(57)【要約】【課題】プレス金型の台座に接触する面および台座の接触面に、溶射による１００μｍ以上５ｍｍ厚さの耐食金属被覆層を有することを特徴とする、耐食性に優れたプレス金型および台座を提供する。【解決手段】プレス金型の台座との接触面に、溶射による１００μｍ以上５ｍｍ以下の厚さの耐食金属被覆層を有することを特徴とする、耐食性に優れたプレス金型である。台座のプレス金型との接触面に、溶射による１００μｍ以上５ｍｍ以下の厚さの耐食金属被覆層を有することを特徴とする、耐食性に優れた台座である。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス金型の台座との接触面に、溶射による１００μｍ以上５ｍｍ以下の厚さの耐食金属被覆層を有することを特徴とする、耐食性に優れたプレス金型。
【請求項２】
プレス金型の台座との接触面に、溶射による５００μｍ以上２ｍｍ以下の厚さの耐食金属被覆層を有することを特徴とする、請求項１に記載の耐食性に優れたプレス金型。
【請求項３】
台座のプレス金型との接触面またはプレス機本体との接触面の少なくとも一方に、溶射による１００μｍ以上５ｍｍ以下の厚さの耐食金属被覆層を有することを特徴とする、耐食性に優れた台座。
【請求項４】
台座のプレス金型との接触面またはプレス機本体との接触面の少なくとも一方に、溶射による５００μｍ以上２ｍｍ以下の厚さの耐食金属被覆層を有することを特徴とする、請求項３に記載の耐食性に優れた台座。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐食性に優れたプレス金型および台座に係り、さらに詳しくは、プレス金型および台座の各接触面の耐食性を向上させ、高いプレス加工精度を長期間にわたって維持可能なプレス金型および台座に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プレス加工において、プレス金型および台座は不可欠な要素である。一つのプレス機械が単一の加工品を造るために使用されることは稀で、種々のプレス金型と台座を組み合わせて複数のプレス加工品が製造されている。
【０００３】
実態として、待機中のプレス金型や台座が長期にわたって保管状態におかれることは少なくなく、保管期間中にプレス金型および台座の各接触面に発錆が生じ、そのメンテナンスが必要となる場合が少なくない。特に、近年はプレス加工機全体の精度が向上し、高精度のプレス加工品が製造されるようになってきているが、このようなプレス金型および台座の各接触面での発錆は、その腐食生成物の存在によってプレス金型の組み付け精度を低下させ、プレス加工品の加工後精度低下やプレス金型組み付け調整時間の大幅な増大といった問題を引き起こしてきた。
【０００４】
従来はこのような問題に対して、プレス金型および台座の各接触面のメンテナンスを行うことで問題を回避してきた。すなわち、発錆部分の物理的除去や、プレス金型および台座の各接触面の全面にわたる改削加工等の対処や、塗油処理やプレス運転環境の整備などの対策が行われてきた。しかしこれらの対処は、問題が顕在化した後での対策となるため対応に時間を要し、作業工程時間のロスやプレス機械の稼働率の低下といった経済的な問題を引き起こしていた。
【０００５】
また、塗油処理やプレス運転環境の整備などの対策を行った場合であっても、完全に発錆を停止させることはできなかった。さらに、従来は積極的な発錆防止対策として電気Ｃｒめっきを前記表面に施す場合もあるが、めっき欠陥の発生を完全に防止することはできず、発錆を停止させることはできなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、こうした現状に鑑み、プレス金型および台座の各接触面に、耐食金属の密着被覆層を被覆することにより、優れた耐食性を付与したプレス金型および台座を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記の目的を達成すべく、プレス金型および台座の各接触面における発錆の実態を把握し、有効な課題解決方法を提示すべく、種々の観点から検討を行ってきた。
その結果、プレス金型および台座の各接触面における発錆は、空気中の水分を主体とする結露や作業環境中に存在する水の付着が原因であること、また、その詳細な理由は不明であるが、防錆油を塗布したプレス金型および台座の各接触面にも、使用中であっても著しい発錆が生じることを見出した。
