JPS63203223A - セラミツクスでコ−テイングされたプレスポンチ - Google Patents
セラミツクスでコ−テイングされたプレスポンチInfo
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- JPS63203223A JPS63203223A JP3339987A JP3339987A JPS63203223A JP S63203223 A JPS63203223 A JP S63203223A JP 3339987 A JP3339987 A JP 3339987A JP 3339987 A JP3339987 A JP 3339987A JP S63203223 A JPS63203223 A JP S63203223A
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Landscapes
- Punching Or Piercing (AREA)
- Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明はプレスポンチに関する。
（従来の技術）
金属板に小口径の孔を多数開けたり、棒状の素材を押し
つぶす作業は、量産性のよさからポンチでプレスして行
なっている。このポンチは数万回の使用にも形状が変化
してはならないのであるが、通常摩耗して角が丸みを帯
びる。すると装置の稼働率が下がり、生産性に影響して
くるという不都合がある。
つぶす作業は、量産性のよさからポンチでプレスして行
なっている。このポンチは数万回の使用にも形状が変化
してはならないのであるが、通常摩耗して角が丸みを帯
びる。すると装置の稼働率が下がり、生産性に影響して
くるという不都合がある。
（発明が解決しようとする間型点）
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、耐摩
耗性に優れ２、かつ長寿命のプレスポンチを提供するこ
とを目的とする。
耗性に優れ２、かつ長寿命のプレスポンチを提供するこ
とを目的とする。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
本発明のプレスポンチは、金属性母材の表面がセラミッ
クスでコーティングされている。セラミックスは硬度が
高くかつ摩擦係数が小さいので、摩耗しにくいからであ
る。また金属を高圧で押付けても、金属が付着しに＜＜
、製品離れがよいからである。
クスでコーティングされている。セラミックスは硬度が
高くかつ摩擦係数が小さいので、摩耗しにくいからであ
る。また金属を高圧で押付けても、金属が付着しに＜＜
、製品離れがよいからである。
本発明に用いるセラミックスは、５ｉ０２、ＳｉＣ若し
くはＳｉ３Ｎ４若しくはこれらの非晶質材料、又はＴｉ
ｅ、ＴｉＮ、ＢＣ，ＢＮ。
くはＳｉ３Ｎ４若しくはこれらの非晶質材料、又はＴｉ
ｅ、ＴｉＮ、ＢＣ，ＢＮ。
Ａ、ｆｆｚ ０３ 、Ｗ（：、ダイヤモンドなどが好ま
しい。
しい。
・ セラミックスのコーティング方法には、熱ＣＶＤ、
プラズマＣＶＤ、プラズマ溶射、スパッタリングなどが
あるが、金型材料の熱変形や硬度の低下が少ないという
点で、プラズマＣＶＤが好ましい。またプラズマＣＶＤ
の場合はち密な膜ができるため、コーテイング後の二次
加工（研磨）も不要である。
プラズマＣＶＤ、プラズマ溶射、スパッタリングなどが
あるが、金型材料の熱変形や硬度の低下が少ないという
点で、プラズマＣＶＤが好ましい。またプラズマＣＶＤ
の場合はち密な膜ができるため、コーテイング後の二次
加工（研磨）も不要である。
プラズマＣＶＤ法を用いる場合は、原料ガスは、セラミ
ックスがＳｔを含有するときはＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、
ＳｉＣノ４又は５ｉＨ２Ｃノ２、Ｔｉを含有するときは
ＴｉＣノ４、Ｂを含有するときはＢ２Ｈ８、ＢＦ３又は
ＢＣｌ３、Ａノ２０３を含有するときはＡＩ（ＣＨ３）
３、ＷＣを含有するときはＷＦ６、ダイヤモンドのとき
には炭化水素ガスを使用する。また反応ガスは、コーテ
ィングするセラミックスが窒化物であるときはＮ２ガス
、ＮＨ３ガスなどのＮを含有するガス、炭化物であると
きにはＣＨ３ガス、Ｃ２Ｈ６ガスなどのＣを含有するガ
ス、酸化物であるときには０２ガス、Ｎ２０ガスなどの
