JP2016215275A - Hot forging method and glass lubricant - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱間鍛造方法に関する。 The present invention relates to a hot forging method.
従来、航空機や車両のエンジン等には、チタン合金を熱間鍛造することにより形成された部材が用いられることがある。チタン合金を熱間鍛造する方法として、例えば、特許文献１には、チタン合金等の被加工材の表面にガラス潤滑剤を塗布することによって当該表面にガラス潤滑剤の被膜を形成するガラス潤滑剤塗布工程と、ガラス潤滑剤の被膜が形成された被加工材を鍛造温度に加熱した状態で金型を用いて鍛造する熱間鍛造工程と、を備える熱間鍛造方法が開示されている。ガラス潤滑剤の塗布（被膜の形成）は、熱間鍛造工程における被加工材と金型との間に生じる摩擦の低減効果や被加工材の保温効果を得る等の目的で行われる。 2. Description of the Related Art Conventionally, members formed by hot forging titanium alloys may be used in aircraft and vehicle engines. As a method for hot forging a titanium alloy, for example, Patent Document 1 discloses a glass lubricant in which a glass lubricant film is formed on a surface of a workpiece such as a titanium alloy by applying the glass lubricant. A hot forging method is disclosed that includes an application step and a hot forging step in which a workpiece on which a glass lubricant film is formed is heated to a forging temperature using a mold. Application of the glass lubricant (formation of a coating film) is performed for the purpose of, for example, obtaining an effect of reducing friction generated between the workpiece and the mold in the hot forging process and an effect of keeping the workpiece warm.
一般に、特許文献１に記載されるような熱間鍛造方法では、熱間鍛造工程における被加工材の金型への焼付きをより確実に防止したいというニーズがある。 In general, in the hot forging method described in Patent Document 1, there is a need to more reliably prevent seizing of a workpiece on a mold in a hot forging process.
本発明の目的は、焼付きの発生を低減可能な熱間鍛造方法及び当該熱間鍛造方法で用いられるガラス潤滑剤を提供することである。 An object of the present invention is to provide a hot forging method capable of reducing the occurrence of seizure and a glass lubricant used in the hot forging method.
前記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明者らは、被加工材の金型への焼付きには、ガラス潤滑剤の被膜の表面粗さが関係していることを見出した。具体的に、熱間鍛造時には、被加工材の表面積が拡大することによって当該被加工材に新生面が形成されるが、被膜のうち相対的に膜厚の小さな部位は、被加工材の新生面の形成時に、その形成に追随しながら当該新生面を十分に被覆することができず、これにより被加工材の表面に膜切れの部位（被加工材の表面がガラス潤滑剤で十分に被覆されていない部位）が生じる場合があることを見出した。この場合、被加工材の金型への焼付きが生じやすい。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have found that the surface roughness of the glass lubricant coating is related to the seizure of the workpiece to the mold. Specifically, during hot forging, a new surface is formed on the workpiece by increasing the surface area of the workpiece, but a relatively small portion of the coating is formed on the new surface of the workpiece. At the time of formation, the new surface cannot be sufficiently covered while following the formation, whereby the surface of the work piece is not covered with the glass lubricant (the surface of the work piece is not sufficiently covered with the glass lubricant). It has been found that there is a case where a site is generated. In this case, seizure of the workpiece to the mold is likely to occur.
よって、被膜のうち相対的に膜厚が小さな部位にも十分に大きな膜厚が確保されるように被膜のうち相対的に膜厚の大きな部位と相対的に膜厚の小さな部位との差を小さくすることにより、つまり、被膜の表面粗さを小さくすることにより、熱間鍛造時における被膜の膜切れが抑制され、これにより被加工材の金型への焼付きの発生を抑制可能であることに想到した。 Therefore, the difference between the relatively thick part of the coating and the relatively thin part of the coating is ensured so that a sufficiently large film thickness is secured even in the relatively small part of the coating. By making it smaller, that is, by reducing the surface roughness of the coating, the film breakage of the coating at the time of hot forging is suppressed, which can suppress the occurrence of seizure of the workpiece to the mold. I thought of that.
本発明はこのような観点からなされたものであり、Ｔｉ、Ｔｉ合金、Ｎｉ、Ｎｉ合金、超合金及びステンレス鋼の中から選択された被加工材の表面にガラス潤滑剤の被膜が形成されるように前記被加工材に前記ガラス潤滑剤を塗布するガラス潤滑剤塗布工程と、前記ガラス潤滑剤の被膜を乾燥させることにより前記被加工材及び前記被膜を有する被鍛造材を形成する乾燥工程と、鍛造温度において前記被鍛造材を鍛造する熱間鍛造工程と、を含み、前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記被鍛造材を前記鍛造温度まで加熱した後に室温まで冷却したときに前記ガラス潤滑剤の被膜の表面粗さが２０μｍ以下となるように、前記被加工材に前記ガラス潤滑剤を塗布する、熱間鍛造方法を提供する。 The present invention has been made from such a viewpoint, and a glass lubricant film is formed on the surface of a workpiece selected from Ti, Ti alloy, Ni, Ni alloy, superalloy, and stainless steel. A glass lubricant applying step for applying the glass lubricant to the workpiece, and a drying step for forming the workpiece and the forged material having the coating by drying the glass lubricant coating; A hot forging step forging the forged material at a forging temperature, and in the glass lubricant application step, the glass lubricant is heated to the forging temperature and then cooled to room temperature. There is provided a hot forging method in which the glass lubricant is applied to the workpiece so that the surface roughness of the coating becomes 20 μm or less.
本熱間鍛造方法によれば、熱間鍛造工程における被膜の表面粗さが２０μｍ以下となるので、つまり、被膜のうち相対的に膜厚の小さな部位と大きな部位との差が小さくなることにより前記膜厚の小さな部位にも十分に大きな膜厚が確保されるので、熱間鍛造工程において、被膜は、被加工材への新生面の形成に有効に追随しながら当該新生面を被覆する。このため、熱間鍛造工程における被膜の膜切れが抑制され、これにより焼付きの発生が抑制される。さらに、被膜の表面粗さを２０μｍ以下とすることにより、熱間鍛造工程において、被膜中のガラスが未溶融状態で泡膨れが発生すること、すなわち、被覆不良が発生することが抑制される。 According to the present hot forging method, the surface roughness of the coating in the hot forging process is 20 μm or less, that is, the difference between the relatively small portion and the large portion of the coating is reduced. Since a sufficiently large film thickness is secured even in the small film thickness portion, in the hot forging process, the film covers the new surface while effectively following the formation of the new surface on the workpiece. For this reason, the film breakage of the coating in the hot forging process is suppressed, thereby suppressing the occurrence of seizure. Furthermore, by setting the surface roughness of the coating to 20 μm or less, in the hot forging process, it is possible to suppress the occurrence of bubble blistering when the glass in the coating is in an unmelted state, that is, the occurrence of coating failure.
