JPH11264047A - プレス加工用工具 - Google Patents
プレス加工用工具Info
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- JPH11264047A JPH11264047A JP10065903A JP6590398A JPH11264047A JP H11264047 A JPH11264047 A JP H11264047A JP 10065903 A JP10065903 A JP 10065903A JP 6590398 A JP6590398 A JP 6590398A JP H11264047 A JPH11264047 A JP H11264047A
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- Japan
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- weight
- powder
- tool
- friction
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Abstract
(57)【要約】
【課題】耐摩耗性を高めて工具自身の寿命を長くし、摩
擦係数を低めて製品を傷つけにくくし、溶着を防いで低
コスト化をはかる。 【解決手段】プレス加工用工具（絞り型）１を、ＴｉＣ
X Ｎ1-X （０≦Ｘ≦１）の組成で示される炭窒化チタン
粉末６０重量％以上９４重量％以下に、鉄族元素，合金
鉄，ステンレス鋼の少なくとも一種で構成される焼結助
剤用粉末６重量％以上４０重量％以下を混合して焼結さ
せた炭窒化チタン焼結体で構成した。
擦係数を低めて製品を傷つけにくくし、溶着を防いで低
コスト化をはかる。 【解決手段】プレス加工用工具（絞り型）１を、ＴｉＣ
X Ｎ1-X （０≦Ｘ≦１）の組成で示される炭窒化チタン
粉末６０重量％以上９４重量％以下に、鉄族元素，合金
鉄，ステンレス鋼の少なくとも一種で構成される焼結助
剤用粉末６重量％以上４０重量％以下を混合して焼結さ
せた炭窒化チタン焼結体で構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、金属や合金、鋼
等の絞り加工や曲げ加工などのプレス加工に使用される
絞り型やダイス、パンチ等のプレス加工用工具に関す
る。
等の絞り加工や曲げ加工などのプレス加工に使用される
絞り型やダイス、パンチ等のプレス加工用工具に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】鋼板のプレス加工、たとえば自動車用エ
キゾースト・マニフォールド・パイプや缶詰用ブリキ缶
等の絞り加工や曲げ加工等で用いる工具として、従来か
ら拡げ型や絞り型等の冷管圧延用冶具が知られている。
これらの冶具には、そのライフサイクルが長いこと、プ
レス加工時の摩擦熱に耐えうる耐熱性が必要であるこ
と、被加工物を傷つけないこと、および被加工物を座屈
させないこと等の要求により、被加工物である鋼材との
間の摩擦が低く、摩耗の少ない耐熱性のある材料、たと
えば古くからハイス鋼（高速度鋼：high speed stee
l）、最近では超硬合金などが使用されている。
キゾースト・マニフォールド・パイプや缶詰用ブリキ缶
等の絞り加工や曲げ加工等で用いる工具として、従来か
ら拡げ型や絞り型等の冷管圧延用冶具が知られている。
これらの冶具には、そのライフサイクルが長いこと、プ
レス加工時の摩擦熱に耐えうる耐熱性が必要であるこ
と、被加工物を傷つけないこと、および被加工物を座屈
させないこと等の要求により、被加工物である鋼材との
間の摩擦が低く、摩耗の少ない耐熱性のある材料、たと
えば古くからハイス鋼（高速度鋼：high speed stee
l）、最近では超硬合金などが使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ハイス鋼や高クロム工
具鋼は古くからプレス加工用工具として使用されている
が、耐摩耗性に劣り、鋼板等の同種材料に対する摩擦係
数が高く、焼き付き等が発生するためにオイル等と併用
