥れ試験」を行った。結果を表１，２に示す。
【００７４】
（実施例４）
ＳＵＳ４２０Ｊ２（Ｃ；０．２８、Ｓｉ；１．０以下、Ｍｎ；１．００以下、Ｐ；０．０４０以下、Ｓ；０．０２０、Ｎｉ；０．６以下、Ｃｒ；１２〜１４、Ｆｅ；残部（単位は質量％））から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＳＵＳ４２０Ｊ２の炭素当量は、２．９１であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００７５】
（実施例５）
ＳＵＳ４２０Ｊ１（Ｃ；０．１７、Ｓｉ；１．０以下、Ｍｎ；１．００以下、Ｐ；０．０４０以下、Ｓ；０．０１２、Ｎｉ；０．６以下、Ｃｒ；１２〜１４、Ｆｅ；残部（単位は質量％）から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＳＵＳ４２０Ｊ１の炭素当量は、２．６５であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００７６】
（実施例６）
Ｓ−ＳＴＡＲ（大同特殊鋼社製のマルテンサイト系ステンレス鋼の商品名）から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。Ｓ−ＳＴＡＲの炭素当量は、３．１６であり、硫黄含有量は０．０１５質量％未満（＜０．０１５）であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００７７】
（実施例７）
ＰＲＯＶＡ−４００（不二越社製のマルテンサイト系ステンレス鋼の商品名）から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＰＲＯＶＡ−４００の炭素当量は、３．２９であり、硫黄含有量は０．０１５質量％未満（＜０．０１５）であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００７８】
（実施例８）
ＨＰＭ３８（日立金属社製のマルテンサイト系ステンレス鋼の商品名）から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＨＰＭ３８の炭素当量は、３．２３であり、硫黄含有量は０．０１５質量％未満（＜０．０１５）であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００７９】
（実施例９）
ＳＴＡＶＡＸ ＥＳＲ（ウッデホルム社製のマルテンサイト系ステンレス鋼の商品名）から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＳＴＡＶＡＸ ＥＳＲの炭素当量は、３．２４であり、硫黄含有量は０．０１５質量％未満（＜０．０１５）であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００８０】
（実施例１０）
ＨＰＭ３１（日立金属社製の工具鋼（ＳＫＤ系）の商品名）から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＨＰＭ３１の炭素当量は、２．６８であり、硫黄含有量は０．０１５質量％未満（＜０．０１５）であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００８１】
（比較例１）
ＳＵＳ４４０Ｃ（Ｃ；０．９５〜１．２、Ｓｉ；１．０以下、Ｍｎ；１．００以下、Ｐ；０．０４以下、Ｓ；０．００１、Ｎｉ；０．６以下、Ｃｒ；１６〜１８、Ｍｏ；０．７５以下、Ｆｅ；残部（単位は質量％））から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＳＵＳ４４０Ｃの炭素当量は、４．６８であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。実施例１の場合と同様に、硬度の測定、「セルブロックの倒れ易さ」の測定、及び「剥れ試験」を行った。結果を表１，２に示す。
【００８２】
（比較例２）
ＳＵＳ６３０（Ｃ；０．０７以下、Ｓｉ；１．００以下、Ｍｎ；１．００以下、Ｐ；０．０４０以下、Ｓ；０．０１１、Ｎｉ；３．００〜５．００、Ｃｒ；１５．００〜１７．５０、Ｃｕ；３．００〜５．００、Ｎｂ＋Ｔａ；０．１５〜０．４５，Ｆｅ；残部（単位は質量％））から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＳＵＳ６３０の炭素当量は、３．３９であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。また、ＳＵＳ６３０は、析出硬化系のステンレス鋼である。実施例１の場合と同様に、硬度の測定、「セルブロックの倒れ易さ」の測定、及び「剥れ試験」を行った。結果を表１，２に示す。
【００８３】
（比較例３）
ＳＵＳ３２９Ｊ１（Ｃ；０．０８以下、Ｓｉ；１．０以下、Ｍｎ；１．５０以下、Ｐ；０．０４以下、Ｓ；０．００３、Ｎｉ；３．０〜６．０、Ｃｒ；２３．０〜２８．０、Ｍｏ；１．０〜３．０，Ｆｅ；残部（単位は質量％））から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＳＵＳ３２９Ｊ１の炭素当量は、６．１０であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。また、ＳＵＳ３２９Ｊ１は、オーステナイト・フェライト系のステンレス鋼である。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００８４】
（比較例４）
ＳＵＳ４３０（Ｃ；０．１２以下、Ｓｉ；０．７５以下、Ｍｎ；１．０以下、Ｐ；０．０４以下、Ｓ；０．０１５未満、Ｃｒ；１６．０〜１８．０、Ｆｅ；残部（単位は質量％））から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＳＵＳ４３０の炭素当量は、３．７３であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。また、ＳＵＳ４３０は、フェライト系のステンレス鋼である。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００８５】
（比較例５）
ＳＵＳ４１６（Ｃ；０．１５以下、Ｓｉ；１．０以下、Ｍｎ；１．２５以下、Ｐ；０．０６以下、Ｓ；０．２７、Ｎｉ；０．６以下、Ｃｒ；１２．０〜１４．０、Ｆｅ；残部（単位は質量％））から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＳＵＳ４１６の炭素当量は、２．９１であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００８６】
（比較例６）
ＨＰＭ７７（日立金属社製のマルテンサイト系ステンレス鋼の商品名）から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＨＰＭ７７の炭素当量は、３．４８であり、硫黄含有量は０．０３質量％超、０．１０質量％未満（０．０３＜Ｓ＜０．１０）であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００８７】
