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公開番号2025158307
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-17
出願番号2024060718
出願日2024-04-04
発明の名称せん断加工用金型及びその製造方法
出願人山陽特殊製鋼株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類B21D 37/01 20060101AFI20251009BHJP(本質的には材料の除去が行なわれない機械的金属加工;金属の打抜き)
要約【課題】本願は表面に硬質被膜を有するせん断加工用金型において、ハイテン等の高強度材料をせん断加工しても、硬質被膜のはく離が抑制され、硬質被膜の耐久性に優れたせん断加工用金型を提供する。
【解決手段】Ti系の窒化物、炭化物及び炭窒化物の少なくともいずれかである硬質被膜を金型基材の表面に被覆したせん断加工用金型であって、前記硬質被膜は、膜厚が2μm以上であり、前記金型基材は、圧縮試験における0.2%耐力が2300MPa以上であり、23℃でのシャルピー衝撃値が10J/cm²以上であり、前記金型基材に前記硬質被膜が形成された複合体についての、JIS Z 2244-1に規定されるビッカース硬さHV0.5を複合硬さとした場合に、前記複合硬さが900HV0.5以上であることを特徴とするせん断加工用金型。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
Ｔｉ系の窒化物、炭化物及び炭窒化物の少なくともいずれかである硬質被膜を金型基材の表面に被覆したせん断加工用金型であって、
前記硬質被膜は、膜厚が２μｍ以上であり、
前記金型基材は、圧縮試験における０．２％耐力が２３００ＭＰａ以上であり、２３℃でのシャルピー衝撃値が１０Ｊ／ｃｍ
２
以上であり、
前記金型基材に前記硬質被膜が形成された複合体についての、ＪＩＳＺ２２４４－１に規定されるビッカース硬さＨＶ０．５を複合硬さとした場合に、前記複合硬さが９００ＨＶ０．５以上であることを特徴とするせん断加工用金型。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記硬質被膜は、ＴｉＮであることを特徴とする請求項１に記載のせん断加工用金型。
【請求項３】
前記金型基材は、冷間ダイス鋼、熱間ダイス鋼、高速度工具鋼及び粉末高速度工具鋼のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のせん断加工用金型。
【請求項４】
前記シャルピー衝撃値は、前記金型基材から作製した幅１０ｍｍ、高さ１０ｍｍ、長さ５５ｍｍの試験片であって、中央に半径１０ｍｍで深さ２ｍｍの円弧状Ｃ形状ノッチを有する試験片を用いて測定したシャルピー衝撃値であることを特徴とする請求項１に記載のせん断加工用金型。
【請求項５】
前記硬質被膜は、ＰＶＤ法で形成されるＰＶＤ被膜であることを特徴とする請求項１に記載のせん断加工用金型。
【請求項６】
硬質被膜を金型基材の表面に被覆したせん断加工用金型の製造方法であって、
圧縮試験における０．２％耐力が２３００ＭＰａ以上であり、２３℃でのシャルピー衝撃値が１０Ｊ／ｃｍ
２
以上である前記金型基材に対して、Ｔｉ系の窒化物、炭化物及び炭窒化物の少なくともいずれかで形成される前記硬質被膜を２μｍ以上の膜厚で形成して、
前記金型基材に前記硬質被膜が形成された複合体についての、ＪＩＳＺ２２４４－１に規定されるビッカース硬さＨＶ０．５を複合硬さとした場合に、前記複合硬さを９００ＨＶ０．５以上にすることを特徴とするせん断加工用金型の製造方法。
【請求項７】
前記硬質被膜は、ＴｉＮであることを特徴とする請求項６に記載のせん断加工用金型の製造方法。
【請求項８】
前記金型基材は、冷間ダイス鋼、熱間ダイス鋼、高速度工具鋼及び粉末高速度工具鋼のいずれかであることを特徴とする請求項６に記載のせん断加工用金型の製造方法。
【請求項９】
前記シャルピー衝撃値は、前記金型基材から作製した幅１０ｍｍ、高さ１０ｍｍ、長さ５５ｍｍの試験片であって、中央に半径１０ｍｍで深さ２ｍｍの円弧状Ｃ形状ノッチを有する試験片を用いて測定したシャルピー衝撃値であることを特徴とする請求項６に記載のせん断加工用金型の製造方法。
