Troquel de corte y método para fabricar el mismo.

Un troquel de corte que comprende un par de sustratos, que se usa para cortar un material de placa o de chapa dispuesto entre los mismos mediante el par de sustratos,

donde por lo menos uno de los sustratos se compone de un acero, un carburo cementado o una cerámica, y dicho por lo menos uno de los sustratos comprende un borde de cuchilla que tiene forma de superficie curvada para cortar el material de placa o de chapa y una superficie que continúa a partir de la superficie curvada y que está orientada hacia una superficie del material de placa o de chapa, una película dura que se forma mediante un método de deposición iónica de arco se proporciona por lo menos sobre una región de la superficie curvada y una región a partir de la parte de extremo de la superficie curvada sobre el lado que está orientado hacia la superficie del material de placa o de chapa hasta 300 μm a lo largo de la superficie del sustrato, de la superficie de dicho por lo menos uno de los sustratos, y la película dura se compone de (TiaCrbAlcSid)(C1-xNx), satisfaciendo: 0 ≤ a 0,3; 0,1 ≤ b ≤ 0,5; 0,3 ≤ c ≤ 0,7; 0 ≤ d ≤ 0,2; a + b + c + d≥1; y 0,7 ≤ x ≤ 1, donde a indica una relación de átomos de Ti, b indica una relación de átomos de Cr, c indica una relación de átomos de Al, d indica una relación de átomos de Si y x indica una relación de átomos de N, y tiene un espesor de 1 μm o más y de 5 μm o menos, y el número de una partícula de metal que tiene un diámetro de 20 μm o más, que se encuentra presente en un segmento de línea que tiene una longitud de 10 mm sobre una superficie de la película dura que se forma sobre la región de la superficie curvada y la región a partir de la parte de extremo de la superficie curvada sobre el lado que está orientado hacia la superficie del material de placa o de chapa hasta 300 μm a lo largo de la superficie del sustrato, es de 2 o menos.

Troquel de corte y método para fabricar el mismo

Antecedentes de la invención

Campo de la técnica La presente invención se refiere a un troquel de corte para cortar un material de placa o de chapa, y a un método para fabricar el troquel de corte.

Técnica anterior

Con un aumento en la resistencia de los materiales de metal, tal como los productos de acero de alta resistencia a 15 esfuerzos de tracción, la vida acortada de los troqueles de corte que se usa para el corte de los materiales de placa o de chapa que se componen de los materiales de metal se ha vuelto un problema. Por consiguiente, con el fin de solucionar este problema, se han creado ahora unas técnicas de formación de varias películas duras tal como se describe a continuación sobre los sustratos de los troqueles.

Por ejemplo, el Documento de Patente 1 da a conocer una técnica de formación de una cerámica de uno cualquiera de carburos, nitruros y carbonitruros de los elementos del grupo IV sobre una superficie de sustrato de una hoja de cuchilla plana de corte. Además, el Documento de Patente 2 da a conocer una técnica de formación de una cerámica de un nitruro de titanio como una capa interior, una capa de metal de titanio como una capa intermedia y una cerámica de un nitruro de titanio como una capa exterior sobre una superficie de sustrato de una hoja de cuchilla plana de corte.

Además, el Documento de Patente 3 da a conocer un método para fabricar un troquel para punzonado en el que, después de que un tratamiento térmico, corte, trabajo de descarga eléctrica y similar se realicen en un sustrato del troquel, una capa de nitruro se forma mediante nitruración iónica sobre una parte de cuchilla de corte del troquel o una parte de contacto del troquel con un material de placa o de chapa y, después de lo anterior, una deposición iónica se realiza con partículas de evaporación de titanio, formando de ese modo una película de un nitruro, carburo o carbonitruro de titanio sobre una parte superficial del troquel.

En el presente documento se ha concebido que las principales causas para el daño de un troquel de corte son la fractura por fatiga del troquel producida por la aplicación repetida de impacto y el desgaste de una parte de cuchilla de corte del troquel producida por fricción con un material de placa o de chapa cortado. Por consiguiente, el daño del troquel de corte puede disminuirse hasta un cierto punto mediante la aplicación de las películas duras que tienen una alta dureza que se dan a conocer en los Documentos de Patente 1 a 3 al troquel de corte.

