金型寿命延長プロジェクト

ファインブランキング技術研究会（FB技術研究会）では、金型寿命延長を重要なテーマとしており、特に材料選定・熱処理・表面処理（コーティング）の組み合わせを種子とした研究・セミナーが活発に行われています。FB加工はクリアランスが極小で三軸加圧のため金型負担が大きく、寿命が短くなりやすい課題があります。

1. 金型材料の選択（耐衝撃性＋耐摩耗性のバランス）

• 従来材: SKD11（ダイス鋼） — 基準材。

• 推奨材:

  • 粉末マトリックスハイス（例: A材）。

  • ミクロ結晶制御粉末マトリックスハイス — 耐衝撃性と耐摩耗性の両立が優れ、チッピングを1/3程度に抑制、ばり高さも半減するなどの実績。

• 高速度工具鋼（SKH51）なども耐摩耗性向上に寄与。

これにより、パンチ・ダイの刃先で要求される「耐衝撃性（チッピング防止）＋耐摩耗性（摩耗・ばり増加防止）」を高めます。

2. 表面処理・コーティングの組み合わせ

• PVD/CVDコーティング（TiN, TiCN, AlCrN, DLCなど）：摩擦低減・耐摩耗性向上。ステンレスや高強度材加工時に特に有効で、工具寿命を2〜3倍延伸する事例あり。

• 窒化処理・炭窒化処理: 表面硬度を高め（700-780Hv程度）、芯部靭性を残す。

• DLC（ダイヤモンドライクカーボン）: 低摩擦でかじり（galling）防止に強い。

• 潤滑油との相性: 表面処理と油剤の組み合わせが重要。トライボロジー観点から相性を最適化（例: 特定粘度油＋コーティング）。

3. 研究会・プロジェクトの主な内容（金型寿命延長WG/セミナー）

• 金属積層造形技術（特にDED方式）の活用: 金型補修・肉盛・バイメタル化で長寿命化。欧米が着目しにくい日本独自の金型素材・熱処理・加工技術を活かしたアプローチ。

• WG活動: 材料・表面処理・補修技術の産学官連携研究（岐阜大学などでのセミナー開催）。

• 目標例: 従来FB比で寿命3倍（例: 4万ショット → 10万ショット/研磨）、高強度材・難加工材対応。

• その他: 微粒子ピーニング、潤滑制御、金型設計最適化（CAE活用）も組み合わせ。

実用的ポイント

• 組み合わせの種子: 「粉末ハイス＋DLC/AlCrNコーティング＋最適潤滑油」が定番。被加工材（高張力鋼、ステンレス、チタンなど）によって調整。

• 効果: 摩耗・チッピング・かじり抑制 → ばり低減・寸法安定・メンテナンス間隔延長。

詳細はファインブランキング技術研究会の金型寿命延長セミナー資料やWG活動を参照することをお勧めいたします。