JPH06270012A - プレスカット刃 - Google Patents
プレスカット刃Info
- Publication number
- JPH06270012A JPH06270012A JP8784593A JP8784593A JPH06270012A JP H06270012 A JPH06270012 A JP H06270012A JP 8784593 A JP8784593 A JP 8784593A JP 8784593 A JP8784593 A JP 8784593A JP H06270012 A JPH06270012 A JP H06270012A
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- JP
- Japan
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- press
- cutting
- powder
- coating
- cut
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 オーステナイト系ステンレスパイプをプレス
式切断機により切断するためのプレスカット刃であっ
て、該プレスカット刃が粉末ハイスの素地とその素地上
にTDプロセスによってVC、NbC、CrCなどのセ
ラミック皮膜がコーティングされているプレスカット
刃。 【効果】 大幅に切断回数が増加するので、プレスカッ
ト刃交換のための手間や時間が省けるとともに、ライン
の作業率や歩留りが向上する。
式切断機により切断するためのプレスカット刃であっ
て、該プレスカット刃が粉末ハイスの素地とその素地上
にTDプロセスによってVC、NbC、CrCなどのセ
ラミック皮膜がコーティングされているプレスカット
刃。 【効果】 大幅に切断回数が増加するので、プレスカッ
ト刃交換のための手間や時間が省けるとともに、ライン
の作業率や歩留りが向上する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】オーステナイト系ステンレスパイ
プをプレス式切断機より切断する場合のプレスカット刃
の材質などに関する。
プをプレス式切断機より切断する場合のプレスカット刃
の材質などに関する。
【0002】
【従来の技術】金属パイプを走間で切断する切断機の方
式としては、プレスカット、ロータリーカット、メタル
ソー、砥石、バイトカットがある。このうちプレスカッ
ト方式は、例えば走行速度が100mpmを超える高速
ラインの切断機としての使用が可能で、比較的小径管を
造管する工程のインライン切断機などとして幅広く利用
されている。従来よりプレスカット刃の材質としては、
通常冷間ダイス鋼や高速度鋼(ハイス)が用いられる。
このような従来のプレスカット刃でも、被切断材がアル
ミや銅などの非鉄金属や普通鋼、特殊鋼およびフェライ
ト系ステンレス鋼などの場合は、パイプの肉厚が3mm
程度と厚くても、ひとつのプレスカット刃で5000回
程度以上の連続切断が可能である。
式としては、プレスカット、ロータリーカット、メタル
ソー、砥石、バイトカットがある。このうちプレスカッ
ト方式は、例えば走行速度が100mpmを超える高速
ラインの切断機としての使用が可能で、比較的小径管を
造管する工程のインライン切断機などとして幅広く利用
されている。従来よりプレスカット刃の材質としては、
通常冷間ダイス鋼や高速度鋼(ハイス)が用いられる。
このような従来のプレスカット刃でも、被切断材がアル
ミや銅などの非鉄金属や普通鋼、特殊鋼およびフェライ
ト系ステンレス鋼などの場合は、パイプの肉厚が3mm
程度と厚くても、ひとつのプレスカット刃で5000回
程度以上の連続切断が可能である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら被切断材
がオーステナイト系ステンレスの場合、冷間ダイス鋼や
高速度鋼のプレスカット刃の寿命は著しく短く、例えば
普通鋼の切断回数の1/10以下であった。この場合、
プレスカット刃の寿命は被切断材の厚みが厚い程、また
径が大きい程著しく短縮される。従って、例えば高速の
造管ラインにおいてインラインでプレス式切断機により
このようなステンレスパイプの切断を行う場合には、プ
レスカット刃交換のためにたびたびラインを停止させな
ければならず、作業率や歩留りが大幅に低下するという
問題があった。
がオーステナイト系ステンレスの場合、冷間ダイス鋼や
高速度鋼のプレスカット刃の寿命は著しく短く、例えば
