JP5035183B2

JP5035183B2 - Function evaluation method of forging lubricant spray

Info

Publication number: JP5035183B2
Application number: JP2008220101A
Authority: JP
Inventors: 直利是永
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2028-08-28
Also published as: JP2010052012A

Description

本発明は、鍛造型に対して行う潤滑剤噴霧の機能を評価する鍛造潤滑剤噴霧の機能評価方法に関する。 The present invention relates to a function evaluation method for forging lubricant spray that evaluates the function of lubricant spray performed on a forging die.

従来、熱間鍛造用潤滑剤を塗布したダイに金属片を押し込んで成形荷重を検出し、その荷重に基づいて潤滑剤の性能評価を実施するという潤滑性評価方法は公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
また、潤滑剤噴霧の際に使用されるスプレーノズルのメーカーでは、自社製品のノズル特性の評価を行い、潤滑剤のメーカーでは、自社製品の潤滑剤の物性評価などを行うなどして、自社製品の評価結果を製品仕様の一部としてユーザーに提供している。
特開２００８−８７０３２号公報 Conventionally, a lubricity evaluation method in which a metal piece is pressed into a die coated with a hot forging lubricant to detect a molding load and a performance evaluation of the lubricant is performed based on the load is known (for example, , See Patent Document 1).
In addition, spray nozzle manufacturers used for spraying lubricants evaluate the nozzle characteristics of their products, and lubricant manufacturers evaluate the physical properties of their own lubricants. Evaluation results are provided to users as part of product specifications.
JP 2008-87032 A

しかし、上述した特許文献１に記載されている技術やスプレーノズル・潤滑剤の各メーカー内で行なわれる自社製品の評価試験などにおいては、熱間鍛造時の鍛造型に対する潤滑剤噴霧の機能評価、例えば熱間鍛造型への潤滑剤噴霧による冷却機能の評価や鍛造時における潤滑剤被膜による摩擦低減機能の評価までは行われていない。 However, in the technology described in the above-mentioned Patent Document 1 and the evaluation test of the company's products performed within each manufacturer of spray nozzles and lubricants, the function evaluation of lubricant spraying on the forging die during hot forging, For example, evaluation of a cooling function by spraying a lubricant on a hot forging die and evaluation of a friction reducing function by a lubricant film during forging have not been performed.

具体的には、スプレーノズルメーカーにおいては、自社製品（ノズル）の精度保証（噴霧量・噴霧角・スプレーパターン・粒子径等の精度）をする為の測定手法はあるが、鍛造型に対する噴霧の分布や、鍛造型の冷却力を保証したり言及したりするものではなく、また評価試験の結果がメーカー独自の環境下における測定値である為、使用環境が違う場合においてはそのような測定値は目安にしかならない。 Specifically, spray nozzle manufacturers have measurement methods to guarantee the accuracy of their products (nozzles) (the accuracy of spray amount, spray angle, spray pattern, particle size, etc.). It does not guarantee or mention the distribution or cooling power of the forging die, and the result of the evaluation test is a measurement value under the manufacturer's own environment, so such a measurement value when the usage environment is different Is only a guide.

すなわち、現状、熱間鍛造工程用に設計されたノズルは存在しておらず、他産業で使用実績のあるノズルを代用している為、実際に熱間鍛造で使用する設備環境下では、メーカー保証値とは異なる噴霧状態になっている。 In other words, there are currently no nozzles designed for the hot forging process, and nozzles that have been used in other industries are substituted. The spray state is different from the guaranteed value.

また、潤滑剤メーカーにおいても、自社製品（潤滑剤）の品質保証をする為、独自の条件下における摩擦試験の測定結果はあるが潤滑剤の適切な噴霧方法を言及したものはないため、使用環境が違う場合においてはそのような測定結果は目安にしかならない。 In addition, in order to assure the quality of its own products (lubricants), lubricant manufacturers use measurement results of friction tests under unique conditions, but do not mention an appropriate method for spraying lubricants. If the environment is different, such measurement results are only a guide.

すなわち、潤滑剤メーカーの試験環境と、実際に潤滑剤を使用する熱間鍛造工程の環境（噴霧方法）とに乖離が有ることなどから、実際の使用環境を考慮して評価できる評価方法が無い状況である。 In other words, there is no evaluation method that can be evaluated in consideration of the actual use environment because there is a difference between the test environment of the lubricant manufacturer and the environment of the hot forging process where the lubricant is actually used (spraying method). Is the situation.

このように、スプレーノズルメーカー、潤滑剤メーカー共に、幅広いユーザー環境に対応する為、製品仕様の公表値は目安程度のものであり、熱間鍛造の環境に特化した評価方法を各々が採択していない背景がある。 In this way, both the spray nozzle manufacturer and the lubricant manufacturer are compatible with a wide range of user environments, so the published values of the product specifications are only a guideline, and each has adopted an evaluation method specialized for the hot forging environment. There is no background.

さらに、現在のところ、熱間鍛造時の鍛造型に対する潤滑剤噴霧の機能評価を行う方法は提案されていない。 Furthermore, at present, no method has been proposed for evaluating the function of the lubricant spray on the forging die during hot forging.

こういった背景が理由となって、熱間鍛造型にスプレーノズルを用いて潤滑剤を塗布するユーザーに至っては、噴霧する為の条件設定を、一意なる基準を持たないまま潤滑剤噴霧条件や使用する潤滑剤の組み合わせなどをカンやコツといった経験に基づいて設定しており、そのような経験の数値化ができていない。 Because of this background, users who apply lubricant to hot forging dies using a spray nozzle should set the conditions for spraying without using a unique standard. The combination of lubricants to be used is set based on experience such as kang and knack, and such experience has not been quantified.

そこで、本発明は、熱間鍛造型に対して行う潤滑剤噴霧の機能評価を行うことができる鍛造潤滑剤噴霧の機能評価方法を提案することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to propose a function evaluation method for forging lubricant spraying capable of evaluating the function of lubricant spraying performed on a hot forging die.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

即ち、請求項１においては、
鍛造型に対して行う潤滑剤噴霧の機能を評価する鍛造潤滑剤噴霧の機能評価方法であって、
前記潤滑剤噴霧に係る噴霧入力条件を入力する入力工程と、
前記潤滑剤噴霧による潤滑剤の流量分布を計測する流量分布計測工程と、
前記流量分布計測工程における前記潤滑剤噴霧と同一条件によって前記鍛造型表面に潤滑剤噴霧を行った際の受圧分布を測定し、該受圧分布から前記潤滑剤噴霧の粗密分布と噴霧される液滴の流速とを抽出する受圧分布測定工程と、
前記鍛造型のテストピース型を所定の鍛造温度に加熱し、前記流量分布計測工程における前記潤滑剤噴霧と同一条件によって前記テストピース型表面に潤滑剤噴霧を行った際の温度低下量分布を抽出する型温度分布抽出工程と、
前記型温度分布抽出工程にて潤滑剤噴霧された潤滑剤が乾燥することにより形成される前記テストピース型表面上の潤滑剤被膜の膜厚分布を計測する膜厚分布計測工程と、
前記潤滑剤被膜が形成された前記テストピース型表面の摩擦係数を測定する摩擦係数測定工程と、
前記受圧分布と前記温度低下量分布とを比較し、前記噴霧入力条件毎の前記鍛造型に対する潤滑剤噴霧による冷却力を評価する型冷却機能評価工程と、
前記潤滑剤被膜の膜厚と前記摩擦係数とを比較し、前記噴霧入力条件毎の前記鍛造型に対する潤滑剤噴霧による摩擦低減機能を評価する摩擦低減機能評価工程と、
前記温度低下量分布と潤滑剤被膜の膜厚分布とを比較して相関を求めることにより、
前記噴霧入力条件と前記鍛造型に対する潤滑剤噴霧による冷却力及び前記摩擦係数との相関付けを行う相関付け工程と、を有するものである。 That is, in claim 1,
A function evaluation method for forging lubricant spray that evaluates the function of lubricant spray performed on a forging die,
An input step of inputting spray input conditions relating to the lubricant spray;
A flow rate distribution measuring step for measuring a flow rate distribution of the lubricant by the lubricant spray;
The pressure receiving distribution when the lubricant spray is applied to the surface of the forging die under the same conditions as the lubricant spray in the flow rate distribution measuring step, and the density distribution of the lubricant spray and the droplets to be sprayed are measured from the pressure receiving distribution. Receiving pressure distribution measurement process for extracting the flow velocity of
The forging die test piece mold is heated to a predetermined forging temperature, and the temperature drop distribution is extracted when the lubricant spray is applied to the surface of the test piece mold under the same conditions as the lubricant spraying in the flow rate distribution measuring step. Mold temperature distribution extraction process,
A film thickness distribution measuring step for measuring a film thickness distribution of the lubricant film on the surface of the test piece mold formed by drying the lubricant sprayed with the lubricant in the mold temperature distribution extracting step;
A friction coefficient measuring step of measuring a friction coefficient of the surface of the test piece mold on which the lubricant film is formed;
A die cooling function evaluation step of comparing the pressure receiving distribution and the temperature drop amount distribution, and evaluating a cooling force by lubricant spraying on the forging die for each spray input condition;
Friction reduction function evaluation step of comparing the film thickness of the lubricant film and the friction coefficient, and evaluating the friction reduction function by lubricant spraying on the forging die for each spray input condition;
By comparing the temperature drop amount distribution and the film thickness distribution of the lubricant film to obtain a correlation,
A correlation step of correlating the spray input condition with the cooling force by the lubricant spray on the forging die and the friction coefficient.

