JPH0890092A - 無潤滑絞り金型および無潤滑絞り加工方法 - Google Patents
無潤滑絞り金型および無潤滑絞り加工方法Info
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- JPH0890092A JPH0890092A JP6223617A JP22361794A JPH0890092A JP H0890092 A JPH0890092 A JP H0890092A JP 6223617 A JP6223617 A JP 6223617A JP 22361794 A JP22361794 A JP 22361794A JP H0890092 A JPH0890092 A JP H0890092A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の第１の目的は、潤滑剤を用いなくて
もアルミニウムを絞り加工することが可能な無潤滑絞り
金型を提供することにある。また、本発明の第２の目的
は潤滑剤を用いなくてもアルミニウムを絞り加工するこ
とが可能な無潤滑絞り加工方法を提供することにある。 【構成】 本発明の無潤滑絞り金型は、表面がダイヤモ
ンドライクカーボン膜によって被覆された絞り金型から
なることを特徴とするものである。また、本発明の無潤
滑絞り加工方法は、被成形材料を絞り加工するにあた
り、少なくとも金型としては表面がダイヤモンドライク
カーボン膜によって被覆された絞り金型からなる無潤滑
絞り金型を用い、潤滑剤を用いることなく絞り加工する
ことを特徴とするものである。
もアルミニウムを絞り加工することが可能な無潤滑絞り
金型を提供することにある。また、本発明の第２の目的
は潤滑剤を用いなくてもアルミニウムを絞り加工するこ
とが可能な無潤滑絞り加工方法を提供することにある。 【構成】 本発明の無潤滑絞り金型は、表面がダイヤモ
ンドライクカーボン膜によって被覆された絞り金型から
なることを特徴とするものである。また、本発明の無潤
滑絞り加工方法は、被成形材料を絞り加工するにあた
り、少なくとも金型としては表面がダイヤモンドライク
カーボン膜によって被覆された絞り金型からなる無潤滑
絞り金型を用い、潤滑剤を用いることなく絞り加工する
ことを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は絞り金型および絞り加工
方法に係り、特に、潤滑剤を用いなくても被成形材料を
絞り加工することが可能な絞り金型（以下、無潤滑絞り
金型という）および潤滑剤を用いなくても被成形材料を
絞り加工することが可能な絞り加工方法（以下、無潤滑
絞り加工方法という）に関する。
方法に係り、特に、潤滑剤を用いなくても被成形材料を
絞り加工することが可能な絞り金型（以下、無潤滑絞り
金型という）および潤滑剤を用いなくても被成形材料を
絞り加工することが可能な絞り加工方法（以下、無潤滑
絞り加工方法という）に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、軽量化等を目的としてアルミニウ
ムを自動車部品等に利用することが検討されているが、
アルミニウムは鋼板に比べて成形性に劣り、また成形時
に工具に凝着しやすいため、その絞り加工、特に深絞り
加工は困難である。さらに、深絞り製品の脱脂等に従来
より広く用いられてきたフロン等が環境保護の観点から
使用できなくなったことに伴って深絞り加工に使用可能
な潤滑剤の低粘度化が進み、このことがアルミニウムの
深絞り加工を更に困難にしている。
ムを自動車部品等に利用することが検討されているが、
アルミニウムは鋼板に比べて成形性に劣り、また成形時
に工具に凝着しやすいため、その絞り加工、特に深絞り
加工は困難である。さらに、深絞り製品の脱脂等に従来
より広く用いられてきたフロン等が環境保護の観点から
使用できなくなったことに伴って深絞り加工に使用可能
な潤滑剤の低粘度化が進み、このことがアルミニウムの
深絞り加工を更に困難にしている。
【０００３】そこで、最近では上記の問題を解決するべ
く、アルミニウム板の深絞り加工におけるトライポロジ
ーの研究が盛に行われており、ＴｉＮコーティッド工具
の限界絞り比向上や加工力低減に対する効果等が調査さ
れている（J. Mater. Process Tech. 第37巻(1993)第75
頁）。
く、アルミニウム板の深絞り加工におけるトライポロジ
ーの研究が盛に行われており、ＴｉＮコーティッド工具
の限界絞り比向上や加工力低減に対する効果等が調査さ
れている（J. Mater. Process Tech. 第37巻(1993)第75
頁）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ニウムの絞り加工の困難性、特に深絞り加工の困難性の
理想的な解決策は潤滑剤を用いないことであり、潤滑剤
を使用することなくアルミニウムを絞り加工することが
できる絞り金型や、潤滑剤を使用することなくアルミニ
ウムを絞り加工することができる絞り加工方法について
は未だ開発されていない。
ニウムの絞り加工の困難性、特に深絞り加工の困難性の
理想的な解決策は潤滑剤を用いないことであり、潤滑剤
を使用することなくアルミニウムを絞り加工することが
できる絞り金型や、潤滑剤を使用することなくアルミニ
ウムを絞り加工することができる絞り加工方法について
は未だ開発されていない。
【０００５】本発明の第１の目的は、潤滑剤を用いなく
