TW202023706A

TW202023706A - 金屬塑性加工用治具

Info

Publication number: TW202023706A
Application number: TW108138137A
Authority: TW
Inventors: 熊谷拓甫; 小川智裕; 城石亮藏; 松本尚也; 島村真廣
Original assignee: 日商東洋製罐集團控股股份有限公司
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2020-07-01
Also published as: JP2020069506A; KR20210082216A; EP3875183A4; WO2020090475A1; JP7338143B2; KR20230006600A; BR112021008000A2; KR102550103B1; CN112930233A; EP3875183A1; US20210354186A1

Abstract

本發明係提供一種金屬塑性加工用治具，其使用於金屬或合金製之被加工材料的塑性加工，並能以不會在加工成形品的表面產生線狀之損傷的方式進行塑性加工。本發明係為了一邊將加工面接觸於金屬或合金製的被加工材料，一邊使該加工面對於該被加工材料相對地移動，而將該被加工材料進行塑性加工而使用的金屬塑性加工用治具，其特徵為，該治具之加工面的算術平均表面粗糙度Ra係在0.12μm以下，並且該加工面係進行平滑化，使得在以沿著加工方向之投影觀察該加工面時，不會觀察到寬度在200μm以上且高度在10μm以上的凸部。

Description

金屬塑性加工用治具

本發明係關於一種使用於金屬之塑性加工的金屬塑性加工用治具。

以往，作為金屬塑性加工吾人知悉有壓延加工、彎曲加工、剪斷加工、引伸加工，引縮加工等，如此之塑性加工例如，係使由超硬合金製之剛性基材所製成之治具接觸於被加工材料亦即金屬而加以進行。

此外，一般而言，上述之塑性加工係以「使用油等潤滑劑而使被加工材料與加工用治具不會直接接觸」的方式進行加工。然而，例如若進行局部觀察，在如引縮加工之於高表面壓力下進行之塑性加工時，可能因為潤滑膜無法維持而使被加工材料與加工用治具直接接觸，導致被加工材料烙印於加工面，而造成加工成形品的表面粗糙。又，在使用超硬合金等燒結體作為加工用治具時，於燒結體中不可避免地會具有微小的孔隙，即使將超硬合金的表面進行鏡面加工，孔隙亦會露出於其表面。若使用如此之具有孔隙之表面的治具來進行例如像鋁般軟質之金屬的塑性加工，則會產生「軟質的金屬磨耗粉附著堆積（增建）於加工面」這樣的問題。若產生如上述之烙印或附著堆積，則不僅會造成加工成形品的表面粗糙，亦會因為加工用治具表面之磨損增加或進行再拋光而造成之尺寸變化等，導致工具壽命明顯下降。

因此，在用於金屬塑性加工的治具中，廣泛地採用於其加工面設置硬質膜這樣的手段，主要係為了耐磨損性及耐烙印性等目的（例如，參照專利文獻1~2）。

又，形成於剛性基材之加工面的硬質膜，其表面必需為一定程度平滑的面，在專利文獻1、2或專利文獻3、4中，係將其表面的算術平均表面粗糙度Ra、最大高度粗糙度Rmax及凹凸的大小及個數調整至一定的範圍。

然而，根據塑性加工的方式，有時即使在硬質膜不滿足上述之硬質膜的表面粗糙度或凹凸之大小及個數的情況下，亦可有效地使用。另一方面，即使在調整成滿足上述之要素的情況下，有時亦會在獲得之加工品的表面上，產生線狀的損傷。 [習知技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利第2783746號專利文獻2：WO2017／033791號專利文獻3：日本專利4984263號專利文獻4：日本專利第5152836號

[發明所欲解決之問題]

因此，本發明之目的在於提供一種金屬塑性加工用治具，其使用於金屬或合金製的被加工材料之塑性加工，並能以不會在加工成形品之表面產生線狀之損傷的方式，進行塑性加工。 [解決問題之技術手段]

本案發明人等針對「在藉由金屬塑性加工而獲得之加工品的表面所產生之線狀損傷」進行探討後的結果，發現以下資訊，如此之線狀損傷係在一邊使加工用治具的加工面接觸於被加工材料，一邊使該加工面對於該被加工材料相對地移動，而進行塑性加工時，因為存在於加工用治具之加工面的凸部而沿著加工方向產生，又，可藉由調整「不可避免地會在加工面產生之一定程度大小之凹凸的位置」，而有效地避免如此之線狀損傷的產生，因而完成本發明。

