JP2003191166A - 金型寿命の改善方法および金型 - Google Patents
金型寿命の改善方法および金型Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 より簡単な方法で、寿命改善に見合った方
法で十分な残留圧縮応力を付与できる金型寿命の改善方
法及び金型を提供する。 【解決手段】 金型材料に対して高硬度かつ低ヤング
率のアモルファス投射材によりショットピーニングする
ことを特徴とする金型寿命を改善する方法および金型。
法で十分な残留圧縮応力を付与できる金型寿命の改善方
法及び金型を提供する。 【解決手段】 金型材料に対して高硬度かつ低ヤング
率のアモルファス投射材によりショットピーニングする
ことを特徴とする金型寿命を改善する方法および金型。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金型寿命の改善方
法および寿命を改善した金型に関する。
法および寿命を改善した金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】昨今の産業界とりわけ製造業を取り巻く
情勢は益々厳しく、なかでも素形材産業各社は革新的な
コストダウンに取り組んでいる。素形材製法の重要な分
野には、たとえば鍛造があり、これに用いられる鍛造金
型の寿命の改善が大きなテーマとなっている。
情勢は益々厳しく、なかでも素形材産業各社は革新的な
コストダウンに取り組んでいる。素形材製法の重要な分
野には、たとえば鍛造があり、これに用いられる鍛造金
型の寿命の改善が大きなテーマとなっている。
【０００３】このような中で従来、金型材料を中心とし
た改善が主体となっていたが、近年、飛躍的な型寿命向
上を得ようとする場合、金型の損傷現象に基づいた最適
な表面処理と金型材料の選定が重要と考えられている。
た改善が主体となっていたが、近年、飛躍的な型寿命向
上を得ようとする場合、金型の損傷現象に基づいた最適
な表面処理と金型材料の選定が重要と考えられている。
【０００４】このため、金型材料は高強度、高靭性化す
る一方で、窒化処理などにより表面硬度を上昇させる試
みがなされている。このような流れのなかで、ショット
ピ−ニング処理による高強度化も注目を集めている。
る一方で、窒化処理などにより表面硬度を上昇させる試
みがなされている。このような流れのなかで、ショット
ピ−ニング処理による高強度化も注目を集めている。
【０００５】そこで、本出願人らは、特開平１０−２１
７１２２号において、高硬度のショットピ−ニング投射
材料として高硬度かつ比重の重い材料を用いて金型寿命
を改善する方法を提案している。 すなわち、この公報
に記載の金型寿命の改善方法は、高硬度かつ高比重の投
射材を用いて熱処理された金型の表面をショットピ−ニ
ング処理したときにこの処理面の金型の表面粗さを極小
化することが可能な方法と、金型表面に圧縮残留応力の
最大値を生成させる方法である。
７１２２号において、高硬度のショットピ−ニング投射
材料として高硬度かつ比重の重い材料を用いて金型寿命
を改善する方法を提案している。 すなわち、この公報
に記載の金型寿命の改善方法は、高硬度かつ高比重の投
射材を用いて熱処理された金型の表面をショットピ−ニ
ング処理したときにこの処理面の金型の表面粗さを極小
化することが可能な方法と、金型表面に圧縮残留応力の
最大値を生成させる方法である。
【０００６】しかしながら、投射材が高硬度になればな
るほど金型表面が荒れてしまう傾向が大きくなり、十分
な効果を上げることが出来ない場合がでてきた。
るほど金型表面が荒れてしまう傾向が大きくなり、十分
な効果を上げることが出来ない場合がでてきた。
【０００７】また、前記公開特許公報によれば、金型の
寿命延長にショットピ−ニングを適用するに際して、表
面粗さを抑えることで、金型の寿命が延長できることが
示されているが、粒子径、投射速度の細かいコントロー
ルならびに投射材種類、投射条件を変えての多段処理が
要求されていた。
寿命延長にショットピ−ニングを適用するに際して、表
面粗さを抑えることで、金型の寿命が延長できることが
示されているが、粒子径、投射速度の細かいコントロー
ルならびに投射材種類、投射条件を変えての多段処理が
要求されていた。
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの問
