金型製作前の金型選材

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公開日時:

2025-08-19

ゴム製品の金型を製作する際、まず考慮すべき点は金型原材料の選択です。製品の品質、数量、構造などによって金型の材質を決定します。金型の材質選択は、金型製作プロセス全体において非常に重要な段階です。
金型の材質選択は、3つの要件を満たす必要があります。まず、金型は耐摩耗性、強靭性などの作業ニーズを満たす必要があります。次に、金型はプロセス要件を満たす必要があります。さらに、金型は経済的実用性の要件を満たす必要があります。
今日はまず、金型が作業条件の要件を満たすことについて説明します。
1、耐摩耗性：
ブランクが金型キャビティ内で塑性変形する際、キャビティ表面に沿って流れかつ滑るため、キャビティ表面とブランクの間に激しい摩擦が生じ、金型が摩耗によって破損しやすくなります。したがって、材料の耐摩耗性は、金型の最も基本的で重要な性能の1つです。
硬度は、耐摩耗性に影響を与える主な要因です。一般的に、金型部品の硬度が高いほど、摩耗量は少なくなり、耐摩耗性は向上します。また、耐摩耗性は、材料中の炭化物の種類、量、形態、サイズ、および分布にも関係します。
2、強靭性：
金型の作業条件は非常に過酷であることが多く、大きな衝撃荷重に耐えることが多いため、脆性破壊が発生します。金型部品が作業中に突然脆性破壊するのを防ぐために、金型は高い強度と靭性を備えている必要があります。金型の靭性は、主に材料の炭素含有量、結晶粒度、および組織状態によって決まります。
3、疲労破壊性能：
金型の作業中、繰り返し応力の長期的な作用により、疲労破壊が発生することがよくあります。その形式には、小エネルギー多回衝撃疲労破壊、引張疲労破壊接触疲労破壊、および曲げ疲労破壊があります。
金型の疲労破壊性能は、主にその強度、靭性、硬度、および材料中の介在物の含有量によって決まります。
4、高温性能：
金型の作業温度が高い場合、硬度と強度が低下し、金型の早期摩耗や塑性変形による破損につながります。したがって、金型材料は高い焼戻し安定性を備えている必要があり、作業温度下で高い硬度と強度を保証する必要があります。
5、耐冷熱疲労性能：
一部の金型は、作業中に繰り返し加熱および冷却される状態にあり、キャビティ表面が引張および圧力変動応力の影響を受け、表面の亀裂や剥離を引き起こし、摩擦力を増大させ、塑性変形を妨げ、寸法精度を低下させ、金型の破損につながります。冷熱疲労は、熱間金型の破損の主な形式の1つであり、この種の金型は高い耐冷熱疲労性能を備えている必要があります。
6、耐食性：
一部の金型、たとえばプラスチック金型は、作業中にプラスチック中に塩素、フッ素などの元素が存在するため、加熱後にHCI、HFなどの強い腐食性ガスが分解されて放出され、金型キャビティ表面を腐食させ、表面粗さを増大させ、摩耗による破損を悪化させます。

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