(57)【要約】      （修正有）【課題】切削インサート未加工体を製造するためのプレス工具を提供する。【解決手段】第１の金型表面５を画成する第１の脚部４と第２の金型表面７を画成する第２の脚部６とを有する少なくとも１つの金型部材１を含み、各脚部４，６が、金型部材１の残りの部分に接続する基部と、第１及び第２の金型表面５，７の端部のそれぞれの自由端１０，１１とを有している、プレス工具であって、ここで、第１の金型表面５及び第２の金型表面７が金型キャビティの境界を定め、該金型キャビティ内での粉末の圧縮時に切削インサート未加工体が形成され、第１及び第２の脚部４，６の基部の領域において、金型キャビティは２つの接触する表面間に角部を有する角部領域を提示し、また、該金型部材１は超硬合金からなる。前記角部領域には、超硬合金が、角部領域からより離れている金型部材１の超硬合金が有するよりも高い靱性を有する金型部材１の部分９が存在する。【選択図】図５
2020168660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削インサート未加工体を製造するためのプレス工具において、
−第１の金型表面（５）を画成する第１の脚部（４）と第２の金型表面（７）を画成する第２の脚部（６）とを有する少なくとも１つの金型部材（１）であって、各脚部（４，６）が、前記金型部材（１）の残りの部分に接続する基部と、前記第１及び第２の金型表面（５，７）の端部のそれぞれの自由端（１０，１１）とを有する、金型部材（１）
を備えており、
−前記第１の金型表面（５）及び第２の金型表面（７）が、金型キャビティ（３）の境界を定め、前記金型キャビティ（３）内での粉末の圧縮時に前記切削インサート未加工体が形成され、
−前記第１及び第２の脚部（４，６）の基部の領域において、前記金型キャビティ（３）が、２つの接触する表面間に角部（８）を有する角部領域を提示し、かつ
−前記金型部材（１）が超硬合金からなり、ここで、前記プレス工具が、前記角部領域に、前記超硬合金が前記角部領域からより離れている前記金型部材（１）の超硬合金よりも高い靭性を有している、前記金型部材（１）の部分（９）が存在することを特徴とする、
プレス工具。
【請求項２】
前記２つの接触する表面の少なくとも一方が、前記第１及び第２の金型表面（５，７）のうちの一方であることを特徴とする、請求項１に記載のプレス工具。
【請求項３】
前記２つの接触する表面が前記第１及び第２の金型表面（５，７）であることを特徴とする、請求項１に記載のプレス工具。
【請求項４】
前記部分（９）が、前記角部（８）の頂点（２３）から前記第１の脚部（４）及び前記第２の脚部（６）の前記自由端（１０，１１）に向かう方向（ｙ）に前記第１及び第２の金型表面（５，７）に沿って測定して、少なくとも０．１ｍｍ延在することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のプレス工具。
【請求項５】
前記部分（９）が、前記角部（８）の頂点（２３）から前記第１の脚部（４）及び前記第２の脚部（６）の前記自由端（１０，１１）に向かう方向（ｙ）に前記第１及び第２の金型表面（５，７）に沿って測定して、前記金型表面（５，７）の長さの半分以下で延在することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のプレス工具。
【請求項６】
前記部分（９）が、前記金型キャビティ（３）の境界を定める前記部分（９）の前記金型表面（５，７）に対して法線の方向に少なくとも０．１ｍｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のプレス工具。
【請求項７】
前記部分（９）が、前記第１及び第２の脚部（４，６）から離れて前記反対側の端部（１３）の方を指す第１の方向（ｘ）に、前記角部（８）の頂点（２３）から前記金型部材（１）の反対側の端部（１３）まで延在することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のプレス工具。
【請求項８】