てもアルミニウムを絞り加工することが可能な無潤滑絞
り金型を提供することにある。
てもアルミニウムを絞り加工することが可能な無潤滑絞
り金型を提供することにある。
【０００６】また、本発明の第２の目的は潤滑剤を用い
なくてもアルミニウムを絞り加工することが可能な無潤
滑絞り加工方法を提供することにある。
なくてもアルミニウムを絞り加工することが可能な無潤
滑絞り加工方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
る本発明の無潤滑絞り金型は、表面がダイヤモンドライ
クカーボン膜によって被覆された絞り金型からなること
を特徴とするものである。
る本発明の無潤滑絞り金型は、表面がダイヤモンドライ
クカーボン膜によって被覆された絞り金型からなること
を特徴とするものである。
【０００８】また、上記第２の目的を達成する本発明の
無潤滑絞り加工方法は、被成形材料を絞り加工するにあ
たり、少なくとも金型としては表面がダイヤモンドライ
クカーボン膜によって被覆された絞り金型からなる無潤
滑絞り金型を用い、潤滑剤を用いることなく加工するこ
とを特徴とするものである。
無潤滑絞り加工方法は、被成形材料を絞り加工するにあ
たり、少なくとも金型としては表面がダイヤモンドライ
クカーボン膜によって被覆された絞り金型からなる無潤
滑絞り金型を用い、潤滑剤を用いることなく加工するこ
とを特徴とするものである。
【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。まず本発
明の無潤滑絞り金型について説明すると、この無潤滑絞
り金型は上述したように表面がダイヤモンドライクカー
ボン膜（以下、ダイヤモンドライクカーボン膜をＤＬＣ
膜と略記する）によって被覆された絞り金型からなる。
この無潤滑絞り金型は引抜き加工用、深絞り加工用、ヘ
ラ絞り加工用およびスピニング加工用のいずれの金型で
あってもよく、その形状は絞り加工の方法や作製しよう
とする成形品の形状等に応じて適宜選択可能である。
明の無潤滑絞り金型について説明すると、この無潤滑絞
り金型は上述したように表面がダイヤモンドライクカー
ボン膜（以下、ダイヤモンドライクカーボン膜をＤＬＣ
膜と略記する）によって被覆された絞り金型からなる。
この無潤滑絞り金型は引抜き加工用、深絞り加工用、ヘ
ラ絞り加工用およびスピニング加工用のいずれの金型で
あってもよく、その形状は絞り加工の方法や作製しよう
とする成形品の形状等に応じて適宜選択可能である。
【００１０】ＤＬＣ膜によって被覆されている金型（以
下、ＤＬＣ膜による被覆対象の金型を基材という）の材
質は特に限定されるものではなく、ＳＫＨ，ＳＫＤ，Ｓ
ＫＳ，ＳＫ等の合金鋼や、ＷＣ−Ｃｏ，ＷＣ等の超硬合
金、ジルコニア等のセラミックス等からなるものを使用
することができる。これらの中でも、ＤＬＣ膜の密着性
が良好なことから、また、その結果として耐久性の高い
無潤滑絞り金型が得られることから、超硬合金が特に好
ましい。
下、ＤＬＣ膜による被覆対象の金型を基材という）の材
質は特に限定されるものではなく、ＳＫＨ，ＳＫＤ，Ｓ
ＫＳ，ＳＫ等の合金鋼や、ＷＣ−Ｃｏ，ＷＣ等の超硬合
金、ジルコニア等のセラミックス等からなるものを使用
することができる。これらの中でも、ＤＬＣ膜の密着性
が良好なことから、また、その結果として耐久性の高い
無潤滑絞り金型が得られることから、超硬合金が特に好
ましい。
【００１１】ＤＬＣ膜は必ずしも基材の全表面を被覆し
ている必要はないが、ＤＬＣ膜を設けなかったと仮定し
た場合に基材（金型）と被成形材料とが絞り加工時に接
する部分については被覆している必要がある。ＤＬＣ膜
の膜厚は概ね０．５〜５μｍの範囲内で適宜選択可能で
ある。ＤＬＣ膜の膜厚が０．５μｍ未満では膜の耐摩耗
性が不十分となり易い。また、ＤＬＣ膜の膜厚が５μｍ
より厚いと膜内の残留応力により当該膜の剥離やチッピ
ングが起こり易い。目的とする無潤滑絞り金型がアルミ
ニウムを深絞り加工するためのものである場合、ＤＬＣ
膜の膜厚は概ね１〜３μｍであることが特に好ましい。
ている必要はないが、ＤＬＣ膜を設けなかったと仮定し
た場合に基材（金型）と被成形材料とが絞り加工時に接
する部分については被覆している必要がある。ＤＬＣ膜
の膜厚は概ね０．５〜５μｍの範囲内で適宜選択可能で
ある。ＤＬＣ膜の膜厚が０．５μｍ未満では膜の耐摩耗
性が不十分となり易い。また、ＤＬＣ膜の膜厚が５μｍ
より厚いと膜内の残留応力により当該膜の剥離やチッピ
ングが起こり易い。目的とする無潤滑絞り金型がアルミ
ニウムを深絞り加工するためのものである場合、ＤＬＣ
膜の膜厚は概ね１〜３μｍであることが特に好ましい。
【００１２】基材（金型）の表面を上記のＤＬＣ膜によ
って被覆してなる本発明の無潤滑絞り金型はアルミニウ
ム、アルミニウム合金、アルミニウムメッキ鋼板、アル
ミニウムラミネート板等（以下、これらをアルミニウム
系材料という）を絞り加工するための金型として好適で
ある。絞り加工に際しては潤滑剤は不要である。アルミ
ニウム系材料の絞り加工を行う場合でも、本発明の無潤
滑絞り金型を使用すれば潤滑剤を使用しなくても金型へ
のアルミニウムないしアルミニウム合金の凝着が防止さ
れるので、潤滑剤を使用することなく所望形状のアルミ
ニウム系材料製の成形品を連続的に作製することができ
る。
って被覆してなる本発明の無潤滑絞り金型はアルミニウ
ム、アルミニウム合金、アルミニウムメッキ鋼板、アル
ミニウムラミネート板等（以下、これらをアルミニウム