この場合において、前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記被鍛造材を前記鍛造温度まで加熱した後に室温まで冷却したときに前記ガラス潤滑剤の被膜の表面空隙率が５０％以下となるように、前記被加工材に前記ガラス潤滑剤を塗布することが好ましい。 In this case, in the glass lubricant application step, the surface porosity of the glass lubricant coating is 50% or less when the forged material is heated to the forging temperature and then cooled to room temperature. It is preferable to apply the glass lubricant to the workpiece.
このようにすれば、熱間鍛造工程における焼付きの発生がより確実に抑制される。表面空隙率とは、被膜の所定の面積内に存在する気泡割合を指す。被膜中に気泡が存在すると被膜の膜厚は小さくなるため、表面空隙率を５０％以下とすることにより、被膜のうち膜厚が相対的に小さくなる部位が比較的少なくなる。よって、熱間鍛造工程で被加工材に新生面が形成された場合に当該新生面に被膜が良好に追随する。 In this way, the occurrence of seizure in the hot forging process is more reliably suppressed. The surface porosity refers to the ratio of bubbles present within a predetermined area of the coating. If there are bubbles in the coating, the thickness of the coating is reduced. Therefore, by setting the surface porosity to 50% or less, the portion of the coating having a relatively small thickness becomes relatively small. Therefore, when a new surface is formed on the workpiece in the hot forging process, the coating successfully follows the new surface.
また、本発明において、前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記ガラス潤滑剤の被膜の厚さが０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下となるように、前記被加工材に前記ガラス潤滑剤を塗布することが好ましい。 In the present invention, in the glass lubricant application step, the glass lubricant is applied to the workpiece so that the glass lubricant film has a thickness of 0.1 mm to 0.6 mm. Is preferred.
このようにすれば、熱間鍛造工程における焼付きの発生が一層抑制される。具体的に、被膜の厚さが０．１ｍｍ以上確保されることにより、被膜の新生面への追随時における当該被膜の膜切れが抑制される。また、被膜の厚さが０．６ｍｍ以下に設定されることにより、ガラス潤滑剤に含まれるバインダー成分の揮発が促進されるので、被膜への気泡の残存が抑制され、これにより被膜の新生面への追随時における当該被膜の膜切れが抑制される。 In this way, the occurrence of seizure in the hot forging process is further suppressed. Specifically, by ensuring that the thickness of the coating is 0.1 mm or more, film breakage of the coating at the time of following the new surface of the coating is suppressed. Moreover, since the volatilization of the binder component contained in the glass lubricant is promoted by setting the thickness of the coating to 0.6 mm or less, the remaining of bubbles in the coating is suppressed, and this leads to the new surface of the coating. The film breakage of the coating at the time of following is suppressed.
また、本発明において、前記熱間鍛造工程では、７００℃以上１２００℃以下の鍛造温度において前記被鍛造材を鍛造することが好ましい。 Moreover, in this invention, it is preferable to forge the said to-be-forged material in the forging temperature of 700 to 1200 degreeC at the said hot forging process.
このようにすれば、熱間鍛造工程における被加工材の新生面への被膜の追随が良好になる。具体的に、鍛造温度が７００℃以上に設定されることにより、被膜中のガラスの軟化ないし溶融が促進されることで被膜に十分な流動性が確保されるので、熱間鍛造工程において新生面に被膜が良好に追随する。また、鍛造温度が１２００℃以下に設定されることにより、溶融状態のガラスが被加工材の表面を流下することにより被膜の厚さが小さくなるといった不具合の発生が抑制される。 If it does in this way, the follow-up of the film to the new surface of a work material in a hot forging process will become favorable. Specifically, by setting the forging temperature to 700 ° C. or higher, the softening or melting of the glass in the coating is promoted, so that sufficient fluidity is ensured in the coating. The film follows well. In addition, by setting the forging temperature to 1200 ° C. or lower, the occurrence of a problem that the thickness of the coating film is reduced by the molten glass flowing down the surface of the workpiece is suppressed.
また、本発明において、前記熱間鍛造工程では、前記被鍛造材を前記鍛造温度下に０．５時間以上保持した後に当該被鍛造材を鍛造することが好ましい。 Moreover, in this invention, it is preferable to forge the said forging material after hold | maintaining the said forging material at the said forging temperature for 0.5 hour or more in the said hot forging process.
このようにすれば、ガラス潤滑剤からバインダー成分が十分に揮発するので、被膜への気泡の残存が抑制される。よって、被膜の新生面への追随時における当該被膜の膜切れが抑制される。 In this way, the binder component is sufficiently volatilized from the glass lubricant, so that the remaining of bubbles in the coating is suppressed. Therefore, the film breakage of the film at the time of following the new surface of the film is suppressed.
また、本発明において、前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記被加工材に前記ガラス潤滑剤を塗布する前に、前記被加工材を５０℃以上１５０℃以下に予熱することが好ましい。 In the present invention, in the glass lubricant application step, it is preferable that the work material is preheated to 50 ° C. or more and 150 ° C. or less before the glass lubricant is applied to the work material.
このようにすれば、乾燥工程における被膜の乾燥時間が短縮されるとともに、前記ガラス潤滑剤塗布工程におけるガラス潤滑被膜の剥離を抑制することができる。 If it does in this way, while the drying time of the film in a drying process is shortened, peeling of the glass lubricating film in the said glass lubricant application process can be suppressed.
また、本発明において、前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記被加工材として、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−５Ａｌ−５Ｖ−５Ｍｏ−３Ｃｒ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏのいずれかに前記ガラス潤滑剤を塗布することが好ましい。 In the present invention, in the glass lubricant application step, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-6Al-4V, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-5Al-2Sn- It is preferable to apply the glass lubricant to any of 2Zr-4Mo-4Cr, Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr, and Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo.
また、本発明において、前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記鍛造温度において１０＾５．１Ｐａ・ｓ以下の粘度となるガラス潤滑剤を用いることが好ましい。 In the present invention, in the glass lubricant application step, it is preferable to use a glass lubricant having a viscosity of 10 ^ 5.1 Pa · s or less at the forging temperature.
このようにすれば、熱間鍛造工程における焼付きの発生がより確実に抑制される。 In this way, the occurrence of seizure in the hot forging process is more reliably suppressed.
