JPH08309457A - 加工用金型 - Google Patents
加工用金型Info
- Publication number
- JPH08309457A JPH08309457A JP7138877A JP13887795A JPH08309457A JP H08309457 A JPH08309457 A JP H08309457A JP 7138877 A JP7138877 A JP 7138877A JP 13887795 A JP13887795 A JP 13887795A JP H08309457 A JPH08309457 A JP H08309457A
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- JP
- Japan
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- thermal spraying
- coating
- spraying method
- die
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- Pending
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- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Punching Or Piercing (AREA)
- Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】被加工材料と接触する部分が溶射法により炭化
タングステンで皮覆した打ち抜き加工用金型。 【効果】この発明の金型は、比較的薄く皮覆されてお
り、皮覆部分の、皮覆時の熱による物性の変化が少な
い。
タングステンで皮覆した打ち抜き加工用金型。 【効果】この発明の金型は、比較的薄く皮覆されてお
り、皮覆部分の、皮覆時の熱による物性の変化が少な
い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属板等の打ち抜き加工
用の金型に関する。
用の金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属板等の幅広の板から、所望の形状の
部材を得る際に行う打ち抜き加工とは、加工材に圧力を
加えて剪断応力を発生させ破壊分離する加工方法であ
る。この方法は、一般にはプレス機械を用い、それに打
ち抜き金型用工具を設置して打ち抜き、穴あけなどを行
うため、作業そのものはプレス加工の中でも非常に単純
でかつ簡単に精密な加工ができるが、この方法で使用す
る金型の品質設定が製品品質に及す影響は非常に大き
い。
部材を得る際に行う打ち抜き加工とは、加工材に圧力を
加えて剪断応力を発生させ破壊分離する加工方法であ
る。この方法は、一般にはプレス機械を用い、それに打
ち抜き金型用工具を設置して打ち抜き、穴あけなどを行
うため、作業そのものはプレス加工の中でも非常に単純
でかつ簡単に精密な加工ができるが、この方法で使用す
る金型の品質設定が製品品質に及す影響は非常に大き
い。
【０００３】このような打ち抜き加工の際、被加工材料
が接触する金型のパンチ・ダイ部分の表面は、加工の回
数を重ねるにつれて必然的に磨耗するので、このパンチ
・ダイ部分を所望の形状に長期間保持することが困難と
なる。従って、このような用途の金型は従来から比較的
硬質の素材から構成されている。
が接触する金型のパンチ・ダイ部分の表面は、加工の回
数を重ねるにつれて必然的に磨耗するので、このパンチ
・ダイ部分を所望の形状に長期間保持することが困難と
なる。従って、このような用途の金型は従来から比較的
硬質の素材から構成されている。
【０００４】一般に大きな荷重の掛かる金型は、工具鋼
かハイスの一体素材を、予め加工又は熱処理を施し、一
定の硬さにして所望の形状に成形して金型として使用す
るか、通常の金型では、被加工材料が接触する部分に超
硬材料を接合したものが使用されてきた。
かハイスの一体素材を、予め加工又は熱処理を施し、一
定の硬さにして所望の形状に成形して金型として使用す
るか、通常の金型では、被加工材料が接触する部分に超
硬材料を接合したものが使用されてきた。
【０００５】工具鋼などの一体素材で構成された金型
は、実際に被加工材料が接触する部分以外の部分も同一
の素材で構成されているので、経済面から見ても磨耗等