されている。しかし、それにもかかわらず摩耗量が激し
いために冶具材のライフが短く、被加工物を傷つけやす
く製品が座屈する等の問題があった。
具鋼は古くからプレス加工用工具として使用されている
が、耐摩耗性に劣り、鋼板等の同種材料に対する摩擦係
数が高く、焼き付き等が発生するためにオイル等と併用
されている。しかし、それにもかかわらず摩耗量が激し
いために冶具材のライフが短く、被加工物を傷つけやす
く製品が座屈する等の問題があった。
【０００４】これは耐摩耗性に劣り、摩擦係数が高いだ
けでなく、摩擦熱により被加工物材である金属等が溶け
て工具に付着する現象、すなわち溶着が生じているため
である。溶着が起こると、その溶着部に接触する製品が
傷ついたり、工具の溶着部も製品との摩擦により傷つい
たり、あるいは製品が溶着部との摩擦によりスムーズに
進まないため座屈したりする。したがって絞り型の場合
には、角度の狭い型から徐々に広い型に変えて所望の角
度にする必要があり、たとえば角度が１０度、２０度、
３０度の３つの型等を使って何度も加工しなければなら
ず、作業性が悪く、コスト高を招いていた。
けでなく、摩擦熱により被加工物材である金属等が溶け
て工具に付着する現象、すなわち溶着が生じているため
である。溶着が起こると、その溶着部に接触する製品が
傷ついたり、工具の溶着部も製品との摩擦により傷つい
たり、あるいは製品が溶着部との摩擦によりスムーズに
進まないため座屈したりする。したがって絞り型の場合
には、角度の狭い型から徐々に広い型に変えて所望の角
度にする必要があり、たとえば角度が１０度、２０度、
３０度の３つの型等を使って何度も加工しなければなら
ず、作業性が悪く、コスト高を招いていた。
【０００５】超硬合金はハイス鋼等と比べて耐摩耗性が
改善されて耐久性はあるものの、溶着が起こることもあ
り、摩擦係数が高くそのままでは製品を傷つけやすい。
改善されて耐久性はあるものの、溶着が起こることもあ
り、摩擦係数が高くそのままでは製品を傷つけやすい。
【０００６】そこで近年、潤滑性を高める対策として、
超硬合金表面をＴｉＣ、ＴｉＮ、またはＴｉＣＮの被膜
で覆う技術が提案されている（たとえば特開昭６１−７
４７２５号公報、特開平８−２０６７５５号公報）。し
かしながらこの場合には、被膜が摩耗したり剥離したり
しやすいために耐用寿命が短かくなったり、被膜が摩
耗、剥離すると再びこれをつけ直す必要があるためにコ
スト高を招いたりする等の問題があった。
超硬合金表面をＴｉＣ、ＴｉＮ、またはＴｉＣＮの被膜
で覆う技術が提案されている（たとえば特開昭６１−７
４７２５号公報、特開平８−２０６７５５号公報）。し
かしながらこの場合には、被膜が摩耗したり剥離したり
しやすいために耐用寿命が短かくなったり、被膜が摩
耗、剥離すると再びこれをつけ直す必要があるためにコ
スト高を招いたりする等の問題があった。
【０００７】この発明は、このような従来の問題を考慮
してなされたもので、溶着を防ぎ、耐摩耗性を高めて工
具自身の寿命を長くし、溶着を防ぎ、摩擦係数を低めて
製品を傷つけにくくし、機械的強度についてもプレス加
工における衝撃に耐えうる靭性と高い曲げ強度とを有す
るプレス加工用工具を提供し、低コスト化を図ることを
目的とする。
してなされたもので、溶着を防ぎ、耐摩耗性を高めて工
具自身の寿命を長くし、溶着を防ぎ、摩擦係数を低めて
製品を傷つけにくくし、機械的強度についてもプレス加
工における衝撃に耐えうる靭性と高い曲げ強度とを有す
るプレス加工用工具を提供し、低コスト化を図ることを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にかかるプレス加工用工具は、ＴｉＣX Ｎ
1-X （０≦Ｘ≦１）の組成で示される炭窒化チタン粉末
６０重量％以上９４重量％以下に、鉄族元素，合金鉄，
ステンレス鋼の少なくとも一種で構成される焼結助剤用
粉末６重量％以上４０重量％以下を混合して焼結させた
炭窒化チタン焼結体で構成したことを特徴とする。この
発明におけるプレス加工用工具は、おおよそ金属や合
金、鋼等の絞り加工や曲げ加工などのプレス加工に使用
される絞り型やダイス、パンチ等の工具一般をすべて対
