焼入れ用厚板の穴抜きにおける疲労強度に及ぼす加工条件の影響極限成形システム研究室吉田明央鋼板の高強度化薄板の高強度鋼板成形切口面端部への応力集中疲労強度の低下厚板成形高強度化目的焼入れ厚板材の疲労強度に及ぼす焼入れと穴抜き加工条件の影響の調査穴抜き熱処理疲労試験焼入れ用厚板の穴抜きにおける疲労強度に及ぼす加工条件の影響 1）穴抜き加工された鋼板の疲労強度に及ぼす焼入れの影響 2）増肉穴抜き加工による疲労強度の向上穴抜き加工条件と使用した鋼材板押えｔ＝4.5 パンチ ∅10.00 板材（S35C）ｘ ∅ 10.09， ∅ 10.63， ∅ 11.35 ダイスｘクリアランス比 c ＝＝1，7，15% 2ｔ熱処理条件温度時間冷却方法 [℃] [min] 焼入れ 870 40 油冷焼戻し 300 60 空冷機械的特性引張強さ [MPa] 焼入れなし 465 焼入れあり 1610 硬さ [HV] 138 502 焼入れなし，ありの切口面と穴縁面構成 0 焼入れあり 3 5 7% 15% せん断面 2 4 c =1% だれ 1 上面からの距離 /mm 焼入れなし 1mm だれせん断破面断面破断面 c =1% 7% 15% 焼入れされた鋼板の疲労強度に及ぼすクリアランス比の影響クラック発生 ∅10 20 破断面せん断面 500 500 400 300 繰返し応力/MPa 繰返し応力/MPa 破断面せん断面 c =1% 7% 200 15% 100 0 1.E+04 4 10 1.E+05 5 1.E+06 6 10 10 繰返し数 (a) 焼入れなし，引張強さ465MPa 400 c =1% 300 7% 200 100 0 1.E+04 104 15% 1.E+05 5 1.E+06 10 106 繰返し数 (b)焼入れあり，引張強さ1610MPa 焼入れ用厚板の穴抜きにおける疲労強度に及ぼす加工条件の影響 1）穴抜き加工された鋼板の疲労強度に及ぼす焼入れの影響 2）増肉穴抜き加工による疲労強度の向上焼入れ材の疲労強度を向上させる増肉穴抜き加工法 ∅10 テーパパンチ 1 板材 2.5 ∅10.09 段付きダイス加工前 4.5 ∅7 5 板押え焼入れ材の疲労強度を向上させる増肉穴抜き加工法穴抜き加工焼入れ材の疲労強度を向上させる増肉穴抜き加工法穴縁の増肉と平滑化増肉穴抜き加工後の切口面と穴縁面構成だれ平増肉滑破面断面 1mm 上面からの距離 /mm 穴抜き c =1% だれせん断破面断面 0 1 だれせん断面 2 3 4 5 6 平滑面破断面穴抜き c =1% 増肉増肉穴抜き加工を行った疲労試験結果平均表面粗さ [μmRa] c =1% 0.70 増肉 0.13 繰返し応力/MPa 0.28 600 増肉穴抜き 500 400 300 200 c =1% 100 0 10000 104 100000 5 10 繰返し数 1000000 6 10 結言 • 焼入れを行うことによって，c =1％とc =15％との疲労限の応力の差が10％から50％になり，穴縁面構成の影響が大きくなった． • 増肉穴抜き加工をすることによって，c =1％のせん断面より大きな平滑面を得ることでき，疲労限の応力がc =1％に比べ，約33％向上できた．