ステンレス鋼帯のプレス加工技術の工程を紹介します

ステンレス鋼帯のプレス加工とは、ステンレス鋼帯素材をプレス技術によって加工し、特定の形状と寸法を持つ部品または中間製品を得るプロセスを指します。

プレス加工されたステンレス鋼帯

ステンレス鋼帯は高強度、耐腐食性、良好な延性および滑らかな表面仕上げが特徴です。プレス加工の高効率性および高精度性と組み合わせることで、電子機器、自動車、家電製品、医療機器、ハードウェアなどの分野で広く使用されています。

ステンレス鋼帯のプレス加工技術フローとは、一連の順序立てられたプレス工程を通じて、ステンレス鋼帯を特定の形状、寸法および特性を持つ部品に変換するプロセスです。この全工程では、材料の性質、金型設計および装置パラメータを統合し、高効率かつ高精度の生産を確保する必要があります。

I. 準備段階

材料の選定と検査

腐食抵抗性、強度、スタンピング成形性などの要件に基づいて、ステンレス鋼帯のグレード（304、316、430など）を選択し、 製品 帯の厚さ（通常0.02～3mm）、幅、表面状態（鏡面仕上げ、ヘアライン仕上げ、冷間圧延状態など）を決定します。

ステンレス鋼帯の入荷検査を実施：板厚公差（±0.01～±0.1mmの要件を満たす必要がある）および表面欠陥（傷、酸化スケール、油汚れ）、機械的性質（硬度、伸び率、スタンピング時の塑性要件を満たしていること）を確認します。

製品および金型の設計

部品図面に基づいてスタンピング工程計画を設計し、工程の組み合わせ（単工程スタンピングまたは連続スタンピングなど）を決定し、レイアウト図を作成して材料使用効率の最適化と廃材の削減を図ります。

専用スタンピング金型の設計

ガスケットやパンチ部品などの簡単な部品は、単工程型（ブランキングダイ、パンチングダイ）を使用できます。

複雑な形状の部品（多孔質、曲面、引き伸ばし加工されたものなど）は、複数の工程を一組の金型に統合し、連続的な自動生産を実現するため、プログレッシブダイ（連続ダイ）を必要とします。

金型材料の選定：ステンレス鋼の高硬度および耐摩耗性を考慮し、金型の切断刃には一般的にCr12MoVや高速度工具鋼（例：W6Mo5Cr4V2）が使用され、焼入れ処理（硬度HRC58-62）を施して耐用寿命を延ばします。

機器のデバッグ

ストリップの板厚およびスタンピング工程（ブランキング、絞りなど）に基づいて適切なプレス機を選択します。小型部品には卓上プレスまたは高速精密プレス（毎分50～500回の速度）を使用し、大型部品には四柱油圧プレスまたは機械式プレスを使用します。

パンチプレスのパラメータを調整します：スライダーストローク、スタンピング速度、閉じ高さなどを含み、金型と一致させることで、過大な衝撃力による金型の損傷や部品の変形を防ぎます。

II. コアスタンピング加工工程

部品の複雑さに応じて、スタンピング工程は単工程スタンピング（簡単な部品に適している）と連続スタンピング（複雑な部品および大量生産に適している）に分類できます。主な工程は以下の通りです。

1. リール展開およびレベル調整

巻き取り解除：ステンレス鋼帯はアンコイラによって巻き解され、フィーダー機構（ローラーフィードまたはサーボフィードなど）と連動して、鋼帯が連続的かつ均一にスタンピング金型へ供給されます。フィード精度は±0.05mm以内に制御され、部品寸法の一貫性が確保されます。

レベリング：ストリップ材が曲がっているまたは反っている場合、内部応力をレベリング機（多段ロールレベラー）で除去し、ストリップ材を平坦に保つ必要があります。これにより、スタンピング工程中の材料変形による部品の寸法ずれや金型詰まりを防止します。

2. 基本的なスタンピング工程

ブランキング／せん断：金型の切断刃でステンレス鋼のストリップ材をパンチングまたは切断し、部品の初期ブランク（円形または方形の板材など）を得ます。バリを発生させないよう、刃先は常に鋭利にしておく必要があります（バリ高さは≤0.03mmとすること。さもないと後続の組立に影響を与えます）。

