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複合・新機能材料

長寿命で耐熱性に優れた温・熱間鍛造用金型材料

石川県

株式会社ノトアロイ

2020年3月20日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 温・熱間鍛造用高耐久性金型材料の開発
基盤技術分野 複合・新機能材料
対象となる産業分野 自動車、産業機械
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)
キーワード 超硬合金、耐熱合金、鍛造、FeAl
事業化状況 事業化に成功
事業実施年度 平成19年度~平成21年度

プロジェクトの詳細

事業概要

レアメタルの価格が急上昇する中、資源生産性に優れる鉄に耐熱性や耐酸化性を付与した金属間化合物等を結合相として硬質なWC粒子を複合化した新しい硬質材料を量産化する技術および3次元複雑形状にニアネット焼結する技術を開発し、80HRA以上の高硬度で従来の超硬合金(WC-CO)が軟化する600℃以上でも使用可能な温間あるいは熱間鍛造用金型へ応用できる耐摩耗材料の製造に関する基盤技術を確立する

開発した技術のポイント

高硬度材料の量産化に対応する、硬質で長寿命な熱間鍛造用金型を開発
・ロックウェル硬さ(HRA)80以上
-硬質材料の量産化に対応できる新しい金型材料
・熱間鍛造用金型の製造基盤技術の開発
-従来の金型の1.5倍の寿命を目指す

(新技術)
従来の1.5倍の長寿命化を実現従来の加工技術で高精度化
・従来材の1.5倍の長寿命化
・従来材と同等の加工性(放電加工)

具体的な成果

硬度(HRA)80以上の温・熱間鍛造用金型に適した材料(WC-FeAl)を開発
・産業技術総合研究所で開発されたアルミナイド金属間化合物の低温合成成形技術とWC-FeAl超硬合金をベースに、温・熱間鍛造用金型に適した材料を開発
・結合相のFeAl金属間化合物への添加元素の影響、WC粒度分布、新規な結合相を検討
・その結果、硬度HRA80、抗折強度(曲げ強さ)2.9GPa、破壊靭性値23.7MN/m3/2を満たす材料を開発
開発材料で作製した成形体において、従来の合金を上回る特性を確認
・開発材料をもとに、均質な直径140mm,高さ50mmの大型成形体を作製。評価の結果、従来の超硬合金などと比較して、優れた耐熱性と高温耐衝撃性を示した
・ニアネット成形での評価により、焼結最適温度は1,300℃であることを確認
・放電加工による成形加工性の評価を行った結果、開発材料では従来材より放電加工痕の深さが浅く、後処理工程における手間が減少量産化に向けた性能評価を実施
・量産化に向けて、原料の混合・乾燥・焼結・加工の各工程で効率化を図り、1日に2個以上の焼結を可能にした
・実機での性能評価を実施、改善点を抽出

知財出願や広報活動等の状況

・特許
「超硬合金及び超硬工具」
(特願2010-223442・特許第5305206号)
・論文
「WC-FeAl超硬合金のTZS法による棒状成形体のニアネット成形」
粉体および粉末冶金 第57巻第8号
-著者:尾崎公洋、多田周二、小林慶三、澗張光広、佐々木賢
・業界誌
「温・熱間鍛造用耐熱・高寿命金型の開発」
型技術 第30巻第10号 2015年10月号
-著者:林憲一

研究開発成果の利用シーン

自動車部品の金型に、長寿命で耐熱性に優れた温・熱間鍛造用金型材料を用いることにより、金型の長寿命化、鍛造品の品質安定化、金型交換コストの低減につながる。また、銅の加工ツール、通電焼結(SPS)の金型としても利用可能である。

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

鍛造分野において試作を実施。量産化までは至らないが継続的に評価を実施中。また、波及効果として、鍛造分野以外の耐熱材料、耐摩耗材料としても事業化している。特に、銅の加工ツール、通電焼結(SPS)の金型として採用いただいている。

提携可能な製品・サービス内容

素材・部品製造、製品製造、試験・分析・評価、共同研究・共同開発

製品・サービスのPRポイント

温・熱間鍛造分野や耐熱材料として試作、実用化トライを継続的に実施中
その他特性を活かして、銅の加工ツールや通電焼結(SPS)の金型として実用化している

今後の実用化・事業化の見通し

温・熱間鍛造分野や耐熱材料として試作、実用化トライを継続的に実施中その他特性を活かして、銅の加工ツールや通電焼結(SPS)の金型として実用化している

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社ノトアロイ
事業管理機関 公益財団法人石川県産業創出支援機構
研究等実施機関 株式会社ケージーテクニカル
国立研究開発法人産業技術総合研究所 プロジェクト推進部 技術開発支援課
学校法人金沢工業大学

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社ノトアロイ(法人番号:1220001015874)
事業内容 超硬合金の製造販売
社員数 101 名
本社所在地 〒925-0375 石川県羽咋郡志賀町若葉台26
ホームページ http://www.notoalloy.co.jp/
連絡先窓口 技術課
メールアドレス y.mukaide@notoalloy.co.jp
電話番号 0767-38-1041