表１より、実施例１のハニカム構造体成形用口金は、第２の板状部材の接合界面付近（接合界面から０．５ｍｍまでの範囲）の硬度が、接合界面から０．５ｍｍを超える範囲における硬度と同程度の硬度であり、高い硬度を維持していた。また、「セルブロックの倒れ易さ」の測定においても、セルブロックが倒れ難いという結果であった。実施例２のハニカム構造体成形用口金は、第２の板状部材の接合界面付近の硬度が高く、接合界面から離れるに従って硬度が低くなっていた。これにより、実施例２のハニカム構造体成形用口金は、炭素の溶出により、第２の板状部材の接合界面付近の硬度が高くなり、接合前の合金より強度が高くなったものと考えられる。実施例３のハニカム構造体成形用口金は、第２の板状部材の接合界面付近の硬度が、接合界面に近づくに従って若干低下しているが、大きな低下ではなく、炭素が第２の板状部材に溶出しても硬度は十分に高く維持されていると考えられる。比較例１のハニカム構造体成形用口金は、第２の板状部材の炭素当量が、４．６８と高いため、全体的に硬度が低くなっていることがわかる。比較例２のハニカム構造体成形用口金は、第２の板状部材の炭素当量が３．３９と低い値であるが、析出硬化系のステンレス鋼であるため、第２の板状部材の接合界面付近の硬度が、大きく低下していることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明の接合体は、ハニカム構造体成形用口金、精密金型、ダイス等として好適に利用することができる。本発明のハニカム構造体成形用口金は、内燃機関、ボイラー、化学反応機器及び燃料電池用改質器等の触媒作用を利用する触媒用担体や、排気ガス中の微粒子捕集フィルター等を成形する際に用いることができる。
【符号の説明】
【００８９】
１：接合体、２：第１の金属部材、３：第２の金属部材、１１：ハニカム構造体成形用口金、１２：第１の板状部材、１３：第２の板状部材、１４：スリット、１５：裏孔、２１：セルブロック、２２：溝部、２３：柱状部、２４：接合界面、Ｌ：溝部の深さ（柱状部の高さ）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合体及びハニカム構造体成形用口金に関し、更に詳しくは、接合界面付近の強度低下を防止した接合体及びハニカム構造体成形用口金に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、炭化タングステン基超硬合金とステンレス鋼との接合体が、セラミックハニカム構造体を成形するための口金（ハニカム構造体成形用口金）、精密金型、ダイス、プラグ等に用いられている。
【０００３】
例えば、ハニカム構造体成形用口金としては、成形原料を導入するための裏孔が形成された、ステンレス鋼からなる板状部材と、上記裏孔に連通し、成形原料を格子状に成形するためのスリットが形成された炭化タングステン基超硬合金からなる板状部材とを接合した接合体（口金基体）を備えたものが使用されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
ハニカム構造体成形用口金は、通常、口金基体の一方の面に、ハニカム構造体の隔壁厚さに対応する幅のスリットが格子状等に設けられており、その反対側の面（他方の面）に、スリットと連通する開口面積の大きな裏孔が設けられている。そして、この裏孔は、通常、スリットが交差する位置（例えば、格子状に形成されたスリットの交差位置）に対応して設けられ、両者は、口金基体内部で連通している。従って、裏孔から導入されたセラミック原料等の成形原料は、比較的内径の大きな裏孔から、幅の狭いスリットへと移行して、このスリットの開口部からハニカム構造の成形体として押出される。このように、スリット部分は、幅が狭くなっているため、セラミック原料が通過するときに高い圧力がかかり、摩耗しやすい構造である。これに対し、耐摩耗性の高い炭化タングステン基超硬合金からなる部材にスリットを形成したハニカム構造体成形用口金は、炭化タングステン基超硬合金を用いることにより、耐摩耗性を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０５１６８２号公報
【特許文献２】特開２００７−１８１９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このような炭化タングステン基超硬合金とステンレス鋼との接合体であり、炭化タングステン基超硬合金に格子状のスリットを形成したハニカム構造体成形用口金は、使用中に、格子状のスリットにより区画されたセルブロックが倒れる（傾く）という問題があった。ハニカム構造体成形用口金のセルブロックが倒れると、ハニカム構造体を成形するときに、セルに欠陥が生じ、高品質のハニカム構造体を得ることができなかった。
【０００７】
従来、ハニカム構造体成形用口金において、炭化タングステン基超硬合金に接合されるステンレス鋼は、ＳＵＳ６３０等の析出硬化系ステンレス鋼であった。炭化タングステン基超硬合金に接合されたこれらのステンレス鋼は、炭化タングステン基超硬合金に含有される炭素の溶出・拡散により、炭化タングステン基超硬合金との界面付近がマルテンサイト系の組織からオーステナイト系の組織に変化し、強度が低下していた。これにより、ハニカム構造体成形用口金のセルブロックが倒れるという問題が生じたものと考えられる。
【０００８】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、接合界面付近の強度低下を防止した接合体及びハニカム構造体成形用口金を提供することを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するため、本発明によって以下の接合体及びハニカム構造体成形用口金が提供される。
【００１０】
［１］ 炭化タングステン基超硬合金から構成された第１の金属部材と、炭素当量が２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３０質量％以下のマルテンサイト系ステンレス鋼から構成された第２の金属部材とが接合されてなる接合体。
【００１１】
［２］ 前記炭素当量２．５〜３．５のマルテンサイト系ステンレス鋼が、ＳＵＳ４３１、ＳＵＳ４２０Ｊ１、ＳＵＳ４２０Ｊ２、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４１０Ｊ１、Ｓ−ＳＴＡＲ、ＰＲＯＶＡ−４００、ＨＰＭ３８、ＳＴＡＶＡＸ ＥＳＲ及びＳＵＳ４０３からなる群から選択される少なくとも一種である［１］に記載の接合体。
【００１２】
［３］ 前記第２の金属部材が、成形原料を導入するための裏孔が形成された第２の板状部材であり、前記第１の金属部材が、前記裏孔に連通し、成形原料を格子状に成形するためのスリットが形成された第１の板状部材である［１］又は［２］に記載の接合体を備えたハニカム構造体成形用口金。
【００１３】
［４］ 炭化タングステン基超硬合金から構成された第１の金属部材と、炭素当量が２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３０質量％以下の工具鋼から構成された第２の金属部材とが接合されてなる接合体（「第２の発明」ということがある。）。
【００１４】
［５］ 前記工具鋼が、ＨＰＭ３１である［４］に記載の接合体。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の接合体によれば、炭化タングステン基超硬合金から構成された第１の金属部材と、炭素当量が２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３０質量％以下のマルテンサイト系ステンレス鋼から構成された第２の金属部材とが接合されてなるものであるため、接合界面付近の強度低下を効果的に防止することができるとともに、接合強度の低下を防止することができる。
【００１６】
