(57)【要約】【課題】高硬度の板材であっても成形加工することができ、かつ、金型の材料費を抑えることができるプレス金型を提供する。【解決手段】プレス金型１は、板材の表面に当接する成形面１ａを有して、その板材を所要の形状に成形するプレス金型である。このプレス金型１は、ベース部２と、そのベース部２に溶接金属Ｍにより肉盛りされた表面層３とを備える。この表面層３は、ベース部２よりも硬度が大であって、その表面層３により、前記成形面１ａの全体が形成される。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材の表面に当接する成形面を有して、その板材を所要の形状に成形するプレス金型であって、
ベース部と、そのベース部に溶接金属により肉盛りされた表面層とを備え、
前記表面層は、前記ベース部よりも硬度が大であって、その表面層により、前記成形面の全体が形成されている、プレス金型。
【請求項２】
前記ベース部の硬度は、ロックウェル硬さが、ＨＲＣ１５〜３０の範囲にあり、
前記表面層の硬度は、ロックウェル硬さが、ＨＲＣ５０〜５８の範囲にある、請求項１に記載のプレス金型。
【請求項３】
板材の表面に当接する成形面を有して、その板材を所要の形状に成形するプレス金型の製造方法であって、
ベース部に溶接金属により肉盛りするとともにその表面を切削または研削仕上げすることで、前記ベース部に溶接金属により肉盛りされて前記ベース部よりも硬度が大である初期の表面層を形成し、
前記初期の表面層に、切削または研削することによる面改修、または、溶接金属により肉盛りするとともにその表面を切削または研削仕上げすることによる面改修を、一回または複数回行うことで、前記ベース部よりも硬度が大であって前記成形面の全体を有する、面改修された表面層を形成する、プレス金型の製造方法。
【請求項４】
前記ベース部の硬度は、ロックウェル硬さが、ＨＲＣ１５〜３０の範囲にあり、
前記面改修された表面層の硬度は、ロックウェル硬さが、ＨＲＣ５０〜５８の範囲にある、請求項３に記載のプレス金型の製造方法。
【請求項５】
前記初期の表面層の形成にあたって、前記肉盛りの作業を、ロボットによって自動化する、請求項３または４に記載のプレス金型の製造方法。
【請求項６】
前記面改修された表面層の形成にあたって、前記肉盛りの作業を、ロボットによって自動化する、請求項５に記載のプレス金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高硬度の板材を加工することができる、プレス金型、および、そのプレス金型の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等の板金パネルにおいては、例えば１２００ＭＰａ級のハイテン材（高張力鋼鈑）のような高硬度の材料の採用が増えていった。そこで、その高硬度の材料を成形するため、ＳＫＤ１１のような合金工具鋼を用いた高硬度のプレス金型が必要となっていった。
【０００３】
また、一方において、プレス金型の製造にあたって、ワーク加工用のエッジ部とか強圧部を、部分的に溶接金属を肉盛りすることにより形成することが行われることがあった（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２３４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記高硬度のプレス金型にあっては、その金型材料が高価でかつ入手が困難であった。しかも、金型が高硬度であることから、金型の面改修にあたっては、溶接金属による肉盛りの際に金型が割れないように、予熱処理が必要となり、その面改修が面倒であった。
【０００６】
また、特許文献１に記載されるような、プレス金型にあっては、強圧部等を部分的に溶接金属により肉盛りすることで形成されたが、加工する板材が高硬度であると、肉盛りした部分以外の部分でかじりが生じる虞があったりと、このプレス金型を採用することはできなかった。
【０００７】
この発明は、上記した従来の欠点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、高硬度の板材であっても成形加工することができ、かつ、金型の材料費を抑えることができるプレス金型、および、そのプレス金型の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るプレス金型、およびプレス金型の製造方法は、前記目的を達成するために、次の構成からなる。すなわち、
請求項１に記載の発明に係るプレス金型は、板材の表面に当接する成形面を有して、その板材を所要の形状に成形するプレス金型である。このプレス金型は、ベース部と、そのベース部に溶接金属により肉盛りされた表面層とを備える。ここで、前記表面層は、前記ベース部よりも硬度が大であって、その表面層により、前記成形面の全体が形成されている。
【０００９】