題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、より簡
単な方法で、寿命改善に見合った方法で十分な残留圧縮
応力を付与できる金型寿命の改善方法及び金型を提供す
ることにある。
題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、より簡
単な方法で、寿命改善に見合った方法で十分な残留圧縮
応力を付与できる金型寿命の改善方法及び金型を提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、金型材料に対して高硬度かつ低ヤング率の
アモルファス投射材によりショットピーニングすること
で、表面を荒らさずに金型表面に高い残留圧縮応力を付
加することにより金型寿命の改善がされる。
に本発明は、金型材料に対して高硬度かつ低ヤング率の
アモルファス投射材によりショットピーニングすること
で、表面を荒らさずに金型表面に高い残留圧縮応力を付
加することにより金型寿命の改善がされる。
【０００９】本発明にかかる金型寿命を改善する方法
は、金型材料に対して高硬度かつ低ヤング率のアモルフ
ァス投射材によりショットピーニングすることを特徴と
する。本発明によれば、表面を荒らさずに金型表面に高
い残留圧縮応力を付加し、より簡単な方法で金型寿命を
改善することができる。
は、金型材料に対して高硬度かつ低ヤング率のアモルフ
ァス投射材によりショットピーニングすることを特徴と
する。本発明によれば、表面を荒らさずに金型表面に高
い残留圧縮応力を付加し、より簡単な方法で金型寿命を
改善することができる。
【００１０】すなわち、一般の金属系投射材は、その硬
度が不十分で十分な残留圧縮応力を付与することが出来
ない。一方高硬度な投射材は通常セラミック材で非常に
脆く高速投射に耐えられない。また高硬度セラミック材
は金型表面を荒らしてしまうために、金型表面に寿命を
低下させる亀裂の発生点を生じてしまう。これらの問題
を一挙に解決する方法として、本発明に到達したもので
ある。
度が不十分で十分な残留圧縮応力を付与することが出来
ない。一方高硬度な投射材は通常セラミック材で非常に
脆く高速投射に耐えられない。また高硬度セラミック材
は金型表面を荒らしてしまうために、金型表面に寿命を
低下させる亀裂の発生点を生じてしまう。これらの問題
を一挙に解決する方法として、本発明に到達したもので
ある。
【００１１】本発明によれば、アモルファス投射材を用
いることにより、高残留圧縮応力を発生させると同時に
従来投射材より平滑な金型表面を得ることが出来る。こ
れにより、金型寿命の改善方法が簡単になり、特殊の用
途のために後処理を用いる場合でもその処理が簡単にな
る。
いることにより、高残留圧縮応力を発生させると同時に
従来投射材より平滑な金型表面を得ることが出来る。こ
れにより、金型寿命の改善方法が簡単になり、特殊の用
途のために後処理を用いる場合でもその処理が簡単にな
る。
【００１２】また、本発明において、熱処理された金型
に対して前記高硬度かつ低ヤング率のアモルファス投射
材を投射してもよい。本発明によれば、熱処理により高
硬度になった金型も、簡単に寿命を改善することができ
る。
に対して前記高硬度かつ低ヤング率のアモルファス投射
材を投射してもよい。本発明によれば、熱処理により高
硬度になった金型も、簡単に寿命を改善することができ
る。
【００１３】さらに、本発明にかかる金型寿命を改善す
る方法は、熱処理された金型の表面をショットピーニン
グしたときに表面を荒らさずに金型表面に高い残留圧縮
応力を付加する金型寿命を改善する方法において、この
ショットピーニングが複数回なされ、この複数回のショ
ットピーニングのうち少なくとも１回のショットピーニ
ングの投射材については、高硬度かつ低ヤング率のアモ
ルファス投射材を用いたことを特徴とする。
る方法は、熱処理された金型の表面をショットピーニン
グしたときに表面を荒らさずに金型表面に高い残留圧縮
応力を付加する金型寿命を改善する方法において、この
ショットピーニングが複数回なされ、この複数回のショ
ットピーニングのうち少なくとも１回のショットピーニ
ングの投射材については、高硬度かつ低ヤング率のアモ
ルファス投射材を用いたことを特徴とする。
【００１４】本発明によれば、従来の多段ショットピ−
ニングに比べ、投射材の粒径や投射速度を厳密に調整す
ることなく、金型寿命を改善することができる。
