JP7472779B2 - 凝着予測方法、凝着予測プログラムおよび凝着予測装置 - Google Patents

Description

本発明は、金型へのアルミニウムやアルミニウム合金（本明細書ではこれらを総称して「アルミ」という）の凝着予測方法、凝着予測プログラムおよび凝着予測装置に関する。

金属製品の成型方法として、金型を用いてワーク（被加工素材）を鍛造工程により成形加工する方法がある。特許文献１には、潤滑油を用いない場合のアルミめっき鋼板の凝着予測方法が開示されている。より詳細には、熱解析と構造解析を連成させた解析により、ホットスタンプ時のプレス成形および冷却の過程における鋼板の温度分布、面圧分布および面内圧縮応力の分布解析を求める解析ステップと、これらの解析に基づき、前記面圧と前記面内圧縮応力の積の分布を演算する結果処理ステップと、この積の分布に基づき、ホットスタンプにおけるアルミニウムめっきの金型への凝着発生状態を判定する判定処理ステップを含む予測方法が開示されている。

特開２０１５－１９９０９８号公報

近年、車体の軽量化などの要求から、特許文献１等のように鋼板をワークとする成形加工技術に加えて、アルミニウムやアルミニウム合金を用いたアルミニウム系素材をワークとした鍛造工程（以下、アルミ鍛造工程ともいう）による成形加工技術の重要性が高まっている。しかし、アルミニウムは軟質材料であるため、アルミ鍛造工程において、ワーク中の金属粒子が金型に凝着しやすいという問題がある。

ワーク中の金属粒子が金型に凝着した場合、凝着したアルミの除去作業、或いは金型の交換作業が必要となる。また、金型に金属粒子が凝着することにより成形製品の品質不良が問題となり得る。このような自体にならないよう、型保全対策、潤滑膜の条件調整に多大な工数を要しており、生産性低下およびコスト増の問題が生じている。金型へのワーク中の金属粒子の凝着を事前に予測することができれば、製造工程を最適化する等の対策を講じることが可能となり、アルミ鍛造部品の生産性向上および成形製品の品質向上を実現できる。

本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、アルミ鍛造工程において、金型への金属粒子の凝着を予測する凝着予測方法、凝着予測プログラムおよび凝着予測装置を提供するものである。

本発明の一態様に係る凝着予測方法は、アルミニウム系素材をワークとする鍛造工程において、前記ワーク中の金属粒子の金型への凝着を予測する凝着予測方法であって、前記ワークと前記金型間で発生する累積摩擦仕事量を算出する累積摩擦仕事量算出ステップと、前記ワークと前記金型間での前記金属粒子の拡散状態を解析する金属拡散解析ステップと、前記累積摩擦仕事量算出ステップで求めた累積摩擦仕事量、前記金属拡散解析ステップで解析した拡散状態、および前記金型の前記ワークと接する表面に形成された潤滑膜の膜厚を考慮して、前記金型への前記金属粒子の凝着の発生状態を予測する凝着予測判定ステップと、を有する。

このような構成によれば、アルミ鍛造工程において、金型への金属粒子の凝着発生を加工形状、潤滑条件等から事前に予測することができる。これにより、アルミ鍛造工程において生産性向上および品質向上を実現できる。

前記凝着予測判定ステップの好適例として、前記累積摩擦仕事量についての関数を前記潤滑膜の膜厚により除算した項と、前記拡散状態についての関数の項との積を演算する演算処理を行い、前記演算処理の結果を考慮して、前記金型への前記金属粒子の凝着発生予測を判定する方法がある。

前記累積摩擦仕事量の算出方法の好適例として、前記ワークと前記金型の各要素部分における微小時間における、前記ワークと前記金型の間に働く接触面圧、摩擦係数およびすべり速度を鍛造時間にわたって積分した関数より算出する方法がある。