Ｏを含有するガスを用いる。
ックスがＳｔを含有するときはＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、
ＳｉＣノ４又は５ｉＨ２Ｃノ２、Ｔｉを含有するときは
ＴｉＣノ４、Ｂを含有するときはＢ２Ｈ８、ＢＦ３又は
ＢＣｌ３、Ａノ２０３を含有するときはＡＩ（ＣＨ３）
３、ＷＣを含有するときはＷＦ６、ダイヤモンドのとき
には炭化水素ガスを使用する。また反応ガスは、コーテ
ィングするセラミックスが窒化物であるときはＮ２ガス
、ＮＨ３ガスなどのＮを含有するガス、炭化物であると
きにはＣＨ３ガス、Ｃ２Ｈ６ガスなどのＣを含有するガ
ス、酸化物であるときには０２ガス、Ｎ２０ガスなどの
Ｏを含有するガスを用いる。
（発明の実施例）
本発明によるセラミックスをコーティングしたプレスポ
ンチの使用法を第１図及び第２図に示す。
ンチの使用法を第１図及び第２図に示す。
第１図は金属製の板に孔を開ける場合である。
板５０を、所望の開口５２を有する穿孔用の受は台５４
に載置する。次いで開口５２と同一口径の穿孔部５８を
有する本発明のプレスポンチ５６を前記開口５２の真上
に穿孔部５８を下にして配置する。そしてポンチ５６の
上から加重を加えれば、ポンチの穿孔部５８の口径に合
った孔が板５０に開く。この時ポンチの穿孔部５８の先
端の角及び側面が板５０と摩擦するが本発明のポンチは
この操作を５万回繰返しても角が丸くならず、側面も摩
耗しなかった。
に載置する。次いで開口５２と同一口径の穿孔部５８を
有する本発明のプレスポンチ５６を前記開口５２の真上
に穿孔部５８を下にして配置する。そしてポンチ５６の
上から加重を加えれば、ポンチの穿孔部５８の口径に合
った孔が板５０に開く。この時ポンチの穿孔部５８の先
端の角及び側面が板５０と摩擦するが本発明のポンチは
この操作を５万回繰返しても角が丸くならず、側面も摩
耗しなかった。
第２図は棒状の金属製素材の先端をプレスして成形する
場合である。第２（ａ）図のように支持台６２上に棒状
の索材６４を置き、その先端部６６の真上に本発明のプ
レスポンチ６６を配置する。ポンチ６６の成形部６８は
、素材の先端部６６ａの一部を押切り、かつ該先端部６
６を薄い直方体に成形するため角柱状をしている。こう
してポンチ６６の上部から加重を加えると、第２（ｂ）
図に示す先端部６６ （ｂ）が出来上がる。
場合である。第２（ａ）図のように支持台６２上に棒状
の索材６４を置き、その先端部６６の真上に本発明のプ
レスポンチ６６を配置する。ポンチ６６の成形部６８は
、素材の先端部６６ａの一部を押切り、かつ該先端部６
６を薄い直方体に成形するため角柱状をしている。こう
してポンチ６６の上部から加重を加えると、第２（ｂ）
図に示す先端部６６ （ｂ）が出来上がる。
この場合ポンチの穿孔部６８の左側面及びその角は、素
材を中途まで押切るが、５万回使用しても摩耗すること
はなかった。また穿孔部６８の先端面は素材を押しつぶ
すが、素材の一部が付着することはなく、製品前れがよ
かった。
材を中途まで押切るが、５万回使用しても摩耗すること
はなかった。また穿孔部６８の先端面は素材を押しつぶ
すが、素材の一部が付着することはなく、製品前れがよ
かった。
次に本発明のプレスポンチのコーティング方法を第３図
を参照して述べる。
を参照して述べる。
反応室１は、支持台１６上に絶縁体２を介して、その軸
方向を鉛直にして支持されている。反応室１内は、バル
ブ２０を介してメカニカルブースタポンプ（図示せず）
により排気され、約１０°３Ｔｏｒｒの真空に保持され
ている。反応室１内には、ガス導入口３を介して原料ガ
ス及び反応ガスが導入される。ヌ応室１の内部には、円
筒状の電極４がその周壁に対して同軸的に設置されてい
る。電極４の電位は、反応室１と同一に設定されている
。
方向を鉛直にして支持されている。反応室１内は、バル
ブ２０を介してメカニカルブースタポンプ（図示せず）
により排気され、約１０°３Ｔｏｒｒの真空に保持され
ている。反応室１内には、ガス導入口３を介して原料ガ
ス及び反応ガスが導入される。ヌ応室１の内部には、円
筒状の電極４がその周壁に対して同軸的に設置されてい
る。電極４の電位は、反応室１と同一に設定されている
。
この電極４には、複数個のガス通流孔２２が設けられて
いて、ガス導入口３を介して反応室１内に導入されたガ
スは、この通流孔４を通過して反応室１の中心部にほぼ
