３．準定常温度および変形解析方法 ③③エエジジェェククトト，，④④⑤⑤⑥⑥冷冷却却 図図７７ FEM 温温度度解解析析モモデデルル (a)①①材材料料セセッッテティィンンググ (b)②②押押出出しし加加工工 のパラメータが型内部および型表面に及ぼす熱負荷の影響について検討する． ch3ch3minch2３．１ 準定常温度解析 ch2minch1既報8)～19)で述べたモデルに類似した図7のような形状を用いて準定常温度FE解析を行う．パンチ材質をSKD61（直径20mm，高さ60mm），被加工材の材質をＳ45C（初期高さ30mm），押し込み量25mmとし，主な解析条件として，素材初期温度TMO=1000℃，1150℃，1250℃，パンチベース温度：TBASE=100℃，鍛造サイクルタイム：tcy=3.3秒～4.03秒，接触熱コンダクタンス：Kc=27.6kW/㎡K および36.08kW/㎡K，接触時間：tc =0.05秒，0.08秒，摩擦せん断係数：mｍ=0.0～0.4まで0.1刻みで増加，コーナ半径：R=2mm，3mm，4mmまで1mm刻みで増加，皮膜厚さ：ｔh=0.2mmとした． ch1minch4ch4min温温度度（（℃℃））図図５５ TTmmaaxxおおよよびびTTmmiinnのの温温度度軌軌跡跡((11115500℃℃)) 図5はTmo=1150℃における最高温度：Tmaxと最低温度：Tminの温度軌跡を表したものである．鍛造開始から約10分までは温度上昇が著しく，非定常温度状態と言える．その後は定常温度状態となっていることが分かる． 熱電対測定位置(mm)図図６６ 熱熱電電対対測測定定位位置置ににおおけけるるTTmmaaxx，，TTmmiinn 図６は金型内の4つの熱電対測定温度から金型表面の最高温度：Tmaxおよび最低温度：Tminの推定温度を示している．このときの鍛造材料初期温度：Tmoは1150℃であり，表面最高温度は約750℃，最低温度も約400℃となっている． 鍛造肌をそのまま利用するネットシェイプを目的とした加工精度の向上やコストの低減など熱間鍛造型に求められる要求は高まる一方である．そのためには，金型構造(型組精度)，型の変形予測，金型材料の高強度化，型温度の管理，型寿命予測，型摩耗対策等1)を考慮する必要がある．特に，熱負荷が厳しく，材料が回流するポンチ角部などでは型の摩耗や塑性変形および熱劣化を起点とする割れが生じることとなり,これらが型寿命を支配する主要な因子となる7)～19)． 後方押出しモデルに摩擦すべり，表面皮膜，型形状等の鍛造パラメータを考慮した温度場を求め，これら8800007700006600005500004400003300002200001100000000555500004455004400003355003300002255002200001155001100005500000011002200時時間間((mmiinn))330044005500110011556600− 99 −11115500℃℃最最低低温温度度11115500℃℃最最高高温温度度
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