前記拡散状態の解析方法の好適例として、前記金属粒子の拡散量を、前記ワークと前記金型の素材の組合せおよび加工温度を考慮したアレニウスの式を用いて解析する方法がある。

本発明の一態様に係る凝着予測プログラムは、アルミニウム系素材をワークとする鍛造工程において、前記ワーク中の金属粒子の金型への凝着を予測する凝着予測プログラムであって、コンピュータに、前記ワークと前記金型間で発生する累積摩擦仕事量を算出する累積摩擦仕事量算出処理と、前記ワークと前記金型間での前記金属粒子の拡散状態を解析する金属拡散解析処理と、前記累積摩擦仕事量算出処理により求めた前記累積摩擦仕事量、前記金属拡散解析処理により解析した拡散状態、および前記金型の前記ワークと接する表面に形成された潤滑膜の膜厚を考慮して、前記金型への前記金属粒子の凝着の発生状態を予測する凝着予測判定処理とを実行させる。係る構成によれば、アルミ鍛造工程において、金型への金属粒子の凝着発生を製品形状、潤滑条件等から事前に予測することができる。これにより、アルミ鍛造工程において生産性向上、品質向上を実現できる。

本発明の一態様に係る凝着予測装置は、アルミニウム系素材をワークとする鍛造工程において、前記ワーク中の金属粒子の金型への凝着を予測する凝着予測装置であって、前記ワークと前記金型間で発生する累積摩擦仕事量を算出する累積摩擦仕事量算出部と、前記ワークと前記金型間での前記金属粒子の拡散状態を解析する金属拡散解析部と、前記累積摩擦仕事量算出部で求めた前記累積摩擦仕事量、前記金属拡散解析部で解析した拡散状態、および前記金型の前記ワークと接する表面に形成された潤滑膜の膜厚を考慮して、前記金型への前記金属粒子の凝着の発生状態を予測する凝着予測判定部と、を有する。係る構成によれば、アルミ鍛造工程において、金型への金属粒子の凝着発生を製品形状、潤滑条件等から事前に予測することができる。これにより、アルミ鍛造工程において生産性向上、品質向上を実現できる。

本発明によれば、アルミ鍛造工程において、金型への金属粒子の凝着を予測する凝着予測方法、凝着予測プログラムおよび凝着予測装置を提供することができる。

アルミ鍛造工程の製造工程を説明するための概略模式図。 アルミ鍛造工程の製造工程を説明するための概略模式図。 アルミ鍛造工程の製造工程を説明するための概略模式図。 アルミ鍛造工程の製造工程を説明するための概略模式図。 本実施形態の凝着予測方法の一例を示すフローチャート図。 本実施形態の凝着予測方法において、鍛造進行時間に対する凝着判定関数の一例を示すグラフ。 本実施形態の凝着予測装置のハードウエア構成の一例を示すブロック図。 本実施形態の凝着予測装置の情報処理装置により実行される各機能を示す機能ブロック図。

以下、本実施形態の一例について説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略および簡略化されている。

本発明の実施形態を通じて本発明を説明する前に、まず、アルミ鍛造工程における金型に対するワーク中の金属粒子の凝着について図１～図４を用いつつ説明する。なお、ここでいうアルミニウム系素材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金である。アルミニウム合金とは、アルミニウム（Ａｌ）および不可避的不純物の他に、鉄、ケイ素、銅、亜鉛、マグネシウム、マンガン、クロム、チタンまたは／およびニッケル等を含有する合金をいう。凝着する金属粒子は、ワークの成分に由来する金属であり、ここではアルミニウムまたはアルミニウム合金の成分に由来する金属である。