請求項２においては、
前記型冷却機能評価工程では、前記型温度分布抽出工程により得られる前記温度低下量を目的変数とし、前記入力工程により入力される前記噴霧入力条件を説明変数とする重回帰分析により、噴霧入力条件毎の鍛造型に対する前記温度低下量を導出して、前記受圧分布と前記温度低下量分布とを比較し、前記噴霧入力条件毎の前記鍛造型に対する潤滑剤噴霧による冷却力を評価するものである。 In claim 2,
In the mold cooling function evaluation step , spray input is performed by multiple regression analysis using the temperature decrease amount obtained in the mold temperature distribution extraction step as an objective variable and the spray input condition input in the input step as an explanatory variable. Deriving the temperature decrease amount for the forging die for each condition , comparing the pressure receiving distribution and the temperature decrease amount distribution, and evaluating the cooling power by the lubricant spraying for the forging die for each spray input condition. is there.

請求項３においては、
前記摩擦低減機能評価工程は、前記潤滑剤被膜の膜厚と前記摩擦係数との間で相関式を導出することで、前記噴霧入力条件毎の鍛造型に対する潤滑剤噴霧による摩擦低減機能を評価するものである。 In claim 3,
The friction reduction function evaluation step evaluates a friction reduction function by lubricant spraying on the forging die for each spray input condition by deriving a correlation formula between the film thickness of the lubricant film and the friction coefficient. Is.

請求項４においては、
前記相関付け工程は、前記型冷却機能評価工程における前記冷却力の導出と、前記摩擦低減機能評価工程における前記相関式の導出とに基づいて、前記噴霧入力条件と前記摩擦係数との相関付けを行うものである。 In claim 4,
The correlation step correlates the spray input condition and the friction coefficient based on the derivation of the cooling power in the mold cooling function evaluation step and the derivation of the correlation equation in the friction reduction function evaluation step. Is what you do.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

請求項１においては、鍛造工程において実際に使用するノズル、噴霧スプレー機、潤滑剤の一意なる評価が可能となるため、潤滑剤噴霧条件を設定する工数の低減が可能であり（トライアンドエラー防止）、また、潤滑剤噴霧条件を生産準備の際の設計要件に関わる数値として定量化が行える。 In claim 1, since it is possible to uniquely evaluate nozzles, spray sprayers, and lubricants that are actually used in the forging process, it is possible to reduce the man-hours for setting the lubricant spray conditions (trial and error prevention). ) In addition, the lubricant spray conditions can be quantified as numerical values related to design requirements during production preparation.

請求項２においては、実際に使用するノズル、噴霧スプレー機、潤滑剤に関わる噴霧入力条件毎の鍛造型に対する潤滑剤噴霧による冷却力を評価することができる。 In claim 2, it is possible to evaluate the cooling power by the lubricant spraying on the forging die for each spray input condition relating to the nozzle, spray sprayer, and lubricant actually used.

請求項３においては、実際に使用するノズル、噴霧スプレー機、潤滑剤に関わる噴霧入力条件毎の鍛造型に対する潤滑剤噴霧による摩擦低減機能を評価することができる。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to evaluate the friction reducing function by the lubricant spraying on the forging die for each spray input condition relating to the nozzle, spray sprayer, and lubricant actually used.

請求項４においては、経験者のカンやコツに頼ることなく、実際に使用するノズル、噴霧スプレー機、潤滑剤に応じた潤滑剤噴霧による機能を予め把握することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to grasp in advance the function of the lubricant spray according to the nozzle, the spray sprayer, and the lubricant that are actually used without relying on the cans and tips of the experienced person.

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る工程フローを示す図、図２は流量分布計測工程と受圧分布測定工程を示す説明図、図３は型温度分布抽出工程を示す説明図、図４は膜厚分布計測工程と摩擦低減機能評価工程を示す説明図である。 Next, embodiments of the invention will be described.
FIG. 1 is a diagram showing a process flow according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing a flow rate distribution measurement process and a pressure receiving distribution measurement process, FIG. 3 is an explanatory diagram showing a mold temperature distribution extraction process, and FIG. It is explanatory drawing which shows a film thickness distribution measurement process and a friction reduction function evaluation process.

まず、本発明の一実施形態に係る鍛造潤滑剤噴霧の機能評価方法を適用する鍛造潤滑剤噴霧の機能評価装置（以下、評価装置という）の全体構成について図２から図４を用いて説明する。 First, an overall configuration of a forged lubricant spray function evaluation apparatus (hereinafter referred to as an evaluation apparatus) to which a forged lubricant spray function evaluation method according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIGS. .

評価装置は、鍛造型２に対して行う潤滑剤噴霧の機能を、熱間鍛造工程における実際の環境下に則して評価する装置である。具体的には、鍛造型２に対して潤滑剤噴霧を行った際の噴霧条件毎に応じて潤滑剤噴霧による型冷却機能及び摩擦低減機能を評価する評価システムである。 The evaluation device is a device that evaluates the function of the lubricant spray performed on the forging die 2 in accordance with the actual environment in the hot forging process. Specifically, the evaluation system evaluates the die cooling function and the friction reducing function by the lubricant spray according to each spray condition when the lubricant spray is performed on the forging die 2.

また、評価装置は、鍛造型２及び該鍛造型２のテストピース型３に対して潤滑剤噴霧を行うスプレー装置１と、潤滑剤噴霧に関わる計測値を計測する複数の計測手段と、潤滑剤噴霧の開始・停止を制御する制御手段（図示せず）と、該制御手段内に具備されるとともにスプレー装置１及び各計測手段と接続され、予め入力される噴霧入力条件と各計測手段により計測された計測値に基づいて所定の演算処理を行う演算処理部（図示せず）とから主に構成されている。 The evaluation apparatus includes a spray device 1 that sprays lubricant on the forging die 2 and the test piece die 3 of the forging die 2, a plurality of measuring means that measure measurement values related to the lubricant spray, and a lubricant. Control means (not shown) for controlling the start / stop of spraying, and is provided in the control means and connected to the spray device 1 and each measuring means, and is measured by the spray input conditions inputted in advance and each measuring means. An arithmetic processing unit (not shown) that performs predetermined arithmetic processing based on the measured values is mainly configured.

鍛造型２は、熱間鍛造を行う際にプレス装置に固定されて所定温度に熱したワークを所定の形状に成形する金型であり、スプレー装置１により潤滑剤が噴霧される対象物である。また、鍛造型２は、図１に示すように、スプレー装置１の先端（後述するスプレーノズル４先端）から下方に距離Ｌを有して離間して配置されている。 The forging die 2 is a die that molds a workpiece fixed to a press device and heated to a predetermined temperature when performing hot forging into a predetermined shape, and is an object to which a lubricant is sprayed by the spray device 1. . Further, as shown in FIG. 1, the forging die 2 is disposed with a distance L downward from the tip of the spray device 1 (the tip of a spray nozzle 4 described later).