また、本発明は、Ｔｉ、Ｔｉ合金、Ｎｉ、Ｎｉ合金、超合金及びステンレス鋼の中から選択された被加工材の表面にガラス潤滑剤の被膜が形成されるように前記被加工材に前記ガラス潤滑剤を塗布するガラス潤滑剤塗布工程と、前記ガラス潤滑剤の被膜を乾燥させることにより前記被加工材及び前記被膜を有する被鍛造材を形成する乾燥工程と、鍛造温度において前記被鍛造材を鍛造する熱間鍛造工程と、を含む熱間鍛造方法の前記ガラス潤滑剤塗布工程で用いられるガラス潤滑剤であって、前記鍛造温度において１０＾５．１Ｐａ・ｓ以下の粘度となる、ガラス潤滑剤を提供する。 The present invention also provides the workpiece with a glass lubricant film formed on the surface of the workpiece selected from Ti, Ti alloy, Ni, Ni alloy, superalloy and stainless steel. A glass lubricant application step for applying a glass lubricant; a drying step for forming the workpiece and a forging material having the coating by drying the coating film of the glass lubricant; and the forging material at a forging temperature. A glass lubricant used in the glass lubricant application step of the hot forging method including forging a glass, wherein the glass has a viscosity of 10 ^ 5.1 Pa · s or less at the forging temperature. Provide lubricant.
本ガラス潤滑剤を用いることにより、熱間鍛造工程において、被膜は、被加工材への新生面の形成に有効に追随しながら当該新生面を被覆するので、熱間鍛造工程における被加工材の金型への焼付きの発生が抑制される。 By using this glass lubricant, in the hot forging process, the coating coats the new surface while effectively following the formation of the new surface on the work material, so the mold of the work material in the hot forging process Occurrence of seizure is suppressed.
以上のように、本発明によれば、焼付きの発生を低減可能な熱間鍛造方法及び当該熱間鍛造方法で用いられるガラス潤滑剤を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a hot forging method capable of reducing the occurrence of seizure and a glass lubricant used in the hot forging method.
以下、本発明の一実施形態の熱間鍛造方法について説明する。本方法は、Ｔｉ等の被加工材を熱間鍛造する方法である。本実施形態では、被加工材は、Ｔｉ、Ｔｉ合金、Ｎｉ、Ｎｉ合金、超合金及びステンレス鋼の中から選択される。より好ましくは、被加工材として、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−５Ａｌ−５Ｖ−５Ｍｏ−３Ｃｒ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏのいずれかが選択される。本方法は、ガラス潤滑剤塗布工程と、乾燥工程と、熱間鍛造工程と、を含んでいる。以下、順に説明する。 Hereinafter, the hot forging method of one embodiment of the present invention will be described. This method is a method for hot forging a workpiece such as Ti. In the present embodiment, the workpiece is selected from Ti, Ti alloy, Ni, Ni alloy, superalloy, and stainless steel. More preferably, as a workpiece, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-6Al-4V, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr, Ti-5Al-5V Either -5Mo-3Cr or Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo is selected. The method includes a glass lubricant application step, a drying step, and a hot forging step. Hereinafter, it demonstrates in order.
（ガラス潤滑剤塗布工程）
この工程は、被加工材の表面にガラス潤滑剤の被膜が形成されるように被加工材にガラス潤滑剤を塗布する工程である。ガラス潤滑剤は、ＳｉＯ２やＢ２Ｏ３等のガラス粒子であって主に数μｍ〜数十μｍのものと、バインダー成分（樹脂成分）と、水と、を含む液状の潤滑剤である。被加工材の表面へのガラス潤滑剤の塗布の詳細については、後述する。ガラス潤滑剤塗布工程では、被加工材にガラス潤滑剤を塗布する前に、被加工材を５０℃〜１５０℃に予熱することが好ましい。この予熱は、９０℃〜１５０℃で行われることがより好ましい。
(Glass lubricant application process)
This step is a step of applying a glass lubricant to the workpiece so that a glass lubricant film is formed on the surface of the workpiece. The glass lubricant is a liquid lubricant containing glass particles such as SiO 2 and B 2 O 3 and mainly containing several μm to several tens of μm, a binder component (resin component), and water. . Details of the application of the glass lubricant to the surface of the workpiece will be described later. In the glass lubricant application step, it is preferable to preheat the workpiece to 50 ° C. to 150 ° C. before applying the glass lubricant to the workpiece. This preheating is more preferably performed at 90 ° C to 150 ° C.
（乾燥工程）
本工程は、ガラス潤滑剤の被膜を乾燥させることにより被加工材及び被膜を有する被鍛造材を形成する工程である。この工程では、被膜が形成された被加工材を、ガラス潤滑剤中の水分が除去され、かつ、バインダー成分が状態変化（溶融等）しない温度（例えば、９０℃〜１５０℃）に加熱することにより、被膜を乾燥させる。
(Drying process)
This step is a step of forming a work material and a forged material having a film by drying the glass lubricant film. In this step, the workpiece on which the film is formed is heated to a temperature (for example, 90 ° C. to 150 ° C.) at which moisture in the glass lubricant is removed and the binder component does not change state (melt, etc.) To dry the coating.
（熱間鍛造工程）
本工程は、鍛造温度（例えば７００℃〜１２００℃）下において被鍛造材を鍛造する工程である。具体的に、加熱炉において鍛造温度に加熱された下金型内に被鍛造材を配置し、この被鍛造材を上金型で押圧することにより当該被鍛造材を熱間鍛造する。このとき、図１に示されるように、被加工材の表面積が拡大することによって当該被加工材に新生面が形成される。なお、図１は、環状の被鍛造材の鍛造前後の断面を示している。この工程では、被鍛造材のうち熱間鍛造により最も大きな変形が生じる部位の表面積拡大率（鍛造後の被鍛造材の特定の部位の表面積の、鍛造前の被鍛造材の前記特定の部位の表面積、に対する割合）が１．０１以上１０以下となるように被鍛造材を鍛造する。より好ましくは、この工程では、上記表面積拡大率が６．３以下となるように被鍛造材を鍛造する。また、この工程では、被鍛造材を鍛造温度下に０．５時間以上保持した後に当該被鍛造材を鍛造する。この保持時間は、長い程好ましい。これは、加熱時間が長くなるほどバインダー成分の揮発が促進され、これにより空隙の少ない被膜が形成されるという理由による。
(Hot forging process)
This step is a step of forging the material to be forged at a forging temperature (for example, 700 ° C. to 1200 ° C.). Specifically, the forging material is placed in a lower mold heated to a forging temperature in a heating furnace, and the forging material is hot forged by pressing the forging material with an upper mold. At this time, as shown in FIG. 1, a new surface is formed on the workpiece by increasing the surface area of the workpiece. FIG. 1 shows a cross section of the annular forged material before and after forging. In this process, the surface area enlargement ratio of the portion where the greatest deformation occurs due to hot forging in the forged material (the surface area of the specific portion of the forged material after forging, the specific portion of the forged material before forging The material to be forged is forged so that the ratio to the surface area is 1.01 or more and 10 or less. More preferably, in this step, the material to be forged is forged so that the surface area enlargement ratio is 6.3 or less. In this step, the forging material is forged after holding the forging material at the forging temperature for 0.5 hour or more. The holding time is preferably as long as possible. This is because the longer the heating time, the more the volatilization of the binder component is promoted, thereby forming a film with fewer voids.
