JPH11319981A

JPH11319981A - 高珪素鋼板の打ち抜き加工方法

Info

Publication number: JPH11319981A
Application number: JP5496199A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Fujita; 耕一郎藤田; Yoshiichi Takada; 芳一高田; Tsunehiro Yamaji; 常弘山路
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1998-03-04
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 1999-11-24
Anticipated expiration: 2019-03-03
Also published as: JP3620329B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高珪素鋼板を特殊なプレス機等を用いること
なく常温で適切に打ち抜き加工し、且つ長い工具寿命を
確保する。【解決手段】Ｓｉ：４．０〜７．０ｗｔ％の高珪素鋼
板の打ち抜き加工において、(1)クリアランスが被加工
鋼板の板厚の２〜１０％であって且つコーナー部の曲率
半径Ｒが被加工鋼板の板厚以上である工具により打ち抜
き加工を行う、(2)順送り型により複数段の打ち抜き加
工を行うに際し、２段目以降の打ち抜き加工うちの少な
くとも１回の打ち抜き加工を、被加工鋼板の送り方向ま
たはこれと直交する方向で切刃に０．３〜１．５％の勾
配が付された工具を用いて行う、(3)可動ストリッパを
用いて被加工鋼板を拘束し、該可動ストリッパの荷重を
最大剪断荷重の２５〜８０％に制御する、(4)硬質相の
平均粒径が３μｍ以下の超硬合金製工具を用いて打ち抜
き加工を行う、(5)工具表面にＴｉＣＮ、ＴｉＮ、Ｔｉ
Ｃ、ＴｉＡｌＮの１種以上をコーティングした工具を用
いて打ち抜き加工を行う、のいずれかを行うことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する分野】本発明は、Ｓｉ含有量が４．０〜
７．０ｗｔ％の高珪素鋼板の打ち抜き加工方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】Ｓｉ含有量が４ｗｔ％以上の高珪素鋼板
は固有抵抗が高く、高周波帯域において低鉄損特性を示
す。特に、Ｓｉ含有量が６．５ｗｔ％付近では軟磁気特
性が最も良好になるため優れた鉄損特性を示す。しか
し、珪素鋼板はＳｉ含有量が４ｗｔ％以上になると室温
で脆性を示すようになるため薄板に加工することが困難
であり、長い間実用材料として大量生産することができ
なかった。しかし近年、圧延法（例えば、特公平３−６
５００１号等に示される製造技術）や浸珪法（例えば、
特公平５−４９７４５号等に示される製造技術）による
薄板製造技術が開発され、板厚０．０５ｍｍ〜０．５ｍ
ｍ程度の高珪素鋼板の製造が可能となった。

【０００３】一方、高珪素鋼板をトランスやモータ等の
鉄心に組み立てる際には打ち抜き、剪断等の二次加工が
必要となるが、高珪素鋼板はこれらの二次加工性に乏し
いという問題がある。このような二次加工性の不足を補
うために、高珪素鋼板を温間で加工する方法が特開昭６
２−２６３８２７号で提案されているが、この方法は材
料を加熱するための工程や加工設備に加熱装置が必要で
あり、設備コストや製造コストが増大するという欠点が
ある。

【０００４】一方、素材そのものの加工性を向上させる
ことを目的とした提案もなされており、例えば、特開昭
６２−２７０７２３号等では結晶粒径をコントロールす
ることにより加工性を高めることが、また、特開平６−
１７２９４０号等では粒界酸化を抑制することにより粒
界強度を高め加工性を向上させることが、それぞれ提案
されている。これらの提案のうち、特に後者による粒界
酸化を抑制した高珪素鋼板は、室温での剪断や曲げ加工
が可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように加
工性を向上させた高珪素鋼板であっても室温では脆性で
あり、打ち抜き加工は困難である。また、高珪素鋼板は
通常の珪素鋼板に比べて硬いため、打ち抜き工具の磨耗
速度が大きいという問題もある。また、高珪素鋼板のよ
うな難加工性材料を打ち抜く場合には、精密抜きなどの
特殊な打ち抜き法を採用することがあるが、このような
打ち抜き法はクリアランスが極端に小さいために工具寿
命が短く、また、特殊なプレス機や工具が必要であるた
め製造コストが増大するという問題がある。