系材料という）を絞り加工するための金型として好適で
ある。絞り加工に際しては潤滑剤は不要である。アルミ
ニウム系材料の絞り加工を行う場合でも、本発明の無潤
滑絞り金型を使用すれば潤滑剤を使用しなくても金型へ
のアルミニウムないしアルミニウム合金の凝着が防止さ
れるので、潤滑剤を使用することなく所望形状のアルミ
ニウム系材料製の成形品を連続的に作製することができ
る。
【００１３】したがって、本発明の無潤滑絞り金型を用
いれば種々の用途の絞り加工品についてアルミニウム系
材料製の製品を使用することが容易になり、これに伴っ
て種々の製品の軽量化等を容易に図ることが可能にな
る。
いれば種々の用途の絞り加工品についてアルミニウム系
材料製の製品を使用することが容易になり、これに伴っ
て種々の製品の軽量化等を容易に図ることが可能にな
る。
【００１４】上述した本発明の無潤滑深絞り金型は、基
材（金型）の所望表面に前述した膜厚のＤＬＣ膜を設け
ることにより得ることができる。このときのＤＬＣ膜の
成膜方法は特に限定されるものではなく、例えば、ベン
ゼン（Ｃ6 Ｈ6 ），アセチレン（Ｃ2 Ｈ2 ），メタン
（ＣＨ4 ）等を原料ガスとして用いたイオンプレーティ
ング法（３極構造のイオン源を使用したもの等）や、高
周波プラズマＣＶＤ法、マイクロ波プラズマＣＶＤ法、
直流グロー放電プラズマＣＶＤ法等の方法を適用するこ
とができる。
材（金型）の所望表面に前述した膜厚のＤＬＣ膜を設け
ることにより得ることができる。このときのＤＬＣ膜の
成膜方法は特に限定されるものではなく、例えば、ベン
ゼン（Ｃ6 Ｈ6 ），アセチレン（Ｃ2 Ｈ2 ），メタン
（ＣＨ4 ）等を原料ガスとして用いたイオンプレーティ
ング法（３極構造のイオン源を使用したもの等）や、高
周波プラズマＣＶＤ法、マイクロ波プラズマＣＶＤ法、
直流グロー放電プラズマＣＶＤ法等の方法を適用するこ
とができる。
【００１５】ＤＬＣ膜の成膜条件は適用する成膜方法に
より適宜設定されるが、３極構造のイオン源を使用した
イオンプレーティング法によりＤＬＣ膜を成膜する場合
の成膜条件の一例としては次のものが例示される。 ・イオンボンバード時の条件 Ａｒガス流量：９０SCCM 真空度：２×１０-3Torr アノード電圧：５０Ｖ フィラメント電流：３０Ａ 基板バイアス電圧：２０００Ｖ ・成膜時の条件 原料ガス（Ｃ6 Ｈ6 ガス）流量：６０SCCM 真空度：２×１０-3Torr アノード電圧：５０Ｖ フィラメント電流：３０Ａ 基板バイアス電圧：１０００Ｖ
より適宜設定されるが、３極構造のイオン源を使用した
イオンプレーティング法によりＤＬＣ膜を成膜する場合
の成膜条件の一例としては次のものが例示される。 ・イオンボンバード時の条件 Ａｒガス流量：９０SCCM 真空度：２×１０-3Torr アノード電圧：５０Ｖ フィラメント電流：３０Ａ 基板バイアス電圧：２０００Ｖ ・成膜時の条件 原料ガス（Ｃ6 Ｈ6 ガス）流量：６０SCCM 真空度：２×１０-3Torr アノード電圧：５０Ｖ フィラメント電流：３０Ａ 基板バイアス電圧：１０００Ｖ
【００１６】なお、イオンプレーティング法によりＤＬ
Ｃ膜を成膜する場合には、ＡｒやＮ2 をイオン種とする
イオンビームミキシングを行ってもよい。イオンビーム
ミキシングを行うことにより基材との密着性が向上した
ＤＬＣ膜を得ることができる。また、ＤＬＣ膜を設ける
前の段階での基材（金型）は、最大表面粗さＲmax が
０．８μｍ以下のラップ仕上げ面を有していることが好
ましい。また、錆、バリ、研削やけ、放電加工による変
質層等がなく、かつ、窒化処理、酸化処理、黒染め処
理、塗装等が施されていないことが好ましい。
Ｃ膜を成膜する場合には、ＡｒやＮ2 をイオン種とする
イオンビームミキシングを行ってもよい。イオンビーム
ミキシングを行うことにより基材との密着性が向上した
ＤＬＣ膜を得ることができる。また、ＤＬＣ膜を設ける
前の段階での基材（金型）は、最大表面粗さＲmax が
０．８μｍ以下のラップ仕上げ面を有していることが好
ましい。また、錆、バリ、研削やけ、放電加工による変
質層等がなく、かつ、窒化処理、酸化処理、黒染め処
理、塗装等が施されていないことが好ましい。
【００１７】次に、本発明の無潤滑絞り加工方法につい
て説明する。この方法は、前述したように、被成形材料
を絞り加工するにあたり、少なくとも金型としては表面
がＤＬＣ膜によって被覆された絞り金型からなる無潤滑
絞り金型を用い、潤滑剤を用いることなく加工すること
を特徴とするものである。前記の無潤滑絞り金型として
は、上述した本発明の無潤滑絞り金型を用いることがで
きる。また、絞り加工では金型以外にポンチやしわ押さ
え板等も使用するわけであるが、これらのポンチあるい
はしわ押さえ板等もＤＬＣ膜によって被覆されていても
よい。ＤＬＣ膜によって被覆されたポンチやしわ押さえ
板等は、上述した本発明の無潤滑絞り金型と同様にして
得ることができる。
て説明する。この方法は、前述したように、被成形材料
を絞り加工するにあたり、少なくとも金型としては表面
がＤＬＣ膜によって被覆された絞り金型からなる無潤滑
絞り金型を用い、潤滑剤を用いることなく加工すること
を特徴とするものである。前記の無潤滑絞り金型として
は、上述した本発明の無潤滑絞り金型を用いることがで
きる。また、絞り加工では金型以外にポンチやしわ押さ
え板等も使用するわけであるが、これらのポンチあるい
はしわ押さえ板等もＤＬＣ膜によって被覆されていても
よい。ＤＬＣ膜によって被覆されたポンチやしわ押さえ