ニングに比べ、投射材の粒径や投射速度を厳密に調整す
ることなく、金型寿命を改善することができる。
【００１５】さらに、本発明にかかる金型は、請求項1
から請求項3に記載の金型寿命を改善する方法を用いた
ことを特徴とする金型である。本発明によれば、この金
型を熱間ならびに冷間鍛造金型に応用することで、表面
粗さを一定に抑え、クラック発生を低減することがで
き、金型寿命を大幅に改善することが可能となる。すな
わち、本発明は前記の構成により、金型表面を荒らさず
に高い表面圧縮残留応力を付与することで表面粗さ及び
表面圧縮残留応力の２重に金型最表面からの亀裂の発生
を防止することができ、さらに平滑な表面が金型のかじ
りを防止することで、金型寿命を大きく向上するもので
ある。
から請求項3に記載の金型寿命を改善する方法を用いた
ことを特徴とする金型である。本発明によれば、この金
型を熱間ならびに冷間鍛造金型に応用することで、表面
粗さを一定に抑え、クラック発生を低減することがで
き、金型寿命を大幅に改善することが可能となる。すな
わち、本発明は前記の構成により、金型表面を荒らさず
に高い表面圧縮残留応力を付与することで表面粗さ及び
表面圧縮残留応力の２重に金型最表面からの亀裂の発生
を防止することができ、さらに平滑な表面が金型のかじ
りを防止することで、金型寿命を大きく向上するもので
ある。
【００１６】
【発明の実施の形態】ここで、金型とは、たとえば、主
として鍛造やプレスに用いる金型をいうが、その用途は
問わない。また、材質はいわゆる金型用鋼を材料にして
製作した型が最適であるが、その材質は問わない。ま
た、熱処理とは慣用の条件で焼き入れ・焼き戻しを行う
ことをいう。また、窒化処理、浸炭窒化処理など表面改
質をも含むものである。
として鍛造やプレスに用いる金型をいうが、その用途は
問わない。また、材質はいわゆる金型用鋼を材料にして
製作した型が最適であるが、その材質は問わない。ま
た、熱処理とは慣用の条件で焼き入れ・焼き戻しを行う
ことをいう。また、窒化処理、浸炭窒化処理など表面改
質をも含むものである。
【００１７】さらに、本発明の金型寿命を改善する方法
により得られた金型は、その後のさらに後処理を行う場
合の金型を含むものである。たとえば、ショットピ−ニ
ング処理後に研磨処理をする場合も含むものである。
により得られた金型は、その後のさらに後処理を行う場
合の金型を含むものである。たとえば、ショットピ−ニ
ング処理後に研磨処理をする場合も含むものである。
【００１８】また、本発明に用いる投射材は、高硬度か
つ低ヤング率のアモルファス投射材であり、硬度はＨｖ
８００〜１１００、より好ましくはＨｖ９００〜１００
０、ヤング率は６．３７×１０４〜９．８×１０４ＭＰ
ａの材料である。なお、アモルファス材料は、材質を問
わないが、鉄系が好適である。
つ低ヤング率のアモルファス投射材であり、硬度はＨｖ
８００〜１１００、より好ましくはＨｖ９００〜１００
０、ヤング率は６．３７×１０４〜９．８×１０４ＭＰ
ａの材料である。なお、アモルファス材料は、材質を問
わないが、鉄系が好適である。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例について、代表的な金
型材料に適用した本発明の実施例と比較例ならびにショ
ットピ−ニング未実施の場合の例を示す。なお、いずれ
の金型（ＳＫＤ、ＳＫＨ）も熱処理をした金型材料で実
施した例である。表1は、その結果である。
型材料に適用した本発明の実施例と比較例ならびにショ
ットピ−ニング未実施の場合の例を示す。なお、いずれ
の金型（ＳＫＤ、ＳＫＨ）も熱処理をした金型材料で実
施した例である。表1は、その結果である。
【００２０】
【表１】
【００２１】表1より、比較例では、高硬度（Hv1400）
の投射材を用いた場合、投射材のサイズを大きくする
と、投射速度７３ｍ／ｓの場合には金型表面が荒れるの
で、５０μｍサイズを使用しなければならない。低硬度
（Hv620）の投射材を用いた場合、投射速度７３ｍ／ｓ
の場合には粒子サイズを大きくしても、十分に高い残留
圧縮応力を付与できない。従って、寿命延長の効果も少
ない。
の投射材を用いた場合、投射材のサイズを大きくする
と、投射速度７３ｍ／ｓの場合には金型表面が荒れるの
で、５０μｍサイズを使用しなければならない。低硬度
（Hv620）の投射材を用いた場合、投射速度７３ｍ／ｓ
の場合には粒子サイズを大きくしても、十分に高い残留
