TWI813801B - 衝壓加工用模具及衝壓加工方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種衝壓加工用模具及衝壓加工方法，該衝壓加工用模具容易適當地管理間隙，且亦可以高水準兼顧加工耐久性。本發明之衝壓加工用模具係使用衝頭部及模頭部對金屬材料進行衝壓加工，其特徵在於：於上述衝頭部與上述模頭部之一者中之與上述金屬材料接觸之加工表面被覆有金剛石膜，於上述衝頭部與上述模頭部之另一者中之與上述金屬材料接觸之加工表面被覆有維氏硬度Hv8000以下之表面處理膜。
Description
本發明係關於一種衝壓加工用模具及衝壓加工方法，更具體而言，例如關於一種適於成形鋁製罐之衝壓加工用模具及其加工方法。
習知以來，衝壓加工一直被用作以低廉價格大量地生產工業製品之製造方法。此種衝壓加工適於加工各種被加工材料，作為被加工材料之一例，例如可例示：鋼、銅或鋁等金屬材料、以及鈦、鎂等。
作為上述之工業製品之一例，例如可例示罐材料。例如專利文獻1中所例示之由兩片構成之罐材料係使用如上所述之衝壓加工用模具藉由拉拔引縮加工成形罐主體部等。
另一方面，進行衝壓加工之衝壓加工用模具具備衝頭部及模頭部，於該等之間由適當之間隙隔開之狀態下對被加工材料進行衝壓成形。
衝壓加工中衝頭部及模頭部被置於嚴酷之環境下，故而例如如專利文獻2～5所示提出有於模具之加工表面被覆金剛石膜或DLC（類鑽碳）膜等碳膜。
[專利文獻1]日本專利第6012804號
[專利文獻2]日本專利特開2013-163187號公報
[專利文獻3]日本專利特開平10-137861號公報
[專利文獻4]日本專利特開平11-277160號公報
[專利文獻5]日本專利特開平1-306023號公報
[發明所欲解決之課題]
如上所述，衝壓加工用模具被置於嚴酷之加工環境下，故而例如由各種表面處理膜被覆模頭部等之加工表面。作為此種表面處理膜，可適宜選擇具有較高之滑動特性，且可抑制衝壓時之被加工材料所產生之凝附的材質，尤其理想為由金剛石膜或DLC膜等碳膜被覆加工表面。
然而，包含上述專利文獻之習知技術並未解決以下所示之課題，可謂改善之餘地仍然很大。
即，例如近年來上述罐材料之罐主體部之薄肉化不斷推進，在此種背景下，對於衝壓加工用模具要求嚴格之間隙管理及加工耐久性。
然而，例如若於衝壓加工用模具中之模頭部或衝頭部形成有DLC膜，則不可否認無法耐受反覆進行之衝壓加工而於加工耐久性方面有困難。另一方面，若於衝壓加工用模具中之模頭部或衝頭部形成金剛石膜，則就獲得優異之加工耐久性之方面而言較理想，但被覆有金剛石膜之構件難以控制尺寸而不適於嚴格之間隙管理。
本發明係以上述課題為一例進行解決，其目的在於鑒於此而提供一種衝壓加工用模具及衝壓加工方法，該衝壓加工用模具容易適當地管理間隙，且亦可以高水準兼顧加工耐久性。
[解決課題之技術手段]
為了達成上述目的，本發明之一實施形態中之衝壓加工用模具係（1）一種衝壓加工用模具，其係使用衝頭部及模頭部對金屬材料進行衝壓加工者，其特徵在於：於上述衝頭部與上述模頭部之一者中之與上述金屬材料接觸之加工表面被覆有金剛石膜，於上述衝頭部與上述模頭部之另一者中之與上述金屬材料接觸之加工表面被覆有維氏硬度Hv8000以下之表面處理膜。
此外，上述（1）所記載之衝壓加工用模具中，較佳為（2）上述表面處理膜係維氏硬度Hv為1000至8000之類鑽碳。
又，上述（1）或（2）所記載之衝壓加工用模具中，較佳為（3）上述表面處理膜之厚度薄於上述金剛石膜之厚度。
