JP2005507781A

JP2005507781A - Plastic tools

Info

Publication number: JP2005507781A
Application number: JP2003541661A
Authority: JP
Inventors: メッカオウイ，アラオウイ・モハメド; ヴォスベルク，ユールゲン; ホーホヴァルト，ペーター
Original assignee: Huntsman Advanced Materials Switzerland GmbH
Current assignee: Huntsman Advanced Materials Switzerland GmbH
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2002-11-06
Publication date: 2005-03-24
Also published as: WO2003039779A1; DE10155233A1; EP1448325B1; DE50206046D1; EP1448325A1; US20050044925A1

Abstract

本発明は、プラスチックおよびプラスチックに埋め込んだ潤滑特性のある材料でつくった工具（11、12）、そして更に埋め込まれたアルミを含んでいるプラスチック工具に関するものである。前述のプラスチック工具は、型加工、殊に例えば自動車部品のような金属製品（10）の深絞りに適している。工具は高い耐圧縮性および耐磨耗性を有しており、前述の潤滑特性の結果により基本的に僅かな量の潤滑剤または無潤滑で深絞りできる。The present invention relates to a tool made of plastic and a material with lubricating properties embedded in plastic (11, 12), and further to a plastic tool containing embedded aluminum. The plastic tools mentioned above are suitable for die machining, in particular for deep drawing of metal products (10) such as, for example, automotive parts. The tool has a high compression resistance and wear resistance, and can be deep drawn basically with a small amount of lubricant or no lubrication, as a result of the aforementioned lubrication properties.