鍛造装置１は、図１に示すように互いに離間した状態で対向配置され、一組の金型として機能する下金型２と上金型３を有する。これらの下金型２と上金型３のワークと接触する加工面には潤滑膜４が形成されている。潤滑膜４の形成方法は任意であり、公知の方法を利用できる。図１の例では、前記加工面に対して移動自在な潤滑剤塗工装置８を用いて潤滑剤（離型剤）を塗工することにより潤滑膜４が形成される。塗布タイミングは任意であるが、ワーク毎に塗布したり、一定回数のワークを製造した後に塗布したりする方法がある。潤滑膜４は、鍛造工程後のワークと金型の離型を容易にすると共に、金型へのワーク中の金属粒子の凝着を抑制する役割を担う。なお、金型に対し、潤滑膜以外にも任意で下地層等の他の層を形成したり、表面処理を行ったりしてもよい。

このような鍛造装置１に、図２に示すように、アルミニウム系素材であるワーク１０を設置する。ワーク１０の表面には、通常、酸化皮膜１１が形成されている。酸化皮膜１１は被加工素材の成分によって変わり得る。また、ワーク１０の温度履歴、加熱量、表面処理方法などによっても酸化皮膜１１の膜厚等を含む状態は変わり得る。ワーク１０には、更に表面処理を行ってもよい。

次いで、図３に示すように、下金型２と上金型３（以下、これらをまとめて下金型２等ともいう）に所定の圧力および必要に応じて熱を加え、ワーク１０に変形を与えて鍛造加工を行う。その後、図４に示すように、下金型２と上金型３の押圧をリリースすることにより鍛造成形品１５を得る。図４に示す例では、下金型２等のワーク１０との接触面にワーク１０の成分に由来する金属粒子１２の凝着が認められる。

下金型２等の加工表面に形成された潤滑膜４（図１参照）およびワーク１０の酸化皮膜１１（図２参照）の存在により、アルミ鍛造工程における金属粒子の凝着を抑制する効果がある。しかし、鍛造進行時間の経過に伴って潤滑膜４および酸化皮膜１１がそれぞれ独立に薄くなり、ついには成形中に潤滑膜４と酸化皮膜１１が破断し、ワーク１０内部の新生面と下金型２等の素材が接触する。この接触により金型の成分とワークの成分の間で反応が生じ、金属結合が形成される。そして、下金型２等からワーク１０を取り出すときに、前記金属結合によって下金型２等の表面にワーク中の金属粒子が凝着してしまうと考えられる。

アルミ鍛造工程における金属粒子の金型への凝着因子として、金型およびワークの素材間の反応による金属結合（拡散状態）が挙げられる。また、金型の潤滑膜およびワークの酸化皮膜（表面処理状態）が破壊される条件が凝着の引き金となる。潤滑膜の保持力は、金型表面の粗さや潤滑膜の付着量によって変わり得る。また、用いる潤滑膜の耐熱成分量、プロセス温度が潤滑耐熱性に影響を与え得る。従って、ワークと金型間に生じる接触面圧、滑り速度および摩擦係数も、金属粒子の金型への凝着を決める重要な因子となる。更に、金属結合は温度などの環境条件によっても影響を受ける。

アルミ鍛造工程における金属粒子の凝着は、このように様々なファクターを考慮する必要があるが、本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、図５に示す方法により、金型への金属粒子の凝着を予測できることがわかった。
即ち、本実施形態の凝着予測方法は、図５に示すように、ワークと金型間で発生する累積摩擦仕事量を算出する累積摩擦仕事量算出ステップ（S1）と、ワークと金型間での前記金属粒子の拡散状態を解析する金属拡散解析ステップ（S2）と、累積摩擦仕事量算出ステップ（S1）で算出された累積摩擦仕事量、金属拡散解析ステップ（S2）で解析された拡散状態、および金型のワークと接する表面に形成された潤滑膜の膜厚を考慮して、金型への金属粒子の凝着の発生状態を予測する凝着予測判定ステップ(S3)と、を有する。累積摩擦仕事量算出ステップ(S1)と金属拡散解析ステップ(S2)の順序は任意であり、同時に行ってもよい。