普通鋼の切断回数の1/10以下であった。この場合、
プレスカット刃の寿命は被切断材の厚みが厚い程、また
径が大きい程著しく短縮される。従って、例えば高速の
造管ラインにおいてインラインでプレス式切断機により
このようなステンレスパイプの切断を行う場合には、プ
レスカット刃交換のためにたびたびラインを停止させな
ければならず、作業率や歩留りが大幅に低下するという
問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】金属パイプのプレスカッ
ト刃の寿命に影響する因子としては、1)〜4)などが
考えられる。 1) 材質(表面コーティングを含む) 2) 刃先の形状 3) 切断のクリアランス 4) 切断機のハード的性能(剛性、精度) 本発明者らが鋭意研究した結果、オーステナイト系ステ
ンレスパイプ切断用のプレスカット刃の寿命を改善する
ためには、表面コーティングを含むプレスカット刃の材
質を検討することが最も効果的であるとの結論に達し
た。本発明は、オーステナイト系ステンレスパイプをプ
レス式切断機により切断するための寿命の長いプレスカ
ット刃であって、該プレスカット刃が粉末ハイスの素地
とその素地上にTDプロセスによってVC、NbC、C
rCなどのセラミック皮膜がコーティングされているパ
イプのプレスカット刃を提供するものである。
ト刃の寿命に影響する因子としては、1)〜4)などが
考えられる。 1) 材質(表面コーティングを含む) 2) 刃先の形状 3) 切断のクリアランス 4) 切断機のハード的性能(剛性、精度) 本発明者らが鋭意研究した結果、オーステナイト系ステ
ンレスパイプ切断用のプレスカット刃の寿命を改善する
ためには、表面コーティングを含むプレスカット刃の材
質を検討することが最も効果的であるとの結論に達し
た。本発明は、オーステナイト系ステンレスパイプをプ
レス式切断機により切断するための寿命の長いプレスカ
ット刃であって、該プレスカット刃が粉末ハイスの素地
とその素地上にTDプロセスによってVC、NbC、C
rCなどのセラミック皮膜がコーティングされているパ
イプのプレスカット刃を提供するものである。
【0005】
【作用】オーステナイト系ステンレスパイプ切断用プレ
スカット刃の材質に要求される特性としては、靭性と耐
摩耗性が挙げられる。これらの特性を代表的な工具鋼と
して冷間ダイス鋼SKD11、ハイスSKH51および
粉末ハイスがあり、これらを比較すると、靭性は冷間ダ
イス鋼<ハイス<粉末ハイスの順であることが知られて
いる。ここでの粉末ハイスとは、粉末を高温静水圧圧縮
(HIP)処理により造塊した素材を熱間鍛造圧延して
製造されるものを意味する。その組成はC1.3mas
s%、Cr5.0mass%、W3.0mass%、M
o6.0mass%、V4.0mass%である。
スカット刃の材質に要求される特性としては、靭性と耐
摩耗性が挙げられる。これらの特性を代表的な工具鋼と
して冷間ダイス鋼SKD11、ハイスSKH51および
粉末ハイスがあり、これらを比較すると、靭性は冷間ダ
イス鋼<ハイス<粉末ハイスの順であることが知られて
いる。ここでの粉末ハイスとは、粉末を高温静水圧圧縮
(HIP)処理により造塊した素材を熱間鍛造圧延して
製造されるものを意味する。その組成はC1.3mas
s%、Cr5.0mass%、W3.0mass%、M
o6.0mass%、V4.0mass%である。
【0006】これらの特性を具体的に示すとSKD11
のL方向のシャルピー衝撃靭性を100とした場合、C
方向は40と半分以下になり、極めて方向性が大であ
る。SKH51ではL方向120、C方向60とそれぞ
れSKD11に比べやや靭性が優れているものの方向性
については、SKD11と同様に顕著である。しかしな
がら、粉末ハイスの場合、L方向の靭性はSKD11の
3倍の300もあり、しかもC方向も250〜270と
方向性もかなり小さい。このように粉末ハイスの靭性は
極めて優れている。一方耐摩耗性に関しては、炭化物の
硬さと面積率に依存すると言われている。SKD11の
場合の炭化物は(Cr,Fe)7 Cでありその硬さはH
v1800程度である。一方、SKH51や粉末ハイス
の場合の炭化物はHv2300〜2500とより硬い。
面積率はおおむねC含有率に依存するので成分中のC含
有率が多いSKD11>粉末ハイス>SKH51の順と
なる。硬さと面積率から耐摩耗性を総合的に評価すると
粉末ハイスが最も優れている。このように粉末ハイス
は、オーステナイト系ステンレスパイプのプレスカット