前記部分（９）が、前記金型部材（１）の第１の端部（１４）から反対側の第２の端部（１５）まで前記角部（８）に沿って延在することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のプレス工具。
【請求項９】
前記角部の頂点（２３）から前記金型部材（１）の反対側の端部（１３）に向かう第１の方向（ｘ）に対して垂直な平面で見て、前記部分（９）が長方形の断面を有することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のプレス工具。
【請求項１０】
前記角部の前記頂点（２３）から前記金型部材（１）の反対側の端部（１３）に向かう第１の方向（ｘ）に対して垂直な平面で見て、前記部分（９）が楕円形又は円形の断面を有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のプレス工具。
【請求項１１】
前記角部（８）の前記頂点（２３）から前記金型部材（１）の反対側の端部（１３）に向かう第１の方向（ｘ）に対して垂直な平面で見て、前記部分（９）が、前記角部（８）の前記頂点（２３）から前記金型部材（１）の前記反対側の端部（１３）に向かうその全長に沿って同じ断面を有することを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のプレス工具。
【請求項１２】
前記第１の脚部（４）が楔形の形状を有し、かつ第２の脚部（６）が楔形の形状を有しており、その各々が、前記金型部材（１）の残りの部分に接続する基部と、前記角部（８）とは反対側の前記第１及び第２の金型表面（５，７）の端部のそれぞれの自由端（１０，１１）とを有することを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載のプレス工具。
【請求項１３】
前記部分（９）を形成する前記超硬合金が、前記第１の脚部（４）及び前記第２の脚部（６）を形成する前記超硬合金よりも大きい平均炭化物粒径を有することを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載のプレス工具。
【請求項１４】
前記超硬合金がコバルト結合剤のマトリクス内に炭化タングステンの粒子を含み、前記部分（９）を形成する前記超硬合金が、前記第１の脚部（４）及び前記第２の脚部（６）を形成する前記超硬合金よりも高いコバルト含有量を有することを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載のプレス工具。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項による第１の金型部材（１）と、対応する第２の金型部材（２）であって、第１及び第２の金型部材（１、２）が、それらのそれぞれの第１及び第２の脚部（４，６）の自由端（１０，１１）が互いに向かうように配置されるように構成され、それによって金型キャビティ（３）を画成する、第１の金型部材（１）と対応する第２の金型部材（２）、並びに、前記金型キャビティ（３）内に導入される粉末を圧縮成形する目的で、前記第１の金型部材（１）と前記第２の金型部材（１）とによって画成された前記金型キャビティ（３）内に導入されるように配置された少なくとも１つのパンチ（２４，２５）を備えていることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載のプレス工具。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一項に記載のプレス工具の製造方法であって、
−金型部材（１）の第１のパーツ（２０，２１）を形成するように構成された第１の未加工体を形成するステップ、
−金型部材（１）の第２のパーツ（２２）を形成するように構成された第２の未加工体を形成するステップ、
−前記第１の未加工体を前記金型部材（１）の第１のパーツ（２０，２１）へと焼結するステップ、