テストピース型３は、前記鍛造型２と略同一の外形形状及び同一の材質で形成されており、鍛造型２と異なる部分は、評価装置に載置した際にスプレー装置１に対向する面（テストピース型３表面）にキャビティを設けておらず、計測手段による計測の便宜上平坦な面を有していることである。また、テストピース型３は、後述する各計測手段にて計測される型温度分布、潤滑剤被膜の膜厚分布及び摩擦係数を測定する際に便宜上用いられる鍛造型２のテストピースである。また、テストピース型３の下部には、ホットプレート３ａが着脱自在に配置されており、テストピース型３を所定温度（例えば、熱したワークから鍛造型２に入熱した際の発熱温度である４００℃程度）に加熱することが可能となっている。 The test piece mold 3 is formed of substantially the same outer shape and the same material as the forging mold 2, and a portion different from the forging mold 2 is a surface (when facing the spray device 1 when placed on the evaluation device). The surface of the test piece mold 3) is not provided with a cavity, and has a flat surface for convenience of measurement by the measuring means. The test piece mold 3 is a test piece of the forging mold 2 that is used for convenience when measuring a mold temperature distribution, a lubricant film thickness distribution, and a friction coefficient, which are measured by each measuring means described later. A hot plate 3a is detachably disposed at the lower part of the test piece mold 3, and is a heat generation temperature when the test piece mold 3 is heated to a forging mold 2 from a heated workpiece. It is possible to heat to about 400 ° C.

スプレー装置１は、図２に示すように、熱間鍛造を行う際に、プレス装置に固定される金型である鍛造型２表面に対して潤滑剤溶液をスプレーノズル４を介して噴霧する装置であり、鍛造型２表面に対して対向配置されるスプレーノズル４と、スプレーノズル４内にエアーを供給するエアー供給管５と、スプレーノズル４内に潤滑剤溶液であるリキッドを供給するリキッド供給管６と、エアー供給管５の上流側に配置されてエアーの入力圧力を調整するエアー入力圧力調整器（図示せず）と、リキッド供給管6の上流側に配置されてリキッドの入力圧力を調整するリキッド入力圧力調整器（図示せず）と、を主に備えている。このスプレー装置１により鍛造型２に対して潤滑剤噴霧を行うことで鍛造型２を所定温度に冷却し、噴霧された潤滑剤が乾燥して鍛造型２表面（鍛造型２とワークとの接触面）において潤滑剤被膜を形成して鍛造時における鍛造型２と鍛造されるワークとの間の摩擦抵抗を低減させて、鍛造型２の磨耗を防ぐことができる。 As shown in FIG. 2, the spray device 1 sprays a lubricant solution onto the surface of a forging die 2, which is a die fixed to a press device, during hot forging via a spray nozzle 4. A spray nozzle 4 disposed opposite to the forging die 2 surface, an air supply pipe 5 for supplying air into the spray nozzle 4, and a liquid supply for supplying liquid as a lubricant solution into the spray nozzle 4. A pipe 6, an air input pressure regulator (not shown) disposed on the upstream side of the air supply pipe 5 to adjust the input pressure of air, and a liquid input pressure on the liquid supply pipe 6 disposed on the upstream side of the liquid supply pipe 6. And a liquid input pressure regulator (not shown) for adjustment. The forging die 2 is cooled to a predetermined temperature by spraying the forging die 2 with the spray device 1 and the sprayed lubricant is dried to contact the surface of the forging die 2 (contact between the forging die 2 and the workpiece). Surface) to reduce the frictional resistance between the forging die 2 and the workpiece to be forged during forging, thereby preventing the forging die 2 from being worn.

スプレーノズル４は、その内部に液体（リキッド）と気体（エアー）とを送り込むことにより霧状の液滴を噴霧することができるものであり、スプレー装置１に対して着脱可能である。具体的には、スプレーノズル４に形成された孔数や内部形状等によりスプレーパターン等の噴霧状態を制御することが可能である。また、スプレー装置１は、実際の噴霧対象物である鍛造型２の大きさや形状等に応じてノズル種（口径ｄ・孔数・スプレーパターン（噴霧の粗密分布）が異なる種類）を適宜交換することで、図２に示すように、噴霧状態を表す噴角θ、範囲Ｒ（スプレーパターン）、噴霧の受圧（対象物が受ける圧力）、噴霧液滴の流速等を変更することが可能である。
また、前記エアー入力圧力調整器とリキッド入力圧力調整器とをそれぞれ調整することにより、スプレーノズル４内へ送り込まれるエアーとリキッドのそれぞれの入力圧力及び各入力圧力の比率を適宜調整することで、スプレーノズル４から噴霧される潤滑剤の前述した噴霧状態を適宜調整することが可能である。
また、前記エアー入力圧力調整器とリキッド入力圧力調整器にそれぞれに設けられた図示しない電磁弁等で構成される開閉バルブの開閉制御によりエアーとリキッドの供給開始及び停止を行うことが可能である。すなわち、開閉バルブの開閉制御により噴霧時間を制御することができる。また、前述したエアー入力圧力調整器とリキッド入力圧力調整器及び各開閉バルブは、制御手段に接続されており、それらを制御手段が制御することで、予め設定した噴霧条件（入力圧力・噴霧時間等）でスプレーノズル４から潤滑剤噴霧を行うことができるように構成されている。 The spray nozzle 4 is capable of spraying mist-like droplets by feeding liquid (liquid) and gas (air) into the inside thereof, and is detachable from the spray device 1. Specifically, the spray state such as a spray pattern can be controlled by the number of holes formed in the spray nozzle 4 and the internal shape. Also, the spray device 1 appropriately replaces the nozzle type (a type with different diameter d, number of holes, spray pattern (spray density distribution)) according to the size and shape of the forging die 2 that is an actual spray target. Thus, as shown in FIG. 2, it is possible to change the spray angle θ representing the spray state, the range R (spray pattern), the pressure received by the spray (pressure received by the object), the flow velocity of the spray droplets, and the like. .
Further, by adjusting the air input pressure regulator and the liquid input pressure regulator, respectively, by appropriately adjusting the respective input pressures of air and liquid fed into the spray nozzle 4 and the ratios of the respective input pressures, It is possible to appropriately adjust the above-described spray state of the lubricant sprayed from the spray nozzle 4.
In addition, it is possible to start and stop the supply of air and liquid by opening / closing control of an opening / closing valve constituted by an electromagnetic valve (not shown) provided in each of the air input pressure regulator and the liquid input pressure regulator. . That is, the spraying time can be controlled by opening / closing control of the opening / closing valve. Further, the air input pressure regulator, the liquid input pressure regulator and each on-off valve described above are connected to the control means, and the control means controls them so that the spray conditions (input pressure / spray time) set in advance are controlled. Etc.) so that the lubricant can be sprayed from the spray nozzle 4.

潤滑剤は、熱間鍛造時に鍛造型２に溶液状態で塗布され、鍛造型２の熱により乾燥後潤滑剤被膜を形成し、鍛造型２とワークとの間で潤滑作用が生じることで、鍛造時の鍛造型２とワークとの間の摩擦抵抗を低減して、熱間鍛造をスムーズに行うために用いられるものである。潤滑剤としては、例えば、カルボン酸系潤滑剤粉末を溶媒（本実施形態の溶媒は水）に溶解した潤滑剤溶液（リキッド）などを用いることができる。また、潤滑剤噴霧に影響する潤滑剤成分（潤滑剤物性）としては、潤滑剤粉末の種類、水等の液体に潤滑剤を溶解する際の溶解濃度、潤滑剤溶液の粘度及び潤滑剤溶液の温度、またはリサイクル等により発生する異物（スケール等）や保存等により起こる潤滑剤溶液の劣化等がある。このような潤滑剤成分は、後述する入力工程において予め入力される噴霧入力条件の一例として挙げられる。 The lubricant is applied in a solution state to the forging die 2 at the time of hot forging, and a lubricant film is formed after drying by the heat of the forging die 2, and a lubricating action is generated between the forging die 2 and the workpiece. It is used to smoothly perform hot forging by reducing the frictional resistance between the forging die 2 and the workpiece at the time. As the lubricant, for example, a lubricant solution (liquid) in which carboxylic acid-based lubricant powder is dissolved in a solvent (the solvent in the present embodiment is water) can be used. In addition, the lubricant component (lubricant physical properties) that affect the spraying of the lubricant includes the type of lubricant powder, the dissolution concentration when the lubricant is dissolved in a liquid such as water, the viscosity of the lubricant solution, and the lubricant solution. There is a foreign matter (scale etc.) generated by temperature or recycling, deterioration of the lubricant solution caused by storage or the like. Such a lubricant component is an example of spray input conditions that are input in advance in an input process described later.