ここで、上述のガラス潤滑剤塗布工程における被加工材の表面へのガラス潤滑剤の塗布の詳細について説明する。ガラス潤滑剤塗布工程では、被鍛造材を鍛造温度まで加熱した後に室温まで冷却したときにガラス潤滑剤の被膜の表面粗さが２０μｍ以下となるように、被加工材にガラス潤滑剤を塗布する。より好ましくは、この工程では、被膜の表面粗さが１０μｍ以下となるように被加工材にガラス潤滑剤を塗布する。本実施形態では、表面粗さとして算術平均粗さＲａを採用している。なお、実際に被鍛造材を鍛造する現場においては、試験にて予め決められたガラス潤滑剤が用いられるため、室温まで冷却して表面粗さを測定する必要はない。以下の表面空隙率の測定においても同様である。 Here, the detail of application | coating of the glass lubricant to the surface of a workpiece in the above-mentioned glass lubricant application process is demonstrated. In the glass lubricant application step, the glass lubricant is applied to the workpiece so that the surface roughness of the coating film of the glass lubricant becomes 20 μm or less when the forged material is heated to the forging temperature and then cooled to room temperature. . More preferably, in this step, a glass lubricant is applied to the workpiece so that the surface roughness of the coating is 10 μm or less. In this embodiment, the arithmetic average roughness Ra is adopted as the surface roughness. It should be noted that at the site where the material to be forged is actually forged, it is not necessary to measure the surface roughness by cooling to room temperature because the glass lubricant previously determined in the test is used. The same applies to the measurement of the following surface porosity.
さらに、ガラス潤滑剤塗布工程では、被鍛造材を鍛造温度まで加熱した後に室温まで冷却したときにガラス潤滑剤の被膜の表面空隙率が５０％以下となるように、被加工材にガラス潤滑剤を塗布する。表面空隙率とは、被膜の所定の面積内に存在する気泡割合を指す。 Further, in the glass lubricant application step, the glass lubricant is applied to the workpiece so that the surface porosity of the coating film of the glass lubricant is 50% or less when the workpiece is heated to the forging temperature and then cooled to room temperature. Apply. The surface porosity refers to the ratio of bubbles present within a predetermined area of the coating.
さらに、ガラス潤滑剤塗布工程では、ガラス潤滑剤の被膜の厚さが０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下となるように、被加工材にガラス潤滑剤を塗布する。この被膜の厚さは、潤滑剤、鍛造温度（加熱温度）及び加熱時間等を踏まえて設定される。すなわち、被膜の厚さは、被鍛造材を鍛造温度まで加熱した後に室温まで冷却したときのガラス潤滑剤の被膜の表面粗さが２０μｍ以下となりかつ表面空隙率が５０％以下となるように、潤滑剤、鍛造温度（加熱温度）及び加熱時間等を踏まえて設定される。 Further, in the glass lubricant application step, the glass lubricant is applied to the workpiece so that the thickness of the glass lubricant film is 0.1 mm or more and 0.6 mm or less. The thickness of the coating is set based on the lubricant, forging temperature (heating temperature), heating time, and the like. That is, the thickness of the coating is such that the surface roughness of the coating film of the glass lubricant is 20 μm or less and the surface porosity is 50% or less when the forged material is heated to the forging temperature and then cooled to room temperature. It is set based on the lubricant, forging temperature (heating temperature), heating time, and the like.
また、ガラス潤滑剤塗布工程では、鍛造温度において１０＾４．８Ｐａ・ｓ以下の粘度を有するガラス潤滑剤が用いられる。 In the glass lubricant application step, a glass lubricant having a viscosity of 10 ^ 4.8 Pa · s or less at the forging temperature is used.
以上に説明したように、本熱間鍛造方法では、熱間鍛造工程における被膜の表面粗さが２０μｍ以下となるので、つまり、被膜のうち相対的に膜厚の小さな部位と大きな部位との差が小さくなることにより前記膜厚の小さな部位にも十分に大きな膜厚が確保されるので、熱間鍛造工程において、被膜は、被加工材への新生面の形成に有効に追随しながら当該新生面を被覆する。このため、熱間鍛造工程における被膜の膜切れが抑制され、これにより焼付きの発生が抑制される。さらに、被膜の表面粗さを２０μｍ以下とすることにより、熱間鍛造工程において、被膜中のガラスが未溶融状態で泡膨れが発生すること、すなわち、被覆不良が発生することが抑制される。 As described above, in the present hot forging method, the surface roughness of the coating in the hot forging process is 20 μm or less, that is, the difference between the relatively small and large portions of the coating. Since a sufficiently large film thickness is secured even in the small-thickness part by reducing the thickness of the film, in the hot forging process, the coating effectively follows the formation of the new surface on the workpiece. Cover. For this reason, the film breakage of the coating in the hot forging process is suppressed, thereby suppressing the occurrence of seizure. Furthermore, by setting the surface roughness of the coating to 20 μm or less, in the hot forging process, it is possible to suppress the occurrence of bubble blistering when the glass in the coating is in an unmelted state, that is, the occurrence of coating failure.
また、熱間鍛造工程における被膜の表面空隙率が５０％以下となるので、当該熱間鍛造工程における焼付きの発生がより確実に抑制される。具体的に、被膜中に気泡が存在すると被膜の膜厚は小さくなるため、表面空隙率を５０％以下とすることにより、被膜のうち膜厚が相対的に小さくなる部位が比較的少なくなる。よって、熱間鍛造工程で被加工材に新生面が形成された場合に当該新生面に被膜が良好に追随する。 Moreover, since the surface porosity of the coating film in the hot forging process is 50% or less, the occurrence of seizure in the hot forging process is more reliably suppressed. Specifically, since the film thickness of the film becomes small when bubbles are present in the film, by setting the surface porosity to 50% or less, there are relatively few portions of the film where the film thickness becomes relatively small. Therefore, when a new surface is formed on the workpiece in the hot forging process, the coating successfully follows the new surface.
