研究開発された技術紹介

低コスト・短納期・一体化を可能とした革新的な、ハイテン材成形用金型素材の開発を行う。新しい金型素材は、鋳造をベースとし、この素材に熱変形の少ない表面処理技術を組み合わせることにより、川下産業の軽量化・高機能化・環境配慮に貢献する

素材と表面処理方法の開発により、ハイテン用金型の納期・品質・コストを革新
・590MPa級以下のハイテン材に対し、合金球状黒鉛鋳鉄材での金型開発→低コスト・高品質の素材で対応
・焼入れ時の反りが0.6mm以下(600mmの型)→熱変形の少ない表面処理方法を開発
(新技術)
・低コスト・高品質の素材(合金球状黒鉛鋳鉄材)を使用
・素材に対応した加工方法の確立
・熱変形の起こらない表面処理方法の開発
・スプリングバックへの対応
＜目標＞
・590MPa級以下のハイテン材に対し、合金球状黒鉛鋳鉄材での金型開発・焼入れ時の反りが0.6mm以下
・スプリングバックを0.5°以内に抑制

・590MPaのハイテン鋼板のセンターピラーの成形に成功
・1)ひけ性抑制(押し湯不要)・焼入れ性・耐摩耗性に優れた新素材の開発、2)PVD表面処理、3)クリアランスの均一化、4)Rの調整、5)ディスタンスの調整を実施
・その結果、590MPaのハイテン鋼板のセンターピラー(自動車の支柱：1,475×320×H77mm、板厚t2.3mm)をカジリなしで成形に成功
・PVD-TiAlN表面処理により、表面処理時の熱変形を抑制
・従来の油焼入れでは反り発生が大きいため、反りの傾向が小さい窒素ガスによる焼入れに方向転換
・目標である「600mm金型で0.6mm以下」に対し、「300mm板で0.2mm以下」で反りの抑制を達成
・さらに、従来の1000℃でのTD処理の代わりに、200℃でのPVD-TiAlN表面処理を行い、表面処理時の熱変形を抑制
・圧縮効果と曲げ癖効果を利用し、スプリングバックを抑制
・サーボプレス機を用いて、圧縮効果と曲げ癖効果を利用した成形技術を開発
・ロッカーアーム(780MPaハイテン鋼板、165×260×40、t1.2mm)の製品に対し、スプリングバックを0.5度以下に抑制

論文：姜一求、菅野利猛、仲正彦、北條隆、福井雅彦「高張力鋼板(ハイテン材)用プレス金型素材の開発」(型技術ワークショップ2010P98-99)(2010,11,17-18)

ハイテン鋼板をプレスする各種金型の素材に合金球状黒鉛鋳鉄材を用い、PVD-TiAlN表面処理を行うことで、熱変形を抑制

実用化の技術は確立、あとは市場の変化を待つ
・事業化に向けては、木村鋳造所がハイテン対応用金型素材を製作し、川下ユーザである三恵技研工業に提供する予定
・ただし、既存のTD処理と比べて、PVD-TiAlN表面処理の費用が高いため、販売が難しい状況。市場の変化を待っている