【０００６】したがって本発明の目的は、特殊なプレス
機や工具を用いることなく、常温での適切な打ち抜きが
可能であり、且つ長い工具寿命を確保できる高珪素鋼板
の打ち抜き方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】高珪素鋼板を打ち抜く場
合に問題となるのは、打ち抜き回数が増えるにしたがっ
てバリ高さが増大したり割れや欠けの発生が増大して製
品不良率が上昇することである。本発明者らは、このよ
うなバリ高さの増大及び割れや欠けの発生率上昇の原因
について検討を行い、その結果、高珪素鋼板の打ち抜き
加工におけるバリ高さの増大及び割れや欠けの発生率の
上昇は、打ち抜き時に製品に導入される微小クラックの
量が打ち抜き回数が増えるにしたがって増加すること、
さらには、このクラック自体が打ち抜き回数の増加につ
れて大きくなっていくことが原因であることを突き止め
た。さらに、微小クラックは製品のある特定の箇所に集
中しており、このように微小クラックが発生しやすい箇
所では特に工具磨耗が進行しやすく、且つこのような工
具磨耗が進行した場合には微小クラックがより発生しや
すくなるという事実を見い出した。

【０００８】また、微小クラックが発生した際に微粉が
発生し、この微粉が研磨剤となって工具摩耗を進行させ
るとともに、微粉が工具表面に凝着し、クリアランスの
変動による打ち抜き不良の発生や工具の凝着摩耗を促進
させること、さらに、耐摩耗性を高めるために通常のハ
イス鋼やダイス鋼よりも硬い超硬合金を工具材質に選定
した場合には、工具摩耗の進行は遅いもののチッピング
が発生しやすく、工具寿命の延命化が図れないという事
実を見い出した。

【０００９】そこで本発明者らは、上記のような微小ク
ラックの発生の低減と工具磨耗速度を小さくすること、
さらに微小クラックが発生してもこれを製品不良に進展
させないことが高珪素鋼板を打ち抜き加工するための最
適な方法であると考え、これを可能とするような打ち抜
き条件についてさらに詳細な検討を行った。

【００１０】その結果、被加工鋼板の板厚との関係で定
まるある特定の範囲のクリアランスとコーナー部曲率半
径Ｒを有する打ち抜き工具を用いて打ち抜き加工を行う
ことにより、微小クラックの発生と工具磨耗を極めて有
効に抑制できること、さらに、高珪素鋼板の打ち抜き加
工において広く採用されている順送り型による複数段の
打ち抜き加工を行なうに際し、２段目以降の打ち抜き加
工を切刃に所定の勾配が付された打ち抜き工具を用いて
行うことにより、発生した微小クラックが製品不良に進
展することを効果的に防止できることを見い出した。

【００１１】また、可動ストリッパを用いて被加工鋼板
を拘束し、この可動ストリッパの荷重を最大剪断荷重と
の関係で定まる或る特定の範囲に設定することにより、
微小クラックの発生と工具摩耗を抑制できること、さら
に、硬質相の粒径を規定した超硬合金を工具材質に選定
することによって工具の摩耗及びチッピング発生が抑制
でき、工具寿命の延命化が図られることを見い出した。
また、打ち抜き工具の表面に或る特定組成の皮膜をコー
ティングすることによって、微小クラックの発生に伴っ
て微粉が発生しても工具表面への凝着が生じず、打ち抜
き不良発生の低減化及び工具寿命の延命化が図れること
を見い出した。

【００１２】本発明はこのような知見に基づきなされた
もので、その特徴とする構成は以下の通りである。 [1] Ｓｉ含有量が４．０〜７．０ｗｔ％の高珪素鋼板の
打ち抜き加工方法において、クリアランスが被加工鋼板
の板厚の２〜１０％であって、且つコーナー部の曲率半
径Ｒが被加工鋼板の板厚以上である打ち抜き工具により
打ち抜き加工を行うことを特徴とする高珪素鋼板の打ち
抜き加工方法。

