26 電極接触の最適化によって均一通電加熱された超高張力鋼容器の温・熱間スプライン成形極限成形システム研究室中本昌平高張力鋼板トランスミッション冷間加工加工荷重大，延性低熱間加工加工荷重小，延性高自動車用歯形部品炉加熱加熱時間遅スケール発生通電加熱加熱時間速スケール抑制板鍛造の適用研究目的温度低下電極円筒容器通電加熱温度低下容器の加熱温度を均一化し，スプライン成形を行う・スプライン成形実験方法・銅箔を用いた容器加熱温度の均一化・底部接触電極を用いた容器加熱温度の均一化・ダイクエンチを用いた高強度部品の成形円筒容器の形状 1.4 肉厚/mm 1.2 φ38.9 φ38.3 ブランク(φ65) 980MPa級超高張力鋼板絞りダイスしごきダイスしわ押えパンチ φ36 1.0 ブランク円筒容器 0.6 0.2 16.5 z 0 5 10 15 容器角部からの距離 z /mm 絞り・しごき加工 φ38.5 0 断面積一定通電加熱に用いた電極形状端部分割→放熱：減少銅箔分割数ｎ 8分割 16分割円筒容器銅箔(0.08mm×2枚重ね) 10 上電極 5 下電極 φ35 接触部分接触面積率ｃ 30% 通電加熱を用いたスプライン成形プロセスダイス銅電極円筒容器パンチ加圧加圧加熱直前通電加熱を用いたスプライン成形プロセス通電加熱加圧加圧通電加熱通電加熱を用いたスプライン成形プロセス電極退避電極退避通電加熱を用いたスプライン成形プロセス電極退避電極退避通電加熱を用いたスプライン成形プロセス電極退避電極退避通電加熱を用いたスプライン成形プロセスダイス下降通電加熱を用いたスプライン成形プロセスダイス下降通電加熱を用いたスプライン成形プロセスダイス下降通電加熱を用いたスプライン成形プロセスダイス下降通電加熱を用いたスプライン成形プロセスダイス上昇通電加熱を用いたスプライン成形プロセスダイス上昇通電加熱を用いたスプライン成形プロセス成形完了・スプライン成形実験方法・銅箔を用いた容器加熱温度の均一化・底部接触電極を用いた容器加熱温度の均一化・ダイクエンチを用いた高強度部品の成形温度分布に及ぼす銅箔分割数の影響（Q =20kJ，I =6kA，c =30% ） 1000℃ 4.5 銅箔 2.25 800℃ 600℃ 400℃ 200℃ （a）8分割 (b)16分割 0℃ φ33.0 (a)パンチ φ28 φ35 φ42 φ93 5 48 141 スプライン成形に用いた工具形状 (b)ダイス成形結果に及ぼす加熱温度の影響角部中心部割れ (a)角部：310℃ 中心部：630℃ (b)角部：440℃ 中心部：750℃ (c)角部：640℃ 中心部：960℃ ・スプライン成形実験方法・銅箔を用いた容器加熱温度の均一化・底部接触電極を用いた容器加熱温度の均一化・ダイクエンチを用いた高強度部品の成形底部接触電極形状 25mm 電極円筒容器通電加熱 (a)角部接触電極角部温度低下の抑制電極円筒容器 (b)底部接触電極上電極通電加熱下電極底部接触電極を用いたスプライン成形結果角部：640℃ 中心部：960℃ （a）角部接触電極角部：630℃ 中心部：640℃ （b）底部接触電極 1000℃ 800℃ 600℃ 400℃ 200℃ 0℃ スプライン成形品の軸方向肉厚分布 1.4 容器側壁 1.2 肉厚 /mm 1 底部接触 0.8 0.6 角部接触 0 0.4 0.2 0 肉厚測定部 5 10 15 z 20 成形品角部からの距離 z /mm ・スプライン成形実験方法・銅箔を用いた容器加熱温度の均一化・底部接触電極を用いた容器加熱温度の均一化・ダイクエンチを用いた高強度部品の成形ダイクエンチを用いた高強度歯形部品の成形プロセス 900℃に加熱成形＋焼入れダイクエンチ用鋼の組成 (mass%) C Si Mn P B 0.21 0.25 1.2 0.015 0.0014 スプライン成形品の軸方向硬さ分布 500 硬さ /HV20 400 300 200 ダイクエンチ用鋼（熱間成形） 980MPa級鋼(温間成形) ダイクエンチ用鋼素板 0 100 硬さ測定部 0 z 5 10 15 20 成形品角部からの距離 z /mm まとめ 1) 銅箔分割数を最適化することによって円周方向温度分布を均一に近づけた． 2) 底部接触電極を用いることで，容器角部から側壁部にかけての温度分布を均一化し，スプライン成形品の肉厚が改善した． 3) ダイクエンチによって980MPa級超高張力鋼板よりも容器角部，側壁部を高強度化したスプライン成形品が得られた．