本発明のハニカム構造体成形用口金によれば、第２の金属部材が、成形原料を導入するための裏孔が形成された第２の板状部材であり、第１の金属部材が、裏孔に連通し、成形原料を格子状に成形するためのスリットが形成された第１の板状部材である上記本発明の接合体を備えたものであるため、第１の板状部材と第２の板状部材との接合界面付近の強度が低下せず、格子状のスリットにより区画されたセルブロックが倒れるのを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のハニカム構造体成形用口金の一の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示す口金の、第１の板状部材側の表面を示す拡大平面図である。
【図３】図１に示す口金の、第２の板状部材側の表面を示す拡大平面図である。
【図４】図２に示す口金のＡ−Ａ’断面を模式的に示す概略断面図である。
【図５】図２に示す口金のＢ−Ｂ’断面を模式的に示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態を具体的に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。
【００１９】
（１）接合体：
本発明の接合体の一の実施形態は、炭化タングステン基超硬合金（以下、「超硬合金」ということがある。）から構成された第１の金属部材と、炭素当量が２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３０質量％以下のマルテンサイト系ステンレス鋼（以下、「特定ステンレス鋼」ということがある。）から構成された第２の金属部材とが接合されてなるものである。
【００２０】
このように本実施形態の接合体は、炭化タングステン基超硬合金（超硬合金）と、炭素当量が２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３０質量％以下のマルテンサイト系ステンレス鋼（特定ステンレス鋼）とが接合されているため、特定ステンレス鋼の超硬合金との接合界面付近の強度が低下せず、接合体を使用したときの外力による変形（例えば、ハニカム構造体成形用口金を使用したときの、セルブロックの倒れ）や磨耗等を防止することができ、接合強度の低下を防止することができる。特定ステンレス鋼の超硬合金との接合界面付近の強度が低下しないのは、超硬合金に含有される炭素が特定ステンレス鋼に溶出しても、特定ステンレス鋼の、超硬合金との接合界面付近の硬度が低下しないためである。ステンレス鋼に含有される炭素当量が大きいと、オーステナイト系の組織になり、マルテンサイト系のステンレス鋼より硬度が低くなるが、本実施形態の接合体は、特定ステンレス鋼の炭素当量が所定の値であるため、超硬合金に含有される炭素が特定ステンレス鋼に溶出しても、特定ステンレス鋼の接合界面付近がオーステナイト系の組織にはならず、特定ステンレス鋼の強度が低下しないのである。また、特定ステンレス鋼の硫黄含有量（含有率）が０．０３質量％以下であることにより、超硬合金と特定ステンレス鋼との間の接合強度の低下を防止することができる。ここで、本実施形態において、「接合界面付近の強度低下を防止する」というときは、「特定ステンレス鋼（第２の金属部材）における、接合界面付近の強度低下を防止する」ことを意味する。これは、第２の金属部材において、接合界面付近と、その他の部分とを比較したときに、接合界面付近の強度がその他の部分と同じ、又は高くなった状態を意味する。また、「接合界面付近」というときは、「特定ステンレス鋼（第２の金属部材）における、特定ステンレス鋼と超硬合金との接合界面（第１の金属部材と第２の金属部材との接合界面）から、１．０ｍｍまでの範囲」を意味する。また、「強度」とは、降伏強度をいい、簡易的にはビッカース硬度Ｈｖを測定することによって代用できるものである（降伏強度＝ビッカース硬度Ｈｖ×３）。
【００２１】
本実施形態の接合体において、第１の金属部材を構成する炭化タングステン基超硬合金は、少なくとも炭化タングステンを含む合金であり、炭化タングステンを、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、及びクロム（Ｃｒ）からなる群より選択される少なくとも一つの金属で焼結した合金であることが好ましい。炭化タングステンの含有率は、５０〜９９質量％であることが好ましい。このような炭化タングステン基超硬合金の中でも、コバルト（Ｃｏ）を結合材として使用した炭化タングステン基超硬合金が好ましく、具体的には、コバルトの含有率が０．１〜５０質量％の炭化タングステン基超硬合金（ＷＣ−Ｃｏ）が好ましい。このような炭化タングステン基超硬合金は、耐摩耗性や機械的強度に特に優れている。
【００２２】
また、本実施形態の接合体において、炭素当量は、ＪＩＳ５１０３において規定されている、合金中の炭素当量（Ｃｅｑ）であり、算出式は、「Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／２４＋Ｍｎ／６＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／１４」で示される（上記式において、Ｃ，Ｓｉ等の各成分は、合金中の各成分の質量％である）。第２の金属部材を構成する特定ステンレス鋼の炭素当量は、２．５〜３．５が好ましく、２．６〜３．３がより好ましい。第２の金属部材を構成する特定ステンレス鋼の炭素当量を、このような範囲にすることにより、第１の金属部材と第２の金属部材との接合界面付近の強度低下を効果的に防止することができる。炭素当量を３．５より大きくすると、超硬合金に含有される炭素が特定ステンレス鋼に溶出することにより、特定ステンレス鋼の接合界面付近で残留オーステナイトの組織が増加し、強度が低下するため好ましくない。炭素当量が２．５より低いと、鋼材中のマルテンサイト量が減少してしまうため、強度が低くなり好ましくない。
【００２３】
第２の金属部材を構成する特定ステンレス鋼の硫黄含有量は、０．０３０質量％以下であり、０．０１９質量％以下が好ましく、０．０１５質量％以下が更に好ましい。硫黄含有量が、０．０３０質量％を超えると、超硬合金と特定ステンレス鋼との間の接合強度が低下し、接合はがれが生じやすくなる。また、第２の金属部材を構成する特定ステンレス鋼の炭素含有量は、０．１０〜０．９５質量％が好ましく、０．１３〜０．７５質量％が更に好ましく、０．１７〜０．４０質量％が特に好ましい。炭素含有量が、０．１０質量％より少ないと、超硬合金から特定ステンレス鋼への炭素の溶出が起き易くなることがあり、その場合、超硬合金が脆化するため、超硬合金と特定ステンレス鋼との間の接合強度が低下し、接合信頼性を低減させることがある。炭素含有量が０．９５質量％を超えると、特定ステンレス鋼におけるじん性が低下し、使用時に割れが生じやすくなることがある。
【００２４】
第２の金属部材を構成する特定ステンレス鋼は、マルテンサイト系ステンレス鋼である。本実施形態の接合体において、「マルテンサイト系ステンレス鋼」というときは、１１％以上のクロムを含有し、焼入れ処理によりマルテンサイト相を形成するステンレス鋼を意味する。マルテンサイト系ステンレス鋼以外のステンレス鋼としては、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼等を挙げることができ、これらのステンレス鋼は、本実施形態の接合体を構成する特定ステンレス鋼には含まれない。ここで、「オーステナイト系ステンレス鋼」というときは、高含有の添加材を使い安定したオーステナイト相を形成するステンレス鋼を意味する。また、「析出硬化系ステンレス鋼」というときは、析出硬化熱処理により、マルテンサイト地に微細な金属間化合物を生じさせることで、高い硬度が得られるステンレス鋼を意味する。オーステナイト系ステンレス鋼は、マルテンサイト系ステンレス鋼と比較して、炭素当量が高く、硬度及び強度が低いものである。また、析出硬化系ステンレス鋼は、炭素当量についてはマルテンサイト系ステンレス鋼と同じ程度の場合もあるが、もともとのマルテンサイト量が少ないために、炭素が溶出してきた場合（炭素含有率が増大した場合）にその影響を受けやすく硬度が大きく低下するものである。
