JPS6225467B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、粗加工された母体金属に母体と異
なる金属を肉盛し、プレス成形用金型を製作する
方法において、特に内径輪郭が大略多角形のプレ
ス成形用ダイスの製作を能率的かつ容易にし、し
かもすぐれた金型を得る方法に関するものであ
る。

従来、この種の金型を製作する方法として、ア
ーク溶接、ガス溶接などで鋼材等の表面に耐摩耗
性、耐焼付性あるいはすべり性にすぐれた金属を
肉盛する方法があり、アーク溶接の場合は手溶接
あるいは自動溶接、ガス溶接の場合には専ら手溶
接による肉盛が行なわれていた。このうち、アー
ク溶接による場合は溶接部での溶込みが大きいた
めに母体と肉盛金属との成分希釈が大きくなり、
肉盛金属の純度が大幅に低下するので、そのすぐ
れた耐摩耗性、耐焼付性、すべり性などの特性が
損なわれる。これを避けるためには、多層盛りを
行つて肉盛金属の純度を順次高めて行く必要があ
り、プレス加工による金型の摩耗が極めて小さい
に拘らず通常３〜４層の肉盛を施さねばならなか
つた。従つて肉盛に要する時間が長く、このよう
な金型の本来の目的である、安く、高性能な金型
を得る目的にかなわない場合もあつた。また、ガ
ス溶接の場合には、溶接部での溶込みが小さく高
品質の肉盛金属が得られるものの、元来、ガス溶
接では投入できる熱量が小さいため、溶接速度が
小さいという欠点があつた。

さらに、角筒絞り用ダイスなど内径輪郭が大略
多角形のダイスは、その多角形の各辺の交差する
部分におけるコーナアールと呼ばれる丸みと、プ
レス成形時にダイス上面からダイスの内面へ被成
形材料を滑り込ませるためのダイス肩部における
ダイアールと呼ばれる丸みを有し、このコーナア
ールとダイアールの交差部は鞍形となる。ただ
し、ダイス内径輪郭がくぼみを持つ多角形の場合
には、そのくぼみ部分のコーナアールとダイアー
ルの交差部は球形などの一部となる。

このような部分にアーク溶接で肉盛する場合に
は、手溶接では肉盛金属の品質が安定せず、また
自動溶接を行うには倣い装置や数値制御装置など
の高価な装置を用いる必要があつた。

この発明は上記のごとく従来法の欠点にかんが
みてなされたもので、逆極性ソフトプラズマ肉盛
法を利用することにより、一層の肉盛だけで母材
と肉盛金属の成分希釈のほとんどない溶接を施す
と共に、コーナ丸み付近のみは母体金属上面に溝
を加工し、該溝に上面からのみ肉盛することによ
つて、迅速に安価で高品質なプレス成形用ダイス
を製造する方法を提供するものである。

以下、この発明の実施例について説明するが、
まず逆極性ソフトプラズマ肉盛法の特徴について
簡単に説明する。第１図は通常のアーク溶接法と
逆極性ソフトプラズマ肉盛法における肉盛ビード
の断面形状を比較したものである。同図におい
て、１は余盛、２は溶込み、３は母材である。肉
盛部の特性を表わす尺度として次式で示される希
釈率を用いることが多い。

希釈率（％）＝溶込み断面積／溶込み断面積＋余盛断面
積×100 第１図ａは通常のアーク溶接の場合を示したも
のであるが、希釈率が数10％であるのに比べ、逆
極性ソフトプラズマ肉盛法の場合（同図ｂ）で
は、0.1％程度の低希釈率が達成できる。この希
釈率が大きいと、肉盛金属成分が母体金属によつ
て薄められ、大幅にその特性が損なわれるが、逆
極性ソフトプラズマ肉盛法ではそのようなことは
ない。ちなみに、第２図はすぐれた耐摩耗性、耐
焼付性あるいはすべり性を示す金型用材料として
市販されている銅−アルミ系合金を安価で強靭な
鋼材であるSS41上に肉盛した場合の肉盛金属の
ビツカース硬度と希釈率の関係を示すものであ
る。希釈率がわずかでも大きくなると、大幅に肉
盛金属の硬度が下がるのがわかる。

このように、逆極性ソフトプラズマ肉盛法によ
り既述の銅−アルミ系合金のように金型としての
すぐれた性質を持つ金属をSS41やS45Cなどのよ
うに安価で強靭な材料の表面に肉盛りすれば、一
層の肉盛だけで、すぐれた金型として使用でき
る。

この逆極性ソフトプラズマ肉盛法はガス肉盛に
比べてエネルギ密度がはるかに高いため、高能率
に肉盛を施すことができるが、安定に高品質の肉
盛を行うため自動肉盛を採用している。この逆極
性ソフトプラズマ肉盛法を用いて高能率に肉盛
し、しかも高価な装置を用いず、容易にすぐれた
金型を得ようとするのが本発明の目的である。

次にこの発明の一実施例を図について説明す
る。第３図はこの発明を適用するための母体金属
の形状例を示したもので、角筒絞り用ダイスを作
成するために粗加工された母体金属を上面から見
たものである。１１は母体金属、１２は母体金属
１１の内径輪郭のコーナ部付近の上面に設けた溝
である。