Documento de Patente 1: JP-A-8-325706 Documento de Patente 2: JP-A-8-325707 Documento de Patente 3: JP-A-2000-343151

Sumario de la invención 45 No obstante, en las técnicas que se dan a conocer en los Documentos de Patente 1 a 3, los carburos, nitruros o carbonitruros de los elementos del grupo IV se usan como las películas duras, de tal modo que los troqueles tienen una dureza de aproximadamente 2.500 HV (Vickers Hardness, dureza Vickers) , y esta dureza no es suficiente. Por consiguiente, las técnicas que se dan a conocer en los Documentos de Patente 1 a 3 siguen teniendo aún un problema en términos de una vida más larga. Además, en la técnica que se da a conocer en el Documento de Patente 3, la película delgada dura se forma después de un tratamiento de endurecimiento del sustrato mediante nitruración iónica. No obstante, debido a que el propio sustrato se cura, la totalidad del troquel se vuelve más bien frágil, promoviendo de ese modo la rotura temprana del troquel.

Además, el troquel de corte tiene habitualmente una parte de corte en ángulo recto o en ángulo agudo, diferente de un troquel de formación de plástico tal como un troquel de embutir o de plegar, y un esfuerzo aplicado al troquel de corte también es diferente del que se aplica al troquel de formación de plástico. Por consiguiente, se vuelve necesaria una técnica de tratamiento superficial específica para el troquel de corte.

La invención se ha realizado a la vista de los problemas que se mencionan anteriormente, y un objeto de la misma es la provisión de un troquel de corte que tiene una vida más larga y un método para fabricar el mismo.

La presente invención proporciona los siguientes troquel de corte y método para fabricar el mismo.

(1) Un troquel de corte que comprende un par de sustratos, que se usa para cortar un material de placa o de chapa dispuesto entre los mismos mediante el par de sustratos, donde por lo menos uno de los sustratos se compone de un acero, un carburo cementado o una cerámica, y dicho por lo menos uno de los sustratos comprende un borde de cuchilla que tiene forma de superficie curvada para cortar el material de placa o de chapa y una superficie que continúa a partir de la superficie curvada y que está orientada hacia una superficie del material de placa o de chapa,

una película dura que se forma mediante un método de deposición iónica de arco se proporciona por lo menos sobre una región de la superficie curvada y una región a partir de la parte de extremo de la superficie curvada sobre el lado que está orientado hacia la superficie del material de placa o de chapa hasta 300 μm a lo largo de la superficie del sustrato, de la superficie de dicho por lo menos uno de los sustratos, y, donde la película dura se compone de (TiaCrbAlcSid) (C1-xNx) , satisfaciendo:

≤ a≤0, 3; 0, 1≤ b≤ 0, 5; 0, 3≤ c≤ 0, 7; 0 ≤ d≤0, 2;

a+ b+c+ d=1; y 0, 7≤ x≤ 1,

donde a indica una relación de átomos de Ti, b indica una relación de átomos de Cr, c indica una relación de átomos de Al, d indica una relación de átomos de Si y x indica una relación de átomos de N,

y tiene un espesor de 1 μm o más y de 5 μm o menos, y el número de una partícula de metal que tiene un diámetro de 20 μm o más, que se encuentra presente en un segmento de línea que tiene una longitud de 10 mm sobre una superficie de la película dura que se forma sobre la región de la superficie curvada y la región a partir de la parte de extremo de la superficie curvada sobre el lado que está orientado hacia la superficie del material de placa o de chapa hasta 300 μm a lo largo de la superficie del sustrato, es de 2 o menos.

Tal como se ha descrito anteriormente, en el troquel de corte de acuerdo con la invención, la película dura se forma por lo menos sobre la región de la superficie curvada y la región a partir de la parte de extremo de la superficie curvada sobre el lado que está orientado hacia la superficie del material de placa o de chapa hasta 300 μm a lo largo de la superficie del sustrato, mediante lo cual una región a la que se aplica un esfuerzo elevado, de la superficie que entra en contacto con el material de placa o de chapa en el momento del corte del material de placa o de chapa, puede protegerse de forma apropiada.

Además, la película dura del troquel de corte de acuerdo con la invención se compone tal como se da anteriormente en el presente documento, de tal modo que el troquel de corte puede protegerse mediante la película dura que tiene una durabilidad y una resistencia al desgaste excelentes. Además, la película dura del troquel de corte de acuerdo con la invención tiene un espesor de 1 μm o más y de 5 μm o menos, de tal modo que puede evitarse que la separación o la rotura de la película tenga lugar en una superficie de contacto entre el sustrato y la película dura o en el interior de la película dura.