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックおよびプラスチックに埋め込んだ潤滑特性を有する材料でつくった工具に関するものである。本発明の意味する工具は、特に変形加工の型工具、例えば自動車部品のような金属製部品を変形加工するための、例えば深絞り型工具である。
【背景技術】
【０００２】
従来の方法によれば、深絞り加工では鉄またはねずみ鋳鉄製の工具を使用する。しばらく前から既に、変形加工に工具材料としてプラスチック、例えば金属の充填材を含有するプラスチックを使用している。このプラスチックはコスト的に有利な材料という利点を有している。しかしながら、そのようなプラスチックベースの工具は、変形加工用工具として特定の用途では使用できない、または条件付きでのみ使用可能である。これは特に、大量個数の製品を変形加工せねばならず、そのために工具が大きく磨耗するような深絞り分野での用途に言える。加えて、この用途の場合にはプラスチック製の工具は圧縮強度が弱すぎる。
【０００３】
ドイツ特許第 93 18 272.4 U1では、切粉の発生なしで製品を変形加工する工具の記載があり、そこでは工具を金属材料、殊にねずみ鋳鉄でつくっているが、滑り面を有する工具のガイド部分をファイバーまたは繊維および薄片グラファイトを埋め込んだデュロプラストでつくっている。それにより滑り特性を改善し、磨耗を減少するようにしている。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の課題は、一方では良好な潤滑特性、そして他方では改善された磨耗特性と高い圧縮強度を有するプラスチック製の工具を得ることである。
【０００５】
この課題の解決手段として請求項１の特徴を有する本発明による工具を提供する。本発明によればプラスチック工具は、圧縮強度および耐磨耗性を高めるために埋め込んだアルミ、そして滑り特性のある材料を含有しているので、工具はいわば自己潤滑効果を有している。それにより、変形加工用工具と加工される製品間の部分で一般的に使用される追加的な潤滑剤が不要になる。本発明に従う埋め込みにより工具の寿命を本質的に改善できることが、テストにより示すことができた。潤滑特性のある材料として、例えばグラファイトまたはモリブデン硫化物が対象となる。特に好ましいのはグラファイト粉末の使用である。充填材として例えばアルミ粉末あるいはより粒度の大きいアルミ粒子の形態で、アルミをプラスチック工具に含ませることができる。この種の工具は、対応して合成した鋳込み樹脂またはブロックの材料からつくることができると好ましい。
【０００６】
本発明の好ましい別の構成によれば、工具は重量割合で約50%以上のアルミ充填材を含有している。工具をつくるためのプラスチック塊におけるアルミ充填材の重量割合は、プラスチック割合の何倍にもなることがある。好ましくはこの重量割合は、プラスチック塊全重量に関して、アルミ充填材、好ましくはアルミ粉末で、少なくとも約60%、好ましくは約70%である。
【０００７】
プラスチックに埋め込んだ滑り特性のある材料の重量割合は通常は、プラスチック割合および／またはプラスチック塊のアルミ割合より少ない。工具が、工具に含まれるプラスチックの重量割合に関して、即ちプラスチック塊の全重量に関してではなく純粋のプラスチック割合に関して、少なくとも約２０％から約５０％の重量割合のグラファイト粉末を含むことが好ましい。工具を構成する材料の全重量に関して、グラファイトの重量割合は少なくともグラファイトが約３％から約１５％であることが好ましい。グラファイト割合とアルミ割合間の重量関係は、約１：１５および約１：６の間にあることが好ましい。
【０００８】
本発明の範囲において好ましいのは、上述の種類のプラスチック塊から変形加工工程、殊に深絞り加工用工具をつくることである。これは例えば、金属部品を深絞りするためのオス型あるいは板材ホルダーのこともある。潤滑特性のある材料を埋め込むことにより、例えば深絞り工具の移動方向に直角な引っ張り方向で抵抗を受ける金属板材の深絞り工程において、粒子、殊に充填材粒子がプラスチックのメス型から引きちぎられる、そしてそれにより工具にクラックが発生することを防ぐ。グラファイト粉末の形態でグラファイトを潤滑特性のある材料としてプラスチックに埋め込むことができることを、既に述べた。粒子の大きさが約５０μｍから約２５０μｍのグラファイト粒子を使うことが、特に利点のあることが証明された。
【０００９】
本発明による工具は、基本的に全体として上述の埋め込みのあるプラスチックでつくる、即ち一体で均一なプラスチック材料からつくることができ、それにより最初に述べたDE 93 18 272.4U1による工具でガイド部材と呼ぶ工具の前面層を潤滑特性のあるプラスチックでつくることとは異なっている。
【００１０】
従属請求項に挙げている特徴は、本発明による課題解決の好ましい別の構成に該当するものである。本発明の別の利点は以下に述べる詳細で明らかにする。
【００１１】
【特許文献１】
ドイツ特許第 93 18 272.4U1
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に添付の図面を使って実施例により本発明を詳細に説明する。
【実施例】
【００１３】
まず図１を参照すると、本図は極度に簡素化した概略遠視図で、板状部材10を深絞りする工具の配置を示している。深絞り工程で板状部材10を変形加工する工具上部部材11、および工具上部部材11に対応するメス型の形式で工具下部部材12を設けている。工具上部部材11は本発明による種類のプラスチックで出来ており、それは埋め込んだアルミ粒子13、および板状部材10の変形加工時に自己潤滑効果を得るために埋め込んだグラファイト粉末14を含んでいる。
【００１４】
工具上部部材11は、プラスチック、充填材としてのアルミ粉末、グラファイト粉末から成る鋳込み樹脂でつくられている。そのとき、１ｋｇのプラスチック、３ｋｇのアルミ粉末、２００ｇのグラファイト粉末を使用して、全質量４．２ｋｇの工具用の化合物を製造する。グラファイト粉末の粒子の大きさは５０〜２５０μｍの間で変化する。プラスチック工具は非常に良好な潤滑特性および４０％も高い圧縮強度を有している。例えば砂や鉄のような従来の充填材を使う別のプラスチック製工具で、深絞り時にプラスチック材料の基礎をなす母材から充填粒子が引きずり出されることにより工具前面層に現れるクラックの形成が、本発明によるプラスチック製の工具を使用する時には現れない。
【００１５】
上述のプラスチック塊でつくった深絞り工具が、例えば最大１０万個またはそれ以上の大量の加工品を形成するために適していることが判った。
【００１６】
図２は、充分な潤滑効果のない材料を使って深絞りをするときに前述のクラック形成に影響する力を明らかにしている。極度に簡素化した概略断面で工具上部部材11を示しており、それは、本発明による充填材としてのアルミ粉末とグラファイト粉末を含むプラスチックから成る本発明による鋳込み材料からつくられている。工具下部部材15も本発明によるプラスチック材料で鋳込まれている。変形加工する板状部材10は、深絞り加工の前に工具上部部材11と工具下部部材15間のスキマ16にある。変形加工する板状部材10が深絞り時に変形し、そのとき工具の移動方向に直角な矢印17の方向で力が発生する。それにより、両方の工具１１、15の前面18、19は剪断力を受ける。工具11、15のプラスチックに埋め込まれたグラファイト粉末が、工具11、15の前面18、19と絞られる板状部材10の境界面において潤滑効果および良好な滑り特性を与える。
【００１７】
図３は、本発明の範囲の圧縮テストで調査した種々のプラスチック製工具による弾性率の％変化を表している。その場合、一番左にある棒グラフの特性棒20は、アルミだけを充填したプラスチックの弾性率を示しており、別の人工材料と比較対照するために１００％で示している。右から二番目の特性棒22にはアルミを充填したＰＴＦＥの弾性率相対値を示しており、見ればわかるように、図３での特性棒20に図示したプラスチックの６０％強しか達しない。それに対し、比較のために図３で本発明によりつくった二つのプラスチックの弾性率を示している。図の一番右の特性棒23は、アルミと潤滑材料としてＭｏＳ₂を充填したプラスチックを示している。弾性率は、特性棒20のアルミだけを充填したプラスチックより２０％以上大きいことが判る。特性棒21（図において左から二番目）でグラファイトとアルミを充填したプラスチックの弾性率相対値を示している。図から判るように、この値は図の一番左にある特性棒20のアルミだけを充填したプラスチックより４０％大きい。図３の特性棒21で示した値は、特性棒20の値で示しているアルミ充填プラスチックに２０％のグラファイト粉末を添加することにより得られた。
【００１８】
深絞りテスト用に、３気筒エンジンのバルブカバーを製造するための図４で遠視的に示す深絞り工具30を構想し、設計して完成した。図４は、本発明によるプラスチック製のバルブカバー30用深絞りオス型を下方から示している。この工具30を使って深絞りテストを行った。寸法精度、寿命だけでなく、他のプラスチック製工具と較べて自己潤滑性も大きく改善されたことが、このテストにより確認できた。従来のプラスチックでつくった工具は短時間で磨耗していた。アルミ粉末で充填したプラスチックに僅か約２０％のグラファイト粉末を埋め込むことにより、図４に示した工具30を使って著しく良好な摩擦・磨耗状況が達成された。図４でわかるように、深絞りオス型は、バルブカバーの形状で特有の窪みないし盛り上がり部分をつくるために、特徴的な二つの変形加工要素31、32を有している。