根據本發明係提供一種金屬塑性加工用治具，為了一邊使加工面接觸於金屬或合金製的被加工材料，一邊使該加工面對於該被加工材料而相對地移動，而將該被加工材料進行塑性加工而使用；其特徵在於，該治具之加工面的算術平均表面粗糙度Ra係在0.12μm以下，並且該加工面係進行平滑化，俾使在以沿著加工方向之投影觀察時，不會觀察到寬度係在200μm以上且高度在10μm以上的凸部。

在本發明之金屬塑性加工用治具中，較佳為：（1）該加工面係受到表面處理膜覆蓋；（2）該表面處理膜為碳膜；（3）該表面處理膜為多晶鑽石膜；（4）呈環狀，並且內側的環狀面為加工面；（5）使用於引縮加工。 [對照先前技術之功效]

本發明之金屬塑性加工用治具，係應用於在使其加工面接觸於金屬或合金製之被加工材料的狀態下，一邊使該加工面對於該被加工材料相對地移動一邊進行之塑性加工，例如，引縮加工、引伸加工及抽線加工，並具有以下此點重要特徵：將該加工面進行平滑化，而使該加工面之算術平均表面粗糙度Ra在0.12μm以下，以避免獲得之加工品的表面粗糙，並且在以沿著加工方向之投影觀察時，不會觀察到寬度在200μm以上且高度在10μm以上之凸部。藉由將加工面進行平滑化，俾使在以如此之沿著加工方向之投影觀察時之凸部的寬度及高度成為一定值以下，可有效地防止沿著加工方向而延伸成線狀之損傷產生於加工品表面。

如此之本發明的金屬加工用治具，特別適合作為「針對如鋁或鋁合金之較軟質之金屬或合金而進行之嚴苛的引縮加工用之衝模」而加以應用，最適合應用於該等金屬或合金製之罐體的成型。

本發明之金屬塑性加工用治具，係應用於在使其加工面接觸於金屬或合金製之被加工材料的狀態下，一邊使該加工面對於該被加工材料相對地移動一邊進行之塑性加工，但需將其加工面進行平滑化，以滿足一定的條件。

首先，第一條件係此加工面，亦即與被加工材料接觸之面的表面粗糙度Ra（JIS B-0601-1994）必需在0.12μm以下，特別係在0.08μm以下。此表面粗糙度Ra係所謂的算術平均粗糙度，藉由進行平滑化，而使此表面粗糙度Ra落在此範圍內，可在塑性加工時，確保加工面與被加工物之表面（被加工面）的滑移性，並有效地避免獲得之加工品之表面（被加工表面）的表面粗糙。

此外，若如上述般僅進行了平滑化而使表面粗糙度Ra在一定值以下，並無法有效地抑制沿著加工方向而延伸成線狀之較大線寬之損傷的產生。

例如，在圖1中，圖1（a）係顯示此治具之加工面的俯視圖，圖1（b）係顯示在沿著加工方向之面所觀察到的投影，圖1（c）係顯示加工以之被加工物之表面（被加工面）的俯視圖。此圖1中，係在治具的加工面存在有三個凸部A、B、C，並將各自之寬度設為W_A 、W_B 、W_C 。如同自圖1（C）所理解，在凸部A的加工方向上存在有凸部B，而凸部C係從凸部A的加工方向遠離而存在。因此，對於此治具的加工面而言，沿著加工方向之面所觀察到的投影中，係如圖1（b）所示，凸部A與凸部B的投影看起來會重疊，並且重疊後的寬度X係大於凸部A的寬度W_A 及凸部B的寬度W_B ，而凸部C的投影寬度係直接成為W_C 。

