JPH02155520A - 加工用ファインセラミックス製ダイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はＤＩ成形缶とよばれる絞りしごき加工（Ｄｒａ
ｗ　ａｎｄ　Ｉｒｏｎｉｎｇ）によって成形される金属
缶体のしごき加工用の成形ダイス、一般深絞りダイス、
伸線ダイス及び伸管ダイスに、ファインセラミックスを
用いて加工用ダイスに関するものである。

（従来の技術） ＤＩ成形用のダイスは円ダイスと呼ばれ、ガイド部を有
するタイプ及びガイド部のないタイプの２タイプがある
。両タイプとも工具鋼のダイプレートに超硬のダイリン
グを焼きばめしたものが一般的である。

ＤＩ缶の缶体製造工程は、■カッピング（ｃｕｐｐｉｎ
ｇ）、■リドローイング（ｒｅｄｒａｖｉｎｇ）および
アイアニング（ｉｒｏｎｉｇ）　、■トリミング（ｔｒ
ｉ＋ｕ＋＋ｉｎｇ）　、■洗汗、■塗装、■ネッキング
（ｎｃｃｋｌｎｇ）　争フランジング（ｒｌａｎｇｉｎ
ｇ）の６エ程からなる。

ＤＩ成形ダイスは■工程を行うボデーメーカーに取り付
けられる。ボデーメーカーは一個のパンチに対して一個
のりドローイングダイスと二個ないし三個のアイアニン
グダイスを有しており、リドローイングからアイアニン
グまでをパンチの１ストロークによって行なっている。

このパンチの速度は毎分１８０〜２５０ストロークと高
速であり、さらにアイアニング工程は被加工物の厚みが
約５０〜７５９６に減少する非常に過酷な加工工程であ
る。そのためパンチ及びリドロー、アイアニングダイス
の被加工物との接触部は、被加工物との摩擦が非常に激
しい部分であり、且つ、厳しい寸法精度が要求される部
分でもある。

したがって、現在は機械的強度、硬度、耐摩耗性に優れ
るＷＣ系を代表とする超硬合金が使用されている。また
、一般深絞り、伸線及び伸管加工も、ＤＩ成形と同様に
被加工物との接触部は被加工物との摩擦が非常に激しい
ために、ダイス鋼やＷＣ系を代表とする超硬合金が使用
されている。

（発明が解決しようとする課題） 従来より、ＤＩ成形にはＪＩ８８４１１１に規定される
ような材質の超硬ダイスが使用されてきたが、ＤＩ缶用
素材であるぶりきに関しては、錫資源の枯渇が叫ばれ、
錫目付は二を低下される傾向にある。

ぶりき表層潤滑物質である錫の日付は二が低下すると、
ＤＩ成形時に鉄鍋合金あるいは地鉄といった不潤滑性物
質がｍ仮の表層に表れ、ダイス及びパンチとの摩擦を大
きくし、ダイス寿命を短くする。また、不潤滑性物質が
ダイス表面上に付着し、成形缶にカジリと呼ばれる加工
疵を発生する原因となり問題となっている。

さらに、近年ＤＩ缶の雷要の増加に伴う加工の高速化が
、ダイス寿命の低下に拍車を掛けている。

また、深絞り、伸線及び伸管加工に関しても、ダイスに
使用されているダイス鋼や、超硬合金と被加工物である
金属との親和性が強いことが、製品のかじりの原因とな
っている 本発明は上記の実状に鑑みなされたもので、低目付けぶ
りきに関してもＤＩ加工性に優れ、寿命の長いダイスを
提供しようとするものである。

さらに、深絞り、伸線及び伸管加工においてワークとダ
イスの親和性及び反応性を低減させ、製品表面性状の改
善とダイス寿命の向上を図ろうとするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明はファインセラミックス製ダイスに特徴があり、
その要旨は、少なくともダイリングを熱伝導率５０ｋｃ
ａρ／ｍ−ｈｒ・℃以上、がっ３点曲げ強度３５ｋｇ　
ｆ　／−以上、ビッカース硬度１０００ｋｇ　ｆ　／−
以上の物性を有するファインセラミックスとし、かつ少
なくとも加工時に被加工物と接触する部分の表面粗度Ｒ
ａが１，０μ以下であることを特徴とするＤＩ成形用ダ
イスである。

（作　　用） 本発明の構成、作用について以下に説明する。

本発明の例を図１に示す。このダイスはガイド付きタイ
プのもので、熱伝導率５０ｋｃａ１１／ｍ−ｈ「・℃以
上、かつ３点曲げ強度３５ｋｇ　ｆ　／−以上、かつビ
ッカース硬度１０００ｋｇ　ｆ　／　ｍａ以上の物性を
有するファインセラミックスからなるダイリング１と、
工具鋼からなるダイプレート２とが焼きばめられており
、入り側部３、ランド部５及びガイド部４の表面粗度Ｒ
ａを１．０μ以下とした構造をとる。

