(57)【要約】【課題】製造時の熱処理による歪の影響を受けることなく、長期間に亘って安定的な使用が可能で耐磨耗性に優れるプレスブレーキ用金型およびその製造方法を提供する。【解決手段】ニッケルを主成分として含み、かつリンと、ホウ素またはシリコンカーバイトとを微量成分として含んでなる硬質金属皮膜２ｂ，３ｂをメッキ処理にて母材金属２ａ，２ｂの表面に被覆し、その後、２００〜３００℃、より好ましくは２００〜２５０℃の範囲で熱処理を施すことにより、所望のプレスブレーキ用金型としてのパンチ２およびダイ３をそれぞれ得ることができる。こうして得られたパンチ２およびダイ３はいずれも、熱歪が無く、長期の使用に耐えうるプレスブレーキ用金型１となる。【選択図】図２
2014079785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状のワークに対して折り曲げ加工を施すプレスブレーキ用金型において、
ニッケルを主成分として含み、かつリンと、ホウ素またはシリコンカーバイトとを微量成分として含んでなる硬質金属皮膜を、当該金型の表面にメッキ処理にて被覆してなることを特徴とするプレスブレーキ用金型。
【請求項２】
板状のワークに対して折り曲げ加工を施すプレスブレーキ用金型の製造方法であって、
当該金型の表面に、ニッケルを主成分として含み、かつリンと、ホウ素またはシリコンカーバイトとを微量成分として含んでなる硬質金属皮膜をメッキ処理にて被覆するメッキ処理工程と、
前記メッキ処理が施された当該金型に対し、２００〜３００℃の範囲で熱処理を施す熱処理工程と、
を含むことを特徴とするプレスブレーキ用金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板材の折り曲げ加工を行うプレスブレーキ用金型およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プレスブレーキによる板材の折り曲げ加工は、プレスブレーキ用金型として用いられるパンチとダイの協働により、ダイにおけるＶの字状の溝（以下、単に「Ｖ溝」という。）とパンチの先端部との間に板状のワークを挟み込み、パンチで加圧することで実施される。この際、パンチの先端部には圧縮応力が集中的に作用する一方、パンチの加圧力がワークを介してＶ溝の肩部に集中的に作用することになる。
このため、特にステンレス鋼板や黒皮鋼板が曲げ加工の対象である場合、パンチでは先端部の早期磨耗の不具合が、ダイではＶ溝の肩部の早期磨耗の不具合がそれぞれ懸念される。
【０００３】
このような不具合の発生を未然に防ぐために、金型（パンチ、ダイ）の全体に熱処理を施し、この熱処理に伴い発生する歪の矯正後、パンチ先端部やＶ溝の肩部に対し、窒化処理を施したり、高周波焼き入れ、レーザ焼き入れ等の処理を施したりして、硬度向上を図るようにしている。
しかし、これらの処理ではいずれも、処理を施す際の処理熱により、金型に大きな歪が発生し、精度を維持するために、再度、歪の矯正を実施したり、高精度の研磨加工を実施したりしなければならない。
【０００４】
そこで、熱処理の際の歪の影響を受けることなく耐磨耗性を向上させるために、金型表面に硬質クロームメッキ処理を施すことが考えられる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１２００１６号公報
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に係る硬質クロームメッキ処理では、メッキ皮膜の厚さを均一にするのが難しいのに加えて、ピンホールの発生を抑えることができず、しかも母材金属との密着性に劣るため（密着力：約９ｋｇ／ｍｍ２）、剥離しやすく、長期間に亘って安定的な使用が困難であるという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、製造時の熱処理による歪の影響を受けることなく、長期間に亘って安定的な使用が可能で耐磨耗性に優れるプレスブレーキ用金型およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、第１発明によるプレスブレーキ用金型は、
