湯 本 誠 治* *･中 沢 清 一* * *

湯 本 誠 治* *･中 沢 清 一* * *

1 . ま え が き

J I SG 31 41 冷間圧延鋼板には, グレー ド別 ･板厚別に, 次式 ( 1 ) によるエ リクセ ソ値 E. .

Ⅴ. が規定 されている.

Er .V. ‑5 . 5 l o gT+K ( T ･ ･板厚 mm ,K ･ ･定数 , 1･2･3 種により 9 .6,1 0 . 0,1 0 .4) エ リクセン試験は,蒋板材の張 り出し性を知る基礎成形性試験法の一つであるが, コニカ ルカ ップ試験は,深絞 り性及び張 り出し性をみる複合成形性試験法であるか ら,板の格付け などに際 しては,後者の方が適正な判断ができる ( 2 ) .

本研究は,板厚 とコニカルカ ップ値 C.C.Ⅴ. が,片対数方限紙上で直線関係になること に気付き ,Er . Ⅴ. と同様に,板厚 ごとの合格値設定の一案 とした ものである.

また,厚 さは同 じで,晶質の異なる 2 種煩の板の E r . V. と C.C.V. について, 多 くの 試料の平均値を求めた結果,後者の方が明らかな差が出るし,バ ラツキも少ない ことが分か

った.

2 . 実験装置及び方法

‑ 1 )クセン試験方法 ( J I SZ 22 4 . 7 ,試験掛 まB 77 29) , コニカルカップ試験方法 ( Z 2249) の略図を,図 1 及び図 2 に示す.周知のとお り,前者で割れ発生までのポンチ移動量を Er . V ･ とし,後者で割れ発生時の7 1ップ外径を C･C･Ⅴ ･ とす る. Er ･V. は大 きいほ ど ,C･

C.Ⅴ. は小さいほど,成形加工性のよい板 と判定す る.

図 1 ェリク七ソ試駄

0 . 5≦T<0. 8 0. 8≦T<1 . 0 1 . 0≦T く 1 . 3 1 . 3 ≦ T≦1 . 6

図2 コニカルカップ試験

* 昭和5 3 年 9 月 日本校械学会,日立地方講前会において発表 ( 前刷番号 3 0 4 )

* * 機枕工学科 助教授

* * *横械工学科 技官

原稿受付 昭和5 3 年 9 月 30 日

5 0 長野工業高等専門学校紀要 ･第 9 号

2 . 1 板厚と C.C.Ⅴ. の関係についての実験方法

試験片 :市販の冷延鋼板第 1 種,標準調質. 公称板厚 T‑0 . 5 ,0 . 6,0 . 8 , 1 . 0 , 1 . 2 mm.

実際板厚 1 0 ‑0 . 5 ,0 . 5 8 ,0 . 7 5,0 . 9 8 , 1 . 1 9 mm. J I S では,試験片直径を T‑1 . 0 に対 し ては さ6 0 , T‑1 . 2 に対 しては ￠7 8 とす るが ,T‑ C.C.Ⅴ. 曲線が不連続 となるため,公 称板厚 0 . 8 未満に対する直径 ￠3 6 に統一 した.

試験工具 :試験片直径 3 6 mm に対するポンチとして,自作の 1 3 形工具 ( ポンチ直径 卯2 . 7 ) を用いた.手動油圧 プレスに取付けて使用.

2 . 2 C.C.Ⅴ. と Er . Y. の信頼性についての実験方法

供試材 : T ‑ 1 . 2 mm の冷延板第 2 種 と熱延板第 2 種. 9 1 4×1 8 2 9 mm 各 1 枚.

コニカルカップ試験 :工具は J I S の 2 1 形 ( ポンチ直径 2 0 . 6 4 mm) . 試験片直径は,工具に 合わせて 6 0 mm.