又，上述（1）至（3）中任一項所記載之衝壓加工用模具中，較佳為（4）於上述模頭部被覆有上述金剛石膜，於上述衝頭部被覆有上述表面處理膜。
又，上述（1）至（4）中任一項所記載之衝壓加工用模具中，較佳為（5）上述金屬材料為罐材料，且進行使用上述衝頭及上述模頭至少形成罐主體部之拉拔引縮加工。
進而，為了達成上述目的，本發明之一實施形態中之衝壓加工方法係（6）一種衝壓加工方法，其係使用衝頭部及模頭部對金屬材料進行衝壓加工者，其特徵在於：於上述衝頭部與上述模頭部之一者中之與上述金屬材料接觸之加工表面被覆有金剛石膜，於上述衝頭部與上述模頭部之另一者中之與上述金屬材料接觸之加工表面被覆有維氏硬度Hv8000以下之表面處理膜。
此外，上述（6）所記載之衝壓加工方法中，較佳為（7）將上述金屬材料透過冷卻劑並藉由上述衝頭部及上述模頭部衝壓加工成罐主體部。
此外，上述（6）或（7）所記載之衝壓加工方法中，較佳為（8）上述冷卻劑之油分為4.0體積%以下。
[發明之效果]
根據本發明，由於硬度相互不同之金剛石膜與Hv8000以下之表面處理膜分別被覆於衝頭部及模頭部，故而可藉由硬度相對較低之表面處理膜容易地調整間隙，且亦可同時實現較高之加工耐久性。
以下，一面適宜參照圖式一面對本發明之衝壓加工用模具及衝壓加工方法具體地進行說明。
＜衝壓加工用模具＞
首先，一面參照圖1及2一面對實施形態之衝壓加工用模具100進行說明。
如圖1等所示，衝壓加工用模具100構成為，具有對金屬材料進行衝壓加工之功能，且具備引縮加工用之衝頭部11及模頭部21。
此外，本實施形態中之衝壓加工例如包括將金屬材料進行拉拔加工（Draw加工）之態樣、進行引縮加工（Ironing加工）之態樣、進行拉拔引縮加工（DI加工）之態樣等成形加工。
以下，以將金屬材料成形為罐體之引縮加工為例進行說明，但本發明並不限定於此種罐體之衝壓加工，亦可應用於感光鼓等引縮加工成其他形狀之形態。
本實施形態中之作為被加工材料之金屬材料只要供於衝壓加工，則並無特別限制，例如可應用鋁、鐵、鋼、銅、鈦等公知之各種金屬材料、以及該等之合金材料、包覆材料、或積層有有機樹脂等之預覆材料等。其中，於成形罐體之情形時，上述金屬材料中，尤佳為鋁。
於由金屬材料3成形罐主體部之引縮加工中，如該圖所示，於在模頭部21與衝頭部11之間介置有前續步驟中加工為凸緣狀之拉拔杯之金屬材料3之狀態下藉由衝頭部11實施衝壓加工（該情形時為引縮加工）。
此時，衝頭部11之側面11a與模頭部21之前端對向面21a之間的間隙C因步驟或製品而不同，例如於飲料用鋁罐之情形時，最終設定為100 μm左右，並且其誤差範圍僅容許±數μm（例如2～5 μm）。除此以外，如上所述，例如於由金屬材料衝壓加工成罐體之情形時，亦必需可耐量產化之程度之較高之加工耐久性。
因此，本實施形態之衝壓加工用模具100中，設為於衝頭部11與模頭部21之一者中之與金屬材料3接觸之加工表面被覆金剛石膜DF，進而，於衝頭部11與模頭部21之另一者中之與金屬材料3接觸之加工表面被覆維氏硬度Hv8000以下之表面處理膜SF。
此種衝壓加工用模具100可較佳地用於至少由作為被加工材料之罐材料形成罐主體部之引縮加工。
以下，對併用本實施形態中之金剛石膜DF與Hv8000以下之表面處理膜SF之本發明之意義進行詳細說明。
首先，由於假定衝壓加工基本上處於嚴酷之加工環境，故而例如對於模頭部中至少與被加工材料接觸之加工表面，有時以賦予低摩擦化或耐久性為目的而被覆表面處理膜。針對該方面，近年來，就成膜性或硬度之觀點而言，如專利文獻2等中所例示，研究出有DLC（類鑽碳）膜之活用。