板状のワークに対して折り曲げ加工を施すプレスブレーキ用金型において、
ニッケルを主成分として含み、かつリンと、ホウ素またはシリコンカーバイトとを微量成分として含んでなる硬質金属皮膜を、当該金型の表面にメッキ処理にて被覆してなることを特徴とするものである。
【０００９】
次に、第２発明によるプレスブレーキ用金型の製造方法は、
板状のワークに対して折り曲げ加工を施すプレスブレーキ用金型の製造方法であって、
当該金型の表面に、ニッケルを主成分として含み、かつリンと、ホウ素またはシリコンカーバイトとを微量成分として含んでなる硬質金属皮膜をメッキ処理にて被覆するメッキ処理工程と、
前記メッキ処理が施された当該金型に対し、２００〜３００℃の範囲で熱処理を施す熱処理工程と、
を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、パンチやダイ等のプレスブレーキ用金型の表面に、ニッケルを主成分として含み、かつリンと、ホウ素またはシリコンカーバイトとを微量成分として含んでなる硬質金属皮膜がメッキ処理によって被覆され、このメッキ処理が施された当該金型に対し、２００〜３００℃の範囲で熱処理が施される。
本発明によれば、メッキ処理後のプレスブレーキ用金型に対して施される熱処理の温度が２００〜３００℃の範囲とされているので、歪の矯正が必要となるような熱処理による歪が発生することはなく、製造時の熱処理による歪の影響を受けることなく、当該金型において必要とされる所定の硬度を確保することができる。
また、プレスブレーキ用金型にメッキ処理によって被覆される硬質金属皮膜は、耐磨耗性に優れるのは勿論のこと、当該金型の形状の如何によらずメッキ皮膜の厚さが均一で、ピンホールが殆ど無く、しかも母材金属との密着性が高いという特性を有しているので、剥離しにくく、長期間に亘って安定的な使用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るプレスブレーキ用金型を用いたワークの折り曲げ加工動作説明図で、（ａ）はパンチによる加圧前の状態図、（ｂ）はパンチによる加圧途中の状態図である。
【図２】（ａ）はパンチの横断面図、（ｂ）はダイの横断面図である。
【図３】製造実施例に係るパンチとダイの外観斜視図で、（ａ）はパンチの形状寸法説明図、（ｂ）はダイの形状寸法説明図である。
【図４】Ｎｉ−Ｐ−Ｂ硬質金属皮膜の熱処理温度と皮膜硬度の関係を表わすグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明によるプレスブレーキ用金型およびその製造方法の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
本実施形態においては、図１（ａ）（ｂ）に示されるように、プレスブレーキ用金型１（以下、単に「金型１」という。）としてパンチ２およびダイ３がそれぞれ用いられ、これらパンチ２およびダイ３が図示されないラムとテーブルとの間に互いに対向するように配され、これらパンチ２およびダイ３の協働により、パンチ２とダイ３との間に配される例えばステンレス鋼板や黒皮鋼板等の板状のワークＷに対し、折り曲げ加工を施すことができるようになっている。
【００１４】
＜パンチおよびダイの概略説明＞
図２（ａ）（ｂ）に示されるように、パンチ２およびダイ３はいずれも、その機能を満足する形状寸法に機械加工等が施されてなる母材金属２ａ，３ａの表面に硬質金属皮膜２ｂ，３ｂがメッキ処理にて被覆されてなるものである。
ここで、母材金属２ａ，３ａの材料としては、例えば構造用炭素鋼や構造用合金鋼等が好適に用いられる。
【００１５】
＜硬質金属皮膜の説明＞
硬質金属皮膜２ｂ，３ｂとしては、ニッケルを主成分として含むとともに、微量成分としてリンとホウ素とを含んでなるものや、ニッケルを主成分として含むとともに、微量成分としてリンとシリコンカーバイトとを含んでなるものなどが挙げられる。
