成形用模具工具的制作方法

本发明涉及用于对作为主成分而含有铜和锌的铜锌合金制的金属部件进行成形的成形用模具工具。

背景技术：

以往，如例如专利文献1所公开那样，对于具有铜锌合金制的拉链链牙的拉链的拉链牙链带连续制造机，在用于拉链链牙的加工中，使用了切割冲头、切割模、成形冲头、成形模等模具工具。这些模具工具用于对铜锌合金制的拉链链牙进行塑性加工，使用了例如专利文献2所公开那样的形成有表面改性层的构造。该表面改性层是对基材的钢铁材料表面实施氮化处理，将其在还原性气氛下进行热处理而形成具有规定表面硬度的氮化层，进而在该氮化层的表面上形成硬质膜覆盖层。

而且，如专利文献3所公开那样，还提出有如下超硬合金制的加工工具：在碳化钨(wolframcarbide，简称wc)粉末中含有作为结合金属的钴(co)或镍(ni)，并添加其他金属成分来提高强度和韧性，也提高了耐久性。在专利文献3中，在由平均粒径为0.5μm左右的wc构成的超硬合金的情况下，强度和韧性不充分，而提出了将颗粒更细小的平均粒径为0.1μm以下的wc作为主成分、除此以外还含有平均粒径为3μm以下的硬质颗粒的超硬合金。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：cn101731800a号公报

专利文献2：日本专利第4010691号公报

专利文献3：日本特开平7-157837号公报

技术实现要素：

在上述背景技术的专利文献2的实施了热处理的模具工具的情况下，铜锌合金制的拉链链牙在连续加工下的寿命不充分，因模具工具的更换而导致生产效率下降并成为成本削减的障碍。

而且，在专利文献3所公开的使用了超硬合金的模具工具中，虽然能够期待一定的工具寿命的增加，但对于以高速长时间连续制造作为铜锌合金制的金属部件的拉链链牙等，谋求更进一步的长寿命化和强韧化。而且，在为了降低成本等而降低铜锌合金中的铜的比率并提高锌的比率的铜锌合金材料的塑性加工中，若使用以往的超硬合金的模具工具，则存在被加工的铜锌合金粘合在工具表面上、加工精度及表面性状降低的问题。而且，由于模具工具中的添加元素的作用，存在模具工具的磨损加速、在超硬合金制的模具工具上容易产生微小缺口和裂纹这样的问题。

本发明是鉴于上述背景技术而完成的，其目的在于提供一种长寿命且能够高品质地进行铜锌合金制的金属产品的塑性加工的成形用模具工具。

本发明为一种成形用模具工具，是对作为主成分而含有铜和锌的铜锌合金制的金属产品进行加工的模具工具，含有80～97质量％的wc、3～20质量％的co或ni，且材料中的wc的平均粒径为0.5～8μm。

上述模具工具为成形用的冲头，含有85质量％以上的wc、3～15质量％的co或ni，且材料中的wc的平均粒径为0.5～6μm。而且，也可以是，含有90质量％以上的wc、3～10质量％的co或ni，且材料中的wc的平均粒径为1～6μm。

在上述冲头的材料中以上述co或ni含量的1～20质量％的量含有v、cr、ta、zr、si中的至少一种。而且，上述冲头的表面也可以实施crn等铬系或tin等钛系陶瓷涂层、或者dlc等具有非晶性的碳系涂层、或将这些涂层复合而成的涂层。

另外，上述模具工具为成形用的冲模，含有80～90质量％的wc、 10～20质量％的co或ni，且关于材料中的wc的粒径，含有64～72质量％的平均粒径为0.5～5μm的细粒、8～16质量％的平均粒径为5～8μm的粗粒。

在上述模具的材料中以上述co或ni含量的1～20质量％的量含有v、cr、ta、zr、si中的至少一种。而且，上述冲头的表面也可以实施crn等铬系或tin等钛系陶瓷涂层、或者dlc等具有非晶性的碳系涂层、或者将这些涂层复合而成的涂层。

上述金属产品为拉链的拉链链牙，上述模具工具在将该拉链链牙固定到拉链带上时的、上述拉链链牙的成形中使用。

发明效果

根据本发明的成形用模具工具，在铜锌合金制金属产品的塑性加工中，也能够长寿命地使用模具工具，加工精度也高，且能够大幅提高产品品质和制造效率。

附图说明

图1是表示使用了本发明的成形用模具工具的一个实施方式的加工装置的概要的立体图。

图2是表示本实施方式的加工装置的成形模和成形冲头的冲头前端部的放大立体图。

图3是表示本发明的成型用模具工具的一个实施例的成形模及成形冲头与被加工材料之间的关系的示意图。

附图标记说明

10拉链链牙

10a中央前端部

10b腿部

12链牙成形装置

14成形冲头

14a冲头前端部

16成形模

16a模具凹部

18链牙用线材

20切割模

22切割冲头

24施压冲头

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的成形用模具工具的一个实施方式。图1、图2示出了基于本发明的成形用模具工具的、作为主成分而含有铜和锌的铜锌合金制的金属产品的塑性加工装置的一个实施方式。本实施方式的成形用模具工具安装在链牙成形装置12中，该链牙成形装置12成形出拉链用的拉链链牙10并将其连续地固定到未图示的拉链带上。

链牙成形装置12的成形用模具工具由用于形成拉链链牙10的啮合用的凹凸部的成形冲头14和成形模16构成。成形冲头14具有为了在拉链链牙10的中央前端部10a的表背形成凹凸部而形成为圆台状的冲头前端部14a。在成形模16上，如图3的示意图所示，形成有用于形成拉链链牙10的啮合用的凹凸部的模具凹部16a，且该模具凹部16a形成为与冲头前端部14a对应的形状。除此以外，在链牙成形装置12上设有用于将拉链链牙10从链牙用线材18切出的切割模20和切割冲头22、以及将拉链链牙10固定于未图示的拉链带的一对施压冲头24。而且，在链牙成形装置12上，还设有驱动这些各冲头等的未图示的驱动装置、拉链带等的搬送装置，将拉链链牙10连续地固定到拉链带上。