−前記第２の未加工体を前記金型部材（１）の第２のパーツ（２２）へと焼結するステップであって、前記第１のパーツ（２０，２１）に取り付けたときに、第２のパーツが前記金型部材（１）の前記部分（９）を形成する、ステップ、及び
−焼結することによって前記第１のパーツ（２０，２１）を前記第２のパーツ（２２）に取り付けるステップであって、前記第１のパーツと前記第２のパーツとの間の界面において、前記第１のパーツの結合剤と前記第２のパーツの結合剤とが前記焼結中に溶融する、ステップ
を含む、請求項１から１５のいずれか一項に記載のプレス工具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、切削インサート未加工体を製造するためのプレス工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
切削インサートは、フライス加工、ドリル加工、又は旋削加工、若しくは同様の切り屑形成方法による、金属加工用の金属切削工具である。切削インサートは、粉末冶金法により、超硬合金粉末などの金属複合粉末から、又は酸化アルミニウムと窒化ケイ素とを含む混合物などのセラミック粉末から製造される。超硬合金は、例えば、コバルト、ニッケル、又は鉄の金属結合剤中に金属炭化物、例えば、炭化タングステン、炭化チタン、又は炭化タンタルを有する金属複合材料である。
【０００３】
切削インサートは、サーメット、例えば、炭化チタンとニッケルとを含む混合物から、又は他の材料、例えばｃＢＮ材料などから製造することもできる。粉末は、金型キャビティ内で対向する第１及び第２のパンチによって切削インサート未加工体へと圧縮することができる。圧縮後、切削インサート未加工は金型キャビティから取り出され、固体の切削インサートブランクへと焼結される。
【０００４】
圧縮に関して粉末を収容するために用いられる金型は、それらの圧縮後に金型から幾何学的に複雑な未加工体を取り出すことができるようにする目的で、互いに移動可能な第１及び第２の金型半体を含む、いわゆる分割金型プレス工具でありうる。形成される未加工体の形状に応じて、金型半体は異なる形状でありうる。一設計原理によれば、各金型半体は、その端部にＵ字型の凹部を有する本体を備えている。Ｕ字型の凹部の２つの側面は、金型半体の本体の残りの部分から延びる２つの直方体の形状をした脚部によって画成されると見なすことができる。
【０００５】
別の設計原理によれば、各金型半体は、その端部にＶ字型の凹部を有する本体を備えている。Ｖ字型の凹部の２つの側面は、金型半体の本体の残りの部分から延びる２つの楔形の形状をした脚部によって画成されると見なすことができる。
【０００６】
圧縮時に、２つの金型半体は、それぞれのＶ字型の凹部が互いに向けられるように配置され、それによって、対向する凹部によって金型キャビティが画成される。下側のパンチ又は金型要素が金型キャビティの底部に配置され、粉末が金型キャビティ内に導入され、上方から前記金型キャビティ内に導入された上側のパンチが、下側のパンチの下からの金型キャビティ内への対応する導入と組み合わせて、粉末を圧縮するために使用される。このような圧縮の際、粉末によって、それぞれの金型半体の脚部に外向きの圧力が加わり、脚部が外側方向に曲がろうとする。
【０００７】
本出願人は、対象とする用途に要求される耐摩耗性を有する等級の超硬合金で作られた金型半体が、各圧縮シーケンス中に脚部が外側方向に曲げられるために、繰り返しの圧縮シーケンスの後に２つの金型表面が互いに接触する金型部材の角部領域に亀裂が生じる可能性があることを認識した。言い換えれば、粉末によって引き起こされる摩耗に起因して脚部の内表面が許容できない基準にまで擦り切れる前に、角部領域に亀裂が形成される。したがって、それぞれの金型半体の角部領域での亀裂の開始及び伝播は、プレス工具の機能にとって重要な要素になる。
【０００８】
本出願人が知得している限りでは、特定された問題は、これまで、この種の金型についての従来技術では対処されていなかった。
【０００９】
したがって、本開示の目的は、上記特定された問題に対する解決策を提示することである。
【発明の概要】
【００１０】