【００２５】
第２の金属部材を構成する特定ステンレス鋼は、ＳＵＳ４３１、ＳＵＳ４２０Ｊ１、ＳＵＳ４２０Ｊ２、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４１０Ｊ１、Ｓ−ＳＴＡＲ、ＰＲＯＶＡ−４００、ＨＰＭ３８、ＳＴＡＶＡＸ ＥＳＲ及びＳＵＳ４０３からなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。これらの中でも、ＳＵＳ４３１、ＳＵＳ４２０Ｊ２又はＳＵＳ４２０Ｊ１が更に好ましい。例えば、ＳＵＳ４２０Ｊ２の組成は、「Ｃ；０．２６〜０．４、Ｓｉ；１．００以下、Ｍｎ１．００以下、Ｐ；０．０４０以下、Ｓ；０．０３０以下、Ｎｉ；０．６以下、Ｃｒ；１２〜１４、Ｆｅ；残部」であり、ＳＵＳ４２０Ｊ１の組成は、「Ｃ；０．１６〜０．２５、Ｓｉ；１．０以下、Ｍｎ；１．００以下、Ｐ；０．０４０以下、Ｓ；０．０３０以下、Ｎｉ；０．６以下、Ｃｒ；１２〜１４、Ｆｅ；残部」である。ＳＵＳ４３１及びＳＵＳ４２０Ｊ２は、炭素が超硬合金から溶出してきても、接合温度からの冷却により安定したマルテンサイト組織を得ることができ、高い硬度を維持することができる。また、ＳＵＳ４２０Ｊ１、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４１０Ｊ１及びＳＵＳ４０３は、炭素が超硬合金から溶出してくると、炭素量の増加によりマルテンサイト系の組織を増加する方向に組織の変化が生じるため、接合界面付近の強度がより大きくなる。また、「Ｓ−ＳＴＡＲ」は、大同特殊鋼社製のマルテンサイト系ステンレス鋼の商品名であり、ＳＵＳ４２０Ｊ２を改良したものである。「Ｓ−ＳＴＡＲ」の組成は、「Ｃ；０．３８、Ｓｉ；０．９、Ｃｒ；１３．５、Ｍｏ；０．１、Ｖ；０．３」（カタログの値）である。また、「ＰＲＯＶＡ−４００」は、不二越社製のマルテンサイト系ステンレス鋼の商品名であり、ＳＵＳ４２０Ｊ２を改良したものである。「ＰＲＯＶＡ−４００」の組成は、「Ｃ；０．４、Ｓｉ；０．９、Ｍｎ；０．４、Ｃｒ；１３．５、Ｍｏ；微量、Ｖ；微量」（カタログの値）である。また、「ＨＰＭ３８」は、日立金属社製のマルテンサイト系ステンレス鋼の商品名であり、ＳＵＳ４２０Ｊ２を改良したものである。尚、「ＨＰＭ」は日立金属社の登録商標である。また、「ＳＴＡＶＡＸ ＥＳＲ」は、ウッデホルム社製のマルテンサイト系ステンレス鋼の商品名であり、ＳＵＳ４２０Ｊ２を改良したものである。「ＳＴＡＶＡＸ ＥＳＲ」の組成は、「Ｃ；０．３８、Ｓｉ；０．９、Ｍｎ；０．５、Ｃｒ；１３．６、Ｖ；０．３」（カタログの値）である。
【００２６】
本実施形態の接合体は、特定ステンレス鋼の接合界面付近の組成が、超硬合金からの炭素の溶出により変化していることがあるが、本実施形態の接合体の特徴の一つである特定ステンレス鋼の炭素当量は、炭素の溶出の影響を受けていない部分の値である。
【００２７】
本実施形態の接合体は、第２の金属部材の接合界面付近の硬度が、Ｈｖ３５０〜Ｈｖ６００であることが好ましく、Ｈｖ４００〜Ｈｖ５５０であることが更に好ましい。Ｈｖ３５０より低いと、第２の金属部材の接合界面付近の強度が低下することがあり、Ｈｖ６００より高いと、接合界面において冷却割れ（剥れ）を起こすことがある。尚、硬度は、マイクロビッカース硬度計により測定した値である。尚、通常、ステンレス鋼は、硬度が高いほど強度が高くなるものであり、実施形態の接合体においても、第１の金属部材及び第２の金属部材に用いられるステンレス鋼は、硬度が高いほど強度が高くなるという関係にある。
【００２８】
本実施形態の接合体は、セラミックハニカム構造体成形用の口金、精密金型、ダイス、プラグ等として使用される。
【００２９】
本発明の接合体（第２の発明）は、炭化タングステン基超硬合金から構成された第１の金属部材と、炭素当量が２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３０質量％以下の工具鋼から構成された第２の金属部材とが接合されてなる接合体である。第２の発明の接合体は、上記本発明の接合体において、マルテンサイト系ステンレス鋼を工具鋼にしたものである。このような構成にすることによっても、接合体の、接合界面付近の強度低下を効果的に防止することができるとともに、接合強度の低下を防止することができる。
【００３０】
工具鋼としては、ＨＰＭ３１が好ましい。「ＨＰＭ３１」は、日立金属社製の工具鋼（ＳＫＤ系）の商品名である。
【００３１】
（２）ハニカム構造体成形用口金：
次に、上記本発明の接合体を備えた、本発明のセラミックハニカム構造体成形用の口金（ハニカム構造体成形用口金）の一の実施形態について説明する。図１は、本発明のハニカム構造体成形用口金の一の実施の形態を模式的に示す斜視図であり、図２は、図１に示す口金の、第１の板状部材側の表面を示す拡大平面図であり、図３は、図１に示す口金の、第２の板状部材側の表面を示す拡大平面図である。また、図４は、図２に示す口金のＡ−Ａ’断面を模式的に示す概略断面図であり、図５は、図２に示す口金のＢ−Ｂ’断面を模式的に示す概略断面図である。
【００３２】
図１〜図５に示すように、本実施形態のハニカム構造体成形用口金１１は、第２の金属部材３が、成形原料を導入するための裏孔１５が形成された第２の板状部材１３であり、第１の金属部材２が、裏孔に連通し、成形原料を格子状に成形するためのスリット１４が形成された第１の板状部材１２である、接合体１を備えたものである。接合体１は、上記本発明の接合体である。つまり、本実施形態のハニカム構造体成形用口金１１は、スリット１４が形成された第１の板状部材１２が炭化タングステン基超硬合金から形成され、裏孔１５が形成された第２の板状部材１３が炭素当量２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３０質量％以下のマルテンサイト系ステンレス鋼から形成されたものである。本実施形態のハニカム構造体成形用口金１１を用いて押出成形されるセラミックハニカム構造体は、流体の流通方向に延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備えたセラミックハニカム構造体である。
【００３３】
第２の板状部材１３には、第１の板状部材１２との接合界面２４側に、スリット１４の形状に対応した（スリット１４に連通した）スリット状の溝部２２が形成されている。そして、この第２の板状部材１３は、溝部２２及び裏孔１５の一部によって区画形成された複数の柱状部２３を有している。なお、この溝部２２は、裏孔１５がその交差点に位置するように形成されている。
【００３４】