計測手段は、後述する鍛造潤滑剤噴霧の機能評価方法の各工程における所定の計測値を計測する際に用いられるものであり、流量分布計測手段である流量分布計測器７と、圧力分布検出手段である圧力分布センサー８と、温度分布検出手段９と、膜厚分布計測手段（図示せず）と、摩擦係数計測手段１０と、から構成される。 The measurement means is used when measuring a predetermined measurement value in each step of the function evaluation method for forging lubricant spray described later, and includes a flow rate distribution measuring device 7 which is a flow rate distribution measurement means, and a pressure distribution detection means. The pressure distribution sensor 8, the temperature distribution detection means 9, the film thickness distribution measurement means (not shown), and the friction coefficient measurement means 10 are configured.

流量分布計測器７は、図２に示すように、潤滑剤噴霧により単位面積あたりに貯留される体積の積算流量を計測するものであり、具体的には、スプレーノズル４の噴霧口４ａの下方に升目状の容器を配置して、各容器に溜まった潤滑剤の貯留量の体積を測定することで、流量（ｍｌ）を計測する。すべての容器の流量を測定することで所定範囲内の流量分布（Ａ）を計測することができる。 As shown in FIG. 2, the flow rate distribution measuring instrument 7 measures the integrated flow rate of the volume stored per unit area by the lubricant spray, and specifically, below the spray port 4 a of the spray nozzle 4. The flow rate (ml) is measured by disposing a grid-like container and measuring the volume of the lubricant stored in each container. By measuring the flow rate of all containers, the flow rate distribution (A) within a predetermined range can be measured.

圧力分布検出手段は、薄いシート状の圧力分布センサー８であり、該圧力分布センサー８のシート表面に受けた圧力（受圧（ＭＰａ））を面分布として検出することができる。また、圧力分布センサー８は、制御手段に接続されており、制御手段は圧力分布センサー８により潤滑剤噴霧が行なわれた際に圧力分布センサー８のシート面上の所定位置で受けた受圧の分布である受圧分布（Ｂ）を取得することができる。また、制御手段は、圧力分布センサー８からの信号に基づき所定位置における受圧や受圧分布（Ｂ）を所定時間ごとにサンプリングすることが可能である。
なお、本実施形態においては圧力分布検出手段として圧力分布センサー８を用いたが、特に限定するものではなく、歪ゲージ等を利用して受圧分布（Ｂ）を検出することも可能である。 The pressure distribution detection means is a thin sheet-like pressure distribution sensor 8 and can detect the pressure (pressure reception (MPa)) received on the sheet surface of the pressure distribution sensor 8 as a surface distribution. The pressure distribution sensor 8 is connected to the control means, and the control means distributes the pressure received at a predetermined position on the seat surface of the pressure distribution sensor 8 when the pressure distribution sensor 8 sprays the lubricant. It is possible to acquire the pressure receiving distribution (B). Further, the control means can sample the pressure reception and pressure distribution (B) at a predetermined position at predetermined intervals based on the signal from the pressure distribution sensor 8.
In the present embodiment, the pressure distribution sensor 8 is used as the pressure distribution detection means. However, the pressure distribution sensor 8 is not particularly limited, and the pressure receiving distribution (B) can be detected using a strain gauge or the like.

温度分布計測手段９は、鍛造型２のテストピース型３表面の温度分布を計測するものである。また、計測されたテストピース型３表面の温度分布は、制御手段内の演算処理部にて潤滑剤噴霧によるテストピース型３の冷却機能評価のための解析処理に用いられる。温度分布計測手段９としては、例えば、図３に示すように、非接触式温度計の一例であるサーモビュア（二次元放射温度計）や熱電対などを用いることが可能であり、温度分布の検出精度を向上するためにサーモビュアと熱電対を併用することも可能である。温度分布計測手段９としてサーモビュアを用いた場合は、テストピース型３表面の温度を面計測して温度分布を容易に取得することが可能である。また、熱電対を用いた場合は、テストピース型３の内部に配置することで鍛造型表面の実温度を取得することが可能である。 The temperature distribution measuring means 9 measures the temperature distribution on the surface of the test piece mold 3 of the forging mold 2. Further, the measured temperature distribution on the surface of the test piece mold 3 is used in an analysis process for evaluating the cooling function of the test piece mold 3 by lubricant spraying in an arithmetic processing unit in the control means. As the temperature distribution measuring means 9, for example, as shown in FIG. 3, a thermoviewer (two-dimensional radiation thermometer), a thermocouple, or the like, which is an example of a non-contact thermometer, can be used. It is possible to use a thermoviewer and a thermocouple together to improve accuracy. When a thermoviewer is used as the temperature distribution measuring means 9, it is possible to easily obtain the temperature distribution by measuring the surface temperature of the test piece mold 3 surface. Further, when a thermocouple is used, the actual temperature of the forging die surface can be obtained by arranging the thermocouple inside the test piece die 3.

膜厚分布計測手段は、潤滑剤噴霧された潤滑剤が乾燥することにより形成される前記テストピース型３表面上の潤滑剤被膜の膜厚分布（Ｄ）を計測するものである。膜厚分布計測手段としては、例えば、接触式や透磁式の膜厚計を用いることができる。 The film thickness distribution measuring means measures the film thickness distribution (D) of the lubricant film on the surface of the test piece mold 3 formed by drying the lubricant sprayed with the lubricant. As the film thickness distribution measuring means, for example, a contact type or magnetic permeability type film thickness meter can be used.

摩擦係数計測手段１０は、スラストシリンダー方式のすべり抵抗測定器である。図４に示すように、下方に所定の力Ｆと、横方向（すべり方向）に所定の力Ｐがかかった際の摩擦係数（Ｐ＝μＦにおけるμ値）を求めることができる。 The friction coefficient measuring means 10 is a thrust resistance measuring device of a thrust cylinder type. As shown in FIG. 4, a friction coefficient (P = μ value in μF) when a predetermined force F is applied downward and a predetermined force P is applied in the lateral direction (slip direction) can be obtained.

制御手段は、噴霧入力条件を入力する入力手段と、図示しない所定の演算処理を行う演算処理部（ＣＰＵ）と、記憶部（ハードディスク装置、ＲＡＭやＲＯＭ）と、インターフェース等からなり、記憶部には、後述する潤滑剤噴霧による鍛造型２の冷却機能や摩擦低減機能を評価する際に利用される各種情報（予め入力される噴霧入力条件や演算処理プログラム等）が記憶されている。また、制御手段は、スプレー装置１を制御して、鍛造型２表面に所定の噴霧条件（エアー・リキッドの各入力圧力・噴霧時間等）により潤滑剤噴霧を行うことが可能である。このような構成により、オペレータが入力手段により噴霧入力条件等の情報を予め入力することが可能であり、入力された噴霧入力条件と後述する各工程で取得される計測データ等に基づいて演算処理部により所定の演算処理を行うことが可能である。
なお、ここでいう「噴霧入力条件」とは、スプレー装置１及び潤滑剤に関わり、かつ型冷却機能及び摩擦低減機能に作用する因子であって、前述した噴霧方法、潤滑剤成分等に関する情報が含まれる。 The control means includes an input means for inputting spray input conditions, an arithmetic processing section (CPU) for performing predetermined arithmetic processing (not shown), a storage section (hard disk device, RAM or ROM), an interface, and the like. Stores various types of information (spray input conditions and arithmetic processing programs that are input in advance) used when evaluating the cooling function and friction reducing function of the forging die 2 by lubricant spray, which will be described later. The control means can control the spray device 1 to spray the lubricant on the surface of the forging die 2 under predetermined spray conditions (air / liquid input pressure, spray time, etc.). With such a configuration, it is possible for an operator to input information such as a spray input condition in advance using an input means, and an arithmetic process is performed based on the input spray input condition and measurement data acquired in each step described later. It is possible to perform predetermined calculation processing by the unit.
The “spray input conditions” here are factors relating to the spray device 1 and the lubricant and acting on the mold cooling function and the friction reducing function. included.

次に、上述した評価装置を用いた鍛造潤滑剤噴霧の機能評価方法について説明する。具体的には、以下に示す鍛造潤滑剤噴霧の機能評価方法は噴霧入力条件毎の鍛造型に対する潤滑剤噴霧による型冷却機能と摩擦低減機能の評価を行う方法である。 Next, a function evaluation method for forging lubricant spray using the above-described evaluation apparatus will be described. Specifically, the function evaluation method for forging lubricant spray shown below is a method for evaluating the die cooling function and the friction reducing function by the lubricant spray for the forging die for each spray input condition.