【００１９】
図６は、図４に示した深絞り工具30を使ってつくった種々の材料によるバルブカバーの例である。図６で示したバルブカバー40、41、42は、それぞれ１ｍｍの材料厚さのチタン板、アルミ板、亜鉛メッキした鉄板を変形加工してつくった。図６の図示において直ぐに、特徴的な変形部分、即ち平坦な円筒状窪み43（ないしは、図６の深絞りしたバルブカバー41を下から見ると盛り上がり）が認められる。この変形部分43は、図４における深絞り工具30の変形加工要素32と対応する。同様に変形加工部分44は、図４における深絞り工具30の変形加工要素31に対応する。図６に示したバルブカバーを本発明による工具30を使って深絞りを行ったとき、チタン板、アルミ板、亜鉛メッキした鉄板の三種の材料全てで、非常に良好な結果が得られた。
【００２０】
図５は、図６に示すバルブカバー40、41、42をつくるための、図４の深絞りオス型30に付属するメス型50を示している。図５に示した深絞りメス型50にオス型30が沈み込む。図５において、オス型30に相当するほぼ直角で角の部分を丸めたメス型50の形状がわかる。その他に、ほぼ円筒形状の加工変形要素32に対応する変形加工部分51が、メス型50の役割をする深絞り工具に嵌る窪みとして識別できる。図５のメス型50も、本発明によりアルミおよびグラファイト粉末を含むプラスチックでつくった。
【００２１】
従来の鉄製工具と比較して、本発明による材料でつくったプラスチック工具の利点は、場合によって最大約７０％低い材料コストにある。工具をつくるために使用するプラスチックは加工し易く、それにより工具をつくるための機械使用が少なくなる。工具をつくるための機械加工でのエネルギーや電力消費を、例えば６５％も減らすことができる。加工時間も同様に、鉄製工具に較べて場合によって最大６０％も短い。工具をつくるために本発明によるプラスチックを使用すると、場合によっては最大６０％という著しい重量削減が得られ、それによりクレーン設備の負荷が減少する。工具はフレキシブルそしてコスト的に有利に変更でき、それにより改めてコスト、時間、エネルギーの削減を大きく狙うことができる。その他に、新しいプラスチック工具をつくるための充填材として完全に再使用できるので、工具はリサイクルに適しており、それにより廃棄物処理コストも不要となる。
【００２２】
プラスチックの弾性的な挙動が変形加工される製品の品質向上に結びつく。工具のプラスチックにグラファイトを埋め込むことにより、工具の接触面に自己潤滑効果を生み出す。どうしても変形加工で流体潤滑剤を追加して使用することが必要なとき、その場合でも必要な潤滑剤の量を基本的に例えば約３ｇ／ｍ²減少することができる。プラスチックにグラファイト粉末に入れることにより深絞り時の摩擦挙動が改善される。深絞り時に流体の潤滑剤を減らす、ないしは無くすることにより、作業場所の汚染が本質的に減少し、それにより環境の負荷が減る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による工具を使った深絞り工程を説明するための簡素化した概略遠視図である。
【図２】深絞り過程を説明するための簡素化した概略断面の外観を示す図である。
【図３】種々の充填材を含むプラスチックを使用するときの弾性率変化を示すグラフである。
【図４】エンジン用バルブカバーの深絞りに使う押し型の遠視図である。
【図５】図４によるオス型を使うバルブカバーの深絞りに付属するメス型を示す図である。
【図６】図４と図５によるオス型およびメス型を使って深絞りしたバルブカバーを示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０板状部材、１１工具上部部材、１２工具下部部材
１３アルミ粒子、１４グラファイト粉末、１５工具下部部材
１６スキマ、１７矢印、１８前面
１９前面、２０特性棒、２１特性棒
２２特性棒、２３特性棒、３０深絞り工具
３１変形加工要素、３２変形加工要素、４０バルブカバー
４１バルブカバー、４２バルブカバー、４３窪み
４４変形加工部分、５０深絞りメス型、５１変形加工部分【Technical field】
[0001]
The present invention relates to a tool made of plastic and a material having lubricating properties embedded in the plastic. The tool meant by the present invention is a deformation tool, for example, a deep drawing tool for deforming a metal part such as an automobile part.
[Background]
[0002]
According to the conventional method, a tool made of iron or gray cast iron is used in deep drawing. Already for some time, plastics, such as plastics containing metal fillers, have been used as tool materials for deformation processing. This plastic has the advantage of being a cost-effective material. However, such plastic-based tools cannot be used in certain applications as deformation tools or can only be used conditionally. This is particularly true for applications in the field of deep drawing where a large number of products must be deformed and the tool wears greatly. In addition, the plastic tool is too weak for this application.
[0003]
German Patent No. 93 18 272.4 U1 describes a tool for deforming a product without generating chips, in which the tool is made of a metal material, in particular gray cast iron, but it is a guide for a tool with a sliding surface. The part is made of fiber or fiber and duroplast with embedded flake graphite. This improves slip characteristics and reduces wear.
DISCLOSURE OF THE INVENTION
[0004]
The object of the present invention is to obtain a plastic tool with good lubricating properties on the one hand, and improved wear properties and high compressive strength on the other hand.
[0005]
As a means for solving this problem, a tool according to the present invention having the features of claim 1 is provided. According to the present invention, the plastic tool contains aluminum embedded in order to increase the compressive strength and wear resistance, and a material with sliding properties, so that the tool has a so-called self-lubricating effect. This eliminates the need for additional lubricants commonly used in the area between the deformation tool and the product being machined. Tests have shown that the tool life can be essentially improved by embedding according to the present invention. For example, graphite or molybdenum sulfide is used as a material having lubrication characteristics. Particularly preferred is the use of graphite powder. Aluminum can be included in the plastic tool, for example in the form of aluminum powder or larger particle size aluminum as a filler. This type of tool is preferably made from a correspondingly synthesized cast resin or block material.