板等は、上述した本発明の無潤滑絞り金型と同様にして
得ることができる。
【００１８】本発明の方法は、所望形状に成形ないし打
抜かれた被成形材料（絞りブランク）を予め用意し、こ
の絞りブランクを１枚１枚絞り加工していくようなバッ
チ式であってもよいし、板状の被加工材からの絞りブラ
ンクの成形とこの絞りブランクの絞り加工とを一ライン
上で連続的に行うような連続式であってもよい。そし
て、絞り加工は引抜き加工、深絞り加工、ヘラ絞り加工
およびスピニング加工のいずれであってもよい。
抜かれた被成形材料（絞りブランク）を予め用意し、こ
の絞りブランクを１枚１枚絞り加工していくようなバッ
チ式であってもよいし、板状の被加工材からの絞りブラ
ンクの成形とこの絞りブランクの絞り加工とを一ライン
上で連続的に行うような連続式であってもよい。そし
て、絞り加工は引抜き加工、深絞り加工、ヘラ絞り加工
およびスピニング加工のいずれであってもよい。
【００１９】本発明の方法はアルミニウム系材料（アル
ミニウム、アルミニウム合金、アルミニウムメッキ鋼
板、アルミニウムラミネート板等）等の絞り加工に適用
することができる。このとき、無潤滑絞り金型へのアル
ミニウムないしアルミニウム合金の凝着が防止されるこ
とから、潤滑剤を使用することなく所望形状の成形品を
連続的に作製することが可能である。したがって、本発
明の方法によれば種々の用途の絞り加工品についてアル
ミニウム系材料製の製品を提供することが容易になり、
これに伴って種々の製品の軽量化等を容易に図ることが
可能になる。
ミニウム、アルミニウム合金、アルミニウムメッキ鋼
板、アルミニウムラミネート板等）等の絞り加工に適用
することができる。このとき、無潤滑絞り金型へのアル
ミニウムないしアルミニウム合金の凝着が防止されるこ
とから、潤滑剤を使用することなく所望形状の成形品を
連続的に作製することが可能である。したがって、本発
明の方法によれば種々の用途の絞り加工品についてアル
ミニウム系材料製の製品を提供することが容易になり、
これに伴って種々の製品の軽量化等を容易に図ることが
可能になる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 実施例１ まず、無潤滑絞り金型の基材として２０ｍｍ（縦）×２
０ｍｍ（横）×１２ｍｍ（深さ）の凹部を有するＳＫＤ
１１製の金型（ロックウェルＣスケール硬さは６０，最
大表面粗さ（Ｒmax ）は約１μｍ）を用意した。そし
て、この金型において凹部を形成している壁面と当該凹
部が形成されている側の主表面に、熱フィラメントとア
ノードとリフレクターとを有する３極構造の直流アーク
放電イオン源を備えたイオンプレーティング装置（ナノ
テック株式会社製のＮＡＮＯＣＯＡＴ １０００）によ
り、膜厚約１μｍのＤＬＣ膜（ビッカース硬さは３００
０）を成膜した。このとき、原料ガスとしてはベンゼン
（Ｃ6 Ｈ6 ）を使用した。ＤＬＣ膜を成膜したことによ
り目的とする無潤滑絞り金型が得られた。
０ｍｍ（横）×１２ｍｍ（深さ）の凹部を有するＳＫＤ
１１製の金型（ロックウェルＣスケール硬さは６０，最
大表面粗さ（Ｒmax ）は約１μｍ）を用意した。そし
て、この金型において凹部を形成している壁面と当該凹
部が形成されている側の主表面に、熱フィラメントとア
ノードとリフレクターとを有する３極構造の直流アーク
放電イオン源を備えたイオンプレーティング装置（ナノ
テック株式会社製のＮＡＮＯＣＯＡＴ １０００）によ
り、膜厚約１μｍのＤＬＣ膜（ビッカース硬さは３００
０）を成膜した。このとき、原料ガスとしてはベンゼン
（Ｃ6 Ｈ6 ）を使用した。ＤＬＣ膜を成膜したことによ
り目的とする無潤滑絞り金型が得られた。
【００２１】次に、上記の無潤滑絞り金型と一辺が１８
ｍｍの正方形深絞りポンチ（ＳＫＤ１１製）とを順送り
型の絞り加工装置に装着した。この絞り加工装置では、
被加工材料に対するパイロットピン用穴の打抜きと絞り
ブランクの打抜き、および深絞り加工が一ライン上で連
続的に行われる。この後、被加工材料として板厚１ｍｍ
の５０００系アルミニウム板を用いて、潤滑剤を用いる
ことなく上記の絞り加工装置により深絞り加工を連続的
に行って、アルミニウムからなる正方形容器を連続的に
作製した。このとき、得られた深絞り加工品（前記の正
方形容器）について特定の側壁（１箇所）の外側面中央
部での水平方向の最大表面粗さ（Ｒmax）を定期的に測
定した。また、無潤滑絞り金型の特定の箇所（１箇所）
の肩アール部付近の水平方向の最大表面粗さ（Ｒmax ）
を定期的に測定した。なお、被加工材料として用いた５
０００系アルミニウム板の０．２％耐力は１２８Ｎ・ｍ
ｍ-2、引張り強さは２９３Ｎ・ｍｍ-2 、伸びは３３％
である。
ｍｍの正方形深絞りポンチ（ＳＫＤ１１製）とを順送り
型の絞り加工装置に装着した。この絞り加工装置では、
被加工材料に対するパイロットピン用穴の打抜きと絞り
ブランクの打抜き、および深絞り加工が一ライン上で連
続的に行われる。この後、被加工材料として板厚１ｍｍ
の５０００系アルミニウム板を用いて、潤滑剤を用いる
ことなく上記の絞り加工装置により深絞り加工を連続的
に行って、アルミニウムからなる正方形容器を連続的に
作製した。このとき、得られた深絞り加工品（前記の正
方形容器）について特定の側壁（１箇所）の外側面中央
部での水平方向の最大表面粗さ（Ｒmax）を定期的に測
定した。また、無潤滑絞り金型の特定の箇所（１箇所）
の肩アール部付近の水平方向の最大表面粗さ（Ｒmax ）