エ リクセン試験 :試験片は J I S の 1 号 ( 幅 9 0 mm の帯) .試験は A 方法 ( ダイスとしわ押 え との間に,試験片の厚さのほかに 0 . 0 5 mm のす きまを設けた状態で行 う).潤滑剤はグラ ファイ トグリース使用.試験機は手動式,東京試験機製.

3 . 実験結果及び考 察 3 ･1 破厚と C.C.Ⅴ. の関係

図 3 は,板厚 ごとに各 6 回の試験を行 った結果を示す.バラツキが大 きく,各板厚ごとの 最大値は,その右側の板の平均値を越え,最小値はその左側の板の平均値に満たない.エ リ

クセン試験の場合も同様のことがいえるので ( 各板厚 ごとの標準偏差を平均すると,図 3 の C.C.Ⅴ. では O . l l,図 4 の E r .Ⅴ. では O .2 8 ) ,数個の平均値をもって測定値 とすること が望ましい.試料数については,両試験方法の J I S には記されていないが,冷延鋼板の E‑ .

(tF tE ) '^ '0 .0 掴 トト L ･ や 4( Lf ･= n

28. 6 4 2 0 8 8 8 8 7 2 2 2 2 . 6 7 2

2 7. 4

0. 5 0. 6 0. 8 1 1 . 2 枚厚 T ( m)

(m ) '^ '占 磐 ･< ヤ 6 (t T

0. 5 0.6 0. 8 1 1. 2 公称板厚 T ( n n l )

図 3 枚厚と C.C.V. の関係 ( 4 3 6 ブラソク) 図 4 板厚と Ef . V. の関係

Ⅴ. 規定値は , ^｢3 個の試験値の平均に対 して適用｣することになっている.

図 3 の実験式は,次のようになる.

C . C . Ⅴ. ‑ 1 . 5 4 1 0 g7 ' +2 8 . 0 4

‑万,同じ板で作った試験片から求めた E. . Ⅴ. を図 4 に示す. 国中の二つの式を比較す ると,実験値は J I S 合格値 より 2 . 1 mm も大きい.また ,T ‑ 1 . 2 mm のものについてみる と,後掲表 3 の 2 種材の実験値 より 0 . 4 mm 大 きい.一般市場品の晶質の不均一に起因する ものであろ う.

ここで,図4 の E‑ . Ⅴ. 実験値と合格値に関連 させ, 図 3 の C . C . Ⅴ. 実験値か ら合格値 案を検討する:図 4 で,板厚ごとの測定値の下限を連ねた線は,各 6 個の測定値の範囲の平 均値 R E ( 0 . 7 mm になる)の 1 / 2 だけ実験式より下がるものとみな し,この線 と J I S との差 をみると 1 . 7 5 mm ( R E の 2 . 3 倍に相当)となる.すなわち,合格値 と実験式の差は 2 . 8 R E で ある.

図 3 にもどり ,3 6 mm のブランク径の対象となる析厚は 0 . 5‑0 . 8 mm であるか ら, この間 の板厚ととに測定値の範囲を求めて 平均 した値を R c とす ると , R c ‑0 . 2 4 mm となる.そ

こで,実験式 よりも 2 ･ 8 Rc だけ大きい値をも?て合格値 とすれば･国中に示 した ように

C . C . Ⅴ. ‑ 1 . 5 4 l o gT+2 8 . 7 ■( ただし 0 . 5 ≦T <0 . 8 )

となる. このようにす ると, E. . V. については , T‑0 . 5 mm の実験値 と T ‑ 1 2 mm の 合格値がはば等 しいのに対応 して ,C . C . Ⅴ. については , T‑0 . 5 mm の合格値 と T‑1 . 2 mm の実験値がほぼ等 しくなる.