刃の材質として非常に好適な優れた靭性と耐摩耗性を有
している。
のL方向のシャルピー衝撃靭性を100とした場合、C
方向は40と半分以下になり、極めて方向性が大であ
る。SKH51ではL方向120、C方向60とそれぞ
れSKD11に比べやや靭性が優れているものの方向性
については、SKD11と同様に顕著である。しかしな
がら、粉末ハイスの場合、L方向の靭性はSKD11の
3倍の300もあり、しかもC方向も250〜270と
方向性もかなり小さい。このように粉末ハイスの靭性は
極めて優れている。一方耐摩耗性に関しては、炭化物の
硬さと面積率に依存すると言われている。SKD11の
場合の炭化物は(Cr,Fe)7 Cでありその硬さはH
v1800程度である。一方、SKH51や粉末ハイス
の場合の炭化物はHv2300〜2500とより硬い。
面積率はおおむねC含有率に依存するので成分中のC含
有率が多いSKD11>粉末ハイス>SKH51の順と
なる。硬さと面積率から耐摩耗性を総合的に評価すると
粉末ハイスが最も優れている。このように粉末ハイス
は、オーステナイト系ステンレスパイプのプレスカット
刃の材質として非常に好適な優れた靭性と耐摩耗性を有
している。
【0007】なお、粉末ハイスにはCoを含まない上記
の鋼種と、Coを含む例えばC1.3mass%、Cr
4.0mass%、W6.0mass%、Mo5.0m
ass%、V3.0mass%、Co8.0mass%
のような組成の鋼種もあるがいずれでも良い。粉末ハイ
スの優れた靭性と耐摩耗性をバランスよく発揮させるた
めには、適度な硬度が必要であり、そのため熱処理条件
を設定し、本発明者らが実験を重ねて鋭意研究した結
果、素地のロックウェル硬さが55未満および63超で
は靭性と耐摩耗性のバランスが最適な範囲からはずれる
ので、プレスカット刃の寿命が短くなることを究明し
た。
の鋼種と、Coを含む例えばC1.3mass%、Cr
4.0mass%、W6.0mass%、Mo5.0m
ass%、V3.0mass%、Co8.0mass%
のような組成の鋼種もあるがいずれでも良い。粉末ハイ
スの優れた靭性と耐摩耗性をバランスよく発揮させるた
めには、適度な硬度が必要であり、そのため熱処理条件
を設定し、本発明者らが実験を重ねて鋭意研究した結
果、素地のロックウェル硬さが55未満および63超で
は靭性と耐摩耗性のバランスが最適な範囲からはずれる
ので、プレスカット刃の寿命が短くなることを究明し
た。
【0008】靭性を低下させることなく、さらに耐摩耗
性を改善する方法として、工具や金型の表面に硬質の物
質をコーティングすることが有効である。その方法とし
ては、PVD法(物理蒸着法)、CVD法(化学蒸着
法)およびTDプロセス(Toyota Diffusion coating P
rocess)などが考えられる。プレスカット刃のコーティ
ング皮膜に要求される特性としては、特に密着性耐摩耗
性と耐焼付性が重要である。PVD、CVD、TDプロ
セスでコーティングを行いプレスカット試験を行った結
果、TDプロセスによるコーティングでは膜の剥離が生
じなかったが、PVD、CVDプロセスでのコーティン
グでは膜の剥離が生じた。
性を改善する方法として、工具や金型の表面に硬質の物
質をコーティングすることが有効である。その方法とし
ては、PVD法(物理蒸着法)、CVD法(化学蒸着
法)およびTDプロセス(Toyota Diffusion coating P
rocess)などが考えられる。プレスカット刃のコーティ
ング皮膜に要求される特性としては、特に密着性耐摩耗
性と耐焼付性が重要である。PVD、CVD、TDプロ
セスでコーティングを行いプレスカット試験を行った結
果、TDプロセスによるコーティングでは膜の剥離が生
じなかったが、PVD、CVDプロセスでのコーティン
グでは膜の剥離が生じた。
【0009】すなわち、TDプロセスでは、例えばVC
コーティングの場合、鋼中のCと浴中のVが反応し、プ
レスカット刃表面にVCが形成されるため、衝撃荷重が
大きいオーステナイト系ステンレスの切断においても膜
の剥離は生じない。一方、PVD、CVDによるコーテ
ィング膜は、比較的衝撃荷重の小さい、普通鋼、フェラ
イトステンレスパイプの切断においては、良好な圧着性
を示すが、鋼中のCとの反応によるコーティングではな
いため衝撃荷重の大きいオーステナイト系ステンレスの
切断においては、膜の剥離が生じる。TDプロセスによ
るコーティングの種類としては、VC、NbC、CrC
などがある。これらの炭化物層の硬さは著しく高く、特