均一に供給される。反応室１の外側には、これを覆って
、接地された円筒状のシールド５が配設されている。
いて、ガス導入口３を介して反応室１内に導入されたガ
スは、この通流孔４を通過して反応室１の中心部にほぼ
均一に供給される。反応室１の外側には、これを覆って
、接地された円筒状のシールド５が配設されている。
反応室１の天板」二には、絶縁体２を介して支持部材１
１が設置されており、この支持部材１１から懸架されて
、円筒状の支持棒１０が反応室１内に挿入されている。
１が設置されており、この支持部材１１から懸架されて
、円筒状の支持棒１０が反応室１内に挿入されている。
この支持棒１０は、その軸方向を鉛直にして電極４の軸
心に位置している。支持棒１０は、その中心部に抵抗発
熱線のヒータ１２が挿入され、かつプレスポンチの金属
製母材（超硬合金又は高速度鋼からなる）１６の穿孔部
と反対側の一端が埋め込まれている。このヒータ１２は
電源１３に接続されており、電源１３から給電されて発
熱し、支持棒１０を伝わってプレスポンチの母材１６を
加熱する。マツチングボックス１５は反応室１に接続さ
れていて、反応室１に高周波電流が印加されそして母材
１０と反応室１との間にプラズマ放電を生起する。
心に位置している。支持棒１０は、その中心部に抵抗発
熱線のヒータ１２が挿入され、かつプレスポンチの金属
製母材（超硬合金又は高速度鋼からなる）１６の穿孔部
と反対側の一端が埋め込まれている。このヒータ１２は
電源１３に接続されており、電源１３から給電されて発
熱し、支持棒１０を伝わってプレスポンチの母材１６を
加熱する。マツチングボックス１５は反応室１に接続さ
れていて、反応室１に高周波電流が印加されそして母材
１０と反応室１との間にプラズマ放電を生起する。
このような構成の装置において、まずセラミックスの構
成元素を含有する原料ガス及び反応ガスを反応室１内に
導入する。次いで高周波電源１４から反応室１及び電極
４に高周波電流を印加して、電極４とプレスポンチの母
材１６との間にプラズマを生起させる。こうして原料ガ
ス中の成分を構成元素とするセラミックスが、母材１６
の表面にコーティングされる。
成元素を含有する原料ガス及び反応ガスを反応室１内に
導入する。次いで高周波電源１４から反応室１及び電極
４に高周波電流を印加して、電極４とプレスポンチの母
材１６との間にプラズマを生起させる。こうして原料ガ
ス中の成分を構成元素とするセラミックスが、母材１６
の表面にコーティングされる。
ＳｉＮをコーティングするために、ＳｉＨ４の流量を５
０８ＣＣＭ、Ｎ２の流量を３００８ＣＣＭ、反応圧力を
１ 、 ＯＴｏｒｒｓ高周波電力を３００Ｗとして３
０分間成膜したところ、約４μｍのＳｉＮ層が形成され
た。
０８ＣＣＭ、Ｎ２の流量を３００８ＣＣＭ、反応圧力を
１ 、 ＯＴｏｒｒｓ高周波電力を３００Ｗとして３
０分間成膜したところ、約４μｍのＳｉＮ層が形成され
た。
次にその他のセラミックスのコーティング条件及びセラ
ミックスの膜厚の代表例を掲げる。
ミックスの膜厚の代表例を掲げる。
（ａ）ＳｉＣＮの場合
ＳｉＨ４ガスの流量： １００ＳＣＣＭＮ２ガスの流量
：５００ＳＣＣＭ ＣＨ４ガスの流量： ３００ＳＣＣＭ 反応圧カニ １． ０Ｔｏｒｒ 高周波型カニ５００Ｗ 成膜時間：４０分 膜厚：３．０μｍ （ｂ）ＳｉＣの場合 ＳｉＨ４ガスの流量：５０ＳＣＣＭ ＣＨ４ガスの流量： ３００ＳＣＣＭ 反応圧カニ １． ０Ｔｏｒｒ 高周波型カニ５００Ｗ 成膜時間＝４０分 膜厚：３．０μｍ （ｃ）ＳｉＯの場合 ＳｉＨ４ガスの流量：５０ＳＣＣＭ Ｏ２ガスの流ｆｉｔ ： ３００ＳＣＣＭ反応圧カニ
１． ０Ｔｏｒｒ 高周波電力＝５００Ｗ 成膜時間：４０分 膜厚：３．０μｍ （ｄ）ＴｉＮの場合 ＴｉＣ１ａガスの流量：２０ＳＣＣＭ Ｎ２ガスの流量： ５０９００Ｍ Ｎ２ガスの流量： ２００ＳＣＣＭ 反応圧カニ １．０Ｔｏｒｒ 高周波型カニ１ｋＷ 成膜時間：６０分 膜厚二３．０μｍ （ｅ）ＴｉＣの場合 ＴｉＣノ４ガスの流量：２０ＳＣＣＭ ＣＨ４ガスの流量：３０ＳＣＣＭ Ｎ２ガスの流量： ２００ＳＣＣＭ 反応圧カニ １． ０Ｔｏｒｒ 高周波型カニ１ｋＷ 成膜時間：６０分 膜厚：３．０μｍ （ｆ）ＴｉＣＮの場合 Ｔ ｉ ＣＩ ａガスの流量： ２０８ＣＣＭＣＨ，ガ
