金属塑性加工における潤滑剤・工具材料・素材材料の総合試験法

1986 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 60850023
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 島 進 京大, 工学部, 助教授 (70026160)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大村 勝 摂南大学, 工学部, 講師 (40100549) ; 後藤 善弘 福井大学, 工学部, 助教授 (70020211) ; 佐藤 悌介 徳島大学, 工学部, 教授 (50035804) ; 真崎 才次 大阪工業大学, 教授 (30079537) ; 大矢根 守哉 摂南大学, 工学部, 教授 (00025800)
• Keywords: 塑性加工 / トライボロジ / 摩擦試験法 / 摩擦による温度上昇 / 摩擦における寸法効果 / セラミック工具 / 耐摩耗性 / 耐焼付き性

Research Abstract

引抜きにおよび当研究グループが開発してきた、塑性加工のための摩擦試験法を対象として、工具と素材との接触面における摩擦による発熱を考慮して、潤滑剤が導入されるくさび部において、熱塑流体力学的な解析を行った。これによって、導入される潤滑油膜厚さが求められ、更に、過去のデータから、油膜厚さと摩擦係数との間の関係を導入することによって、工具・素材・潤滑油の粘度特性、工具・素材の速度、寸法、接触圧力を条件として用いて、摩擦係数を計算した。その結果、工具と素材との接触面の寸法が変わると、他の条件は同じでも、摩擦係数の値が大きく異ってくることが計算された。引抜きの実験データが、現在のところ充分でないので、その結果と、摩擦試験法による結果とを比較すると、計算結果は実験結果とかなり一致し、本解析方法の有効性を示すことができた。
一方、将来塑性加工用工具材料として期待される、セラミックス、超硬材料を工具として、引抜きを行い、摩擦、焼付き、摩耗等について実験的に調べた。その結果、SiC,【Si_3】【N_4】が摩擦係数が低く、従来の工具鋼(SKD11)超硬(WC)と比べて、耐焼付き性が非常に優れていることが明らかになった。また、使用する潤滑剤によってはセラミック工具の摩耗は大きくなることもあるが、SiCは耐摩耗性においても最もすぐれていることも明らかにすることができた。
次にZr【O_2】,SiCを対象として、通常使用される添加剤(油性向上剤・極圧剤)を使用し、セラミック工具に対してもこれらの添加剤の効果があるのかを引抜きによって調査した。その結果、SiC,Zr【O_2】のいずれの場合も塩素系の添加剤が摩擦特性、耐摩耗性に対し、オレイン酸などはほとんど効果がないが、非常に効果があることが明らかになった。中でもSiCに対しては非常に効果があった。

Research Products

• [Publications] 佐藤悌介;多田吉宏: 塑性と加工. 27. 833-838 (1986)
• [Publications] 島進;山本憲隆: 塑性と加工. 28. (1987)
• [Publications] S.Shima;N.Yamamoto: Proc.2nd International Conference of Technology of Plasticity. 24. (1987)