JPS6360253A - 温、熱間鍛造用工具 - Google Patents
温、熱間鍛造用工具Info
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- JPS6360253A JPS6360253A JP20499986A JP20499986A JPS6360253A JP S6360253 A JPS6360253 A JP S6360253A JP 20499986 A JP20499986 A JP 20499986A JP 20499986 A JP20499986 A JP 20499986A JP S6360253 A JPS6360253 A JP S6360253A
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Landscapes
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- Forging (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】
（産業上の利用分野）
本発明は、高性能、高寿命の超硬き金を用いた温、熱間
鍛造用工具に関するものである。
鍛造用工具に関するものである。
（従来技術）
従来、温、熱間鍛造用工具であるダイやパンチは、ハイ
スやダイス鋼（ＳＫＤ６１）が主として使われていた。
スやダイス鋼（ＳＫＤ６１）が主として使われていた。
これら型材は表面に熱亀裂が発生しやすく、耐摩耗性も
低いため、寿命が短く、製品の寸法請度が悪いのが現状
であった。
低いため、寿命が短く、製品の寸法請度が悪いのが現状
であった。
したがって、温、熱間鍛造後の部品は切削加工や研削加
工が必要とされてきた。最近の動向として、温間鍛造、
熱間鍛造洗よる精密鍛造、密閉鍛造を行ない、後加工を
省略する方向への開発が進められている。
工が必要とされてきた。最近の動向として、温間鍛造、
熱間鍛造洗よる精密鍛造、密閉鍛造を行ない、後加工を
省略する方向への開発が進められている。
（発明が解決しようきする問題点）
これＫは、高性能鍛造用工具が必要とされる。
従来から用いられている熱間ダイス鋼では肌荒れ、変形
、熱亀裂発生が著しく、また鋼の熱膨張が大きいため高
精度を出すことは出来ない。高温での硬度の高い５ＫＨ
−５１でも熱膨張熱亀裂、クラック発生の問題があり高
寿命は得られない。
、熱亀裂発生が著しく、また鋼の熱膨張が大きいため高
精度を出すことは出来ない。高温での硬度の高い５ＫＨ
−５１でも熱膨張熱亀裂、クラック発生の問題があり高
寿命は得られない。
高温での熱膨張係数が鋼のｉである超硬合金はこれら間
項に対して望ましい材質である。しかしながら、現在市
場で用いられている超硬合金は、例えばＷＣ−１８％Ｃ
ｏやＷＣ−Ｉ Ｃ３％ＴｉＣ−１０％Ｃｏなど種々の合
金があるものの、温、熱間鍛造用の超硬き金として必要
な高温靭性、耐熱衝撃性、強度などの特性のいずれも低
く＜、厳しい使用条件下での使用に耐えない。
項に対して望ましい材質である。しかしながら、現在市
場で用いられている超硬合金は、例えばＷＣ−１８％Ｃ
ｏやＷＣ−Ｉ Ｃ３％ＴｉＣ−１０％Ｃｏなど種々の合
金があるものの、温、熱間鍛造用の超硬き金として必要
な高温靭性、耐熱衝撃性、強度などの特性のいずれも低
く＜、厳しい使用条件下での使用に耐えない。
上記に鑑み本発明はこの様な問題点を解消するため江開
発されたものである。即ち本発明は高温靭性が高く、＃
熱亀裂性、耐割損性に優れた温、熱間鍛造用工具を開発
したものである。
発されたものである。即ち本発明は高温靭性が高く、＃
熱亀裂性、耐割損性に優れた温、熱間鍛造用工具を開発
したものである。
（問題点を解決するだめの手段）
本発明の要旨は、工具あるいはその先端部材として、硬
質相と結合金属相からなる超硬合金において、硬質層が
炭化タングステン（ＷＣ）であり、結合金４萬相が鉄族
金属のＣｏおよびＮｉの２成分かＮｉ らなり、この５の比が０２５を越え２０以下であり、結
合金属量が５重量％以上２５重量％以下である事、更に
は炭化タングステンの粒径が２μｍ未満の粒子数が６０
９６以上合金断面の研摩面で観察される超硬合金を用い
ることを特徴とするものである。
質相と結合金属相からなる超硬合金において、硬質層が
炭化タングステン（ＷＣ）であり、結合金４萬相が鉄族
金属のＣｏおよびＮｉの２成分かＮｉ らなり、この５の比が０２５を越え２０以下であり、結
合金属量が５重量％以上２５重量％以下である事、更に
は炭化タングステンの粒径が２μｍ未満の粒子数が６０