本実施形態のハニカム構造体成形用口金１１は、上記のように、第２の板状部材１３の、第１の板状部材１２との接合界面２４側に、柱状部２３が形成されているため、柱状部２３を介して第１の板状部材１２と第２の板状部材１３とが接合される構造になっている。つまり、本実施形態のハニカム構造体成形用口金１１は、第１の板状部材１２と、第２の板状部材１３の柱状部２３とが接合された構造であり、図４、図５に示すように、柱状部２３によってセルブロック２１を支える構造である。ここで、セルブロック２１は、スリット１４が形成された第１の板状部材１２において、スリット１４によって区画形成された柱状の部分である。図４、図５に示すように、柱状部２３は、溝部２２と裏孔１５とによって区画されているため、セルブロック２１の大きさに比べて、細く小さい構造である。従って、ハニカム構造体成形用口金１１は、セラミック原料を押出成形する場合に、セルブロック２１に負荷がかかったときには、柱状部２３に応力が集中し易い構造となっている。そのため、柱状部２３は、変形等しないようにするために、強度の高い材質から形成されていることが必要である。また、第２の板状部材１３の柱状部２３は、第１の板状部材１２との接合界面２４を構成しているため、第２の板状部材１３の、第１の板状部材１２との「接合界面２４付近」は、柱状部２３の少なくとも一部を含む領域になる。
【００３５】
本実施形態のハニカム構造体成形用口金１１は、上記のように、第１の板状部材１２が炭化タングステン基超硬合金から形成され、第２の板状部材１３が炭素当量２．５〜３．５、硫黄含有量０．０３０質量％以下のマルテンサイト系ステンレス鋼から形成されたものであるため、第２の板状部材１３の接合界面付近に位置する柱状部２３の強度が低下することなく、セルブロック２１に負荷がかかった状態でも、柱状部２３の変形が抑制される。これにより、本実施形態のハニカム構造体成形用口金１１は、使用によりセルブロック２１が倒れることを、防止することができる。
【００３６】
本実施形態のハニカム構造体成形用口金１１において、溝部２２の深さ（柱状部２３の高さ）Ｌは、０．１〜３．０ｍｍが好ましく、０．３〜１．５ｍｍがさらに好ましい。０．１ｍｍより小さいと、高い成形性を実現できないことがあり、３．０ｍｍより大きいと、セルブロック２１が倒れ易くなることがある。
【００３７】
図１〜図５においては、円板状の接合体１の中央部の略四角形の領域にスリット１４、裏孔１５、及び溝部２２が形成された場合の例を示しているが、スリット等の形成される領域については、上記に限定されることはなく、例えば、接合体１の中央部の円形の領域にスリット等が形成されたものであってもよい。
【００３８】
ハニカム構造体成形用口金１１の裏孔１５は、成形原料を導入するための貫通孔である。裏孔１５の形状については、導入された成形原料をスリット１４に導くことができるような形状であれば特に制限はない。図１〜図５に示すハニカム構造体成形用口金１１においては、裏孔１５は、スリット１４の交点と重なる位置に形成されている。このように構成することによって、本実施の形態のハニカム構造体成形用口金１１を用いて押出成形を行う際に、裏孔１５に導入した成形原料をスリット１４全体に均一に広げることができ、高い成形性を実現することができる。裏孔１５の中心がスリット１４の交点に重なることが更に好ましい。なお、図１〜図５に示すハニカム構造体成形用口金１１においては、裏孔１５が、スリット１４（又は溝部２２）の交点に対して一つ置きに形成されている。
【００３９】
裏孔１５の開口径の大きさ等については、ハニカム構造体成形用口金１１の大きさや、押出成形するハニカム構造体の形状等によって適宜決定することができる。例えば、裏孔１５の開口径の大きさは、０．１〜１０ｍｍであることが好ましく、０．５〜３ｍｍであることが更に好ましい。このような裏孔１５は、例えば、電解加工（ＥＣＭ加工）、放電加工（ＥＤＭ加工）、レーザ加工、ドリル等の機械加工等による従来公知の方法によって形成することができる。
【００４０】
また、第２の板状部材１３の接合界面２４側に形成された溝部２２は、裏孔１５から導入した成形原料をスリット１４に導くための緩衝部分（バッファ）としても機能するため、ハニカム構造体の押出成形を行う際に、裏孔１５から導入した成形原料を支障なく滑らかに移動させることができ、高精度にハニカム構造体を成形することができる。
【００４１】
第１の板状部材１２及び第２の板状部材１３の厚みについては特に制限はなく、例えば、スリット１４と裏孔１５との一般的な形状を考慮して適宜決定することができる。例えば、一般的形状のハニカム構造体成形用口金１１を製造する場合には、第１の板状部材１２の厚みに対する、第２の板状部材１３の厚みの比の値（第２の板状部材１３の厚み／第１の板状部材１２の厚み）が、０．１〜２００であることが好ましく、１〜１０であることが更に好ましい。
【００４２】
また、本実施の形態のハニカム構造体成形用口金１１においては、第１の板状部材１２と第２の板状部材１３との間に接合材（ろう材）が配置され、第１の板状部材１２と第２の板状部材１３とが接合されたものであることが好ましい。
【００４３】
接合材としては、第１の板状部材１２と第２の板状部材１３との少なくとも一方の内部に良好に浸透する材料を用いたものであることが好ましい。具体的には、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、及びアルミニウム（Ａｌ）からなる群より選択される少なくとも一つを含む金属又は合金からなる「ろう材」を好適に用いることができる。このろう材の厚さについては特に制限はないが、第１の板状部材１２と第２の板状部材１３の少なくとも一方に良好に浸透するように、０．１〜２００μｍであることが好ましく、１〜５０μｍであることがさらに好ましい。
【００４４】
また、このような接合材は、例えば、パラジウム（Ｐｄ）、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、コバルト（Ｃｏ）、リン（Ｐ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ホウ素（Ｂ）等の添加剤を更に含んだものであってもよい。このような添加剤を更に含んだものは、接合温度を下げることができ、接合信頼性を向上させることができる。
【００４５】
（３）ハニカム構造体成形用口金の製造方法：
次に、本発明の接合体の製造方法を、ハニカム構造体成形用口金の製造方法を例にして説明する。本実施形態のハニカム構造体成形用口金の製造方法は、図１〜図５に示す本発明のハニカム構造体成形用口金の一の実施形態（ハニカム構造体成形用口金１１）を製造する方法である。
【００４６】
本実施の形態のハニカム構造体成形用口金の製造方法においては、まず、炭素当量が２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３０質量％以下のマルテンサイト系ステンレス鋼（特定ステンレス鋼）により形成された第２の板状部材の一方の表面（図４、図５における接合面２４側）に、格子状の溝部を形成する（工程（１））。
【００４７】
溝部を形成する方法としては、例えば、ｃ−ＢＮ砥石による研削加工やエンドミル加工、放電加工（ＥＤＭ加工）等の従来公知の方法を好適に用いることができる。
【００４８】
また、本実施形態のハニカム構造体成形用口金の製造方法においては、第２の板状部材の一方の表面に溝部を形成する前、又は溝部を形成した後に、第２の板状部材の他方の表面から溝部へと連通する裏孔を形成してもよい。例えば、図３〜図５に示すハニカム構造体成形用口金１１においては、柱状部２３が、裏孔１５と溝部２２とによって区画されるため、この工程（１）において、上記溝部とともに裏孔を形成することが好ましい。
【００４９】
裏孔を形成する方法については特に制限はないが、例えば、電解加工（ＥＣＭ加工）、放電加工（ＥＤＭ加工）、レーザ加工、ドリル等の機械加工等による従来公知の方法を好適に用いることができる。
【００５０】
裏孔は、第２の板状部材の両面間を貫通するものであってもよいし（図５参照）、接合界面側が、接合界面まで到達せずに、溝部と連通するように形成されたものであってもよい。
【００５１】