このプレス金型によると、ベース部に溶接金属により肉盛りされてそのベース部よりも硬度が大である表面層により、成形面の全体が形成されることから、このプレス金型により、高硬度の板材であっても成形加工することができる。そして、ベース部は、肉盛りされた表面層よりも硬度が小となるため、そのベース部には安価な材料を使用することができ、その結果、金型の材料費を抑えることができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明に係るプレス金型は、請求項１に記載のプレス金型において、前記ベース部の硬度は、ロックウェル硬さが、ＨＲＣ１５〜３０の範囲にあり、前記表面層の硬度は、ロックウェル硬さが、ＨＲＣ５０〜５８の範囲にある。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明に係るプレス金型の製造方法は、板材の表面に当接する成形面を有して、その板材を所要の形状に成形するプレス金型の製造方法である。この製造方法は、ベース部に溶接金属により肉盛りするとともにその表面を切削または研削仕上げすることで、前記ベース部に溶接金属により肉盛りされて前記ベース部よりも硬度が大である初期の表面層を形成する。そして、前記初期の表面層に、切削または研削することによる面改修、または、溶接金属により肉盛りするとともにその表面を切削または研削仕上げすることによる面改修を、一回または複数回行うことで、前記ベース部よりも硬度が大であって前記成形面の全体を有する、面改修された表面層を形成する。
【００１２】
このプレス金型の製造方法によると、ベース部が、表面層よりも硬度が小となるため、初期の表面層の形成における肉盛りの際とか面改修における肉盛りの際に、予熱処理しなくとも金型の割れを防ぐことが可能となる。また、こうして製造されたプレス金型は、ベース部に溶接金属により肉盛りされてそのベース部よりも硬度が大である表面層により、成形面の全体が形成されることから、このプレス金型により、高硬度の板材であっても成形加工することができる。そして、ベース部は、肉盛りされた表面層よりも硬度が小となるため、そのベース部には安価な材料を使用することができ、その結果、金型の材料費を抑えることができる。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明に係るプレス金型の製造方法は、請求項３に記載のプレス金型の製造方法において、前記ベース部の硬度は、ロックウェル硬さが、ＨＲＣ１５〜３０の範囲にあり、前記面改修された表面層の硬度は、ロックウェル硬さが、ＨＲＣ５０〜５８の範囲にある。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明に係るプレス金型の製造方法は、請求項３または４に記載のプレス金型の製造方法において、前記初期の表面層の形成にあたって、前記肉盛りの作業を、ロボットによって自動化する。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明に係るプレス金型の製造方法は、請求項５に記載のプレス金型の製造方法において、前記面改修された表面層の形成にあたって、前記肉盛りの作業を、ロボットによって自動化する。
【発明の効果】
【００１６】
この発明に係るプレス金型によれば、成形面の全体が、ベース部よりも硬度が大である表面層により形成されることから、高硬度の板材であっても成形加工することができ、かつ、表面層よりも硬度が小となるベース部には、安価な材料を使用することができ、金型の材料費を抑えることができる。
【００１７】
また、この発明に係るプレス金型の製造方法によれば、ベース部が、表面層よりも硬度が小となるため、初期の表面層の形成における肉盛りの際とか面改修における肉盛りの際に、予熱処理を不要とすることが可能となり、初期の表面層の形成や面改修を容易に行うことができる。また、このプレス金型は、成形面の全体が、ベース部よりも硬度が大である表面層により形成されることから、高硬度の板材であっても成形加工することができ、かつ、表面層よりも硬度が小となるベース部には、安価な材料を使用することができ、金型の材料費を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の一実施の形態の、ベース部に肉盛りする過程を示す模式図である。
【図２】同じく、初期のプレス金型を示す模式図である。
【図３】同じく、面改修されたプレス金型を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明に係るプレス金型、およびプレス金型の製造方法を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１〜図３は、本発明の一実施の形態を示す。図中符号１は、プレス金型を示す。このプレス金型１は、板材の表面に当接する成形面１ａを有して、その板材を所要の形状に成形するプレス金型であって、このプレス金型１は、特に、１２００ＭＰａ級のハイテン材（高張力鋼鈑）のような高硬度の材料を成形加工するのに適する金型である。ここで、プレス金型１は、ベース部２と、そのベース部２に溶接金属Ｍにより肉盛りされた表面層３とを備える。そして、表面層３は、ベース部２よりも硬度が大であって、その表面層３により、前記成形面１ａの全体が形成されている（図２、図３参照）。