鍛造潤滑剤噴霧の機能評価方法は、図１に示すように、入力工程（Ｓ１０）と、流量分布計測工程（Ｓ２０）と、受圧分布測定工程（Ｓ３０）と、型温度分布抽出工程（Ｓ４０）と、膜厚分布計測工程（Ｓ５０）と、摩擦係数測定工程（Ｓ６０）と、型冷却機能評価工程（Ｓ７０）と、摩擦低減機能評価工程（Ｓ８０）と、相関付け工程（Ｓ９０）と、を有している。以下、各工程について具体的に説明する。 As shown in FIG. 1, the forging lubricant spray function evaluation method includes an input step (S10), a flow rate distribution measurement step (S20), a pressure receiving distribution measurement step (S30), and a mold temperature distribution extraction step (S40). A film thickness distribution measurement step (S50), a friction coefficient measurement step (S60), a mold cooling function evaluation step (S70), a friction reduction function evaluation step (S80), and a correlation step (S90). Have. Hereinafter, each step will be specifically described.

（入力工程：Ｓ１０）
入力工程（Ｓ１０）では、潤滑剤噴霧に係る噴霧入力条件を入力する。具体的には、まず、熱間鍛造時の潤滑剤噴霧の機能評価を行うにあたり、噴霧入力条件としてスプレー装置１に取り付けたスプレーノズル４のノズル種等の噴霧方法と潤滑剤成分（潤滑剤物性値）とをオペレータが入力手段により予め入力する。 (Input process: S10)
In the input step (S10), the spray input condition relating to the lubricant spray is input. Specifically, first, in performing the functional evaluation of the lubricant spray at the time of hot forging, the spray method such as the nozzle type of the spray nozzle 4 attached to the spray device 1 as the spray input condition and the lubricant component (lubricant physical properties) Value) is input in advance by the operator using the input means.

上記噴霧方法としては、例えば、ノズル種（口径ｄ・孔数・パターン）、入力圧力（リキッド・エアー）及び噴霧時間等が挙げられる。 Examples of the spraying method include nozzle type (caliber d, number of holes, pattern), input pressure (liquid / air), spraying time, and the like.

上記潤滑剤成分（潤滑剤物性に由来する制御因子）としては、例えば、潤滑剤の種類、溶液濃度、溶液粘度、溶液温度、異物（スケール等）、潤滑剤の劣化（経年劣化）などが挙げられる。
なお、噴霧入力条件としては適宜必要とされるデータを入力すればよく、特に上記すべてを入力することを要しない。例えば、取得できる噴霧入力条件を用いて、取得できないデータは近似値などを入力して、適宜本実施形態に係る機能評価方法を実施することも可能である。 Examples of the lubricant component (control factor derived from lubricant physical properties) include the type of lubricant, solution concentration, solution viscosity, solution temperature, foreign matter (scale, etc.), lubricant deterioration (aging deterioration), and the like. It is done.
In addition, what is necessary is just to input the data required suitably as spraying input conditions, and it is not necessary to input all the said especially. For example, using the spray input conditions that can be acquired, it is also possible to input an approximate value for the data that cannot be acquired and appropriately perform the function evaluation method according to the present embodiment.

（流量分布計測工程：Ｓ２０）
流量分布計測工程（Ｓ２０）では、流量分布計測器７を用いてスプレーノズル４から噴霧される潤滑剤の流量分布（Ａ）を計測する。すなわち、図２に示すように、スプレーノズル４の下方（距離Ｌ）に配置される升目状容器で構成される流量分布計測器７に向けて所定の噴霧条件による潤滑剤噴霧を行い、各容器に溜まった潤滑剤の貯留量を計測し、潤滑剤噴霧による潤滑剤の流量分布（Ａ）を測定する。 (Flow distribution measurement process: S20)
In the flow rate distribution measuring step (S20), the flow rate distribution (A) of the lubricant sprayed from the spray nozzle 4 is measured using the flow rate distribution measuring device 7. That is, as shown in FIG. 2, lubricant spraying is performed under a predetermined spray condition toward a flow rate distribution measuring device 7 constituted by a grid-like container disposed below the spray nozzle 4 (distance L). The amount of lubricant accumulated in the nozzle is measured, and the lubricant flow distribution (A) due to the lubricant spray is measured.

（受圧分布測定工程：Ｓ３０）
受圧分布測定工程（Ｓ３０）では、前記流量分布計測工程（Ｓ２０）における前記潤滑剤噴霧と同一条件によって前記鍛造型２表面に潤滑剤噴霧を行った際の受圧分布（Ｂ）を測定し、該受圧分布（Ｂ）から前記潤滑剤噴霧の粗密分布と噴霧される液滴の流速とを抽出する。すなわち、鍛造型２上に圧力分布センサー８を載置して、上方に配置されたスプレーノズル４から前記流量分布計測工程（Ｓ２０）と同一条件で潤滑剤噴霧を行い、潤滑剤液滴が鍛造型２表面に衝突する際の圧力（受圧）の粗密分布を表す受圧分布（Ｂ）を面計測する。また、制御手段では、演算処理部において、前記受圧分布（Ｂ）の計測値に基づいて所定の演算処理を行うことにより、潤滑剤噴霧の粗密分布と噴霧される液滴の流速を算出する（出力はｃｓｖ形式）。 (Pressure distribution measurement process: S30)
In the pressure receiving distribution measuring step (S30), the pressure receiving distribution (B) when the lubricant spraying is performed on the surface of the forging die 2 under the same conditions as the lubricant spraying in the flow rate distribution measuring step (S20) is measured, The density distribution of the lubricant spray and the flow velocity of the sprayed droplets are extracted from the pressure distribution (B). That is, the pressure distribution sensor 8 is placed on the forging die 2 and the lubricant is sprayed from the spray nozzle 4 disposed above under the same conditions as in the flow rate distribution measuring step (S20), and the lubricant droplets are forged. The pressure receiving distribution (B) representing the density distribution of the pressure (pressure receiving) when colliding with the surface of the mold 2 is measured. In the control means, the arithmetic processing unit performs predetermined arithmetic processing based on the measured value of the pressure receiving distribution (B), thereby calculating the density distribution of the lubricant spray and the flow velocity of the droplets to be sprayed ( The output is csv format).

また、潤滑剤噴霧の粗密分布は、圧力分布センサー８により計測される所定位置における単位面積あたりの受圧の強弱の分布により表現される。すなわち、従来の潤滑剤噴霧の粗密分布の計測では、流量分布計測器７によって計測される流量分布（Ａ）のみを、適用していたが、さらに、圧力分布センサー８によって計測される受圧分布（Ｂ）を適用することにより、実際の潤滑剤噴霧の粗密分布を精度良く表すことが可能となる。 Further, the density distribution of the lubricant spray is expressed by the distribution of the pressure receiving intensity per unit area at a predetermined position measured by the pressure distribution sensor 8. That is, in the conventional measurement of the density distribution of the lubricant spray, only the flow distribution (A) measured by the flow distribution measuring instrument 7 is applied, but further, the pressure receiving distribution (A) measured by the pressure distribution sensor 8 ( By applying B), it is possible to accurately represent the density distribution of the actual lubricant spray.

また、噴霧される液滴の流速は、スプレーノズル４と鍛造型２との間の距離Ｌと、噴霧開始をトリガーとする噴霧開始時間と圧力分布センサー８が最初に受圧を計測した時間である受圧開始時間との時間差Ｔを用いて、（距離Ｌ）／（時間差Ｔ）により算出することができる。
また、受圧に関わる力積は、圧力分布センサー８によって計測された受圧を単位時間あたりの受圧に換算することで求めることが可能である。本実施形態においては、０.１秒毎に受圧をサンプリングして、これを積算することで単位時間（秒）あたりの力積を求めている。
このように、前記流量分布計測工程（Ｓ２０）と受圧分布測定工程（Ｓ３０）とにより、従来法による流量分布（Ａ）と、受圧分布（Ｂ）と、流速と、力積と、それらが及ぶ範囲（鍛造型２表面上の範囲）が計測可能となる。 The flow rate of the sprayed droplets is the distance L between the spray nozzle 4 and the forging die 2, the spray start time triggered by the start of spraying, and the time when the pressure distribution sensor 8 first measured the pressure. Using the time difference T from the pressure receiving start time, it can be calculated by (distance L) / (time difference T).
Further, the impulse related to the pressure reception can be obtained by converting the pressure reception measured by the pressure distribution sensor 8 into the pressure reception per unit time. In the present embodiment, the pressure per unit time (second) is obtained by sampling the pressure receiving every 0.1 second and integrating the received pressure.
As described above, the flow rate distribution measuring step (S20) and the pressure receiving distribution measuring step (S30) cover the flow rate distribution (A), the pressure receiving distribution (B), the flow velocity, and the impulse according to the conventional method. The range (range on the surface of the forging die 2) can be measured.