此處，包含上述專利文獻之多個習知技術中，著眼於被施加相對較高之負荷之模頭部，但另一方面，實用化時之大量生產中，與模頭部相比輕微，但於衝頭部亦可見磨耗或被加工材料之凝附等損傷。由此，若亦鑒於穩定之成形性或模具之耐久性等，則可謂較理想為於衝頭部側亦被覆某種表面處理膜。
亦鑒於此種觀點，本實施形態中，對衝頭部11與模頭部21之兩者之加工表面被覆表面處理膜。如此，衝頭部11與模頭部21中之表面處理膜之組合可假定以下之表1中所示之圖案。
[表1]
| 一工具 | 另一工具 | |
| 圖案A | 超硬材料（無塗佈） | 超硬材料（無塗佈） |
| 圖案B | 超硬材料（無塗佈） | DLC膜 |
| 圖案C | 超硬材料（無塗佈） | 金剛石膜 |
| 圖案D | DLC膜 | DLC膜 |
| 圖案E | 金剛石膜 | 金剛石膜 |
| 圖案F | DLC膜 | 金剛石膜 |
首先，對圖案A進行研究。
該圖案A之組合係未形成表面處理膜之例子，例如亦藉由使用冷卻劑等潤滑劑之衝壓加工等實施。此外，關於「一工具」及「另一工具」，以下，作為一例，將「一工具」設為衝頭部11，將「另一工具」設為模頭部21進行說明。然而，本發明並不限定於該例，亦可以與其相反之構成將「一工具」設為模頭部21等。
例如，製罐步驟中之引縮加工中，如上所述，衝壓加工用模具100亦被置於嚴酷之加工環境下。該情形時，可容易地想像到衝壓時於各工具會產生磨耗或燒接或者被加工材料之凝附、堆積等各種問題。
此種課題於在另一工具形成有表面處理膜之圖案B或圖案C中，亦至少於無塗佈處理之一工具側產生同樣之課題。
因此，為了維持加工品質而抑制工具之磨耗或燒接，必須使「一工具」與「另一工具」之加工表面由表面處理膜被覆。
就該方面而言，圖案D或圖案E確實可在一定程度上確保耐磨耗性或耐燒接性，但依然未消除以下所述之問題。
即，如圖案D所示，於利用「一工具」及「另一工具」形成DLC膜之情形時，與無塗佈相比耐磨耗性等亦提高，但原本DLC膜於其特性上難以使膜厚變厚，耐久性有改善之餘地。
進而，兩工具為大致相同之硬度，因此例如於某種情況下工具彼此碰撞之情形時無法預測於哪一者產生破損，藉此亦有破損損傷擴大之顧慮。
進而，圖案E亦同樣有上述之破損損傷之擴大之顧慮，並且金剛石膜出於其性質上之問題，例如成膜時之溫度較高而伴有基材之尺寸變化或厚膜化所致之成膜厚度（膜厚）之不均、以及硬度較高而無法容易地研磨等理由，尺寸之調整非常困難，模具間之尺寸管理困難而成為成本增加之主要原因。如上所述，於製罐中之引縮加工中亦要求±數μm之尺寸管理之狀況下，可謂以該圖案E之組合運用並不現實。
因此，本實施形態中，如圖案F所示，於作為「一工具」之衝頭部11之加工表面被覆作為表面處理膜SF之DLC膜，於作為「另一工具」之模頭部21之加工表面被覆金剛石膜DF。
此外，如上所述，將「一工具」設為衝頭部11，將「另一工具」設為模頭部21，但亦可以於模頭部21被覆作為表面處理膜SF之DLC膜且於衝頭部11被覆金剛石膜DF等相反組合構成。但是，通常多數情況下模頭部21會受到較衝頭部11嚴酷之加工負荷，就此種方面而言，為了整體提高加工耐久性，較佳為於模頭部21被覆金剛石膜DF，進而，於衝頭部11被覆作為表面處理膜SF之DLC膜。
以下，對各個被膜進行詳細說明。
＜金剛石膜DF＞
如圖2所示，本實施形態之金剛石膜DF形成於模頭部21之加工表面（與作為被加工材料之金屬材料3接觸之面）。