【００２１】
詳細には、ベース部２は、例えばＳ５０Ｃ程度の機械構造用炭素鋼からなる。そして、ベース部２の硬度は、ロックウェル硬さが、ＨＲＣ１５〜３０の範囲にある。また、表面層３は、例えばステンレス鋼系の溶接棒４（溶接金属Ｍ）を用いて形成される。そして、表面層３の硬度は、ロックウェル硬さが、ＨＲＣ５０〜５８の範囲にある。
【００２２】
そこで、このプレス金型１の製造方法は、ベース部２に溶接金属Ｍにより肉盛りするとともに  （図１参照）その表面を切削または研削仕上げすることで、ベース部２に溶接金属Ｍにより肉盛りされてベース部２よりも硬度が大である初期の表面層３ａ（３）を形成する（図２参照）。ここにおいて、初期の表面層３ａの厚さは、例えば、７〜８ｍｍ程度であるのが好ましいが、その値に限定されるものではない。なお、図中符号５は、溶融スラグを示す。
【００２３】
その後、初期の表面層３ａに、切削または研削することによる面改修、または、溶接金属Ｍにより肉盛りするとともにその表面を切削または研削仕上げすることによる面改修（つまり、肉盛りによる面改修）を、一回または複数回行うことで、ベース部２よりも硬度が大であって前記成形面１ａの全体を有する、面改修された表面層３ｂ（３）を形成する。ここで、図３は、肉盛りによる面改修を行ったプレス金型１を示す。
【００２４】
すなわち、このプレス金型１の製造方法は、ベース部２上に初期の表面層３ａを形成し、さらに、その表面層３ａを面改修することで、新たな表面層３（面改修された表面層３ｂ）を形成するものである。ここで、特に、自動車用板金パネルのようなハイテン材を成形加工する場合には、ハイテン材特有のスプリングバック等があり、通常金型１の面改修を繰り返し行うが、その面改修は、必要なければ行わなくともよい。
【００２５】
また、このプレス金型１の製造方法においては、初期の表面層３ａの形成にあたって、肉盛りの作業をロボットによって自動化する。そして、面改修された表面層３ｂの形成にあたっても、肉盛りの作業を、ロボットによって自動化する。
【００２６】
次に、以上の構成からなるプレス金型１、およびプレス金型１の製造方法の作用効果について説明する。プレス金型１は、ベース部２に溶接金属Ｍにより肉盛りされてそのベース部２よりも硬度が大である表面層３により、成形面１ａの全体が形成される。このため、このプレス金型１により、高硬度の板材であっても成形加工することができる。そして、ベース部２は、肉盛りされた表面層３よりも硬度が小となるため、そのベース部２には安価な材料を使用することができ、その結果、金型１の材料費を抑えることができる。すなわち、このプレス金型１によれば、成形面１ａの全体が、ベース部２よりも硬度が大である表面層３により形成されることから、高硬度の板材であっても成形加工することができ、かつ、表面層３よりも硬度が小となるベース部２には、安価な材料を使用することができ、金型１の材料費を抑えることができる。
【００２７】
そして、プレス金型１の製造方法によると、上記に加えて、ベース部２が、表面層３よりも硬度が小となるため、初期の表面層３ａ（３）の形成における肉盛りの際とか面改修における肉盛りの際に、予熱処理しなくとも金型１の割れを防ぐことが可能となる。すなわち、この製造方法によると、肉盛りの際に、予熱処理を不要とすることが可能となり、初期の表面層３ａの形成や面改修を容易に行うことができる。そして、予熱処理を行わないことで、肉盛りの作業を、容易にロボットによって自動化することができる。
【００２８】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるわけではなく、その他種々の変更が可能である。例えば、ベース部２の硬度は、ＨＲＣ１５〜３０の範囲にあり、表面層３の硬度は、ＨＲＣ５０〜５８の範囲にあるが、表面層３が、ベース部２よりも硬度が大となっていればよく、この範囲に限定されるものではない。
【００２９】
また、初期の表面層３ａを形成する際の肉盛りや、面改修する際の肉盛りは、ロボットによるが、手作業によっても構わない。
【符号の説明】
【００３０】
１  プレス金型
１ａ  成形面
２  ベース部
３  表面層
３ａ  初期の表面層
３ｂ  面改修された表面層
Ｍ  溶接金属
【図１】
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【図２】
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【図３】
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