さらに、前記流量分布計測工程（Ｓ２０）により得られた流量分布（Ａ）の計測結果と受圧分布測定工程（Ｓ３０）で得られた受圧分布（Ｂ）の計測結果との相関を求めて、従来法による流量分布計測器７を用いて計測した流量分布（Ａ）と受圧分布（Ｂ）の差異を比較する。このような比較を行うことにより、例えば、流量分布計測工程（Ｓ２０）を行わない場合であっても、受圧分布測定工程（Ｓ３０）による受圧分布計測結果に基づく解析から流量分布（Ａ）を予測することも可能となる。
また、潤滑剤噴霧の粗密分布として受圧分布（Ｂ）のみを適用することで、流量分布計測工程（Ｓ２０）を省くことも可能である。 Furthermore, the correlation between the measurement result of the flow distribution (A) obtained by the flow distribution measurement step (S20) and the measurement result of the pressure reception distribution (B) obtained by the pressure reception distribution measurement step (S30) is obtained. The difference between the flow rate distribution (A) and the pressure receiving distribution (B) measured using the flow rate distribution measuring instrument 7 according to the method is compared. By performing such comparison, for example, even when the flow distribution measurement step (S20) is not performed, the flow distribution (A) is predicted from the analysis based on the pressure reception distribution measurement result in the pressure reception distribution measurement step (S30). It is also possible to do.
Further, by applying only the pressure receiving distribution (B) as the density distribution of the lubricant spray, the flow rate distribution measuring step (S20) can be omitted.

（型温度分布抽出工程：Ｓ４０）
型温度分布抽出工程（Ｓ４０）では、図３に示すように、前記鍛造型２のテストピース型３を所定の鍛造温度（上限値４００℃程度）に加熱し、流量分布計測工程（Ｓ２０）で行った潤滑剤噴霧と同一条件によって前記テストピース型３表面に潤滑剤噴霧を行った際の表面温度をサーモビュア９により計測して、該表面温度計測の結果に基づいて前記テストピース型３の型温度分布（温度低下量分布（Ｃ））を抽出する。
すなわち、熱した鍛造型２のテストピース型３表面に対して所定距離Ｌ上方から潤滑剤噴霧を行った場合、テストピース型３表面に噴霧された液状の潤滑剤は、ホットプレート３ａにより予め所定の鍛造温度に加熱されたテストピース型３表面にて溶媒である水が蒸発することで、テストピース型３の所定位置（範囲Ｒ'）が冷却されるとともに、潤滑剤被膜を形成する。この水が蒸発する際のテストピース型３上における温度低下量の分布をサーモビュア９により面計測する（出力はｃｓｖ形式）。
つまり、熱簡鍛造時に潤滑剤噴霧を行った際に、気化熱を利用して鍛造型２の温度低下が起こる状態（冷却状態）をサーモビュア９によりモニターしているのである。
なお、潤滑剤噴霧後に、テストピース型３からホットプレート３ａを取外して、潤滑剤噴霧後の鍛造型２への入熱を防ぐと型温度分布を精度良く計測する上でより好ましい。
また、潤滑剤噴霧後、所定時間（ｔ）で水分が蒸発するにことより潤滑剤被膜が形成されるが、本実施形態の場合、数秒程度である。 (Mold temperature distribution extraction step: S40)
In the mold temperature distribution extraction process (S40), as shown in FIG. 3, the test piece mold 3 of the forging mold 2 is heated to a predetermined forging temperature (upper limit value of about 400 ° C.), and the flow distribution measurement process (S20). The surface temperature when the lubricant spray is performed on the surface of the test piece mold 3 under the same conditions as the performed lubricant spray is measured by the thermoviewer 9, and the mold of the test piece mold 3 is based on the result of the surface temperature measurement. The temperature distribution (temperature decrease amount distribution (C)) is extracted.
That is, when the lubricant spray is performed on the surface of the test piece mold 3 of the heated forging mold 2 from above the predetermined distance L, the liquid lubricant sprayed on the surface of the test piece mold 3 is preliminarily determined by the hot plate 3a. As the solvent water evaporates on the surface of the test piece mold 3 heated to the forging temperature, a predetermined position (range R ′) of the test piece mold 3 is cooled and a lubricant film is formed. The distribution of the temperature drop amount on the test piece mold 3 when the water evaporates is measured by the thermoviewer 9 (the output is csv format).
That is, when the lubricant spray is performed during the hot simple forging, the thermoviewer 9 monitors the state (cooling state) in which the temperature of the forging die 2 is lowered using the heat of vaporization.
It is more preferable to remove the hot plate 3a from the test piece mold 3 after spraying the lubricant to prevent heat input to the forging mold 2 after spraying the lubricant in order to accurately measure the mold temperature distribution.
Further, after the spraying of the lubricant, the lubricant film is formed by evaporating the water in a predetermined time (t). In the present embodiment, it is about several seconds.

（膜厚分布計測工程：Ｓ５０）
膜厚分布計測工程（Ｓ５０）では、前記型温度分布抽出工程（Ｓ４０）にて潤滑剤噴霧された潤滑剤がテストピース型３の熱により乾燥することにより形成される前記テストピース型３表面上の潤滑剤被膜の膜厚分布（Ｄ）を接触式膜厚計測器により計測する。これにより、テストピース型３表面に形成された潤滑剤被膜の膜厚分布（Ｄ）を取得することができる。
また、型温度分布抽出工程（Ｓ４０）で得られた温度低下量分布（Ｃ）と膜厚分布計測工程（Ｓ５０）で得られた膜厚分布（Ｄ）とを比較して、相関を求めて、後述する相関付け工程で用いる。 (Thickness distribution measurement step: S50)
In the film thickness distribution measurement step (S50), the lubricant sprayed with the lubricant in the mold temperature distribution extraction step (S40) is dried on the surface of the test piece mold 3 formed by drying the test piece mold 3 with heat. The thickness distribution (D) of the lubricant film is measured with a contact-type film thickness measuring instrument. Thereby, the film thickness distribution (D) of the lubricant film formed on the surface of the test piece mold 3 can be acquired.
Further, the temperature drop amount distribution (C) obtained in the mold temperature distribution extraction step (S40) and the film thickness distribution (D) obtained in the film thickness distribution measurement step (S50) are compared to obtain a correlation. Used in the correlation step described later.

（摩擦係数測定工程：Ｓ６０）
摩擦係数測定工程（Ｓ６０）では、前記型温度分布測定工程（Ｓ４０）において前記潤滑剤被膜が形成された前記テストピース型３表面の摩擦係数（Ｅ）をスラストシリンダー式すべり抵抗試験器により測定する。 (Friction coefficient measurement step: S60)
In the friction coefficient measuring step (S60), the friction coefficient (E) of the surface of the test piece mold 3 on which the lubricant film is formed in the mold temperature distribution measuring step (S40) is measured by a thrust cylinder type slip resistance tester. .

（型冷却機能評価工程：Ｓ７０）
型冷却機能評価工程（Ｓ７０）では、前記受圧分布（Ｂ）と前記温度低下量分布（Ｃ）とを比較し、噴霧入力条件毎の鍛造型２に対する潤滑剤噴霧の冷却力を評価する。 (Die cooling function evaluation process: S70)
In the mold cooling function evaluation step (S70), the pressure receiving distribution (B) and the temperature decrease distribution (C) are compared, and the cooling power of the lubricant spray on the forging mold 2 for each spray input condition is evaluated.

具体的には、型冷却機能評価工程（Ｓ７０）は、前記型温度分布抽出工程（Ｓ４０）により得られた温度低下量を目的変数とし、前記入力工程（Ｓ１０）により入力される噴霧入力条件を説明変数とする重回帰分析を利用して噴霧入力条件毎の鍛造型に対する冷却力を導出すること（ロジックＡ）で、前記噴霧入力条件毎の鍛造型に対する潤滑剤噴霧による冷却力の評価を行う。すなわち、噴霧入力条件や実際に使用するスプレーノズル等により鍛造型２をどの程度冷却できるかどうかを導出することができる。つまり、受圧分布（Ｂ）と温度低下量分布（Ｃ）との相関を求めることで鍛造型２の冷却機能を評価することができる。 Specifically, the mold cooling function evaluation step (S70) uses the temperature decrease obtained in the mold temperature distribution extraction step (S40) as an objective variable, and sets the spray input conditions input in the input step (S10). The cooling power for the forging die for each spray input condition is derived by using multiple regression analysis as an explanatory variable (logic A), and the cooling power by the lubricant spraying for the forging die for each spray input condition is evaluated. . That is, it is possible to derive how much the forging die 2 can be cooled by the spray input condition, the spray nozzle actually used, or the like. That is, the cooling function of the forging die 2 can be evaluated by determining the correlation between the pressure receiving distribution (B) and the temperature decrease amount distribution (C).

