JPH0775838A - 押出加工用パンチおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超鋼合金製パンチに残留応力を生じさせるこ
となくその表面に微少な凹凸を形成する。 【構成】 超硬合金製パンチの表面を酸化させることに
より、ＷＣ粒子間のＣｏを酸化させる。また、パンチの
表面からＷＣ粒子の径を越える範囲まで酸化処理を行
う。 【効果】 Ｃｏが酸化されてパンチの表面から除去され
ると、ＷＣ粒子が露出し、この粒子の外径に対応して、
表面に細かい凹凸が生じる。したがって、押し出し加工
時におけるワークからのパンチの離脱を容易にすること
ができる。さらに、ＷＣの間のＣｏが除去されることに
より、互いに結合したＷＣ粒子間の残留応力が軽減され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアルミ缶の押出加工装置
などに用いられる超硬合金製のパンチに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】アルミ缶製造工程にあっては、図示のよ
うに、工具鋼などからなるパンチ２によってアルミニウ
ムなどのワーク４を押圧してダイス６を通過させ、所定
の形状に塑性変形させる押出加工が行われている。この
押出加工は、外力によってパンチ２が縮径方向へ、ワー
ク４が拡径方向へ、それぞれわずかに弾性変形した状態
で行われるものであるから、加工終了後、外力がなくな
ることによってこれらが弾性的に復元すると、互いに緊
密に嵌合してしまい、図に鎖線で示すようにパンチ２を
ワーク４から抜こうとする場合にワーク４が抜け難いと
いう問題がある。

【０００３】かかる問題を考慮して、図に示すように、
前記パンチ２の表面にクロスハッチングと呼ばれる表面
荒さ１０μｍ程度の凹凸を形成することが行われてい
る。すなわち、前記クロスハッチングにより、パンチ２
とワーク４との接触面積を小さくするとともに、これら
の間への空気の流通を促進することにより、ワーク４か
らのパンチ２の離脱を容易にするよう、配慮がなされて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、パンチ２お
よびダイス６の寿命を延長すべく、これらの材料に超硬
合金が採用される場合があるが、この超硬合金は、従来
から用いられている工具鋼に比べると加工が難しく、前
記クロスハッチング加工に多くの労力を要するという問
題がある。またクロスハッチングのような切削加工は,
ワークとしてのパンチ２への残留応力を伴うものであ
り、この残留応力がパンチ２の寿命に悪影響を及ぼすこ
とが避けられないという問題がある。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、超鋼合金製パンチの表面を容易に所定の表面荒さに
加工することができ、かつ、加工に伴う残留応力のない
パンチを得ることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願発明は、ダイスとの間でワークを塑性変形させ
て所定形状に加工する押出加工用パンチをＷＣと結合金
属との焼結体により構成し、その表面に、酸化雰囲気中
でＷＣ粒子の間の結合金属を酸化、除去することにょり
表面処理を行うようにしたものである。

【０００７】さらに、前記表面処理層の深さを、前記焼
結体を構成するＷＣ粒子の径以下とし、あるいは、５μ
ｍ以下としたものである。

【０００８】

【作用】上記構成であると、パンチの表面において、Ｗ
Ｃの粒子と粒子との間の部分が空隙となり、パンチの表
面に細かい凹凸が生じる。また、ＷＣの粒子径以下の範
囲で結合金属を酸化させることにより、表面の強度を損
なうことなく表面処理を行うことができる。

【０００９】

【実施例】本発明の押出パンチは、下記の工程により製
造される。まず、原料粉を所定の比率で配合する。この
配合としては、 ＷＣと、結合金属としてのＣｏ、Ｎｉ、Ｃｒとの混合物 ＷＣと、結合金属としてのＮｉとの混合物 ＷＣと、結合金属としてのＮｉ、Ｃｒとの混合物 などが挙げられ、その平均粒径は、０．２〜５μｍとさ
れている。

