JPS629898A - 非晶質金属箔の加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）発明の目的 ［産業上の利用分野］ この発明はアモルファス箔等の非晶質金属箔を打抜き加
工する場合の加工方法に関するものである。

アモルファス箔等の非晶質金属箔は磁気記録装置の磁気
ヘッドに使用されている。

［従来の技術］ アモルファス箔等の非晶質金属箔の成形方法には、従来
から、スリッタを用いるか、プレスを用いるか、或はエ
ツチングによるものがある。

［発明が解決しようとする問題点］ しかるに、スリッタやプレスを用いる場合には非晶質で
ある被加工材の切口が熱によって結晶化するという問題
があり、また、切口にパリが発生し易く、ざらに板厚が
薄いためダイセットのクリアランス設定に熟練を要する
作業であった。また、エツチングによる方法は、細かい
寸法精度を得ることが困難であり、かつ通産が不可能で
あるという問題があった。

この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたものであっ
て、アモルファス箔等の非晶質金属の加工方法であって
、被加工材の切口の結晶化をおさえ、かつパリを発生さ
せることが少なく、作業が容易で、さらに量産加工を可
能にする非晶質金属箔の加工方法を提供することを目的
とするものである。

（ハ）発明の構成 ［問題を解決するための手段コ この目的に対応して、この発明の非晶質金属箔の加工方
法は、非晶質金属箔を１ｍ／ｓ以上の打抜き速度で打抜
き加工することを特徴としている。

以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面について説
明する。

まず、この発明の非晶質金属箔の加工方法を実施する場
合に使用するプレス装置について説明する。

第１図において、１はプレス装置である。プレス装置１
はパンチ２及びダイ３を備えている。パンチ２とダイ３
は共働して被加工材４をプレス成形する。被加工材４と
してここで考えられているものはアモルファス箔等の非
晶質金属箔である。

パンチ２はパンチホルダ５に取付けられていてフレーム
６に対して相対変位可能である。

パンチホルダ５の上端面に対向して電磁コイル７が固定
位置に設けられている。電磁コイル７の素線はパンチ２
の変位方向に直角な面内に巻回されている。

電磁コイル７とパンチホルダ５との間に受圧板８が設け
られている。受圧板８は銅等の導電性の金属で構成され
た盤状体でパンチホルダ５に固定している。

ダイ３はボルスタ１１上に支持されて固定位置にある。

［作用］ この発明の加工方法は、以上のように構成されたプレス
装置において、被加工材４をプレス加工する。この場合
には、まず、被加工材４をダイ３上にセットする。

次に、コンデンサ（図示せず）に電気エネルギを貯え、
電磁コイル７に衝撃大電流を流すと、誘導電流の誘起さ
れる受圧板８と電磁コイル７との間に発生する反発力に
より、受圧板８が変位するとともにパンチホルダ５が変
位し、パンチ２が駆動されて、被加工材４に剪断加工が
加えられる。

［実施例］ 被加工材としてトランス用コアに多く利用される２６０
５８−２を、従来の機械プレス及び高速にて打抜きを行
う装置のうち電磁力によるプレスにより打抜き、クリア
ランス、剪断速度等が切口面性状に及ぼす影響を定聞的
に評価した。

Ａ、実験装置及び方法 機械プレスで用いた金型（ａ）は、打抜き速度範囲は０
．０６〜０．２２ｎ＋／ｓ　（２１０〜７゛００ＳｐＩ
ｌｌ）、クリアランスは、ダイ直径を５ａ＋ｍとしてパ
ンチ径を変え片側１．１．５．２及び５μｍに設定した
。なお、仮押え力として４０Ｋｇを加えた。

電磁プレスによる金型（ｂ）は、打抜き速度は０、２０
〜１５ｍ／ｓ　、クリアランスは５μｍとした。パンチ
及びダイの材質は（ａ）では超硬（ｖ５）、（ｂ）では
５ＫＤ１１を用いた。

