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前年度は、板材の加工性拡大のために、塩浴剤を用いた高温液体によるバルジ加工機を試作し、工業用純アルミニウムを、被加工材として、バルジ加工実験を行った。
この実験によって加工性の拡大を確認した。本年度はこの加工法の特徴をより明らかにするために、供試材はA1050-II 14(工業用純アルミニウム)に加えて、A5182-0(4.5%Mgを含むアルミニウム合金)とした。試験温度は200℃から450℃で、液圧・変形高さ・ひずみ等を測定し、また成形速度を変えて実験を行い、成形限界等に及ぼす影響を調べた。また本研究では有限要素法プログラムを用いてアルミニウム板材のバルジ成形の解析を行った。要素は2節点軸対称要素を用い、等方性材料として扱い、曲げを考慮したかく理論により解析を行った。以上の実験により、液圧バルジ成形の成形限界を向上させることが可能となることを示した。さらに有限要素法プログラムを用いて数値シミュレーションを行い、実験結果とほぼ一致することを確認した。以下に結果をまとめる。
(1)温度の上昇にともない液圧が減少し、450℃では室温の約10%の液圧で成形が可能である。
(2)A1050材の最大変形高さは、400℃より大きく向上した。A5182材は温度上昇に伴い向上した。
(3)変形高さ20mmにおいては、形状・ひずみ分布の温度による影響は認められなかった。
(4)変形量が増すにつれて、頂点近傍のみ変形がおこなわれる。
(5)流量0.18〜0.90l/minの範囲では、成形限界・形状の成形速度による影響は認められなかった。 (6)A1050材において、350℃以下では圧延方向に破断を生じたが、400℃以上では圧延方向によらず破断する。
以上によってこの加工法の有効性を確認した。
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