パンチング／トリミング：ストリップ材またはブランク上に所定の穴（円形または不規則な形状の穴）を開けたり、端部の余分な材料を除去して、穴位置の精度（位置公差±0.02～±0.1mm）とエッジの滑らかさを確保します。

3. 成形スタンピング工程

曲げ加工：ストリップは曲げ金型を通じて特定の角度（例えば90°、U字形、Z字形など）に曲げられます。ステンレス鋼のスプリングバック特性（特にオーステナイト系ステンレス鋼はスプリングバック率が高い）に応じて、製品の曲げ後の寸法が要求仕様を満たすようにするために、金型での補正（過剰な曲げ角度の設計など）が必要です。

絞り加工：三次元形状の部品（カップ状や円筒状など）に適しています。絞り金型を使用して、ストリップを所定の深さまで引き伸ばします。材料の割れを防ぐため、絞り係数（各絞り工程における直径の減少比率）を制御する必要があります（オーステナイト系ステンレス鋼は絞り性能が最も優れており、複数回の絞り加工が可能です）。

フランジ加工／リブ圧着：部品の端部を折り曲げる（例えば、円形の穴をフランジ状に成形するなど）か、または補強用のリブを圧着する（部品の剛性を高めるため）。フランジ加工時、端部にしわが寄らないこと、およびリブの圧着深さが均一であることを確保する必要がある。

4. 精密仕上げ（任意）

高精度が要求される部品（電子コネクタなど）の場合、二次的な仕上げ工程が必要となる。これには、精密ブランキング（ブランキング面の表面品質向上）、整形（曲げや引き抜き後の寸法誤差の修正）、バリ取り（研削、電解処理、またはレーザーによるエッジバリの除去）が含まれる。

III. 後続処理工程

洗浄および脱脂

プレス加工プロセスで使用されるプレス油（潤滑および冷却用）は、洗浄工程によって除去する必要がある。一般的な洗浄方法には以下のものがある：

溶剤洗浄（アルコール、洗浄剤など）：小型部品に適している；

超音波洗浄：複雑な構造を持つ部品に適しており、すき間や穴の中の油汚れを確実に除去できます。

表面処理

製品の要求に基づいて表面処理工程を選択します

パッシベーション処理：硝酸またはクロメート溶液で処理することで、ステンレス鋼表面に酸化皮膜を形成し、耐腐食性を向上させます（特に304や316などのオーステナイト系ステンレス鋼において有効です）。

研磨：表面の滑らかさ（鏡面効果など）を高めるために行い、装飾用部品や食品接触部品に使用されます。

電気めっき：ニッケルめっきやクロムめっきなどにより、表面硬度を高めたり外観を変更したりします（ステンレス鋼は既に耐腐食性が高いため、あまり使用されません）。

検査と梱包

検査：測定工具（ノギス、マイクロメーター）、画像測定装置などを用いて、部品の寸法、形状公差および表面品質を検査し、不適合品を除外します。

包装：部品の特性に応じて、輸送中の圧縮による傷や変形を防ぐために、ブリスターパック、トレイなどの包装方法を選択してください。

Iv. 工程の特徴と主要な管理ポイント

高効率かつ連続的：プログレッシブ金型と自動供給システムを採用することで連続生産が可能になります。単一の生産ラインの日産能力は数万点から数十万点に達し、大規模な標準化部品の生産に適しています。

重要管理点

金型の精度：部品の寸法公差に直接影響します。摩耗による寸法のずれを防ぐため、定期的に刃先のメンテナンスを行う必要があります。

潤滑効果：スタンピング油はステンレス材質および工程（絞り加工など）に合わせて選定する必要があります（例えば、絞りには高粘度極圧油）。これにより、材料の傷や金型の過熱を防止できます。

スプリングバック制御：加工パラメータ（プレス速度や温度など）の最適化や金型補正を行うことで、成形品の形状ずれを低減します。