【００１６】
＜メッキ処理の説明＞
メッキ処理としては、電気メッキ処理と無電解メッキ処理とが挙げられる。
ここで、電気メッキ処理とは、電流を使うメッキ法で、硬質金属皮膜２ｂ，３ｂの構成物質を含むメッキ液からその構成物質を還元させ、金型１の母材金属２ａ，３ａの表面に硬質金属皮膜２ｂ，３ｂを形成するものである。
無電解メッキ処理とは、電気メッキ処理とは異なり、通電による電子ではなく、メッキ液に含まれる還元剤の酸化によって放出される電子により、メッキ液に含浸することで金型１の母材金属２ａ，３ａの表面に硬質金属皮膜２ｂ，３ｂを析出させるものである。
【００１７】
＜メッキ処理後の熱処理の説明＞
上記のメッキ処理にて形成された硬質金属皮膜２ｂ，３ｂに対して、以下の熱処理を施すことにより、膜の均一安定化や皮膜硬度の向上等を図ることができる。
熱処理の条件は、硬質金属皮膜を２ｂ，３ｂに要求される硬度と母材金属２ａ，３ａの熱歪の影響を考慮して決められ、熱処理温度としては、例えば２００〜３００℃の範囲とするのが好ましく、より好ましくは２００〜２５０℃の範囲とするのがよい。
熱処理温度が２００℃未満では、金型１として要求される皮膜硬度や密着性の向上効果が不十分であり、３００℃を超えると、金型１の母材金属２ａ，３ａの熱歪の影響を無視することができなくなる。
【００１８】
＜作用効果の説明＞
以上に述べたような金型１によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）メッキ処理後の金型１に対して施される熱処理の温度が２００〜３００℃の範囲とされているので、歪の矯正が必要となるような熱処理による歪が発生することはなく、製造時の熱処理による歪の影響を受けることなく、当該金型１において必要とされる所定の硬度を確保することができる。
（２）金型１にメッキ処理によって表面被覆される硬質金属皮膜２ｂ，３ｂは、耐磨耗性に優れるのは勿論のこと、当該金型１の形状の如何によらずメッキ皮膜の厚さが均一で、ピンホールが殆ど無く、しかも母材金属との密着性が高いという特性を有しているので、剥離しにくく、長期間に亘って安定的な使用が可能である。
【００１９】
上記実施形態では、パンチ２側およびダイ３側の双方にメッキ処理による硬質金属皮膜２ｂ，３ｂをそれぞれ形成した例について説明したが、パンチ２側のみ、あるいはダイ３側のみにメッキ処理による硬質金属皮膜２ｂ，３ｂを形成するようにしても良いのは言うまでもない。
【００２０】
以上、本発明のプレスブレーキ用金型およびその製造方法について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【実施例】
【００２１】
次に、本発明によるプレスブレーキ用金型およびその製造方法の具体的な実施例について、図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
本実施例においては、図３（ａ）（ｂ）に示されるようなパンチ２´およびダイ３´が対象金型である。
図３（ａ）に示されるパンチ２´の母材金属の材料は、構造用合金鋼（例えば、ＳＣＭ４３５）であり、同図（ｂ）に示されるダイ３´の母材金属の材料は、構造用合金鋼（例えば、ＳＣＭ４４０）であり、いずれの母材金属も、通常の熱処理、焼き入れ、焼き戻しが施された後、歪矯正、研磨加工等が施されて、図中に示されるような形状寸法に形成されている。ここまでは、従来の加工法と同様である。なお、母材金属それ自体の硬度はＨＲｃ４４程度である。
これらパンチ２´およびダイ３´のそれぞれの母材金属の表面全体に対し、以下の製造実施例１〜３に示されるようなメッキ処理、低温熱処理が実施される。
【００２３】
＜製造実施例１＞
電気メッキ浴槽温度を５０℃として、パンチ２´およびダイ３´のそれぞれの母材金属に対し、ニッケル９６質量％、リン１質量％およびシリコンカーバイト３質量％を含んでなる硬質金属皮膜を電気メッキ処理にて表面被覆し、その後、２００〜２５０℃の範囲で約１時間の熱処理を行った。