亦即，若使用於加工面存在如同上述之凸部A~C的治具，並使該加工面一邊接觸於被加工材料的被加工面一邊相對地移動，而進行塑性加工，則會如圖1（c）所示，對應於各凸部A~C的投影而沿著加工方向，產生線寬W_A 的線狀損傷A’、線寬W_B 的線狀損傷B’及線寬W_C 的線狀損傷C’。又，該等線狀損傷A’、B’及C’的寬度係分別落在品質上不會有問題的範圍。此情況下，對應於凸部A及B而產生之線狀損傷A’及線狀損傷B’，因為投影重疊，故會造成大於W_A 及W_B 之線寬X的線狀損傷。

如同自上述說明所理解，當產生於治具之加工面的複數凸部存在於靠近的位置時（亦即，在各凸部之加工方向上存在其他損傷時），會在被加工面形成比各凸部之寬度更大寬度的線狀損傷。亦即，即使進行調整而使各個凸部之寬度變得較小，但在投影重疊的情況下，亦會在被加工面形成比各凸部之寬度更大線寬的線狀損傷X，而使藉由塑性加工所獲得之加工物的外觀受到損害。

因此，在本發明中係將治具的加工面進行平滑化，而使在以沿著加工方向之投影觀察時，不存在一定的寬度的凸部，具體而言，係在相對於一凸部的加工方向上，不存在其他凸部。亦即，在本發明中係進行治具之加工面的平滑化，而使在以沿著加工方向之投影觀察時，不會觀察到寬度在200μm以上，較佳係在160μm以上的凸部。

再者，在本發明中係將治具的加工面進行平滑化，而使在以上述之投影觀察時，不會觀察到高度h（參照圖1（b））在1μm以上，特別係在10μm以上的凸部，此點亦非常重要。亦即，原因在於，即使將以投影觀察之凸部的寬度如上述般調整至一定值以下，但若存在有高度h較大之凸部，則會導致形成於被加工面之損傷變得較深，而使得藉由塑性加工所獲得之加工物的外觀仍然會受到損害。關於凸部的高度，雖然由於油膜厚度會因加工時的潤滑狀態而有所不同，因此難以無歧異地進行設定，但若被加工物之損傷的深度達到1μm以上，則即使在目視的情況下損傷亦很明顯。因此，假使在完全不使用潤滑劑的情況下而進行加工時，1μm以上的凸部會成為問題，然而各種探討後的結論得知，若在習知技術的潤滑狀態下，則以10μm為一個標準，此結論亦顯示於後述之實驗例1。

本發明之金屬塑性加工用治具，只要係能將加工面進行平滑化，以滿足如上述之條件者，其材質並無特別限制，但是因為被加工材料為金屬或合金，且應用於加工面與被加工面係一邊接觸一邊相對地移動而進行塑性加工這樣的嚴苛加工，通常係如圖2之概略圖所示，具備有剛性基材1及設於剛性基材1之表面的表面處理膜3較為適合，在此表面處理膜3的表面，存在如前述般平滑化後的加工面。

剛性基材1並未特別限定，但較佳係由具有「可承受嚴苛的塑性加工之剛性」及「可承受成膜之耐熱性」的材料所構成者。作為如此之兼具剛性及耐熱性的材料係以下列材料為代表：將碳化鎢（WC）與鈷等金屬黏結劑的混合物加以燒結而獲得的所謂超硬合金；將碳化鈦（TiC）等金屬碳化物或炭氮化鈦（TiCN）等鈦化合物與鎳或鈷等金屬黏結劑的混合物加以燒結而獲得的金屬陶瓷；或是碳化矽（SiC）或氮化矽（Si₃ N₄ ）、氧化鋁（Al₂ O₃ ）、氧化鋯（ZrO₂ ）等硬質陶瓷等。

表面處理膜3應根據目的效果而適當選擇，因此其材質不受限制，例如可由各種金屬氧化物等形成，但在作為軟質金屬之塑性加工用治具而重視耐磨損性、耐烙印性的情況下，一般而言，較佳係TiC、TiN、TiAlN、CrN、DLC等硬質膜，其中，特佳係包含DLC或多晶鑽石等鑽石結晶的碳膜。

本發明中，如此之碳膜（亦即，表面處理膜3）在下式（1）所表示之強度比，較佳係在0.5~5.0的範圍，更佳係在0.8~3.0的範圍： I_D ／I_G （1）式中， I_D 係碳膜3之表面在拉曼光譜中之1333±10cm^-1 的最大峰值強度， I_G 係碳膜3之表面在拉曼光譜中之1500±100cm^-1 的最大峰值強度。

