JPH071069A - 鍛造用金型の製作方法 - Google Patents
鍛造用金型の製作方法Info
- Publication number
- JPH071069A JPH071069A JP14657993A JP14657993A JPH071069A JP H071069 A JPH071069 A JP H071069A JP 14657993 A JP14657993 A JP 14657993A JP 14657993 A JP14657993 A JP 14657993A JP H071069 A JPH071069 A JP H071069A
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- shape
- manufacturing
- annealed
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 鋼の型打鍛造用金型であって複雑な形状をも
つものを、放電加工によらず製作する方法を提供する。 【構成】 鍛造用金型の形状に対してポジ−ネガの関係
にある形状を有し焼入れされた工具鋼製のパンチを、焼
鈍された工具鋼からなる被加工材に対して、歪速度１０
-4〜１０-1/secの速度で押し込んでパンチ形状を転写
し、転写された被加工材を熱処理する。
つものを、放電加工によらず製作する方法を提供する。 【構成】 鍛造用金型の形状に対してポジ−ネガの関係
にある形状を有し焼入れされた工具鋼製のパンチを、焼
鈍された工具鋼からなる被加工材に対して、歪速度１０
-4〜１０-1/secの速度で押し込んでパンチ形状を転写
し、転写された被加工材を熱処理する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼の型打鍛造による成
形に使用する金型の製作方法に関する。
形に使用する金型の製作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鍛造用金型は、一般に工具鋼を所望の形
状に切削および研摩加工して製作されている。 その過
程で放電加工を行なうことがあり、必要により放電加工
の中間に焼鈍処理をする。 とくにギヤのような複雑な
形状をもった製品を鍛造する金型は、切削による予備加
工−放電加工−熱処理−放電加工に続いて、最後に放電
加工層を除去するラッピング加工を行なう工程に従うこ
とが多い。
状に切削および研摩加工して製作されている。 その過
程で放電加工を行なうことがあり、必要により放電加工
の中間に焼鈍処理をする。 とくにギヤのような複雑な
形状をもった製品を鍛造する金型は、切削による予備加
工−放電加工−熱処理−放電加工に続いて、最後に放電
加工層を除去するラッピング加工を行なう工程に従うこ
とが多い。
【０００３】このような金型製作工程は、放電加工の電
極として荒地電極と仕上げ電極の双方を必要とし、仕上
げ電極は１回ごとに更新しなければならないから、金型
製作のコストは高いものになる。 放電加工後に表面に
残った放電加工層（厚さ５〜２０μｍ）を除去するラッ
ピング加工は、手動・自動どちらによるにしても、完全
な除去は著しく困難ないし不可能であって、放電加工層
が残っていると金型の強度低下を招く。 通常、放電加
工は１５〜３０時間、ラッピング加工は５〜１０時間と
いう長時間を要する。
極として荒地電極と仕上げ電極の双方を必要とし、仕上
げ電極は１回ごとに更新しなければならないから、金型
製作のコストは高いものになる。 放電加工後に表面に
残った放電加工層（厚さ５〜２０μｍ）を除去するラッ
ピング加工は、手動・自動どちらによるにしても、完全
な除去は著しく困難ないし不可能であって、放電加工層
が残っていると金型の強度低下を招く。 通常、放電加
工は１５〜３０時間、ラッピング加工は５〜１０時間と
いう長時間を要する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、鍛造
用金型の製作、とくに従来は放電加工によらざるを得な
かった複雑な形状をもつ金型の製作に当って、放電加工
によらない方法で製作することを可能にし、それにより
後続のラッピング工程をも不要にして、製作に要する時
間を短縮するとともに、長時間の作業と放電電極の消耗