關於此種金剛石膜DF之形成方法，只要可形成則並無制限，但例如可應用使用化學蒸鍍（CVD）法之形態或使用物理蒸鍍（PVD）之形態等公知之形成方法。
此處，關於金剛石膜DF之厚度，可應用基於上述公知之方法形成之合理範圍之厚度。作為此種金剛石膜DF之厚度，一例較佳為5～30 μm左右。
此外，金剛石膜DF只要至少形成於模頭部21之上述加工表面，但亦可形成於其他部分。
又，本實施形態之金剛石膜DF中之維氏硬度Hv較佳為10000～12000。
＜表面處理膜SF＞
又，如圖2所示，本實施形態之表面處理膜SF形成於衝頭部11之加工表面（與作為被加工材料之金屬材料3接觸之面）。
本實施形態之表面處理膜SF係將硬度設定為相較於上述金剛石膜DF相對較低之表面處理膜。作為此種表面處理膜SF，較佳為維氏硬度Hv為1000～8000之類鑽碳膜（DLC膜）。
進而，上述類鑽碳膜（DLC膜）中，其中不含氫之無氫DLC膜適合作為本實施形態。其原因在於，此種無氫DLC膜（具有四面體非晶碳結構之DLC膜）例如具有維氏硬度Hv6000左右之硬度，因此加工耐久性良好，衝壓加工時與成對之金剛石膜DF之親和性亦變得良好。
此種類鑽碳膜（DLC膜）之形成方法並無特別限制，例如可應用使用氣體作為原料於腔室內將該氣體分解而進行成膜之化學蒸鍍（CVD）法、或使用固體碳作為原料使碳蒸發而進行成膜之物理蒸鍍（PVD）法等公知之形成方法。
關於表面處理膜SF之厚度，亦可應用基於上述公知之方法所形成之合理範圍之厚度，但作為一例較佳為0.1～10 μm左右。具體而言，本實施形態中之表面處理膜SF之厚度係以薄於金剛石膜DF之厚度之方式設定。藉由採用此種構成，可享受以下所述之優點。即，首先，具備上述厚度之表面處理膜SF相較於金剛石膜DF為薄膜，因此成膜所致之尺寸誤差原本較小。除此以外，該表面處理膜SF之維氏硬度為Hv8000以下，與金剛石相比為軟質，因此藉由使用公知之金剛石研磨粒，可容易地研磨，可減少加工成本，不僅如此，而且可以高精度達成目標之模具尺寸。
此外，金剛石膜DF只要至少形成於模頭部21之上述加工表面即可，但亦可形成於其他部分。
又，本實施形態中使用類鑽碳膜作為表面處理膜SF，但只要硬度低於金剛石膜DF且可達成上述課題，則並無特別限制，例如亦可使用維氏硬度Hv3200～3800左右之TiC膜、或Hv3000～3500左右之TiCN膜等其他表面處理膜。
＜衝壓加工方法＞
其次，對適於形成本實施形態中之無縫罐體之罐主體部之引縮加工之衝壓加工方法進行說明。
本實施形態中，係一種衝壓加工方法，其係使用衝頭部及模頭部對鋁等金屬材料3進行衝壓加工者，其特徵在於：於該等衝頭部與模頭部之一者中之與金屬材料接觸之加工表面被覆有金剛石膜，於另一者中之與金屬材料接觸之加工表面被覆有維氏硬度Hv8000以下之表面處理膜。
此外，以下作為一例說明無縫罐體之製罐步驟中之引縮加工中之應用例，但本發明並不限定於該引縮加工用途。
即，可同樣地應用於未圖示之衝裁加工中之衝裁用衝頭部及衝裁用模頭部之加工表面（與金屬材料3接觸之面），亦可應用於拉拔加工中之拉拔加工用衝頭部、拉拔加工用模頭部及褶皺抑制治具之加工表面（與金屬材料3接觸之面）。
此時，至少上述引縮加工中之衝壓加工中，作為被加工材料之金屬材料較佳為透過冷卻劑LQ（圖1參照）並藉由衝頭部11及模頭部21衝壓加工成無縫罐體。