ス流量： ２０９００Ｍ Ｎ２ガスの流量：５０ＳＣＣＭ Ｎ２ガスの流量： ２００ＳＣＣＭ 反応圧カニ １． ０Ｔｏｒｒ 高周波型カニ１ｋＷ 成膜時間＝６０分 膜厚：３．０μｍ （ｇ）ＢＮの場合 Ｂ２Ｈ６ガスの流量： ２０９００Ｍ Ｎ２ガスの流量：５０ＳＣＣＭ 反応圧カニ １． ０Ｔｏｒｒ 高周波型カニ５００Ｗ 成膜時間二３０分 膜厚：３．０μｍ （ｈ）ＢＣの場合 Ｂ２Ｈ６ガスの流量： ２０ ＳＣＣＭＣＨ４ガスの流
量：３０ＳＣＣＭ 反応圧カニ １． ０Ｔｏｒｒ 高周波型カニ５００Ｗ 成膜時間＝３０分 膜厚：３．０μｍ （ｉ）ＢＣＨの場合 Ｂ２Ｈ，ガスの流量：２０ＳＣＣＭ ＣＨ４ガスの流量：２０ＳＣＣＭ Ｎ２ガスの流量：５０ＳＣＣＭ 反応圧力； １． ０Ｔｏｒｒ 高周波型カニ５００Ｗ 成膜時間＝３０分 膜厚：３．０μｍ （ｊ）Ａｌ１０３の場合 Ａｌ１ （ＣＨ３）３ガスの流量：２０ＳＣＣＭ０２
ガスの流量： ３００ＳＣＣＭ 反応圧カニ １． ０Ｔｏｒｒ 高周波型カニ８００Ｗ 成膜時間＝６０分 膜厚：３．０μｍ （ｋ）ＷＣの場合 ＷＦ６ガスの流量： ２０ ＳＣＣＭ ＣＨ，ガスの流ｍ ： ２５０ ＳＣＣＭ反応圧カニ
１． ０Ｔｏｒｒ 高周波型カニ１ｋＷ 成膜時間＝６０分 膜厚：３．０μｍ （））ダイヤモンドの場合 ＣＨ，ガスの流量；３０ＳＣＣＵ 反応圧カニ ２０． ０Ｔｏｒｒ 高周波電カニ１．５ｋＷ 成膜時間＝６０分 膜厚：２６０μｍ 本発明によるプレスポンチを使用したところ、５万回の
穿孔又はプレス成形を行なっても摩耗することなく、ま
た製品離れも良好であった。
：５００ＳＣＣＭ ＣＨ４ガスの流量： ３００ＳＣＣＭ 反応圧カニ １． ０Ｔｏｒｒ 高周波型カニ５００Ｗ 成膜時間：４０分 膜厚：３．０μｍ （ｂ）ＳｉＣの場合 ＳｉＨ４ガスの流量：５０ＳＣＣＭ ＣＨ４ガスの流量： ３００ＳＣＣＭ 反応圧カニ １． ０Ｔｏｒｒ 高周波型カニ５００Ｗ 成膜時間＝４０分 膜厚：３．０μｍ （ｃ）ＳｉＯの場合 ＳｉＨ４ガスの流量：５０ＳＣＣＭ Ｏ２ガスの流ｆｉｔ ： ３００ＳＣＣＭ反応圧カニ
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量：３０ＳＣＣＭ 反応圧カニ １． ０Ｔｏｒｒ 高周波型カニ５００Ｗ 成膜時間＝３０分 膜厚：３．０μｍ （ｉ）ＢＣＨの場合 Ｂ２Ｈ，ガスの流量：２０ＳＣＣＭ ＣＨ４ガスの流量：２０ＳＣＣＭ Ｎ２ガスの流量：５０ＳＣＣＭ 反応圧力； １． ０Ｔｏｒｒ 高周波型カニ５００Ｗ 成膜時間＝３０分 膜厚：３．０μｍ （ｊ）Ａｌ１０３の場合 Ａｌ１ （ＣＨ３）３ガスの流量：２０ＳＣＣＭ０２
ガスの流量： ３００ＳＣＣＭ 反応圧カニ １． ０Ｔｏｒｒ 高周波型カニ８００Ｗ 成膜時間＝６０分 膜厚：３．０μｍ （ｋ）ＷＣの場合 ＷＦ６ガスの流量： ２０ ＳＣＣＭ ＣＨ，ガスの流ｍ ： ２５０ ＳＣＣＭ反応圧カニ
１． ０Ｔｏｒｒ 高周波型カニ１ｋＷ 成膜時間＝６０分 膜厚：３．０μｍ （））ダイヤモンドの場合 ＣＨ，ガスの流量；３０ＳＣＣＵ 反応圧カニ ２０． ０Ｔｏｒｒ 高周波電カニ１．５ｋＷ 成膜時間＝６０分 膜厚：２６０μｍ 本発明によるプレスポンチを使用したところ、５万回の
穿孔又はプレス成形を行なっても摩耗することなく、ま
た製品離れも良好であった。
なお本発明のプレスポンチを形成する方法は、この実施
例の装置及び方法に限られるものではなく、スパッタリ
ング、イオンブレーティング、光ＣＶＤなど、他の手段
を使用してもよい。また、プラズマ生起用の電流は、上
記実施例に限らず、直流電流を使用してもよい。この場
合はマツチングボックスが不要である。
例の装置及び方法に限られるものではなく、スパッタリ
ング、イオンブレーティング、光ＣＶＤなど、他の手段
を使用してもよい。また、プラズマ生起用の電流は、上
記実施例に限らず、直流電流を使用してもよい。この場
合はマツチングボックスが不要である。
このようにして形成されたセラミックス層は、通常はア
モルファスであるが、多結晶であったり、一部分で結晶
化していたり、微結晶の領域が存在することもある。し
かし、いずれの場合であっても、耐摩耗性は良好で優れ
た効果を得ることができる。
モルファスであるが、多結晶であったり、一部分で結晶
化していたり、微結晶の領域が存在することもある。し
かし、いずれの場合であっても、耐摩耗性は良好で優れ
た効果を得ることができる。
［発明の効果］
本発明によれば、耐摩耗性に優れ、かつ製品離れのよい
プレスポンチが得られる。
