高温雰囲気中における難加工材の加工性拡大に関する研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03650551
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 鈴木 秀雄 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (40017299)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村田 眞 電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (10106883)
• Keywords: 塑性加工 / 液体バルジ / 高温変形 / 加工性拡大 / 塩浴剤

Research Abstract

工学の発展につれて難加工材の塑性加工の需要も増加している。しかし塑性加工を行う場合に被加工材の硬度が高いために型の硬度が不十分な場合がある。そこで本研究は雄型の代わりに高温液体で被加工材に高圧力を加え塑性加工をする方法を開発した。金属材料は温度上昇に伴って延性的性質は拡大するため、この加工法によれば加工限度も拡大し、変形抵抗も低下するために成形形状も従来の板材成形法と比較して多様化の可能性をも有する。
本年度はこの高温液体加工機の設計と、高温液体加工機の試作を行い、加工実験を行った。高温液体としては塩浴剤を使用した。今年度は被加工材をアルミニウムとし、液体の温度を200℃〜400℃に設定し50℃毎に温度を変化させてバルジ成形を行った。液体の温度上昇にともなって加工限界までのその成形高さは増大した成形限界が拡大した。また、その成形形状は円錐形から半円球状に変化した。特に,高温液体の温度を450℃としてバルジ形成をおこなうと,成形形状はほとんど半円球状となった。ひずみについては、円周方向ε_oと半径方向ε_rのひずみは正の値を取り、板厚方向のひずみε_tは負の値を取り、ε_o+ε_r=＼ε_t＼の関係が成立した。また、液体の温度が200℃においては、ε_tは0.2が最大であった。しかし,液体の温度が450℃においてはε_tは0.6以上にも達し、加工性の拡大が顕著に表れた。
来年度は、この加工機の欠陥を改良し、チタン等の難加工材の金属板への適用を検討し、その成形形状や成形限度について実験的に検討を加える。さらに,この加工について有限要素法を用いて数値シュミュレイションを行い高温液体による板材加工の特徴をより明かにする。