此外，作為冷卻劑LQ，只要達成衝壓時之潤滑性賦予或模具之冷卻，可應用公知之各種液體。尤其是，可較佳地列舉其成分中含有油分者，但亦可為不含油分之冷卻劑，例如亦可使用純水等水作為冷卻劑。此外，若使用此種油分相對較少之冷卻劑進行加工，則潤滑性不足，因此通常之超硬合金製之模具會使被加工材料燒接於模具之加工面，因此無法進行良好之加工。相對於此，於使用由上述金剛石膜或DLC膜被覆之模具之情形時，該等表面處理與軟質金屬、尤其是鋁之反應性較差，耐燒接性優異，因此於使用如水之油分較少之冷卻劑之情形時，亦可無問題地成形。藉由使用此種冷卻劑，可削減後續之洗淨步驟中所使用之洗淨劑或藥劑等脫脂劑之使用量。進而，排水處理性亦優異，因此於進行排水再利用等之情形時，可期待再利用率提高，從而可削減排水量，進而可減少環境負荷。
本實施形態中之冷卻劑LQ中，作為上述油分，可列舉通常之水溶性金屬加工油劑組成物中所含之油分。作為該油分，可為天然油分，亦可為合成油分。
作為天然油分，例如可列舉：鏈烷系、環烷系、芳香族系等礦物油。又，作為天然油分，亦可列舉脂肪酸甘油酯。
作為合成油分，例如可列舉：聚烯烴等烴系、脂肪酸酯等酯系、聚伸烷基二醇等醚系、全氟碳等含氟系、磷酸酯等含磷系、矽酸酯等含矽系等。
作為上述列舉之油分，可單獨使用，亦可將2種以上混合使用。
此外，作為上述之水溶性金屬加工油劑，例如可列舉JIS K 2241中所規定之A1種（乳液(emulsion)型）、A2種（可溶型）、A3種（溶液型）之水溶性金屬加工油劑等。
又，JIS標準中雖未規定，但亦可列舉所謂稱為合成型（不含礦物油且包含經化學合成之油分之金屬加工油劑）之水溶性金屬加工油劑。
本實施形態中，作為上述油分之冷卻劑LQ中之濃度，較佳為4.0體積%以下。該情形時，本實施形態中使用包含油分之冷卻劑LQ時，亦可首先製備包含超過4.0體積%之含量之油分之原液，將其保管至使用時，使用時將該原液利用水等溶劑進行稀釋而製備油分之濃度為4.0體積%以下之冷卻劑。
即，油分於冷卻劑LQ中之濃度只要於使用狀態下為4.0體積%以下即可。
又，作為冷卻劑LQ中之油分以外之成分，亦可適宜包含通常之水溶性金屬加工油劑組成物中所含之成分，例如水、界面活性劑、防鏽劑、極壓添加劑、偶合劑、非鐵金屬防蝕劑、防腐劑、消泡劑、螯合劑、著色料、香料等。
如此，本實施形態之無縫罐體之引縮加工中，亦可於介置有冷卻劑LQ之狀態下藉由衝頭部11及模頭部21實施衝壓加工。
例如於金屬材料3為鋁之情形時，有時因衝壓加工而產生鋁粉，因該鋁粉附著於模具或成形品而導致缺陷。相對於此，根據本實施形態，於介置有冷卻劑LQ之狀態下進行無縫罐體之引縮加工，因此可適當地去除此種加工中所產生之鋁粉。
此外，本發明除可應用於介置上述冷卻劑LQ之衝壓加工以外，亦可應用於未介置冷卻劑之乾燥環境下之衝壓加工。但是，於此種乾燥環境下之衝壓加工之情形時，為了將由衝壓所產生之加工熱冷卻，必須於模具內部設置冷卻管等。藉此，不僅裝置整體變得複雜，而且會因加工熱而產生被加工材料之強度降低，因此亦有加工極限變低之可能性。出於此種理由，本實施形態中，於未介置冷卻劑之乾燥環境下亦可期待加工耐久性提高，但可謂更佳為於介置有冷卻劑之狀態下進行加工。
[實施例]
＜實施例1＞
使用實施形態中詳細說明之衝壓加工用模具100，且使用拉拔加工後之金屬材料（拉拔杯）3，進行引縮加工而形成具有罐主體部之罐體（無縫罐體）。此外，本實施例1中，於引縮加工時使用水作為冷卻劑LQ，或不介置冷卻劑LQ而成形加工成具有罐主體部之罐體。
其中，作為被覆於衝頭部11之加工表面之表面處理膜SF，藉由公知之物理蒸鍍法（AIP法）以厚度成為1 μm之方式形成無氫DLC膜（維氏硬度Hv6000左右）（膜厚1 μm）。