に起因する金型の頻繁な交換は問題となる。
は、実際に被加工材料が接触する部分以外の部分も同一
の素材で構成されているので、経済面から見ても磨耗等
に起因する金型の頻繁な交換は問題となる。
【０００６】又、金型の磨耗の激しい部分のみに他の金
属を接合したものも、その接合の際の条件によっては材
質の均一性にばらつきが生ずる恐れがあり、熱処理によ
る接合時に金型のゆがみが発生する場合があるなど問題
があった。
属を接合したものも、その接合の際の条件によっては材
質の均一性にばらつきが生ずる恐れがあり、熱処理によ
る接合時に金型のゆがみが発生する場合があるなど問題
があった。
【０００７】従って、炭化タングステン（ＷＣ、Ｗ
2 Ｃ）などの超硬材料を熱処理により金型表面に精度よ
く接合することは困難であった。又、使用回数を重ね、
表面が磨耗した金型の表面を補修する際にも、熱による
形状の精度の低下おもたらすなどで上記したと同様の問
題があった。
2 Ｃ）などの超硬材料を熱処理により金型表面に精度よ
く接合することは困難であった。又、使用回数を重ね、
表面が磨耗した金型の表面を補修する際にも、熱による
形状の精度の低下おもたらすなどで上記したと同様の問
題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとす課題】本発明の目的は、被加工
材料の接触部分の耐磨耗性の優れた打ち抜き加工用金型
を提供することにある。
材料の接触部分の耐磨耗性の優れた打ち抜き加工用金型
を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために、種々の検討を実施した結果、金型の被
加工材料の接触部分に超硬材料を皮覆したもの、特に特
殊な溶射法で皮覆したものは皮覆加工時の変形も少な
く、耐磨耗性に優れ、長期間の使用が可能となることを
見出し本発明を完成した。
解決するために、種々の検討を実施した結果、金型の被
加工材料の接触部分に超硬材料を皮覆したもの、特に特
殊な溶射法で皮覆したものは皮覆加工時の変形も少な
く、耐磨耗性に優れ、長期間の使用が可能となることを
見出し本発明を完成した。
【００１０】即ち本発明は、少なくとも被加工材料と接
触する部分に溶射法で超硬材料を皮覆した打ち抜き用金
型に関するものである。
触する部分に溶射法で超硬材料を皮覆した打ち抜き用金
型に関するものである。
【００１１】次に本発明をさらに詳細に説明する。本発
明が対象とする金型の一実施態様を図１に示した。図中
（１）は金属板の一部を打ち抜く際に使用する金型の一
例で、パンチ部を、また（２）はそれに対応するダイ部
又は貫通孔を持つ受部を示すが、超硬材料の皮覆部分
は、少なくともパンチ部の先端面（１ａ）及び、ダイ
部、又受部の孔の上縁周辺部（２ａ）である。
明が対象とする金型の一実施態様を図１に示した。図中
（１）は金属板の一部を打ち抜く際に使用する金型の一
例で、パンチ部を、また（２）はそれに対応するダイ部
又は貫通孔を持つ受部を示すが、超硬材料の皮覆部分
は、少なくともパンチ部の先端面（１ａ）及び、ダイ
部、又受部の孔の上縁周辺部（２ａ）である。
【００１２】本発明に於いて、超硬材料を皮覆する方法
は溶射法を用いる。溶射法は、金属等材料の表面の改質
法の一種で、溶融した金属、サーメット、セラミックス
等を材料表面に吹き付けてこれらの皮膜を材料表面に形
成し表面を改質する方法である。溶射法には用いる熱源
により、プラズマ溶射法等の電気式と、フレーム溶射法
等のガス式がある。本発明では、溶射法、特に高速フレ
ーム（ＨＶＦ）溶射法を用いることが好ましく、特に後
述の液体燃料燃焼法式の高速フレーム溶射法が好まし
い。
は溶射法を用いる。溶射法は、金属等材料の表面の改質
法の一種で、溶融した金属、サーメット、セラミックス
等を材料表面に吹き付けてこれらの皮膜を材料表面に形
成し表面を改質する方法である。溶射法には用いる熱源
により、プラズマ溶射法等の電気式と、フレーム溶射法
等のガス式がある。本発明では、溶射法、特に高速フレ
ーム（ＨＶＦ）溶射法を用いることが好ましく、特に後
述の液体燃料燃焼法式の高速フレーム溶射法が好まし
い。
【００１３】フレーム溶射法は、ガス燃焼式溶射の一種
であるが、このガス式の溶射法には、燃焼燃料の種類に
よって、液体燃料燃焼法と気体燃料燃焼法とに分けられ
るが、液体燃料燃焼法は、燃料にケロシン、軽油、灯油
等の液体燃料を使用するので燃焼室の圧力を比較的高く