Ｂ、実験結果と考察 Ｂ−１被加工材 板厚２８μｍ１幅２７Ｉ１ｍの被打抜き材２６０５Ｓ−
２の特性値を表１に示す。測定した硬度はＨｖ＝７２４
であり、引張試験から得られたヤング率は７１９８Ｋｇ
／ｌｌｌＩ２、抗張力は１８１　Ｋ’ｊ／　ｍｍ２であ
った。第２図に試料表面にＸ線を照射した場合の回折像
を示す。４００℃では結晶化はみられず、６００℃で生
じる。第２図（ｂ）では結晶化は観察されないが、引張
試験により得られる破面には細いセル状の破面が生じて
いること、また破断時に試料がばらばらになることも併
せ考慮すると、材料は脆化しているものと思われる。

Ｂ−２打抜き速度の影響 クリアランスを２μｍとして機械プレスにより打抜き、
面積率を測定した結果を第３図に示す。

（ａ）は製品の切口面であり、打抜き速度の増加により
剪断面は増え、破断面は減少する。一方、扱きかす側で
は逆の傾向が生じている（ｂ）。これは、アモルファス
の剪断には塑性変形をほとんど伴わないこと、クラック
の発生位置及び仮押えの１１等によって生じるものと思
われる。ダレは製品側では速度が増すと減少するが、扱
きかす側では増える。これは変形模様の発生し易さに依
存している。第４図にパリ高さの速度依存性を示す。

抜き速度の増加により、パリ高さの速度は著しく減少す
る。

電磁力を用いることにより打抜き速度をさらに大きくす
ることができる。そこでコンデンサ容量を一定として、
充電エネルギにより速度を制御して抜きを行った。この
方法によると、脈状組織が生じる。これはクリアランス
が５μｍと大きく、断熱的に部分的な温度上昇のもとで
変形し、破壊が生じたものと考えられる。第５図は光学
的にパンチの速度を測定した結果であり、被加工材への
衝突前後の速度が示されている。受圧板を含むパンチの
重さは４３６ｇであり、速度変化から打抜きに要したエ
ネルギが推定できる。第６図は脈状組織の切口面に占め
る面積率を示す。充電エネルギが増し、剪断速度が増加
すると、脈状組織も増加する。これは抜き速度の増加に
より、剪断部の温度上昇が大きくなるためである。第７
図はパリの抜き速度依存性を示す。この場合も、速度の
増加により、パリは指数関数的に減少している。

第８図に樹脂に埋込んで測定した切口面の形状を示す。

高速度の剪断により、良好な切口面が得られている。

Ｂ−３クリアランスの影響 第９図（ａ）にクリアランスの差による剪断面、破断面
の面積率の変化を示す。０．０６ｍ／ｓで打抜いた場合
に５．４％のクリアランスで剪断面が最大になった。ま
た、剪断速度の増加により、最大の剪断面を生じるクリ
アランスは大きくなる傾向を示した。第９図（ｂ）は扱
ぎかす側の面積率であり、７．１％付近のクリアランス
で最大の剪断面が生じている。製品に生じたパリ高さの
測定結果を第１０図に示す。パリの高さはクリアランス
の増加とともに増え、前節に示したように、剪断速度の
上昇により減少する。

Ｂ−４打抜き回数の影響 打抜き回数の増加による切口面の性状変化を第１１図に
示す。製品及び抜きかすとも１０００〜２０００回打抜
き後、剪断面は最大になっている。

これは、パンチ刃先の摩耗により、シェービング効果が
生じることによるものと思われる。

４０００回以上の打抜きでは、剪断面は減少し、破断面
は増加する。第１２図はパリ高さの変化を測定した結果
である。パリ高さを５μｍ以下に抑えるためには超硬の
金型を使用した場合でも２０００〜４０００回が限度と
考えられる。高速で打抜いた場合にパリの発生原因とな
る摩耗の状態を調べた結果を第１３図に示す。図中の２
本の曲線はそれぞれ研磨直後及び５ｏｏｏ回打抜き後の
刃先形状を示す。遅い打抜き速度 （Ｖ＝０．０６ｍ／ｓ　）ではパンチ側面の摩耗が著し
く、速度が大きくなると減少する。クリアランスが大き
くなると側面の摩耗はやはり減少する。

