naem citemhtimµ[aR ssenhguor R]3.1.2 試験結果図8は，同定したµdを示す．潤滑剤を用いた条件では，どのダイス素材でもμd≒0.1となった．また，目視では，どの試験片にも凝着は確認されなかった．一方，無潤滑では，HAP40>SNP-03>RT53の順にµdが大きくなり，SNP-03とHAP40では試験片に焼付きが生じた．3.1.3 考察図9は，冷間RC型摩擦試験後の試験片形状および表面外観を示す．無潤滑では，SNP-03およびHAP40で凝着が生じた．特に，SNP-03の無潤滑成形後の試験片では，テーパー部と軸部の一部に酸化膜のはく離が生じた．また，HAP40の無潤滑成形後の試験片は，Sp=2.7mmとしたが試験片テーパー部に酸化膜のはく離が生じた．したがって，酸化膜のはく離はテーパー部で生じた後に，軸部に伝播すると推察される．また，テーパー面の筋状に見える酸化膜のはく離は，マイクロクラックの成長6)によって説明することが可能であるが，軸部の酸化膜のはく離に関してはその限りではない．図10は，試験後のテーパー部表面の観察結果を示す．(a)のRT53の無潤滑成形された試験片テーパー部の拡大写真からは，テーパー部には軸方向に伸びた線条痕が生じていたが，酸化膜のアブレシブ摩耗と考えられる．一方，図9冷間RC型摩擦試験後の試験片形状図10テーパー部表面の様子(b)では，酸化膜が残存している様子が観察される．Temperature before forging [°C]Heating temperature [°C]Punch stroke [mm]Punch speed [mm/s]LubricantThickness of oxide film [µm]図11は，レプリカ法によって測定したダイス内径部の算術平均粗さを示す．ダイスの表面粗さはRT53 < SNP-03 < HAP40 の順に大きくなっていた．この傾向は，図8に示す無潤滑成形の場合と一致していた．したがって，無潤滑成形の大きな摩擦係数は，nibの材質ではなく表面粗さによるものであると推察される．また，潤滑剤を使用した場合の摩擦係数は，RT53 > (SNP-03≒HAP40)であった．これは，潤滑剤とミクロプールの関連7)で説明可能である．3.2温間RC型摩擦試験3.2.1試験内容3.1節で大気酸化によって酸化膜を形成させると，冷間鍛造でも凝着を抑制できることが確認できた．次に，試験片を温間域まで加熱し，チタン合金の温間鍛造におけるトライボロジー特性を調査した．ネットシェイプが要求されるチタン合金の温間鍛造では，液体ガラスのような膜厚の大きな潤滑剤の使用は難しく，また耐熱温度の低い油性潤滑材も使用できない8)．3.1節と同様，大気酸化によって試験片の表面に酸化膜を形成させ，無潤滑による温間のトライボロジー特性を検証した．表2は試験条件を示す．ダイスの素材として，3.1節の結果よりSNP-03，HAP40は凝着の恐れがあるため，RT53のみを用いた．また，試験片の加熱条件は，昇温30 s，保持1 minで昇温後空冷し，所定の試験片温度になる約5 s前にダイス内に装填した．3.2.2試験結果図12は，成形後の試験片を示す．また，図13は，温度ごとに求めたµdを示す．20°Cでは，膜厚0.08，0.10μmともに凝着痕は見られなかった．150°Cでは，0.08µmではテーパー部で凝着痕が見られたが，0.10µmでは凝着痕は見られなかった．300°Cでは，0.08, 0.10µmともにテーパー部で凝着痕が見られたが，0.08µmでは試験片軸部でも凝着痕が見られ，そのうちの1つは試験片全体に凝図11レプリカ法によるダイス表面の算術平均粗さMoS2RT53SNP-03HAP40(a) RT53, 無潤滑Former oilNot used(b) HAP40, 無潤滑0.60.50.40.30.20.10RT53SNP-0320203.75Not used (Only oxide film)0.08 / 0.10表2 温間RC型摩擦試験の試験条件300400HAP401502006007500.10− 66 −
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