尚、図１はガイド部４がダイリング１と同−材質の一体
物である例であるが、ガイド部４を、超硬等の工具鋼あ
るいは他のセラミックスとし、ダイリング１は一体物と
せず、ダイリングｌとダイプレートと２個のリングを焼
きばめる構造としてもよい。その場合、カイト部４の材
質をもちろんダイリング１と同一材質としてもよい。ま
た、ガイド部４はダイプレート２と同一材質としてもよ
い。

本発明の他の例を図２に示す。

このダイスはガイドなしタイプのもので、熱伝導率５０
ｋｃａｉｌ　／　ｍ−ｈｒ　・℃以上、がっ３点曲げ強
度３５ｋｇｆ−／ｍｊ、かツヒッカース硬度１０００ｋ
ｇ　ｆ　／　ｍ４以上の物性を有するファインセラミッ
クスからなるダイリング１と、工具鋼からなるダイプレ
ート２とが焼きばめられており、入り側部３及びランド
部４の表面粗度Ｒａを１．０μ以下とした構造をとる。

尚、図１及び図２は工具鋼からなるダイプレートと熱伝
導率５０ｋｃａｐ　／　ｍ−ｈｒ　・℃以上、がっ３点
曲げ強度３５ｋｇｆ／ｍｊ、がっビッカース硬度１００
０ｋｇ　ｆ　／　ｍｊ以上の物性を有するファインセラ
ミックスからなるダイリングとを焼きばめる構造である
が、ファインセラミックスの一体物としてもよい。

本発明におけるセラミックス製ダイスは、少なくともダ
イリングを熱伝導率５０ｋ　ｃａｆｆ　／　ｍ−ｈｒ・
℃以上、かつ３点曲げ強度３５ｋｇｆ／−以上、かつビ
ッカース硬度１０００ｋｇ　ｆ　／　ａ＋ｉ以上の物性
を有するファインセラミックスとし、かつ少なくとも加
工時に、被加工物と接触する部分の表面粗度Ｒａを１．
０μ以下にすることにより、ＤＩ加工性に優れダイス寿
命の長いダイスである。

ダイスに使用するセラミックスの熱伝導率を５０ｋｃａ
Ｎ　／ｍ−ｈｒ・℃以上に限定した理由について述べる
。

ぶりきをＤＩ成形する場合に熱伝導率５０ｋｃａＮ　／
ｍ−ｈ「・℃未満のセラミックス製ダイスを用いると、
成形缶の外表面に「錫切れ」と呼ばれるぶりき表面の錫
が溶融することによって生じる模様が現れる。この「錫
切れ」模様は缶外面印刷に悪影響を及ぼす。

また、深絞り、伸線、伸管及びぶりき以外のＤＩ成形に
おいても、熱伝導率５０ｋｅａｊｌ）　／　ｍ−ｈｒ　
・”Ｃ未満のセラミックス製ダイスを用いると、成形体
の表面に加工時の発熱による外観異常を発生したり、焼
き付きを生じ易くなる。

以上がダイスに使用するセラミックスの熱伝導率を５０
ｋｃａＮ　／　ｍ−ｈｒ・℃以上に限定した理由であり
、好ましくは１００ｋｃａＮ　／　ｍ−ｈｒ　・”Ｃ以
上がよい。

次に、ダイスに使用するセラミックスの３点曲げ強度を
３５ｋｇ　ｆ　／−以上に限定した理由について述べる
。

ＤＩ成形、深絞り、伸線あるいは伸管加工を行う場合に
３点曲げ強度３５ｋｇｆ／−未満のセラミックス製ダイ
スを用いると、加工時の衝撃に耐えきれず、セラミック
スが破壊されるためであり、好ましくは５０ｋｇ　ｆ　
／−以上がよい。

次に、ダイスに使用するセラミックスのビッカース硬度
を１０００ｋｇ　ｆ　／−以上に限定した理由について
述べる。

ＤＩ成形、深絞り、伸線あるいは伸管加工を行う場合に
、ビッカース硬度１０００ｋｇ　ｆ　／−未満のセラミ
ックス製ダイスを用いると、不潤滑性物質によりダイス
表面に疵が入り、ダイス寿命が低下するためであり、好
ましくは１３００ｋｇ　ｆ　／−以上がよい。

次に、ダイスにおける加工時に被加工物と接触する部分
の表面粗度Ｒａを１．０μ以下に限定した理由について
述べる。

ダイスにおける加工時に被加工物と接触する部分の表面
粗度Ｒａが１．０μ超になるとＤＩ成形、深絞り、伸線
あるいは伸管加工を行う場合に、被加工物のダイスと接
触した側の表面が荒れ、後工程の印刷の仕上がりを悪化
させる。また、被加工物の表面を削り取る作用が強くな
り、大量のスマットの発生を招くため好ましくない。

