机械加工用治具以及机械加工方法和无缝罐体的制造方法技术

在刚性基材(1)的加工面形成有碳膜(3)的机械加工用治具中，其特征在于，碳膜(3)体现用算式I

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机械加工用治具以及机械加工方法和无缝罐体的制造方法


[0001]本专利技术涉及在加工表面形成有碳膜的机械加工用治具(日文：治具)以及使用了该治具的机械加工方法。另外，本专利技术还涉及无缝罐体的制造方法，更具体而言，涉及适合例如成形铝制的罐的隔着冷却介质的无缝罐体的制造方法。

技术介绍

[0002]包含作为碳的晶体的金刚石成分的碳膜，如公知那样硬度明显高，耐磨损性优异。因此，一直以来，通过在刨刀、立铣刀、锉刀等切削用工具、冲头和模(日文：
ダイス
)等塑性加工模具、气门挺杆和轴承等滑动构件的表面形成碳膜，提高加工性、机械的寿命。
[0003]在上述那样的碳膜中有包含很多金刚石成分的金刚石膜、包含很多石墨成分的DLC膜(类金刚石膜)，特别是，关于应用于切削工具、塑性加工模具的碳膜，对其组成和其特性进行了各种各样的研究。
[0004]例如在专利文献1中提出了一种金属加工用治具，该金属加工用治具在与被加工金属的滑动面形成有硬质碳膜，该硬质碳膜由金刚石和非晶质碳构成，表面粗糙度Rmax为2μm以下，在将拉曼光谱分析中存在于1333
±
10cm
‑1的最大的峰值的强度设为I
D
并将存在于1500
±
100cm
‑1的最大的峰值的强度设为I
G
时，强度比I
G
/I
D
为0.2～20(I
D
/I
G
＝0.05～5)。该金属加工用治具具体而言是用于深冲加工(日文：絞
り
加工)的模、冲头、用于拉丝的拉拔模。
[0005]另外，在专利文献2中提出了一种形成于基材上的切削工具用金刚石保护膜，该保护膜由多个保护膜层形成，利用由拉曼光谱分析得出的强度比(I
D
/I
G
或I
G
/I
D
)控制保护膜层的机械性特性。
[0006]上述的拉曼光谱分析中的1333cm
‑1前后的区域的峰值来自于金刚石成分，1500cm
‑1前后的区域的峰值来自于石墨成分。因而，呈现出强度比(I
D
/I
G
)越大，则包含越多的金刚石成分，石墨成分量越少，该碳膜越是高纯度的金刚石即高硬度。
[0007]在上述的专利文献1、2中，将拉曼光谱分析中的强度比(I
G
/I
D
或I
D
/I
G
)设定在一定的范围内都是为了提高耐磨损性而延长膜寿命。
[0008]另外，通常通过冲压加工进行金属的塑性加工，作为代表性的手法，有深冲加工以及减薄拉深(日文：
しごき
加工)。以往，冲压加工被用作便宜且大量地生产工业制品的制造方法。这样的冲压加工适于加工各种各样的被加工材料，作为被加工材料的一例，除例如钢、铜、铝等金属材料以外，还能例示钛和镁等。
[0009]作为上述的工业制品的一例，例如能够例示罐材料。例如，关于铝罐等金属罐、两片罐(日文：2
ピース
缶)的罐体(所谓的无缝罐体)，在将平板状的金属板冲裁成规定大小的圆板形状后，进行深冲加工，在成形了高度低的深冲罐后，进行减薄拉深而使其薄壁化，历经做成高度高的金属罐基体的成形工序而制造上述罐体。进行用于制造无缝罐体的冲压加工的冲压加工用模具包括冲头部和冲模(日文：
ダイ
)部，在利用适当的间隙使这两者间分开的状态下对被加工材料进行冲压成形。
[0010]在上述那样的深冲加工中，特别是在拉深加工中，有时因在模具形成碳膜而进行
无润滑条件下的成形。例如在专利文献3中公开了一种即使不用润滑材料也可以进行铝的深冲加工的模具，公开了在该模具表面设置膜厚为0.5μm～5μm的类金刚石膜。
[0011]另外，在冲压加工中，冲头部以及冲模部被放置于苛刻的环境下，因此例如如专利文献5～8所示，提出了在模具的加工表面覆盖金刚石膜、DLC(类金刚石)膜等碳膜而提高模具的耐久性。
[0012]现有技术文献
[0013]专利文献
[0014]专利文献1：日本特开平5
‑
169162号公报
[0015]专利文献2：日本特开平6
‑
297207号
[0016]专利文献3：日本特开平8
‑
90092号
[0017]专利文献4：日本专利第6012804号公报
[0018]专利文献5：日本特开平10
‑
137861号公报
[0019]专利文献6：日本特开平11
‑
277160号公报
[0020]专利文献7：日本特开2013
‑
163187号公报
[0021]专利文献8：WO2017/033791号

