６Al-４Vチタン合金板の 高温引張特性 チタン合金板のホットスタンピング 炉加熱 1200 油圧プレス 80 板材加熱 ：数分 金型加熱 ：数十分 成形：数分 金型冷却 ：数十分 通電加熱 サーボプレス 600 40 400 20 200 金型の加熱：不要 加熱時間：数秒 酸化スケール：小 電極 抵抗加熱:数秒 0 0 200 400 600 800 1000 加熱温度 /℃ 成形：数秒 ６Al-４Vチタン合金板の 電気抵抗率と温度の関係 通電加熱ハット曲げ成形装置 金型材質：SKD61（焼入れ・焼戻し） 電極間距離：120mm 電極押え力：4MPa 300 250 37.2 荷重（サーボプレス） 6Al-4Vチタン合金板 200 150 電極押え力 鋼板 電極押え 100 板押え パンチ 50 0 試験片：６Al-４Vチタン合金 （130L, 20W, 1.2ｔ） 37.2 200 400 600 温度 /℃ 800 1000 銅電極 20 電気抵抗率 /μΩ・cm 引張強さ 全伸び 上型 下型 60 800 全伸び /％ 金型 引張強さ /MPa 1000 金型の加熱：要 加熱時間：数分 酸化スケール：大 40 ダイス 絶縁体 通電加熱ハット曲げ成形 チタン合金の通電加熱ホットスタンピング方法 ハット曲げの結果 パンチ 底部に局面を有するU曲げの結果 試験片 ダイス 電流密度：12.5A/mm2 通電時間：7.21s 下死点保持時間：3.0s 電極押え 部分通電加熱段差成形 ハット曲げ成形品外観 最大成形荷重に及ぼす加熱温度の影響 最大成形荷重 /kN 8 冷間，破断 炉加熱（T=900℃ ）， 酸化スケール大 通電加熱（T=900℃）， 酸化スケール小 破断 6 4 2 0 200 400 600 1000 加熱温度T /℃ スプリングバック角度に及ぼす 加熱温度の影響 通電加熱ハット曲げ成形品組織観察 12 スプリングバック角度⊿θ /° 800 等軸状α組織 10 50μm 8 変態点（995℃）以上に加熱 針状α組織 疲労強度が低下 素板 6 4 2 0 200 400 600 加熱温度T /℃ 800 50μm 50μm 1000 T= 1050℃ T= 900℃ 底部曲面U曲げ成形金型寸法 チタン合金の通電加熱ホットスタンピング方法 パンチ 130 36.6 25 ハット曲げの結果 38.8 底部に局面を有するU曲げの結果 部分通電加熱段差成形 40 140 ダイス 通電加熱底部曲面U曲げ成形結果 非加熱部スリットによる底角部割れ防止 底角部割れ 15mm間隔 5 成形品(T = 850℃) 非加熱部による拘束 5 電極への熱伝導による非加熱部 板材 5mm間隔 熱伝導 電極 割れなし 底角部に変形が集中 部分通電加熱段差成形 部分的な成形 85 試験片 チタン合金の通電加熱ホットスタンピング方法 120 ハット曲げの結果 変形する部分のみ加熱 1.7 成形 下死点保持9s 電極押え圧力 20.7MPa 底部に局面を有するU曲げの結果 上型 電極 押え 部分通電加熱段差成形 板材 加熱 銅電極 2.5 搬送 3s 電極間長さ l 成形品長さ方向表面形状(T=850℃) 成形品幅方向表面形状(T=850℃) 加熱部 l =20mm l =75mm 6 1 4 l =75mm l =20mm 2 目標形状 20 40 60 80 左端からの距離x /mm 加熱部 h y l =75mm 非加熱部 大 0 100 120 -0.5 加熱部 加熱部 0 非加熱部 l =20mm l =75mm 冷間 0 非加熱部 0.5 x 高さh /mm 高さh /mm h 下型 20 l =20mm 非加熱部 小 40 60 前端からの距離y /mm 80 まとめ • 通電加熱を用いることによって加熱時間を短 縮し，室温の金型で成形することができた． • 電極と接触する非加熱部分にスリットを施す ことで非加熱部分の拘束を低減できた． • 小さな段差を成形する場合，曲げ部分のみを 加熱する通電加熱によって歪みを低減できた．
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