本開示の目的は、切削インサート未加工体を製造するためのプレス工具によって達成され、該プレス工具は、
−第１の金型表面によって画成される第１の脚部と第２の金型表面によって画成される第２の脚部とを有する少なくとも１つの金型部材であって、各脚部が、金型部材の残りの部分に接続する基部と、第１及び第２の金型表面の端部のそれぞれの自由端とを有する、金型部材
を備えており、
−前記第１の金型表面及び第２の金型表面が、金型キャビティの境界を定め、前記金型キャビティ内での粉末の圧縮時に前記切削インサート未加工体が形成され、
−前記第１及び第２の脚部（４，６）の基部の領域において、金型キャビティ（３）は、２つの接触する表面間に角部を有する角部領域を提示し、かつ
−前記金型部材が超硬合金からなり、前記プレス工具は、前記角部領域で、超硬合金が角部領域からより離れている金型部材の超硬合金よりも高い靭性を有する、金型部材の部分が存在することを特徴とする。
【００１１】
多様な金型材料特性は、異なる微細構造及び／又は組成物の焼結超硬合金で作られた異なるパーツを単一の本体へと一緒に焼結し、その後、上記定義された幾何学形状及びキャビティを有する金型が形成されるように、放電加工によって凹部を形成する方法によって達成することができる。靭性の低い超硬合金は、靭性の高い部分よりも高い耐摩耗性を有する。前記角部領域とは別に、第１及び第２の脚部の第１及び第２の表面は、より低い靭性かつより高い耐摩耗性を有する超硬合金によって形成される。
【００１２】
一実施形態によれば、前記角部は１００°未満の角度αを有する。
【００１３】
一実施形態によれば、前記角部は７０°未満の角度αを有する。
【００１４】
一実施形態によれば、前記角部領域の角部は、１．６５ｍｍ未満、好ましくは１．１ｍｍ未満の半径に対応する角部曲率を有する。
【００１５】
一実施形態によれば、前記２つの接触する表面の少なくとも一方は、前記第１及び第２の金型表面のうちの一方である。
【００１６】
一実施形態によれば、前記２つの接触する表面は前記第１及び第２の金型表面である。
【００１７】
一実施形態によれば、前記部分は、角部の頂点から第１の脚部及び第２の脚部の自由端に向かう方向に第１及び第２の金型表面に沿って測定して、少なくとも０．１ｍｍ、好ましくは少なくとも０．２５ｍｍ、最も好ましくは少なくとも１ｍｍ延在する。したがって、前記部分は、角部の頂点から少なくとも０．１ｍｍ、好ましくは少なくとも０．２５ｍｍ、最も好ましくは少なくとも１ｍｍ延在する、第１及び第２の表面の一部を画成する。最小伸張は、例えば、その部分の製造方法や角部領域の応力条件に応じて決まる。
【００１８】
一実施形態によれば、前記部分は、角部の頂点から第１の脚部及び第２の脚部の自由端に向かう方向に第１及び第２の金型表面に沿って測定して、金型表面の長さの半分以下で延在する。したがって、前記部分は、角部の頂点からある方向に第１及び第２の金型表面の長さの半分以下で延在する、第１及び第２の表面の一部を画成する。このような角部からの距離では、靭性よりも耐摩耗性が優先されうる。
【００１９】
一実施形態によれば、前記部分は、金型キャビティの境界を定める前記部分の金型表面に対して法線の方向に、少なくとも０．１ｍｍ、好ましくは少なくとも１ｍｍの厚さを有する。したがって、前記部分は、角部頂点の延長部に見られるような厚さを有する。それによって、前記部分の所定の最小限の技術的効果が達成される。
【００２０】
一実施形態によれば、前記部分は、金型部材の前記角部の頂点から反対側の端部まで、前記第１及び第２の脚部から離れて前記反対側の端部の方を指す第１の方向に延在する。  このような実施形態は、一緒に焼結されて前記金型部材を形成する第１及び第２のパーツの正確かつ迅速な位置決めを容易にする。金型部材が前記第１の方向と平行な長手方向を有していること、並びに前記部分及び金型部材の断面が、金型部材の前記長手方向に対して横方向に又は垂直に見て、金型部材の長さに沿って一定であることを条件として、前記脚部を画成する金型部材のＶ字型の凹部、したがって金型キャビティは、後者の金型キャビティ画成面が摩耗するにつれて、元の金型部材内へとますます深く形成されうる。