[0006]
According to another preferred configuration of the invention, the tool contains about 50% or more aluminum filler by weight. The weight percentage of aluminum filler in the plastic mass to make the tool can be many times the plastic percentage. Preferably, this weight percentage is at least about 60%, preferably about 70%, with aluminum filler, preferably aluminum powder, relative to the total weight of the plastic mass.
[0007]
The weight percentage of slippery material embedded in plastic is usually less than the plastic percentage and / or the aluminum percentage of the plastic mass. It is preferred that the tool comprises at least about 20% to about 50% by weight graphite powder with respect to the weight percentage of plastic contained in the tool, ie with respect to the pure plastic percentage but not with respect to the total weight of the plastic mass. It is preferred that the weight percentage of graphite is at least about 3% to about 15% graphite relative to the total weight of the material comprising the tool. The weight relationship between the graphite and aluminum proportions is preferably between about 1:15 and about 1: 6.
[0008]
Preference is given in the scope of the invention to making a deformation process, in particular a deep drawing tool, from a plastic mass of the kind described above. This can be, for example, a male or plate holder for deep drawing metal parts. By embedding a material with lubricating properties, particles, in particular filler particles, are torn off from a plastic female mold in a deep drawing process of a metal plate which is subject to resistance in a pulling direction perpendicular to the moving direction of the deep drawing tool, for example. This prevents the tool from cracking. It has already been mentioned that graphite can be embedded in plastics as a material with lubricating properties in the form of graphite powder. It has proven particularly advantageous to use graphite particles with a particle size of about 50 μm to about 250 μm.
[0009]
The tool according to the invention can basically be made entirely of the above-mentioned embedded plastic, i.e. made of an integral and uniform plastic material, whereby the tool according to DE 93 18 272.4U1 described above This is different from making the front layer of the tool to be called with a plastic with lubricating properties.
[0010]
The features recited in the dependent claims correspond to other preferred configurations for solving the problems according to the invention. Additional advantages of the present invention will become apparent in the details set forth below.
[0011]
[Patent Document 1]
German Patent No. 93 18 272.4U1
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0012]
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
【Example】
[0013]
Referring first to FIG. 1, this figure is an extremely simplified perspective view showing the arrangement of tools for deep drawing the plate member 10. A tool upper member 11 that deforms the plate-like member 10 in the deep drawing process, and a tool lower member 12 in a female form corresponding to the tool upper member 11 are provided. The tool upper member 11 is made of a plastic of the type according to the invention, which includes embedded aluminum particles 13 and embedded graphite powder 14 to obtain a self-lubricating effect during deformation of the plate member 10.
[0014]
The tool upper member 11 is made of cast resin made of plastic, aluminum powder as a filler, and graphite powder. At that time, using 1 kg of plastic, 3 kg of aluminum powder, and 200 g of graphite powder, a total mass of 4.2 kg of a compound for a tool is manufactured. The particle size of the graphite powder varies between 50 and 250 μm. Plastic tools have very good lubricating properties and a compressive strength as high as 40%. For example, in another plastic tool using conventional fillers such as sand and iron, the formation of cracks appearing in the tool front layer by dragging the filler particles from the base material that forms the basis of the plastic material during deep drawing, It does not appear when using the plastic tool according to the invention.