【請求項１０】
前記硬質被膜をＰＶＤ法で形成することを特徴とする請求項６に記載のせん断加工用金型の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、せん断加工用金型及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
鍛造やプレス加工といった塑性加工に用いる金型には、冷間ダイス鋼、熱間ダイス鋼、高速度工具鋼、超硬合金等を基材に用いた金型が用いられてきた。塑性加工のうち、室温付近の加工が冷間加工、４００℃以上での加工が温間または熱間加工と分類される。これらの塑性加工において、いずれの鋼材を用いた金型でも、金型表面において被加工材との凝着摩耗が問題となる。そのため、金型の摩擦面には耐摩耗性が要求される。特に、被加工材の高強度化に伴い、金型のより優れた耐摩耗性が要求される。
【０００３】
近年では、表面改質技術の向上に伴って、金型表面に硬質被膜を形成し、耐摩耗性を向上させた金型の使用が増加している。硬質被膜の施工方法にはＣＶＤ法（化学蒸着法）、ＰＶＤ法（物理蒸着法）、ＴＲＤ法（熱反応析出拡散法）、ＰＣＶＤ法（プラズマ化学蒸着法）等がある。特にＰＶＤ法やＰＣＶＤ法は、施工温度が５００℃以下のため、金型の寸法変化が少なく、被膜施工後の熱処理が不要のため広く普及している。
【０００４】
例えば、特許文献１は金型基材の表面に、ＡｌＣｒＳｉの窒化物からなる硬質被膜を有するせん断加工用被覆金型が開示されている。本金型は、硬質被膜の膜厚が０．３μｍから２．０μｍであり、金型の平面部における硬質被膜の膜厚に対する、金型のエッジ部における硬質被膜の膜厚の比率を０．６０から１．４０とした金型である。特許文献１の金型によれば、板厚が薄く高硬度な材料のせん断加工において精度よく加工ができ、優れた耐久性が得られるとしている。さらに、特許文献２は、６質量％以下のＣｏを含み、ＷＣを主体とする焼結部材で構成される金型であって、表面にＡｌ、ＣｒおよびＮを含む硬質被膜を備えた、電磁軟鉄の打抜き加工用金型が開示されている。特許文献２の金型によれば、打抜き加工の際に電磁軟鉄が金型表面に凝着することが抑制され、凝着に起因する金型の磨耗を抑制できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－１１７４３８号公報
特許第６８７８９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方で、自動車の軽量化や衝突安全性の観点から、ハイテン（高張力鋼）を代表とする高強度鋼板が普及している。この高強度鋼板に対する加工においては、金型への負荷が増大し、金型寿命が低下する。そのため高強度鋼板を加工する金型についても、耐摩耗性向上のために、表面に硬質被膜を形成することが行われる。しかし、ハイテンのように被加工材の強度が高い場合、硬質被膜を形成しても早期にはく離が発生してしまい、十分な金型寿命を実現できなかった。
【０００７】
そこで、本願は表面に硬質被膜を有するせん断加工用金型において、ハイテン等の高強度材料をせん断加工しても、硬質被膜のはく離が抑制され、硬質被膜の耐久性に優れたせん断加工用金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
【０００９】
（１）Ｔｉ系の窒化物、炭化物及び炭窒化物の少なくともいずれかである硬質被膜を金型基材の表面に被覆したせん断加工用金型であって、
前記硬質被膜は、膜厚が２μｍ以上であり、
前記金型基材は、圧縮試験における０．２％耐力が２３００ＭＰａ以上であり、２３℃でのシャルピー衝撃値が１０Ｊ／ｃｍ
２
以上であり、
前記金型基材に前記硬質被膜が形成された複合体についての、ＪＩＳＺ２２４４－１に規定されるビッカース硬さＨＶ０．５を複合硬さとした場合に、前記複合硬さが９００ＨＶ０．５以上であることを特徴とするせん断加工用金型。
【００１０】
（２）前記硬質被膜は、ＴｉＮであることを特徴とする上記（１）に記載のせん断加工用金型。
（【００１１】以降は省略されています）

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