専門家推奨：板金ロック金型に最適な6つの材料

板金ロック金型の寿命に影響する重要な要因は、材料の化学組成とその強度、靭性、耐摩耗性、熱安定性などに関係しています。したがって、実際の生産ニーズに応じて、合理的に高品質鋼を選択し、熱処理プロセスを実施してロック板金金型の寿命を向上させるべきです。では、具体的にどの材料が金型に最適な選択なのでしょうか？

板金ロック金型の材料要件とは？

• 強度

強度は材料の変形抵抗と破壊抵抗を特徴づける性能指標です。冷間加工ロック板金金型の設計と使用では、ロック板金金型の変形、割れ、破損を防ぐために十分な強度を確保しなければなりません。高強度は主に適切な熱処理プロセスによって得られます。

• 硬度

ロック板金金型部品の硬度は、ロック板金金型の寿命に大きな影響を与えるため、ロック板金金型設計の重要な指標でもあります。

• 靭性

靭性は衝撃荷重下でクラックに抵抗する材料の特性であり、ロック板金金型鋼の重要な性能指標です。靭性の具体的要件は、ロック板金金型の作業条件に応じて検討すべきです。大きな衝撃荷重、偏心曲げ荷重、応力集中があるロック板金金型には十分な靭性が必要です。

• 耐摩耗性

耐摩耗性はロック板金金型の寿命に影響するだけでなく、製品の寸法精度と表面粗さにも影響します。一般的に、ロック用板金金型材料の硬度要件はブランクの硬度より30%〜50%高くすべきです。ロック板金金型材料の金相組織要件は、マトリックス上に微細で分散した微細粒子炭化物が分布した下部構造です。

• 疲労耐性

疲労耐性は、交互荷重下での材料の疲労損傷抵抗を反映する性能指標です。用途に応じて、疲労強度、疲労クラック発生力、疲労クラック進展抵抗、低エネルギー多重衝撃耐性などに分けられます。

• 熱安定性

熱安定性とは、ロック板金金型の使用中に熱によって安定した組織と性能を維持する能力を指します。高速ブランキングまたは激しい摩擦・摩耗を受ける冷間加工ロック板金金型には、二次硬化能力を持つ高合金鋼を選択すべきです。

以上が板金ロック金型の材料要件であり、以下は6つの選択可能な材料の特徴です。

板金ロック金型用6つの選択可能材料

• 炭素工具鋼

炭素工具鋼の炭素含有量は0.7%〜1.3%の範囲で、価格が安く、原材料調達が容易で、加工性が良好です。熱処理後、高硬度と高耐摩耗性が得られます。シンプルな形状、軽荷重のロック板金金型部品に適しています。T10Aが最も一般的に使用される鋼で、性能が良好で耐摩耗性が高い代表的な炭素工具鋼です。適切な熱処理により高強度と一定の靭性が得られます。高耐摩耗性が要求され、衝撃荷重に耐えられる小型ロック板金金型の製造に適しています。T8AはT10Aより焼入れ性と靭性が良く、耐摩耗性も高いです。小型引抜き・押出し金型の製造に適しています。

• 低合金工具鋼

低合金工具鋼は炭素工具鋼をベースに適量の合金元素を添加したものです。これにより焼入れ冷却速度を低下させ、熱応力と組織応力を減らし、焼入れ変形と割れ傾向を減らし、鋼の焼入れ性を大幅に向上させます。ロック板金金型製造に使用される低合金鋼には、CrWMn、9Mn2V、9SiCr、9CrWMn、9Mn27CrSiMnMoV（コードCH-1）、6CrNiMnSiMoV（コードGD）などがあります。

• 高炭素高クロム鋼

高炭素高クロム冷間加工ロック板金金型鋼にはCr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1（コードD2）が含まれ、高硬度、高強度、高耐摩耗性、焼入れ性が良く安定しています。また、高耐力、高圧縮強度、焼入れ変形が小さい利点もあります。高炭素高クロム鋼の鍛造ブランクは高硬度（約550HB）で内部応力が大きいため、長期間常温で放置すると割れて廃棄されます。内部応力を除去し、硬度を下げ、切削性を改善するために焼鈍しが必要です。

• 高速度鋼

低温焼入れと急速加熱などの技術的対策を採用することで、圧縮強度と耐摩耗性、靭性を効果的に向上させることができます。したがって、高速度鋼は重荷重と長寿命を要求される冷間加工ロック板金金型でますます使用されるようになっています。タングステン・モリブデン系高速度鋼は、炭化物の分布が比較的均一で粒子が小さいため、比較的高い曲げ強度、塑性、衝撃靭性などを持ち、硬度と二次硬化能力を維持しています。

• 超硬合金（セメントカーバイド）

高硬度、高圧縮強度、高耐摩耗性を持つため、これで作られたロック板金金型は強靭で耐久性があり、製品の表面品質も良好で、大量生産に適しています。マルチステーションプログレッシブ金型、大径深絞り金型インサートの製造に適しています。欠点は脆く、加工が困難で、鍛造と熱処理ができず、コストが高いため、応用が制限されます。

• 鋼結合超硬合金

これは、難溶性金属炭化物を硬質相、合金を結合相として粉末冶金で製造される新しいタイプのロック板金金型材料です。高硬度、高耐摩耗性、高圧縮強度を持ちながら、鋼の加工性と熱処理性も備えています。

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