設定でき、又、フレーム温度が比較的低い（ケロシンと
酸素を用いた場合２１００℃程度）ので制御も容易であ
る。一方、気体燃料燃焼法は、燃料にプロパン、プロピ
レン、水素等の気体燃料を使用するので、高フレーム温
度で操業が可能であるが、これら可燃ガスは使用圧力に
限界があり、又、高圧での使用は危険を伴う。
であるが、このガス式の溶射法には、燃焼燃料の種類に
よって、液体燃料燃焼法と気体燃料燃焼法とに分けられ
るが、液体燃料燃焼法は、燃料にケロシン、軽油、灯油
等の液体燃料を使用するので燃焼室の圧力を比較的高く
設定でき、又、フレーム温度が比較的低い（ケロシンと
酸素を用いた場合２１００℃程度）ので制御も容易であ
る。一方、気体燃料燃焼法は、燃料にプロパン、プロピ
レン、水素等の気体燃料を使用するので、高フレーム温
度で操業が可能であるが、これら可燃ガスは使用圧力に
限界があり、又、高圧での使用は危険を伴う。
【００１４】液体燃焼式溶射法では、溶射材を完全に溶
融した状態とせず、せいぜい軟化した状態でこれに高加
速エネルギーを与えて射出し被加工材料面に溶射材の被
膜を盛り重ねる状態に形成するので、形成された皮膜
は、収縮が起こらず逆に圧縮応力が発生し、この圧縮応
力により圧縮皮膜が生成する。
融した状態とせず、せいぜい軟化した状態でこれに高加
速エネルギーを与えて射出し被加工材料面に溶射材の被
膜を盛り重ねる状態に形成するので、形成された皮膜
は、収縮が起こらず逆に圧縮応力が発生し、この圧縮応
力により圧縮皮膜が生成する。
【００１５】一方、気体燃焼式溶射法では、溶射材は溶
融した状態で被加工材料面に皮膜化される。この方法で
得られた皮膜は収縮皮膜である。
融した状態で被加工材料面に皮膜化される。この方法で
得られた皮膜は収縮皮膜である。
【００１６】この液体燃焼式溶射法で得た圧縮皮膜は、
溶射材を溶融した状態で皮膜化して得た溶射皮膜（収縮
皮膜）と比較して次のような特徴がある。即ち、１）比
較的厚い皮膜（例えば３m/m 程度）が形成可能である。
２）皮膜層間の酸化がない。３）溶射時の溶射材の組成
変化がない。４）単位時間当たりの溶着量（溶射材の処
理量）が多く、一層の膜厚を厚くできる。５）溶射面を
局所的に加熱することで溶射が可能であるので被加工材
料の広い範囲にわたる溶射時の温度上昇が抑制できる。
６）収縮皮膜に比較して剥がれなどの発生が少ない等々
である。
溶射材を溶融した状態で皮膜化して得た溶射皮膜（収縮
皮膜）と比較して次のような特徴がある。即ち、１）比
較的厚い皮膜（例えば３m/m 程度）が形成可能である。
２）皮膜層間の酸化がない。３）溶射時の溶射材の組成
変化がない。４）単位時間当たりの溶着量（溶射材の処
理量）が多く、一層の膜厚を厚くできる。５）溶射面を
局所的に加熱することで溶射が可能であるので被加工材
料の広い範囲にわたる溶射時の温度上昇が抑制できる。
６）収縮皮膜に比較して剥がれなどの発生が少ない等々
である。
【００１７】従って、被加工材料面に超硬材料を皮覆す
る際この液体燃焼式溶射法を用いると、被加工材料の処
理部分以外の部分は熱的な影響を受けることがなく、被
加工材料全体の熱による変形を抑制することができる、
比較的肉厚の健全皮膜を密着性良く得ることができる。
又、被加工面のショットブラスト等による前処理を必要
としない。
る際この液体燃焼式溶射法を用いると、被加工材料の処
理部分以外の部分は熱的な影響を受けることがなく、被
加工材料全体の熱による変形を抑制することができる、
比較的肉厚の健全皮膜を密着性良く得ることができる。
又、被加工面のショットブラスト等による前処理を必要
としない。
【００１８】気体燃焼式溶射法では、溶射材は溶融した
状態で皮膜化される。この方法で得られた皮膜は、比較
的緻密な皮膜として得られるが収縮皮膜のため、比較的
大面積を皮覆する場合には、剥がれなどの発生しない健
全皮膜を得ることは必ずしも容易ではない。さらに溶融
した溶射材を用いるので溶射面の温度上昇が激しく、従
って被加工材料の広い範囲にわたって温度上昇が起こる
など熱による被加工材料の変形が避けられない。しか
し、比較的小面積を皮覆する場合には上記した問題はな
い。
状態で皮膜化される。この方法で得られた皮膜は、比較
的緻密な皮膜として得られるが収縮皮膜のため、比較的
大面積を皮覆する場合には、剥がれなどの発生しない健
全皮膜を得ることは必ずしも容易ではない。さらに溶融
した溶射材を用いるので溶射面の温度上昇が激しく、従
って被加工材料の広い範囲にわたって温度上昇が起こる