このようにして成膜された硬質金属皮膜の特性が表１に示されている。
【００２４】
【表１】
2014079785.tif 000003
【００２５】
＜製造実施例２＞
無電解メッキ浴槽温度を７５〜８５℃として、パンチ２´およびダイ３´のそれぞれの母材金属に対し、ニッケル９７質量％以上、リン１〜３質量％およびホウ素１質量％以下を含んでなる硬質金属皮膜を無電解メッキ処理にて表面被覆し、その後、２００〜２５０℃の範囲で約１時間の熱処理を行った。
このようにして成膜された硬質金属皮膜の特性が表２に示されている。
【００２６】
【表２】
2014079785.tif 000004
【００２７】
＜製造実施例３＞
無電解メッキ浴槽温度を９０〜９５℃として、パンチ２´およびダイ３´のそれぞれの母材金属に対し、ニッケル９０〜９２質量％以上、リン８〜１０質量％、皮膜中にシリコンカーバイト析出量２〜２０体積％を含んでなる硬質金属皮膜を無電解メッキ処理にて表面被覆し、その後、２００〜２５０℃の範囲で約１時間の熱処理を行った。
このようにして成膜された硬質金属皮膜の特性が表３に示されている。
【００２８】
【表３】
2014079785.tif 000005
【００２９】
図４には、製造実施例２に係る硬質金属皮膜の熱処理温度と皮膜硬度との関係を表わすグラフが示されている。なお、製造実施例１および製造実施例３のそれぞれの硬質金属皮膜についての熱処理温度と皮膜硬度との関係は、基本的に、図４に示されるグラフと同様の特性を示すため、省略することとする。
また、メッキ処理後の熱処理温度とダイ３´の歪量との関係が表４に示されている。
【００３０】
【表４】
2014079785.tif 000006
【００３１】
図４に示されるように、メッキ処理後の熱処理温度が４００℃であれば最も硬い硬質金属皮膜を得ることができるが、表４に示されるように、熱処理温度が３００℃を超えると、金型の母材金属の熱歪の影響を無視することができなくため、プレスブレーキ用金型として要求される皮膜硬度を得ることができ、かつ熱歪の影響が無視できるほど少ない２００〜３００℃の範囲で熱処理を行うことが好ましく、より好ましくは２００〜２５０℃の範囲で熱処理を行うのがよいことが分かる。
【００３２】
本実施例によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）メッキ浴槽温度は、１００℃以下であり、メッキ処理後の熱処理温度も２５０℃以下であるため、熱歪の発生を防ぐことができる。したがって、追加の歪矯正工程が不要であり、製造費を抑えることができる。
（２）硬質金属皮膜の皮膜硬度として、ＨｍＶ８００〜９００（ＨＲｃ６４〜６７）程度を達成することができる。
（３）母材金属に対する硬質金属皮膜の密着性に優れる（特に、製造実施例２，３のものでは２４ｋｇ／ｍｍ２）。
（４）硬質金属皮膜にピンホールが殆ど存在しない（特に、製造実施例２，３のものでは皆無）。
（５）母材金属の形状の如何によらずメッキ皮膜の厚さが均一である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明のプレスブレーキ用金型は、製造時の熱処理による歪の影響を受けることなく、長期間に亘って安定的な使用が可能で耐磨耗性に優れるという特性を有していることから、プレスブレーキで用いられるパンチおよびダイの耐磨耗性の向上の用途に好適に用いることができるのは勿論のこと、熱歪の影響を受けやすい長尺の金型の耐磨耗性の向上の用途にも用いることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１          プレスブレーキ用金型
２，２´    パンチ
３，３´    ダイ
４，４´    Ｖ溝
【図１】
2014079785.tif 000007
【図２】
2014079785.tif 000008
【図３】
2014079785.tif 000009
【図４】
2014079785.tif 000010