[0015]
It has been found that deep drawing tools made of the plastic mass described above are suitable for forming large quantities of workpieces, for example up to 100,000 or more.
[0016]
FIG. 2 illustrates the forces that affect the aforementioned crack formation when deep drawing is performed using a material that does not have a sufficient lubricating effect. The tool upper member 11 is shown in a highly simplified schematic cross section, which is made of a casting material according to the invention consisting of a plastic containing aluminum powder and graphite powder as filler according to the invention. The tool lower member 15 is also cast from the plastic material according to the present invention. The plate member 10 to be deformed is in a gap 16 between the tool upper member 11 and the tool lower member 15 before deep drawing. The plate-like member 10 to be deformed is deformed at the time of deep drawing, and at that time, a force is generated in the direction of an arrow 17 perpendicular to the moving direction of the tool. Thereby, the front surfaces 18, 19 of both tools 11, 15 are subjected to shear forces. The graphite powder embedded in the plastic of the tools 11 and 15 gives a lubrication effect and good sliding characteristics at the interface between the plate-like member 10 and the front surfaces 18 and 19 of the tools 11 and 15.
[0017]
FIG. 3 represents the% change in elastic modulus for various plastic tools investigated in the compression test within the scope of the present invention. In that case, the characteristic bar 20 in the leftmost bar graph shows the elastic modulus of the plastic filled only with aluminum, and is shown as 100% for comparison with another artificial material. The second characteristic rod 22 from the right shows the relative modulus of elasticity of PTFE filled with aluminum, and as can be seen, it reaches only 60% of the plastic shown in the characteristic rod 20 in FIG. For comparison, FIG. 3 shows the elastic modulus of two plastics made according to the present invention for comparison. The rightmost characteristic bar 23 in the figure shows a plastic filled with MoS ₂ as a lubricating material. It can be seen that the elastic modulus is 20% or more larger than the plastic of the characteristic rod 20 filled only with aluminum. A characteristic bar 21 (second from the left in the figure) shows the relative elastic modulus of plastic filled with graphite and aluminum. As can be seen, this value is 40% greater than the plastic filled only with aluminum of the characteristic bar 20 at the leftmost of the figure. The value indicated by the characteristic bar 21 in FIG. 3 was obtained by adding 20% graphite powder to the aluminum filled plastic indicated by the value of the characteristic bar 20.
[0018]
For the deep drawing test, the deep drawing tool 30 shown in FIG. 4 for producing a valve cover for a three-cylinder engine was conceived, designed and completed. FIG. 4 shows a deep drawing male die for plastic valve cover 30 according to the present invention from below. A deep drawing test was performed using this tool 30. This test confirmed that not only the dimensional accuracy and life, but also the self-lubricating property was greatly improved compared to other plastic tools. Tools made of conventional plastic were worn out in a short time. By embedding only about 20% graphite powder in the plastic filled with aluminum powder, a significantly better friction and wear situation was achieved using the tool 30 shown in FIG. As can be seen in FIG. 4, the deep drawing male type has two characteristic deforming elements 31 and 32 in order to create a pitted or raised portion peculiar to the shape of the valve cover.
[0019]
