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精密加工

高硬度・高耐摩耗性を有する微粒超硬合金を用いた世界最高水準のニアネットシェイプ成形技術

東京都

冨士ダイス株式会社

2020年3月19日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 ナノ微粒超硬合金を用いた精密金型の開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 自動車、産業機械、工作機械、光学機器
産業分野でのニーズ対応 高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(耐久性向上)、高性能化(精度向上)、高効率化(同じ生産量に対するリソースの削減)、高効率化(生産性増加)
キーワード 超微粒超硬合金、高硬度、高強度、超小径パンチ
事業化状況 事業化に成功し継続的な取引が続いている
事業実施年度 平成18年度~平成21年度

プロジェクトの詳細

事業概要

タングステン・カーバイドの100NM級超微粒超硬合金(ナノ微粒超硬合金)技術を用い、現状の超微粒超硬合金製金型に比し極めて高硬度で高耐摩耗性である世界最高の精密金型製造技術を開発する。具体的には、世界最先端の非球面ガラスレンズ用耐摩耗性高精密金型、撥水機能を付与したインクジェットノズル成形用高精密ピン金型、液晶切断用高精密薄刃を日本のハイテク大手企業の参画を得て研究開発を行う

開発した技術のポイント

高精度化・微細化に対応した金型及び成形技術を開発
・新技術のニアネットシェイプ成形を行った合金において、従来よりも高いビッカーズ硬さと3点曲げ強さを持つ金型材料を開発
・金型成形の高精度を実現(例:硬脆材料切断刃の刃先最大チッピング100nm以下を達成する)
・金型の摩耗を防ぐべく、現状では密着度が低いナノ微粒超硬合金に対してのDLCの密着強度を高める
(新技術)
<改善点>
・圧粉成形工程‐成形助剤を添加して押し出しを可能とし、圧粉体で穴あけなどの成形を可能とする
・焼結工程
‐ニアネットシェイプ形状で焼結。それを実現する最適な成形助剤の検討と焼結技術を開発
・切断・切り出し工程
‐切断・切り出し工程が不要
・仕上げ研削加工工程‐焼結時点でニアネットシェイプ形状保持。研削のみで複雑形状の金型作成が可能

具体的な成果

・ニアネットシェイプ成形加工技術の開発
・インクジェットプリンタノズル成形用ピン等に用いる長尺丸棒素材を得るために、粉末混錬物の小径押出し成形技術および焼結技術を、成形助剤の種類、配合比と添加量、押出し条件および脱成形助剤条件などを検討し、開発
・硬脆性材料切断刃等に用いる薄平帯板素材の押出し成形技術の開発について、諸条件等を広範囲に検討し、成功・高精度
・高精密金型成形加工技術の開発
・押出し成形により作製したナノ微粒超硬合金製薄平帯板について、チッピング深さをWC粒度と同等のナノレベルとするための研削加工技術を、砥石の種類・番手、研削代、研削速度などを種々検討することにより開発
・高密着性金型表面処理技術の開発
・DLC被膜について成膜技術を開発するため、基材超硬合金/被膜間の中間層の膜厚などの諸条件を検討し、密着強度100N以上を達成すると共に、従来技術と比較して被膜介在物を約1/20に低減

研究開発成果の利用シーン

様々な特殊形状の金型を、高歩留・高生産性・低価格で生産する技術の開発。この技術導入によって、金型作製における総合的なコストの大幅低下につなげる

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

細々と販売している。

製品・サービスのPRポイント

超精密な工具や金型に用いる超微粒超硬合金である。当初の目標とは若干異なるが、先端径が0.02mmの極小パンチやナノオーダーが必要とされるレンズ成形用金型を製作する。

今後の実用化・事業化の見通し

必要な特性は獲得。
さらなる低コスト化を目指す。
関連技術で開発した製品を細々と販売している。

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 冨士ダイス株式会社 生産開発本部研究開発部
事業管理機関 一般財団法人金属系材料研究開発センター
研究等実施機関 一般財団法人金属系材料研究開発センター
ブラザー工業株式会社

サポイン事業者 企業情報

企業名 冨士ダイス株式会社(法人番号:4010801010218)
事業内容 超硬耐摩耗工具製造販売
社員数 960 名
生産拠点 郡山製造所、岡山製造所、熊本製造所、秦野工場、名古屋工場、大阪工場
本社所在地 〒146-0092 東京都大田区下丸子2-17-10
ホームページ http://www.fujidie.co.jpe-mailkawakami.2008@fujidie.co.jp
連絡先窓口 秦野工場
メールアドレス kawakami.2008@fujidie.co.jp
電話番号 0463-82-9588