スクロールの鍛造試験

鍛造試験にはデジタル電動サーボプレス（SDE1522 アマダ製）を用いた．Fig 4.1 に サーボプレス機および金型の外観を示している．Fig 4.2に鍛造試験で使用したダイセッ トの外観，Fig 4.3 に金型の構造を示している．Fig 4.2に示すように上型と下型にはとも にヒーターと熱電対が組み込まれ，温度コントローラーによって金型の温度が制御され ている．金型の材質は SKD61 であり，上型と下型にはともに台座との間にセラミック板 を設置しボルスターおよびスライドへの伝熱を防いでいる．Fig 4.3 に示すように本章で 用いる金型はスクロールの壁が前方押出，ボスが後方押出となるような構造（第 3 章の 鍛造試験で用いた二重円筒形状の金型構造とは反対の構造）で，スクロールの壁先端 側より背圧を付与できるようにした．押出成形される壁先端側にはスクロール形状のダイ クッションプレートが設置されこれをピンで加圧して背圧を付与する構造になっている．

背圧を利用して成形後のノックアウトも行う．ダイクッションはプレス機に組み込まれてい る油圧システム（エスアールエンジニアリング社製）を使用し，背圧荷重は背圧供給油の 圧力を計測することによって値が出力される．

Fig 4.4に鍛造試験に使用した鍛造ビレットに形状を示す．ビレットは供試材料の棒の

中心位置から長手方向と鍛造方向が平行となるように直径 50mm，長さ 14.5 mm の円 柱形状を削り出し，その後，1000 番のサンドペーパーで研磨した．潤滑剤は第 2 章お よび第 3 章で用いた油系潤滑剤 GM-100 および黒鉛系ペースト剤 HF-5164 を用い，

加熱前のビレットに刷毛により全面塗布した．所定の温度まで加熱されたダイスにビレッ トを投入し一定時間加熱後に鍛造試験を実施した．

Fig 4.5 はスクロールの形状を示している。Fig 4.5に示すようにスクロール壁の厚みは

5mm で，スクロールの渦巻外周端に向かって壁の厚みが薄くなっている．

Table 4.1 は鍛造試験の条件を示す．鍛造成形品の底板面からのスクロール壁高さと

ボス高さの寸法を測定 することによって成形 の状態を評価した．スクロール壁高さの測

定位置を Fig 4.6に示す．Fig 4.7 に示すように，20箇所の壁高さを測定しスクロール壁

高さの最大値（Max）と最小値（Min）からスクロール壁高さ差（Δh）を求めた．

Fig 4.1 Photos of serve press and die

Fig 4.2 Photo of forging die set

Punch

Die

Heater

Fig 4.3 Die structure

Fig 4.4 Billet shape for forging

Fig 4.5 Shape of scroll (Unit: mm)

Table 4.1 Condition of forging test

Alloy name AXM4303

Billet thickness [mm] 14.5

Billet diameter [mm] 50

Stroke [mm］ 5.5，7.5，9.5, 11.5

Forging temperature Tf [℃] 250，300，350，400 Forging speed Vf

Constant speed [mm/s] 1，0.1，40

Crank motion [spm] 10

Back pressure Pb [kN] 0, 1, 20, 70, 100, 130, 150

Lubricant HF5164

Fig 4.6Measurement position of wall height of forging scroll

Fig 4.7 Maximum and minimum value and height difference of wall height