凝着予測判定ステップ(S3)として、例えば、累積摩擦仕事量についての関数を潤滑膜の膜厚により除算した項と、拡散状態についての関数の項との積を演算する演算処理を行い、この演算処理の結果を考慮して、金型への金属粒子の凝着発生予測を判定する方法が例示できる。

累積摩擦仕事量算出ステップ（S1）で算出するワークと金型間の累積摩擦仕事量は、主として、ワークの変形抵抗に応じた金型とワーク間の接触面圧、金型表面粗さ等に起因する摩擦係数、滑り速度が主たる因子である。一回の加工全体では、この摩擦仕事を加工全体で積分した累積摩擦仕事量を受けることになる。これらの接触面圧、摩擦係数、滑り速度の値は、潤滑膜および酸化皮膜の状態によっても変わる。潤滑膜の種類および膜厚は、累積摩擦仕事量を決める重要な因子である。

累積摩擦仕事量Efは、ワークと金型の各要素部分における微小時間における、ワークと金型の間に働く接触面圧、摩擦係数およびすべり速度を鍛造時間にわたって積分した関数より算出できる。例えば、ワークと金型の間に働く摩擦力（μＰ、ここでμは摩擦係数、Ｐは接触面圧）にすべり距離を乗算し、これを１回の鍛造加工期間に亘って積分する以下の数式（１）によって求めることができる。
Ef=∫μＰｖｄｔ 数式（１）
ここでｖは相対すべり速度である。

金属拡散解析ステップ（S2）で解析するワークと金型間の金属粒子の拡散状態は、ワークと金型間の成分の組合せにより変わり得るものである。両者の接触による化学反応による金属結合により拡散が生じる。また、鍛造工程の温度等の加工条件によっても影響を受ける。これらを考慮して、金属粒子の拡散状態を解析する。

金属粒子の拡散状態（拡散量）は、ワークと金型の素材の組合せおよび加工温度を考慮したアレニウスの式を用いて解析することにより求められる。例えば、拡散のアレニウスの式より求めることができる。拡散のアレニウスの式として、
Ｄ＝Ｄ₀ exp(－Ｑ／(ＲＴ))
を１回の鍛造加工期間に亘って積分することによって得ることができる。即ち、１回の鍛造加工期間にわたる拡散状態（拡散量）Ｄは、
Ｄ＝∫Ｄ₀ exp(－Ｑ／(ＲＴ)) 数式（２）
により表すことができる。ここで、Ｄは拡散量であり、Ｄ_０は拡散係数、Ｑは活性化エネルギー、Ｒは気体定数、Ｔは温度（Ｋ）である。拡散係数Ｄ_０および活性化エネルギーＱは、主としてワークおよび金型の素材の組合せにより決まる。

そして、凝着予測判定ステップ(S3)において、求められた累積摩擦仕事量、拡散状態、および金型の表面に形成された潤滑膜の膜厚に基づいて、金型への金属粒子の凝着の凝着発生状態を予測する。

本実施形態の凝着予測判定ステップにおける関数として、例えば、以下の数式（３）を挙げることができる。

式中のＥ_ｆは数式（１）、∫Ｄ₀ exp(－Ｑ／(ＲＴ))は数式（２）で説明した通りである。また、Ｌ_ｔｈは潤滑膜の初期膜厚である。

図６に、１回の鍛造加工中の鍛造進行時間に対して上記数式（３）の凝着判定関数Ｅ_adhesionのプロファイルの典型的な例を示す。図６中の（１）のグラフは、アルミ鍛造工程において金属粒子の凝着が予想されない例である。一方、図６中の（２）のグラフは、アルミ鍛造工程において、金属粒子の凝着が予想される例である。

図６の凝着判定関数Ｅ_adhesionにおいて、Y軸の凝着発生予測閾値Tを超えたときに金属粒子の金型への凝着発生が予測される。凝着発生予測閾値Tは、用いるワークおよび金型の種類、製造条件、加工形状等によって変わり得る。