なお、本実施の形態のハニカム構造体成形用口金の製造方法においては、上記工程（１）では裏孔を形成せずに、これ以降の工程、例えば、第１の板状部材と第２の板状部材とを接合させた後の工程において、裏孔を形成することもできる。
【００５２】
次に、第２の板状部材の溝部７を形成した側の表面に、炭化タングステン基超硬合金（超硬合金）により形成された第１の板状部材を積層し、第１の板状部材と第２の板状部材とを接合する（工程（２））。
【００５３】
また、本実施の形態のハニカム構造体成形用口金の製造方法においては、第１の板状部材と第２の板状部材とを積層する際に、第１の板状部材と第２の板状部材との間に接合材を配し、第１の板状部材と第２の板状部材とを接合してもよい。このような接合材としては、本発明のハニカム構造体成形用口金の一の実施形態において説明した「ろう材」を好適に用いることができる。
【００５４】
第１の板状部材と第２の板状部材とを積層して接合する際には、第１の板状部材と第２板状部材とを、「ろう材」の融点以上である９００〜１２００℃に加熱して接合することが好ましく、１０００〜１１５０℃に加熱して接合することが更に好ましい。また、本実施形態のハニカム構造体成形用口金の製造方法において、第１の板状部材と第２の板状部材とを接合する際には、第１の板状部材と第２の板状部材とを、接合面に対して垂直に、０．０１〜１０ＭＰａの圧力で加圧しながら、接合することが好ましい。このように加熱することにより、第１の板状部材と第２板状部材とを良好に接合するとともに、第２の板状部材の強度低下を防止することができる。また、加熱時間は、１分〜１時間が好ましく、１０〜４５分が更に好ましい。１分より短いと、第１の板状部材と第２板状部材とを、強い接合強度で接合できないことがあり、１時間より長いと、超硬合金に含有される炭素が、第１の板状部材から第２の板状部材へと溶出し、接合界面付近の強度が低下しやすくなることがある。
【００５５】
本実施形態のハニカム構造体成形用口金の製造方法においては、接合させた第１の板状部材と第２の板状部材とを、０．１〜１００℃／分の降温速度にて、少なくとも５００℃まで、接合面に対して垂直に０．０１〜１０ＭＰａの圧力で加圧しながら冷却することが好ましい。また、本実施形態のハニカム構造体成形用口金の製造方法においては、このようにして得られたハニカム構造体成形用口金に、接合面に生ずる引張応力及び圧縮応力が５００ＭＰａ以下となるように、「オーステナイト変態を起こす温度以下の温度領域で、０．１〜１００℃／分の速度で昇温又は冷却する」再熱処理を、１〜３回さらに行うことが好ましい。この再熱処理により、第２の板状部材が熱処理されることになるため、第２の板状部材の強度を向上させることができる。また、ハニカム構造体成形用口金を再熱処理する際には、第１の板状部材と第２の板状部材とを、接合面に対して垂直に０．０１〜１０ＭＰａの圧力で加圧しながら、再熱処理することが好ましい。このようにして製造したハニカム構造体成形用口金は、精度や強度、耐摩耗性に優れている。
【００５６】
次に、第１の板状部材の、第２の板状部材との接合界面とは反対側の表面から、上記溝部２２の形状（形成パターン）に対応し、溝部２２と連通するスリットを形成してハニカム構造体成形用口金１１を得る（図１〜５参照）（工程（３））。
【００５７】
第１の板状部材の表面にスリットを形成する方法については特に制限はないが、例えば、ダイヤモンド砥石による研削加工や放電加工（ＥＤＭ加工）、レーザー加工等の従来公知の方法を好適に用いることができる。また、図１に示すハニカム構造体成形用口金１１は、スリット１４の形状（形成パターン）が四角形の格子状のものであるが、本実施形態のハニカム構造体成形用口金の製造方法においては、第１の板状部材に形成するスリット１４の形状は四角形の格子状に限定されることはなく、その他の多角形の格子状であってもよい。
【００５８】
また、第１の板状部材に形成するスリットの幅については、成形するハニカム構造体の形状によって適宜決定することができる。なお、例えば、一般的なハニカム構造体を押出成形するためのハニカム構造体成形用口金を製造するためには、スリットの幅が５〜５０００μｍであることが好ましく、１０〜５００μｍであることが更に好ましい。
【００５９】
以上のようにして、図１〜図５に示すような、成形原料を導入するための裏孔１５と、成形原料を格子状に形成するためのスリット１４とが形成されたハニカム構造体成形用口金１１を製造することができる。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【００６１】
（実施例１）
成形原料を導入するための裏孔と、成形原料を格子状に形成するためのスリットとが形成され、裏孔に導入した成形原料をスリットから押出してハニカム構造体を成形するハニカム構造体成形用口金を製造した。
【００６２】
実施例１においては、コバルトの含有率が１６質量％の炭化タングステン基超硬合金から構成された第１の板状部材と、ＳＵＳ４２０Ｊ２（Ｃ；０．３２、Ｓｉ；１．００以下、Ｍｎ；１．００以下、Ｐ；０．０４０以下、Ｓ；０．００８、Ｎｉ；０．６以下、Ｃｒ；１２〜１４、Ｆｅ；残部（単位は質量％））から構成された第２の板状部材とを接合して、スリット等を形成することによりハニカム構造体成形用口金の製造を行った。ＳＵＳ４２０Ｊ２の炭素当量は、およそ３．０４であった。炭素当量は、ミルシートにより提出された化学成分表より計算した。硫黄含有量としては、ミルシートに記載の値を採用することができる。但し、ミルシートがない場合には、材料規格における上限値または炭素・硫黄分析装置（燃焼−赤外線吸収法）により得た値とする。
【００６３】
第１の板状部材は、その面の大きさが直径２１０ｍｍの円盤形状で、厚みが２．５ｍｍであり、第２の板状部材は、その面の大きさが直径２１５ｍｍの円盤形状で、厚みが２０ｍｍであった。
【００６４】
まず、第２の板状部材に、深さが１．０ｍｍの格子状の溝部と、開口径１．４ｍｍの裏孔とを電解加工（ＥＣＭ加工）によって形成した。なお、溝部の幅は０．３ｍｍとし、溝部のピッチは１．３７ｍｍとした。
【００６５】
次に、第２の板状部材と第１の板状部材とを、その間に、第２の板状部材に良好に浸透する「ろう材」を配して積層した後に、１１００℃で０．７５時間加熱して、第１の板状部材と第２の板状部材とを接合させ、接合面に対して垂直に２ＭＰａの圧力で加圧しながら４０℃以下まで冷却し、さらに２５０〜６５０℃で再熱処理を実施した。そして、第１の板状部材と第２の板状部材とを接合、再熱処理したものを、常温まで降温した後、第１の板状部材にスリットを形成してハニカム構造体成形用口金を得た。スリットは、ダイヤモンド砥石によって四角形の格子状に形成した。スリットの幅は０．１ｍｍ、スリットのピッチは１．３７ｍｍとした。
【００６６】
このようにして得られたハニカム構造体成形用口金について、第２の板状部材の、接合界面からの深さ０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲の硬度を測定した。硬度は、アカシ社製のマイクロビッカース硬度計を用いて荷重３００ｇｆ（２．９８Ｎ）、保持時間１５秒の方法で測定した。結果を表１に示す。
【００６７】
また、得られたハニカム構造体成形用口金について、以下の方法で、セルブロックの倒れ易さを測定する「セルブロックの倒れ試験」を行った。また、以下の方法で、第１の板状部材と同材質の板と、第２の板状部材と同材質の板とを、実施例１において第１の板状部材と第２の板状部材とを接合させた方法で、接合させて接合体を作製し、当該接合体について、「剥がれ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００６８】
（セルブロックの倒れ試験）