象範囲とする。
め、この発明にかかるプレス加工用工具は、ＴｉＣX Ｎ
1-X （０≦Ｘ≦１）の組成で示される炭窒化チタン粉末
６０重量％以上９４重量％以下に、鉄族元素，合金鉄，
ステンレス鋼の少なくとも一種で構成される焼結助剤用
粉末６重量％以上４０重量％以下を混合して焼結させた
炭窒化チタン焼結体で構成したことを特徴とする。この
発明におけるプレス加工用工具は、おおよそ金属や合
金、鋼等の絞り加工や曲げ加工などのプレス加工に使用
される絞り型やダイス、パンチ等の工具一般をすべて対
象範囲とする。
【０００９】この発明によれば、ＴｉＣとＴｉＮとの間
の全率型の固溶体である炭窒化チタン粉末ＴｉＣX Ｎ
1-X （０≦Ｘ≦１）６０重量％９４重量％以下に、鉄族
元素，合金鉄，ステアリング鋼の少なくとも一種で構成
される焼結助材用粉末６重量％以上４０重量％以下を混
合して焼結したため、得られる炭窒化チタン焼結体は、
焼結性がよくかつ機械的強度が高く耐摩耗性に優れ、摩
擦係数が低いといった特性を併せ持つ。ＴｉＣＮは超硬
合金よりも耐熱性に優れているため、プレス加工の際に
発生する摩擦熱で溶着することが回避できる利点もあ
る。
の全率型の固溶体である炭窒化チタン粉末ＴｉＣX Ｎ
1-X （０≦Ｘ≦１）６０重量％９４重量％以下に、鉄族
元素，合金鉄，ステアリング鋼の少なくとも一種で構成
される焼結助材用粉末６重量％以上４０重量％以下を混
合して焼結したため、得られる炭窒化チタン焼結体は、
焼結性がよくかつ機械的強度が高く耐摩耗性に優れ、摩
擦係数が低いといった特性を併せ持つ。ＴｉＣＮは超硬
合金よりも耐熱性に優れているため、プレス加工の際に
発生する摩擦熱で溶着することが回避できる利点もあ
る。
【００１０】また焼結助剤用粉末として、鉄族元素（Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ）のうちＦｅ、合金鉄あるいはステンレ
ス鋼を用いた場合には炭窒化チタン粉末からのカーボン
（Ｃ）がこの助剤に含まれるＦｅと容易に固溶し、焼結
助材の金属層とＴｉＣＮ層との界面にＦｅとＣの固溶層
の形で炭素が存在する層（このカーボン量の多い層は
「浸炭層」と呼ばれる）を形成させ、この層中のカーボ
ンが潤滑効果に寄与し、摩擦係数をより下げることがで
きる。
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ）のうちＦｅ、合金鉄あるいはステンレ
ス鋼を用いた場合には炭窒化チタン粉末からのカーボン
（Ｃ）がこの助剤に含まれるＦｅと容易に固溶し、焼結
助材の金属層とＴｉＣＮ層との界面にＦｅとＣの固溶層
の形で炭素が存在する層（このカーボン量の多い層は
「浸炭層」と呼ばれる）を形成させ、この層中のカーボ
ンが潤滑効果に寄与し、摩擦係数をより下げることがで
きる。
【００１１】したがって、好ましい焼結助材用粉体は、
Ｆｅ，合金鉄，ステアリング鋼である。
Ｆｅ，合金鉄，ステアリング鋼である。
【００１２】この発明で、炭窒化チタン粉末の混合量は
６０重量％以上９４重量％以下であり、焼結助剤用粉末
の混合量は６重量％以上４０重量％以下であるものとし
たのは、焼結助剤用粉末の混合量が６重量％未満では焼
結性がわるく緻密化が十分に行われず、４０重量％を超
える場合では摩擦係数が高くなり、耐摩耗性も著しく低
下するためである。より好ましくは、より低い摩擦係数
が得られ、耐摩耗性も向上するため、炭窒化チタン粉末
の混合量は８５重量％以上９４重量％以下であり、焼結
助剤用粉末の混合量は６重量％以上１５重量％以下であ
るものとする。
６０重量％以上９４重量％以下であり、焼結助剤用粉末
の混合量は６重量％以上４０重量％以下であるものとし
たのは、焼結助剤用粉末の混合量が６重量％未満では焼
結性がわるく緻密化が十分に行われず、４０重量％を超
える場合では摩擦係数が高くなり、耐摩耗性も著しく低
下するためである。より好ましくは、より低い摩擦係数
が得られ、耐摩耗性も向上するため、炭窒化チタン粉末
の混合量は８５重量％以上９４重量％以下であり、焼結
助剤用粉末の混合量は６重量％以上１５重量％以下であ
るものとする。
【００１３】同様の理由から、この発明でさらに好まし