など熱による被加工材料の変形が避けられない。しか
し、比較的小面積を皮覆する場合には上記した問題はな
い。
【００１９】本発明の加工用金型の被加工材料と接触す
る部分の超硬材料の皮覆に、前記したＨＶＦ溶射法、特
に液体燃焼式溶射法を用いることが好ましい理由は上記
した理由による。
る部分の超硬材料の皮覆に、前記したＨＶＦ溶射法、特
に液体燃焼式溶射法を用いることが好ましい理由は上記
した理由による。
【００２０】ＨＶＦ溶射法は、燃料とともに酸素、空
気、水素等を併用する方法がある。ＨＶＦ溶射法は、溶
射材（溶射粒子）の射出速度が速く（３００〜１２００
m/sec）、フレーム温度が、燃料として用いるケロシ
ン、軽油、灯油等の燃焼温度で比較的低いので生成皮膜
の気孔率が低く、基材との密着性が良く、又、前記した
ように被加工材料の変質、変形が少ない等の特徴を持
つ。
気、水素等を併用する方法がある。ＨＶＦ溶射法は、溶
射材（溶射粒子）の射出速度が速く（３００〜１２００
m/sec）、フレーム温度が、燃料として用いるケロシ
ン、軽油、灯油等の燃焼温度で比較的低いので生成皮膜
の気孔率が低く、基材との密着性が良く、又、前記した
ように被加工材料の変質、変形が少ない等の特徴を持
つ。
【００２１】本発明の金型の皮覆に用いる超硬材料は、
ＷＣ、Ｗ2 Ｃ、ＷＣ−Ｃｏ、ＴｉＣ、ＴａＣ、Ｃｒ2 Ｃ
3 等から選ばれるものである。例えば、これらの材料粉
（５〜５０μm ）を、燃料と酸素等との混合物のフレー
ム（燃焼炎）に同伴させて射出し金型の表面に吹き付け
て（約７５０〜９５０m/sec の粒子速度で）皮覆する。
得られた皮覆部分の厚さは０．０５〜２m/m で充分な効
果が発現し、同部分の硬度（ビッカース硬度）はＨv ９
００〜１５００のものが得られる。
ＷＣ、Ｗ2 Ｃ、ＷＣ−Ｃｏ、ＴｉＣ、ＴａＣ、Ｃｒ2 Ｃ
3 等から選ばれるものである。例えば、これらの材料粉
（５〜５０μm ）を、燃料と酸素等との混合物のフレー
ム（燃焼炎）に同伴させて射出し金型の表面に吹き付け
て（約７５０〜９５０m/sec の粒子速度で）皮覆する。
得られた皮覆部分の厚さは０．０５〜２m/m で充分な効
果が発現し、同部分の硬度（ビッカース硬度）はＨv ９
００〜１５００のものが得られる。
【００２２】
【実施例】図１に示した構造の打ち抜き加工用金型に、
次の条件で皮覆した。図１のパンチ部（１）は先端面が
一辺２０m/m 四方のほぼ正方形の先端部の先端面と、こ
のパンチ部に対応する（パンチ部が挿入可能な）受部
（２）のダイ部（深さ約２５m/m ）の開口部上縁に、Ｗ
Ｃ超硬材料（平均粒径３０μm ）を用い、燃焼ガスは灯
油、酸素を用い、材料粒子の速度８００m/sec 、フレー
ム部分の温度２１００℃で高速フレーム溶射法にて皮覆
した平坦部の皮覆部分の肉厚は約０．２m/m で全皮覆部
分に渡ってほぼ一定で、硬度（ビッカース硬度）は１２
５０であった。ダイ部の開口部上縁は肉厚約１．５m/m
に皮覆した。尚、金型はＣｒＭｏ鋼を母材としたものを
用いた。
次の条件で皮覆した。図１のパンチ部（１）は先端面が
一辺２０m/m 四方のほぼ正方形の先端部の先端面と、こ
のパンチ部に対応する（パンチ部が挿入可能な）受部
（２）のダイ部（深さ約２５m/m ）の開口部上縁に、Ｗ
Ｃ超硬材料（平均粒径３０μm ）を用い、燃焼ガスは灯
油、酸素を用い、材料粒子の速度８００m/sec 、フレー
ム部分の温度２１００℃で高速フレーム溶射法にて皮覆
した平坦部の皮覆部分の肉厚は約０．２m/m で全皮覆部
分に渡ってほぼ一定で、硬度（ビッカース硬度）は１２
５０であった。ダイ部の開口部上縁は肉厚約１．５m/m
に皮覆した。尚、金型はＣｒＭｏ鋼を母材としたものを
用いた。
【００２３】ＷＣ超硬材料を皮覆した金型を用い、ＳＰ
Ｃ鋼板（厚さ１．５m/m ）の打ち抜き試験を行った。全
圧２５ton の機械プレスを使用し、３００００回実施し
た。比較のためにＷＣ超硬材料を皮覆しない金型を用い
同じく打ち抜き試験を行ったが、１５０００回実施後両
者を比較したところ、材料金属板と金型の接触部分の表
面の磨耗は１／１０程度で差が明らかであった。
Ｃ鋼板（厚さ１．５m/m ）の打ち抜き試験を行った。全
圧２５ton の機械プレスを使用し、３００００回実施し
た。比較のためにＷＣ超硬材料を皮覆しない金型を用い
同じく打ち抜き試験を行ったが、１５０００回実施後両
者を比較したところ、材料金属板と金型の接触部分の表
面の磨耗は１／１０程度で差が明らかであった。