本实施方式的成形冲头14为超硬合金制的模具工具，工具材料为含有85～97质量％的碳化钨(wc)、3～15质量％的作为结合金属的钴(co)或镍(ni)的材料。优选的是，为含有90质量％以上的wc、3～10质量％的co或ni的材料。该材料中的wc的平均粒径为0.5～8μm，优选为0.5～6μm，更优选为1～6μm的平均粒径。其原因在 于，若wc的粒径小于0.5μm，则存在作为结合金属的co或ni脱落的同时wc颗粒也脱落、而导致工具寿命变短的缺点。另外，若wc的粒径超过8μm，则存在因对wc颗粒的应力集中而导致产生裂纹的问题、由于作为结合金属的co或ni的脱落而导致工具表面的粗糙度变大、由此也容易因应力集中而产生裂纹的问题。

而且，该成形冲头14的工具材料中，以上述co或ni含量的1～20质量％的量含有v、cr、ta、zr、si中的至少一种为好。由此，有助于模具工具的进一步长寿命化。另外，也可以在成形冲头14的表面上实施crn等铬系或tin等钛系陶瓷涂层、或者dlc等具有非晶性的碳系涂层、或者将这些涂层复合而成的涂层。

本实施方式的成形模16也为超硬合金制的模具工具，工具材料为含有80～90质量％的碳化钨(wc)、10～20质量％的作为结合金属的钴(co)或ni的材料。关于材料中的wc的粒径，含有64～72质量％的平均粒径为0.5～5μm的细粒、8～16质量％的平均粒径为5～8μm的粗粒。通过使wc颗粒以细粒、粗粒的各粒径分布，模具的耐磨损性及强度增加，耐久性提高。关于wc的粒径的下限和上限，若小于0.5μm，则存在作为结合金属的co或ni脱落的同时wc也脱落，而导致工具寿命变短的可能性。另外，若wc的粒径超过8μm，则存在因对wc颗粒的应力集中而导致产生裂纹的问题、由于作为结合金属的co或ni的脱落而导致工具表面的粗糙度变大、由此也容易因应力集中而产生裂纹的问题。

而且，在该成形模16的工具材料中，以上述co或ni含量的1～20质量％的量含有v、cr、ta，zr、si中的至少一种为好。由此，有助于模具工具的进一步长寿命化。另外，也可以在成形冲头14的表面上实施crn等铬系或tin等钛系陶瓷涂层、或者dlc等具有非晶性的碳系涂层、或者将这些涂层复合而成的涂层。

接下来，以下简单地说明使用了本实施方式的成形用模具工具的链牙成形装置12的动作。为了将拉链链牙10连续地安装到拉链的拉链带上，链牙成形装置12通过切割冲头22和切割模20将由链牙用 线材18的未图示的输送装置输送来的链牙用线材18切割为各个拉链链牙10的厚度。然后，将切下的拉链链牙10的材料直接滑动而配置到成形模16上，并且使其位于未图示的拉链带的安装端缘部。在该状态下，成形冲头14的驱动装置动作，以使冲头前端部14a隔着拉链链牙10与成形模16的模具凹部16a嵌合的方式使成形冲头14下降。由此，在拉链链牙10的中央前端部10a上形成拉链链牙10的啮合用的凹凸部。然后，通过一对施压冲头24将拉链链牙10两侧的腿部10b夹入，并进行施压以使该一对腿部彼此接近，且将其固定成通过腿部10b夹持拉链带的安装端缘部。按拉链链牙10的安装间距使拉链带移动并连续地进行以上的动作，从而制造长尺寸的拉链牙链带。

根据本实施方式的成形用模具工具，能够大幅延长链牙成形装置12中使用的成形冲头14和成形模16的寿命，能够抑制拉链牙链带的制造成本并提高制造效率。而且，由于成形冲头14的冲头前端部14a和成形模16的模具凹部16a的磨损少，所以制造的拉链链牙10的品质也稳定，能够稳定且高效地制造更高品质的产品。

此外，本发明的成形用模具工具不限定于上述实施方式，超硬合金制的模具工具也可以适用于其他铜锌合金制的金属部件成形用的冲头和冲模，即使适用于其他成形用的模具，也能够实现模具的长寿命化。

【实施例】

接下来，以下说明本发明的成形用模具工具的实施例。表1示出作为本发明的成形用模具工具的成形冲头14的实施例的评估结果，将非常好的结果设为◎，良好的结果设为○，不好的情况设为×，相对地进行了评估。其结果为，在表1的实施例5、6的条件下，得到全部为非常好的结果。而且，在表1的实施例1～4中，得到关于颗粒脱落方面为非常好、其他方面为良好的结果。另外在表1的实施例7中，得到关于磨损方面为非常好、其他方面为良好的结果。

【表1】

接着，表2示出作为本发明的成形用模具工具的成形模16的实施例的评估结果。在此也是，将非常好的结果设为◎，将良好的结果设为○，将不好的情况设为×，相对地进行了评估。其结果为，在表2的实施例5的条件下，得到关于磨损和颗粒脱落方面为非常好、关于断裂方面为良好的结果。而且，在表2的实施例1、2中，得到关于断裂方面为非常好、其他方面为良好的结果。在表2的实施例3、4中，得到关于颗粒脱落方面为非常好、其他方面为良好的结果。在表2的实施例6中，得到关于磨损方面为非常好、其他方面为良好的结果。

【表2】