FIG. 6 shows examples of valve covers made of various materials using the deep drawing tool 30 shown in FIG. The valve covers 40, 41, and 42 shown in FIG. 6 were made by deforming a titanium plate, an aluminum plate, and a galvanized iron plate each having a material thickness of 1 mm. Immediately in the illustration of FIG. 6, a characteristic deformed portion, that is, a flat cylindrical depression 43 (or swell when the deeply drawn valve cover 41 of FIG. 6 is viewed from below) is recognized. This deformation portion 43 corresponds to the deformation element 32 of the deep drawing tool 30 in FIG. Similarly, the deforming portion 44 corresponds to the deforming element 31 of the deep drawing tool 30 in FIG. When the valve cover shown in FIG. 6 was deep-drawn using the tool 30 according to the present invention, very good results were obtained with all three types of materials: titanium plate, aluminum plate, and galvanized iron plate.
[0020]
FIG. 5 shows a female die 50 attached to the deep drawing male die 30 of FIG. 4 for producing the valve covers 40, 41, 42 shown in FIG. The male mold 30 sinks into the deep drawing female mold 50 shown in FIG. In FIG. 5, the shape of the female die 50 having a substantially right angle and rounded corner corresponding to the male die 30 can be seen. In addition, the deformed portion 51 corresponding to the substantially cylindrical deformable element 32 can be identified as a recess that fits into the deep drawing tool serving as the female die 50. The female mold 50 of FIG. 5 was also made of a plastic containing aluminum and graphite powder according to the present invention.
[0021]
The advantage of the plastic tool made of the material according to the invention compared to a conventional steel tool is in some cases a material cost that is up to about 70% lower. Plastics used to make tools are easy to process, thereby reducing machine use to make tools. Energy and power consumption in machining to make a tool can be reduced by, for example, 65%. The machining time is also as short as 60% in some cases compared to steel tools. Use of the plastics according to the invention for making tools can result in significant weight savings of up to 60% in some cases, thereby reducing the load on the crane equipment. Tools can be changed flexibly and cost-effectively, so that a major reduction in cost, time and energy can be aimed at again. In addition, since it can be completely reused as a filler to make new plastic tools, the tools are suitable for recycling, thereby eliminating waste disposal costs.
[0022]
The elastic behavior of plastic leads to improved quality of products that are deformed. By embedding graphite in the plastic of the tool, a self-lubricating effect is created on the contact surface of the tool. When it is absolutely necessary to use an additional fluid lubricant in the deformation process, the amount of lubricant required can still be reduced, for example, by about 3 g / m ² . Friction behavior during deep drawing is improved by adding graphite powder to plastic. By reducing or eliminating fluid lubricant during deep drawing, workplace contamination is essentially reduced, thereby reducing the environmental burden.
[Brief description of the drawings]
[0023]
FIG. 1 is a simplified schematic perspective view for explaining a deep drawing process using a tool according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the appearance of a simplified schematic cross-section for explaining a deep drawing process.
FIG. 3 is a graph showing changes in elastic modulus when plastics containing various fillers are used.
FIG. 4 is a perspective view of a push die used for deep drawing of an engine valve cover.
FIG. 5 is a view showing a female die attached to a deep drawing of a valve cover using a male die according to FIG. 4;
6 is a view showing a valve cover deeply drawn using the male type and the female type shown in FIGS. 4 and 5. FIG.
[Explanation of symbols]
[0024]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Plate-shaped member, 11 Tool upper member, 12 Tool lower member 13 Aluminum particle, 14 Graphite powder, 15 Tool lower member 16 Clearance, 17 Arrow, 18 Front surface 19 Front surface, 20 Characteristic rod, 21 Characteristic rod 22 Characteristic rod, 23 Characteristic Rod, 30 Deep drawing tool 31 Deformation processing element, 32 Deformation processing element, 40 Valve cover 41 Valve cover, 42 Valve cover, 43 Indentation 44 Deformation processing portion, 50 Deep drawing female type, 51 Deformation processing portion