セルブロックの頂点部（第１の板状部材の表面側の端部）に対して倒れる方向への荷重を加えることで、セルブロックの頂点部に約０．０５ｍｍの変位を与え、荷重除去後の残留変位を計測する。表２において、「倒れ」は、約０．００２５ｍｍ以上の倒れを意味する。
【００６９】
（剥がれ試験）
第１の板状部材と同材質の板（７０ｍｍ×７０ｍｍ×１５ｍｍ（厚さ））と、第２の板状部材と同材質の板（６８ｍｍ×６８ｍｍ×２．５ｍｍ（厚さ））とを、実施例１において第１の板状部材と第２の板状部材とを接合させた方法で、接合させて接合体を作製する。そして、当該接合体を、およそ３５０〜４５０℃まで昇温して熱膨張係数の違いによる熱応力をかける。そして、そのときの剥れの状態を超音波探傷映像装置により観察する。表１において、「無し」は全く剥れなかったことを意味する。「微小剥れ」は接合面積全体の１０％未満（「無し」を除く）が剥がれたことを意味する。「小剥れ」は接合面積全体の１０〜３０％が剥がれたことを意味する。「大剥れ」は接合面積全体の５０％を超える面積が剥がれたことを意味する。
【００７０】
【表１】
【００７１】
【表２】
【００７２】
（実施例２）
ＳＵＳ４０３（Ｃ；０．１３、Ｓｉ；０．５以下、Ｍｎ；１．００以下、Ｐ；０．０４０以下、Ｓ；０．００４、Ｎｉ；０．６以下、Ｃｒ；１１．５０〜１３、Ｆｅ；残部（単位は質量％））から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＳＵＳ４０３の炭素当量は、２．６３であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。実施例１の場合と同様に、硬度の測定、「セルブロックの倒れ易さ」の測定、及び「剥れ試験」を行った。結果を表１，２に示す。
【００７３】
（実施例３）
ＳＵＳ４３１（Ｃ；０．２以下、Ｓｉ；１．０以下、Ｍｎ；１．００以下、Ｐ；０．０４０以下、Ｓ；０．０１５未満、Ｎｉ；１．２５〜２．５、Ｃｒ；１５．０〜１７．０、Ｆｅ；残部（単位は質量％））から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＳＵＳ４３１の炭素当量は、３．４５であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。実施例１の場合と同様に、硬度の測定、「セルブロックの倒れ易さ」の測定、及び「剥れ試験」を行った。結果を表１，２に示す。
【００７４】
（実施例４）
ＳＵＳ４２０Ｊ２（Ｃ；０．２８、Ｓｉ；１．０以下、Ｍｎ；１．００以下、Ｐ；０．０４０以下、Ｓ；０．０２０、Ｎｉ；０．６以下、Ｃｒ；１２〜１４、Ｆｅ；残部（単位は質量％））から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＳＵＳ４２０Ｊ２の炭素当量は、２．９１であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００７５】
（実施例５）
ＳＵＳ４２０Ｊ１（Ｃ；０．１７、Ｓｉ；１．０以下、Ｍｎ；１．００以下、Ｐ；０．０４０以下、Ｓ；０．０１２、Ｎｉ；０．６以下、Ｃｒ；１２〜１４、Ｆｅ；残部（単位は質量％）から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＳＵＳ４２０Ｊ１の炭素当量は、２．６５であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００７６】
（実施例６）
Ｓ−ＳＴＡＲ（大同特殊鋼社製のマルテンサイト系ステンレス鋼の商品名）から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。Ｓ−ＳＴＡＲの炭素当量は、３．１６であり、硫黄含有量は０．０１５質量％未満（＜０．０１５）であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００７７】
（実施例７）
ＰＲＯＶＡ−４００（不二越社製のマルテンサイト系ステンレス鋼の商品名）から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＰＲＯＶＡ−４００の炭素当量は、３．２９であり、硫黄含有量は０．０１５質量％未満（＜０．０１５）であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００７８】
（実施例８）
ＨＰＭ３８（日立金属社製のマルテンサイト系ステンレス鋼の商品名）から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＨＰＭ３８の炭素当量は、３．２３であり、硫黄含有量は０．０１５質量％未満（＜０．０１５）であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００７９】
（実施例９）
ＳＴＡＶＡＸ ＥＳＲ（ウッデホルム社製のマルテンサイト系ステンレス鋼の商品名）から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＳＴＡＶＡＸ ＥＳＲの炭素当量は、３．２４であり、硫黄含有量は０．０１５質量％未満（＜０．０１５）であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００８０】
（実施例１０）
ＨＰＭ３１（日立金属社製の工具鋼（ＳＫＤ系）の商品名）から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＨＰＭ３１の炭素当量は、２．６８であり、硫黄含有量は０．０１５質量％未満（＜０．０１５）であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００８１】
（比較例１）
ＳＵＳ４４０Ｃ（Ｃ；０．９５〜１．２、Ｓｉ；１．０以下、Ｍｎ；１．００以下、Ｐ；０．０４以下、Ｓ；０．００１、Ｎｉ；０．６以下、Ｃｒ；１６〜１８、Ｍｏ；０．７５以下、Ｆｅ；残部（単位は質量％））から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＳＵＳ４４０Ｃの炭素当量は、４．６８であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。実施例１の場合と同様に、硬度の測定、「セルブロックの倒れ易さ」の測定、及び「剥れ試験」を行った。結果を表１，２に示す。
【００８２】
（比較例２）
ＳＵＳ６３０（Ｃ；０．０７以下、Ｓｉ；１．００以下、Ｍｎ；１．００以下、Ｐ；０．０４０以下、Ｓ；０．０１１、Ｎｉ；３．００〜５．００、Ｃｒ；１５．００〜１７．５０、Ｃｕ；３．００〜５．００、Ｎｂ＋Ｔａ；０．１５〜０．４５，Ｆｅ；残部（単位は質量％））から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＳＵＳ６３０の炭素当量は、３．３９であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。また、ＳＵＳ６３０は、析出硬化系のステンレス鋼である。実施例１の場合と同様に、硬度の測定、「セルブロックの倒れ易さ」の測定、及び「剥れ試験」を行った。結果を表１，２に示す。
【００８３】
（比較例３）
ＳＵＳ３２９Ｊ１（Ｃ；０．０８以下、Ｓｉ；１．０以下、Ｍｎ；１．５０以下、Ｐ；０．０４以下、Ｓ；０．００３、Ｎｉ；３．０〜６．０、Ｃｒ；２３．０〜２８．０、Ｍｏ；１．０〜３．０，Ｆｅ；残部（単位は質量％））から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＳＵＳ３２９Ｊ１の炭素当量は、６．１０であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。また、ＳＵＳ３２９Ｊ１は、オーステナイト・フェライト系のステンレス鋼である。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００８４】