次に C . C . Ⅴ. と E. . Ⅴ. の関係式を求めると,合格値の式 どうLでは

C . C . Ⅴ.‑0 . 2 8E r . Ⅴ.+2 6

( ￠3 6 ブランク) とな り,実験値の式どうLでは

C . ^{C. Ⅴ.‑0} . 2 8 E. . Ⅴ.+2 4 . 8

( ￠3 6 プラl /ク) となる. C.C.V. も E , . V. ち, ともに大き な′ ミラツキがあるか ら,両者の一方か ら換算し て他方を求めるのは危険であるが,およその目 安 とすることはできる.ここで,上の 2 式は, SPCC‑ S にのみ有効で,かつ,同一の掛 こ対し てだけしか適用できないことに注意が必要であ

享

*

29 2 9 28

28.2

≠ 2 ^8.0

U

る･板厚が同じで･成形性が異なるものの比較 O 2 7.8

のとき ,C. C. Ⅴ. と Er . Ⅴ. は,上の式とは反 対に,逆相関的な関係にあるか ら,使 ってはな

らない.

図 5 は,上の 2 式の関係を示 し,一方の値か ら他方の概略値が分か る.回申に,前述の範囲 R E 及び R c を入れて, 板厚 0. 6 及 び 0 . 8 mm の区域を示 した.大部分の場合,両者の区別は

C . C . V . ‑ 0. 2 8 Er . V. +2 4. 8

1 0 1 0. 51 1 l l. 51 2

Er . V. ( n J n )

図 5 板厚を媒介とした E‑ . Ⅴ. と

C. C. Ⅴ.の関係 ( SPCC)

52 長野工業高等専門学校紀要 ･第 9 号

つ くが,板厚 0.7mm の ときは,両者 の中間に入 り, 試料 の数が少ない ときは,上下 の板厚 との区別がつ きに くい ことが分か る.

3･2 Ⅰ ∃ r . Ⅴ.と C.C.Ⅴ.の信頼性 の比較

前項 とは逆 に,板厚は同 じで成形性 に差 のある表 1 の公称板厚 1.2mm の ものについて, E' .Ⅴ.と C.C.Ⅴ.の どち らの方が明 らかな差 が出 るかを調べ た. なお,実際板厚 は熱延 板 の方が 5% 薄いので, 冷 ･熱 の差を 検討す るには, 熱延坂 の E. . Ⅴ. には 5.5( l ogl .19 ‑ 1 0g1.13)‑0.12mm ,C.C.Ⅴ. には 1.54( l ogl.19‑1 0g1.13)‑0.03mm を加 えて補正す る とよ い .

表 1 冷 ･熱延板の比較 ( J I SG 31 41･31 31 )

表 2 同じ掛 こついての Er . V. とC. C. V. の孤r J 定値一覧 ( t o:冷延板 1 .1 9 ,熱延板 1 .1 3)

霊芝 芸 t * * ; ≡: ; :; : 訂 *謹. 3 ; ; :

l * *: …: ≡

C･ C･ Ⅴ･l 霊芝 芸 ≡;:

三…: ;I :≡: ;I 4 4;: ; ≡;: ; 冒 ;: ;l 三;: ;l 三 … : ; 日 ;: 芸 芸: : I ::: :

; ; : … I * :: : ≡ I I : : I* i i : :

≡: :I 1:: : ≡;: ;

芸:

; : ; l 三;: ≡

*冷延 ･熱延が等値,* *熱延の方が良好な逆値

表 3 ^Ef .Ⅴ.と C.C.Ⅴ.の比 較 ( 単位 :mm)

匿 警 ^{再 副 最悪〜最良( 範 臥 巨 均 可 標準偏差 l鎗}

* L E IJI S G 33 01

衰 2 ほ測定結果 で, どの値 も 3個づつ の平均値 を もって測定 値 と してあ る.

蓑 2 の数値 を まとめた のが表 3であ り,平均 値 は72個 の ものに当た る.冷延 ･熱延 の平 均 値 の差 が ,C . C . V. の ものは Er ,V. の 7 倍 もあ り,識 別が容 易であ る し,測定値 の レ ン

ジは約 1 / 2 で, バ ラツキが小 さい.冷 ･熱の値 が等 し くな った もの,及 び熱延板 の方 が 良好 な値 を示 した ものが , Er .Ⅴ. では 5回 ( 全体 の 2割に相 当) もあ った のに対 し , C.C. Ⅴ.