【００１３】[2] Ｓｉ含有量が４．０〜７．０ｗｔ％の
高珪素鋼板の打ち抜き加工方法において、順送り型によ
り複数段の打ち抜き加工を行うに際し、２段目以降の打
ち抜き加工のうちの少なくとも１回の打ち抜き加工を、
被加工鋼板の送り方向またはこれと直交する方向で切刃
に０．３〜１．５％の勾配が付された打ち抜き工具を用
いて行うことを特徴とする高珪素鋼板の打ち抜き加工方
法。

【００１４】[3] Ｓｉ含有量が４．０〜７．０ｗｔ％の
高珪素鋼板の打ち抜き加工方法において、可動ストリッ
パを用いて被加工鋼板を拘束し、該可動ストリッパの荷
重を最大剪断荷重の２５〜８０％に制御することを特徴
とする高珪素鋼板の打ち抜き加工方法。 [4] Ｓｉ含有量が４．０〜７．０ｗｔ％の高珪素鋼板の
打ち抜き加工方法において、硬質相の平均粒径が３μｍ
以下の超硬合金製打ち抜き工具を用いて打ち抜き加工を
行うことを特徴とする高珪素鋼板の打ち抜き加工方法。

【００１５】[5] Ｓｉ含有量が４．０〜７．０ｗｔ％の
高珪素鋼板の打ち抜き加工方法において、工具表面にＴ
ｉＣＮ、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＡｌＮの中から選ばれる
１種以上をコーティングした打ち抜き工具を用いて打ち
抜き加工を行うことを特徴とする高珪素鋼板の打ち抜き
加工方法。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細をその限定理
由とともに説明する。本発明の打ち抜き加工方法の対象
は、Ｓｉ含有量が４．０〜７．０ｗｔ％の高珪素鋼板で
ある。鋼板のＳｉ含有量が４．０ｗｔ％未満では打ち抜
き加工するのに特段の問題はなく、一方、Ｓｉ含有量が
７．０ｗｔ％を超える高珪素鋼板は磁気特性が劣化する
ため対象外である。このような高珪素鋼板は圧延法、浸
珪法、超急冷法等のいずれの方法で製造されたものでも
よい。

【００１７】まず、本発明による第一の打ち抜き加工方
法について説明する。この打ち抜き加工方法では、打ち
抜き工具のクリアランスが被加工鋼板の板厚の２〜１０
％であることを必要とする。打ち抜き工具のクリアラン
スが被加工鋼板の板厚の２％未満では工具の磨耗速度が
大きく、工具の研磨頻度が増すため好ましくない。一
方、クリアランスが被加工鋼板の板厚の１０％を超える
と、製品に微小クラックが導入されやすく、割れや欠け
が発生しやすくなる。また、工具の摩耗速度をより低減
させるためには、打ち抜き工具のクリアランスを被加工
鋼板の板厚の４％以上とすることが好ましい。

【００１８】また、微小クラックの発生は製品のコーナ
ー部が最も多い。このためコーナー部でバリ高さの増大
速度が大きく、且つ製品の割れや欠けも発生しやすい。
また、工具のコーナー部は磨耗速度が特に大きい。日比
野らは工具のかどの丸みと工具寿命との関係を示してお
り（日比野、柴田、宮川、木下：“塑性と加工”5-46
（1964），p779）、これによれば工具コーナー部の曲率
半径Ｒ（以下、単に“コーナーＲ”という）が板厚の２
５％以下ではコーナーＲが小さいほど磨耗速度が大き
く、一方、コーナーＲが板厚の２５％を超える範囲では
コーナーＲと磨耗速度との間には相関がないとされてい
る。

【００１９】しかし、先に述べたように高珪素鋼板を打
ち抜く際に生じる工具の磨耗は微小クラックの発生と密
接な関係があり、本発明者らによる検討の結果では上記
の報告の結果とは異なり、工具のコーナーＲを板厚と等
しいか若しくは板厚ｔよりも大きくする（好ましくは、
Ｒ／ｔ≧１．５）ことによって顕著な磨耗低減効果が得
られることが判った。このため本発明の打ち抜き加工方
法では、上記クリアランスの規定に加えて、打ち抜き工
具のコーナーＲが被加工鋼板の板厚以上であることを条
件とする。また、特に優れた摩耗低減効果を得るために
は、コーナーＲが被加工鋼板の板厚の１．５倍以上であ
ることが好ましい。

