SUS304のプレス曲げで、金型のダイのカジリが止まりません

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「SUS304のプレス曲げで、金型のダイのカジリが止まりません」

これは、クライアント先のプレスメーカーの金型部門さんから来た相談です。

さっそく金型、ダイの状態を、デジタル顕微鏡で見せてもらいました。

それがこちら。

金型加工コンサルにおけるプレス金型焼き付きの状態画像_1
金型加工コンサルにおけるプレス金型焼き付きの状態画像_2

特に画像の真ん中あたりの部位が、かなり強烈に損傷しています。

ただし、画像の左側のあたりを見ると、ヤスリ傷らしきものが残っていることも見て取れます。

このダイ部品の材質はDC53であり、そもそもどのように加工されたのか、担当者に確認したところ、次のような工程で加工したとのことです。

  1. マシニングによる穴加工
  2. 外注業者による熱処理(HRC58~60)
  3. ワイヤーカットによるダイ直面部の放電加工
  4. ベビーサンダーとダイヤモンドヤスリによるダイRの手仕上げ加工
  5. ダイ直面部の磨き加工
  6. 外注業者によるPVDコーティング

コーティングの際、ラップ磨きが行われたとのことです。

さて、ここで気になったのは、先ほどのヤスリ傷です。

というのは、そもそもコーティング前の機械加工の仕上げ面が良くなかったのでは、という仮説です。

そこで、ダイの中で、カジリ損傷していないところを拡大してみました。

それがこちら。

金型加工コンサルにおけるワイヤー放電加工の加工面の拡大画像_1

もう1箇所の画像がこちら。

金型加工コンサルにおけるワイヤー放電加工の加工面の拡大画像_2

どうでしょうか。

肉眼で見ていると、しっかりと磨かれているように見えましたが、デジタル顕微鏡で拡大して見てみると、実際の加工面はこのような状態です。

また、ワイヤー放電加工の状況を確認すると、ファーストカットのみの加工であり、その後の磨き加工についても、研磨紙でワイヤーカット後の加工粉の除去だけを行ったそうです。

さらにその磨き加工についても、ダイヤモンドヤスリによる深い傷も残っておりました。

それがこちら。

金型加工コンサルにおけるダイのヤスリ傷の拡大画像

拡大して見てみると、しっかりヤスリ傷が残っていることがわかります。

こういった状態になっていると、例えば、難加工材であるハイテン材やステンレスが相手のプレス加工となると、焼き付きやコーティング剥離などの原因となりそうです。

というわけで、こちらのクライアント先企業では、次の対策をとってもらうことにしました。

  • 手仕上げ磨きを軽減させるよう、ワイヤー放電加工をサードカット又はフォースカットまで行い、充分な仕上げ面にする。
  • 磨き作業はルーペを使って、磨き傷が残らないよう仕上げる。
  • 磨き手順を確立する。例えば、スティック砥石→研磨紙→ダイヤモンドペーストなどの順番とする。

これまで、こちらのクライアント先企業では、いろいろなコーティング種をとっかえひっかえ試して対策していました。

コーティング種類の把握という観点では、その対策も意義あることですが、金型の問題解決については、拡大写真を活用するなど、原因究明をまずしっかり行うことが重要です。

※ 実際の加工においては、工具材種だけでなく、被削材の物性、機械剛性、工具の消耗状態、被削材のクランプ状態などの外的要因で、如何様にも状態は変化するため、実際の加工においては、自己責任のうえ、充分な確認・検証を行ったうえで、加工してください。

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コラム投稿者

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代表:村上 英樹(中小企業診断士)
愛知県刈谷市 TEL 0566-21-2054

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