９６以上合金断面の研摩面で観察される超硬合金を用い
ることを特徴とするものである。
（作用）
上記により、合金を温、熱間鍛造用工具に適せしめた。
以下に本発明の詳細な説明する。温間、熱間鍛造では、
被加工物の温度が高く、また鍛造材料の変形による発熱
にて金型表面の温度が急上昇する。
被加工物の温度が高く、また鍛造材料の変形による発熱
にて金型表面の温度が急上昇する。
一方ワーク取り出し後、潤滑剤、冷却水、冷却油等を金
型表面に吹きつけるため急冷されるなどの熱衝撃により
工具表面の損傷が起こる。なおこ＼でいう温間とは、約
２００〜８００℃であり、熱間と１−ｉｓ ｏ ｏ〜１
１００℃の範囲を示すものである。
型表面に吹きつけるため急冷されるなどの熱衝撃により
工具表面の損傷が起こる。なおこ＼でいう温間とは、約
２００〜８００℃であり、熱間と１−ｉｓ ｏ ｏ〜１
１００℃の範囲を示すものである。
本発明では、急激な熱サイクル、工具表面温度の上昇に
よる高温硬度の低下、鍛造時に必要な高温靭性、冷却水
による工具表面の腐食、被加工物による摩耗等の悪条件
下でも使用可能な超硬合金を見出しこれを工具としたも
のである。
よる高温硬度の低下、鍛造時に必要な高温靭性、冷却水
による工具表面の腐食、被加工物による摩耗等の悪条件
下でも使用可能な超硬合金を見出しこれを工具としたも
のである。
例えば、熱間で使用される超硬合金として鋼線材圧延に
用いられる圧延ロールが知られているが、これは圧延時
は、均等荷重下で用いられ、本願の温、熱間鍛造工具の
ような強い衝撃が加わっていない事からも本願でいう使
用条件が、いかに厳しいかが推定できるわけである。
用いられる圧延ロールが知られているが、これは圧延時
は、均等荷重下で用いられ、本願の温、熱間鍛造工具の
ような強い衝撃が加わっていない事からも本願でいう使
用条件が、いかに厳しいかが推定できるわけである。
本発明の要旨は温、熱間鍛造工具として必要かつ十分な
る合金組成および組織にある。
る合金組成および組織にある。
超硬合金の靭性は結合金属相の量を増せば良くなるが、
２５重量係を超えると、合金硬度が下がり鍛造金型とし
ての条件を満足しない。また、３重はチ未満では靭性が
不足し、耐衝撃性が不良となる。
２５重量係を超えると、合金硬度が下がり鍛造金型とし
ての条件を満足しない。また、３重はチ未満では靭性が
不足し、耐衝撃性が不良となる。
更に、ＷＣ粒径において２μｍ未満のものが４０チを越
えると、合金全体としての強度および亀裂発生抵抗が下
るため、２μｍ未満のＷＣ粒径が６０チ以上が耐衝撃性
には適当である。更には１μｍ未満のＷＣ粒径が６０チ
以上であるとなお最適である。
えると、合金全体としての強度および亀裂発生抵抗が下
るため、２μｍ未満のＷＣ粒径が６０チ以上が耐衝撃性
には適当である。更には１μｍ未満のＷＣ粒径が６０チ
以上であるとなお最適である。
温、熱間鍛造用工具としては高温での硬度、靭性が求め
られる。このためには、結合金属としてＣＯおよびＮｉ
が必要で、しかも Ｎｉ ０．２５ ＜万（重量比）≦２０の範囲が温、熱間鍛造
工具で長寿命を示す。
られる。このためには、結合金属としてＣＯおよびＮｉ
が必要で、しかも Ｎｉ ０．２５ ＜万（重量比）≦２０の範囲が温、熱間鍛造
工具で長寿命を示す。
この理由としては、この比が０．２５以下では高温での
靭性は高いものの硬度が低い事、逆に２゜を越える場合
には高温における硬度は高くなるものの靭性が低下する
ため、温、熱間鍛造用工具の長寿命の効果を示す領域が
、この比としては０．２５を越え２０以下である。
靭性は高いものの硬度が低い事、逆に２゜を越える場合
には高温における硬度は高くなるものの靭性が低下する
ため、温、熱間鍛造用工具の長寿命の効果を示す領域が
、この比としては０．２５を越え２０以下である。
更に高温硬度、靭性の両者を効果的π上げるためにはＣ
ｒ＋Ｍｏ、Ｗ１３．Ａｊ、Ｓｉ＋Ｍｇ、Ｃａを１種また
５１２種以上を、結合金属相に対して０．０５以上０５
重−最チ禾満添加する事が望ましい。０６０５重量係未
満では添加効果が少なく、０．５重量％以上添加すると
靭性が大きく下がるため前記範囲が最適である。
ｒ＋Ｍｏ、Ｗ１３．Ａｊ、Ｓｉ＋Ｍｇ、Ｃａを１種また
５１２種以上を、結合金属相に対して０．０５以上０５
重−最チ禾満添加する事が望ましい。０６０５重量係未
満では添加効果が少なく、０．５重量％以上添加すると
靭性が大きく下がるため前記範囲が最適である。
そして本発明に於いては、前記特徴を有する超硬合金（
１）を例えば第１図に示す様にパンチェ具の一部として
ワークと接触する部分に用いその他の部分に鋼（２）を