また、熱間鍛造工程における被膜の厚さが０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下となるので、熱間鍛造工程における焼付きの発生が一層抑制される。具体的に、被膜の厚さが０．１ｍｍ以上確保されることにより、被膜の新生面への追随時における当該被膜の膜切れが抑制される。また、被膜の厚さが０．６ｍｍ以下に設定されることにより、ガラス潤滑剤に含まれるバインダー成分の揮発が促進されるので、被膜への気泡の残存が抑制され、これにより被膜の新生面への追随時における当該被膜の膜切れが抑制される。 Moreover, since the thickness of the coating film in the hot forging process is 0.1 mm or more and 0.6 mm or less, the occurrence of seizure in the hot forging process is further suppressed. Specifically, by ensuring that the thickness of the coating is 0.1 mm or more, film breakage of the coating at the time of following the new surface of the coating is suppressed. Moreover, since the volatilization of the binder component contained in the glass lubricant is promoted by setting the thickness of the coating to 0.6 mm or less, the remaining of bubbles in the coating is suppressed, and this leads to the new surface of the coating. The film breakage of the coating at the time of following is suppressed.
また、熱間鍛造工程では、７００℃以上１２００℃以下の鍛造温度において被鍛造材を鍛造するので、当該熱間鍛造工程における被加工材の新生面への被膜の追随が良好になる。具体的に、鍛造温度が７００℃以上に設定されることにより、被膜中のガラスの軟化ないし溶融が促進されることで被膜に十分な流動性が確保されるので、熱間鍛造工程において新生面に被膜が良好に追随する。また、鍛造温度が１２００℃以下に設定されることにより、溶融状態のガラスが被加工材の表面を流下することにより被膜の厚さが小さくなるといった不具合の発生が抑制される。 Further, in the hot forging process, the material to be forged is forged at a forging temperature of 700 ° C. or more and 1200 ° C. or less, and thus the coating of the coating on the new surface of the work material in the hot forging process becomes good. Specifically, by setting the forging temperature to 700 ° C. or higher, the softening or melting of the glass in the coating is promoted, so that sufficient fluidity is ensured in the coating. The film follows well. In addition, by setting the forging temperature to 1200 ° C. or lower, the occurrence of a problem that the thickness of the coating film is reduced by the molten glass flowing down the surface of the workpiece is suppressed.
また、熱間鍛造工程では、被鍛造材を鍛造温度下に０．５時間以上保持した後に当該被鍛造材を鍛造するので、ガラス潤滑剤からバインダー成分が十分に揮発し、これにより被膜への気泡の残存が抑制される。よって、被膜の新生面への追随時における当該被膜の膜切れが抑制される。 In the hot forging process, the forged material is forged after holding the forged material at the forging temperature for 0.5 hours or more, so that the binder component is sufficiently volatilized from the glass lubricant, and thereby the coating material is formed. Residual air bubbles are suppressed. Therefore, the film breakage of the film at the time of following the new surface of the film is suppressed.
また、ガラス潤滑剤塗布工程では、被加工材にガラス潤滑剤を塗布する前に、被加工材を５０℃以上１５０℃以下に予熱するので、乾燥工程における被膜の乾燥時間が短縮されるとともに、前記ガラス潤滑剤塗布工程におけるガラス潤滑被膜の剥離を抑制することができる。 Moreover, in the glass lubricant application process, before the glass lubricant is applied to the workpiece, the workpiece is preheated to 50 ° C. or more and 150 ° C. or less, so that the drying time of the coating in the drying step is shortened, Peeling of the glass lubricant film in the glass lubricant application step can be suppressed.
また、ガラス潤滑剤塗布工程では、鍛造温度において１０＾４．８Ｐａ・ｓ以下の粘度を有するガラス潤滑剤が用いられるので、熱間鍛造工程における焼付きの発生がより確実に抑制される。 Further, in the glass lubricant application process, since a glass lubricant having a viscosity of 10 ^ 4.8 Pa · s or less is used at the forging temperature, the occurrence of seizure in the hot forging process is more reliably suppressed.
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
例えば、上記実施形態では、被膜の表面粗さとして算術平均粗さＲａが採用されたが、表面粗さとして、最大高さＲｙや十点平均粗さＲｚが採用されてもよい。 For example, in the above embodiment, the arithmetic average roughness Ra is adopted as the surface roughness of the coating, but the maximum height Ry and the ten-point average roughness Rz may be adopted as the surface roughness.
次に、本熱間鍛造方法の実施例について説明する。この実施例では、被膜の算術平均粗さＲａが２０μｍ以下でかつ表面空隙率が５０％以下の試験片１〜８（実施例）、及び、被膜の算術平均粗さＲａが２０μｍ以上でかつ表面空隙率が５０％以上の試験片９〜１２（比較例）の作成と、熱間鍛造試験と、を行った。各試験片は、次のようにして作成した。 Next, examples of the present hot forging method will be described. In this example, the arithmetic average roughness Ra of the film is 20 μm or less and the test pieces 1 to 8 (Examples) having a surface porosity of 50% or less, and the arithmetic average roughness Ra of the film is 20 μm or more and the surface Preparation of test pieces 9 to 12 (comparative examples) having a porosity of 50% or more and a hot forging test were performed. Each test piece was prepared as follows.
（１）被加工材として、Ｔｉ又はＴｉ合金のブロック材（５５ｍｍ×４６ｍｍ×２７．５ｍｍ）を用意する。 (1) A Ti or Ti alloy block material (55 mm × 46 mm × 27.5 mm) is prepared as a workpiece.
（２）被加工材を９０℃で１時間程度予熱し、この表面にガラス潤滑剤を０．１ｍｍ〜０．６ｍｍ塗布する（ガラス潤滑剤塗布工程）。 (2) The workpiece is preheated at 90 ° C. for about 1 hour, and a glass lubricant is applied to this surface in an amount of 0.1 mm to 0.6 mm (glass lubricant application step).
（３）ガラス潤滑剤が塗布された被加工材を、１５０℃で２０分加熱することにより被膜を乾燥させ、被鍛造材を形成する（乾燥工程）。 (3) The workpiece coated with the glass lubricant is heated at 150 ° C. for 20 minutes to dry the coating and form the forged material (drying step).
（４）被鍛造材を７４０℃〜９５０℃で１時間〜６時間加熱した後に室温まで空冷する。 (4) The material to be forged is heated at 740 ° C. to 950 ° C. for 1 hour to 6 hours and then cooled to room temperature.
このようにして作成された試験片１〜１２の算術平均粗さＲａ及び表面空隙率は、表１に示すとおりである。なお、上記（１）の工程で準備するブロック材の材質、上記（２）の工程で塗布するガラス潤滑剤の膜厚、及び、上記（４）の工程の加熱温度及び加熱時間についても、それぞれ表１に示すとおりである。 The arithmetic average roughness Ra and the surface porosity of the test pieces 1 to 12 thus prepared are as shown in Table 1. The material of the block material prepared in the step (1), the film thickness of the glass lubricant applied in the step (2), and the heating temperature and heating time in the step (4) are also respectively described. As shown in Table 1.
