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発明の名称 金型用柱状案内具
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−1079(P2001−1079A)
公開日 平成13年1月9日(2001.1.9)
出願番号 特願平11−167786
出願日 平成11年6月15日(1999.6.15)
代理人
発明者 塚本 雅淑
要約 目的
高温、腐食性雰囲気等の過酷な条件においても金型用柱状案内具及びブッシュの耐久性を増し、金型の稼動率を向上し、同時にブッシュの耐摩耗性も改善し、精度を向上する。

構成
主としてWCを硬質相とする超硬合金からなり、略円柱形状に焼結成形し、摺動部表面を鏡面研摩してなる金型用柱状案内具において、該超硬合金にCrを含有、又は該超硬合金はCrを含みかつ該Crは組織中に炭化物相として分散させて構成する。
特許請求の範囲
【請求項1】 主としてWCを硬質相とする超硬合金からなり、摺動部表面を滑らかに研摩してなる略円柱形状の金型用柱状案内具において、該超硬合金はCrを含むことを特徴とする金型用柱状案内具。
【請求項2】 主としてWCを硬質相とする超硬合金からなり、摺動部表面を滑らかに研摩してなる略円柱形状の金型用柱状案内具において、該超硬合金はCrを含み、かつ、該Crは、組織中に炭化物相として分散していることを特徴とする金型用柱状案内具。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、打抜き加工、曲げ加工、絞り加工、鍜造加工、射出成形加工、ダイカスト加工、粉末成形加工などに用いる金型用柱状案内具に関する。特に、本発明は、半導体精密部品の製造に用いる打抜き、曲げ金型のサブガイドへの利用や電気電子精密部品の製造に用いるプラスチック射出成形金型のガイドピンへの利用に適した金型用案内具である。
【0002】
【従来の技術】ストリッパーガイド方式の打抜き金型用のサブガイドポストや射出成形金型用の従来のガイドピン(いずれも金型用柱状案内の1種)の耐摩耗性を改善するために特開平6−106259はこれら金型用柱状案内具の材料を軸受鋼から、WC−Co系の超硬合金、WC−Co−TiC系の超硬合金、あるいは、WC−Co−Ni系の超硬合金を用いることを提案している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記超硬合金を採用した金型用柱状案内具は、軸受鋼を用いた場合と比べ、通常の使用では寿命が飛躍的に伸びるものの、射出成形金型用のガイドピンとして用いる場合や、他のプレス機に用いる場合も特に摺動速度が速い場合には、寿命の伸びが2倍程度と低く、十分ではなかった。即ち、耐久性、耐摩耗性が不十分であり、比較的短期間の金型の上下動繰返し摺動によって、摩耗、引かききずが金型用柱状案内具に生じ、運動位置精度が低下し、製品の寸法精度劣化や金型の偏摩耗、破損を招く。そのため、所定回数のプレスのたびに、金型用柱状案内具を新品と交換しなければならず、(1)金型の稼動率が低下し、(2)長時間連続運動中に精度不良製品を生じやすい、という問題があった。また、超硬合金を用いた場合は、摺動の相手部材であるブッシュ等の傷、摩耗もひどかった。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、金型用柱状案内具に超硬合金を用いた場合の摩耗機構を検討した結果、次の結果を得た。即ち、摩耗形態はWCを主とする硬質相の脱落により進行し、その脱落は硬質相を結合している結合相の酸化による劣化に起因していた。また、脱落した硬質相が摺動部に噛込み、摺動面に傷が発生し、さらに摩耗が早くなることがわかった。そして、摺動速度が速いなどの原因で柱状案内具が高温になる場合や、射出成型時など、成形物から腐食性のガスが発生する場合など、酸化を助長する原因がある場合には特に短い寿命に終わることがわかった。よって超硬合金の耐食性を向上させることで上記問題点は改善されると考え、Cr入りの超硬合金としたところ、寿命が飛躍的に改善されることがわかった。
【0005】本発明は以上の知見に基づいてなされたものである。即ち、主としてWCを硬質相とする超硬合金からなり、略円柱形状に焼結成形し、摺動部表面を滑らかに研摩してなる金型用柱状案内具において、該超硬合金はCrを含み、好ましくはCrの含有量は0.1〜5重量%であることを特徴とする金型用柱状案内具、である。
【0006】
【作用】本発明では超硬合金の結合相にCrを含んでいるため、通常の超硬合金に比べ耐食性が向上している。従って、金型用柱状案内具が高温となる場合や腐食性の環境においても劣化が少なく、また、円滑な摺動のための潤滑剤によっても腐食されにくいので、摺動によって硬質相が脱落しにくく、摩耗の進行が著しく改善される。Crの含有量は、0.1%未満では効果が薄く、5%を超えると超硬合金の製造上、焼結が困難となる。好ましくは0.2〜2%である。Crの最適な添加量は前記範囲内で、金型案内具の使用状況の他、基本となる超硬合金の組成、その製造条件によって変化することはいうまでもない。本願請求項2に係る発明において、前記Crは組織中に炭化物相として分散、すなわち結合相が飽和するまでCrを含有し、余ったCrがCrを含む炭化物として分散している。金型用案内具の用途を考えれば、さほどの耐衝撃性は要求されないので、むしろCrを含む炭化物を組織中に積極的に存在させることにより、表面と潤滑剤がよくなじむようになり摩擦係数を低下させることができるので、金型用案内具はもとより、摺動の相手部材の摩耗をも減少させることができるのである。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。射出成形金型のガイドピン(金型用柱状案内の1種)を表1の超硬合金で制作し、12ヶ月間の連続稼働に供した。摺動面は鏡面仕上げとした。
【0008】
【表1】

【0009】その結果、本発明例については、この12ヶ月間、トラブルなしで連続運転ができ、本実施例材のガイドピンは極めてわずか(1μm未満)に摩耗た。摺動面の状態は鏡面のままであった。これは、摩耗が硬質相の脱落によるものではなく、硬質相自体が正常に摩耗したことを示している。また、相手部材であるブッシュの摩耗も驚くほど小さく、1〜3μmであった。一方、比較例においては、5〜7ヶ月で使用不能となった。交換時の状態は摺動面が反光沢状態となっていた。これは結合相の腐食による後退、硬質相の脱落による表面の荒れを表している。また、縦筋きずも多数発生していた。同様にブッシュの摩耗、きずもひどく新品と交換しなければならなかった。
【0010】
【発明の効果】本発明の柱状案内具を用いることによって、高温、腐食性環境等の過酷な条件下でも摩耗量が従来材に比べ大幅に低下し、しかも、きずも生じにくい。また当該柱状案内具のみならず、それと摺動するブッシュについても、相手材の表面が荒れや硬質相の脱落がないため、傷等を生じることなく正常な摩耗となり、長寿命を達成する。そのため、従来材に比べ2倍以上の期間を部品交換なしで連動運転でき、金型設備の稼動率が向上する。もちろん、部品交換による部品代や交換作業を省くことができ、コスト低減につながる。
【0011】柱状案内具及びこれと摺動するブッシュの両者ともの摩耗量が大幅に低く抑えることができるので、上下摺動運動の位置精度が高く保たれる。その結果、製品精度が高く、かつ金型の偏摩耗や破損が生じにくいという効果がある。




 

 


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