【００２０】次に、本発明による第二の打ち抜き加工方
法について説明する。高珪素鋼板を複雑な形状の製品に
打ち抜く場合、通常は順送り型による複数段の打ち抜き
加工が行われる。上述したように高珪素鋼板の打ち抜き
に特有の問題として打ち抜いた際に発生する微小クラッ
クがあるが、順送り型による打ち抜き加工では、１段目
（１回目）の打ち抜きの際に鋼板に導入された微小クラ
ックが、２段目（２回目）以降の打ち抜きの際にその衝
撃や曲げ応力によって進展し、割れや欠けが発生する傾
向がある。

【００２１】本発明者らによる検討の結果、このような
問題を防止するためには、２段目以降の打ち抜き加工を
被加工鋼板の送り方向またはこれと直交する方向で切刃
（パンチ）に所定の勾配を付けた打ち抜き工具を用いて
行い、加工の際の最大打ち抜き荷重を低減させることに
より、微小クラックの進展を防止して割れや欠けの発生
頻度を低減できることが判った。

【００２２】上記切刃の勾配とは、被加工位置にある被
加工鋼板面を基準面とし、この基準面に対する切刃の勾
配（傾き）であり、この切刃の勾配は被加工鋼板の送り
方向（被加工鋼板長手方向）に沿って付けてもよいし、
これと直交する方向（被加工鋼板幅方向）に沿って付け
てもよい。但し、後述する実施例に示すように、被加工
鋼板の送り方向に勾配を付けた方がより効果的である。

【００２３】図１の（Ａ）、（Ｂ）は切刃（パンチ）に
勾配を付けた打ち抜き工具を用いた２段目以降の打ち抜
き加工の形態を示している。このうち図１（Ａ）は切刃
に被加工鋼板Ｓの送り方向（鋼板長手方向）での勾配を
付けた工具により打ち抜き加工を行う場合を示してお
り、この場合には、鋼板はその長手方向でｘ_１→ｘ_２の
順で切断される。また、図１（Ｂ）は切刃に被加工鋼板
Ｓの送り方向と直交する方向（鋼板幅方向）での勾配を
付けた工具により打ち抜き加工を行う場合を示してお
り、この場合には鋼板はその幅方向でｙ_１→ｙ_２の順に
切断される。

【００２４】切刃に付される上記勾配は０．３〜１．５
％が適当である。この勾配が０．３％未満では打ち抜き
加工時の最大打ち抜き荷重を効果的に低減することがで
きず、一方、勾配が１．５％を超えると製品にかかる曲
げ応力が増大し、却って微小クラックが進展してしま
う。打ち抜き加工が３段以上にわたって行われる多段加
工の場合には、２段目以降の打ち抜き加工うちの少なく
とも１回の打ち抜き加工を、切刃に勾配が付けられた工
具で行うことにより割れや欠けの発生頻度を低減するこ
とができる。また、２段目以降の全ての打ち抜き加工を
切刃に勾配が付けられた工具で行うことにより、割れや
欠けの発生頻度をより効果的に低減することが可能とな
る。

【００２５】次に、本発明による第三の打ち抜き加工方
法について説明する。この打ち抜き加工方法では、被加
工鋼板の拘束に可動ストリッパを用い、その荷重（以
下、「板押さえ力」という）を最大剪断荷重の２５〜８
０％とすることを必要とする。打ち抜き加工に可動スト
リッパを用いた場合、剪断時の鋼板のはね上がりを抑制
できるため工具の摩耗低減効果があるが、その板押さえ
力は最大剪断荷重の１０％程度あればよいとされてい
る。しかし、高珪素鋼板を打ち抜く場合には、微小クラ
ックの発生が問題となるため、微小クラックの発生を抑
制して工具の摩耗速度を低減するために、板押さえ力が
最大剪断荷重の２５％以上であることが必要である。ま
た、板押さえ力が大き過ぎる場合には、板押さえ力によ
って被加工鋼板にクラックが発生するため、板押え力は
最大剪断荷重の８０％以下とする。