【０００８】
本発明者は、上記の知見に基づいてさらに検討を行った結果、水の存在下でも十分な耐食性を有する金属のシートをプレス金型および台座の各接触面の間に挿入した場合であっても、前記各接触面での発錆は抑制されず、かえって発錆が増大する場合もあることを見出す一方で、プレス金型および台座の各接触面に、十分な耐食性を有する金属を溶射によって１００μｍ以上の厚さの皮膜で被覆することで、耐発錆性が著しく向上することを見出し、これによってプレス金型および台座の各接触面の発錆を完全に防止できることを見出し、本発明に至ったものである。
【０００９】
本発明は、上記の知見に基づいてなされたものであり、その要旨は以下のとおりである。
（１）　プレス金型の台座との接触面に、溶射による１００μｍ以上５ｍｍ以下の厚さの耐食金属被覆層を有することを特徴とする、耐食性に優れたプレス金型。
（２）　プレス金型の台座との接触面に、溶射による５００μｍ以上２ｍｍ以下の厚さの耐食金属被覆層を有することを特徴とする、前記（１）に記載の耐食性に優れたプレス金型。
（３）　台座のプレス金型との接触面またはプレス機本体との接触面の少なくとも一方に、溶射による１００μｍ以上５ｍｍ以下の厚さの耐食金属被覆層を有することを特徴とする、耐食性に優れた台座。
（４）　台座のプレス金型との接触面またはプレス機本体との接触面の少なくとも一方に、溶射による５００μｍ以上２ｍｍ以下の厚さの耐食金属被覆層を有することを特徴とする、前記（３）に記載の耐食性に優れた台座。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる、プレス金型および台座の各接触面に溶射する金属には、水の存在下で発錆しない金属を使用することができる。
この要件を満たす具体的な金属としては、５質量％以上のＣｒを含有する鋼、種々のステンレス鋼一般、８０Ｎｉ−２０Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ（インコネル相当）、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｗ−Ｍｏ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ−（Ｙ）等のＮｉ−Ｃｒ系金属、Ｎｉ−５Ａｌ、Ｎｉ−２０Ａｌ、Ｎｉ−Ａｌ−Ｍｏ等のＮｉ−Ａｌ系金属、Ｃｏ−Ｍｏ−Ｃｒ−Ｓｉ（トリバロイ相当）、ステライト相当品、Ｃｏ系ＳＦＡ（自溶性合金（Ｓｅｌｆ　Ｆｌｕｘｉｎｇ　Ａｌｌｏｙ）溶射特有のＮｉ基又はＣｏ基合金）、Ｃｏ−Ｃｒ−Ａｌ−（Ｙ）等のＣｏ系金属、等がある。
【００１１】
また本発明では、上記金属による最終の溶射層の皮膜厚さを１００μｍ以上とすることが必要である。現時点でその理由は不明であるが、後述の実施例にあるように、プレス金型および台座の各接触面の発錆に対して、極めて厳しい腐食環境条件および使用条件であっても、いずれの溶射金属も溶射皮膜厚さが１００μｍ以上であれば、著しく耐発錆性が向上することを見出した結果に基づくものである。
また、上記金属による最終の皮膜厚さは５ｍｍ以下であることが好ましく、これは、皮膜厚さを５ｍｍ超としても耐食性が飽和すること、および経済性を阻害することによる。
【００１２】
なお、このように溶射被覆を施したプレス金型および台座の各接触面は、機械的精度を確保するために、最終製品とする際に溶射被覆面を全面機械加工処理する必要があり、この機械加工処理の観点からは、最終の溶射層の皮膜厚さを５００μｍ以上とすることがより好ましい。
ただし、最終の溶射層の皮膜厚さを増大させるに伴って、溶射金属の種類をプレス金型および台座を構成する金属の機械的性質に近いものとする必要が生じ、また、むやみに溶射層の皮膜厚さを増大させることは、経済性を損なうものであるので好ましくなく、さらに耐食性のみならずプレス加工時に生じる衝撃による溶射層の耐割れ性の点から、２ｍｍ以下であることがより好ましい。
実施に際しては、溶射に関わる周辺技術や、被覆面を全面機械加工処理する場合等の安定性と経済性を考慮して、最適な最終の溶射層の皮膜厚さを選択すればよい。
【００１３】
本発明に適用する被覆方法は、溶射である限り、その詳細プロセスを限定するものではなく、また、被覆面に対していかなる処理を併用したとしても、本発明の請求範囲を逸脱するものではない。