Además, en la película dura del troquel de corte de acuerdo con la invención, el número de partículas de metal contenidas en la película dura que se forma sobre la región de la superficie curvada y la región a partir de la parte de extremo de la superficie curvada sobre el lado que está orientado hacia la superficie del material de placa o de chapa hasta 300 μm a lo largo de la superficie del sustrato se limita al número específico, siendo capaz de inhibir de 45 ese modo el daño de la película dura en el momento del corte del material de placa o de chapa.

(2) El troquel de corte de acuerdo con (1) , donde una altura de pico máxima (Rp) de la superficie de la película dura como un parámetro de la rugosidad superficial es de 1, 0 μm o menos.

Tal como se ha descrito anteriormente, en la película dura del troquel de corte de acuerdo con la invención, la altura de pico máxima (Rp) se limita a 1, 0 μm o menos, siendo capaz de disminuir de ese modo la falta de uniformidad de la superficie que da lugar a un daño de la película dura.

Tal como se ha descrito anteriormente, la película dura del troquel de corte de acuerdo con la invención tiene la 55 composición... [Seguir leyendo]

1. Un troquel de corte que comprende un par de sustratos, que se usa para cortar un material de placa o de chapa dispuesto entre los mismos mediante el par de sustratos, donde por lo menos uno de los sustratos se compone de un acero, un carburo cementado o una cerámica, y dicho por lo menos uno de los sustratos comprende un borde de cuchilla que tiene forma de superficie curvada para cortar el material de placa o de chapa y una superficie que continúa a partir de la superficie curvada y que está orientada hacia una superficie del material de placa o de chapa, una película dura que se forma mediante un método de deposición iónica de arco se proporciona por lo menos sobre una región de la superficie curvada y una región a partir de la parte de extremo de la superficie curvada sobre el lado que está orientado hacia la superficie del material de placa o de chapa hasta 300 μm a lo largo de la superficie del sustrato, de la superficie de dicho por lo menos uno de los sustratos, y la película dura se compone de (TiaCrbAlcSid) (C1-xNx) , satisfaciendo:

≤ a≤0, 3;

0, 1≤ b≤0, 5; 0, 3≤ c≤ 0, 7; 0 ≤ d≤0, 2; a+ b+c+ d=1; y 0, 7≤ x≤ 1,

donde a indica una relación de átomos de Ti, b indica una relación de átomos de Cr, c indica una relación de átomos de Al, d indica una relación de átomos de Si y x indica una relación de átomos de N, y tiene un espesor de 1 μm o más y de 5 μm o menos, y el número de una partícula de metal que tiene un diámetro de 20 μm o más, que se encuentra presente en un segmento de línea que tiene una longitud de 10 mm sobre una superficie de la película dura que se forma sobre la región de la superficie curvada y la región a partir de la parte de extremo de la superficie curvada sobre el lado que está orientado hacia la superficie del material de placa o de chapa hasta 300 μm a lo largo de la superficie del sustrato, es de 2 o menos.

2. El troquel de corte de acuerdo con la reivindicación 1, donde una altura de pico máxima (Rp) de la superficie de la 30 película dura como un parámetro de la rugosidad superficial es de 1, 0 μm o menos.

3. El troquel de corte de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde una película de CrN que tiene un espesor de 1 μm o más y de 5 μm o menos se proporciona además entre la película dura y el sustrato.

4. Un método para fabricar un troquel de corte que comprende un par de sustratos y se usa para cortar un material de placa o de chapa dispuesto entre los mismos mediante el par de sustratos, donde por lo menos uno de los sustratos se compone de un acero, un carburo cementado o una cerámica, y dicho por lo menos uno de los sustratos comprende un borde de cuchilla que tiene forma de superficie curvada para cortar el material de placa o de chapa y una superficie que continúa a partir de la superficie curvada y que está orientada hacia una superficie del material de placa o de chapa, y el método comprende la formación de una película dura que se compone de (TiaCrbAlcSid) (C1-xNx) , satisfaciendo:

≤ a≤0, 3; 0, 1≤ b≤ 0, 5;

0, 3≤ c≤0, 7; 0 ≤ d≤0, 2; a + b +c+ d=1; y 0, 7≤ x≤ 1,

donde a indica una relación de átomos de Ti, b indica una relación de átomos de Cr, c indica una relación de átomos de Al, d indica una relación de átomos de Si y x indica una relación de átomos de N, por lo menos sobre una región de la superficie curvada y una región a partir de la parte de extremo de la superficie curvada sobre el lado que está orientado hacia la superficie del material de placa o de chapa hasta 300 μm a lo largo de la superficie del sustrato, de la superficie de dicho por lo menos uno de los sustratos, mediante un método de 55 deposición iónica de arco filtrada.