【００２６】次に、本発明による第四の打ち抜き加工方
法について説明する。この打ち抜き加工方法では、ＷＣ
等を主成分とした硬質相の平均粒径が３μｍ以下の超硬
合金製打ち抜き工具（例えば、ＪＩＳＢ４０５３で規
定される超硬合金製工具）を用いることを必要とする。
高珪素鋼板はビッカーズ硬度が４００程度であり非常に
硬いため、工具材質にダイス鋼やハイス鋼を用いた場合
には摩耗速度が大きい。一方、通常の超硬合金製工具を
用いた場合には、摩耗速度は小さいものの、チッピング
が発生しやすく工具寿命が短くなってしまう。摩耗速度
が小さく且つチッピングを発生させずに高珪素鋼板を打
ち抜くためには、硬質相の平均粒径が３μｍ以下の超硬
合金製打ち抜き工具を用いることが必要である。さらに
好ましくは、硬質相の平均粒径が１μｍ以下の超硬合金
製打ち抜き工具を用いればよい。

【００２７】次に、本発明による第五の打ち抜き加工方
法について説明する。この打ち抜き加工方法では、工具
表面にＴｉＣＮ、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＡｌＮの中から
選ばれる１種以上をコーティングした打ち抜き工具を用
いることを必要とする。高珪素鋼板は打ち抜き時に微小
クラックを発生し易いため、同時に発生する微粉が工具
表面に付着しやすく、一般の鋼板に比べて凝着が生じや
すい。このような凝着が生じた場合には、クリアランス
変動による打ち抜き不良の発生や工具の凝着摩耗及び凝
着起因のクラック発生が促進される。しかし、工具の表
面にＴｉＣＮ、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＡｌＮのうちの１
種以上をコーティングすることによって、微粉が発生し
ても凝着を生じさせず、工具寿命を延命化することが可
能となる。コーティング厚は特に規定しないが、耐摩耗
性や膜の均一性等の観点から０．５μｍ以上とすること
が望ましく、また、耐剥離性やクリアランスへの影響を
小さくする観点から５μｍ以下であることが望ましい。

【００２８】本発明では、上述した第一ないし第五の各
方法単独でも十分な効果が得られるが、任意の２つ以上
の方法を組み合せることにより、さらに優れた効果、特
に工具寿命の延命化を図ることができる。また、本発明
の効果は、工具寿命を延長させるための他の対策、例え
ば極圧添加剤を含む潤滑油の使用等を採用した場合でも
当然に得られ、これらと併用することによりさらなる工
具寿命の延命化が図れる。また、順送り型で打ち抜き加
工を行う場合、１段目（１回目）の打ち抜き加工を行う
打ち抜き工具についても、消音等の目的で上記と同様の
勾配を付けても構わない。

【００２９】

【実施例】［実施例１］Ｓｉ含有量が６．５ｗｔ％の高
珪素鋼板（板厚０．３ｍｍ）に対して、ダイス鋼で作製
し且つ表面処理を行っていない打ち抜き工具を用いて５
ｍｍ角の角穴打ち抜き試験を行った。工具は８本準備
し、各々クリアランスを変えた。また、パンチの４つの
コーナーＲと板厚ｔとの比Ｒ／ｔをそれぞれ０．２５、
０．５、１．０、１．５に設定した。工具の概要を図２
に示す。また、被加工鋼板の拘束は固定ストリッパを用
いて行った。プレス機は３０ｔｏｎＣ型プレスを用い、
無潤滑で２００ｓｐｍの速度で打ち抜き加工を行った。

【００３０】打ち始め（打ち抜き加工初期）の各コーナ
ー部と直片部でのバリ高さと工具のクリアランスとの関
係を図３に示す。一般にバリ高さは２０μｍ以下で合格
とされているが、図３によれば工具のクリアランスが板
厚の２〜１０％の場合に打ち抜き始めのバリ高さが小さ
く、良好な打ち抜き加工が可能であることが判る。ま
た、クリアランスが板厚の４〜８％の場合に特に良好な
打ち抜き加工が可能であることも判る。このような結果
が得られるのは、被加工鋼板の板厚に対してクリアラン
スが小さすぎる場合には、２次剪断の影響で微小クラッ
クが発生することによりバリ高さが大きくなり、一方、
クリアランスが大きすぎる場合には鋼板に曲げ応力が強
く働くため微小クラックが発生し、この結果バリ高さが
大きくなるためである考えられる。