を定期的に測定した。なお、被加工材料として用いた５
０００系アルミニウム板の０．２％耐力は１２８Ｎ・ｍ
ｍ-2、引張り強さは２９３Ｎ・ｍｍ-2 、伸びは３３％
である。
【００２２】上記の深絞り加工の結果、１５６１回目の
深絞り加工時に初めて材料破断が生じ、結果として連続
１５６０回の深絞り加工を行うことができた。このとき
得られた深絞り加工品（正方形容器）についての前記の
最大表面粗さ（Ｒmax ）の測定結果を図１に示す。ま
た、無潤滑絞り金型についての前記の最大表面粗さ（Ｒ
max ）の測定結果を図２に示す。なお、無潤滑絞り金型
の前記肩アール部とは、無潤滑絞り金型に設けた上記の
凹部の側壁の上端から当該金型の上面にかけての部分を
意味し、この部分は前記凹部の形成当初から一定の曲率
をもった形状を呈している。
深絞り加工時に初めて材料破断が生じ、結果として連続
１５６０回の深絞り加工を行うことができた。このとき
得られた深絞り加工品（正方形容器）についての前記の
最大表面粗さ（Ｒmax ）の測定結果を図１に示す。ま
た、無潤滑絞り金型についての前記の最大表面粗さ（Ｒ
max ）の測定結果を図２に示す。なお、無潤滑絞り金型
の前記肩アール部とは、無潤滑絞り金型に設けた上記の
凹部の側壁の上端から当該金型の上面にかけての部分を
意味し、この部分は前記凹部の形成当初から一定の曲率
をもった形状を呈している。
【００２３】図１に示したように、深絞り加工回数（１
回目の深絞り加工からの通算回数）が８００回程度まで
は、得られる深絞り加工品（正方形容器）の最大表面粗
さ（Ｒmax ）は１１μｍ程度と安定しており、その後は
加工回数の増加に伴って徐々に悪化した。この悪化は、
図２に示した無潤滑絞り金型の肩アール部付近の最大表
面粗さ（Ｒmax ）の変化の具合から、深絞り加工回数が
８００回を超えた頃から無潤滑絞り金型の肩アール部付
近においてＤＬＣ膜の部分的な剥離が始まり、そこにア
ルミニウムの凝着が発生するようになった結果であると
推察される。
回目の深絞り加工からの通算回数）が８００回程度まで
は、得られる深絞り加工品（正方形容器）の最大表面粗
さ（Ｒmax ）は１１μｍ程度と安定しており、その後は
加工回数の増加に伴って徐々に悪化した。この悪化は、
図２に示した無潤滑絞り金型の肩アール部付近の最大表
面粗さ（Ｒmax ）の変化の具合から、深絞り加工回数が
８００回を超えた頃から無潤滑絞り金型の肩アール部付
近においてＤＬＣ膜の部分的な剥離が始まり、そこにア
ルミニウムの凝着が発生するようになった結果であると
推察される。
【００２４】比較例１ 実施例１で基材として用いた金型と同じ金型をそのまま
実施例１と同じ順送り型の絞り加工装置に装着し、他の
条件は実施例１と同じにして深絞り加工を連続的に行っ
た。この結果、１回目の深絞り加工後において早くも金
型の肩アール部付近に被加工材料（アルミニウム）の凝
着が認められ、わずか５回の深絞り加工で材料破断が発
生した。１回目および５回目の深絞り加工で得られた各
深絞り加工品（正方形容器）について実施例１と同様に
して測定した側壁の最大表面粗さ（Ｒmax ）の測定結果
を図１に示す。また、１回目および５回目の深絞り加工
後にそれぞれ実施例１と同様にして測定した金型の肩ア
ール部付近の最大表面粗さ（Ｒmax ）の測定結果を図２
に示す。
実施例１と同じ順送り型の絞り加工装置に装着し、他の
条件は実施例１と同じにして深絞り加工を連続的に行っ
た。この結果、１回目の深絞り加工後において早くも金
型の肩アール部付近に被加工材料（アルミニウム）の凝
着が認められ、わずか５回の深絞り加工で材料破断が発
生した。１回目および５回目の深絞り加工で得られた各
深絞り加工品（正方形容器）について実施例１と同様に
して測定した側壁の最大表面粗さ（Ｒmax ）の測定結果
を図１に示す。また、１回目および５回目の深絞り加工
後にそれぞれ実施例１と同様にして測定した金型の肩ア
ール部付近の最大表面粗さ（Ｒmax ）の測定結果を図２
に示す。
【００２５】比較例２ ＤＬＣ膜に代えて膜厚約２〜３μｍのＴｉＣＮ膜（ビッ
カース硬さは２５００）をイオンプレーティング法によ
って基材表面に成膜して目的とする金型（最大表面粗さ
（Ｒmax ）は約０．９μｍ）を得、この金型を実施例１
と同じ順送り型の絞り加工装置に装着し、他の条件は実
施例１と同じにして深絞り加工を連続的に行った。この
結果、１回目の深絞り加工後において早くも金型の肩ア
ール部付近に被加工材料（アルミニウム）の凝着が認め
られ、わずか５回の深絞り加工で材料破断が発生した。
１回目および５回目の深絞り加工で得られた各深絞り加
工品（正方形容器）について実施例１と同様にして測定
した側壁の最大表面粗さ（Ｒmax ）の測定結果を図１に
示す。また、１回目および５回目の深絞り加工後にそれ
ぞれ実施例１と同様にして測定した金型の肩アール部付
近の最大表面粗さ（Ｒmax ）の測定結果を図２に示す。
カース硬さは２５００）をイオンプレーティング法によ
って基材表面に成膜して目的とする金型（最大表面粗さ
（Ｒmax ）は約０．９μｍ）を得、この金型を実施例１
と同じ順送り型の絞り加工装置に装着し、他の条件は実
施例１と同じにして深絞り加工を連続的に行った。この
結果、１回目の深絞り加工後において早くも金型の肩ア
ール部付近に被加工材料（アルミニウム）の凝着が認め
られ、わずか５回の深絞り加工で材料破断が発生した。
１回目および５回目の深絞り加工で得られた各深絞り加