図６に示すように、アルミ鍛造工程において、酸化皮膜および潤滑膜の少なくとも一方が残存している期間（図６中の＜１＞の期間）と、ワークおよび金型が接触している期間（図６中の＜２＞の期間）にわけることができる。前者の期間において鍛造工程が終了することが望ましいが、鍛造進行時間の経過に伴って、ワークの酸化皮膜および金型の潤滑膜は薄くなっていき、ワーク内部の新生面と金型が接触する場合がある。ワークの酸化皮膜および金型の潤滑膜が残存している鍛造工程においては、金型への金属粒子の凝着要因は、ワークと金型の接触面圧および摺動距離が支配的となる。一方、ワークの酸化皮膜および金型の潤滑膜がない状態においては、ワークと金型の素材の組合せ、鍛造工程の温度の影響が支配的となる。

本実施形態の凝着予測方法によれば、アルミ鍛造工程において、金型への金属粒子の凝着を予測することができるので、製品形状や潤滑条件から事前に金型への金属粒子の凝着を予測することができる。そして、凝着発生予測閾値Tの値を超えないように製造プロセス、加工形状を設計することによりアルミ鍛造工程における金属粒子の凝着を効果的に防止することが可能となる。即ち、本実施形態の凝着予測に基づいて、潤滑膜の膜厚、潤滑膜の種類、ワークの酸化皮膜、ワークの表面処理、鍛造工程の温度等のプロセス条件を調整することにより、アルミ鍛造部品の生産性向上および品質向上を格段に高めることができる。

本実施形態の凝着予測プログラムは、コンピュータに、ワークと金型間の累積摩擦仕事量を算出する累積摩擦仕事量算出処理（ａ）と、ワークと金型間の金属粒子の拡散状態を解析する金属拡散解析処理（ｂ）と、算出された累積摩擦仕事量算出された拡散状態、および金型の表面に形成された潤滑膜の膜厚を演算して、ワークと金型間での金属粒子の凝着発生を予測する凝着予測判定処理（ｃ）とを実行させる。累積摩擦仕事量算出処理（ａ）および金属拡散解析処理（ｂ）は、任意の順番または同時に行うことができる。

本実施形態の凝着予測装置は、ワークと金型間の累積摩擦仕事量を算出する累積摩擦仕事量算出部（α）と、ワークと金型間の金属粒子の拡散状態を解析する金属拡散解析部（β）と、算出された累積摩擦仕事量、解析された拡散状態、および金型の表面に形成された潤滑膜の膜厚に基づき、ワークと金型間での凝着発生状態を判定する凝着予測判定部（γ）とを備える。

本実施形態の凝着予測方法に使用可能な凝着予測装置のハードウエア構成の一例を示すブロック図を図７に示す。同図に示す凝着予測装置２０は、アルミ鍛造工程の凝着発生のシミュレーションを行う装置であり、解析モデルを形成する情報処理装置２１と、入力装置２２と、出力装置２３を有する。情報処理装置２１には、入力装置２２、出力装置２３の他、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークＮＷを介してＣＡＤ装置２４が接続されている。入力装置２２はキーボードやマウス等により構成され、ユーザからの解析条件や各種要求等を受けて情報処理装置２１に出力するものである。出力装置２３は、例えば液晶モニターやプリント等で構成される。

情報処理装置２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成された主記憶装置２６と、Ｉ／Ｏインタフェース２７と、ネットワークインタフェース２８と、ハードディスク等により構成された補助記憶装置２９等を有する。

補助記憶装置２９には、凝着発生予測の解析モデルを形成し、累積摩擦仕事量および金属粒子の拡散状態等を解析するための各機能を実施するプログラムが記憶されている。そして、前記各機能は、ＣＰＵ（コンピュータ）が補助記憶装置２９に格納されている前記プログラムを主記憶装置２６にロードして実行することにより実現される。

