炭化タングステンダイガイド: タイプ、グレード、設計、および応用のヒント

プレス機、コールドヘッダー、または描画ベンチの周りで一日の仕事を過ごしているなら、良い金型がどれほどの違いを生み出すかをすでに知っているでしょう。タングステンカーバイドのダイスは、注意が必要になるまでに数十万回のストロークを実行できます。これが、まさに多くのメーカーが、最も要求の厳しい成形および切断作業にカーバイドを指定している理由です。当社は 1990 年以来、常州で超硬部品を生産してきました。この記事では、これらの金型が何であるか、どのように作られるか、そしてその金型を可能な限り長く使用する方法について学んだことを共有したいと思います。

炭化タングステンダイとは何ですか?

A 炭化タングステンダイス 作業キャビティまたは刃先が工具鋼ではなく超硬合金で作られている工具です。この材料は複合材料です。硬いタングステンカーバイドの粒子が、より柔らかい金属結合剤 (通常はコバルト) によって接合されています。これは、粉末を混合し、完成品に近い形状にプレスし、約 1,400 ℃で焼結することによって製造されます。その後、ブランクは最終寸法まで研削および研磨されます。

超硬は 2 つの特性により金型にとって非常に魅力的です。 1 つ目は硬度で、通常 1,400 ～ 1,900 HV で、焼入れ工具鋼の数倍であり、研磨シート、ワイヤー、ストリップに対する優れた耐摩耗性をもたらします。 2 つ目は圧縮強度です。これにより、キャビティは、スタンピングまたは絞り加工の巨大な圧力に耐えることができます。

ただし、炭化物は鋼ほど頑丈ではありません。その引張強度と衝撃強度には限界があるため、ダイインサートはほとんどの場合、超硬を圧縮状態に保ち衝撃を吸収するスチールケーシング、シュリンクリング、またはボルスターに取り付けられます。超硬インサートとそのスチール製ハウジングのパートナーシップを理解することが、長持ちする金型への第一歩です。

炭化タングステンダイの製造方法

すべてのダイスは粉末から始まります。炭化タングステンの粒径、コバルト含有量、プレスと焼結のサイクルによって、硬度と靱性の最終的なバランスが決まります。通常、制作は次のようなシーケンスに従います。

1. 粉末の準備。炭化タングステン粉末を粉砕し、コバルトおよび少量の粒子成長阻害剤と混合し、噴霧乾燥して自由流動性の顆粒にします。
2. 押しています。顆粒は、焼結により収縮するため、最終コンポーネントより意図的に大きい未加工部品にダイまたは静水圧プレスで圧縮されます。
3. 焼結。この部品は真空または低圧炉で加熱され、そこでコバルトが液体になり、炭化物粒子が引き寄せられて、ほとんど気孔のない緻密な物体になります。
4. 仕上げ中。ダイヤモンド研削、ワイヤ放電加工、ラッピング、研磨により、キャビティの公差がミクロン単位で測定されます。
5. 組み立て。超硬インサートはスチールリングにプレスまたは収縮され、完成した金型の同心度、硬度、および表面仕上げが検査されます。

これらの段階では、機器が非常に重要になります。当社が 2009 年に低圧焼結炉と TPA プレスに投資したとき、それはまさにプレスと焼結の一貫性が、何年もその寸法を保持するダイと数か月後にドリフトするダイを分けるものだったからです。

一般的なタイプの炭化タングステン金型

「金型」という言葉はワークショップでは広く使われていますが、製品自体は認識できるグループに分類されます。以下の表は、最も一般的なものと、それぞれが存続するために必要な条件をまとめたものです。

ブランキングおよびスタンピング作業は、当社の受注件数の中で最大の単一用途です。超硬スタンピングダイは通常、硬化鋼リングにプレス加工された研削および研磨されたインサートとして構築され、作動荷重が超硬を圧縮状態に保つように配置された形状を備えています。

耐摩耗性ブランキング用の炭化タングステンスタンピングダイ このタングステンカーバイド金型は、ブランキングおよびスタンピング用に設計されており、金型の精度を維持し、効率的な生産をサポートするために必要な耐摩耗性、高温性能、および精度を備えています。 製品を見る→