【００３１】また、バリ高さが５０μｍまで増大した時
の打ち抜き回数と工具のクリアランス及びコーナーＲ／
板厚との関係を図４に示す。上記のように打ち始めのバ
リ高さは工具のクリアランスで決まるが、図４に示され
るように工具寿命は工具のクリアランスとコーナーＲに
大きく影響され、クリアランスが板厚の２％以上でコー
ナーＲが板厚と等しいか若しくは板厚よりも大きい場合
に工具寿命が顕著に延命化されることが判る。また、こ
の効果はクリアランスが板厚の４％以上の場合に特に高
い。同様に、この効果はクリアランスが板厚の２％以上
（特に、４％以上）で、コーナーＲが板厚の１．５倍以
上の場合により顕著であり、この領域でのバリ高さの増
大速度は直片部と変わらない。なお、コーナーＲの好ま
しい条件は板厚の１．５倍以上であるが、これを超えて
過剰に大きくても工具寿命のさらなる延命効果はない。

【００３２】［実施例２］Ｓｉ含有量が６．５ｗｔ％の
高珪素鋼板（板厚０．２ｍｍ）を、図５に示すような２
段の順送り型を用いてＥＩコアに打ち抜いた。この実施
例ではダイス鋼で作製し且つ表面処理を行っていない打
ち抜き工具を用い、打つ抜き工具のクリアランスを板厚
の１５％に設定して微小クラックを意図的に導入すると
ともに、２段目の打ち抜き工具（Ｅ型パンチ）として、
切刃が図１に示すような勾配を有しない工具と、切刃が
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すような２通りの勾配を有し、
且つこの勾配の大きさが異なる種々の工具を用いて打ち
抜き加工を行い、微小クラックが生じた状態で２段目の
打ち抜き加工を行った場合の、切刃の勾配の有無及び勾
配の程度と製品の不良率との関係を調べた。なお、１段
目の打ち抜き加工では、切刃が図１に示すような勾配を
有しない工具（Ｉ型パンチ）を用いた。また、全ての工
具のコーナーＲは２５μｍに調整し、被加工鋼板の拘束
は固定ストリッパを用いて行った。製品の不良率は目視
により観察される割れや欠けの有無により評価した。

【００３３】その結果を図６に示す。同図によれば２段
目の打ち抜き加工に用いる工具の切刃の勾配（図１
（Ａ）または（Ｂ）に示す勾配）が０．３〜１．５％の
場合に顕著な製品不良率の低減効果が認められる。ま
た、同様に切刃の勾配が０．７〜１．５％の場合に特に
顕著な製品不良率の低減効果が認められる。また、この
効果は切刃の勾配を鋼板送り方向に沿って付けた場合の
方がより顕著に得られている。

【００３４】［実施例３］Ｓｉ含有量が６．５ｗｔ％の
高珪素素鋼板（板厚０．３ｍｍ）を、図７に示すような
３段の順送り型を用いてＥＩコアに打ち抜いた。この実
施例ではダイス鋼で作製し且つ表面処理を行っていない
打ち抜き工具を用い、打ち抜き工具のクリアランスを板
厚の２３％に設定して微小クラックを意図的に導入する
とともに、２段目の打ち抜き工具（桟抜き用パンチ）及
び３段目の打ち抜き工具（Ｅ型パンチ）として、切刃が
図１に示すような勾配を有しない工具と、切刃が図１
（Ａ）に示す勾配（勾配：１％）を有する工具を、図８
に示すような種々の組合せで用いて打ち抜き加工を行
い、微小クラックが生じた状態で２段目、３段目の打ち
抜き加工を行った場合の、切刃勾配の有無と製品の不良
率との関係を調べた。なお、１段目の打ち抜き加工で
は、全ての試験条件において切刃が図１（Ａ）に示す態
様の１％の勾配を有する工具（Ｉ型パンチ）を用いた。
また、全ての打ち抜き工具のコーナーＲは２５μｍに調
整し、被加工鋼板の拘束は固定ストリッパを用いて行っ
た。製品の不良率は目視により観察される割れや欠けの
有無により評価した。