に起因するコスト高を一挙に解消した金型の製作方法を
提供することにある。 この製作方法の実施を通じ、強
度が向上し寿命が延長された金型を提供することもま
た、本発明の目的に含まれる。
用金型の製作、とくに従来は放電加工によらざるを得な
かった複雑な形状をもつ金型の製作に当って、放電加工
によらない方法で製作することを可能にし、それにより
後続のラッピング工程をも不要にして、製作に要する時
間を短縮するとともに、長時間の作業と放電電極の消耗
に起因するコスト高を一挙に解消した金型の製作方法を
提供することにある。 この製作方法の実施を通じ、強
度が向上し寿命が延長された金型を提供することもま
た、本発明の目的に含まれる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の鍛造用金型の製作方法は、鍛造用金型の形状に対
してポジ−ネガの関係にある形状を有し、焼入れした工
具鋼でつくったパンチを、焼鈍した工具鋼からなる被加
工材に対して、歪速度１０-4〜１０-1/secの速度で押し
込むことによりパンチの形状を被加工材に転写し、転写
された形状をもつ被加工材を熱処理して必要な硬さにす
ることからなる。
発明の鍛造用金型の製作方法は、鍛造用金型の形状に対
してポジ−ネガの関係にある形状を有し、焼入れした工
具鋼でつくったパンチを、焼鈍した工具鋼からなる被加
工材に対して、歪速度１０-4〜１０-1/secの速度で押し
込むことによりパンチの形状を被加工材に転写し、転写
された形状をもつ被加工材を熱処理して必要な硬さにす
ることからなる。
【０００６】実施に当っては、被加工材を予備成形して
製品金型形状に近い形状をもつ荒地を用意しておくこと
が好ましい。
製品金型形状に近い形状をもつ荒地を用意しておくこと
が好ましい。
【０００７】パンチの押し込みに際して、パンチの平均
面圧が３００kgf／mm2、とくに３５０kgf／mm2を超えた
ときは、被加工材が割れたりパンチが破壊したりするお
それがあるから、そこで押し込みをいったん中止し、被
加工材を焼鈍処理したのち押し込みを再開すると安全で
ある。
面圧が３００kgf／mm2、とくに３５０kgf／mm2を超えた
ときは、被加工材が割れたりパンチが破壊したりするお
それがあるから、そこで押し込みをいったん中止し、被
加工材を焼鈍処理したのち押し込みを再開すると安全で
ある。
【０００８】パンチ形状の転写に続く被加工材の熱処理
に当って、あらかじめ７００〜８５０℃の温度で焼鈍を
行なってから焼入れ焼戻しを行なうと、焼入れによる結
晶粒の粗大化が防げて、製品金型の寿命を長く得る上で
好ましい。
に当って、あらかじめ７００〜８５０℃の温度で焼鈍を
行なってから焼入れ焼戻しを行なうと、焼入れによる結
晶粒の粗大化が防げて、製品金型の寿命を長く得る上で
好ましい。
【０００９】パンチの材料としては、ＭＨ８５，ＤＨ３
３（ＳＫＤ６１系）またはＤＥＸ４０（粉末ハイス系）
合金が好適であり、被加工材としては、ＭＨ８５，ＤＡ
Ｈ−１またはＤＣ５３を使用するとよい。
３（ＳＫＤ６１系）またはＤＥＸ４０（粉末ハイス系）
合金が好適であり、被加工材としては、ＭＨ８５，ＤＡ
Ｈ−１またはＤＣ５３を使用するとよい。
【００１０】いずれの組み合わせにおいても、パンチの
硬さはＨＲＣ６０〜６５に調節し、被加工材の硬さをＨ
ｖ２１０以下にして実施するのが適切である。
硬さはＨＲＣ６０〜６５に調節し、被加工材の硬さをＨ
ｖ２１０以下にして実施するのが適切である。
【００１１】
【作用】焼入れし研摩をしたパンチを焼鈍した材料（工
具鋼）に対して低速度で、通常は油圧プレスのような手
段を用いて押し込み、パンチ形状を材料に転写する技術
は、コールドホビングとして知られている。 本発明
は、この技術をパンチおよび被加工材の鋼種および硬さ
を適切にえらんで組み合わせ、かつ特定の範囲の歪速度
でパンチを押し込むという条件を選択することにより、
鍛造用金型の製作にも適用できることを見出して成った
ものである。
具鋼）に対して低速度で、通常は油圧プレスのような手
段を用いて押し込み、パンチ形状を材料に転写する技術
は、コールドホビングとして知られている。 本発明
は、この技術をパンチおよび被加工材の鋼種および硬さ
を適切にえらんで組み合わせ、かつ特定の範囲の歪速度
でパンチを押し込むという条件を選択することにより、
