厚肉小径管の鞍反りと連続シュー成形を併用した新加工法の確立

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25420055
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 長町 拓夫 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (60208048)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉村 英徳 香川大学, 工学部, 准教授 (30314412)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 成形加工 / 塑性加工 / 圧延 / 鞍反り / パイプ

Research Abstract

異径圧延の各成形パラメータの板材長手方向カール量，鞍反り量への影響についての調査を行い，以下のことを明らかにした．有限要素シミュレーターを使用し，初期板厚が0.1mmのSPCD材を供試材とし，同周速，異周速圧延について，上下ロールのロール径比が3，圧下率が1％～5％について，長手方向のカール量を算出した．その結果，圧延された板の長手方向の曲率は異周速圧延の方が同周速圧延よりも大きく圧下率3%で最大となること，板の上側と下側の流出速度差と長手方向ひずみの差が大きいほど長手方向の曲率は大きくなること，圧延後の長手方向の曲率が大きいと，鞍反りが発生した際の板の幅方向の反りの度合いは大きくなること，鞍反りが発生した際の板の幅方向曲率は，エッジ付近で最大となることを明らかにした．さらに反りの発生メカニズムについて，トップロール側の接触開始点付近で板は大きく板厚-長手方向にせん断変形し，加工硬化する．そのため圧延中の板は加工硬化の小さいボトムロール側で板厚が減少し長手方向に伸びる．それにより，長手方向の反りが発生すること，圧下率3%以上では圧下率に比例して長手方向の曲率は大きくならず，これは圧下率が大きいほどボトムロール側の板厚の縮みが大きくなり，板がボトムロール側に移動し，トップロール側の接触開始点が下流に移動し，上側の加工硬化が減少し，板が全体的に長手方向に伸びるためであることを明らかにした．また，異周速圧延ではロールの周速度差により生じる摩擦力によって板の下側が引き延ばされるため，同じ圧下率の同周速圧延で圧延された板よりも板の長手方向曲率は大きくなった．実験についてもシミュレーションと同様な結果が得られた．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

該当年度の研究計画は，異周速圧延の各加工パラメータの板材長手方向カール量，鞍反り量への影響についての調査である．シミュレーションと実験により，同周速，異周速圧延の２条件，ロール径比１条件，圧延条件５条件について調査を行い，カール量，鞍反り量への影響を明らかにした．カール量の目標値は直径20mm～直径50mmであるのに対し，直径15mmという目標値を超えるカール量が達成できた．鞍反り量の目標値はエッジの高さが0.15mm～0.4mmに対し，0.25mmとなった．したがって，おおむね順調に進展していると言える．

Strategy for Future Research Activity

当初の計画どおり研究を進める．H26 年度はシュー成形による管の成形についての調査をシミュレーションと実験から行う．H27 年度は熱伝達性向上のため，内面溝付き管の成形を試みる．

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

当該年度に断面観察および変形挙動観察用カメラ一式（日本インスツルメンツNI 1776C \550,519）を発注したが，納品が遅れて次年度扱いとなったため．
当該年度に断面観察および変形挙動観察用カメラ一式（日本インスツルメンツNI 1776C \550,519）を発注したが，納品が遅れたため，次年度納品，支払いを行う予定である．