用いてこれら両者を電子ビーム溶接し工具とする。図中
（４）は電子ビーム溶接部である。
１）を例えば第１図に示す様にパンチェ具の一部として
ワークと接触する部分に用いその他の部分に鋼（２）を
用いてこれら両者を電子ビーム溶接し工具とする。図中
（４）は電子ビーム溶接部である。
電子ビームにより従来のろう付けよりも疲労強度も高く
、温、熱間の使用温度範囲（〜１２００℃）でも溶接体
で可能にし、工具コストの低減が図れる。
、温、熱間の使用温度範囲（〜１２００℃）でも溶接体
で可能にし、工具コストの低減が図れる。
第２図は他の例でダイに用いた場合である。この場合に
は外側の鋼と焼ばめした例を示す。なお第２図中（１）
は本発明に於ける合金、（２）、（３）は工具鋼５ＫＤ
６１、（５）は後述のＴｉＮ被覆層である。
は外側の鋼と焼ばめした例を示す。なお第２図中（１）
は本発明に於ける合金、（２）、（３）は工具鋼５ＫＤ
６１、（５）は後述のＴｉＮ被覆層である。
しかし本発明は前記特徴を有する超硬合金を工、具の全
部に用いても差支えない。
部に用いても差支えない。
更に上記発明に於ける超硬合金を基体としその表面に’
ｒｉｃ、 ＴｉＮｔ Ｔ１ＣＮ＋ ＴｉＣ０＋ ＴｉＣ
ＮＣＬ Ａ／２０３＋ Ａｌ０Ｎ＋ＡＩ！ＮＩ Ｓｉ３
Ｎ４＋ ＳｉＣ＋ ＢＩ’Ｌ Ｃ等の単層あるいは２種
以上を多層に被覆した鍛造用工具ｔ′ｉ表面硬度が高く
なり型寿命を著しく延ばす効果があった。
ｒｉｃ、 ＴｉＮｔ Ｔ１ＣＮ＋ ＴｉＣ０＋ ＴｉＣ
ＮＣＬ Ａ／２０３＋ Ａｌ０Ｎ＋ＡＩ！ＮＩ Ｓｉ３
Ｎ４＋ ＳｉＣ＋ ＢＩ’Ｌ Ｃ等の単層あるいは２種
以上を多層に被覆した鍛造用工具ｔ′ｉ表面硬度が高く
なり型寿命を著しく延ばす効果があった。
このようにして得られた超硬合金は、熱間、温間鍛造用
塑性加工工具として、グイ、パンチ、ノックアクト、ニ
ジエフクーピン、シャー刃、ロール等に応用して効果が
ある。
塑性加工工具として、グイ、パンチ、ノックアクト、ニ
ジエフクーピン、シャー刃、ロール等に応用して効果が
ある。
（実施例）
以下に本発明の理解を助けるため実施例を述べる。
実施例１゜
種々の粒子径のＷＣ粉末とＣｏ、Ｎｉを第１表の如く配
合組成で配合し、湿式混合粉砕を行った。
合組成で配合し、湿式混合粉砕を行った。
これを外径８０糖、高さ３０ｍｍの円筒状に成型し、１
４５０℃に真空焼結を行った。この合金の特性と鍛造性
能を第１表に示した。
４５０℃に真空焼結を行った。この合金の特性と鍛造性
能を第１表に示した。
性能は、２０１＋ＩＩＩＩＯ棒鋼を１２００℃に加熱し
、切断後の鍛造工程の下側ダイに用いて検討した。
、切断後の鍛造工程の下側ダイに用いて検討した。
本発明の合金は、型寿命が長い事が！ｌ！Ｊ明した。
第 １ 表
実施例２
実施例１の実験においてｔ！１６の合金にＣｒ、Ｍｏ。
Ｗ、 Ｂ、 Ａ／ｌ Ｓｉ ＋ Ｍｇｔ Ｃａを添加し
、性能試験を行つた。第２表に配合組成と性能との関係
を示した。
、性能試験を行つた。第２表に配合組成と性能との関係
を示した。
Ｂ ＋ Ａ／ 、Ｓ ｉ＋ Ｍｇ ＋ Ｃａ等の添加物
を加えると性能がさらに向上することがわかった。
を加えると性能がさらに向上することがわかった。
第 ２ 表
実施例ろ。
実施例１に示した実験ｊ虹６の合金を用いて、１つは本
発明に於ける工具である、鋼（ＳＫＤ６１）と電子ビー
ムで溶接したものと、他は比較例としてろう付けしたも
のの性能を評価した。得られた性能を第３表に示した。
発明に於ける工具である、鋼（ＳＫＤ６１）と電子ビー
ムで溶接したものと、他は比較例としてろう付けしたも
のの性能を評価した。得られた性能を第３表に示した。
第３表
実施例４゜
実施例１において阻６の合金を基体とし、その表面Ｋ
Ｔｉｃ、 ＴｉＮ、 Ｔｉｃ○、ＡＩ！２０３を被覆し
た。被覆した合金の性能を第４表に示した。被覆したこ
とにより寿命がさらに向上することが認められた。
Ｔｉｃ、 ＴｉＮ、 Ｔｉｃ○、ＡＩ！２０３を被覆し
た。被覆した合金の性能を第４表に示した。被覆したこ
とにより寿命がさらに向上することが認められた。
第 ４ 表
（発明の効果）
以上本発明を説明したが、本発明によれば温間、熱間鍛
造条件下の高温（２００〜１１００℃）での硬度を高く
維持することのできる、しかも靭性及び熱亀裂性を改善
した温、熱間鍛造用工具が得られる。
造条件下の高温（２００〜１１００℃）での硬度を高く
維持することのできる、しかも靭性及び熱亀裂性を改善
した温、熱間鍛造用工具が得られる。
第１図は本発明の一つである超硬合金を溶接したパンチ
の模式図、第２図は本発明の一つである超硬合金を用い
