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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

研究課題

研究課題/領域番号 16F16787
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 生産工学・加工学
研究機関岐阜大学

研究代表者

王 志剛  岐阜大学, 工学部, 教授 (30244510)

研究分担者 DONG WENZHENG  岐阜大学, 工学部, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2016-11-07 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2018年度: 200千円 (直接経費: 200千円)
2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2016年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード塑性加工 / 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
研究実績の概要

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。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 7件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Determination of friction law in metal forming under oil-lubricated condition2018

    • 著者名/発表者名
      Z.G. WANG, W.Z. DONG, K. OSAKADA
    • 雑誌名

      CIRP Annals - Manufacturing Technology

      巻: 67 ページ: 257-260

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A new forming method of flange on a drawn cup by plate forging2018

    • 著者名/発表者名
      Z.G. WANG, W.Z. DONG, H. YATO
    • 雑誌名

      Procedia Manufacturing

      巻: 15 ページ: 955-960

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Determination of Friction Law in Metal Forming Under Oil-lubricated Condition2018

    • 著者名/発表者名
      Z.G. Wang, W.Z. Dong, K. Osakada
    • 雑誌名

      Annals of the CIRP - Manufacturing Technology

      巻: 67

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A New Forming Method of Flange on a Drawn Cup by Plate Forging2018

    • 著者名/発表者名
      Wang, Z.G., Dong, W.Z., Yato, H.
    • 雑誌名

      Prpcedia Manufacturing

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental Investigation on Friction Law under Starved Lubrication in Metal Forming2017

    • 著者名/発表者名
      Zhang, Y., Wang, Z.G., Yoshikawa, Y., Dong, W.Z.
    • 雑誌名

      Procedia Engineering

      巻: 207 ページ: 2269-2273

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Galling Mechanism in Metal Forming Process with TRD Coated Die Against Advanced High Strength Steel Sheet2017

    • 著者名/発表者名
      Dong, W.Z., Xu, L., Wen, J., Lin, Q.Q, Wang, Z.G.
    • 雑誌名

      Procedia Engineering

      巻: 207 ページ: 2233-2238

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental and numerical investigation on galling behavior in sheet metal forming process2017

    • 著者名/発表者名
      W.Z. Dong, L. Xu, Q.Q. Lin, Z.G. Wang
    • 雑誌名

      Int. J. Adv. Manuf. Technol

      巻: 88 ページ: 1101-1109

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Experimental investigation on friction law under starved lubrication in metal forming2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Zhang, Z.G. Wang, Y. Yoshikawa, W.Z. Dong
    • 学会等名
      ICTP 2017
    • 発表場所
      Cambridge
    • 年月日
      2017-09-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-11-08   更新日: 2024-03-26  

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