參照顯示由後述實驗例所形成之碳膜的拉曼光譜的圖3，在1333±10cm^-1 的最大峰值強度I_D 係來自於膜中的鑽石成分，在1500±100cm^-1 的最大峰值強度I_G 係來自於膜中的石墨成分。因此，上述峰值強度比越小，石墨的含量越多，峰值強度比越大，則表示膜越接近鑽石結晶。如同自上述所理解，本發明中較佳之碳膜，係含有石墨成分以滿足上述強度比，藉此，可同時確保優異的硬度，及與基底之剛性基材1的緊密貼合性，並顯示良好的耐撞擊性，例如即使在重複進行嚴苛的塑性加工之情況下，亦可有效地避免膜剝離而期待加工用治具的高壽命化。

上述碳膜係藉由熱絲CVD法（化學氣相沉積法）或電漿CVD法，例如微波電漿CVD、射頻電漿CVD、熱電漿CVD等習知的方法，在剛性基材1的表面成膜，接著，藉由表面拋光而製作。

又，在成膜之際，一般而言係使用以氫氣將甲烷、乙烷、丙烷、乙炔等碳氫化合物氣體稀釋至1％左右的氣體作為原料氣體，在此原料氣體中，為了調製膜質或成膜速度，亦適當地少量混合氧、一氧化碳、二氧化碳等氣體。使用上述原料氣體，並將上述剛性基材1加熱至700~1000℃的高溫，再藉由微波或射頻等使電漿產生，接著，在電漿中將原料氣體分解而使活性物種產生，並藉由在剛性基材1上使鑽石結晶成長而進行成膜。在此成膜之際，於電漿中解離的氫原子會選擇性地蝕刻產生在剛性基材1上的石墨或非晶碳，藉此，鑽石成分會較多，而可使膜之拉曼光譜的峰值強度比落在前述範圍內。

又，雖然對於碳膜顯示其製法，但在形成「藉由其他材質之無機氧化物而構成之表面處理膜3」的情況下，亦可與上述相同，藉由CVD或PVD等以往習知的方法而在剛性基材1的表面成膜。

此外，如上述之表面處理膜，特別是使用CVD而成膜之膜，由於在成膜之際會根據需要而進行選擇性地蝕刻，以促進結晶成長，故其表面容易變得粗糙。因此，為了作為塑性加工用治具而使用，成膜後，需要藉由執行拋光處理而進行平滑化。

如此之表面處理膜3的表面拋光，可藉由其本身習知的方法進行。例如，可係使用鑽石磨粒等磨石的機械拋光方法，亦可係使用化學作用的拋光方法。亦可係將該等機械及化學手法結合的拋光方法。藉由該等拋光方法，可將膜的算術平均表面粗糙度Ra調整在前述範圍內。

此外，在本發明中，至少加工面必需進行平滑化，俾使在以沿著加工方向之投影觀察時，不存在觀察到之凸部的寬度及高度超過既定範圍者。亦即，在如以往般進行拋光加工而進行平滑化時，當以上述投影觀察時，無論如何均會存在寬度或高度超過既定值者。原因在於，當觀察整個面時表面會因拋光而平滑化，而使其表面粗糙度Ra變小，但成膜之際，以異物或基材的損傷等作為基點而異常地成長的結晶，會因為與周邊的硬度差而殘留。因此，在本發明中例如藉由顯微鏡觀察等，進行將既定寬度或高度在既定值以上的凸部藉由局部拋光而使其低於既定值的作業（精加工拋光）。這種情況，在膜厚較薄，且藉由不易因處理使粗糙度變大之PVD而成膜的表面亦同樣如此，由於會產生特別異常地肥大化的粒子，並在表面成膜，故與CVD的情況相同，需要拋光。作為此進行局部拋光之方法並無特別限定。例如，可係使用磨石的機械拋光方法，亦可使用脈衝雷射等高能量束，而僅將特別異常的結晶去除。

