エンジニアのための技術講座

プレス金型講座

掲載日:2003年10月21日

カテゴリ : 金型材料

第156回 金型用鋼材のいろは(その3)鋼材の性質(耐疲労性)

 プレス加工では、パンチ等の部品には繰り返しの荷重が働きます。
 繰り返し荷重は疲労(疲れと呼ぶこともあります)破壊の原因となります。疲労破壊=疲労強度と結びつけることができます。
 疲労強度に関係する要因は、次のものがあります。

1. 調質された硬さ(45HRC程度を確保されたもの)。
2. シャープな角をなくす(Rをつける)。
3. 表面は平滑にする。

(1)引張強さとの関係

 疲労強度は材料の引張強さにほぼ比例します。焼き入れ材と生材とでは違いがあり、疲労強度は、生材では引張強さの50%程度、焼き入れ材では45%程度が目安です。この内容はあまり、材質には関係がありません。

(2)硬さとの関係

 材料の硬さについても硬い方が疲労強度は高くなります。45HRC程度の調質された硬さが、疲労強度が最も高くなります。

(3)表面状態

 引張強さ、硬さが適当であっても、パンチ等部品の表面状態が悪ければ疲労強度は低下します。できるだけ面の状態はきれいに仕上げるとよいです。

(4)形状

 凹凸のある形状では凹の角はエッジにせず、Rを付けます。Rは大きいほど効果があります。

(5)残留圧縮応力

 疲労破壊は部品の表面から発生します。したがって、表面(表層)部分を硬くして、さらに圧縮応力が残留すると疲労強度を高めることができます。材料表面に、鋼球やガラスビーズを高速で打ち付けるショットピーニング等を施すことも効果的があります。



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