【００２４】
【発明の効果】この発明の金型は、比較的薄く皮覆され
ており、皮覆部分の、皮覆時の熱による物性の変化が少
なく、精度よくその形状が維持されたものである。。
ており、皮覆部分の、皮覆時の熱による物性の変化が少
なく、精度よくその形状が維持されたものである。。
【図１】本発明の一実施態様の金型のパンチ部（１）ダ
イ部（２）の断面図
イ部（２）の断面図
１：金型のパンチ部 ２：金型のダイ部
Claims (5)
- 【請求項１】少なくとも被加工材料と接触する部分に溶
射法で超硬材料を皮覆した打ち抜き用金型。 - 【請求項２】超硬材料が炭化タングステン、炭化チタ
ン、炭化タンタル、炭化クロムから選ばれる材料である
請求項１記載の金型。 - 【請求項３】溶射法が高速フレーム溶射法である請求項
１又は２記載の金型。 - 【請求項４】溶射法が液体燃焼式溶射法である請求項１
〜３いずれか記載の金型。 - 【請求項５】厚さ０．０５〜３m/m に皮覆した、皮覆部
分の硬度（ビッカース硬度）がＨv ９００〜１５００で
ある請求項１〜４いずれか記載の金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7138877A JPH08309457A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 加工用金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7138877A JPH08309457A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 加工用金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08309457A true JPH08309457A (ja) | 1996-11-26 |
Family
ID=15232208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7138877A Pending JPH08309457A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 加工用金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08309457A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002120025A (ja) * | 2000-10-18 | 2002-04-23 | Saitama Press Tanzo Kk | アルミニウム鍛造品の穴打抜き装置 |
| US7314530B2 (en) * | 2001-10-02 | 2008-01-01 | Neomax Co., Ltd. | Press and magnet manufacturing method |
| JP2013082978A (ja) * | 2011-10-12 | 2013-05-09 | Jfe Steel Corp | 製鉄設備用ロールの製造方法 |
-
1995
- 1995-05-15 JP JP7138877A patent/JPH08309457A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002120025A (ja) * | 2000-10-18 | 2002-04-23 | Saitama Press Tanzo Kk | アルミニウム鍛造品の穴打抜き装置 |
| US7314530B2 (en) * | 2001-10-02 | 2008-01-01 | Neomax Co., Ltd. | Press and magnet manufacturing method |
| US7604468B2 (en) | 2001-10-02 | 2009-10-20 | Hitachi Metals, Ltd. | Press machine and method for producing magnet |
| JP2013082978A (ja) * | 2011-10-12 | 2013-05-09 | Jfe Steel Corp | 製鉄設備用ロールの製造方法 |
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