在本發明中，具備有上述加工面的金屬塑性加工用治具，係使加工面與被加工面一邊接觸一邊相對地移動而進行塑性加工的工具，例如，作為進行引伸加工、引縮加工及抽線加工等的工具來使用，特別適合作為「在加工面與被加工面之間施加高表面壓力而進行塑性加工時所使用的引縮加工用衝模」來使用。

又，在本發明中，被加工材料的材質係各種金屬或合金，並不特別限定。宜為鋁、銅、鐵、或是包含該等金屬的合金，再者可為馬口鐵等錫電鍍鋼板或施加了化學處理的鋁板等表面處理鋼板，再者可為在至少一面形成有聚酯等有機被覆膜的預塗布金屬板等。

圖4係顯示藉由將本發明之金屬塑性加工用治具作為引縮加工用衝模而使用之衝壓加工所進行之金屬罐的製造過程。

在此圖4中，首先，對用於金屬罐成型的胚板（例如鋁板）11施予衝裁加工，藉此，獲得金屬罐用的圓板13（參照圖3（a））。在此衝裁加工中，係使用具有與圓板13之直徑相當的外徑之衝裁用衝頭15，與固持胚板11且具有與圓板13之直徑相當的開口之模具17。亦即，透過藉由衝頭15衝裁固持於模具17上的胚板11，而獲得既定大小的圓板13。又，根據此製造過程所製造的成形物之形態，胚板11亦有衝裁成其他形狀（例如矩形）之情況。

接著，對以如上述之方式而獲得之圓板13施予引伸加工，藉此，可獲得高度較低的引伸罐（有底筒狀體）19（參照圖4（b））。在此引伸加工中，係將經衝裁之圓板13固持於模具21上，此圓板13的周圍係由壓料用的治具23加以固持。在模具21中形成有開口，並藉由使用引伸用之衝頭25將圓板13壓入模具21的開口內，而獲得引伸罐19。又，在此模具21之開口上端的角部（固持圓板13側）形成有弧形（曲率部），而使圓板13在迅速且不會折斷的情況下，被壓入模具21的開口內，衝頭25的外徑係設定成幾乎相當於圓板13之厚度的量，並且小於模具21之開口的直徑。亦即，在此引伸加工中，幾乎不進行薄壁化。又，引伸加工亦有因應成形品之形狀而進行複數次的情況。

接著，對藉由上述所獲得之引伸罐19施予引縮加工，藉此，將高度較高且薄壁化後的金屬罐基體（引伸引縮罐）27成形（參照圖4（c））。在此引縮加工中，係將引縮用的衝頭29插入藉由上述引伸加工而獲得之引伸罐19的內部，並藉由一邊將該筒狀體19的外面壓接於環狀引縮加工用衝模31的內面，一邊使衝頭29下降，而透過衝模31將筒狀體19的側壁薄壁化。藉此，可獲得經薄壁化且因應薄壁化之程度而高度變高的金屬罐基體27。

如同自圖4所理解，在此等衝裁加工、引伸加工及引縮加工之一系列的製程中，雖然衝裁加工不需要滑動性，但從引伸加工到引縮加工，需要所使用之模具與被加工物之間的滑動性。亦即，藉由高表面壓力使治具的加工面與被加工面相對地移動。特別是引縮加工，由於施加超過被加工物之降伏應力的表面壓力，因此最需要滑動性。

在本發明中，係使用具有前述平滑化後之加工面的金屬塑性加工用治具作為此環狀的引縮加工用衝模31。

亦即，參照上述圖4（特別是圖4（c））、並一起參照將上述衝模31之部分側面與被加工物亦即引伸罐19一起顯示的圖5、及顯示衝模31之側邊剖面圖的圖6，在引縮加工之際，此引縮加工用衝模31包含：位於引伸罐（被加工物）19之加工方向上游側的傾斜面33、位於加工方向下游側的傾斜面35、及介於上述兩者間的平面37；與被加工物19接觸的區域係成為加工面41，在包含該等面33、35、37的整個面係形成有前述表面處理膜3。