（摩擦低減機能評価工程：Ｓ８０）
摩擦低減機能評価工程（Ｓ８０）では、前記潤滑剤被膜の膜厚と前記摩擦係数（Ｅ）とを比較し、前記噴霧入力条件毎の前記鍛造型２に対する潤滑剤噴霧による摩擦低減機能を評価する。 (Friction reduction function evaluation process: S80)
In the friction reduction function evaluation step (S80), the film thickness of the lubricant film and the friction coefficient (E) are compared, and the friction reduction function by the lubricant spray on the forging die 2 for each spray input condition is evaluated. .

具体的には、前記摩擦低減機能評価工程（Ｓ８０）は、膜厚分布計測工程（Ｓ５０）で計測された前記潤滑剤被膜の膜厚と、前記摩擦係数測定工程（Ｓ６０）で測定された摩擦係数（Ｅ）との間で相関式（例えば一次相関式）を導出すること（ロジックＢ）で、前記噴霧入力条件毎の鍛造型に対する潤滑剤噴霧による摩擦低減機能を評価する。 Specifically, in the friction reduction function evaluation step (S80), the film thickness of the lubricant film measured in the film thickness distribution measurement step (S50) and the friction measured in the friction coefficient measurement step (S60). By deriving a correlation equation (for example, a primary correlation equation) with the coefficient (E) (logic B), the friction reduction function by the lubricant spraying on the forging die for each spray input condition is evaluated.

（相関付け工程：Ｓ９０）
相関付け工程（Ｓ９０）では、前記噴霧入力条件と前記摩擦係数（Ｅ）との相関付けを行う。 (Correlation process: S90)
In the correlation step (S90), the spray input condition is correlated with the friction coefficient (E).

具体的には、前記相関付け工程（Ｓ９０）は、前記型冷却機能評価工程（Ｓ７０）において冷却力を導出するロジックＡと、前記摩擦低減機能評価工程（Ｓ８０）において相関式を導出するロジックＢとに基づいて、前記噴霧入力条件と前記摩擦係数（Ｅ）との相関付けを行うこと（ロジックＣ）ができる。
すなわち、前述した型温度分布抽出工程（Ｓ４０）で得られた温度低下量分布（Ｃ）と膜厚分布計測工程（Ｓ５０）で得られた膜厚分布（Ｄ）との相関関係から、ロジックＡとロジックＢとを相関付けることにより、前記噴霧入力条件と前記摩擦係数（Ｅ）との相関付けを行うこと（ロジックＣ）ができる。これにより、噴霧入力条件と鍛造型２の冷却機能及び摩擦低減機能とが相関付けられるので、実際に使用するノズル、噴霧スプレー機、潤滑剤に関わる噴霧入力条件毎の鍛造型に対する潤滑剤噴霧による冷却力及び摩擦低減機能を定量的に評価することができる。 Specifically, the correlation step (S90) includes a logic A for deriving a cooling force in the mold cooling function evaluation step (S70) and a logic B for deriving a correlation equation in the friction reduction function evaluation step (S80). The correlation between the spray input condition and the friction coefficient (E) can be performed (logic C).
That is, from the correlation between the temperature decrease distribution (C) obtained in the mold temperature distribution extraction step (S40) and the film thickness distribution (D) obtained in the film thickness distribution measurement step (S50), the logic A And logic B can be correlated with the spray input condition and the friction coefficient (E) (logic C). As a result, the spray input condition is correlated with the cooling function and the friction reducing function of the forging die 2, so that the nozzle, spray sprayer, and the lubricant used for the forging die for each spray input condition relating to the lubricant are used. The cooling power and the friction reduction function can be quantitatively evaluated.

このように、鍛造潤滑剤の機能評価方法は、鍛造型２に対して行う潤滑剤噴霧の機能を評価する鍛造潤滑剤噴霧の機能評価方法であって、前記潤滑剤噴霧に係る噴霧入力条件を入力する入力工程（Ｓ１０）と、前記潤滑剤噴霧による潤滑剤の流量分布（Ａ）を計測する流量分布計測工程（Ｓ２０）と、前記流量分布計測工程（Ｓ２０）における前記潤滑剤噴霧と同一条件によって前記鍛造型２表面に潤滑剤噴霧を行った際の受圧分布（Ｂ）を測定し、該受圧分布（Ｂ）から前記潤滑剤噴霧の粗密分布と噴霧される液滴の流速とを抽出する受圧分布測定工程（Ｓ３０）と、前記鍛造型２のテストピース型３を所定の鍛造温度に加熱し、前記流量分布計測工程における前記潤滑剤噴霧と同一条件によって前記テストピース型３表面に潤滑剤噴霧を行った際の温度低下量分布（Ｃ）を抽出する型温度分布抽出工程（Ｓ４０）と、前記型温度分布抽出工程（Ｓ４０）にて潤滑剤噴霧された潤滑剤が乾燥することにより形成される前記テストピース型３表面上の潤滑剤被膜の膜厚分布（Ｄ）を計測する膜厚分布計測工程（Ｓ５０）と、前記潤滑剤被膜が形成された前記テストピース型３表面の摩擦係数（Ｅ）を測定する摩擦係数測定工程（Ｓ６０）と、前記受圧分布（Ｂ）と前記温度低下量分布（Ｃ）とを比較し、前記噴霧入力条件毎の前記鍛造型２に対する潤滑剤噴霧による冷却力を評価する型冷却機能評価工程（Ｓ７０）と、前記潤滑剤被膜の膜厚と前記摩擦係数（Ｅ）とを比較し、前記噴霧入力条件毎の前記鍛造型２に対する潤滑剤噴霧による摩擦低減機能を評価する摩擦低減機能評価工程（Ｓ８０）と、前記噴霧入力条件と前記摩擦係数との相関付けを行う相関付け工程（Ｓ９０）と、を有するので、鍛造工程において実際に使用するノズル、噴霧スプレー機、潤滑剤の一意なる評価が可能となるため、実際の製造工程での潤滑剤噴霧条件を設定する工数の低減が可能であり（トライアンドエラー防止）、また、潤滑剤噴霧条件を生産準備の際の設計要件に関わる数値として定量化が行える。 Thus, the function evaluation method of the forged lubricant is a function evaluation method of the forged lubricant spray that evaluates the function of the lubricant spray performed on the forging die 2, and the spray input condition relating to the lubricant spray is set as follows. An input step (S10) for inputting, a flow rate distribution measuring step (S20) for measuring the flow rate distribution (A) of the lubricant by the lubricant spray, and the same conditions as the lubricant spraying in the flow rate distribution measuring step (S20) The pressure receiving distribution (B) when the lubricant spray is performed on the surface of the forging die 2 is measured, and the density distribution of the lubricant spray and the flow velocity of the droplets to be sprayed are extracted from the pressure receiving distribution (B). A pressure distribution measurement step (S30) and the test piece die 3 of the forging die 2 are heated to a predetermined forging temperature, and a lubricant is applied to the surface of the test piece die 3 under the same conditions as the lubricant spraying in the flow rate distribution measurement step. Spray The mold temperature distribution extraction step (S40) for extracting the temperature drop amount distribution (C) at the time of occurrence, and the lubricant sprayed by the lubricant in the mold temperature distribution extraction step (S40) is dried. A film thickness distribution measuring step (S50) for measuring a film thickness distribution (D) of the lubricant film on the surface of the test piece mold 3, and a friction coefficient (E) of the surface of the test piece mold 3 on which the lubricant film is formed. The friction coefficient measuring step (S60) for measuring the pressure distribution (B) and the temperature drop distribution (C) are compared, and the cooling power by the lubricant spray on the forging die 2 for each spray input condition A mold cooling function evaluation step (S70) for evaluating the friction, a film thickness of the lubricant film and the friction coefficient (E), and a friction reduction function by lubricant spraying on the forging mold 2 for each spray input condition Friction reduction function evaluation (S80) and a correlation step (S90) for correlating the spray input condition with the friction coefficient, so that the nozzle, spray sprayer, and lubricant that are actually used in the forging step are unique. Since evaluation is possible, it is possible to reduce the man-hours for setting the lubricant spray conditions in the actual manufacturing process (prevention of trial and error), and the lubricant spray conditions are related to the design requirements during production preparation. It can be quantified as a numerical value.

