dμ]aPM[ sserts wolF tneiciffeoc noitcirF3．試験および結果の考察図4は，RC型摩擦試験に用いた成形パンチを示す．ランド部の長さl < 0.2 mmとし，パンチの凝着を軽減し，離型性の向上を図った．2.4試験片の加熱装置の開発従来の温間鍛造の摩擦試験では，素材の加熱に電気炉を使用するため，炉から取り出し金型まで搬送する間の温度低下が問題となる．本試験では，加熱直後に成形が行えるように，吉田らが開発したダイス直上で加熱を行う温・熱間鍛造用加熱装置4)を参考に，図5に示す加熱方法を考案した．すなわち，素材をKOピンでダイス上端より上方に持ち上げ，誘導加熱を行い，加熱終了後速やかにKOピンを下げて試験片をダイス内に装填し実験を行う．素材の加熱制御には光ファイバー式赤外線温度計とPID制御を採用した．2.5 温間RC型摩擦試験用ダイセットの開発図6は，サーボプレス上のダイセットにセットアップされたRC型温間摩擦試験の主要な型構造を示す．既存のRC型摩擦試験用金型の試験片の芯出しは，試験ごとに真鍮製のマンドレルをパンチに装着し，ダイスに挿入して調整していたが，小径の試験片でも，芯出し精度を一定に保つため，ガイドポスト方式とした．2.6摩擦係数の算出方法有限要素解析ソフトウェアSimufact.Formingを用いて，試験片-ダイス間の摩擦係数µdを変化させた較正線図を作成した．一方，試験後の試験片寸法から，実験系の剛性図44RC型摩擦試験の成形パンチ図5 誘導加熱を用いた加熱システム図6ダイセットの概要を考慮した真のSpと後方押出し量Huを求め，その関係を較正線図にプロットし，内挿法を用いてµdを算出した．図7は，解析に用いた温度依存の変形抵抗を示す．3.1冷間RC型摩擦試験3.1.1試験内容大気中のチタン酸化膜は約40nm程度であり，そのまま鍛造を行うと，凝着・焼付きが生じるが，大気中で加熱したチタン酸化膜の厚さは，約0.1µm程度まで成長し，深絞り成形で良好な潤滑特性が報告されている5).そこで，本試験では大気酸化によってチタン酸化膜を形成させた試験片を用いて，複数の潤滑剤とダイス素材を組み合わせ，µdを評価した．表1は，試験条件を示す．潤滑剤として，二硫化モリブデンMoS2およびフォーマーオイル（硫黄系プレスオイル）を用いた．また，ダイス素材にはRT53（超硬材料），HAP40（熱間鍛造用ハイス）およびSNP-03（窒化ケイ素セラミックス）を用いた．基準とする公称Spを4.7mmとしたが，無潤滑鍛造の摩擦抵抗に応じて適宜変更した．図7チタン合金ASTEM136の変形抵抗曲線図8冷間RC型摩擦試験で同定された摩擦係数表1 冷間RC型摩擦試験の実験条件PunchBlankLoad cellIH CoilKO PinPunch BlockGuide PostDie Block16001400120010008006004002000Nib materialLubricantPunch stroke [mm]Punch speed [mm/s]Thickness of oxide film [µm]Temperature before forging [°C] 0.30.20.125℃300℃0.40.2Equivalent plastic strain εpRT53, SNP-03, HAP40MoS2, Former oil.Not used(only oxide film)4.7/2.750.08 / 0.1020Molybdenum disulfideFormer oilNot used (only oxide film)RT53SNP-03150℃600℃0.60.8010HAP40− 65 −
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