【００２１】
一実施形態によれば、前記部分は、前記金型部材の第１の端部から反対側の第２の端部まで前記角部に沿って延在する。代替として、前記部分は、金型キャビティ内へと移動する少なくとも１つのパンチによる圧縮中に切削インサートの未加工体が最終的に形成される金型部材の領域に集中する。
【００２２】
一実施形態によれば、角部の頂点から金型部材の反対側の端部に向かう第１の方向に対して垂直な平面で見て、前記部分は長方形の断面を有する。第１の方向は、上述した長手方向でありうる。
【００２３】
一実施形態によれば、角部の頂点から金型部材の反対側の端部に向かう第１の方向に対して垂直な平面で見て、前記部分は楕円形又は円形の断面を有する。第１の方向は、上述した長手方向でありうる。
【００２４】
一実施形態によれば、角部の頂点から金型部材の反対側の端部に向かう第１の方向に対して垂直な平面で見て、上述した前記長手方向と平行な第１の方向に、前記部分が、角部の頂点から金型部材の前記反対側の端部に向かってその全長に沿って同じ断面を有する。したがって、前記脚部を画成する金型部材のＶ字型の凹部、並びに、それによって金型キャビティは、後者の金型キャビティ画成面が磨耗するにつれて、前記長手方向に元の金型部材内へとますます深く形成されうる。また、前記角部領域における前記部分の断面は同じままである。
【００２５】
一実施形態によれば、
−第１の脚部は、前記第１の表面に関して第１の脚部の反対側に外表面を有し、
−第２の脚部は、前記第２の金型表面に関して第２の脚部の反対側に外表面を有し、かつ
−第１の脚部の前記外表面は、第２の脚部の前記外表面と平行である。
【００２６】
一実施形態によれば、
−第１の脚部から金型部材の反対側の端部に向かって、第１の脚部の外表面の延長において、金型部材の残りの部分が第１の脚部の外表面と一直線になった外表面を有し、かつ
−第２の脚部から金型部材の反対側の端部に向かって、第２の脚部の外表面の延長において、金型部材の残りの部分が第２の脚部の外表面と一直線になった外表面を有する。
【００２７】
一実施形態によれば、第１の脚部は楔形の形状を有し、第２の脚部は楔形の形状を有しており、その各々が、金型部材の残りの部分に接続する基部と、前記角部とは反対側の第１及び第２の表面の端部のそれぞれの自由端とを有する。第１及び第２の脚部は、上記定義された金型部材の長手方向に垂直な方向及びその内部での粉末の圧縮に関連してパンチが金型キャビティ内へと移動する方向で見たときに、楔形の形状をしている。
【００２８】
さらなる実施形態は、脚部が直方体などの楔形の形状以外の形状を有することができ、複数の角部、したがって複数の角部領域が存在してもよい、代替となる実施形態を含む。
【００２９】
一実施形態によれば、前記部分を形成する超硬合金は、第１の脚部及び第２の脚部を形成する超硬合金よりも大きい平均炭化物粒径を有する。
【００３０】
一実施形態によれば、前記超硬合金はコバルト結合剤のマトリクス内に炭化タングステンの粒子を含む。
【００３１】
一実施形態によれば、超硬合金はコバルト結合剤のマトリクス内に炭化タングステンの粒子を含んでおり、前記部分を形成する超硬合金は、第１の脚部及び第２の脚部を形成する超硬合金よりも高いコバルト含有量を有する。
【００３２】
一実施形態によれば、前記プレス工具は、上記又は下記の本発明による第１の金型部材と、対応する第２の金型部材であって、該第１及び第２の金型部材が、それらのそれぞれの第１及び第２の脚部の自由端が互いに向かうように配置されるように構成されており、それによって金型キャビティを画成する、第１の金型部材と第２の金型部材、並びに、前記金型キャビティ内に導入される粉末を圧縮する目的で、第１の金型部材と第２の金型部材とによって画成された金型キャビティ内に導入されるように配置された少なくとも１つのパンチを備えている。
【００３３】
本発明の目的はまた、以下のステップを含む、上記又は下記に定義されるプレス工具を製造する方法によっても達成される：
−金型部材の第１のパーツを形成するように構成された第１の未加工体を形成するステップ、