另一方面，作為被覆於模頭部21之加工表面之金剛石膜DF，藉由公知之化學蒸鍍法（熱燈絲法）以厚度成為約10 μm之方式形成。
實施例1中之引縮加工係經過以下所說明之前續步驟後利用油壓衝壓進行。
首先，利用公知之曲柄衝壓對板厚0.29mm之鋁板（A3004）進行衝裁，經過拉拔加工而獲得φ95mm之淺底拉拔杯。
然後，將所獲得之淺底拉拔杯設置於油壓衝壓之壓料板（blank holder），使衝頭部11以速度1 m/s移動而進行加工。更詳細而言，作為加工經過，首先進行φ66 mm之再拉拔，於此狀態下經過三次引縮加工，最終獲得板厚100 μm之罐體。
此時，於成為陽模（衝頭部11側）之引縮衝頭及壓料板被覆上述之DLC膜，於成為陰模（模頭部21側）之拉拔模頭及引縮模頭被覆上述之金剛石膜。
藉由上述加工方法連續地進行100罐之加工，以目視確認鋁凝附於衝頭部11及模頭部21。
該藉由目視之評價係按照以下之基準進行。
○：無法視認到鋁凝附於衝頭部11及模頭部21。
△：可確認到凝附於衝頭部11及模頭部21之至少一者。
×：加工中主體破裂而無法獲得罐體。
＜實施例2＞
引縮加工時不介置冷卻劑，除此以外，以與實施例1相同之方式成形加工成具有罐主體部之罐體。
＜比較例1＞
針對成為陰模（模頭部21側）之拉拔模頭及引縮模頭，被覆與陽模（衝頭部11側）相同之DLC膜，除此以外，以與實施例1相同之方式成形加工成具有罐主體部之罐體。
＜比較例2＞
於成為陽模（衝頭部11側）之引縮衝頭及壓料板使用未進行表面處理之超硬合金，除此以外，以與實施例1相同之方式成形加工成具有罐主體部之罐體。
＜比較例3＞
於成為陽模（衝頭部11側）之引縮衝頭及壓料板使用未進行表面處理之超硬合金，於成為陰模（模頭部21側）之拉拔模頭及引縮模頭被覆上述之DLC膜，除此以外，以與實施例1相同之方式成形加工成具有罐主體部之罐體。
＜比較例4＞
於成為陽模（衝頭部11側）之引縮衝頭及壓料板、及成為陰模（模頭部21側）之拉拔模頭及引縮模頭之兩者，使用未進行表面處理之超硬合金，除此以外，以與實施例1相同之方式成形加工成具有罐主體部之罐體。
＜比較例5＞
於成為陽模（衝頭部11側）之引縮衝頭及壓料板、及成為陰模（模頭部21側）之拉拔模頭及引縮模頭之兩者，使用未進行表面處理之超硬合金，進而，使用乳液作為冷卻劑，除此以外，以與實施例1相同之方式成形加工成具有罐主體部之罐體。
將以上之實施例1、2及比較例1～5之表面處理形式及評價結果示於表1。
[表2]
| 衝頭部11 | 模頭部21 | 有無冷卻劑 （種類） | 評價 | ||
| 結果 | 備註 | ||||
| 實施例1 | DLC膜 | 金剛石膜 | 有（水） | ○ | |
| 實施例2 | DLC膜 | 金剛石膜 | 無 | ○ | |
| 比較例1 | DLC膜 | DLC膜 | 有（水） | △ | 凝附於模頭部 |
| 比較例2 | 超硬合金 | 金剛石膜 | 有（水） | △ | 凝附於衝頭部 |
| 比較例3 | 超硬合金 | DLC膜 | 有（水） | △ | 凝附於衝頭部及模頭部之兩者 |
| 比較例4 | 超硬合金 | 超硬合金 | 有（水） | × | 無法成形 |
| 比較例5 | 超硬合金 | 超硬合金 | 有（乳液） | ○ |
對表1之結果進行說明。
首先，比較例5係未對模具進行表面處理，使用包含油分4.0體積%以上之乳液作為冷卻劑的通常之DI加工之條件。