ここで、算術平均粗さＲａ及び表面空隙率は、デジタルマイクロスコープを用いて算出した。具体的に、算術平均粗さＲａは、倍率が１００倍に設定されたマイクロスコープにより縦の長さが１ｍｍで横の長さが０．４ｍｍの長方形の被覆表面画像を採取し、この画像の長手方向の粗さプロファイルに基づいて算出した。また、表面空隙率は、倍率が２００倍に設定されたデジタルマイクロスコープで一辺の長さが０．３６５ｍｍ〜１ｍｍの正方形の被覆表面画像を採取し、この画像内に存在する気泡割合を求めることにより算出した。 Here, the arithmetic average roughness Ra and the surface porosity were calculated using a digital microscope. Specifically, the arithmetic average roughness Ra was obtained by taking a rectangular coated surface image having a vertical length of 1 mm and a horizontal length of 0.4 mm using a microscope set with a magnification of 100 times. Calculation was based on the roughness profile in the longitudinal direction. The surface porosity is obtained by taking a square covered surface image with a side length of 0.365 mm to 1 mm with a digital microscope with a magnification set to 200 times, and obtaining the ratio of bubbles present in the image. Calculated by
また、表１に示される潤滑剤Ａ〜Ｊは、互いに異なるものであり、材質欄の「純チタン」は、工業用純チタンＪＩＳ２種（０．０３Ｎ＋０．０８Ｃ＋０．０１０Ｈ＋０．３０Ｆｅ＋０．２０Ｏ＋残Ｔｉ）を示す。また、被鍛造材を鍛造温度に加熱するための加熱炉は、当該炉の温度分布を考慮した温度公差が１４℃（ＡＭＳ規格）存在するので、表１の加熱温度は、７２６℃〜９６４℃となる。 Further, the lubricants A to J shown in Table 1 are different from each other, and “pure titanium” in the material column is industrial pure titanium JIS type 2 (0.03N + 0.08C + 0.010H + 0.30Fe + 0.20O + remaining Ti). Indicates. Moreover, since the temperature tolerance which considered the temperature distribution of the said furnace for the heating furnace for heating a to-be-forged material to the forging temperature exists 14 degreeC (AMS specification), the heating temperature of Table 1 is 726 degreeC-964 degreeC. It becomes.
各試験片（実施例及び比較例）を目視で観察したところ、試験片９〜１２（比較例）では、被膜中のガラスが未溶融状態で泡膨れ、すなわち、被覆不良が発生していた。一方、試験片１〜８（実施例）では、被覆不良がなく、被覆状態は良好であった。 When each test piece (Example and Comparative Example) was visually observed, in the test pieces 9 to 12 (Comparative Example), the glass in the coating bubbled in an unmelted state, that is, a coating failure occurred. On the other hand, in the test pieces 1-8 (Example), there was no coating defect and the coating state was favorable.
ここで、試験片８と試験片９とでは、同種の潤滑剤Ｇを用いているものの、試験片８の加熱温度に比べて試験片９の加熱温度が低いため、つまり、試験片９では、被膜中のガラスの軟化ないし溶融が十分に促進されなかったため、試験片８では被覆不良が発生しなかったのに対して試験片９では被覆不良が発生したものと推察される。 Here, although the same kind of lubricant G is used in the test piece 8 and the test piece 9, the heating temperature of the test piece 9 is lower than the heating temperature of the test piece 8, that is, in the test piece 9, Since softening or melting of the glass in the coating was not sufficiently promoted, it was presumed that the test piece 8 did not have a coating failure, whereas the test piece 9 had a coating failure.
次に、Ｔｉ又はＴｉ合金のビレット材を用意し、上記（２）〜（４）の工程とほぼ同様の工程で熱間鍛造試験を行った。具体的には、以下のとおりである。 Next, a billet material made of Ti or Ti alloy was prepared, and a hot forging test was performed in substantially the same steps as the steps (2) to (4). Specifically, it is as follows.
まず、ガラス潤滑剤塗布工程を行った。すなわち、０．１ｍｍ〜０．６ｍｍの被膜が形成されるようにＴｉ又はＴｉ合金のビレット材にガラス潤滑剤を塗布した。この工程は、上記（２）の工程と同じである。 First, a glass lubricant application process was performed. That is, a glass lubricant was applied to a billet material of Ti or a Ti alloy so that a film of 0.1 mm to 0.6 mm was formed. This step is the same as the step (2).
その後、被膜が形成されたビレット材を１５０℃で２０分加熱することによって被膜を乾燥させ、被鍛造材を形成した。この工程は、上記（３）の工程と同じである。 Thereafter, the billet material on which the film was formed was heated at 150 ° C. for 20 minutes to dry the film, thereby forming a forged material. This step is the same as the above step (3).
続いて、熱間鍛造工程を行った。この工程は、上記（４）の工程の一部（被鍛造材を７４０℃〜９５０℃で１時間〜６時間加熱する工程）と同じである。すなわち、被鍛造材を７４０℃〜９５０℃で１時間〜６時間加熱した後にこれをＳＫＤ６１製の下金型に配置し、この被鍛造材を上金型で押圧することにより当該被鍛造材を熱間鍛造した。この工程での各試験片の表面積拡大率は、表１に示すとおりである。 Subsequently, a hot forging process was performed. This process is the same as a part of the process (4) (the process of heating the forged material at 740 ° C. to 950 ° C. for 1 hour to 6 hours). That is, after heating the to-be-formed material at 740 ° C. to 950 ° C. for 1 to 6 hours, this is placed in a lower mold made of SKD61, and the to-be-forged material is pressed by the upper mold to Hot forged. The surface area magnification of each test piece in this step is as shown in Table 1.
そして、熱間鍛造工程により形成された鍛造材の上記金型からの脱型後、その鍛造材の表面を目視で観察した。この結果、表１に示されるように、試験片１〜８と同じ条件（材質、加熱温度、加熱時間、膜厚、表面粗さ、表面空隙率）で熱間鍛造されたものには焼付きが確認されず、試験片９〜１２と同じ条件で熱間鍛造されたものには焼付きが確認された。 And after demolding from the said metal mold | die of the forging material formed by the hot forging process, the surface of the forging material was observed visually. As a result, as shown in Table 1, seizure occurs when the material is hot forged under the same conditions (material, heating temperature, heating time, film thickness, surface roughness, surface porosity) as those of test pieces 1-8. No seizure was observed, and seizure was confirmed in the samples that were hot-forged under the same conditions as the test pieces 9-12.