パンチの端面については、これらのパラメータにより摩
耗の差は明確ではない。第１４図に製品の切口面の形状
を示す。打抜き回数の増加とともにダレ及びパリが大ぎ
くなっている。

Ｂ−５切口面の結晶化 剪断部分の変形や摩耗抵抗に起因する温度上昇によるア
モルファスの結晶化の程度を電子線回折によって調べた
。

第１５図は直径１０μｍの電子線を照射して撮影したデ
バイシェラ−環である。剪断面の結晶化が最も進んでい
ることがわかる。パンチ側面との摩擦による温度上昇に
よって配向性を持った結晶が生じている。一方、破断面
、脈状組織については、僅かな結晶化は見られるが、そ
の量は少ない。

Ｃ０結論 アモルファス箔２６０５８−２を機械プレス及び電磁プ
レスにより打抜き、速度、クリアランス、パンチ摩耗等
が切口面に及ぼす影響について調べた。これらの結果か
ら、アモルファスの打抜きは高速でクリアランスを低速
時よりも大きくして打抜くことが有効であり、従って、
この発明の高速打抜き方法が有効である。

尚、以上の説明では高速打抜き加工装置の一例として電
磁プレス装置を使用したが、この他に高速打抜き加工装
置としてはペトロフオージ機その他の任意の高速打抜き
加工装置を使用することができる。

（ハ）発明の効果 以上の説明から明らかな通り、この発明の高速打抜き方
法によれば、アモルファス箔等の非晶質金属箔の剪断加
工において、被加工材の切口を結晶化させることが少な
く、かつパリを発生させることが少なく、作業が容易で
、さらに量産が可能な剪断方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は高速打抜き加工装置である電磁プレス装置の縦
断面説明図、第２図は被加工材表面にＸ線を照射した場
合の回折像を示すグラフ、第３図は面積率を示すグラフ
、第４図はパリ高さの速度依存性を示すグラフ、第５図
はパンチの被加工材への衝突前後の速度を示すグラフ、
第６図は脈状組織の切口面に占める面積率を示すグラフ
、第７図はパリの抜き速度依存性を示すグラフ、第８図
は切口面の形状を示す顕微鏡写真、第９図はクリアラン
スの差による剪断面、破断面の面積率の変化を示すグラ
フ、第１０図はパリのクリアランス依存性を示すグラフ
、第１１図は打抜き数と切口面形状を示すグラフ、第１
２図は打抜き数とパリ高さを示すグラフ、第１３図は打
抜き速度とパンチの摩耗を示す説明図、第１４図は打抜
き数と断面形状を示す顕微鏡写真、及び第１５図は電子
線回折による切口面のデバイシェラ−環の発生を示す説
明図である。 １・・・プレス装置　　２・・・パンチ　　３・・・ダ
イ４・・・被加工材　　５・・・パンチホルダ　　６・
・・フレーム　　７・・・電磁コイル　　８・・・受圧
板　　９・・・ウレタンスプリング　　１１・・・ボル
スタ第１図 ■ バソ高？（ｌＪｍ）　　　　　　　　　　　　　　面オ
貴？（％）パンチ遠度Ｖ（ｍ／ｓ） ｖ　　：　　０，０６ｍ／ｓ　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　ｖ　　：　　３．５３ｍ／ｓ第９
図 （０）製品　　　　　　　　　　　（ｂ）才友ξカス７
りアランスフ才反厚（／、）　　　　　　　クリアラン
ス／Ｊ反厚（匍第１０図 クリアランス／才反厚（’／、１ 第１１図 （０）製　品　　　　　　　　　　（ｂ）↑友きカス打
抜３回数ＸＩＯ’　　　　打ｔ＆！１回秋ｘｌｏ３第１
２図 打抹コロ軟ｘ　ＩＱ３ 第１３図 ８０ｏＯ回連続打抜き 第１４図 １０００回　　　　　　　４０００回８０００　回Ｃ／
言　：　　５．４’／６　　　ｖ　　：　　０．０６ｍ
／ｓ第１５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非晶質金属箔を１ｍ／ｓ以上の打抜き速度で打抜き加工
   することを特徴とする非晶質金属箔の加工方法