工品（正方形容器）について実施例１と同様にして測定
した側壁の最大表面粗さ（Ｒmax ）の測定結果を図１に
示す。また、１回目および５回目の深絞り加工後にそれ
ぞれ実施例１と同様にして測定した金型の肩アール部付
近の最大表面粗さ（Ｒmax ）の測定結果を図２に示す。
【００２６】比較例３ ＤＬＣ膜に代えて膜厚約４μｍのＣｒＮ膜（ビッカース
硬さは１８００）をイオンプレーティング法によって基
材表面に成膜して目的とする金型（最大表面粗さ（Ｒ
max ）は約１μｍ）を得、この金型を実施例１と同じ順
送り型の絞り加工装置に装着し、他の条件は実施例１と
同じにして深絞り加工を連続的に行った。この結果、１
回目の深絞り加工後において早くも金型の肩アール部付
近に被加工材料（アルミニウム）の凝着が認められ、わ
ずか５回の深絞り加工で材料破断が発生した。１回目お
よび５回目の深絞り加工で得られた各深絞り加工品（正
方形容器）について実施例１と同様にして測定した側壁
の最大表面粗さ（Ｒmax ）の測定結果を図１に示す。ま
た、１回目および５回目の深絞り加工後にそれぞれ実施
例１と同様にして測定した金型の肩アール部付近の最大
表面粗さ（Ｒmax ）の測定結果を図２に示す。
硬さは１８００）をイオンプレーティング法によって基
材表面に成膜して目的とする金型（最大表面粗さ（Ｒ
max ）は約１μｍ）を得、この金型を実施例１と同じ順
送り型の絞り加工装置に装着し、他の条件は実施例１と
同じにして深絞り加工を連続的に行った。この結果、１
回目の深絞り加工後において早くも金型の肩アール部付
近に被加工材料（アルミニウム）の凝着が認められ、わ
ずか５回の深絞り加工で材料破断が発生した。１回目お
よび５回目の深絞り加工で得られた各深絞り加工品（正
方形容器）について実施例１と同様にして測定した側壁
の最大表面粗さ（Ｒmax ）の測定結果を図１に示す。ま
た、１回目および５回目の深絞り加工後にそれぞれ実施
例１と同様にして測定した金型の肩アール部付近の最大
表面粗さ（Ｒmax ）の測定結果を図２に示す。
【００２７】実施例２ まず、材質が超硬合金（ＷＣ−Ｃｏ）である点を除いて
実施例１で使用したものと同じ基材（最大表面粗さ（Ｒ
max ）は約０．５μｍ）を用い、この基材の表面に実施
例１と同様にして膜厚１μｍのＤＬＣ膜（ビッカース硬
さは３０００）を成膜して、目的とする無潤滑深絞り金
型（最大表面粗さ（Ｒmax ）は約０．６μｍ）を得た。
次に、この深絞り金型を実施例１と同じ順送り型の絞り
加工装置に装着し、他の条件は実施例１と同じにして深
絞り加工を連続的に行って、正方形容器を連続的に作製
した。
実施例１で使用したものと同じ基材（最大表面粗さ（Ｒ
max ）は約０．５μｍ）を用い、この基材の表面に実施
例１と同様にして膜厚１μｍのＤＬＣ膜（ビッカース硬
さは３０００）を成膜して、目的とする無潤滑深絞り金
型（最大表面粗さ（Ｒmax ）は約０．６μｍ）を得た。
次に、この深絞り金型を実施例１と同じ順送り型の絞り
加工装置に装着し、他の条件は実施例１と同じにして深
絞り加工を連続的に行って、正方形容器を連続的に作製
した。
【００２８】この結果、材料破断等の加工不良を生じる
ことなく連続５０００回の深絞り加工を安定して行うこ
とができた。被加工材料の量的制約から深絞り加工は５
０００回で打ち切ったが、加工終了後においても無潤滑
絞り金型にＤＬＣ膜の剥離等の不良は全く認められなか
った。このとき得られた深絞り加工品（正方形容器）に
ついて実施例１と同様にして測定した側壁の最大表面粗
さ（Ｒmax ）の測定結果および実施例１と同様にして測
定した無潤滑絞り金型の肩アール部付近の最大表面粗さ
（Ｒmax ）の測定結果を図３に示す。
ことなく連続５０００回の深絞り加工を安定して行うこ
とができた。被加工材料の量的制約から深絞り加工は５
０００回で打ち切ったが、加工終了後においても無潤滑
絞り金型にＤＬＣ膜の剥離等の不良は全く認められなか
った。このとき得られた深絞り加工品（正方形容器）に
ついて実施例１と同様にして測定した側壁の最大表面粗
さ（Ｒmax ）の測定結果および実施例１と同様にして測
定した無潤滑絞り金型の肩アール部付近の最大表面粗さ
（Ｒmax ）の測定結果を図３に示す。
【００２９】１回目の深絞り加工で得られた深絞り加工
品（正方形容器）の側壁の最大表面粗さ（Ｒmax ）が９
μｍであるのに対して、５０００回目の深絞り加工で得
られた深絞り加工品（正方形容器）の側壁の最大表面粗
さ（Ｒmax ）が１４．５μｍであることから、深絞り加
工を連続的に行った場合でも最初に得られる深絞り加工
品（正方形容器）の最大表面粗さとその後に得られる深
絞り加工品（正方形容器）の最大表面粗さとの間には大
差ないことが確認された。また、無潤滑絞り金型の最大
表面粗さが１回目の深絞り加工を行う前の段階で約０．
６μｍ、５０００回目の深絞り加工を行った後の段階で
約２μｍであることから、潤滑剤を用いることなく連続
的に深絞り加工を行うことによる最大表面粗さの増加
（悪化）は小さいことが確認された。さらに、５０００
回目の深絞り加工を行った後の無潤滑絞り金型の肩アー
ル部付近にはわずかにアルミニウムの付着が認められた
が、このアルミニウムは布等で拭くことにより容易に脱
落するものであった。
品（正方形容器）の側壁の最大表面粗さ（Ｒmax ）が９
μｍであるのに対して、５０００回目の深絞り加工で得
られた深絞り加工品（正方形容器）の側壁の最大表面粗
さ（Ｒmax ）が１４．５μｍであることから、深絞り加