−金型部材の第２のパーツを形成するように構成された第２の未加工体を形成するステップ、
−第１の未加工体を金型部材の第１のパーツへと焼結するステップ、
−第２の未加工体を金型部材の第２のパーツへと焼結するステップであって、該第２のパーツが、第１のパーツに取り付けたときに、金型部材の前記部分を形成する、ステップ、及び
−焼結することによって第１のパーツを第２のパーツに取り付けるステップであって、第１のパーツと第２のパーツとの間の界面において、第１のパーツの結合剤と第２のパーツの結合剤とが前記焼結中に溶融する、ステップ。
【００３４】
一実施形態によれば、本方法は、焼結した金型部材を最終形状へと放電加工するさらなるステップを含む。最終形状は、前記プレス工具が、前記角部領域において、超硬合金が、それぞれの脚部のそれぞれの対向する自由端に向かう方向に角部領域からより離れている第１及び第２の脚部の超硬合金よりも高い靭性を有する金型の部分が存在することを特徴とする、形状である。
【００３５】
本開示によるプレス工具及び方法のさらなる特徴及び利点は、以下の実施形態の詳細な説明において提示される。
【００３６】
これより、本発明の実施形態を、添付の図面を参照して、例としてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】排出位置、すなわち開放位置にある２つの金型部材の上面図
【図２】プレス位置、すなわち閉位置にある金型部材を示す、図１に対応する図
【図３】金型部材の第１の実施形態を示す、図１のＩＩ−ＩＩによる端面図
【図４】金型部材の第２の実施形態を示す、図１のＩＩ−ＩＩによる端面図
【図５】本開示による金型部材の上からの拡大図
【図６】本開示による方法の実施形態のステップを示す図
【図７】本開示による方法の実施形態のステップを示す図
【図８】本開示による方法の実施形態のステップを示す図
【図９】本開示による方法の実施形態のステップを示す図
【図１０】本発明によるプレス工具を示す図
【図１１】固定具を含む本発明によるプレス工具を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１、１０、及び１１は、本開示によるプレス工具のパーツを示している。プレス工具は、切削インサート未加工体を製造するためのプレス工具であり、示される実施形態では、２つの金型部材１，２を備えており、その各々が金型キャビティ３のパーツを画成するように構成されている。プレス工具はまた、前記金型キャビティ内に導入された粉末を切削インサート未加工体へと圧縮する目的で上下から金型キャビティ３内に導入されるように構成された２つのパンチ２４，２５（図１０及び１１に見られる）も備えている。図１１には、その内部での粉末の圧縮中に金型部材１，２を位置づけることができる固定具２６も示されている。
【００３９】
金型部材１，２の一方のみが以下に開示されるが、第２の金型部材は開示されたものと同じ特徴を有しうることが理解されるべきである。
【００４０】
金型部材１は、第１の金型表面５を画成する第１の脚部４と第２の金型表面７を画成する第２の脚部６とを有する固体物体を含む。第１の金型表面５及び第２の金型表面７は金型キャビティ３の境界を定めており、前記金型キャビティ３内での粉末の圧縮時に切削インサート本体が形成される。第１の金型表面５及び第２の金型表面７は、第１及び第２の表面５，７が互いに接触する金型部材１の角部領域の角部８において、互いに対して９６°以下の角度αで延在する。前記角部領域の角部８は、１．６５ｍｍ未満の半径に対応する角部曲率を有する。
【００４１】
第１の脚部４は楔形の形状を有し、第２の脚部６は楔形の形状を有しており、その各々が、金型部材１の残りの部分に接続された基部と、第１及び第２の表面５，７が互いに接触する前記角部８とは反対側の第１及び第２の表面の端部のそれぞれの自由端１０，１１とを有する。
【００４２】