くは、炭窒化チタン粉末はＴｉＣXＮ1-X （０．２≦Ｘ
≦０．８）の組成で示されるものとする。より好ましく
はＴｉＣX Ｎ1-X （０．５≦Ｘ≦０．７）の組成で示さ
れるものとする。
くは、炭窒化チタン粉末はＴｉＣXＮ1-X （０．２≦Ｘ
≦０．８）の組成で示されるものとする。より好ましく
はＴｉＣX Ｎ1-X （０．５≦Ｘ≦０．７）の組成で示さ
れるものとする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるプレス加
工用工具の実施形態を具体的に説明する。
工用工具の実施形態を具体的に説明する。
【００１５】（第１の実施の形態）この実施の形態で
は、ＴｉＣX Ｎ1-X （０≦Ｘ≦１）の組成範囲内で互い
にＸ値が異なる６つの実験例用の粉末、すなわち実験例
１（Ｘ＝０：ＴｉＣ0 Ｎ1 ）、実験例２（Ｘ＝０．２：
ＴｉＣ0.2 Ｎ0.8 ）、実験例３（Ｘ＝０．５：ＴｉＣ
0.5 Ｎ0.5 ）、実験例４（Ｘ＝０．７：ＴｉＣ0.7 Ｎ
0.3 ）、実験例５（Ｘ＝０．８：ＴｉＣ0.8 Ｎ0.2 ）、
実験例６（Ｘ＝１：ＴｉＣ1 Ｎ0 ）をそれぞれ用意し、
焼結助剤用粉末としてステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ
ＪＩＳ Ｇ ４３０３−１９８８）を用意する。
は、ＴｉＣX Ｎ1-X （０≦Ｘ≦１）の組成範囲内で互い
にＸ値が異なる６つの実験例用の粉末、すなわち実験例
１（Ｘ＝０：ＴｉＣ0 Ｎ1 ）、実験例２（Ｘ＝０．２：
ＴｉＣ0.2 Ｎ0.8 ）、実験例３（Ｘ＝０．５：ＴｉＣ
0.5 Ｎ0.5 ）、実験例４（Ｘ＝０．７：ＴｉＣ0.7 Ｎ
0.3 ）、実験例５（Ｘ＝０．８：ＴｉＣ0.8 Ｎ0.2 ）、
実験例６（Ｘ＝１：ＴｉＣ1 Ｎ0 ）をそれぞれ用意し、
焼結助剤用粉末としてステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ
ＪＩＳ Ｇ ４３０３−１９８８）を用意する。
【００１６】次いで両粉末を所定の混合比、すなわち炭
窒化チタン粉末が９４重量％、焼結助剤用粉末が６重量
％となる状態で混合する。この混合物の成形・焼結法に
ついては、混合物を所定の形状に成形し、その成形体を
水素ガス雰囲気中で６５０℃〜１３００℃で加熱し、そ
の後、アルゴン雰囲気中または真空中で１３００℃〜１
６００℃で無加圧焼結を行うことや、単に、アルゴン雰
囲気中や真空中などの非酸化性雰囲気中で、１３００〜
１６００℃で無加圧焼結を行うことにより炭窒化チタン
焼結体で構成されるプレス加工用工具が得られる。
窒化チタン粉末が９４重量％、焼結助剤用粉末が６重量
％となる状態で混合する。この混合物の成形・焼結法に
ついては、混合物を所定の形状に成形し、その成形体を
水素ガス雰囲気中で６５０℃〜１３００℃で加熱し、そ
の後、アルゴン雰囲気中または真空中で１３００℃〜１
６００℃で無加圧焼結を行うことや、単に、アルゴン雰
囲気中や真空中などの非酸化性雰囲気中で、１３００〜
１６００℃で無加圧焼結を行うことにより炭窒化チタン
焼結体で構成されるプレス加工用工具が得られる。
【００１７】本実験では、成形体を水素ガス雰囲気中
で、６５０〜１３００℃で加熱し、その後アルゴン雰囲
気中で１３００〜１６００℃で無加圧焼結を行うことに
よってプレス加工用工具を得た。
で、６５０〜１３００℃で加熱し、その後アルゴン雰囲
気中で１３００〜１６００℃で無加圧焼結を行うことに
よってプレス加工用工具を得た。
【００１８】得られた実験例１〜６の各焼結体の工具サ
ンプルに対してそれぞれ摩擦摩耗試験を行った。この試
験は、図１に示すピンオンディスク式摩擦試験機（東京
試験機製作所製）を使用し、油圧シリンダ１０の駆動力
を用いて試料ホルダ１１に支持されたピン状試験片１２
を回転式摩擦板（相手材）１３に一定荷重で押し付ける
ピンオンディスク法を適用したものである。
ンプルに対してそれぞれ摩擦摩耗試験を行った。この試
験は、図１に示すピンオンディスク式摩擦試験機（東京
試験機製作所製）を使用し、油圧シリンダ１０の駆動力
を用いて試料ホルダ１１に支持されたピン状試験片１２
を回転式摩擦板（相手材）１３に一定荷重で押し付ける