以上より、鍛造温度まで加熱した後に室温まで冷却したときの被膜の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）が２０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下となり、また、被膜の表面空隙率が５０％以下となるように被加工材にガラス潤滑剤を塗布することにより、被覆不良や焼付きの発生を抑制することが可能となる。 From the above, the surface roughness (arithmetic average roughness Ra) of the film when heated to the forging temperature and then cooled to room temperature is 20 μm or less, more preferably 10 μm or less, and the surface porosity of the film is 50% or less. By applying a glass lubricant to the workpiece as described above, it becomes possible to suppress the occurrence of coating failure and seizure.
さらに、潤滑剤Ｋ及び潤滑剤Ｌを用いて、上記と同様に試験片１３〜１９（実施例）、及び、試験片２０〜２１（比較例）の作成と、熱間鍛造試験と、を追加的に行った。この結果は、表２に示すとおりである。また、この試験で用いた潤滑剤Ｋ及び潤滑剤Ｌの温度と粘度との関係は、図２に示すとおりである。図２では、横軸は温度を示し、縦軸は粘度を示している。なお、図２の縦軸の値は、１０に対する指数を表す。つまり、縦軸の値が４．８の場合、粘度は、１０＾４．８Ｐａ・ｓである。図２に示されるように、潤滑剤Ｋは、約７４０℃以上において粘度が１０＾４．８Ｐａ・ｓ以下となり、潤滑剤Ｌは、約９２０℃以上において粘度が１０＾４．８Ｐａ・ｓ以下となる。 Furthermore, using the lubricant K and the lubricant L, the creation of test pieces 13 to 19 (Examples) and test pieces 20 to 21 (Comparative Examples) and the hot forging test are added in the same manner as described above. I went there. The results are as shown in Table 2. Moreover, the relationship between the temperature and the viscosity of the lubricant K and the lubricant L used in this test is as shown in FIG. In FIG. 2, the horizontal axis represents temperature, and the vertical axis represents viscosity. In addition, the value of the vertical axis | shaft of FIG. That is, when the value on the vertical axis is 4.8, the viscosity is 10 ^ 4.8 Pa · s. As shown in FIG. 2, the lubricant K has a viscosity of 10 ^ 4.8 Pa · s or lower at about 740 ° C or higher, and the lubricant L has a viscosity of 10 ^ 4.8 Pa · s or lower at about 920 ° C or higher. It becomes.
表２に示されるように、潤滑剤Ｌを用いて９５０℃の加熱温度で熱間鍛造した場合（試験片１８〜１９）に、熱間鍛造されたものには焼付きが確認されなかった。このときの潤滑剤Ｌの粘度は、約１０＾４．５Ｐａ・ｓであった。しかし、加熱温度が７４０℃の場合に潤滑剤Ｌを用いて熱間鍛造をすると（試験片２０〜２１）、熱間鍛造されたものには焼付きが確認された。このときの潤滑剤Ｌの粘度は約１０＾７．５Ｐａ・ｓであった。 As shown in Table 2, when hot forging was performed using a lubricant L at a heating temperature of 950 ° C. (test pieces 18 to 19), seizure was not confirmed in those that were hot forged. The viscosity of the lubricant L at this time was about 10 ^ 4.5 Pa · s. However, when hot forging was performed using the lubricant L when the heating temperature was 740 ° C. (test pieces 20 to 21), seizure was confirmed in the hot forged products. At this time, the viscosity of the lubricant L was about 10 ^ 7.5 Pa · s.
加熱温度が７４０℃の場合に、潤滑剤Ｌに代えて潤滑剤Ｋを用いて熱間鍛造を行うと（試験片１３〜１７）、熱間鍛造されたものには焼付きが確認されなかった。このときの潤滑剤Ｋの粘度は約１０＾４．８Ｐａ・ｓであった。 When hot forging was performed using the lubricant K instead of the lubricant L when the heating temperature was 740 ° C. (test pieces 13 to 17), no seizure was confirmed in the hot forged one. . The viscosity of the lubricant K at this time was about 10 ^ 4.8 Pa · s.
以上に説明したように、加熱温度が９５０℃の場合と７４０℃の場合とで、焼付きが確認されなかった潤滑剤の粘度は１０＾４．５Ｐａ・ｓ、１０＾４．８Ｐａ・ｓであり、焼付きが発生しないための潤滑剤の粘度は、熱間鍛造時の加熱温度に影響してほとんど変化するものではないことが判る。 As described above, the viscosity of the lubricant in which seizure was not confirmed was 10 ^ 4.5 Pa · s and 10 ^ 4.8 Pa · s when the heating temperature was 950 ° C. and 740 ° C. It can be seen that the viscosity of the lubricant for preventing seizure hardly changes due to the influence of the heating temperature during hot forging.
次に、焼付きが発生しないための潤滑剤の粘度をより精緻に特定するため表３に示す試験を行った。 Next, a test shown in Table 3 was performed in order to more precisely specify the viscosity of the lubricant for preventing seizure.
表３では、潤滑剤Ｋ及び潤滑剤Ｌを用いて、試験片２２〜２５の作成と、熱間鍛造試験と、を追加的に行った結果を示している。 In Table 3, the result of additionally performing the creation of the test pieces 22 to 25 and the hot forging test using the lubricant K and the lubricant L is shown.
試験片２２では、潤滑剤Ｌを用いて９３０℃の加熱温度で熱間鍛造が行われたが、焼付きが確認されなかった。当該加熱温度での潤滑剤Ｌの粘度は約１０＾４．６Ｐａ・ｓであった。なお、表３の粘度の指数の部分は小数第２位以下を四捨五入している。試験片２３の場合も同様に潤滑剤Ｌが用いられ、８８９℃の加熱温度で熱間鍛造したが、焼付きが確認されなかった。当該加熱温度での潤滑剤Ｌの粘度は約１０＾５．１Ｐａ・ｓであった。試験片２４についても潤滑剤Ｌを用い、加熱温度９００℃にて熱間鍛造したが焼付きが確認されなかった。潤滑剤Ｌの粘度は約１０＾５．０Ｐａ・ｓであった。 In the test piece 22, hot forging was performed using a lubricant L at a heating temperature of 930 ° C., but seizure was not confirmed. The viscosity of the lubricant L at the heating temperature was about 10 ^ 4.6 Pa · s. In addition, the index part of the viscosity in Table 3 is rounded off to the second decimal place. In the case of the test piece 23, the lubricant L was similarly used, and hot forging was performed at a heating temperature of 889 ° C., but seizure was not confirmed. The viscosity of the lubricant L at the heating temperature was about 10 ^ 5.1 Pa · s. The test piece 24 was also hot forged at a heating temperature of 900 ° C. using the lubricant L, but no seizure was confirmed. The viscosity of the lubricant L was about 10 ^ 5.0 Pa · s.