にVCはHv3200〜3800もあり硬さ、耐摩耗性
が優れている。また、耐焼付性にも優れているのでプレ
スカット刃へのコーティングとしては最も好適である。
コーティングの場合、鋼中のCと浴中のVが反応し、プ
レスカット刃表面にVCが形成されるため、衝撃荷重が
大きいオーステナイト系ステンレスの切断においても膜
の剥離は生じない。一方、PVD、CVDによるコーテ
ィング膜は、比較的衝撃荷重の小さい、普通鋼、フェラ
イトステンレスパイプの切断においては、良好な圧着性
を示すが、鋼中のCとの反応によるコーティングではな
いため衝撃荷重の大きいオーステナイト系ステンレスの
切断においては、膜の剥離が生じる。TDプロセスによ
るコーティングの種類としては、VC、NbC、CrC
などがある。これらの炭化物層の硬さは著しく高く、特
にVCはHv3200〜3800もあり硬さ、耐摩耗性
が優れている。また、耐焼付性にも優れているのでプレ
スカット刃へのコーティングとしては最も好適である。
【0010】コーティングの効果を最大限に発揮するた
めには、コーティング膜厚の選定が重要なことが、これ
までのテストでわかっている。コーティングの膜厚が3
μm以下では、わずかな局所的摩耗によっても、すぐ素
地があらわれ、コーティングの効果が安定して得られな
い。また、コーティング膜厚が15μm以上になると、
コーティング皮膜自体の靭性は悪いので、皮膜自体の割
れが発生しやすくなり剥離する。また、コーティング処
理が2工程となり、コストアップにつながるので、好ま
しくない。以上のような粉末ハイスの素地およびTDプ
ロセスによるコーティング皮膜それぞれを最適条件下で
組み合わせることによって、本発明のような寿命の長い
プレスカット刃を得ることが可能なことを究明したので
ある。
めには、コーティング膜厚の選定が重要なことが、これ
までのテストでわかっている。コーティングの膜厚が3
μm以下では、わずかな局所的摩耗によっても、すぐ素
地があらわれ、コーティングの効果が安定して得られな
い。また、コーティング膜厚が15μm以上になると、
コーティング皮膜自体の靭性は悪いので、皮膜自体の割
れが発生しやすくなり剥離する。また、コーティング処
理が2工程となり、コストアップにつながるので、好ま
しくない。以上のような粉末ハイスの素地およびTDプ
ロセスによるコーティング皮膜それぞれを最適条件下で
組み合わせることによって、本発明のような寿命の長い
プレスカット刃を得ることが可能なことを究明したので
ある。
【0011】
【実施例】本発明について、実ラインて切断テストをし
た。外径φ31.8〜φ114.3mm、肉厚が0.8
〜3mmのオーステナイト系ステンレスパイプを本発明
の素地が粉末ハイス、コーティング皮膜がVCのプレス
カット刃を用いてプレス式切断機により切断した。切断
回数(寿命)は、プレスカット刃の明かな欠損の発生、
またはパイプ切断面の変形が大きくなり始める時点で判
定した。実施例のプレスカット刃で切断テスト結果を第
1表に示す。外径φ31.8〜φ76.3、肉厚が2m
mの場合には、本発明のプレスカット刃では、当初の目
標値500回に対し刃形状、素地の硬度、RAM速度な
どの因子によらず900〜1000回がコンスタントに
達成できた。
た。外径φ31.8〜φ114.3mm、肉厚が0.8
〜3mmのオーステナイト系ステンレスパイプを本発明
の素地が粉末ハイス、コーティング皮膜がVCのプレス
カット刃を用いてプレス式切断機により切断した。切断
回数(寿命)は、プレスカット刃の明かな欠損の発生、
またはパイプ切断面の変形が大きくなり始める時点で判
定した。実施例のプレスカット刃で切断テスト結果を第
1表に示す。外径φ31.8〜φ76.3、肉厚が2m
mの場合には、本発明のプレスカット刃では、当初の目
標値500回に対し刃形状、素地の硬度、RAM速度な
どの因子によらず900〜1000回がコンスタントに
達成できた。
【0012】
【表1】
【0013】
【比較例1】実施例のプレスカット刃の硬度をHR C5
5未満、63超にした場合およびコーティング皮膜の膜
厚を3μm未満、15μm超にした場合につき、実施例
と同様にテストした。比較例1のプレスカット刃での切
断テスト結果を第2表に示す。
5未満、63超にした場合およびコーティング皮膜の膜
厚を3μm未満、15μm超にした場合につき、実施例
と同様にテストした。比較例1のプレスカット刃での切
断テスト結果を第2表に示す。
【0014】
【表2】
【0015】
【比較例2】素地が冷間ダイス鋼SKD11や高速度鋼