鍛造用金型の製作にも適用できることを見出して成った
ものである。
【００１２】パンチを被加工材に押し込む工程は塑性加
工であり、機械切削のようにメタルフローを切断するこ
となく、これを被加工材の表面に平行に沿った形で保存
することができ、金型寿命の向上にとって便利である。
工であり、機械切削のようにメタルフローを切断するこ
となく、これを被加工材の表面に平行に沿った形で保存
することができ、金型寿命の向上にとって便利である。
【００１３】
【実施例】表１の合金組成（重量％、残部Ｆｅ）をもつ
鋼を用意して、それらの冷間変形抵抗および限界圧縮率
を測定し、図１および図２に示す結果を得た。
鋼を用意して、それらの冷間変形抵抗および限界圧縮率
を測定し、図１および図２に示す結果を得た。
【００１４】 表 １ 鋼種 C Si Mn P S Cu Ni Cr Mo V W Co DHA1 0.37 1.02 0.42 0.013 0.002 0.06 0.08 5.29 1.23 0.83 0.02 0.01 MH85 0.56 0.02 0.37 0.001 0.005 0.03 0.06 4.32 3.63 0.92 1.6 − YXR-3 0.65 1.52 0.36 0.017 0.001 0.03 0.05 4.27 2.88 1.73 0.18 0.04 SKH51 0.88 0.39 0.32 0.016 0.003 0.15 0.18 4.16 4.63 1.81 5.90 0.42 DC53 0.97 0.97 0.39 0.019 0.002 0.04 0.06 8.24 1.94 0.23 0.12 0.02 一方、図３に示す断面形状のピニオンメイト(カサ歯車)
を鍛造する金型を製作するため、歯面および中央面をこ
れに合致させたパンチをＭＨ８５鋼で製作し、焼入れ焼
戻しにより硬さをＨＲＣ６２に調節した。
を鍛造する金型を製作するため、歯面および中央面をこ
れに合致させたパンチをＭＨ８５鋼で製作し、焼入れ焼
戻しにより硬さをＨＲＣ６２に調節した。
【００１５】５種の被加工材を温間で加工して、高さの
低い円柱状の荒地とし、焼鈍してそれぞれの硬さをＨｖ
１５０〜２１０の範囲にした。
低い円柱状の荒地とし、焼鈍してそれぞれの硬さをＨｖ
１５０〜２１０の範囲にした。
【００１６】上記のパンチを使用して、油圧プレスによ
り、平均歪速度５×１０-3/secで、室温において被加工
材の円柱に向って上平面から押し込み、金型素材を得
た。このとき、潤滑剤として二硫化モリブデンを使用し
た。 これらの素材は、それぞれの工具鋼に適切な条件
で焼入れ焼戻しをすることにより、表面研摩などそれ以
上の加工を施す必要なく、鍛造用金型として使用するこ
とができた。
り、平均歪速度５×１０-3/secで、室温において被加工
材の円柱に向って上平面から押し込み、金型素材を得
た。このとき、潤滑剤として二硫化モリブデンを使用し
た。 これらの素材は、それぞれの工具鋼に適切な条件
で焼入れ焼戻しをすることにより、表面研摩などそれ以
上の加工を施す必要なく、鍛造用金型として使用するこ
とができた。
【００１７】金型寿命を比較すると、従来の放電加工技
術による製品が、約３５００個のピニオンメイトを鍛造
したときに摩耗により使用に耐えなくなるのに対して、
本発明の製作方法によるものは、１２０００個の鍛造に
耐えた。
術による製品が、約３５００個のピニオンメイトを鍛造
したときに摩耗により使用に耐えなくなるのに対して、
本発明の製作方法によるものは、１２０００個の鍛造に
耐えた。
【００１８】
【発明の効果】本発明の方法により鍛造用金型を製作す
れば、まず放電加工に伴う問題がすべて解消する。 す
なわち、長時間の放電加工およびラッピング加工が不要
になり、消耗品であった仕上げ電極も使用しなくなるか
ら、コストは著しく低くなる。
れば、まず放電加工に伴う問題がすべて解消する。 す
なわち、長時間の放電加工およびラッピング加工が不要
になり、消耗品であった仕上げ電極も使用しなくなるか
ら、コストは著しく低くなる。
【００１９】製作工程の能率化は上記に止まらない。
押し込み工程は約３０分程度で終るので、中間に焼鈍工
程を加える場合も、パンチの時間と炉の使用時間とを同
期させることにより、効率的な実施ができる。 この場
合、５〜１０個を１グループとして金型製作を行なうこ