たグイの模式図を夫々例示する。 （１）・・・本発明に於ける合金、
の模式図、第２図は本発明の一つである超硬合金を用い
たグイの模式図を夫々例示する。 （１）・・・本発明に於ける合金、
Claims (4)
- （１）炭化タングステンの硬質相と結合金属相からなる
超硬合金に於いて、該結合金属相が鉄族金属のＮｉ及び
Ｃｏの２成分から成り、０．２５＜Ｎｉ／Ｃｏ≦２０の
範囲にあり、全結合金属量が３重量％以上２５重量％以
下で、更に炭化タングステンの粒径が、合金断面の研摩
面で観察して、２μｍ未満の粒子数が全体の６０％以上
含有する超硬合金を工具の全部あるいは一部に用いたこ
とを特徴とする温、熱間鍛造用工具。 - （２）超硬合金の結合金属相中に更にＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、
Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａを１種または２種以上を結
合金属相に対して０．１以上５重量％未満添加した特許
請求の範囲第（１）項記載の温、熱間鍛造用工具。 - （３）超硬合金を工具の一部として用いた場合に於いて
、被加工物との接触部に超硬合金を用い、鋼と超硬合金
の界面は、直接あるいは０．０５〜２ｍｍの鉄族金属あ
るいは合金を介在させて、電子ビーム溶接により一体化
させた特許請求の範囲第（１）項記載の温、熱間鍛造用
工具。 - （４）すくなくとも被加工物と接触する超硬合金表面に
ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣＯ、ＴｉＣＮＯ、Ａ
ｌ＿２Ｏ＿３、ＡｌＯＮ、ＡｌＮ、Ｓｉ＿３Ｎ＿４、Ｓ
ｉＣ、ＢＮ、Ｃの１種または２種以上を被覆する特許請
求の範囲第（１）項、第（２）項又は第（３）項記載の
温、熱間鍛造用工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20499986A JPS6360253A (ja) | 1986-08-30 | 1986-08-30 | 温、熱間鍛造用工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20499986A JPS6360253A (ja) | 1986-08-30 | 1986-08-30 | 温、熱間鍛造用工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6360253A true JPS6360253A (ja) | 1988-03-16 |
Family
ID=16499776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20499986A Pending JPS6360253A (ja) | 1986-08-30 | 1986-08-30 | 温、熱間鍛造用工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6360253A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0810891A (ja) * | 1994-06-30 | 1996-01-16 | Akamatsu Fuooshisu Kk | 鍛造・圧造用ダイス |
| KR100372785B1 (ko) * | 2000-10-20 | 2003-02-25 | 유영남 | 용접 및 내마모성이 우수한 태핏용 초경합금 |
| KR100514342B1 (ko) * | 1998-03-25 | 2005-12-05 | 두산인프라코어 주식회사 | 초경합금 |
| CN114045423A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-02-15 | 河北鑫泰轴承锻造有限公司 | 一种热作合金锻造模具及其制造方法 |
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1986
- 1986-08-30 JP JP20499986A patent/JPS6360253A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0810891A (ja) * | 1994-06-30 | 1996-01-16 | Akamatsu Fuooshisu Kk | 鍛造・圧造用ダイス |
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