の方 は皆無 であ った. この ことは, 自動車部 品の プ L ,ス成績 の合否 と各種試 験億 を対 応 させ,

C. C . Ⅴ. は他 の試験値 ( E, . Ⅴ,伸び,硬 さ) よ りも良 く成形性 を表 わす と した報告( 3 )と同 じ 傾 向であ る.

( tm ) .^ ' 3 'D (tm ) 'A bl E

6 0 0 7 0 0 8 0 0

焼 な まし温度 ( o C) 図 6 焼なまし温度と E r . V. ,C. C. V.

の関係

( SPCE JS ,' l l ‑0. 8 mm.2 h 保持後 炉冷)

. ギ 二二警ヽ舞

SPHD SPCD ‑ S C. C. V. =4 8. 1 0 C. C. V. ‑4 6. 43

Sf ) HD SPCD‑ S E ^r . Ⅴ. ‑ l l . 2 3 E r . Ⅴ. ‑l l. 62

図 7 訊畝終 了晶の 口測比較

図 6は,焼 な ま し温度 の影響 で,温度 の上昇 につ れ,一般 に E, . Ⅴ. ほ上 が り ( 4 ) ,C. C. V.

は下 が るが,後者 の方 が明 らか な傾 向を示 す.

試 験済 みの ものを一 見 した とき , C. C, V. の大 小は肉眼判定 しやすいが , Er . Ⅴ . の場 合 は困難 であ る.図 7 は, 蓑 2 の ものの 1 例 を示す .

3. 結 論

( 1 ) 標準調質 の冷間圧延鋼板第 1 種 の板 厚 T とコニカル カ ップ値 C. C. V. は,実験 の誤 差 の範 関内で,片対数方限紙 上 で直線関係 にな り

C. C. Ⅴ‑αl o g T+∬ ( α ,〟: 定数)

で示 され る.す なわ ち,板 厚 とエ リクセ ソ値 の関係 と同形式 にな る.

( 2 ) エ リクセ ン値 Er . V. の実験式 と合格値 の式 との差 に対応 させ,上式 の K を K/ ( K' >

K ,本実験 では両者 の差 を 0 . 6 6 mm とした)に変 えた ものを,合格値 案 とす る.

( 3 ) 同 じ厚 さで‥ 品質 の異 な る板 の C. C. V. の差 と Er . V. の差 を比べ ると,前者 の方 が

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はるかに大で,識別が しやすい.また,後者の方は,優劣が逆 にな って出 ることがある. し たが って成形性の判定には ,C. C. Ⅴ. の方を重視すべ きである.

( 4 ) 両試験値 とも,(ラツキが大 きい ( 特に Er . Ⅴ. は大)ので, 数個の平均を測定値 とす ることが望 ましい.

さらに検討すべ き事窮 として,試験片直径を変えた とき,及び材料を変えた ときのaと K の実測が挙げ られ る.

参 考 文 献

( 1 ) 日本奴格協会,業務部 ( 砂山氏)よりの回答による.

( 2 ) 青田倍大,薄板のプレス成形域区分とプレス成形性,塑性と加工,2 ‑ 1 0( 1 9 6 1 ‑ 1 0 ) ,6 6 2 . ( 3 ) 福井 ･吉田,薄板のプレス成形性とコニカルカップテス ト,日本校枕学会誌,6 2 ‑ 4 8 9( 1 9 5 9 ‑ 1 0 ) ,

1 5 7 9 .

( 4 ^{) 久保寺 ･ほか} 3 名I蒋鋼板の張 り出し成形性に関する二,三の検討,塑性と加工,7 1 6 8( 1 9 6 6 ‑ 9 ) ,

4 5 5 .