適切な超硬グレードの選択

すべてのダイに最高のグレードというものはありません。選択は、相互に影響を与えるいくつかの変数によって決まります。

• コバルト含有量。結合剤含有量が約 6% と低いため、最大の硬度と耐摩耗性が得られ、薄板の大量のブランキングに適しています。含有量を 12 ～ 20% と高くすると、ある程度の硬度と引き換えに靭性が得られるため、金型に大きな衝撃がかかる場合には、より良い選択となります。
• 粒の大きさ。サブミクロンのグレードはより鋭いエッジを保持し、摩耗に耐えますが、中程度および粗いグレードは衝撃をより適切に吸収します。きめが細かい方が自動的に優れているわけではありません。軽く、速く、きれいに切断するのに適しています。
• 表面状態。磨かれたボアにより絞り加工や押し出し加工の摩擦が軽減され、かじりの問題が発生する場合には、選択された成形ツールに表面処理の恩恵がもたらされます。
• 使用温度。ワークピースが冷たいのではなく熱い場合、熱サイクルはグレードの選択に別の側面を追加します。ホットスタンピング用途における炭化タングステンダイの利点については、それぞれ議論する価値があります。

実際的なルールは、プレスの衝撃にも耐えられるコバルト含有量が最も低く、粒子サイズが最も細かいものを選択することです。サプライヤーと双方向のテストを行う方が、生産の限界を見つけるよりもはるかに安価です。

金型の寿命を決める設計の詳細

私たちが調査を求められる早期の障害の多くは、まったく重大な問題ではありません。それらは設計またはセットアップの問題です。その多くは以下の点で占められます。

• クリアランス。クリアランスが小さすぎると刃先が欠け、多すぎるとバリやエッジのロールが発生します。カーバイドは一般にスチールよりもわずかに大きいクリアランスを好みます。
• サポート。カーバイドを張力がかかった状態で放置しないでください。シュリンク リングとバッキング プレートは、負荷がかかった状態でインサートを圧縮する必要があります。
• エントリージオメトリ。小さな導入半径または面取りはワークピースをガイドし、エッジが一度に全荷重を受けるのを防ぎます。
• 位置合わせ。プレスの平行度、ダイセットのガイダンス、およびラムの位置合わせは、金型が部品に影響を与えるのと同様に、金型にも影響を与えます。
• 潤滑。適切な潤滑により摩擦熱が抑制され、超硬表面のかじりが軽減されます。

成果を上げるメンテナンスの実践

超硬ダイスは耐久性がありますが、壊れないわけではなく、小さな習慣が工具の寿命に大きな違いをもたらします。

• 品質上の問題が現れるのを待つのではなく、一定の間隔で作業エッジを検査します。
• ストローク数と再研磨履歴を記録して、摩耗を発見するのではなく予測できるようにします。
• 切れ端、バリ、破片がキャビティやストリップに跡を付ける前に取り除きます。
• 再研磨するたびに利用可能なエッジの一部が消費されるため、再研磨または再研磨は、制御された小さなステップで行ってください。
• ダイスは、軽い保護フィルムと、穴や刃先を保護するリングと一緒に保管してください。

スケジュール通りにメンテナンスされた金型は、通常、故障後にのみ修理された金型よりも、インサートごとにはるかに多くのストロークを実現します。

お客様のプロセスを理解している金型メーカーと協力する

当社は独自の超硬合金をプレス、焼結、研削するため、プレスで金型が機能するかどうかを決定する変数を制御できます。当社の生産は ISO 9001 および ISO 14001 管理システムに基づいて組織されており、当社の精密工具は寸法精度とバッチの一貫性に関して国際的に認められた基準に従って製造されています。

バインダー含有量や焼結サイクルのわずかな変化がダイの寿命に直接現れるため、ダイにとって垂直方向の制御は重要です。当社は、成形金型だけでなく、同じ超硬技術で作られたトリミング、シャーリング、切断作業用のブレードなど、プロセスの切断面も製造しているため、お客様は成形工具と切削工具を 1 つのパートナーから調達できます。

トリミングおよびシャーリング用超硬切断刃 同社の成形金型と同じ超硬技術で作られたこの切断刃は、トリミング、シャーリング、切断作業をサポートし、寸法精度と表面品質を実現します。 製品を見る→

どの製品ファミリーが自社の業務に適しているかをまだ決めていない場合は、当社の全範囲のタングステンカーバイド製品で、当社が製造するすべての製品の概要を簡単に把握できます。

結局のところ、タングステンカーバイドのダイは、非常に正確に実行されたシンプルなアイデアです。非常に硬い素材を圧縮状態に置き、慎重な設計に基づいて管理され、規律を持って維持されます。これら 4 つのことを正しく実行すれば、サイコロは何倍もの額を静かに支払ってくれるでしょう。薄板のブランキング、ワイヤーの引き抜き、ファスナーの成形など、特定の用途についてご相談がございましたら、当社のチームがいつでも喜んでプレス機の担当者とメモを比較させていただきます。