此外，在圖4~6所示之引縮加工用衝模31中，加工面41係形成在包含平面37（此部分亦為背緣部）的內側環狀面（傾斜面33、平面37及傾斜面35所存在的區域），表面處理膜3至少形成於加工面41（亦即，在引縮加工時表面壓力所施加的面）即可，但在基於「在嚴苛的引縮加工時，能更確實地防止膜剝離」的考量上，表面處理膜3的兩端部較佳係存在於遠離加工面41的位置，從如此之觀點來看，碳膜3通常係形成於整個該環狀面，特別是剛性基材1的整個面（除了在圖4中的頂面）最為合適，在如此之碳膜3中，至少加工面41係進行平滑化以滿足前述條件。

又，雖然圖中未顯示，在剛性基材1的內部中，較佳係通有冷卻管等，以抑制在引縮加工時之加工面41的溫度上升。

再者，在圖4的例子中，係配置一個環狀引縮加工用衝模31，但亦可對於加工方向，將如此之環狀引縮加工用衝模31隔著適當的間隔而複數配置。此情況下，配置於加工方向下游側之衝模31的空隙D會變小，藉此逐漸地進行薄壁化。

在本發明中，使用上述引縮加工用衝模31的引縮加工，可藉由「在包含水或潤滑劑之液體（冷卻劑）環境下進行的所謂濕式加工」進行，亦可藉由「在不使用冷卻劑之所謂乾式加工」進行。乾式加工的情況，由於和濕式加工相比成形中的油膜厚度較小，因此雖然衝模表面對被加工材料的轉印性會上升，而獲得更具鏡面效果的加工品，但由於不僅限界引縮率會變小，亦如前述般需要用於抑制加工面之溫度上升的冷卻裝置，因此較佳係以濕式加工作為實施態樣。

又，在本發明中，使用上述引縮加工用衝模31的引縮加工，如同先前已敘述般，可應用於各種金屬或合金材料例如：鋁、銅、鐵或包含該等金屬的合金，再者亦可應用於馬口鐵等錫電鍍鋼板或施加了化學轉化處理的鋁板等表面處理鋼板、及在至少一面具有有機被覆膜的預塗布金屬板等，並可重複進行引縮率高之嚴苛的引縮加工。使用管狀之引縮加工用衝模31的引縮加工，特別適合使用於藉由前述圖4所示之過程製造金屬罐基體時的引縮加工，其中，最適合應用於鋁罐的製造。 [實施例]

接著，藉由以下的實驗例說明本發明。又，在以下的實驗例中，表面粗糙度的測量係使用東京精密股份有限公司製的表面粗糙度計（Surfcom 2000SD3），並依據JIS-B-0601測量算術平均粗糙度Ra。

＜實驗例1＞使用在表面施加有「具有表1所示之寬度及最大高度的鑽石塗層」的衝模，進行鋁板的引縮加工。鋁板係由A3004材料壓延至板厚0.29mm後而進行衝裁，再進行引伸加工而形成Φ95mm的有底筒狀體，並係用於成形試驗。成形試驗係使外徑Φ66mm的衝頭以速度200spm移動，並先進行引伸加工而形成Φ66mm的筒狀體，再直接對其施加三次的引縮加工。此時，係從各引縮衝模之間噴出乳化液亦即冷卻劑而進行在濕式環境下的成型，以獲得成型罐。又，以雷射顯微鏡測量模具上的突起，以獲得各突起的剖面形狀。從獲得之剖面形狀與模具上之突起的位置，計算沿著加工方向的投影形狀，以進行與成型後之罐的損傷之比較。罐的損傷係使用白光干涉儀來測量。又，此時係判斷有無以目視能見之線狀損傷。將其結果顯示於表1。

【表1】

	投影凸部	罐體損傷	有無藉由目視所判斷之線狀損傷 ○：無線狀損傷 ╳：有線狀損傷
寬度	最大高度	寬度	最大高度
實驗例1-1	155μm	8.4μm	155μm	0.30μm	○
實驗例1-2	90μm	9.2μm	85μm	0.86μm	○
實驗例1-3	5μm	9.0μm	5μm	0.92μm	○
實驗例1-4	10μm	7.7μm	10μm	0.13μm	○
實驗例1-5	200μm	8.0μm	200μm	0.14μm	╳
實驗例1-6	40μm	10.3μm	30μm	1.0μm	╳
實驗例1-7	220μm	11.0μm	210μm	1.3μm	╳

