成形ダイスの金型寿命を改善する3つの方法


金型寿命

金型が破損してしまうと、鍛造品の寸法が変わったり傷が付いてしまい、規格外になってしまいます。破損初期は鍛造品の変化も小さく、抜き取り検査をすり抜けることもあります。検査をすり抜けてしまうと、場合によっては全数検査をしなければならなくなり、その間は生産を止めざるを得なくなります。
そんな状況に陥らないために、今回は「インサートの縦割れ」に焦点を当てて、破損を防ぎ金型寿命を延ばす方法について、ご紹介します。

はじめに

金型の寿命を延ばすにあたり、なぜ破損したかの原因追及が最も重要となります。
人、機械、材料、方法、金型ではどの要因が最も影響しているのか。早期破損する頻度は慢性的か、ある一定の周期があるか、あるタイミングから早期破損が続くのか、突発的に早期破損が出るのか…など調査する必要があります。型設計を変更するだけでも破損を防ぐことは出来ますが、真の原因を潰さないことには同じ事を繰り返してしまいますので、ご注意ください。

成形ダイス よくある破損の現象

金型の破損といっても、種類はさまざまです。横割れ(リング割れ)もあれば、欠けてしまったり、鍛造素材が凝着してガリガリ傷が付いたり。条件や環境によって、現象は異なります。
よくあるインサートの縦割れの現象としては、以下のことが挙げられます。

  • 中心から放射状に破断面が発生する
  • 軸方向に破断面が進行する
  • 破断面は、平滑面のことが多い
  • 割れはインサート内のみと、ケースまで割れるものもある

インサートの縦割れが生じる主な原因

そもそも縦割れが生じる原因とは、何でしょうか?
今回、例として挙げたインサートの場合では、以下のようなことが主な原因と考えられます。

  • 成形内圧が高く、インサートの引張り強さを超える
  • 成形内圧が高く、金型組付け剛性を超える
  • ケースの締め付け力が弱い
  • インサート材質が適切ではない

その他にも、素材の硬度が高いことが原因で割れてしまったり、素材の傷、打痕、錆などによる金型についた傷が起点となり割れが入ったりすることもあります。

金型寿命を改善する3つの方法

成形内圧を下げる
→ダイスへの負荷を下げ、径方向に拡張するのを防ぐ
例)素材硬度を下げる。潤滑性能を上げる。鍛造形状を変えて圧力を下げる。

ケースの締め代効果を上げる
→成形圧によって径方向に拡張するのを極力押さえつける
例)締め代の増加、ケース外径の増加、インサート外径の縮小

インサートの硬度をワンランク下げる
→耐圧性から、靭性を重視する
例)G6→G7、SKH55→SKH51

まとめ

インサートの縦割れの主な原因

  • 成形内圧が高く、インサートの引張り強さを超える
  • 成形内圧が高く、金型組付け剛性を超える
  • ケースの締め付け力が弱い
  • インサート材質が適切ではない

縦割れを防ぎ、金型寿命を延ばすための対策

  • 成形内圧を下げる
  • ケースの締め代効果を上げる
  • インサートの硬度をワンランク下げる

いかがでしたでしょうか?今回は、インサートの縦割れに絞って、金型寿命の改善方法をご紹介させていただきました。
当社では、長年培ってきた設計技術の経験と高度なCAE活用技術を融合し、お客様のお困りごとを解決しています。もし、金型寿命でお困りごとがございましたら、お気軽にお声掛けください。

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