金属金型

業界背景

工業生産の基本工程装置である金型の性能は、自動車製造、家電製品製造、民生用電子機器などの分野における生産効率と製品品質に直接影響します。プレス加工、射出成形、ダイカストなどの典型的な使用シナリオでは、金型は300～800℃の高温環境、500～2000MPaの高圧負荷、そして毎分数十回の衝撃負荷に長時間さらされます。特に、自動車カバー部品のプレス金型は2000kNを超える衝撃力に耐える必要があります。このような過酷な作業条件は、プレス金型の切削刃の欠け、射出成形金型のパーティング面の崩壊、ダイカスト金型のキャビティの亀裂といった典型的な故障問題を引き起こします。中でも、高温高圧腐食による材料の粒界の脆化は、金型の寿命を縮める原因となります。アルミニウム合金ダイカストを例にとると、金型を670℃のアルミニウム溶融液で繰り返し洗浄すると、5000個の金型ごとに、キャビティの表面に平均0.2～0.5mmの腐食層が形成される。

ソリューション

レーザークラッディングと再生製造

ファイバーレーザーを同軸粉末供給システムと組み合わせて使用​​し、金型表面に厚さ0.3～1.2mmのコバルト基合金（ステライト6）またはニッケル基合金（インコネル625）のコーティングを形成する。プレス金型の切削刃については、勾配クラッディング技術により、底部層と表面耐摩耗層からなる複合構造を実現し、切削刃の硬度をHRC52からHRC62に高め、靭性を向上させる。

レーザー焼入れ

金型の加工面と接触面を部分的に焼入れすることで硬度を高め、加工面に0.2～0.8mmの硬化層を形成する。これにより、高効率、低変形、二次加工不要、加工サイクルと熱処理エネルギー消費量の削減といった利点が得られる。

レーザー応用事例

ガラス金型のレーザークラッディング

最先端のレーザークラッディング

タングステンカーバイドパンチ