28 容器表面粗さの増加およびSiO2微粒子を添加させた潤滑剤を用いたしごき加工極限成形システム研究室高橋尚志電池用ケースの製造電気自動車強く接触深絞り加工深絞り容器しごき加工焼付き二次電池用ケースステンレス鋼板アルミニウム合金板目的：ステンレス鋼容器とアルミニウム合金容器のしごき加工における耐焼付き性の向上 28 容器表面粗さの増加およびSiO2微粒子を添加させた潤滑剤を用いたしごき加工 • しごき加工限界に及ぼす容器表面粗さの影響 • 容器表面粗さを増加させる深絞り加工による耐焼付き性の向上 • SiO2 微粒子を添加させた潤滑剤による耐焼付き性の向上しごき加工における表面粗さを増加した容器による耐焼付き性向上 100mm/s 容器 dp ダイスパンチ潤滑剤硫黄系極圧添加剤 (95.74mm2/s) 潤滑剤 c f34 高さ /µm (i) 加工前 (ⅱ) 加工中 (b) ヘテロ (a) ラッピングダイス: ヘテロ，ラッピング 4 (c)容器表面粗さ大潤滑剤供給量：多 0 50 100 150 軸方向位置 /µm ヘテロ表面 (0.05μmRa) 研磨紙を用いて研磨された容器の表面性状容器軸方向粗さ軸方向 z 20 測定部円周方向 θ 0.1mm 研磨なし研磨紙高さ /µm 0.30μmRa 4 0 50 円周方向粗さ 4 100 150 z /µm 0 0.35μmRa 0.27μmRa 50 100 150 θ /µm 0.60μmRa 円周方向粗さ増加 0.60μmRa 0.11μmRa 軸方向粗さ増加 0.10μmRa 軸方向粗さ減少 0.11μmRa しごき荷重-ストローク線図および潤滑メカニズム潤滑剤流出 50 /kN 40 しごき荷重円周方向粗さ増加， r =11.4% 30 (a)円周方向粗さ増加 20 潤滑剤供給 10 軸方向粗さ増加，r =12.1% 0 5 10 15 20 25 30 ストローク /mm ダイス：ヘテロ表面 35 (b)軸方向粗さ増加成形限界に及ぼす容器表面粗さの影響観察部焼付き 0.1mm しごき率 r /% 30 20 研磨なしの塩素系添加剤焼付き良好 10 研磨なし 0 良好研磨なしの塩素系添加剤焼付き研磨なし 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 容器表面の軸方向粗さ /µmRa (a) ラッピング (b) ヘテロ表面 28 容器表面粗さの増加およびSiO2微粒子を添加させた潤滑剤を用いたしごき加工 • しごき加工限界に及ぼす容器表面粗さの影響 • 容器表面粗さを増加させる深絞り加工による耐焼付き性の向上 • SiO2 微粒子を添加させた潤滑剤による耐焼付き性の向上容器表面粗さを増大させる深絞り加工方法ブランク f 66 パンチしわ押え深絞りダイクリアランス比＝ 120％圧縮小隙間大 (a) クリアランス増加 13 浅絞り容器 f 45 引張大表面粗さ大 (b)ストレッチドロー成形パンチ潤滑剤ダイス: ヘテロしごき加工深絞り加工後の軸方向粗さ軸方向 z 円周方向高さ /µm 4 0.1mm 0 軸方向粗さ 0.30μmRa 50 100 150 z /µm 20 (a)研磨なし測定部 8 4 0 0.43μmRa 50 100 150 z /µm (b) クリアランス増加 8 4 0 0.57μmRa 50 100 150 z /µm (c)ストレッチドロー各容器における平均しごき荷重としごき率の関係平均しごき荷重 /kN 30 25 クリアランス増加研磨なし 20 軸方向粗さ増加ストレッチドロー 15 10 5 0 5 10 15 しごき率 r /% 20 25 表面粗さを増加させた容器の加工限界潤滑剤残存反射しごき率 r / % 30 20 焼付き，破断焼付き 10 良好研磨なし 0 軸方向粗さ増加 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 クリアランス増加ストレッチドロー容器表面の軸方向粗さ/µmRa 28 容器表面粗さの増加およびSiO2微粒子を添加させた潤滑剤を用いたしごき加工 • しごき加工限界に及ぼす容器表面粗さの影響 • 容器表面粗さを増加させる深絞り加工による耐焼付き性の向上 • SiO2 微粒子を添加させた潤滑剤による耐焼付き性の向上 SiO2微粒子を添加した潤滑剤による耐焼付き性向上 100mm/s パラフィン系鉱油 (動粘度ν=10，500mm2/s) dp c f34 潤滑剤 SiO2粒子(粒径：0.01μm) W=0～5wt%(0～2vol%) 高さ/µm パンチダイス: ラッピング 4 2 0 2μm 0.01μmRa 100 軸方向位置 /µm ダイス硬さ/HV 1μm 容器 SiO2 ダイス 230 950 1550 200 加工限界に及ぼすSiO2粒子添加量の影響観察部焼付き 0.1mm しごき率 r /% 50 40 30 20 焼付き焼付き，破断添加なし加工限界良好添加なし加工限界 10 0 1 2 3 4 5 1 2 3 6 SiO2添加量W /wt% (a) ν=10mm2/s (b) ν=500mm2/s SiO2粒子による耐焼付き性向上メカニズム容器(0.35μmRa) 潤滑剤+SiO2粒子パンチ（粒径：0.01μm） SiO2粒子ダイス容器しごきダイス (0.01μmRa) (a) 加工前 (b) 加工中 0.１μm (b) 接触部へ移動 (a)容器-ダイスが強く接触低粘度高粘度 (c) 潤滑剤と共に流出 (d) 粒子入り込み SiO2粒子による耐焼付き性向上メカニズム容器(0.35μmRa) 潤滑剤+SiO2粒子パンチ（粒径：0.01μm） SiO2粒子ダイス容器しごきダイス (0.01μmRa) 0.１μm (a)容器-ダイスが強く接触 SiO2粒子 10μm 添加あり (a) 加工前 (b) 加工中 (ν=500mm2/s，W =1wt%) (b) 接触部へ移動高粘度 (d) 粒子入り込みまとめ • 軸方向粗さを増加させた容器が最も加工限界が高かった． • 深絞り加工時のクリアランスを増加させる，またはストレッチドローを行うことで容器表面粗さを増加させることができ，加工限界が研磨なしに比べ向上した． • 潤滑剤にSiO2微粒子を添加することで，添加なしよりも耐焼付き性が向上した．