圧縮応力を付与できない。従って、寿命延長の効果も少
ない。
【００２２】一方、本実施例では、投射速度７３ｍ／ｓ
の場合には一般的なショットピ−ニングサイズの投射材
サイズ（１２５μｍ）で、最も平滑な金型表面が得ら
れ、かつ最大の残留圧縮応力値が得られていることがわ
かる。その結果、金型寿命すなわち実生産での金型ライ
フサイクルも最大となっている。またアモルファス投射
材は低ヤング率であり、寿命が長いという特徴もある。
の場合には一般的なショットピ−ニングサイズの投射材
サイズ（１２５μｍ）で、最も平滑な金型表面が得ら
れ、かつ最大の残留圧縮応力値が得られていることがわ
かる。その結果、金型寿命すなわち実生産での金型ライ
フサイクルも最大となっている。またアモルファス投射
材は低ヤング率であり、寿命が長いという特徴もある。
【００２３】本発明によれば、高硬度かつ低ヤング率の
アモルファス投射材を用いることで、複雑な管理を必要
とすることなく、単一粒子による簡便な処理で、金型の
大幅な寿命延長を達することができる。
アモルファス投射材を用いることで、複雑な管理を必要
とすることなく、単一粒子による簡便な処理で、金型の
大幅な寿命延長を達することができる。
【００２４】もちろん、用途によっては、多段投射や後
処理を用いることにより更に優れた効果が得られること
は言うまでもない。そして、多段処理や後処理を用いる
場合には、本発明の金型を使うことにより、その処理は
格段に簡単になる。
処理を用いることにより更に優れた効果が得られること
は言うまでもない。そして、多段処理や後処理を用いる
場合には、本発明の金型を使うことにより、その処理は
格段に簡単になる。
【００２５】すなわち、従来の方法（特開平１０−２１
７１２２号）では、熱処理された金型の表面をショット
ピ−ニング処理したときにこの処理面の表面近傍に圧縮
残留応力の最大値を生成することが可能な方法であっ
て、熱処理した金型の表面に対して、比重１１〜２０、
粒子径３０〜１５０μｍのほぼ球径の投射材を、速度２
０〜１５０ｍ／ｓで投射することを特徴とする。これに
対して、本発明では、通常鉄系投射材と同等の比重の投
射材で、かつ、投射速度も６０ｍ／ｓ〜１００ｍ／ｓ
で、しかも粒子径も７０μｍより小さな微粒子を用いる
ことなく、複雑な操作をすることなく、容易に金型表面
を処理できるのである。したがって、微粒子を用いるた
めの特殊な分級装置や特殊は投射装置を使う必要はな
い。なお、多段処理には、７０μｍより小さな微粒子を
２段目に用いればよい。
７１２２号）では、熱処理された金型の表面をショット
ピ−ニング処理したときにこの処理面の表面近傍に圧縮
残留応力の最大値を生成することが可能な方法であっ
て、熱処理した金型の表面に対して、比重１１〜２０、
粒子径３０〜１５０μｍのほぼ球径の投射材を、速度２
０〜１５０ｍ／ｓで投射することを特徴とする。これに
対して、本発明では、通常鉄系投射材と同等の比重の投
射材で、かつ、投射速度も６０ｍ／ｓ〜１００ｍ／ｓ
で、しかも粒子径も７０μｍより小さな微粒子を用いる
ことなく、複雑な操作をすることなく、容易に金型表面
を処理できるのである。したがって、微粒子を用いるた
めの特殊な分級装置や特殊は投射装置を使う必要はな
い。なお、多段処理には、７０μｍより小さな微粒子を
２段目に用いればよい。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、高硬度か
つ低ヤング率のアモルファス投射材を金型のショットピ
−ニングに用いるため、簡単な操作で金型表面を荒らさ
ずに高い表面圧縮残留応力を付与することで、２重に金
型最表面からの亀裂の発生を防止でき、さらに平滑な表
面が金型のかじりを防止することで、金型寿命を大きく
向上するという有利な効果が得られる。
つ低ヤング率のアモルファス投射材を金型のショットピ
−ニングに用いるため、簡単な操作で金型表面を荒らさ
ずに高い表面圧縮残留応力を付与することで、２重に金
型最表面からの亀裂の発生を防止でき、さらに平滑な表
面が金型のかじりを防止することで、金型寿命を大きく
向上するという有利な効果が得られる。
フロントページの続き
(72)発明者 梶田 浩二
愛知県西春日井郡西春町大字宇福寺字神明
51番地 新東ブレ−タ−株式会社内
(72)発明者 竹内 竜也
愛知県西春日井郡西春町大字宇福寺字神明
51番地 新東ブレ−タ−株式会社内
(72)発明者 梅村 貢