プレスポンチが得られる。
第１図及び第２図は、それぞれ本発明に係るプレスポン
チの縦断面図及び斜視図、第３図は、本発明に係るプレ
スポンチのセラミックスコーティング装置の断面図であ
る。 １・・・・反応室、３・・・・ガス導入口、４・・・・
電極、１０・・・・支持棒、１２・・・・ヒータ、１４
・・・・高周波電源、１６・・・・プレスポンチの金属
製母材、２２・・・・ガス通流孔。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 カロ重 第１図 第２図
チの縦断面図及び斜視図、第３図は、本発明に係るプレ
スポンチのセラミックスコーティング装置の断面図であ
る。 １・・・・反応室、３・・・・ガス導入口、４・・・・
電極、１０・・・・支持棒、１２・・・・ヒータ、１４
・・・・高周波電源、１６・・・・プレスポンチの金属
製母材、２２・・・・ガス通流孔。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 カロ重 第１図 第２図
Claims (3)
- （１）金属製母材の表面がセラミックスでコーティング
されたプレスポンチ。 - （２）前記セラミックスはケイ素、チタン、タングステ
ン及びIII族元素の中から選ばれる元素の酸化物、窒化
物若しくは炭化物若しくはこれらの混合物、又は硬質炭
素である特許請求の範囲第１項記載のプレスポンチ。 - （３）前記セラミックスは、原料ガスを減圧下でプラズ
マ化させて形成する特許請求の範囲第１項又は第２項記
載のプレスポンチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3339987A JPS63203223A (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | セラミツクスでコ−テイングされたプレスポンチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3339987A JPS63203223A (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | セラミツクスでコ−テイングされたプレスポンチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63203223A true JPS63203223A (ja) | 1988-08-23 |
Family
ID=12385520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3339987A Pending JPS63203223A (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | セラミツクスでコ−テイングされたプレスポンチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63203223A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0609520A1 (en) * | 1992-12-07 | 1994-08-10 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Perforator for metal plate |
-
1987
- 1987-02-18 JP JP3339987A patent/JPS63203223A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0609520A1 (en) * | 1992-12-07 | 1994-08-10 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Perforator for metal plate |
| US5992280A (en) * | 1992-12-07 | 1999-11-30 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Perforator for metal plate |
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