工を連続的に行った場合でも最初に得られる深絞り加工
品（正方形容器）の最大表面粗さとその後に得られる深
絞り加工品（正方形容器）の最大表面粗さとの間には大
差ないことが確認された。また、無潤滑絞り金型の最大
表面粗さが１回目の深絞り加工を行う前の段階で約０．
６μｍ、５０００回目の深絞り加工を行った後の段階で
約２μｍであることから、潤滑剤を用いることなく連続
的に深絞り加工を行うことによる最大表面粗さの増加
（悪化）は小さいことが確認された。さらに、５０００
回目の深絞り加工を行った後の無潤滑絞り金型の肩アー
ル部付近にはわずかにアルミニウムの付着が認められた
が、このアルミニウムは布等で拭くことにより容易に脱
落するものであった。
【００３０】これらのことから、被加工材料の量的制約
がなければ５０００回を超える深絞り加工を潤滑剤を用
いることなく連続的に行うことが可能であると判断され
た。さらには、連続的に絞り加工を行う途中（例えば１
０００回絞り加工する毎）で無潤滑深絞り金型を清掃す
る等の対策を施すことにより、更に多数回の深絞り加工
を潤滑剤を用いることなく連続的に行うことが可能であ
ると判断された。
がなければ５０００回を超える深絞り加工を潤滑剤を用
いることなく連続的に行うことが可能であると判断され
た。さらには、連続的に絞り加工を行う途中（例えば１
０００回絞り加工する毎）で無潤滑深絞り金型を清掃す
る等の対策を施すことにより、更に多数回の深絞り加工
を潤滑剤を用いることなく連続的に行うことが可能であ
ると判断された。
【００３１】比較例４ 実施例２で基材として用いた金型と同じ金型をそのまま
実施例２と同じ順送り型の絞り加工装置に装着し、他の
条件は実施例２と同じにして深絞り加工を連続的に行っ
た。この結果、１回目の深絞り加工後において早くも金
型の肩アール部付近に被加工材料（アルミニウム）の凝
着が認められ、わずか１０回の深絞り加工で材料破断が
発生した。深絞り加工を１０回行った後の金型の肩アー
ル部付近の最大表面粗さ（Ｒmax ）を実施例１と同様に
して測定したところ、約２３μｍまで悪化していた。
実施例２と同じ順送り型の絞り加工装置に装着し、他の
条件は実施例２と同じにして深絞り加工を連続的に行っ
た。この結果、１回目の深絞り加工後において早くも金
型の肩アール部付近に被加工材料（アルミニウム）の凝
着が認められ、わずか１０回の深絞り加工で材料破断が
発生した。深絞り加工を１０回行った後の金型の肩アー
ル部付近の最大表面粗さ（Ｒmax ）を実施例１と同様に
して測定したところ、約２３μｍまで悪化していた。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の無潤滑絞
り金型を用いれば、アルミニウムの絞り加工を行う場合
でさえも潤滑剤を使用することなく無潤滑絞り金型への
被加工材の凝着を防止することができるので、所望形状
の絞り加工品を連続的に作製することが容易である。ま
た、本発明の無潤滑絞り金型を用いれば種々の用途の絞
り加工品についてアルミニウム系材料製の製品を使用す
ることが容易になり、これに伴って種々の製品の軽量化
等を容易に図ることが可能になる。
り金型を用いれば、アルミニウムの絞り加工を行う場合
でさえも潤滑剤を使用することなく無潤滑絞り金型への
被加工材の凝着を防止することができるので、所望形状
の絞り加工品を連続的に作製することが容易である。ま
た、本発明の無潤滑絞り金型を用いれば種々の用途の絞
り加工品についてアルミニウム系材料製の製品を使用す
ることが容易になり、これに伴って種々の製品の軽量化
等を容易に図ることが可能になる。
【図１】実施例１および比較例１〜比較例３の各々で連
続的に作製した深絞り加工品の側壁の最大表面粗さ（Ｒ
max ）と各深絞り加工品を得たときの深絞り加工の回数
（１回目の深絞り加工からの通算回数）との関係を示す
グラフである。
続的に作製した深絞り加工品の側壁の最大表面粗さ（Ｒ
max ）と各深絞り加工品を得たときの深絞り加工の回数
（１回目の深絞り加工からの通算回数）との関係を示す
グラフである。
【図２】実施例１および比較例１〜比較例３の各々で連
続的に使用した金型の肩アール部付近の最大表面粗さ
（Ｒmax ）と深絞り加工の回数（１回目の深絞り加工か
らの通算回数）との関係を示すグラフである。
続的に使用した金型の肩アール部付近の最大表面粗さ
（Ｒmax ）と深絞り加工の回数（１回目の深絞り加工か
らの通算回数）との関係を示すグラフである。
【図３】実施例２で連続的に作製した深絞り加工品の側
壁の最大表面粗さ（Ｒmax ）と各深絞り加工品を得たと
きの深絞り加工の回数（１回目の深絞り加工からの通算
回数）との関係、および実施例２で連続的に使用した無
潤滑絞り金型の肩アール部付近の最大表面粗さ
（Ｒmax ）と深絞り加工の回数（１回目の深絞り加工か
らの通算回数）との関係を示すグラフである。
壁の最大表面粗さ（Ｒmax ）と各深絞り加工品を得たと
きの深絞り加工の回数（１回目の深絞り加工からの通算
回数）との関係、および実施例２で連続的に使用した無
潤滑絞り金型の肩アール部付近の最大表面粗さ
（Ｒmax ）と深絞り加工の回数（１回目の深絞り加工か
らの通算回数）との関係を示すグラフである。
Claims (6)
- 【請求項１】 表面がダイヤモンドライクカーボン膜に
よって被覆された絞り金型からなることを特徴とする無
潤滑絞り金型。 - 【請求項２】 絞り金型が深絞り金型である、請求項１
に記載の無潤滑絞り金型。 - 【請求項３】 絞り金型の基材が超硬合金からなる、請
