研究開発された技術紹介

自動車産業では鋳造部品の高強度化に伴い、それを製作する金型にも耐摩耗性を求めており、この要求に応えるため高靭性・耐摩耗性を有する新規鋳鉄材の適用を試みるが、熱処理を施した鋳鉄材は難削材であるため、切削加工が困難である。そこで、切削加工の高度化(切削加工と放電加工の最適な組合せ)による低コストでの難削材加工技術を確立し、従来金型の3倍以上の耐久性のあるダイキャスト金型を開発する

低コストな難削材加工技術を確立し、従来金型比3倍以上の耐久性のあるダイキャスト金型を開発する
・切削加工と放電加工の最適な組合せを確立→従来工具鋼並みの加工精度(公差0.003mm以内)、加工時間短縮(1/5)
・熱処理技術の向上→耐摩耗性、熱処理後切削加工性の最適バランス
・靭性・耐摩耗性に優れる鋳鉄材(特許3737803号)をダイキャスト金型材料に適用→金型耐久性向上(3倍)、コスト低減(1/3)

(新技術)
・ダイキャスト金型素材として、工具鋼にかえて、高靭性・耐摩耗性鋳鉄材を使用し、切削量を削減するため鋳造により粗金型を製作した後、組織の変態によるさらなる耐久性の向上のための最適な熱処理条件を見出す
・ 次に、この材料に適した切削加工技術の開発や切削加工と放電加工との最適な組合せ方法を確立することで、高靭性・耐摩耗材仕様のダイキャスト金型を開発する

(期待効果)
・金型の耐摩耗性向上(従来比3倍以上の耐久性)
・加工時間短縮(1/5以下)→コスト低減(1/3以下)発明の名称：球状バナジウム炭化物含有高マンガン鋳鉄材料及びその製造方法(特許37378033737803号)

・鋳鉄材に最適な熱処理技術の確立
-熱処理条件を決定し、テストした結果、結晶の微細化、硬度の低下を確認する一方で、結晶粒界上に炭化物は析出せず
-水靱処理を施すことで、微細炭化物の増加等の効果を確認

・難削材加工技術の確立-刃先の加工部全域で切削速度がゼロとならない傾斜切削を採用。かつ、刃物に発生する背分力を切削機械にフィードバックして加工諸元を制御する加工法を採用
-これにより安全、経済的な切削施工法を開発でき、難削材である耐摩耗性機械部品においても切削加工による部品製作が可能に

・耐摩耗性金型製造技術の構築-自動車向けアルミ鋳造用金型への特殊耐摩耗性鋳鉄材料の適用に向けた金型製作技術を確立
-切削加工法と放電加工の組合せにより小型金型を製作。アルミダイキャストをテスト生産
-結果、切削除去量の激減、放電加工の最小化により、小型金型の加工時間が従来比1/3(中型以上だと従来比1/5)に

・H25年度の実用化に向け、補完研究中
・試作機・サンプルなし

・耐摩耗性向上→開発中の金型は、従来材料より耐摩耗性が向上している
・低コスト化→傾斜切削及びフィードバック制御を活用した加工時間短縮(従来比1/3)

材料開発や切削加工技術向上に向けた補完研究を実施H25年度中の実用化を目指す
・サポイン事業で残った課題を引き続き研究中。現在、材料の成分の見直しを実施し、材料開発も取り組み中である。また、本耐摩耗性材料の切削加工技術向上の補完研究も実施する予定
・本研究成果である切削技術を利用して金型以外の用途への展開も対応中。H25年度中の実用化を目指す