該比較例5中，若製罐數增加，則於衝頭部11、模頭部21之兩者亦可見磨耗，但若為數十罐規模，則可無較大問題地進行加工。
另一方面，若自比較例5如比較例4般將冷卻劑變更為油分為4.0體積%以下之水，則潤滑性不足而於加工中主體破裂而無法獲得罐體。
關於比較例2～3，於僅於如上述專利文獻中亦說明之模頭部21側被覆有金剛石膜之情形時（比較例2），能夠實現加工嚴酷之模頭部21側之低摩擦化，因此可暫且獲得罐體。然而，於此種加工條件下，數十罐規模之成形中可見鋁凝附於未進行表面處理之衝頭部11側，起因於此於罐內面產生損傷等。因此，可認為隨著製罐數增加，凝附範圍擴大，均導致主體破裂。
又，於如比較例3般將DLC膜用於模頭部21側之情形時，加工本身雖可進行，但於加工嚴酷之模頭部21側耐燒接性不足，起因於此可見鋁凝附於模具。
比較例1係於衝頭部11側與模頭部21之兩側貼附DLC膜之情形，於此種加工條件下亦可見鋁凝附於模頭部21側，數十罐規模中之加工雖可進行，但可認為隨著製罐數增加，凝附範圍擴大，總之導致主體破裂。
相對於此，若為實施例1～2所示之實施例之構成，則於衝頭部11側及模頭部21側之任一側均未見鋁之凝附，即，顯示出不僅加工耐久性優異，而且於油分較少之環境下亦可無問題地進行加工。
以上所說明之實施形態及實施例可在不脫離本發明之主旨之範圍內進行各種變化。
[產業上之可利用性]
本發明可較佳地用於必須兼顧尤其優異之耐磨耗性及模具管理成本減少之衝壓加工用模具。
100:衝壓加工用模具
11:衝頭部
11a:側面
21:模頭部
21a:對向面
3:金屬材料（被加工材料）
C:間隙
DF:金剛石膜
LQ:冷卻劑
SF:表面處理膜
圖1係實施形態中之衝壓加工用模具之示意圖。
圖2係表示對作為被加工材料之金屬材料進行衝壓加工時之狀態之示意圖。
100:衝壓加工用模具
11:衝頭部
21:模頭部
3:金屬材料(被加工材料)
LQ:冷卻劑
Claims (7)
- 一種衝壓加工用模具，其使用衝頭部及模頭部對金屬材料進行衝壓加工，其特徵在於：於上述衝頭部與上述模頭部之一者中之與上述金屬材料接觸之加工表面被覆有金剛石膜，於上述衝頭部與上述模頭部之另一者中之與上述金屬材料接觸之加工表面被覆有維氏硬度Hv8000以下之表面處理膜，上述表面處理膜之厚度薄於上述金剛石膜之厚度。
- 如請求項1所述之衝壓加工用模具，其中上述表面處理膜係維氏硬度Hv為1000~8000之類鑽碳。
- 如請求項1或2所述之衝壓加工用模具，其中於上述模頭部被覆有上述金剛石膜，於上述衝頭部被覆有上述表面處理膜。
- 如請求項1或2所述之衝壓加工用模具，其中上述金屬材料為罐材料，且進行使用上述衝頭部及上述模頭部來至少形成罐主體部之拉拔引縮加工。
- 一種衝壓加工方法，其係於衝頭部之側面及模頭部之對向面之間的間隙內對金屬材料進行衝壓加工，其包含：調整上述間隙之調整步驟；以及於在上述調整步驟中調整之後的上述間隙內，使用上述衝頭部及上述模頭部對上述金屬材料進行加工之加工步驟；於上述衝頭部與上述模頭部之一者中之與上述金屬材料接觸之加工表面被覆有金剛石膜，於上述衝頭部與上述模頭部之另一者中之與上述金屬材料接觸之加工表面被覆有維氏硬度Hv8000以下之表面處理膜。
- 如請求項5所述之衝壓加工方法，其中將上述金屬材料透過冷卻劑並藉由上述衝頭部及上述模頭部衝壓加工成罐主體部。
- 如請求項6所述之衝壓加工方法，其中上述冷卻劑之油分為4.0體積%以下。
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