（比較例４）
ＳＵＳ４３０（Ｃ；０．１２以下、Ｓｉ；０．７５以下、Ｍｎ；１．０以下、Ｐ；０．０４以下、Ｓ；０．０１５未満、Ｃｒ；１６．０〜１８．０、Ｆｅ；残部（単位は質量％））から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＳＵＳ４３０の炭素当量は、３．７３であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。また、ＳＵＳ４３０は、フェライト系のステンレス鋼である。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００８５】
（比較例５）
ＳＵＳ４１６（Ｃ；０．１５以下、Ｓｉ；１．０以下、Ｍｎ；１．２５以下、Ｐ；０．０６以下、Ｓ；０．２７、Ｎｉ；０．６以下、Ｃｒ；１２．０〜１４．０、Ｆｅ；残部（単位は質量％））から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＳＵＳ４１６の炭素当量は、２．９１であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００８６】
（比較例６）
ＨＰＭ７７（日立金属社製のマルテンサイト系ステンレス鋼の商品名）から構成された第２の板状部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてハニカム構造体成形用口金を得た。ＨＰＭ７７の炭素当量は、３．４８であり、硫黄含有量は０．０３質量％超、０．１０質量％未満（０．０３＜Ｓ＜０．１０）であった。炭素当量は、実施例１の場合と同様の方法で求めた。「セルブロックの倒れ易さ」の測定及び「剥れ試験」を行った。結果を表２に示す。
【００８７】
表１より、実施例１のハニカム構造体成形用口金は、第２の板状部材の接合界面付近（接合界面から０．５ｍｍまでの範囲）の硬度が、接合界面から０．５ｍｍを超える範囲における硬度と同程度の硬度であり、高い硬度を維持していた。また、「セルブロックの倒れ易さ」の測定においても、セルブロックが倒れ難いという結果であった。実施例２のハニカム構造体成形用口金は、第２の板状部材の接合界面付近の硬度が高く、接合界面から離れるに従って硬度が低くなっていた。これにより、実施例２のハニカム構造体成形用口金は、炭素の溶出により、第２の板状部材の接合界面付近の硬度が高くなり、接合前の合金より強度が高くなったものと考えられる。実施例３のハニカム構造体成形用口金は、第２の板状部材の接合界面付近の硬度が、接合界面に近づくに従って若干低下しているが、大きな低下ではなく、炭素が第２の板状部材に溶出しても硬度は十分に高く維持されていると考えられる。比較例１のハニカム構造体成形用口金は、第２の板状部材の炭素当量が、４．６８と高いため、全体的に硬度が低くなっていることがわかる。比較例２のハニカム構造体成形用口金は、第２の板状部材の炭素当量が３．３９と低い値であるが、析出硬化系のステンレス鋼であるため、第２の板状部材の接合界面付近の硬度が、大きく低下していることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明の接合体は、ハニカム構造体成形用口金、精密金型、ダイス等として好適に利用することができる。本発明のハニカム構造体成形用口金は、内燃機関、ボイラー、化学反応機器及び燃料電池用改質器等の触媒作用を利用する触媒用担体や、排気ガス中の微粒子捕集フィルター等を成形する際に用いることができる。
【符号の説明】
【００８９】
１：接合体、２：第１の金属部材、３：第２の金属部材、１１：ハニカム構造体成形用口金、１２：第１の板状部材、１３：第２の板状部材、１４：スリット、１５：裏孔、２１：セルブロック、２２：溝部、２３：柱状部、２４：接合界面、Ｌ：溝部の深さ（柱状部の高さ）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化タングステン基超硬合金から構成された第１の金属部材と、炭素当量が２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３０質量％以下のマルテンサイト系ステンレス鋼から構成された第２の金属部材とが接合されてなる接合体。
【請求項２】
前記炭素当量２．５〜３．５のマルテンサイト系ステンレス鋼が、ＳＵＳ４３１、ＳＵＳ４２０Ｊ１、ＳＵＳ４２０Ｊ２、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４１０Ｊ１、Ｓ−ＳＴＡＲ、ＰＲＯＶＡ−４００、ＨＰＭ３８、ＳＴＡＶＡＸ ＥＳＲ及びＳＵＳ４０３からなる群から選択される少なくとも一種である請求項１に記載の接合体。
【請求項３】
前記第２の金属部材が、成形原料を導入するための裏孔が形成された第２の板状部材であり、前記第１の金属部材が、前記裏孔に連通し、成形原料を格子状に成形するためのスリットが形成された第１の板状部材である請求項１又は２に記載の接合体を備えたハニカム構造体成形用口金。
【請求項４】
炭化タングステン基超硬合金から構成された第１の金属部材と、炭素当量が２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３０質量％以下の工具鋼から構成された第２の金属部材とが接合されてなる接合体。
【請求項５】
前記工具鋼が、ＨＰＭ３１である請求項４に記載の接合体。
【請求項１】
炭化タングステン基超硬合金から構成された第１の金属部材と、炭素当量が２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３０質量％以下のマルテンサイト系ステンレス鋼から構成された第２の金属部材とが接合されてなる接合体。
【請求項２】
前記炭素当量２．５〜３．５のマルテンサイト系ステンレス鋼が、ＳＵＳ４３１、ＳＵＳ４２０Ｊ１、ＳＵＳ４２０Ｊ２、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４１０Ｊ１、Ｓ−ＳＴＡＲ、ＰＲＯＶＡ−４００、ＨＰＭ３８、ＳＴＡＶＡＸ ＥＳＲ及びＳＵＳ４０３からなる群から選択される少なくとも一種である請求項１に記載の接合体。
【請求項３】
前記第２の金属部材が、成形原料を導入するための裏孔が形成された第２の板状部材であり、前記第１の金属部材が、前記裏孔に連通し、成形原料を格子状に成形するためのスリットが形成された第１の板状部材である請求項１又は２に記載の接合体を備えたハニカム構造体成形用口金。
【請求項４】
炭化タングステン基超硬合金から構成された第１の金属部材と、炭素当量が２．５〜３．５であり硫黄含有量が０．０３０質量％以下の工具鋼から構成された第２の金属部材とが接合されてなる接合体。
【請求項５】
前記工具鋼が、ＨＰＭ３１である請求項４に記載の接合体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−５１３２２（Ｐ２０１１−５１３２２Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１５１６１（Ｐ２００９−２１５１６１）
【出願日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
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