適切な材料の選択
プレス加工や打ち抜き用の金型（ダイスとも呼ばれる）は、製造工程で金属板を成形または切断するために使用されます。これらの金型に使用される一般的な材料は、耐久性、熱伝導率、耐摩耗性、その他の特性が異なります。以下に、これらの工程で使用される代表的な材料をいくつか示します。
- 工具鋼:
- D2：高い耐摩耗性と耐摩耗性で知られるD2は、高炭素・高クロム工具鋼です。鋭い切れ刃を維持する能力があるため、長時間のプレス加工に一般的に使用されます。しかし、脆性があるため、大きな衝撃や打撃が発生する材料には最適な選択ではない場合があります。
- A2：優れた靭性と熱処理中の安定性を備えた汎用性の高い空気焼入れ工具鋼です。A2は耐摩耗性と靭性のバランスが取れています。他の高炭素鋼では通常亀裂が生じるような非繰り返し荷重に耐えることができます。
- O1：優れた耐摩耗性を持ち、比較的機械加工が容易な油焼入れ工具鋼です。複雑な工具形状が要求される小～中規模の生産に一般的に選ばれます。
- 超硬合金:
- タングステンカーバイド：極めて硬く耐摩耗性に優れたこの材料は、長期間にわたり鋭い刃先を維持できるため、大量生産に使用されます。タングステンカーバイド製の金型は工具鋼より高価なことが多いですが、生産における長寿命がコストを正当化できます。
- 高速度鋼（HSS）:
- M2：靭性、耐摩耗性、赤熱硬性のバランスが良い汎用HSSで、タップやドリルビットなどの切削工具、またプレス加工にも適しています。
- M42：コバルト含有量が高いため、M42はより高い赤熱硬さが要求され、非常に高速な切削速度が必要とされる、より過酷な切削工具に使用されます。このため、非常に困難なプレス加工に適しています。
- アルミニウム:
- 7075：大量生産用のプレス金型にはあまり一般的ではありませんが、7075のようなアルミニウム合金は、小ロット生産や軟質材料の成形に使用されることがあります。アルミニウムは加工が速く、熱伝導率に優れていますが、工具鋼や超硬合金よりもはるかに早く摩耗します。
工具鋼：D2およびA2
超硬合金および高速度鋼
これらの材料の比較：
- 工具鋼 (D2、A2、O1)は、さまざまな量のプレス加工に優れており、コスト、耐摩耗性、メンテナンスの容易さのバランスを提供します。これらの各種グレードにより、靭性または耐摩耗性の特定のニーズに基づいて最適な材料を選択できます。
- 超硬合金 は、刃先が長持ちするため、大量生産および精密プレス加工に最適ですが、初期コストが大幅に高く、材料はより脆くなります。
- 高速度鋼(HSS) (M2、M42)は、高速・高温作業に最適です。高温でも硬度を維持するため、工具の完全性を損なうことなく高速プレス加工が可能です。
- アルミニウム (7075)は、迅速な納期、少量生産、または被プレス材への優しい接触が必要な特定の用途に選ばれます。耐久性が低く、一般的に硬質材料の一般プレス加工や大量生産には適していません。
プレス加工または打ち抜き金型に適切な材料を選択することは、プレス加工する材料、生産量、金型の望ましい寿命など、プロジェクトのニーズによって決まります。
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打ち抜き・パンチング金型材料に関するよくある質問
打ち抜き・パンチング金型にはどのような材料が使用されますか？
3つの系統があります。D2やA2などの工具鋼、超硬合金、高速度鋼です。これらは耐摩耗性、靭性、耐熱性が異なり、適切な選択は板材の材質、板厚、生産ロット数、プレス機の剛性によって決まります。
D2工具鋼はいつ使用すべきですか？
D2は高炭素・高クロム工具鋼で、耐摩耗性と耐摩耗性が非常に高いのが特徴です。数十万回の打ち抜きにおいて、靭性よりも刃先の保持性と寸法安定性が重要な長時間連続打ち抜き加工に通常選択されます。
A2がより良い選択となるのはどのような場合ですか？
A2は空気焼入れ硬化鋼であるため、焼入れ時のひずみが少なく、D2よりも靭性に優れています。衝撃荷重や断続切削を受けるパンチやダイ、また最大の耐摩耗性よりも割れにくさが重要な中～長寿命の用途に適しています。
超硬合金が適しているのはどのような場合ですか？
超硬合金は最も高い耐摩耗性と硬度を備えており、そのため非常に大量生産の現場では最長の工具寿命を実現します。一方で脆く、はるかに高価であるため、剛性の高いプレス機、安定したストリップ送り、そして工具コストを正当化できる生産ロット数が揃って初めて採算が合います。
工具寿命と工具コストのどちらを優先して選べばよいですか？
ダイ材料は摩耗負荷に合わせて選定してください。硬く厚い板材や摩耗性の高いコーティングの場合はD2や超硬合金が適し、短い生産ロットや衝撃荷重を受けるパンチにはA2が適しています。判断はダイブロックの購入価格ではなく、千ストロークあたりのコストで行うべきです。