ピンオンディスク法を適用したものである。
【００１９】試験条件は、押付け荷重；１．４ｋｇｆ、
摺動距離；２４．３ｋｍ、試験片寸法；φ５×２０Ｌｍ
ｍ、摺動速度；５０．２４ｍ／ｍｉｎ、雰囲気；室温大
気中、相手面材質；ＳＫＤ１１（ＪＩＳ Ｇ ４４０４
−１９８３合金工具鋼）とした。
摺動距離；２４．３ｋｍ、試験片寸法；φ５×２０Ｌｍ
ｍ、摺動速度；５０．２４ｍ／ｍｉｎ、雰囲気；室温大
気中、相手面材質；ＳＫＤ１１（ＪＩＳ Ｇ ４４０４
−１９８３合金工具鋼）とした。
【００２０】得られた各焼結体の摩擦係数および摩耗量
を表１に示す。
を表１に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】その結果、本発明の実施例１〜６では、摩
擦係数が０．４５〜０．６０、摩耗量が１０〜２５×１
０-7ｍｍ2 ／ｋｇｆであり、低い摩擦係数が得られ、耐
摩耗性にも優れておりプレス加工用工具に適しているこ
とが分かった。
擦係数が０．４５〜０．６０、摩耗量が１０〜２５×１
０-7ｍｍ2 ／ｋｇｆであり、低い摩擦係数が得られ、耐
摩耗性にも優れておりプレス加工用工具に適しているこ
とが分かった。
【００２３】また、実施例２〜５は、より摩擦係数が低
く、かつ、より摩耗量も少ないため、炭窒化チタン粉末
ＴｉＣｘＮ1-X の組成は、０．２≦Ｘ≦０．８が好まし
いことが分かった。同様の理由から、０．５≦Ｘ≦０．
７（実験例３，４）がより好ましいことが分かった。
く、かつ、より摩耗量も少ないため、炭窒化チタン粉末
ＴｉＣｘＮ1-X の組成は、０．２≦Ｘ≦０．８が好まし
いことが分かった。同様の理由から、０．５≦Ｘ≦０．
７（実験例３，４）がより好ましいことが分かった。
【００２４】（第２の実施の形態）この実施の形態で
は、炭窒化チタン粉末として上記実験例４のＴｉＣ0.7
Ｎ0. 3 （Ｘ＝０．７）を使用し、この炭窒化チタン粉末
と上記と同様のＳＵＳ３１６Ｌで構成した焼結助剤用粉
末との混合比が異なる６つの実験例用の混合物、すなわ
ち比較例１（ＳＵＳ：４重量％）、実験例７（ＳＵＳ：
６重量％）、実験例８（ＳＵＳ：１０重量％）、実験例
９（ＳＵＳ：１５重量％）、実験例１０（ＳＵＳ：４０
重量％）、比較例２（ＳＵＳ：４５重量％）を作成し
た。その他は上記と同様の条件で焼結し、得られた各実
験例７〜１０、比較例１，２について押付け荷重を０．
７ｋｇｆとした以外は、上記と同様の摩擦摩耗試験を行
った。その結果を表２に示す。
は、炭窒化チタン粉末として上記実験例４のＴｉＣ0.7
Ｎ0. 3 （Ｘ＝０．７）を使用し、この炭窒化チタン粉末
と上記と同様のＳＵＳ３１６Ｌで構成した焼結助剤用粉
末との混合比が異なる６つの実験例用の混合物、すなわ
ち比較例１（ＳＵＳ：４重量％）、実験例７（ＳＵＳ：
６重量％）、実験例８（ＳＵＳ：１０重量％）、実験例
９（ＳＵＳ：１５重量％）、実験例１０（ＳＵＳ：４０
重量％）、比較例２（ＳＵＳ：４５重量％）を作成し
た。その他は上記と同様の条件で焼結し、得られた各実
験例７〜１０、比較例１，２について押付け荷重を０．
７ｋｇｆとした以外は、上記と同様の摩擦摩耗試験を行
った。その結果を表２に示す。
【００２５】
【表２】
【００２６】その結果、本発明の範囲内で調整した実験
例７〜１０では摩擦係数が０．３〜０．５５、摩耗量が
３〜１８×１０-7ｍｍ2 ／ｋｇｆであり、低い摩擦係数
が得られ、耐摩耗性にも優れておりプレス加工用工具に
適していることが分かった。
例７〜１０では摩擦係数が０．３〜０．５５、摩耗量が
３〜１８×１０-7ｍｍ2 ／ｋｇｆであり、低い摩擦係数
が得られ、耐摩耗性にも優れておりプレス加工用工具に
適していることが分かった。
【００２７】比較例１では、焼結性が悪く、測定するこ
とができなかった。比較例２では、摩擦係数、摩耗量と
もに著しく増加し、プレス加工用工具として適さないこ
とが分かった。また、実験例７〜９では、より摩擦係数
が低く、かつより摩耗量も少ないため、焼結助剤用粉末
の混合量は６〜１５重量％が好ましいことが分かった。
とができなかった。比較例２では、摩擦係数、摩耗量と
もに著しく増加し、プレス加工用工具として適さないこ