Claims

A tool made of plastic and a material with lubricating properties embedded in plastic, characterized in that the plastic tool further contains a proportion of embedded aluminum.

The tool according to claim 1, wherein the tool contains aluminum powder or aluminum particles as a filler.

The tool according to claim 1 or 2, wherein the tool contains graphite or molybdenum sulfide as a material having lubricating properties.

The tool according to any one of claims 1 to 3, wherein the tool contains graphite powder.

The tool according to any one of claims 1 to 4, wherein the tool is made of a material block or a cast resin.

The tool according to any one of claims 1 to 5, characterized by containing about 50% or more aluminum filler by weight distribution.

7. Tool according to any of the preceding claims, characterized in that it contains at least 60%, preferably about 70% aluminum filler, preferably aluminum powder, by weight distribution with respect to the total weight.

8. A tool according to any one of the preceding claims, characterized in that it contains at least about 20% to about 50% graphite powder by weight distribution with respect to the weight distribution of the plastic contained in the tool.

9. The composition according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it contains at least about 3% to about 15% graphite, preferably graphite powder, by weight distribution, relative to the total weight of the material making up the tool. tool.

10. A tool according to any preceding claim, comprising graphite, preferably graphite powder, and aluminum, preferably aluminum powder, in a weight ratio of between about 1:15 and about 1: 6. .

11. A tool according to claim 1, wherein the tool is a deformation tool, in particular a deep drawing tool.

The tool according to any one of claims 1 to 11, wherein the tool is a male die for deep drawing of metal parts, a plate material holder, or a female die.

13. A tool according to any one of the preceding claims, comprising graphite powder having a particle size of about 50 to about 250 [mu] m.

14. A tool according to any one of the preceding claims, characterized in that it is basically made entirely of plastic according to any of the preceding claims.