プレス部品の鋼板は加工される材料で、パンチやダイの鋼は工具の材料です。硬い板材や厚い板材は工具への負荷を変えますが、最高硬度の鋼が自動的に最適になるわけではありません。打抜き、曲げ、絞りでは接触と損傷の仕方が異なります。[1][3]

比較画像では Cr12、Cr12MoV、SKD11、DC53、高速度鋼、YG15 が一つの星評価表に並びます。これは鋼種を調べる入口であり、購入仕様ではありません。規格鋼種とメーカー固有の鋼種が混在し、YG15 は鋼ではなく超硬合金と記されています。HRA と HRC は別のロックウェル硬さ尺度です。画像の星評価と共通の硬さ範囲は、本文の根拠に採用しません。[1][7]

よく見る鋼種名から何が分かるか

名前は、材料ファミリーまたはサプライヤー製品の製品を識別できますが、それ自体では、納品された構成、微構造、仕上げ工具の状態を定義するものではありません。 2 つのグレードを代替品として処理する前に、適用される標準、証明書、納品状況、熱処理ルートを確認してください。 [1][2][3]

この表は、検証可能なカテゴリと、まだサプライヤーの仕様が必要な主張を区別しています。 それは、ある材料を別の材料と直接交換することを可能にするクロス参照ではありません。

比較画像の素材名：有用な分類、グレードランキングではありません
画像の中の名前資料で確認できること購入する前に確認してください
Cr12、Cr12MoVこの画像では、これらは冷間加工ダイ鋼としてリストされています。ここでは、SKD11またはD2との直接的な互換性が確立されていません。適用規格、化学成分、納入状態、材料証明書
SKD11、D2大同特殊鋼は DC11 を SKD11 と記載し、D2 を相当材としています。Uddeholm は Sverker 21 の規格を AISI D2 とし、摩耗が主な課題で欠けの危険が比較的小さい用途を説明しています。[1][3]実際の供給元鋼種、製造方法、熱処理、刃先荷重
DC53大同特殊鋼は、独自の8Cr-2Moの冷間加工グレードを硬さと靭性のオプションとして説明しています。これは、すべてのダイでより長い寿命があることを証明するものではありません。[1][2]メーカー原資料、熱処理条件、寸法変化、同条件での金型試験
SKH-51、ASP-23 などの高速度鋼粉末高速度鋼は、厳しい冷間打抜きで検討する別の材料経路です。Uddeholm の資料は Vanadis 23 の用途を説明していますが、ASP-23 や別の鋼種を証明する資料ではありません。[4]製造元、正確な鋼種、粉末製造法、目標硬さ、刃先の靭性
YG15画像では YG15 を超硬合金としている。超硬合金は鋼とは別の材料群で、一般に金属結合相中の炭化タングステン粒子から成る。[7]供給元が示す YG15 の成分と硬さ尺度、支持方法、破損リスク

この画像では、SKH-9、M9、8566の名前も付けられていますが、それらをランク付けするための十分なソース、処理、または熱処理の詳細がありません。そのHRAとHRCの値を一つの硬度スケールに組み合わせないでください。

損傷の仕方に合わせて材料を選ぶ

エッジが徐々に丸くなり、バリが増加している場合は、研磨による摩耗が主な原因かどうかを確認します。シート、クリアランス、エッジの状態、潤滑を確認します。D2/SKD11ファミリー鋼は、摩耗に焦点を当てたショートリストに入る可能性がありますが、炭化物のサイズと分布はまだ重要です。オザキの指定された8CrおよびSKD11試料に対する低サイクル疲労試験では、より大きな一次炭化物面積比は、疲労強度が低く、一次炭化物で発生した亀裂と相関していました。その実験室の結果は、HRCを超えたものを見るべき理由であり、指定されたグレードの生産ストロークの予測ではありません。[3][5]

パンチの角が欠けたりダイに亀裂が入ったりしたら、局所応力、刃先半径、つなぎの形状、支持、芯合わせ、熱処理を先に確認します。仕上がり硬さを上げるだけで欠けが減るとはいえません。大同特殊鋼は DC53 を硬さと靭性の組み合わせとして示しますが、最終判断には実際の刃先形状と試験結果が必要です。[1][2]

板材が工具に凝着したり、工具面に傷を付けたりする場合は、工具鋼の変更とともに摩擦、表面状態、潤滑、クリアランス、被膜を検討します。Higuchi らの穴抜き研究では、厚さ 1.6 mm の高強度鋼板と硬さ 62 HRC の DC53 パンチを使用し、無潤滑、傾斜した板材、所定の表面処理という条件で試験しました。クリアランスと表面処理で観測された工具寿命は変わりました。この結果は工具全体の条件比較を支持しますが、寿命倍率を別の図面に当てはめることはできません。[6]

なぜ硬度と熱処理は仕様の一部に過ぎないのですか？

硬さは、尺度、測定位置、熱処理条件、合格範囲を合わせて示して初めて役立ちます。HRA と HRC は異なるロックウェル尺度であり、尺度のない数値で超硬合金と鋼を比較できません。報告値の HRC が同じでも、炭化物、組織、残留応力、工具形状によって摩耗や破損の挙動は変わります。[2][5][7]

焼入れ・焼戻し条件、後工程の被膜処理、はめ合いに重要な部位の寸法再確認を求めます。大同特殊鋼の物性資料には、異なる指定焼戻し条件における DC53 の代表的な硬さとして 60、61、62 HRC が示されています。これは条件付きの製品データであり、DC53 に共通する固定硬度ではありません。[2]

比較条件をそろえて工具材料を選ぶ

工具案を比較するときは、加工材、図面、合格基準をそろえます。

  1. 作業内容を示します。板材の鋼種と状態、厚さ、分かれば強度または硬さ、打抜き・曲げ・絞りの工程、刃先形状、最小角半径、予定数量を記録します。
  2. 今の不具合を記録します。刃先と部品の写真に、バリ、材料凝着、欠けの位置と発生時期を示します。「金型の持ちが悪い」だけでは十分ではありません。
  3. 候補案を比較できる形にします。鋼種と供給元、熱処理後の目標硬さと尺度・測定位置、被膜、クリアランス、潤滑、保守方法を明記します。
  4. 代表的な試験を行い、良品数、バリや切断面の状態、工具の摩耗と保守回数を記録します。鋼材の購入額だけでなく、良品一個当たりの工具費を比較します。[1][3][6]

仕入先には次のように伝えられます。「加工材［鋼種と状態］、板厚［数値］、工程［穴抜き／打抜き／成形］。現在のパンチは［位置］に［摩耗／欠け／材料の凝着］があり、写真と分かっている稼働記録を添付します。入手可能なパンチ材を二つ、熱処理・被膜・刃先案とともに提案し、材料証明書、最終硬さの測定位置、試作確認項目、保守条件を示してください。」強度や数量が未定なら「要確認」と記します。

新しい鋼種を相談する前に何を送るか

図面、スケッチ、または損傷した工具の写真を用意し、不具合の場所を示します。分かっている板材の鋼種・厚さ・工程・予定数量を伝えます。工具技術者は、一般的な冷間工具鋼、より靭性の高い鋼種、粉末高速度鋼、支持設計を伴う超硬合金のどれを比較試験すべきか判断できます。

故障原因、工具材料、熱処理、ダイ構造を繋げることを目的としています。十段階のランキングではその比較を補うことはできません。プレス部品自体にどの金属を使うかについては、プレス部品素材ガイドをご参照ください。