母体金属１１の上面は必要に応じ酸化膜などを
除去するために粗加工され、内径輪郭はガス切断
など簡易で高能率な切断法で切抜いておく。また
この時コーナ部付近の内径輪郭は完成するダイス
の内径輪郭より内側にしておく。また溝１２の深
さは、少なくともプレス成形用ダイス加工後のダ
イアール部の深さ寸法と同等もしくはそれ以上の
深さまで切削しておく。このような形状に粗加工
された母体金属１１の溝１２に第４図に示すよう
にまず上面からのみ、その深さに応じて一層また
は多層の肉盛を施す。同図で１３は第３図の溝１
２に肉盛した肉盛金属である。

しかる後にコーナ部付近を除く部分における母
体金属１１の内面への肉盛の厚さを考慮して、こ
の部分の内面を切削する。この状態を示したのが
第５図で同図において、二点鎖線は切削加工前、
すなわち第４図における内径輪郭を示す。最後に
第６図に示すように母体金属１１の上面の内径輪
郭寄りの所要部分及び内面の所定深さ（ダイス肩
部のダイアールの深さ寸法と同等もしくはそれ以
上の深さ）まで一層だけ肉盛し、この後、仕上げ
切削すれば角筒再絞り用ダイスが完成する。同図
において１４はダイス上面の肉盛金属、１５はダ
イス内面のダイアール部の肉盛金属を示す。

母体金属はSS41やS45Cなどの安価で強靭な鋼
材が適している。また、肉盛金属は耐摩耗性耐焼
付性あるいはすべり性にすぐれた銅−アルミ系合
金などが適している。銅−アルミ系合金は金型と
してすぐれた性質を持つ上鋼材に比べ融点が低い
ので、希釈率の小さい高品質の肉盛を施し易く、
しかも切削が可能であるため、仕上げ加工が容易
である。

なお、上記実施例では角筒絞り用ダイスの製作
法について示したが、その内径輪郭が大略、多角
形などで直線とコーナ丸みよりなるプレス成形用
ダイスなら、何にでも適用できる。また、肉盛金
属は銅−アルミ系合金の例を示したが、その他、
耐摩耗性、耐焼付性あるいはすべり性にすぐれた
金属ならば何でもよい。

以上のようにこの発明によれば、内径輪郭が大
略多角形などの直線とコーナ丸みよりなるプレス
成形用ダイスを、母体金属の表面に母体と異なる
金属を肉盛して製作する際に、耐摩耗性、耐焼付
性やすべり性にすぐれた金属を逆極性ソフトプラ
ズマ肉盛法で肉盛し、その際内径輪郭のコーナ丸
み付近のみは母体金属に設けた溝に上面からのみ
肉盛し、他の部分は上面、内面より一層だけの肉
盛を施すため、肉盛のために倣い装置や数値制御
装置など高価値な装置を用いることなく、しかも
極めて能率的にすぐれた性能を持つプレス成形開
ダイスを製作できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法と逆極性ソフトプラズマ肉盛ビ
ードの断面形状を比較した図で、第１図ａが従来
法における肉盛ビードを示す断面図、第１図ｂが
逆極性ソフトプラズマ肉盛法における肉盛ビード
を示す断面図、第２図は金型用銅−アルミ系合金
をSS41材表面に肉盛した時の肉盛金属のビツカ
ース硬度と希釈率の関係を示す図、第３図はこの
発明に用いる母体金属の形状例を示す平面図、第
４図〜第６図はこの発明におけるプレス成形用ダ
イスの製作手順の例を示す平面図である。 １……余盛、２……溶込み、３……母材、１１
……母体金属、１２……溝、１３……溝１２に肉
盛した肉盛金属、１４……ダイス上面の肉盛金
属、１５……ダイスの内面のダイアール部の肉盛
金属。なお、図中同一符号は同一または相当部分
を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内径輪郭が直線とコーナー丸みよりなり、か
   つ母体となる金属と異なる金属を粗加工された母
   体金属の内径輪郭寄りの上面及び内面に肉盛する
   ことによりプレス成形用ダイスを製作する方法に
   おいて、肉盛方法として逆極性ソフトプラズマ肉
   盛法を用いると共に、コーナ丸み付近のみは母体
   となる金属上面に、ダイスの上面から内面に連続
   するダイス肩部のダイアールの深さ寸法と同等も
   しくはそれ以上の深さの溝を加工して、該溝に上
   面からのみ肉盛することを特徴とするプレス成形
   用ダイスの製作方法。 ２ 肉盛金属として銅一アルミ系合金を肉盛する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   プレス成形用ダイスの製作方法。 ３ 肉盛金属として母体金属より耐摩耗性、耐焼
   付性またはすべり性のすぐれた金属を使用するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のプ
   レス成形用ダイスの製作方法。 ４ コーナ丸み付近を除き、母体金属に一層だけ
   の肉盛を施すことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載のプレス成形用ダイスの製作方法。