金型部材１は超硬合金からなり、前記角部領域には、超硬合金が、第１の脚部４及び第２の脚部６のそれぞれの対向する自由端１０，１１に向かう方向に角部領域からより離れている金型部材の超硬合金が有するよりも高い靭性を有する金型部材１の部分９が存在する。靭性が低い材料は、靭性が高い材料よりも耐摩耗性が高い。したがって、第１及び第２の表面５，７は、より高い靭性を有する部分９が位置する角部領域よりも、その他のパーツでより高い耐摩耗性を有する。
【００４３】
前記部分９と金型部材の他のパーツとの靱性の違いは、超硬合金の組成又はその微細構造が前記部分９と金型部材１の他のパーツとの間で異なることに起因する。例えば、前記部分９は、金型部材１の他のパーツよりも高い結合剤含有量及び／又はより大きい平均炭化物粒径を有しうる。
【００４４】
強靱な部分９は、角部の頂点２３から第１の脚部４及び第２の脚部６の対向する自由端１０，１１に向かう方向ｙに延在する。部分９は、角部８の頂点２３から第１の脚部４及び第２の脚部６の自由端１０，１１に向かう方向ｙに、第１及び第２の金型表面５，７の長さの少なくとも０．１ｍｍ延在する。前記部分９は、角部８の頂点２３から第１の脚部４及び第２の脚部６の自由端１０，１１に向かう方向ｙに、第１及び第２の金型表面５，７の長さの半分以下で延在する。強靱な部分９は、第１及び第２の金型表面に対して法線の方向に、少なくとも０．１ｍｍ、好ましくは少なくとも１ｍｍの厚さを有する。
【００４５】
示される実施形態では、強靱な部分９は、金型部材１の角部８の頂点２３から反対側の端部１３まで、前記第１及び第２の脚部から前記反対側の端部に向かって第１の方向ｘに延在する。方向ｘは、金型部材１の長手方向に平行である。しかしながら、強靱な部分９は、前記方向ｘにおいて、金型部材の長さよりもかなり短い長さを有しうる。
【００４６】
示される実施形態では、強靱な部分９は、金型部材１の角部の頂点から前記反対側の端部１３まで、その全長に沿って同じ断面を有する。このような設計は必須ではないが、金型部材の製造を容易にし、また、角部領域における強靱な部分９の断面を維持しつつ、第１及び第２の表面が摩耗したときに、第１及び第２の脚部４，６を画成するＶ字型の凹部のさらなる段階的な機械加工も可能にする。
【００４７】
図３は、長手方向ｘに垂直な平面で見て強靱な部分の断面が長方形であり、該強靱な部分９が、この場合、前述の長手方向ｘに垂直な方向に、及びその内部での粉末の圧縮に関連してパンチが金型キャビティ内に移動する方向に第１の端部１４から第２の端部１５までずっと延びている実施形態を示している。強靱な部分９は、金型部材１の角部８から反対側の端部１３までずっと第１の方向に延在する。
【００４８】
図４は、長手方向ｘに対して垂直な平面で見たときに、強靱な部分９’が円形の断面を有する代替となる実施形態を示している。
【００４９】
強靱な部分９、９’は、切削インサート未加工体が最終的に圧縮される金型キャビティ３の角部８に配置される、すなわち、強靱な部分は、第１及び第２の表面６、７への圧縮圧力によって引き起こされる応力が非常に高い値に達する、金型キャビティ３の部分に配置される。
【００５０】
第１の脚部４は、前記第１の表面５に関して第１の脚部４の反対側に外表面１６を有し、第２の脚部６は、前記第２の表面７に関して第２の脚部６の反対側に外表面１７を有しているる。第１の脚部４の外表面１６は第２の脚部６の外表面１７と平行である。
【００５１】
第１の脚部４から金型部材１の反対側の端部１３に向かって、前記長手方向ｘの第１の脚部４の外表面１６の延長において、金型部材１の残りの部分は、第１の脚部４の外表面１６と一直線になる外表面１８を有する。第２の脚部６から金型部材１の反対側の端部１３に向かって、前記長手方向ｘの第２の脚部６の外表面１７の延長において、金型部材１の残りの部分は、第２の脚部６の外表面１７と一直線になる外表面１９を有する。この設計により、上記のような平行な外表面を有する直方体の端部にＶ字型の凹部を機械加工し、その凹部を金型キャビティとして使用することが可能になる。その中で粉末が繰り返し圧縮される摩耗効果に起因して、このような凹部などの内表面が摩耗すると、凹部を画成するダイ部材１のパーツの重要な幾何学的尺度を同じままに、したがって、金型キャビティを同じままに維持しつつ、該凹部は、適切な機械加工によって単純に直方体へとさらに変位させることができる。