とが分かった。また、実験例７〜９では、より摩擦係数
が低く、かつより摩耗量も少ないため、焼結助剤用粉末
の混合量は６〜１５重量％が好ましいことが分かった。
【００２８】（第３の実施の形態）この実施の形態で
は、焼結助剤用粉末として３つの実験例用の金属、すな
わち実験例１１（Ｎｉ：６重量％）、実験例１２（Ｆ
ｅ：６重量％）、実験例１３（ＳＵＳ３１６Ｌ：６重量
％）を使用し、その他は上記と同様の条件で炭窒化チタ
ン焼結体を形成し、摩擦摩耗試験を行った。比較検討の
ため、炭窒化チタン焼結体に代わる３種のサンプル、す
なわち比較例３（Ｓｉ3 Ｎ4 ）と、比較例４（ＳＫＤ１
１）、および比較例５（超硬合金）についても押付け荷
重及び、摺動距離を変化させた以外は、同様の試験を行
った。この試験結果を図２〜図５に示す。
は、焼結助剤用粉末として３つの実験例用の金属、すな
わち実験例１１（Ｎｉ：６重量％）、実験例１２（Ｆ
ｅ：６重量％）、実験例１３（ＳＵＳ３１６Ｌ：６重量
％）を使用し、その他は上記と同様の条件で炭窒化チタ
ン焼結体を形成し、摩擦摩耗試験を行った。比較検討の
ため、炭窒化チタン焼結体に代わる３種のサンプル、す
なわち比較例３（Ｓｉ3 Ｎ4 ）と、比較例４（ＳＫＤ１
１）、および比較例５（超硬合金）についても押付け荷
重及び、摺動距離を変化させた以外は、同様の試験を行
った。この試験結果を図２〜図５に示す。
【００２９】図２および図３は、押付け荷重０．７ｋｇ
ｆおよび１．４ｋｇｆ、摺動距離８．１ｋｍと１６．２
ｋｍと２４．３ｋｍの条件で測定した摩擦係数を示す一
方、図４および図５は、押付け荷重０．７ｋｇｆおよび
１．４ｋｇｆ、摺動距離８．１ｋｍと１６．２ｋｍと２
４．３ｋｍの条件で測定した摩耗量を示す。
ｆおよび１．４ｋｇｆ、摺動距離８．１ｋｍと１６．２
ｋｍと２４．３ｋｍの条件で測定した摩擦係数を示す一
方、図４および図５は、押付け荷重０．７ｋｇｆおよび
１．４ｋｇｆ、摺動距離８．１ｋｍと１６．２ｋｍと２
４．３ｋｍの条件で測定した摩耗量を示す。
【００３０】この結果、本発明の範囲内で調整した実験
例１１〜１３のサンプルの摩擦係数は各比較例３〜５と
比べて著しく小さく、また摩耗量は比較例５の超硬合金
よりは多いものの、他の比較例３，４の材質と比べて小
さい。
例１１〜１３のサンプルの摩擦係数は各比較例３〜５と
比べて著しく小さく、また摩耗量は比較例５の超硬合金
よりは多いものの、他の比較例３，４の材質と比べて小
さい。
【００３１】ここで、図２を見ると、比較例４は、摺動
距離が８．１ｋｍから２４．３ｋｍに増加すると、摩擦
係数が約０．６増加している。また、図３を見ると、比
較例５も同様に、摩擦係数が約０．４５増加している。
このように、摺動距離とともに、摩擦係数が著しく大き
くなる現象は、溶着が起こっているためである。したが
って、比較例４，５では溶着が発生していることが分か
った。しかし、実験例１１〜１３では、摩擦係数はほと
んど増加せず、一番増加の多いもの（図３中の比較例１
１参照）でも、０．１しか増加せず、溶着が発生してい
ないことが分かった。
距離が８．１ｋｍから２４．３ｋｍに増加すると、摩擦
係数が約０．６増加している。また、図３を見ると、比
較例５も同様に、摩擦係数が約０．４５増加している。
このように、摺動距離とともに、摩擦係数が著しく大き
くなる現象は、溶着が起こっているためである。したが
って、比較例４，５では溶着が発生していることが分か
った。しかし、実験例１１〜１３では、摩擦係数はほと
んど増加せず、一番増加の多いもの（図３中の比較例１
１参照）でも、０．１しか増加せず、溶着が発生してい
ないことが分かった。
【００３２】以上のことから、本発明の実施例１１〜１
３は摩擦係数が低く、耐摩耗性にも優れ、溶着も起こら
ず、トータルとしてみた場合に最も耐用寿命が長く、製
品を傷つけない特性を有していることが確認された。
３は摩擦係数が低く、耐摩耗性にも優れ、溶着も起こら
ず、トータルとしてみた場合に最も耐用寿命が長く、製
品を傷つけない特性を有していることが確認された。
【００３３】又、図３を見ると、焼結助剤用粉末とし
て、ＦｅやＦｅを含むＳＵＳ３１６Ｌを用いた実験例１
２，１３は、Ｎｉを用いた実験例１１に比べて、摩擦係
