ファインと超硬

Question

ファインブランキングで長寿命化の目的でダイに超硬インサートを使用したいのですが、Ｖ３クラスの超硬を使用してみたところ、３０パンチでダイ表面に亀甲割れが生じて剥がれ落ちてしまいました。超硬インサートの厚みは20、ダイの厚みは50です。コの字形をした製品（ＳＰＣ同等、T5.0)の抜き落しです。破断面を嫌うため、ダイのＲはR0.3～R0.8程度で、部分的に変えています。抜き形状はワイヤー加工、刃先Ｒは放電加工です。上のパッドには高さ1ｍｍのＶ形の環歯を付けています。どのような材質を使用すれば破損しなくなるでしょうか？また、破損したメカニズムがいまひとつ分かりません。したがって、靭性を上げるべきなのか、耐圧を上げるべきなのか判断がつきません。最終的にはコーティングをかける予定ですが、現在そこまで到達できません。分かる方、助けてください。

Accepted Answer

超硬の材料をＶ６グレードに下げて、耐衝撃性をアップするのはどうでしょうか？ＳＰＣの５ｍｍ程度であれば、同グレードでも大丈夫と思われます。また、パンチ側にテーパをつけるのも面圧を下げるのに有効です。これは、中心部から外周にかけて、１～５度の範囲でテーパをつけるものです。
但し、Ｖ型の環歯の影響が大きいと思われますので、もう少し低くする事が可能であれば、面圧が下げられると思います（破断面が出ない程度の拘束力は必要）。

Answer

ファインブランキングについては全くのシロウトですが、回答１さん同様にじん性を上げるべきです。Ｋ1Ｃよりシャルピー値のほうがいいと思います。ハイスから超硬にしているのは耐摩耗性向上だと思いますが、硬さを増すとじん性は下がります。ハイスと超硬では硬さも大幅に変わりますが、じん性も大幅に変わります。ハイスの最高硬さＨＲＣ67～68くらいのSKH57系でも硬さが不足していたのであれば、超硬という選択しかありませんが、HRC64硬さくらいのものを使用していたのであれば、ハイスの最高硬さのものでも寿命は延びると思います。超硬でじん性がクリアできないのであれば多少摩耗してもハイスのほうがいいのではないでしょうか。割れるような破壊はある日突然発生するため予測できません。摩耗は斬近的に進行するため寿命予測しやすいです。
「ハイスから超硬に変えたら、せん断面がとてもきれいに仕上がりました」
とありますがハイスと超硬ではヤング率が２倍くらい違うので、超硬のほうが材料拘束が大きく、そのような差が現れたのかもしれません。（冒頭にも書いてるとおりファインブランキングはシロウトなのであくまで推測です）

言葉足らずでした。
「Ｋ1Ｃよりシャルピー値のほうがいいと思います。」
「比較するならばＫ1Ｃの値よりもよりシャルピー値で比較したほうがいいと思います。」

ファインブランキングに超硬インサートを使用し長寿命化を図る方法