【００５２】
開示される実施形態では、金型部材１は、互いに垂直な隣接する外表面を有する直方体によって形成され、前記Ｖ字形の凹部は、直方体の一端に形成される。
【００５３】
図４〜６は、本開示による金型部材１を製造する方法のステップを示している。図示されていない第１のステップ及び第２のステップでは、粉末が２つの第１の未加工体へと成形され、これが焼結され、後で一緒に接合されると金型部材１の第１のパーツ２０，２１を形成するように構成される。示される実施形態では、図６に示される２つの第１のパーツ２０，２１は、それぞれの厚さｔ１、ｔ２を有する長方形のシートの形状を有する直方体である。この実施形態では、ｔ１＝ｔ２である。しかしながら、２つの第１のパーツ２０，２１は、形状及び／又は厚さに関して互いに異なっていてもよい。これは、プレス工具の設計又は圧縮される切削インサート未加工体の特定の設計、したがって金型部材１に成形される凹部の設計に応じて決まる。
【００５４】
対応する第１及び第２のステップでは、第１の未加工体を形成する粉末とは異なる微細構造及び／又は組成を有する第２の粉末が形成及び焼結されて、後で第１のパーツ２０，２１と一緒に接合されると金型部材１の第２のパーツ２２を形成する。第２のパーツ２２は厚さｔ３を有する。第２のパーツ２２は、上に開示された靱性の部分９を形成することを目的とし、その目的のために、その厚さｔ３は、この実施形態では、第１のパーツ２０，２１の厚さｔ１、ｔ２より実質的に小さい。異なる微細構造は、例えば、異なる炭化物粒径を指す場合があり、異なる組成は、例えば、異なる結合剤含有量又は異なるタイプの炭化物を指す場合がある。
【００５５】
一実施形態によれば、第１のパーツ２０，２１は３から１３重量％のコバルト含有量を有する超硬合金で作られており、第２のパーツ２２は６から２５重量％のコバルト含有量を有する超硬合金で作られている。
【００５６】
一実施形態によれば、第１のパーツ２０，２１は０．２から３．０μｍの平均粒径を有する炭化タングステン粒子を含む超硬合金で作られており、第２のパーツ２２は０．５から８．０μｍの平均粒径を有する炭化タングステン粒子を含む超硬合金で作られている。
【００５７】
図７に示す後続のステップでは、第２のパーツ２２が第１のパーツ２０，２１の間に挟まれ、焼結によって前記第２のパーツに取り付けられ、ここで、第１のパーツと第２のパーツの間の界面では、第１のパーツの結合剤と第２のパーツの結合剤が前記焼結中に溶融される。
【００５８】
これにより、直方体が形成された。図８に示されるさらなるステップでは、Ｖ字型の凹部が、前記第１及び第２のパーツによって形成された本体の端部に機械加工され、その結果、上に開示された形状を有する図９に示される金型部材１が得られる。
【００５９】
未加工体２０，２１，２２を圧縮によって成形する代わりに、少なくとも１つの未加工体は、例えば、次の成形方法：押出成形、粉末射出成形、又は積層造形のいずれかによって成形することができる。
【００６０】
金型表面５，７は、図面では平面として、断面では直線として示されているが、金型表面は、未加工体の幾何学形状に対応して非平面であってもよいことが理解されるべきである。
【００６１】
開示される実施形態では、本発明は、直方体の形状を有する２つの第１の本体２０，２１と、直方体の形状を有する１つの第２の本体とによって構成されるものとして例示されているが、上に示され、添付の特許請求の範囲においてさらに定義されるように、形成された金型部材１の角部８の領域に少なくとも１つの強靱な部分９が形成される限り、このような本体の他の数及び形状は、その最も広い意味において本発明の特許請求される範囲内にあることを述べておきたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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2020168660000002.pdf
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