数が小さく、潤滑性が高いことが分かった。
て、ＦｅやＦｅを含むＳＵＳ３１６Ｌを用いた実験例１
２，１３は、Ｎｉを用いた実験例１１に比べて、摩擦係
数が小さく、潤滑性が高いことが分かった。
【００３４】（第４の実施の形態）この実施の形態で
は、上記実験例４の炭窒化チタン焼結体、すなわちＴｉ
Ｃ0.7 Ｎ0.3 （Ｘ＝０．７）の炭窒化チタン９４重量
％、ＳＵＳ３１６Ｌの焼結助剤用粉末６重量％の混合物
から成形・焼結したものを用いて、図６に示すプレス加
工用工具である絞り型１を実験例１４として作製し、こ
れを使って厚さ１ｍｍのパイプ（材質：ＳＫＤ１１）を
加工し、その耐用回数を測定した。この耐用回数として
は、工具自身が摩耗や溶着により傷つき使用できなくな
るまでの回数あるいは製品を傷つけて正常なものを加工
できなくなるまでの回数をどちからの現象が先に起こっ
た時点で測定した。また曲げ強度と破壊靭性値について
も測定した。
は、上記実験例４の炭窒化チタン焼結体、すなわちＴｉ
Ｃ0.7 Ｎ0.3 （Ｘ＝０．７）の炭窒化チタン９４重量
％、ＳＵＳ３１６Ｌの焼結助剤用粉末６重量％の混合物
から成形・焼結したものを用いて、図６に示すプレス加
工用工具である絞り型１を実験例１４として作製し、こ
れを使って厚さ１ｍｍのパイプ（材質：ＳＫＤ１１）を
加工し、その耐用回数を測定した。この耐用回数として
は、工具自身が摩耗や溶着により傷つき使用できなくな
るまでの回数あるいは製品を傷つけて正常なものを加工
できなくなるまでの回数をどちからの現象が先に起こっ
た時点で測定した。また曲げ強度と破壊靭性値について
も測定した。
【００３５】比較のため、炭窒化チタン焼結体に代わる
３種のサンプル、すなわち比較例６（超硬合金）、比較
例７（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、比較例８（ＳＫＤ１１）について
も同様の試験を行った。その試験結果を表３に示す。
３種のサンプル、すなわち比較例６（超硬合金）、比較
例７（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、比較例８（ＳＫＤ１１）について
も同様の試験を行った。その試験結果を表３に示す。
【００３６】
【表３】
【００３７】その結果、本発明品である実験例１４は、
耐用回数が２６，５００回と各比較例と比べて１．２倍
〜２．６倍ともっとも高いことが確認された。これは比
較例６〜８に代表される他の材質に比べて摩擦係数がも
っとも低く、溶着もおこらず、ある程度の機械的強度と
耐摩耗性を有しているためと考えられる。また実験例１
４では、曲げ強度が超硬合金の次に高く、破壊靭性がＳ
ＫＤ１１の次に高くなっており、トータルでみた場合に
強度および靭性の両方ともに兼ね備えており、プレス加
工用工具として耐用できるレベルを示すことが確認され
た。
耐用回数が２６，５００回と各比較例と比べて１．２倍
〜２．６倍ともっとも高いことが確認された。これは比
較例６〜８に代表される他の材質に比べて摩擦係数がも
っとも低く、溶着もおこらず、ある程度の機械的強度と
耐摩耗性を有しているためと考えられる。また実験例１
４では、曲げ強度が超硬合金の次に高く、破壊靭性がＳ
ＫＤ１１の次に高くなっており、トータルでみた場合に
強度および靭性の両方ともに兼ね備えており、プレス加
工用工具として耐用できるレベルを示すことが確認され
た。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
炭窒化チタン焼結体を使用し、その炭窒化チタン粉末と
焼結助剤用粉末との成分組成を一定条件とすることによ
り、工具自身の耐用寿命が長く、被加工物を傷つけず、
低コスト化を図ることができる。
炭窒化チタン焼結体を使用し、その炭窒化チタン粉末と
焼結助剤用粉末との成分組成を一定条件とすることによ
り、工具自身の耐用寿命が長く、被加工物を傷つけず、
低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態で使用した摩擦摩耗試験
器の概要図。
器の概要図。
【図２】押付け０．７ｋｇｆの場合における摩擦係数の
