バリによる皮膜の剥離への影響について

質問

現在、ＳＫＤ１１系の冷間ダイス鋼にTiN皮膜を使用して軟鋼系の被加工物をせん断加工しているのですがパンチのある一定箇所だけTiN皮膜が剥がれカジリが発生しています。そこで被加工物に出来たバリによるTiN皮膜の剥離との関係があるのか教えて頂けませんでしょうか？
ちなみにバリ発生場所は被加工物の切断面の端あたりに出来ていてパンチのTiN皮膜の剥離箇所もほぼ同じあたりで剥離しています。
よろしくお願いします。

そこで追加質問なのですがTiN皮膜の剥離はTiNの皮膜上で凝着が起こりその凝着が剥がれ落ちる時にTiN皮膜も同時に剥がすような形態なのでしょうか？
よろしくお願いします。

私どもの方でも皮膜の剥離の原因について調べていまして
何箇所か分かったことがあります。
?皮膜の剥離はパンチの決まった箇所だけで見られる。
?皮膜の剥離は界面付近から剥離している。
?皮膜が部分的に抉られたようにして剥離している。
アドバイスよろしくお願いします。

回答No.4

noname#230359

?皮膜の剥離はパンチの決まった箇所だけで見られる。
→パンチの構造的問題の可能性。負荷のかかる部分が構造的に固定されている。バランス、クリアランスの調整等による改善の可能性も伺わせるが、どの様な構造であるかも全く分からない以上、想像の域。

?皮膜の剥離は界面付近から剥離している。
→変形能、強度差等から、一般的には界面が弱いので、有力な情報とはならないが....

?皮膜が部分的に抉られたようにして剥離している。
→パンチが部分的に抉られた様な状況で皮膜が無くなってる。
→→皮膜が無くなり、更に損耗が進行して、抉られた状況となった。
→→皮膜だけでなく、パンチごと抉る程の極圧が加わり、皮膜が失われた。

　条件も様様、あり得ることなので、推定に推定を重ねるよりも、状況、ものを観察するのが一番です。

お礼

ご回答ありがとうございます。

回答No.3

noname#230359

皮膜の剥離のメカニズムですが、切断端面やパンチに強く焼けが見られる様だとnkgw氏が言われるパンチの母材のダイス鋼の軟化による皮膜の剥離の可能性は高いでしょう。焼けがあまり見られない様だと、高い加工応力にパンチの母材ダイス鋼が負けて変形して、表面の皮膜が変形に追従できずに剥離したというパターンもあるでしょう。またアツ氏が言われる凝着から剥離に至るメカニズムもあるかもしれません。凝着した状態で切断が行われた場合、より負荷が増すことで、加速度的に焼けや加工応力が高まればということは考えらると思います。他のメカニズムもあり得るとは思いますが、現品を見ないと何とも言えません。

お礼

ご回答ありがとうございます。
私どもの方でも皮膜の剥離の原因について調べていまして
何箇所か分かったことがあります。
?皮膜の剥離はパンチの決まった箇所だけで見られる。
?皮膜の剥離は界面付近から剥離している。
?皮膜が部分的に抉られたようにして剥離している。
アドバイスよろしくお願いします。

回答No.2

noname#230359

「回答1」に補足します。TiN皮膜の剥離現象は、金型と被加工材の摩擦熱で皮膜直下の基材(ダイス鋼)の硬度が低下し、TiN皮膜にたいする補強効果が失われるため皮膜が破壊し剥離現象につながります。したがって前回答のごとく耐剥離性を改善するためには、摩擦熱の下でも高硬度が維持される材質または熱処理方法が必要です。なを、TiNだけの単層膜は、ドリルなど切削工具において経験されるごとく、あまり、皮膜の密着度がよくない傾向があります。TiCNなど他の皮膜処理への切り換えをお奨めします。以上。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.1

noname#230359

被加工物の切断面端部では、バリや切り粉の噛み込みを生じて工具の負荷が大きくなり、いわゆる焼付き現象(凝着)--->TiN皮膜の剥離が発生し易くなります。対応策としては、工具材質を高温焼きもどしにて高硬度の得られる高速度工具鋼(できれば含コバルト粉末ハイス、HAP40,DEX40,ASP30など)への変更。コスト面で高速度工具鋼の採用が不可能な場合は、DC53,SLD8またはSLEIPNERを焼入;1030'C,焼もどし;520 - 530'C x2回の熱処理にてHRC62以上の高硬度にしてTiN皮膜処理を施せば改善されます。以上。

お礼

ご回答ありがとうございます。
そこで質問なのですがTiN皮膜の剥離はTiNの皮膜上で凝着が起こりその凝着が剥がれ落ちる時にTiN皮膜も同時に剥がすような形態なのでしょうか？
よろしくお願いします。