とが有利である。
押し込み工程は約３０分程度で終るので、中間に焼鈍工
程を加える場合も、パンチの時間と炉の使用時間とを同
期させることにより、効率的な実施ができる。 この場
合、５〜１０個を１グループとして金型製作を行なうこ
とが有利である。
【００２０】本発明により製作した金型の寿命が長いこ
とは、前記の実施例にみるとおりである。
とは、前記の実施例にみるとおりである。
【図１】 本発明で鍛造用金型の材料として使用するに
適した工具鋼５種の冷間変形抵抗を示すグラフ。
適した工具鋼５種の冷間変形抵抗を示すグラフ。
【図２】 図１に冷間変形抵抗を示した工具鋼の限界圧
縮率を示すデータ。
縮率を示すデータ。
【図３】 本発明に従って製作する鍛造用金型を使用し
て、型打鍛造による成形するピニオンメイトの最終製品
の断面図。
て、型打鍛造による成形するピニオンメイトの最終製品
の断面図。
Claims (6)
- 【請求項１】 鍛造用金型の形状に対してポジ−ネガの
関係にある形状を有し、焼入れした工具鋼でつくったパ
ンチを、焼鈍した工具鋼からなる被加工材に対して、歪
速度１０-4〜１０-1/secの速度で押し込むことによりパ
ンチの形状を被加工材に転写し、転写された形状をもつ
被加工材を熱処理して必要な硬さにすることからなる鍛
造用金型の製作方法。 - 【請求項２】 被加工材を予備成形して製品金型形状に
近い形状をもつ荒地を用意して実施する請求項１の製作
方法。 - 【請求項３】 パンチの押し込みに際して、パンチの平
均面圧が３００ kgf／mm2を超えたときには押し込みを
いったん中止し、被加工材を焼鈍処理したのち押し込み
を再開する請求項１の製作方法。 - 【請求項４】 パンチ形状の転写に続く被加工材の熱処
理に当って、あらかじめ７００〜８５０℃の温度で焼鈍
を行なってから焼入れ焼戻しを行なう請求項１の製作方
法。 - 【請求項５】 パンチの硬さをＨＲＣ６０〜６５に調節
し、被加工材の硬さをＨｖ２１０以下にして実施する請
求項１の製作方法。 - 【請求項６】 製作する鍛造用金型がピニオンメイト鍛
造用の金型である請求項１の製作方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14657993A JPH071069A (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 鍛造用金型の製作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14657993A JPH071069A (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 鍛造用金型の製作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH071069A true JPH071069A (ja) | 1995-01-06 |
Family
ID=15410894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14657993A Pending JPH071069A (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 鍛造用金型の製作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071069A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102601597A (zh) * | 2012-04-01 | 2012-07-25 | 株洲春华实业有限责任公司 | 一种铁路用拉铆钉紧固件模具加工工艺 |
-
1993
- 1993-06-17 JP JP14657993A patent/JPH071069A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102601597A (zh) * | 2012-04-01 | 2012-07-25 | 株洲春华实业有限责任公司 | 一种铁路用拉铆钉紧固件模具加工工艺 |
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