以上がダイスにおける加工時に被加工物と接触する部分
の表面粗度Ｒａを１．０μ以下に限定した理由であり、
好ましくはＲａが０．２μ以下の表面粗度がよい。

（実　施　例） 以−ドに本発明のセラミックス製ダイスを実弛例をもっ
て具体的に説明する。

表１は使用したセラミックス及び超硬の物性を示す。表
１中の物性値はいずれも室温での値である。

／ 表２にＤＩ成形評価結果を示す。表中にダイリングの表
面粗度、ダイスのガイド部の白゛無についても示す。

実施例及び比較例のダイスは全て工具鋼（ＳＫＤＩＩ）
製のダイプレートに、セラミックス及び超硬のダイリン
グを焼きばめし作成した。尚、ガイド部を取り付けた場
合、ガイド部はダイリングと同一物質、同一表面粗度と
した。

ＤＩ成形性評価は＃２５ＥＴを使用し、連続５００缶の
成形試験を行い、成形缶の「カジリ」、「錫切れ」より
評価した。ダイス寿命の評価は＃２５ＥＴを使用し、連
続１０万缶成形試験を行い、ダイスリングの表面粗度を
測定し評価した。

表３に深絞り評価結果を示す。表中にダイリングの表面
粗度、ダイスのガイド部の有無についても示す。

実施例及び比較例のダイスは全て工具鋼（ＳＫＤｌｌ）
製のダイプレートにセラミックス及び超硬のダイリング
を焼きばめし作成した。

深絞り成形性評価はアルミニウムを使用し、連続５００
缶の成形試験を行い、成形缶の「カジリ」より評価した
。ダイス寿命の評価はアルミニウムを使用し、連続１０
万缶成形試験を行い、ダイスリングの表面粗度を７１Ｐ
Ｊ定し評価した。

表４に伸線加工評価結果を示す。表中にダイリングの表
面粗度、ダイスのガイド部の有無についても示す。

実施例及び比較例のダイスは全て工具鋼（ＳＫＤＩＩ）
製のダイプレートにセラミックス及び超硬のダイリング
を焼きばめし作成した。

伸線加工性評価及びダイス寿命の評価は銅線を２０．０
００ｍ伸線加工し、加工後の銅線の線径及び表面粗度と
、ダイスリングの表面粗度とを測定し評価した。

表５に伸管加工評価結果を示す。表中にダイリングの表
面粗度、ダイスのガイド部の有無についても示す。

実施例及び比較例のダイスは全て工具鋼（ＳＫＤＩＩ）
製のダイプレートにセラミックス及び超硬のダイリング
を焼きばめし作成した。

伸管加工性評価及びダイス寿命の評価は２ｍのＳ　Ｕ　
Ｓ　３０４を５００本伸管加工し、加工後の管径及び表
面粗度と、ダイスリングの表面粗度とを測定し評価した
。

ある。

本発明により、ＤＩ成形、深絞り、伸線及び伸管加工性
に優れ、ダイス寿命の長いダイスが得られることが明ら
かである。

（発明の効果） 本発明を実施することにより、低目付は二のぶりきのＤ
Ｉ加工も良好に行うことが可能となり、しかも、ダイス
寿命が現行超硬ダイスよりも延びるため、能率よく高品
質のぶりきＤＩ缶の製造が可能となる。

また、本発明で得られるセラミックス製ダイスはぶりき
のみならず、アルミニウムを含む他のＤＩ缶用素材のＤ
Ｉ成形にも使用が可能である。

さらに、深絞り、伸線及び伸管加工に関しても良好な加
工性を示し、ダイス寿命が現行超硬ダイスよりも延びる
ため、能率良く高品質の製品を製造することが口Ｊ能と
なる。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の構成の１例を示す図で（ａ）は断面図、
　（ｂ）は平面図、図２は本発明の構成の他の例を示す
図で、　（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図で２；タ゛イ
フ゛シート ３Ｓ入り傅」部 ４ニガ゛イド部 ５：ランド部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくともダイリングを熱伝導率５０ｋｃａｌ／ｍ・ｈ
   ｒ・℃以上、かつ３点曲げ強度３５ｋｇｆ／ｍｍ＾２以
   上、かつビッカース硬度１０００ｋｇｆ／ｍｍ＾２以上
   の物性を有するファインセラミックスとし、かつ少なく
   とも加工時に被加工物と接触する部分の表面粗度Ｒａが
   １．０μ以下であることを特徴とする加工用ファインセ
   ラミックス製ダイス。