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I.プレス金型材料選択の原則
1.プレス生産バッチのサイズに基づいて材料を選択する。
例えば、プレス部品を大量生産する場合、金型は長寿命が確保できる高品質な材料を使うべきであり、逆に小ロットで精度が低い場合は、寿命の短い安価な材料を使うことができる。
2.プレス材料の特性、工程の種類、プレス金型部品の作業条件に応じて材料を選択する。
例えば、プレス金型の凸型と凹型は、強い圧力と衝撃条件下で連続的に作業するため、選択される材料には、良好な耐摩耗性、耐衝撃性、高強度、高硬度が要求される。
例えば、アルミニウム青銅や合金鋳鉄の凹ダイスは、付着防止に優れているため、ステンレス鋼部品の絞り加工に使用できる。ガイドポストやブッシュは、耐摩耗性と優れた靭性が要求されるため、浸炭焼入れされた低炭素鋼が使用されることが多い。
3.選択した材料の経済性を考慮しなければならない。
わが国の金型材料の生産・供給状況によれば、性能が保証されるのであれば、できるだけ価格が安く、供給が便利な材料を選ぶべきである。
II.プレス金型材料の選択
1.スタンピング金型の加工部品の材料等級と硬度要件
凸ダイスと凹ダイスの一般的な材質と硬度を表1に示す。
表1 凸ダイスと凹ダイスの一般的な材質と硬度
金型タイプ | プレス部品と プレス加工 条件 | 素材 | 硬度 | ||
パンチ | 死ぬ | ||||
ブランキング・ダイ | I | シンプルな形状、低精度、材料厚さ3mm以下、中・小ロット対応 | T10A、9Mn2V | 56~60HRC | 58~62HRC |
II | 素材厚さ3mm以下、複雑な形状;素材厚さ3mm以上 | 9CrSi, CrWMn Cr12, Cr12MoV W6Mo5Cr4V2 | 58~62HRC | 60~64HRC | |
III | 大容量 | Cr12MoV Cr4W2MoV | 58~62HRC | 60~64HRC | |
YG15、YG20 | ≥86HRA | ≥84HRA | |||
超微粒子硬質合金 | - | ||||
曲げ金型 | I | シンプルな形状、小~中ロット | T10A | 56~62HRC | |
II | 複雑な形状 | CrWMn, Cr12 Cr12MoV | 60~64HRC | ||
III | 大ロット | YG15、YG20 | ≥86HRA | ≥84HRA | |
点滴 | 熱曲げ | 5CrNiMo、5CrNiTi 5CrMnMo | 52~56HRC | ||
4Cr5MoSiV1 | 40℃~45HRC、表面浸炭≧900HV | ||||
深い 抜き型 | I | 一般的な深絞り | T10A | 56~60HRC | 58~62HRC |
II | 複雑な形状 | Cr12, Cr12MoV | 58~62HRC | 60~64HRC | |
III | 大ロット | Cr12MoV Cr4W2MoV | 58~62HRC | 60~64HRC | |
YG10, YG15 | ≥86HRA | ≥84HRA | |||
超微粒子超硬合金 | - | ||||
点滴 | 間引きと深絞り | Cr12MoV | 58~62HRC | - | |
W18Cr4V W6Mo5Cr4V2 Cr12MoV | - | 60~64HRC | |||
YG10, YG15 | ≥86HRA | ≥84HRA | |||
V | 熱と深絞り | 5CrNiTi, 5CrNiMo | 52~56HRC | ||
4Cr5MoSiV1 | 40~45HRC、表面浸炭≧900HV | ||||
大きな図面 深いカビ | I | 中小バッチ | HT250、HT300 | 170~260HBW | |
QT600-20 | 197~269HBW | ||||
II | 大ロット | ニッケル・クロム鋳鉄 | 40~45HRCの高温焼入れ | ||
モリブデンクロム鋳鉄、モリブデンバナジウム鋳鉄 | 50~55HRCの火炎硬化 |
2.一般的な金型部品の材料等級と硬度要件
一般的な金型部品の材料の選択については、表2を参照のこと。
表2 一般的な金型部品の材質と硬度
部品名 | 素材 | 硬度 |
上下ダイシート | HT200 45 | 170~220HBW 24~28HRC |
ガイドポスト | 20クロム GCr15 | 60~64HRC (浸炭) 60~64HRC |
ガイドブッシュ | 20クロム GCr15 | 58~62HRC (浸炭) 58~62HRC |
パンチリテーナプレート、ダイリテーナプレート、ナット、ヒーティングコイル、スクリュープラグ | 45 | 28~32HRC |
金型ハンドル、材料サポートプレート | Q235A | - |
エジェクタプレート、ガイドプレート | 45 Q235A | 28 ~ 32HRC - |
ガイドピン | T10A 9Mn2V | 50~54HRC 56~60HRC |
スペーサープレート | 45 T10A | 43~48HRC 50~54HRC |
ネジ | 45 | ヘッド 43~48HRC |
ピン | T10A、GCr15 | 56~60HRC |
ストップピン、ピックアップピン、プッシュロッド、エジェクターピン | 65Mn、GCr15 | 52~56HRC |
プッシュプレート | 45 | 43~48HRC |
エッジプレスリング | T10A 45 | 54~58HRC 43~48HRC |
固定距離サイドブレード、スクラップカッティングナイフ | T10A | 58~62HRC |
サイドブレードブロック | T10A | 56~60HRC |
ウェッジとスライダー | T10A | 54~58HRC |
春 | 50CrVA、55CrSi、65Mn | 44~48HRC |