試験片２５では、潤滑剤Ｋを用いて７３４℃の加熱温度で熱間鍛造が行われたが、焼付きが確認されなかった。当該加熱温度での潤滑剤Ｋの粘度は約１０＾４．８Ｐａ・ｓであった。 In the test piece 25, hot forging was performed using the lubricant K at a heating temperature of 734 ° C., but no seizure was confirmed. The viscosity of the lubricant K at the heating temperature was about 10 ^ 4.8 Pa · s.
以上に説明したように、本試験では、潤滑剤Ｌの粘度が最大で１０＾５．１Ｐａ・ｓであっても、焼付きが確認されなかった。したがって、熱間鍛造時の加熱温度（鍛造温度）における粘度が１０＾５．１Ｐａ・ｓ以下の範囲となるようなガラス潤滑剤を用いることにより、焼き付きが防止される、すなわち、被膜の新生面への追随が適切になされることが推定される。なお、より好ましくは、より確実に焼き付きを防止するため粘度が１０＾４．８Ｐａ・ｓ以下の潤滑剤が用いられる。 As described above, in this test, seizure was not confirmed even when the viscosity of the lubricant L was 10 ^ 5.1 Pa · s at the maximum. Therefore, seizure is prevented by using a glass lubricant whose viscosity at the heating temperature (forging temperature) during hot forging is in the range of 10 ^ 5.1 Pa · s or less, that is, to the new surface of the coating. It is estimated that the following is appropriately performed. More preferably, a lubricant having a viscosity of 10 ^ 4.8 Pa · s or less is used in order to more reliably prevent seizure.
Claims (9)
前記ガラス潤滑剤の被膜を乾燥させることにより前記被加工材及び前記被膜を有する被鍛造材を形成する乾燥工程と、
鍛造温度において前記被鍛造材を鍛造する熱間鍛造工程と、を含み、
前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記被鍛造材を前記鍛造温度まで加熱した後に室温まで冷却したときに前記ガラス潤滑剤の被膜の表面粗さが２０μｍ以下となるように、前記被加工材に前記ガラス潤滑剤を塗布する、熱間鍛造方法。 The glass lubricant is applied to the workpiece such that a glass lubricant film is formed on the surface of the workpiece selected from Ti, Ti alloy, Ni, Ni alloy, superalloy, and stainless steel. A glass lubricant application process;
A drying step of forming the workpiece and the forged material having the coating by drying the glass lubricant coating;
A hot forging step forging the material to be forged at a forging temperature, and
In the glass lubricant application step, the workpiece is heated to the forging temperature and then cooled to room temperature so that the surface roughness of the glass lubricant coating is 20 μm or less on the workpiece. A hot forging method in which a glass lubricant is applied.
前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記被鍛造材を前記鍛造温度まで加熱した後に室温まで冷却したときに前記ガラス潤滑剤の被膜の表面空隙率が５０％以下となるように、前記被加工材に前記ガラス潤滑剤を塗布する、熱間鍛造方法。 In the hot forging method according to claim 1,
In the glass lubricant application step, the workpiece is heated so that the to-be-processed material is heated to the forging temperature and then cooled to room temperature so that the surface porosity of the coating film of the glass lubricant is 50% or less. A hot forging method in which the glass lubricant is applied.
前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記ガラス潤滑剤の被膜の厚さが０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下となるように、前記被加工材に前記ガラス潤滑剤を塗布する、熱間鍛造方法。 In the hot forging method according to claim 1 or 2,
The hot forging method, wherein, in the glass lubricant application step, the glass lubricant is applied to the workpiece so that the glass lubricant film has a thickness of 0.1 mm to 0.6 mm.
前記熱間鍛造工程では、７００℃以上１２００℃以下の鍛造温度において前記被鍛造材を鍛造する、熱間鍛造方法。 In the hot forging method according to any one of claims 1 to 3,
In the hot forging step, a hot forging method in which the forged material is forged at a forging temperature of 700 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower.
前記熱間鍛造工程では、前記被鍛造材を前記鍛造温度下に０．５時間以上保持した後に当該被鍛造材を鍛造する、熱間鍛造方法。 In the hot forging method according to any one of claims 1 to 4,
In the hot forging step, a hot forging method in which the forged material is forged after holding the forged material at the forging temperature for 0.5 hour or more.
前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記被加工材に前記ガラス潤滑剤を塗布する前に、前記被加工材を５０℃以上１５０℃以下に予熱する、熱間鍛造方法。 In the hot forging method according to any one of claims 1 to 5,
In the glass lubricant application step, a hot forging method in which the work material is preheated to 50 ° C. or more and 150 ° C. or less before the glass lubricant is applied to the work material.
前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記被加工材として、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−５Ａｌ−５Ｖ−５Ｍｏ−３Ｃｒ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏのいずれかに前記ガラス潤滑剤を塗布する、熱間鍛造方法。 In the hot forging method according to any one of claims 1 to 6,
In the glass lubricant application step, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-6Al-4V, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr, A hot forging method in which the glass lubricant is applied to any one of Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr and Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo.
前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記鍛造温度において１０＾５．１Ｐａ・ｓ以下の粘度となるガラス潤滑剤を用いる、熱間鍛造方法。 In the hot forging method according to any one of claims 1 to 7,
In the glass lubricant application step, a hot forging method using a glass lubricant having a viscosity of 10 ^ 5.1 Pa · s or less at the forging temperature.
前記ガラス潤滑剤の被膜を乾燥させることにより前記被加工材及び前記被膜を有する被鍛造材を形成する乾燥工程と、
鍛造温度において前記被鍛造材を鍛造する熱間鍛造工程と、を含む熱間鍛造方法の前記ガラス潤滑剤塗布工程で用いられるガラス潤滑剤であって、
前記鍛造温度において１０＾５．１Ｐａ・ｓ以下の粘度となる、ガラス潤滑剤。
The glass lubricant is applied to the workpiece such that a glass lubricant film is formed on the surface of the workpiece selected from Ti, Ti alloy, Ni, Ni alloy, superalloy, and stainless steel. A glass lubricant application process;
A drying step of forming the workpiece and the forged material having the coating by drying the glass lubricant coating;
A glass lubricant used in the glass lubricant application step of the hot forging method including forging the forged material at a forging temperature,
A glass lubricant having a viscosity of 10 ^ 5.1 Pa · s or less at the forging temperature.
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2015
- 2015-11-11 JP JP2015221323A patent/JP6619621B2/en active Active
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