【００１０】上記配合の原料粉を型へ入れて所定の圧力
でプレス成形する。

【００１１】得られた成形体を焼結させると、ＷＣ粒子
が三次元方向へ互いに結合されるとともに、Ｃｏなどの
結合金属が溶融してＷＣ粒子の間に充填される。

【００１１】研削加工などの機械加工によって焼結体の
表面を所定の形状のパンチに加工する。

【００１２】研削によって得られたパンチを酸化雰囲気
中に置くと、表面の結合金属が溶融してＷＣ粒子の相互
間に空隙が生じる。そして、このような表面処理の深さ
をＷＣ粒子の平均粒径以下とすることにより、Ｃｏ層の
酸化による結合強度低下の影響を防止することができ
る。なお工具等に用いられる場合のＷＣの平均粒径は、
２〜５μｍであるから、酸化層の深さの絶対値もほぼこ
の範囲となる。また、研削加工によって所定形状に加工
された通常のＷＣ焼結体の表面荒さは０．２ｍｍ程度で
あるから、これよりもわずかでも表面荒さの値を大きく
することにより、所定の効果を得ることができる。な
お、ＷＣの粒子は互いに三次元的に結合しているので、
表面付近で平均粒径とほぼ等しい深さまで結合金属が除
去されたとしても、表面のＷＣ粒子は、それよりも下の
層のＷＣ粒子と結合しており、したがって結合金属の除
去により表面のＷＣ粒子が脱落することはない。

【００１３】また上記酸化処理によってＷＣ以外のＣｏ
などの結合金属が除去されると、ＷＣ粒子が自由に変位
することができ、したがって、それ以前の各工程によっ
て生じた残留応力を消滅させることができる。すなわ
ち、パンチ製造において、機械加工がすべて終了した後
の最終工程において前記表面処理を施すことにより、そ
れまでの機械加工によって生じた残留応力を除去するこ
とができる。

【００１４】所定時間にわたる表面酸化処理の後、洗浄
して酸化液を除去すると、パンチが完成する。このパン
チはその表面に細かい凹凸が形成されているので、押出
後のワークから容易に離脱させることができる。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明
は、ダイスとの間でワークを塑性変形させて所定形状に
加工する押出加工用パンチをＷＣと結合金属とからなる
焼結体により構成し、その表面に、酸化雰囲気中でＷＣ
粒子の間の結合金属を酸化、除去することにょり表面処
理を行うようにしたものであるから、超硬合金製のパン
チの表面に細かい凹凸を容易に形成することができる。
この凹凸は、パンチとワークとの間の接触面積を減少さ
せることにより、押出加工後のワークからのパンチの離
脱を容易にすることができる。また表面の結合金属が除
かれることにより、ＷＣ粒子の移動が自由になり、した
がって、パンチの製造工程の途中で発生した残留応力を
消滅させて、その寿命を延長することができる。

【００１６】さらに、前記表面処理層の深さを、前記焼
結体を構成するＷＣ粒子の径以下とし、あるいは、５μ
ｍ以下とすることにより、ほぼ、ＷＣ粒子一つ分の範囲
に表面処理の深さを規制して、パンチの強度を維持する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例の断面図である。

【図２】図１のパンチの要部の拡大図である。

【符号の説明】

２ パンチ ４ ワーク ６ ダイス

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイスとの間でワークを塑性変形させて
   所定形状に加工する押出加工用パンチであって、ＷＣ粒
   子と結合金属との焼結体からなり、その表面には、ＷＣ
   粒子の間の結合金属を除去してなる表面処理層が形成さ
   れたことを特徴とする押出加工用パンチ。
2. 【請求項２】 ダイスとの間でワークを塑性変形させて
   所定形状に加工する押出加工用パンチの製造方法におい
   て、ＷＣと結合金属との焼結体を所定形状に形成する工
   程と、所定形状の焼結体を酸化雰囲気中において、その
   表面から結合金属を除去する工程とからなることを特徴
   とする押出加工用パンチの製造方法。
3. 【請求項３】 前記表面処理層の深さは、前記焼結体を
   構成するＷＣ粒子の径以下とされたことを特徴とする請
   求項１の押出加工用パンチ。
4. 【請求項４】 前記結合金属を酸化させる処理をＷＣ粒
   子の径以下の深さまで行うことを特徴とする請求項２の
   押出加工用パンチの製造方法。
5. 【請求項５】 前記表面処理層の深さは、５μｍ以下で
   あることを特徴とする請求項１の押出加工用パンチ。
6. 【請求項６】 前記結合金属を酸化させる処理を表面か
   ら深さ５μｍ以下の範囲まで行うことを特徴とする請求
   項２の押出加工用パンチ。