【００３５】その結果を図８に示す。同図によれば、３
段の順送り型を用いて高珪素鋼板の打ち抜き加工を行な
う場合、２段目以降の打ち抜き加工うちの少なくとも１
回の打ち抜き加工を勾配付きの切刃を備えた工具を用い
て行うことにより、割れや欠けの発生頻度を効果的に低
減できることが判る。さらに、２段目及び３段目の両方
の打ち抜き加工を勾配付きの切刃を備えた工具を用いて
行うことにより、割れや欠けの発生頻度の低減効果がよ
り顕著に得られることが判る。したがって、４段以上の
順送り型による打ち抜き加工の場合も、同様の効果が得
られるものと考えられる。

【００３６】［実施例４］Ｓｉ含有量が６．５ｗｔ％の
高珪素鋼板（板厚０．３ｍｍ）を、可動ストリッパを備
えた打ち抜き機により、外径４５ｍｍ−内径３３ｍｍの
リング形状に打ち抜いた。この実施例ではダイス鋼で作
製し且つ表面処理を行っていない打ち抜き工具を用い、
この打ち抜き工具のクリアランスを板厚の１０％に設定
した。また、可動ストリッパの荷重を制御するために、
バネ定数を変えたバネを使用し、さらに可動ストリッパ
のストロークを変えて打ち抜きを行った。また、工具及
び可動ストリッパにロードセルを付け、最大剪断荷重及
び板押さえ力を測定した。打ち抜いたリングは歪取焼鈍
を施した後に鉄損測定及び打ち抜き端面の観察を行っ
た。端面観察はリングの外周を５００倍の光学顕微鏡を
用いて行い、微小クラック発生数が１個以下の場合を
“少”、２個以上の場合を“多”と分類した。

【００３７】その結果を表１に示す。同表によれば、被
加工鋼板の拘束に可動ストリッパを用い、且つこれによ
る荷重（板押さえ力）を最大剪断荷重の２５〜８０％に
した本発明例では、端面に微小クラックを発生させるこ
となく高珪素鋼板を打ち抜くことが可能であり、この結
果、良好な磁気特性のリングコアが得られることが判
る。

【００３８】

【表１】

【００３９】［実施例５］Ｓｉ含有量が６．５ｗｔ％の
高珪素鋼板（板厚０．３ｍｍ）について図２に示す打ち
抜き工具（表面処理無し）を用いて打ち抜き試験を行っ
た。打ち抜き工具はクリアランスを板厚の６％に調整
し、硬質相の平均粒径を変えた超硬合金製工具を５種類
用意し、さらにダイス鋼製及びハイス鋼製工具を各々１
種類用意した。他の条件は実施例１と同様とし、３０万
回打ち抜いた後に工具のチッピング発生状況及び摩耗状
況を観察した。チッピングの発生状況は、工具直片部５
ｍｍ長さのエッジをＳＥＭ観察し、１０μｍ以上の大き
さのチッピングの個数を数えて評価した。また、工具の
摩耗状況は、２次元形状測定機によって工具直片部のエ
ッジ形状を測定し、図９に示す面積を算出して評価し
た。

【００４０】それらの結果を表２に示す。同表によれ
ば、工具として硬質相の平均粒径が３μｍ以下の超硬合
金製工具を用いた本発明例では、工具摩耗速度が小さく
且つチッピングを発生させずに高珪素鋼板を打ち抜くこ
とが可能であることが判る。

【００４１】

【表２】

【００４２】［実施例６］Ｓｉ含有量が６．５ｗｔ％の
高珪素鋼板（板厚０．３ｍｍ）について図２に示す打ち
抜き工具を用いて打ち抜き試験を行った。工具材質はハ
イス鋼及び硬質相の平均粒径を３．９μｍに調整した超
硬合金を用い、表面処理を行っていない工具、表面にＴ
ｉＣＮ、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＡｌＮのコーティングを
行った工具、ＮｂＣ、ＶＣの拡散処理を行った工具を準
備し、これらを用いて打ち抜き加工を行った。他の条件
は実施例５と同様とし、３０万回打ち抜いた後に工具を
実施例５と同様の観察に供した。