また、前記型冷却機能評価工程（Ｓ７０）は、前記型温度分布抽出工程（Ｓ４０）により得られる前記温度低下量を目的変数とし、前記入力工程（Ｓ１０）により入力される前記噴霧入力条件を説明変数とする重回帰分析により噴霧入力条件毎の鍛造型２に対する冷却力を導出することで、前記噴霧入力条件毎の鍛造型２に対する潤滑剤噴霧による冷却力を評価するので、実際に使用するノズル、噴霧スプレー機、潤滑剤に関わる噴霧入力条件毎の鍛造型に対する潤滑剤噴霧による冷却力を定量的に評価することができる。 In the mold cooling function evaluation step (S70), the spray input condition input in the input step (S10) is explained using the temperature decrease obtained in the mold temperature distribution extraction step (S40) as an objective variable. Since the cooling power for the forging die 2 for each spray input condition is derived by multiple regression analysis as a variable, the cooling power by the lubricant spraying for the forging die 2 for each spray input condition is evaluated. It is possible to quantitatively evaluate the cooling power by the lubricant spraying on the forging die for each spray input condition related to the sprayer and the lubricant.

また、前記摩擦低減機能評価工程（Ｓ８０）は、前記潤滑剤被膜の膜厚と前記摩擦係数との間で相関式を導出することで、前記噴霧入力条件毎の鍛造型２に対する潤滑剤噴霧による摩擦低減機能を評価するので、実際に使用するノズル、噴霧スプレー機、潤滑剤に関わる噴霧入力条件毎の鍛造型２に対する潤滑剤噴霧による摩擦低減機能を定量的に評価することができる。 In the friction reducing function evaluation step (S80), by deriving a correlation formula between the film thickness of the lubricant film and the friction coefficient, the lubricant spraying on the forging die 2 for each spray input condition is performed. Since the friction reducing function is evaluated, it is possible to quantitatively evaluate the friction reducing function by the lubricant spraying on the forging die 2 for each spray input condition relating to the nozzle, spray sprayer, and lubricant actually used.

また、前記相関付け工程（Ｓ９０）は、前記型冷却機能評価工程（Ｓ７０）における前記冷却力の導出と、前記摩擦低減機能評価工程（Ｓ８０）における前記相関式の導出とに基づいて、前記噴霧入力条件と前記摩擦係数との相関付けを行うので、経験者のカンやコツに頼ることなく、実際に使用するノズル、噴霧スプレー機、潤滑剤に応じた潤滑剤噴霧による機能を予め把握することができる。 The correlation step (S90) is based on the derivation of the cooling power in the mold cooling function evaluation step (S70) and the derivation of the correlation formula in the friction reduction function evaluation step (S80). Since the correlation between the input conditions and the friction coefficient is performed, it is possible to grasp in advance the function of the actual spraying nozzle, spray sprayer, and lubricant spraying according to the lubricant, without relying on the cans and tips of experienced workers. Can do.

本発明においては、鍛造工程における鍛造型２のトライポロジーの観点から、潤滑剤噴霧の機能評価について定量化を行うにあたり、潤滑剤噴霧の圧力分布を計測し、噴霧入力条件と鍛造型の温度変化、および摩擦係数とを計測し比較することで、噴霧装置の性能評価が定量的に行える。すなわち、鍛造工程における潤滑剤噴霧の定量評価と、鍛造工程で使用するスプレー装置１および潤滑剤の、実際の環境下における性能評価を行うことができる。 In the present invention, from the viewpoint of the tribology of the forging die 2 in the forging process, when quantifying the function evaluation of the lubricant spray, the pressure distribution of the lubricant spray is measured, the spray input conditions and the temperature change of the forging die, And by measuring and comparing the friction coefficient, the performance evaluation of the spraying device can be performed quantitatively. That is, the quantitative evaluation of the lubricant spray in the forging process and the performance evaluation of the spray device 1 and the lubricant used in the forging process in an actual environment can be performed.

また、熱間鍛造型に対する冷却機能と噴霧乾燥後の潤滑剤被膜の摩擦低減機能を評価できるようになることで、経験を積んだ作業者が行っていた噴霧条件の調整を一意的な噴霧条件として数値化できる。 In addition, the ability to evaluate the cooling function for the hot forging die and the friction reduction function of the lubricant film after spray drying can be evaluated, so that the spray conditions can be adjusted by experienced workers using unique spray conditions. Can be quantified as

本発明の一実施形態に係る工程フローを示す図。The figure which shows the process flow which concerns on one Embodiment of this invention. 流量分布計測工程と受圧分布測定工程を示す説明図。Explanatory drawing which shows a flow volume distribution measurement process and a pressure receiving distribution measurement process. 型温度分布抽出工程を示す説明図。Explanatory drawing which shows a mold temperature distribution extraction process. 膜厚分布計測工程と摩擦低減機能評価工程を示す説明図。Explanatory drawing which shows a film thickness distribution measurement process and a friction reduction function evaluation process.

１スプレー装置
２鍛造型
３テストピース型
Ａ流量分布
Ｂ受圧分布
Ｃ温度低下量分布
Ｄ膜厚分布
Ｅ摩擦係数
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spraying device 2 Forging die 3 Test piece type A Flow rate distribution B Pressure receiving distribution C Temperature fall amount distribution D Film thickness distribution E Friction coefficient

Claims

A function evaluation method for forging lubricant spray that evaluates the function of lubricant spray performed on a forging die,
An input step of inputting spray input conditions relating to the lubricant spray;
A flow rate distribution measuring step for measuring a flow rate distribution of the lubricant by the lubricant spray;
The pressure receiving distribution when the lubricant spray is applied to the surface of the forging die under the same conditions as the lubricant spray in the flow rate distribution measuring step, and the density distribution of the lubricant spray and the droplets to be sprayed are measured from the pressure receiving distribution. Receiving pressure distribution measurement process for extracting the flow velocity of
The forging die test piece mold is heated to a predetermined forging temperature, and the temperature drop distribution is extracted when the lubricant spray is applied to the surface of the test piece mold under the same conditions as the lubricant spraying in the flow rate distribution measuring step. Mold temperature distribution extraction process,
A film thickness distribution measuring step for measuring a film thickness distribution of the lubricant film on the surface of the test piece mold formed by drying the lubricant sprayed with the lubricant in the mold temperature distribution extracting step;
A friction coefficient measuring step of measuring a friction coefficient of the surface of the test piece mold on which the lubricant film is formed;
A die cooling function evaluation step of comparing the pressure receiving distribution and the temperature drop amount distribution, and evaluating a cooling force by lubricant spraying on the forging die for each spray input condition;
Friction reduction function evaluation step of comparing the film thickness of the lubricant film and the friction coefficient, and evaluating the friction reduction function by lubricant spraying on the forging die for each spray input condition;
By comparing the temperature drop amount distribution and the film thickness distribution of the lubricant film to obtain a correlation,
And a correlating step of correlating the spray input condition with the cooling force by the lubricant spraying on the forging die and the friction coefficient.

In the mold cooling function evaluation step , spray input is performed by multiple regression analysis using the temperature decrease amount obtained in the mold temperature distribution extraction step as an objective variable and the spray input condition input in the input step as an explanatory variable. Deriving the temperature decrease amount for the forging die for each condition , comparing the pressure receiving distribution and the temperature decrease amount distribution, and evaluating the cooling power by the lubricant spraying for the forging die for each spray input condition ; The method for evaluating the function of a forged lubricant spray according to claim 1.

The friction reduction function evaluation step evaluates a friction reduction function by lubricant spraying on the forging die for each spray input condition by deriving a correlation formula between the film thickness of the lubricant film and the friction coefficient. The forged lubricant spray function evaluation method according to claim 1.

The correlation step correlates the spray input condition and the friction coefficient based on the derivation of the cooling power in the mold cooling function evaluation step and the derivation of the correlation equation in the friction reduction function evaluation step. function evaluation method for forging lubricant spray according to 請 Motomeko 3 you wherein to perform.