測定結果を説明するグラフ。
測定結果を説明するグラフ。
【図３】押付け１．４ｋｇｆの場合における摩擦係数の
測定結果を説明するグラフ。
測定結果を説明するグラフ。
【図４】押付け０．７ｋｇｆの場合における摩耗量の測
定結果を説明するグラフ。
定結果を説明するグラフ。
【図５】押付け１．４ｋｇｆの場合における摩耗量の測
定結果を説明するグラフ。
定結果を説明するグラフ。
【図６】炭窒化チタン焼結体で作製した絞り型の概要
図。
図。
１ 絞り型（プレス加工用工具） １０ 油圧シリンダ １１ 試料ホルダ １２ 試料 １３ 回転式摩擦板
Claims (2)
- 【請求項１】 ＴｉＣX Ｎ1-X （０≦Ｘ≦１）の組成で
示される炭窒化チタン粉末６０重量％以上９４重量％以
下に、鉄族元素，合金鉄，ステンレス鋼の少なくとも一
種で構成される焼結助剤用粉末６重量％以上４０重量％
以下を混合して焼結させた炭窒化チタン焼結体で構成し
たことを特徴とするプレス加工用工具。 - 【請求項２】 請求項１記載の発明において、前記炭窒
化チタン粉末はＴｉＣX Ｎ1-X （０．２≦Ｘ≦０．８）
の組成で示されるものであることを特徴とするプレス加
工用工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10065903A JPH11264047A (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | プレス加工用工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10065903A JPH11264047A (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | プレス加工用工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11264047A true JPH11264047A (ja) | 1999-09-28 |
Family
ID=13300398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10065903A Pending JPH11264047A (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | プレス加工用工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11264047A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011506763A (ja) * | 2007-12-14 | 2011-03-03 | シーバー フォーミング ソリューションズ ゲーエムベーハー | 金属粉末および／またはセラミック粉末とレーザ光線とを用いて金属粉末および／またはセラミック粉末から環状の回転対称のワークピースを製造する方法および装置 |
| JP2015183280A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-22 | 日立化成株式会社 | 粉末成形用ダイ |
-
1998
- 1998-03-16 JP JP10065903A patent/JPH11264047A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011506763A (ja) * | 2007-12-14 | 2011-03-03 | シーバー フォーミング ソリューションズ ゲーエムベーハー | 金属粉末および／またはセラミック粉末とレーザ光線とを用いて金属粉末および／またはセラミック粉末から環状の回転対称のワークピースを製造する方法および装置 |
| JP2015183280A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-22 | 日立化成株式会社 | 粉末成形用ダイ |
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