【００４３】その結果を表３に示す。同表によれば、摩
耗に関しては、表面処理を行った工具を用いた全ての条
件で摩耗低減化は可能であるが、チッピングの発生抑制
にはＴｉＣＮ、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＡｌＮのいずれか
の表面コーティングが有効であることが判る。チッピン
グは凝着現象により加速されることが知られており、Ｔ
ｉＣＮ、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＡｌＮのコーティングが
凝着を抑制していると考えられる。また、ＮｂＣ、ＶＣ
の拡散処理の場合は硬度上昇するため摩耗低減には効果
があるものの、凝着を防げないために硬度上昇に伴う靭
性の劣化を引き起こし、チッピングが多発したと考えら
れる。

【００４４】

【表３】

【００４５】

【発明の効果】以上述べた本発明の高珪素鋼板の打ち抜
き加工方法によれば、工具寿命が長く、且つ製品の不良
発生頻度の低い打ち抜き加工が可能であり、このため製
造コストを抑えた部品加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】勾配が付された切刃を有する抜き打ち工具と、
これによる打ち抜き加工状況の概要を示す説明図

【図２】実施例１で使用した打ち抜き工具の説明図

【図３】打ち抜き工具のクリアランスとコーナーＲ／板
厚ｔが打ち始めのバリ高さに及ぼす影響を示すグラフ

【図４】打ち抜き工具のクリアランスとコーナーＲ／板
厚ｔがバリ高さの増大速度に及ぼす影響を示すグラフ

【図５】実施例２で行なわれた順送り型による２段の打
ち抜き加工の実施状況を示す説明図

【図６】順送り型による２段の打ち抜き加工において、
２段目の打ち抜き加工を行なった工具の切刃勾配の有無
及び勾配の程度が製品不良の発生に及ぼす影響を示すグ
ラフ

【図７】実施例３で行なわれた順送り型による３段の打
ち抜き加工の実施状況を示す説明図

【図８】順送り型による３段の打ち抜き加工において、
２段目及び３段目の打ち抜き加工を行なった工具の切刃
勾配の有無が製品不良の発生に及ぼす影響を示すグラフ

【図９】工具摩耗状況の評価方法に関する説明図

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｓｉ含有量が４．０〜７．０ｗｔ％の高
珪素鋼板の打ち抜き加工方法において、クリアランスが
被加工鋼板の板厚の２〜１０％であって、且つコーナー
部の曲率半径Ｒが被加工鋼板の板厚以上である打ち抜き
工具により打ち抜き加工を行うことを特徴とする高珪素
鋼板の打ち抜き加工方法。
【請求項２】Ｓｉ含有量が４．０〜７．０ｗｔ％の高
珪素鋼板の打ち抜き加工方法において、順送り型により
複数段の打ち抜き加工を行うに際し、２段目以降の打ち
抜き加工のうちの少なくとも１回の打ち抜き加工を、被
加工鋼板の送り方向またはこれと直交する方向で切刃に
０．３〜１．５％の勾配が付された打ち抜き工具を用い
て行うことを特徴とする高珪素鋼板の打ち抜き加工方
法。
【請求項３】Ｓｉ含有量が４．０〜７．０ｗｔ％の高
珪素鋼板の打ち抜き加工方法において、可動ストリッパ
を用いて被加工鋼板を拘束し、該可動ストリッパの荷重
を最大剪断荷重の２５〜８０％に制御することを特徴と
する高珪素鋼板の打ち抜き加工方法。
【請求項４】Ｓｉ含有量が４．０〜７．０ｗｔ％の高
珪素鋼板の打ち抜き加工方法において、硬質相の平均粒
径が３μｍ以下の超硬合金製打ち抜き工具を用いて打ち
抜き加工を行うことを特徴とする高珪素鋼板の打ち抜き
加工方法。
【請求項５】Ｓｉ含有量が４．０〜７．０ｗｔ％の高
珪素鋼板の打ち抜き加工方法において、工具表面にＴｉ
ＣＮ、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＡｌＮの中から選ばれる１
種以上をコーティングした打ち抜き工具を用いて打ち抜
き加工を行うことを特徴とする高珪素鋼板の打ち抜き加
工方法。