本発明の実施例について以下に説明するが、本発明は実施例で用いた条件に限定されるものではない。
【００１４】
【実施例】
Ｓ４５Ｃ鋼（Ｃ：０．４２〜０．４８質量％の炭素鋼）およびＦＣＤ４００鋳鉄（Ｃ：２．５質量％以上の球状化黒鉛鋳鉄品１種）によって作製した金型および台座を用い、これを基材として、各種金属によるプレス金型および台座の各接触面への被覆を施し、該被覆面に対して機械加工によって±１５μｍの精度で粗度をつけ、供試品（実施例１〜５１）とした。
溶射方法には、一般に知られている多くの溶射方法が使用できるが、本実施例では、プラズマ溶射または高速フレーム溶射のいずれかの方法を用いた。表１にこれらの溶射条件を示す。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
図１にプレス金型および被覆面の模式図、表２に各種溶接金属、溶射膜厚、および腐食試験の結果を示す。
腐食試験は、各種金属による被覆を施したプレス金型および台座を実際のプレス機に取り付け、鋼板をプレス加工するに際し、３０℃９８％相対湿度の環境で稼働した時（稼動時）、各種金属による被覆を施したプレス金型および台座を、３０℃９８％相対湿度の環境に放置した時（保管時）の、２条件について実施した。併せて、供試品に防錆油（ＣＲＣ−５５６：呉工業（株）製の市販品）を塗布した条件についても同様の実験を実施し、防錆油の塗布の効果についても検討を行った。なお試験時間は１ヶ月である。
【００１７】
表２に示す腐食試験結果において、耐食性の評価は、××、×、○、◎の４段階で行った。
××は、プレス金型および台座の各接触面に著しい腐食生成物の発生によって凹凸が生じ、その除去に該接触面の全面再加工が必要と判断されたもの、×は、プレス金型および台座の各接触面に腐食生成物の発生による凹凸が生じ、その除去に該接触面の凹凸発生箇所の部分的メンテナンスが必要となったものを示す。
○は、プレス金型および台座の各接触面に腐食による変色は認められるが、腐食による凹凸の発生はなく、実質的に前記接触面のメンテナンスは不要と判断されたもの、◎は、プレス金型および台座の各接触面に一切の腐食による変色が無く、凹凸の発生が皆無であったものを示す。
【００１８】
表２に示すように、本発明例１〜５１では、稼働時および保管時、さらに防錆油の塗布の有無にかかわらず、プレス金型および台座の各接触面にメンテナンスを要する発錆は一切認められず、優れた耐食性を有していることが明らかである。
【００１９】
【表２】
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【００２０】
（比較例）
実施例と同様に、Ｓ４５Ｃ鋼およびＦＣＤ４００鋳鉄によって作製した金型および台座を用い、前記プレス金型および台座の各接触面に溶射被覆を施さない無処理のもの（比較例１）、および、表２に示す各種金属によるプレス金型および台座の各接触面への被覆を施し、該被覆面に対して機械加工によって±１５μｍの精度で粗度をつけたもの（比較例２〜１２）を供試品とした。
腐食試験は、実施例と同様の条件で行い、腐食試験後の耐食性の評価は、実施例と同様に、××、×、○、◎の４段階で行った。
【００２１】
表２に示すように、比較例は、限られた条件（防錆油を塗布し、３０℃９８％相対湿度の環境に放置）では十分な耐食性を有するが、実際のプレス機に取り付けて防錆油を塗布した場合では、メンテナンスを要する発錆が認められるものも一部あり、さらに防錆油を塗布しない場合においては、稼動時および保管時のいずれにおいても、メンテナンスを要する発錆が生じた。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、プレス金型および台座の各接触面に、溶射によって１００μｍ以上５ｍｍ以下の厚さの耐食金属層を被覆することで、メンテナンスを要する発錆が防止可能なプレス金型および台座を提供することを可能としたものであり、産業の発展に貢献するところが極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】プレス金型および溶射面の模式図である。
【図１】
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