愛知県豊川市穂ノ原３丁目１番地 新東工
業株式会社豊川製作所内
Claims (4)
- 【請求項１】 金型材料に対して高硬度かつ低ヤ
ング率のアモルファス投射材によりショットピーニング
することを特徴とする金型寿命を改善する方法。 - 【請求項２】 熱処理された金型に対して高硬度
かつ低ヤング率のアモルファス投射材によりショットピ
ーニングすることを特徴とする請求項1に記載の金型寿
命を改善する方法。 - 【請求項３】 熱処理された金型の表面をショッ
トピーニングし金型寿命を改善する方法において、この
ショットピーニングが複数回なされ、この複数回のショ
ットピーニングのうち少なくとも１回のショットピーニ
ングの投射材については、高硬度かつ低ヤング率のアモ
ルファス投射材を用いたことを特徴とする金型寿命を改
善する方法。 - 【請求項４】 請求項1から請求項3に記載の金型
寿命を改善する方法を用いたことを特徴とする金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001394155A JP2003191166A (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 金型寿命の改善方法および金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001394155A JP2003191166A (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 金型寿命の改善方法および金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003191166A true JP2003191166A (ja) | 2003-07-08 |
Family
ID=27600974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001394155A Pending JP2003191166A (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 金型寿命の改善方法および金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003191166A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007152494A (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Seiko Epson Corp | 研削用粉末、研削用粉末の製造方法および研削方法 |
| JP2010077743A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Tanita Housingware Co Ltd | ステンレス鋼と銅のクラッド材から成る雨樋 |
| JP2010125548A (ja) * | 2008-11-26 | 2010-06-10 | Toyota Motor Corp | ショットピーニング用投射材の製造方法 |
| JP4655169B2 (ja) * | 2009-03-11 | 2011-03-23 | 新東工業株式会社 | 鋳造用金型のキャビティ面の加工方法 |
| WO2011040243A1 (ja) | 2009-09-30 | 2011-04-07 | 新東工業株式会社 | 鋼材製品のショットピーニング処理法 |
| JP2013220509A (ja) * | 2012-04-17 | 2013-10-28 | Daido Steel Co Ltd | ショットピーニング方法及びそれを用いた歯車材 |
-
2001
- 2001-12-26 JP JP2001394155A patent/JP2003191166A/ja active Pending
Cited By (12)
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| CN102574273A (zh) * | 2009-09-30 | 2012-07-11 | 新东工业株式会社 | 钢材制品的喷丸处理法 |
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