技术实现思路

[0022]专利技术要解决的课题
[0023]但是，减薄拉深是所用的治具相对于被加工材料的滑动较大的苛刻的成形，特别是在模的加工面，减薄率越大，越受到被加工材料的加工硬化的影响，另外，随着减薄拉深(薄壁化)的进展，被施加较大的面压力。因此，在设置有上述那样的以往公知的碳膜的情况下，有成形极限低而承受不住减薄率大的减薄拉深的问题。例如在减薄率为40％以上的减薄拉深中，治具与被加工材料的滑动阻力增大，薄壁化导致超过允许应力的拉伸应力施加于被加工材料，结果发生成形不良。
[0024]另外，减薄率是板厚减少率，在将减薄拉深前的板厚设为t0并将加工后的板厚设为t1时，以下述算式表示减薄率，减薄率越大，施加于模的面压力越大，成为苛刻的成形。
[0025]减薄率(％)＝100
×
(t0
‑
t1)/t0
[0026]另外，在专利文献8中由本申请人提出了一种在拉曼光谱测量中，在加工面形成有强度比(I
D
/I
G
)为1.0以上、特别是为1.2以上的碳膜的减薄拉深用模(日文：
しごき
加工用
ダイス
)。该减薄拉深用模在加工面形成金刚石纯度高的碳膜，减薄拉深性优异，即使在利用干工艺使减薄率超过40％的苛刻的减薄拉深中，也能在不发生成形不良的前提下获得镜面或接近镜面的等级的平滑的成形品。
[0027]上述那样的碳膜确实在苛刻的条件下的加工时也体现优异的加工性，但在耐冲击性低的这一点上，需要进一步的改善。
[0028]即，机械加工用治具由所谓超硬合金等刚性基材形成，碳膜通过蒸镀等成膜于这样的刚性基材的加工面(在机械加工时是与金属或合金等被加工物接触的面)。在使用这样的治具进行了机械加工时，在较少的加工周期发生膜剥落。而且，这样的膜剥落不限于在干工艺中成为问题，在液体环境下的加工(使用了润滑剂的湿工艺下的加工)中也成为问题。
[0029]因而，本专利技术的目的在于，提供一种在加工面具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种机械加工用治具，所述机械加工用治具在刚性基材的加工面形成有碳膜，其特征在于，所述碳膜体现用下述算式I
D
/I
G
表示的强度比超过0.6的拉曼光谱，在算式中，I
D
是所述碳膜的表面的拉曼光谱中的1333
±
10cm
‑1处的最大峰值强度，I
G
是所述碳膜的表面的拉曼光谱中的1500
±
100cm
‑1处的最大峰值强度。2.根据权利要求1所述的机械加工用治具，其中，所述碳膜的表面是算术平均粗糙度Ra为0.12μm以下的平滑面。3.根据权利要求1或2所述的机械加工用治具，其中，所述碳膜体现所述强度比在1.1以下的范围内的拉曼光谱。4.一种机械加工方法，其特征在于，所述机械加工方法使用权利要求1至3中任一项所述的机械加工用治具，在液体环境下进行对被加工物的机械加工。5.根据权利要求4所述的机械加工方法，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：城石亮藏，松本尚也，岛村真广，熊谷拓甫，小川智裕，
申请(专利权)人：东洋制罐集团控股株式会社，
类型：发明
国别省市：