図８に、情報処理装置２１により実行される各機能を示す機能ブロック図を示す。同図に示すように、情報処理装置２１には、制御部３０、データ取得部３１、解析部３２および出力部３３等を有する。

制御部３０は、情報処理装置２１の全体の動作を制御する。また、制御部３０は、入力装置２２を介して設計者が入力する各種要求を受け付ける。そして、制御部３０は、前記受け付けた要求に従い、データ取得部３１、解析部３２、及び出力部３３を制御し、設計者からの要求に応じた各種の処理を行う。

また、データ取得部３１は、ネットワークＮＷに接続されているＣＡＤ装置２４との間で通信し、解析データの授受を行う。例えば、データ取得部３１は、ネットワークＮＷを介してＣＡＤ装置２４にアクセスし、ＣＡＤ装置２４に格納されている設計情報（ＣＡＤ情報）を取得する。また、データ取得部３１は、入力装置２２を介して、設計者が入力する解析に用いる各種条件の入力を受け付ける。

また、解析部３２は、ＣＡＤ装置２４から取得したアルミ鍛造工程の設計情報及び解析条件情報を用いて、凝着発生のシミュレーション結果（解析モデル）を出力する。また、出力部３３は、解析部３２から解析結果を取得し、その解析結果を示す画像情報を生成し、出力装置２３に、その生成した画像情報を出力する。画像情報は、例えば、凝着が予測されるタイミングをグラフで示したり、ワークの加工形状のマッピング図により表示したりすることができる。また、その表示上に凝着判定関数の値を区分毎に色分けして表示したり、閾値で区分して表示したりしてもよい。また、好適な温度条件、潤滑膜の膜厚等を併せて表示してもよい。

本実施形態の凝着予測装置および凝着予測プログラムによれば、アルミの鍛造加工用の金型にアルミ凝着を生じさせる原因となる、ワークと金型の組合せ、製造条件に基づく拡散状態、成形品の設計、加工処理条件に基づく機械的負荷（累積摩擦仕事量）の状態から凝着発生を予め予測することができる。このため、凝着を防止できる条件を簡便にみつけることが可能となり、生産性を向上させることができる。また、金属粒子の凝着を防止することにより、品質の高い鍛造加工製品を提供できる。

本実施形態の凝着予測装置は、アルミ鍛造装置と連動させて、製造時にリアルタイムで凝着発生を予測するために用いることもできる。この場合、凝着発生が予測されるタイミングで警告し、金型に潤滑膜を塗工する、温度を最適化する等の適切な対応をすることにより、金型への凝着を防止することができる。また、凝着発生が差し迫っているときにはアルミ鍛造装置を停止するように設定しておくことも可能である。このような利用方法によれば、そのときの装置や設備の微妙なコンディションを考慮した凝着予測を提供することができ、生産効率を飛躍的に高めることが可能となる。

１ 鍛造装置
２ 下金型
３ 上金型
４ 潤滑膜
１０ ワーク
１１ 酸化皮膜
１２ 金属粒子
２０ 凝着予測装置
２１ 情報処理装置
２２ 入力装置
２３ 出力装置
２４ ＣＡＤ装置
２６ 主記憶装置
２７ Ｉ／Ｏインタフェース
２８ ネットワークインタフェース
２９ 補助記憶装置
３０ 制御部
３１ データ取得部
３２ 解析部
３３ 出力部

Claims (3)

