研究開発された技術紹介

本研究では微小穴あけプレス加工技術の向上と共に、強度、寿命及び環境面の優位性から各分野より注目を集めている超微細粒鋼冷延薄板を用いた部品製作の為のプレス加工技術開発を行ない、製品に求められる高強度化、高精度化、及び環境負荷低減への貢献を目標とする

結晶粒1μm以下の超微細粒鋼材の生産技術、プレス加工技術の確立
・板厚0.2mmの超微細粒鋼材の生産→安定的な超微細粒鋼材の供給
・直径0.2mm以下の微細穴の加工→加工精度の高い自動車部品(オリフィス)の作製
(新技術)
＜超微細粒鋼材へのプレス加工＞
・材料生産‐1μm以下の結晶粒‐板幅20mm×板厚0.2mm×長さ1000m
・プレス加工
‐0.2mm以下の微細穴の加工
‐スムースホール(面荒れ、バリの発生なし)

・板厚0.2mmの超微細粒鋼材の生産技術を確立
・特殊金属エクセルにおいて、超微細粒鋼材の生産技術の開発を実施
・温間クラッド圧延技術(最大3枚の板を重ね圧延し、1枚の板に接合)により、超微細粒鋼版(板厚0.2mm)の生産技術を確立
・結晶粒は、0.8～9.1μmの間で制御可能
・実用化に向けたプレス加工技術の確立
・小松精機工作所において、超微細粒鋼材のプレス加工技術の開発を実施
・実用化に向けて、超微細粒鋼材の結晶粒径が小さくなるほど工具の摩耗が激しくなることが課題
・本課題に対しては、潤滑油(工業用潤滑油＋添加剤)の活用により改善
・超微細粒鋼材によるオリフィスの精度の高さを確認
・流体噴射用のオリフィス(パンチ径φ0.129mm)を試作(10,000個)
・結果、通常材料より超微細粒鋼材で作成したオリフィスの方が、1分間に流れる流体量が安定
・ダレ量(エッジ部形状のつぶれ)を確認したところ、超微細粒鋼材は通常材料より小
・材料方向(圧延方向に並行、垂直)によるダレ量のバラツキを確認したところ、微細粒鋼材の方がバラつき小
・1～3%の燃費改善効果が見込まれる

特許出願：「液体噴射用オリフィスプレート」(特願2010-264389)
【論文】Komatsu, T., Kobayashi, H., Torizuka, S. and Nagayama, S.I., 2012. Micro Hole Piercing for Ultra Fine Grained Steel. IJAT, 6(6), pp.802-808.
【論文】Shiratori, T., Suzuki, Y., Nakano, S., Yang, M. and Komatsu, T., 2015. Effects of grain size on the sheared surface in micropiercing of austenitic stainless steel SUS304. Manufacturing Review, 2, p.9.
【国際学会】Komatsu, T., 2011. Micro hole piercing for ultra fine grain stainless steel. Proc. 4th AWMFT, 2011, pp.25-26.
【雑誌掲載】小松隆史, 鳥塚史郎. 超微細粒鋼の打ち抜き加工と応用 (特集 周辺技術の進化で変わる微細精密加工). プレス技術. 2010 Dec;48(12)：57-61.

自動車の燃料噴射口部品の開発に、超微細粒鋼のプレス加工技術を用いることにより、噴射量の精度を向上させ、燃費の改善に寄与し、排気ガスのクリーン化への貢献を果たす。また、高精度な精密プレス加工への展開が可能なため、自動車分野以外に、医療機器やセンサー関係への試作や実験が進んでいる。

開発した技術により薄板及び線材としての素形材生産の展開が進んでいる。現在はnanoSUSというブランドにて販売を展開。本事業によるプレス加工結果から、高精度プレス加工においては、結晶の微細化が有効であるとの認知を得て、医療機器などの分野にも採用が始まっている。

微細プレス加工が可能なことから、自動車部品だけでなく、医療機器分野への展開を進めています。特に、近年高い生体適合性となだらかな抗菌性がアメリカとの研究で見つかり、特許出願をしたことから、さらなる機能特性を用いた製品展開への研究開発が進んでいます。

本材料および加工については、すでに事業化済みであり、医療機器等への展開中です。