求項１または請求項２に記載の無潤滑絞り金型。 - 【請求項４】 被成形材料を絞り加工するにあたり、少
なくとも金型としては表面がダイヤモンドライクカーボ
ン膜によって被覆された絞り金型からなる無潤滑絞り金
型を用い、潤滑剤を用いることなく絞り加工することを
特徴とする無潤滑絞り加工方法。 - 【請求項５】 絞り加工が深絞り加工である、請求項４
に記載の方法。 - 【請求項６】 無潤滑絞り金型の基材が超硬合金からな
る、請求項４または請求項５に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6223617A JPH0890092A (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 無潤滑絞り金型および無潤滑絞り加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6223617A JPH0890092A (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 無潤滑絞り金型および無潤滑絞り加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0890092A true JPH0890092A (ja) | 1996-04-09 |
Family
ID=16801015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6223617A Pending JPH0890092A (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 無潤滑絞り金型および無潤滑絞り加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0890092A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001246421A (ja) * | 2000-02-01 | 2001-09-11 | Nexans | 金属管製造方法 |
| JP2002194473A (ja) * | 2000-12-26 | 2002-07-10 | Kyocera Corp | 無潤滑絞り金型 |
| JP2017104905A (ja) * | 2015-12-01 | 2017-06-15 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | 金型および絞り缶の製造方法 |
| JP2020069502A (ja) * | 2018-10-31 | 2020-05-07 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | プレス加工用金型およびプレス加工方法 |
| WO2020090504A1 (ja) | 2018-10-31 | 2020-05-07 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | 機械加工用治具及び機械加工方法、並びにシームレス缶体の製造方法 |
-
1994
- 1994-09-19 JP JP6223617A patent/JPH0890092A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001246421A (ja) * | 2000-02-01 | 2001-09-11 | Nexans | 金属管製造方法 |
| JP2002194473A (ja) * | 2000-12-26 | 2002-07-10 | Kyocera Corp | 無潤滑絞り金型 |
| JP2017104905A (ja) * | 2015-12-01 | 2017-06-15 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | 金型および絞り缶の製造方法 |
| US11267033B2 (en) | 2015-12-01 | 2022-03-08 | Toyo Seikan Group Holdings, Ltd. | Mold and method for manufacturing drawn can |
| JP2020069502A (ja) * | 2018-10-31 | 2020-05-07 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | プレス加工用金型およびプレス加工方法 |
| WO2020090504A1 (ja) | 2018-10-31 | 2020-05-07 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | 機械加工用治具及び機械加工方法、並びにシームレス缶体の製造方法 |
| CN113039026A (zh) * | 2018-10-31 | 2021-06-25 | 东洋制罐集团控股株式会社 | 冲压加工用模具及冲压加工方法 |
| CN113039026B (zh) * | 2018-10-31 | 2024-04-05 | 东洋制罐集团控股株式会社 | 冲压加工用模具及冲压加工方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031202 |