1. アルミニウム系素材をワークとする鍛造工程において、前記ワーク中の金属粒子の金型への凝着を予測する凝着予測方法であって、
   前記ワークと前記金型間で発生する累積摩擦仕事量を算出する累積摩擦仕事量算出ステップと、
   前記ワークと前記金型間での前記金属粒子の拡散状態を解析する金属拡散解析ステップと、
   前記累積摩擦仕事量算出ステップで求めた累積摩擦仕事量、前記金属拡散解析ステップで解析した拡散状態、および前記金型の前記ワークと接する表面に形成された潤滑膜の膜厚を考慮して、前記金型への前記金属粒子の凝着の発生状態を予測する凝着予測判定ステップと、を有し、
   前記累積摩擦仕事量は、前記ワークと前記金型の各要素部分における微小時間における、前記ワークと前記金型の間に働く接触面圧、摩擦係数およびすべり速度を鍛造時間にわたって積分した関数より算出し、
   前記拡散状態は、前記金属粒子の拡散量を、前記ワークと前記金型の素材の組合せおよび加工温度を考慮したアレニウスの式を用いて解析し、
   前記凝着予測判定ステップは、
   前記累積摩擦仕事量についての関数を前記潤滑膜の膜厚により除算した項と、前記拡散状態についての関数の項との積を演算する演算処理を行い、
   前記演算処理の結果を考慮して、前記金型への前記金属粒子の凝着発生予測を判定しする凝着予測方法。
2. アルミニウム系素材をワークとする鍛造工程において、前記ワーク中の金属粒子の金型への凝着を予測する凝着予測プログラムであって、
   コンピュータに、
   前記ワークと前記金型間で発生する累積摩擦仕事量を算出する累積摩擦仕事量算出処理と、
   前記ワークと前記金型間での前記金属粒子の拡散状態を解析する金属拡散解析処理と、
   前記累積摩擦仕事量算出処理により求めた前記累積摩擦仕事量、前記金属拡散解析処理により解析した拡散状態、および前記金型の前記ワークと接する表面に形成された潤滑膜の膜厚を考慮して、前記金型への前記金属粒子の凝着の発生状態を予測する凝着予測判定処理と、
   を実行させ、
   前記累積摩擦仕事量算出処理は、前記ワークと前記金型の各要素部分における微小時間における、前記ワークと前記金型の間に働く接触面圧、摩擦係数およびすべり速度を鍛造時間にわたって積分した関数を用いて実行され、
   前記拡散状態は、前記金属粒子の拡散量を、前記ワークと前記金型の素材の組合せおよび加工温度を考慮したアレニウスの式を用いて解析され、
   前記凝着予測プログラムは、前記累積摩擦仕事量についての関数を前記潤滑膜の膜厚により除算した項と、前記拡散状態についての関数の項との積を演算する演算処理を用いて実行され、前記演算処理の結果を考慮して、前記金型への前記金属粒子の凝着発生予測を判定する凝着予測プログラム。
3. アルミニウム系素材をワークとする鍛造工程において、前記ワーク中の金属粒子の金型への凝着を予測する凝着予測装置であって、
   前記ワークと前記金型間で発生する累積摩擦仕事量を算出する累積摩擦仕事量算出部と、
   前記ワークと前記金型間での前記金属粒子の拡散状態を解析する金属拡散解析部と、
   前記累積摩擦仕事量算出部で求めた前記累積摩擦仕事量、前記金属拡散解析部で解析した拡散状態、および前記金型の前記ワークと接する表面に形成された潤滑膜の膜厚を考慮して、前記金型への前記金属粒子の凝着の発生状態を予測する凝着予測判定部と、
   を有し、
   前記累積摩擦仕事量算出部において、前記ワークと前記金型の各要素部分における微小時間における、前記ワークと前記金型の間に働く接触面圧、摩擦係数およびすべり速度を鍛造時間にわたって積分した関数より算出が行われ、
   前記拡散状態は、前記金属粒子の拡散量を、前記ワークと前記金型の素材の組合せおよび加工温度を考慮したアレニウスの式を用いて解析され、
   前記凝着予測判定部は、前記累積摩擦仕事量についての関数を前記潤滑膜の膜厚により除算した項と、前記拡散状態についての関数の項との積を演算する演算処理が行われ、前記演算処理の結果を考慮して、前記金型への前記金属粒子の凝着発生予測を判定が行われる凝着予測装置。

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