表1僅選出特徵的項目，若比較投影凸部與罐體損傷的形狀，則會發現其寬度幾乎相等，並顯示寬度在200μm以上的損傷即使以目視亦能確認。因為隔著冷卻劑，故罐體損傷的深度係小於模具的凸部高度，但損傷的深度超過1.0μm者，即使以目視亦能確認，此時，已知凸部的高度為10μm左右。

＜實驗例2＞藉由與實驗例1相同的手法而獲得Φ66mm的成型罐。此時，如表2所示，使引縮衝模之算術平均表面粗糙度Ra變化，並確認可否成型及罐的外觀。將結果顯示於表2。又，關於因為如實驗例1所示之模具表面的投影凸部所引起的線狀損傷，在實驗例2中係加以忽略。

【表2】

	表面粗糙度Ra	結果
實驗例2-1	0.20μm	╳不可成型
實驗例2-2	0.14μm	╳不可成型
實驗例2-3	0.12μm	○有損傷
實驗例2-4	0.10μm	○有損傷
實驗例2-5	0.08μm	◎鏡面
實驗例2-6	0.05μm	◎鏡面

從表2的結果來看，顯示在濕式環境下進行罐體的加工時，為了使加工成功需要將模具表面進行平滑化至模具表面粗糙度Ra在0.12μm以下，為了增加鏡面性，並使外觀價值提高，更佳係使模具表面粗糙度Ra在0.08μm以下。

從上述實驗例來看，顯示在使加工面接觸於金屬或合金製的被加工材料的狀態下，一邊使該加工面對於該被加工材料相對地移動一邊進行的塑性加工中，為了有效防止沿著加工方向而延伸成線狀的損傷產生於加工品表面，較佳係使其加工面的算術平均表面粗糙度Ra在0.12μm以下，並且將加工面進行平滑化，而使在以沿著加工方向之投影觀察時，不會觀察到寬度在200μm以上且高度在10μm以上的凸部。

又，本發明並不限定於上述實施態樣及實施例，在不脫離本發明之主旨的範圍內，可施加各種的變更。

1:剛性基材 3:表面處理膜（碳膜） 11:胚板 13:圓板 15,25,29:衝頭 19:引伸罐（筒狀體、被加工物） 21:模具 23:治具 27:金屬罐基體 31:引縮加工用衝模 33,35:傾斜面 37:平面 41:加工面 A,B,C:凸部 A’,B’,C’:線狀損傷 D:空隙 h:高度 Ra:算術平均表面粗糙度 Rmax:最大高度粗糙度 WA,WB,WC,X:寬度

圖1（a）~（c）係用於說明本發明之原理的說明圖。圖2係顯示本發明之金屬塑性加工用治具之主要部分的概略側剖面圖。圖3係顯示碳膜表面之拉曼光譜之一例的圖式。圖4（a）~（c）係顯示使用了引縮加工之衝壓成型過程之一例的圖式。圖5係本發明所適用之環狀引縮加工用衝模之一部分的側剖面圖。圖6係圖5之環狀引縮加工用衝模的全側剖面圖。

A,B,C:凸部

A’,B’,C’:線狀損傷

h:高度

W_A,W_B,W_C,X:寬度

Claims

一種金屬塑性加工用治具，係為了一邊使加工面接觸於金屬或合金製的被加工材料，一邊使該加工面對於該被加工材料相對地移動，而將該被加工材料進行塑性加工而使用；其特徵在於，該金屬塑性加工用治具之該加工面的算術平均表面粗糙度Ra係在0.12μm以下，並且該加工面係進行平滑化，俾使在以沿著加工方向之投影觀察時，不會觀察到寬度在200μm以上且高度在10μm以上的凸部。
如請求項1所述之金屬塑性加工用治具，其中，該治具之至少該加工面係由硬質表面處理膜加以被覆。
如請求項1所述之金屬塑性加工用治具，其中，該表面處理膜為碳膜。
如請求項1所述之金屬塑性加工用治具，其中，該表面處理膜為多晶鑽石。
如請求項1所述之金屬塑性加工用治具，其中，該金屬塑性加工用治具呈環狀，且內側之環狀面為該加工面。
如請求項1所述之金屬塑性加工用治具，其中，該金屬塑性加工用治具係使用於引縮加工。