| 研究概要 |
歯車部品において,歯部(歯の表面)と軸部が,異なる素材からなる製品を閉塞鍛造にて成形する際の変形挙動(荷重特性,形状変化,材料流動)に及ぼす,材料の組み合わせ,負荷方法,型形状(歯数),潤滑状態の影響について調査した.
使用した材料は,軸部(コア材)に純アルミニウムA1050焼鈍材を,歯部(リング材)にはA1050切出し材,A1050予加工材,A5056焼鈍材,A2024焼鈍材を用いた.
荷重特性について:歯数が4の場合と6の場合を比較すると,コア材の高さを同じにした場合は,歯数6のほうが荷重が低い.リング材を変えても,パンチ荷重-ストローク曲線の概観はほぼ同様であり,リング材の硬度が上がるにつれて荷重レベルは上昇する.片押しと両押しを比較すると両押しのほうが,同じ充満度では荷重が低い.
外形形状の変化について:片押し成形では,リング材側面およびリング,コア材底面に潤滑した場合と無潤滑では歯の成長の様子が異なる.無潤滑ではパンチ面に近いほうから歯が成長してゆくが,潤滑した場合は軸にほぼ平行に成長してゆく.両押し成形では,潤滑の有無によらず,歯は軸にほぼ平行に成長してゆく.リング肉厚3ミリの条件では,リング材がA1050ではリングの破断が見られなかったが,A5056では充満度が75%程度で破断した.A2024ではストロークのかなり早い段階で破断してしまった.また,両押し成形のほうが,片押しより若干高い充満度までリングが破断せず成形できる
内部材料流動について:半割格子線試料により内部の材料流動を調べた.片押し成形においてリング材がA1050の場合,リング材とコア材の界面においてコア材の軸方向への流動,即ちリング材とコア材の相対辷りが見られたが,リング材がA5056の場合は,この相対辷りは見られず,コア材のリング材と接触している部分の材料は半径方向にのみ流動していることがわかった.また,両押し成形ではリング,コア界面での相対辷りは少ない.
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