[品质提升] 涂层凸模改良产品

2022.01.04 11:36:48
米思米
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前言

近年来，由于全球对减轻重量和提高安全性的需求不断增长，高张力钢板（高强度钢）在汽车行业中的使用不断扩大。
高张力钢板的冲裁条件一年比一年严格，快速磨损和崩刃成为问题。
因此，凸模寿命的提升日益受到关注。
为了解决这个问题，我们已将提升了“涂层附着力”和“耐磨性”的涂层凸模实现商业化。
与传统产品相比，这种涂层凸模改良产品的使用寿命得到大幅度提升。

涂层凸模改良产品的优点

提高涂层皮膜的附着力

如果皮膜与基体金属之间的附着力不强，即使具有优异的皮膜性能，也会因外部应力而过早剥落。
为了评价皮膜的附着力，我们使用洛氏硬度计（C标度）进行了压痕试验，观察了皮膜的剥离状态。

可以看出，旧款产品上出现了皮膜剥落和开裂，但改进后的产品并未发生剥离，皮膜的附着力得以提升。（图1）

[品质提升] 涂层凸模改良产品

（图1） 压痕试验后的观察结果（试验片基材：SKH51）

耐磨损性提升

凸模磨损的原因之一是粘着磨损，即工件材料和凸模相互粘连并相互磨损。
因此，为了评价耐磨性，我们进行了摩擦磨损试验并测量了球的比磨损量。
这一测试是假定试验片（基板）是凸模，球是被加工材料（图2），通过测量球的比磨损量来确定耐磨性的优劣。

与传统产品相比，改进后的产品通过采用TiCN涂层可降低约26%的球比磨损量，采用HW涂层可降低约 60%。（图3）
此外，可以看出，改进产品的球摩擦面比传统产品更小（图4），耐磨性有所提高。

[品质提升] 涂层凸模改良产品

（图4）摩擦磨损试验后的球摩擦面

980MPa级高强度钢/冲裁寿命试验

我们使用p980MPa级高强度钢进行冲裁寿命试验，测定冲压残渣的毛刺高度（图5）。（测试条件：表1）
当毛刺高度的容许值为50μm时，TiCN涂层改良型产品的冲裁次数可达到传统产品的1.5倍以上。
另外，对冲裁40万次后的毛刺高度进行对比，HW涂层改良型产品的毛刺高度最小，
由此可以看出，在本次冲裁试验中所使用的涂层凸模中，它表现出最好的耐久性。

[品质提升] 涂层凸模改良产品

〔图5〕随着冲裁数量增加而变化的毛刺高度

980MPa级高强度钢冲裁寿命试验后的刃口及侧面外观对比

对980MPa级高强度钢（图6）冲裁试验（40万次后）后的刃口外观（图6）进行对比，可以看到，旧款产品发生涂层皮膜剥离、烧结等现象。此外，还在大范围内发生边缘碎裂和磨损。
另一方面，虽然在一部分TiCN涂层改良型产品中可观察到据推测是由边缘碎裂引起的涂层皮膜剥离，但在刃口和侧面均未观察到烧结现象，以总体上较为良好的状态完成了整个试验。
此外，可以确认HW涂层改良型产品的涂层皮膜状态保持良好，并未观察到崩刃、烧结现象。
这是因为，通过WPC^®处理，使得凸模刃口的疲劳强度得到了提升。

（※关于WPC®处理的详情，请参阅 [品质提升] 涂层凸模改良产品此处。）

从本试验的结果可以确认，即使对980MPa级高强度钢等难加工材料，改良产品也能发挥优异的效果。

[品质提升] 涂层凸模改良产品

（图6）980MPa级高强度钢冲裁寿命试验后（40万次冲裁后）的刃口

〔参考〕涂层改良型产品 对象凸模一览表

改良型产品对象凸模	材质	TiCN涂层改良型产品	HW涂层改良型产品	改良型产品对象凸模	材质	TiCN涂层改良型产品	HW涂层改良型产品
肩型凸模	SKH51	●	●	厚板冲裁用凸模	SKH51	●	●
肩型凸模	粉末高速钢	●	●	厚板冲裁用凸模	粉末高速钢	●	●
顶料型凸模	粉末高速钢	●	●	厚板冲裁用顶料型凸模	粉末高速钢	●	●
顶料型凸模（弹簧加强型）	粉末高速钢	●	●	厚板冲裁用顶料型凸模 —B尺寸保持型—	粉末高速钢	●	●
肩型凸模—小直径型—	SKH51	●		锥形凸模	SKH51	●	●
肩型凸模—小直径型—	粉末高速钢	●		锥形凸模	粉末高速钢	●	●
肩型凸模—全长缩短型—	SKH51	●		锥形顶料型凸模	SKH51	●	●
肩型凸模—全长缩短型—	粉末高速钢	●		锥形顶料型凸模	粉末高速钢	●	●
缺口圆形刀柄肩型凸模	SKH51	●	●	厚板冲裁用带定位孔凸模	SKH51	●	●
缺口圆形刀柄肩型凸模	粉末高速钢	●	●	厚板冲裁用带定位孔凸模	粉末高速钢	●	●
缺口圆形刀柄顶料型凸模	粉末高速钢	●	●	厚板冲裁用带定位孔顶料型凸模	SKH51	●	●
缺口圆形刀柄顶料型凸模（弹簧加强型）	粉末高速钢	●	●	带螺纹凸模	SKH51	●	●
带定位孔凸模	SKD11等效	●	●	带螺纹凸模	粉末高速钢	●	●
带定位孔顶料型凸模	SKD11等效	●	●	带键槽凸模	SKH51	●	●
带定位孔顶料型凸模（弹簧加强型）	SKD11等效	●	●	带键槽凸模	粉末高速钢	●	●
				直杆型凸模	SKH51	●
				直杆型凸模	粉末高速钢	●