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マルチスケール解析による高強度鋼板のプレス成形における焼付き機構の解明

Research Project

Project/Area Number 16F16787
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Production engineering/Processing studies
Research InstitutionGifu University

Principal Investigator

王 志剛  岐阜大学, 工学部, 教授 (30244510)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) DONG WENZHENG  岐阜大学, 工学部, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2016-11-07 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2018: ¥200,000 (Direct Cost: ¥200,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords塑性加工 / トライボロジー / 焼付き / プレス成形 / 高張力鋼板 / 高強度鋼板
Outline of Annual Research Achievements

高強度鋼板のプレス成形における焼付き現象をマクロスケールから原子スケールまで階層的に解明し、ミクロスケールでの焼付き機構に基づいてマクロスケールでの焼付き条件の定式化を行う。車体軽量化を実現するための超高強度鋼板の使用量が増加の一途を辿っているが、超高強度鋼板の冷間プレス成形において、スプリングバックと焼付きの抑制が技術的な課題となっている。最近使われ出したホットスタンピング成形の最重要な課題は金型への鋼板めっき層の移着となっている。金型への焼付きを抑制するために、異なる材質の皮膜を金型表面に被覆する技術が一般的に使われているが、材質選択はトライ結果に頼っている。本研究では、ミクロスケールの解析結果に基づいて、被加工材の材質に適合する金型材質を抽出する。
本年度は、高強度鋼板の冷間成形によく用いられる各種硬質皮膜を用いて摩擦試験を行い、ミクロスケールでの焼付き起点を電子線凹凸顕微鏡を用いて観測を行った。その結果、金型表面上の焼付きは、表面の微細凹凸に起点とするものと、表面の平滑部から発生するものの2種類が存在すること、表面凹凸から始まる焼付きの成長は比較的に緩やかに成長することが判明した。VC皮膜を用いた実験では、焼付きの成長はミクロスクラッチから始まり、ミクロ凝着に成長し、最終的にはアブレシブ摩耗に至る。さらに固体潤滑剤による薄膜潤滑の場合、焼付きを抑制するために、金型がある程度の表面粗さを持った方が有効であることが判明した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2018 2017

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results) Presentation (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Determination of friction law in metal forming under oil-lubricated condition2018

    • Author(s)
      Z.G. WANG, W.Z. DONG, K. OSAKADA
    • Journal Title

      CIRP Annals - Manufacturing Technology

      Volume: 67 Pages: 257-260

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A new forming method of flange on a drawn cup by plate forging2018

    • Author(s)
      Z.G. WANG, W.Z. DONG, H. YATO
    • Journal Title

      Procedia Manufacturing

      Volume: 15 Pages: 955-960

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Determination of Friction Law in Metal Forming Under Oil-lubricated Condition2018

    • Author(s)
      Z.G. Wang, W.Z. Dong, K. Osakada
    • Journal Title

      Annals of the CIRP - Manufacturing Technology

      Volume: 67

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A New Forming Method of Flange on a Drawn Cup by Plate Forging2018

    • Author(s)
      Wang, Z.G., Dong, W.Z., Yato, H.
    • Journal Title

      Prpcedia Manufacturing

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Experimental Investigation on Friction Law under Starved Lubrication in Metal Forming2017

    • Author(s)
      Zhang, Y., Wang, Z.G., Yoshikawa, Y., Dong, W.Z.
    • Journal Title

      Procedia Engineering

      Volume: 207 Pages: 2269-2273

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Galling Mechanism in Metal Forming Process with TRD Coated Die Against Advanced High Strength Steel Sheet2017

    • Author(s)
      Dong, W.Z., Xu, L., Wen, J., Lin, Q.Q, Wang, Z.G.
    • Journal Title

      Procedia Engineering

      Volume: 207 Pages: 2233-2238

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Experimental and numerical investigation on galling behavior in sheet metal forming process2017

    • Author(s)
      W.Z. Dong, L. Xu, Q.Q. Lin, Z.G. Wang
    • Journal Title

      Int. J. Adv. Manuf. Technol

      Volume: 88 Pages: 1101-1109

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Experimental investigation on friction law under starved lubrication in metal forming2017

    • Author(s)
      Y. Zhang, Z.G. Wang, Y. Yoshikawa, W.Z. Dong
    • Organizer
      ICTP 2017
    • Place of Presentation
      Cambridge
    • Year and Date
      2017-09-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-11-08   Modified: 2024-03-26  

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