SKH51、SKH55の上刃を用いて、実施例と同じ
テストを行った。比較例2のプレスカット刃での切断テ
スト結果を第3表に示す。例えばSKH51(+VCコ
ーティング)プレスカット刃の場合の切断回数は、目標
の500回に達しなかった。
SKH51、SKH55の上刃を用いて、実施例と同じ
テストを行った。比較例2のプレスカット刃での切断テ
スト結果を第3表に示す。例えばSKH51(+VCコ
ーティング)プレスカット刃の場合の切断回数は、目標
の500回に達しなかった。
【0016】
【表3】
【0017】
【発明の効果】以上のように粉末ハイスにVCまたはT
iNをコーティングした本発明のプレスカット刃では、
従来材に比べ大幅に切断回数が増加するので、プレスカ
ット刃交換のための手間や時間が省けるとともに、ライ
ンの作業率や歩留りが向上する。
iNをコーティングした本発明のプレスカット刃では、
従来材に比べ大幅に切断回数が増加するので、プレスカ
ット刃交換のための手間や時間が省けるとともに、ライ
ンの作業率や歩留りが向上する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中安 和彦 兵庫県尼崎市鶴町1番地 日新製鋼株式会 社尼崎製造所内
Claims (3)
- 【請求項1】 オーステナイト系ステンレスパイプをプ
レス式切断機により切断するためのプレスカット刃であ
って、該プレスカット刃が粉末ハイスの素地とその素地
上にTDプロセスによってVC、NbC、CrCなどの
セラミック皮膜がコーティングされていることを特徴と
するプレスカット刃。 - 【請求項2】 素地の粉末ハイスがロックウェル硬さ5
5〜63に真空焼入れ、焼もどしされていることを特徴
とする請求項1に記載のプレスカット刃。 - 【請求項3】 コーティング皮膜の厚みが3〜15μm
であることを特徴とする請求項1に記載のプレスカット
刃。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8784593A JPH06270012A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | プレスカット刃 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8784593A JPH06270012A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | プレスカット刃 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06270012A true JPH06270012A (ja) | 1994-09-27 |
Family
ID=13926236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8784593A Withdrawn JPH06270012A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | プレスカット刃 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06270012A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001170869A (ja) * | 1999-12-14 | 2001-06-26 | Imamura Seiko:Kk | 研削砥石用台金および刃物 |
US6607850B2 (en) * | 2000-06-29 | 2003-08-19 | Borgwarner, Inc. | Hard steel articles |
-
1993
- 1993-03-24 JP JP8784593A patent/JPH06270012A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001170869A (ja) * | 1999-12-14 | 2001-06-26 | Imamura Seiko:Kk | 研削砥石用台金および刃物 |
US6607850B2 (en) * | 2000-06-29 | 2003-08-19 | Borgwarner, Inc. | Hard steel articles |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000530 |