JP2015182124A - 段付きダイ - Google Patents
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Abstract
Description
前記内環に対する外環の焼き嵌め率が0.12%以上かつ0.25%以下にされていることを特徴としている。
また、前記比が2.0以下であることが好ましい。この場合、内環の肉厚を一定量以下に制限することで、前記残留圧縮応力に対する内環の耐性を維持しつつ、内環、ひいては段付きダイの大型化を抑制することができる。
また、前記内環の材質を超硬合金とし、前記外環の材質を焼入れ鋼とすることができる。この場合、内環に要求される圧縮強度や疲労強度を確保することができる。
焼き嵌め率(%)={1−(外環内径/内環外径)}×100 ・・・・(1)
焼き嵌め率(%)が0.12%よりも小さいと、残留圧縮応力が不足して成形時に亀裂が発生する虞があり、一方、焼き嵌め率(%)が0.25%よりも大きいと、焼き嵌め時に亀裂が発生する虞がある。亀裂の発生を確実に防止するとともに内環の大型化を抑制するという点からは、焼き嵌め率(%)を0.15%以上かつ0.20%以下とすることが好ましい。
図1〜2に示される構成および形状の段付きダイにおける内環の直径、内環比、肉厚(内環の外径と、前述した最大仮想円の直径との差を2で割った値)、および焼き嵌め率(前記式(1)参照)を表1に示されるように種々変更して、成形用凹所に充填された金属粉を成形圧力10t/cm2で加圧成形して圧粉体を作製した。
σaeq=σa/(1−σm/σB) ・・・・・・(2)
ここで、σaは金属粉の加圧成形時における応力振幅であり、σmは同じく平均応力である。また、σBは材料固有の値である引張強さであり、本試験例1では、内環の材質としてWC−Co系超硬合金を用いているので、1600MPaである。
図4より、焼き嵌め率(%)が0.12〜0.25の範囲において、段部R部の強度比がほぼ一定で安定していることが分かる。また、図5より、内環比が2.0を超えると段部R部の強度比がほぼ一定の値になることが分かる。
試験例1において、焼き嵌め率が0.35%であり、内環比が2.4のサンプル(強度比:1.06)に亀裂が発生したことが確認(視認)された。一方、焼き嵌め率が0.15%であり、内環比が1.6のサンプル(強度比:1.11)では亀裂を確認することができなかった。
図1〜2に示される構成および形状の段付きダイにおける内環の直径、内環比、肉厚(内環の外径と、前述した最大仮想円の直径との差を2で割った値)、および焼き嵌め率(前記式(1)参照)を表3に示されるように種々変更させて、内環の段部の側面隅部(前述したように、図3において「7a」で示される箇所)に発生する圧縮応力を取得した。
図6より、肉厚が5mm付近を境界にして、それより小さい場合と、それより大きい場合とで圧縮強度比の変化の仕方が大きく異なっている。具体的に、肉厚が5mm以下の3つの試験例についての圧縮強度比と肉厚との関係はy=0.94x+0.65(R2=0.96)で表すことができ、肉厚が5mm以上の7つの試験例についての圧縮強度比と肉厚との関係はy=0.13x+5.08(R2=0.94)で表すことができ、この「5mm」という値を極値として、その前後で回帰直線の傾きが大きく変化していることが分かる。
〔その他の変形例〕
2:内環
3:外環
4:凹所
5:ダイプレート
6:鍔部
7:段部
7a:隅部
7b:段隅R部
21:段付きダイ
22:内環
23:外環
24:凹所
25:段部
26:ダイプレート
27:鍔部
28:下パンチ
30:段
31:部品
O:中心軸
C:亀裂
P:仮想円
S:下部スペース
d1:内環の外径
d2:最大仮想円の直径
d3:凹所の直径
w1:凹所の長辺
w2:凹所の短辺
h:段付きダイの高さ
前記外環の外周にダイプレートと係合する鍔部が形成されており、
前記段付きダイは、前記鍔部だけがダイプレートに支持されており、当該段付きダイの下面は他の部材に支持されておらず、且つ、
前記内環に対する外環の焼き嵌め率が0.12%以上かつ0.25%以下にされていることを特徴としている。
また、前記内環の材質を超硬合金とすることで当該内環に要求される圧縮強度や疲労強度を確保している。外環の材質は焼入れ鋼とすることができる。
また、前記内環に対する外環の焼き嵌め率が0.15%以上かつ0.20%以下にされていることが好ましい。
Claims (5)
- 円筒形状の内環と、この内環の外周に焼き嵌めされた円筒形状の外環とを備えており、段部を有する成形用凹所が前記内環の内側に形成された段付きダイであって、
前記内環に対する外環の焼き嵌め率が0.12%以上かつ0.25%以下にされている段付きダイ。 - 前記内環の外径と、この内環の中心軸を中心とした仮想円であって当該中心から径外方向に最も離間した前記段部の隅部を通る最大仮想円の直径との比が1.4以上である請求項1に記載の段付きダイ。
- 前記比が2.0以下である請求項2に記載の段付きダイ。
- 前記内環の外径と、この内環の中心軸を中心とした仮想円であって当該中心から径外方向に最も離間した前記段部の隅部を通る最大仮想円の直径との差である肉厚が5mm以上である請求項1に記載の段付きダイ。
- 前記内環の材質が超硬合金であり、前記外環の材質が焼入れ鋼である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の段付きダイ。
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