(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｔｉ、Ｔｉ合金、Ｎｉ、Ｎｉ合金、超合金及びステンレス鋼の中から選択された被加工材の表面にガラス潤滑剤の被膜が形成されるように前記被加工材に前記ガラス潤滑剤を塗布するガラス潤滑剤塗布工程と、
前記ガラス潤滑剤の被膜を乾燥させることにより前記被加工材及び前記被膜を有する被鍛造材を形成する乾燥工程と、
鍛造温度において前記被鍛造材を鍛造する熱間鍛造工程と、を含み、
前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記被鍛造材を前記鍛造温度まで加熱した後に室温まで冷却したときに、前記ガラス潤滑剤の被膜の表面粗さが２０μｍ以下となるように、且つ前記ガラス潤滑剤の被膜の表面空隙率が５０％以下となるように、前記被加工材に前記ガラス潤滑剤を塗布する、熱間鍛造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の熱間鍛造方法において、
前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記ガラス潤滑剤の被膜の厚さが０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下となるように、前記被加工材に前記ガラス潤滑剤を塗布する、熱間鍛造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の熱間鍛造方法において、
前記熱間鍛造工程では、７００℃以上１２００℃以下の鍛造温度において前記被鍛造材を鍛造する、熱間鍛造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の熱間鍛造方法において、
前記熱間鍛造工程では、前記被鍛造材を前記鍛造温度下に０．５時間以上保持した後に当該被鍛造材を鍛造する、熱間鍛造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の熱間鍛造方法において、
前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記被加工材に前記ガラス潤滑剤を塗布する前に、前記被加工材を５０℃以上１５０℃以下に予熱する、熱間鍛造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の熱間鍛造方法において、
前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記被加工材として、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−５Ａｌ−５Ｖ−５Ｍｏ−３Ｃｒ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏのいずれかに前記ガラス潤滑剤を塗布する、熱間鍛造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の熱間鍛造方法において、
前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記鍛造温度において１０＾５．１Ｐａ・ｓ以下の粘度を有するガラス潤滑剤を用いる、熱間鍛造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間鍛造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、航空機や車両のエンジン等には、チタン合金を熱間鍛造することにより形成された部材が用いられることがある。チタン合金を熱間鍛造する方法として、例えば、特許文献１には、チタン合金等の被加工材の表面にガラス潤滑剤を塗布することによって当該表面にガラス潤滑剤の被膜を形成するガラス潤滑剤塗布工程と、ガラス潤滑剤の被膜が形成された被加工材を鍛造温度に加熱した状態で金型を用いて鍛造する熱間鍛造工程と、を備える熱間鍛造方法が開示されている。ガラス潤滑剤の塗布（被膜の形成）は、熱間鍛造工程における被加工材と金型との間に生じる摩擦の低減効果や被加工材の保温効果を得る等の目的で行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２１３３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、特許文献１に記載されるような熱間鍛造方法では、熱間鍛造工程における被加工材の金型への焼付きをより確実に防止したいというニーズがある。
【０００５】
本発明の目的は、焼付きの発生を低減可能な熱間鍛造方法及び当該熱間鍛造方法で用いられるガラス潤滑剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明者らは、被加工材の金型への焼付きには、ガラス潤滑剤の被膜の表面粗さが関係していることを見出した。具体的に、熱間鍛造時には、被加工材の表面積が拡大することによって当該被加工材に新生面が形成されるが、被膜のうち相対的に膜厚の小さな部位は、被加工材の新生面の形成時に、その形成に追随しながら当該新生面を十分に被覆することができず、これにより被加工材の表面に膜切れの部位（被加工材の表面がガラス潤滑剤で十分に被覆されていない部位）が生じる場合があることを見出した。この場合、被加工材の金型への焼付きが生じやすい。
【０００７】
よって、被膜のうち相対的に膜厚が小さな部位にも十分に大きな膜厚が確保されるように被膜のうち相対的に膜厚の大きな部位と相対的に膜厚の小さな部位との差を小さくすることにより、つまり、被膜の表面粗さを小さくすることにより、熱間鍛造時における被膜の膜切れが抑制され、これにより被加工材の金型への焼付きの発生を抑制可能であることに想到した。
【０００８】
本発明はこのような観点からなされたものであり、Ｔｉ、Ｔｉ合金、Ｎｉ、Ｎｉ合金、超合金及びステンレス鋼の中から選択された被加工材の表面にガラス潤滑剤の被膜が形成されるように前記被加工材に前記ガラス潤滑剤を塗布するガラス潤滑剤塗布工程と、前記ガラス潤滑剤の被膜を乾燥させることにより前記被加工材及び前記被膜を有する被鍛造材を形成する乾燥工程と、鍛造温度において前記被鍛造材を鍛造する熱間鍛造工程と、を含み、前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記被鍛造材を前記鍛造温度まで加熱した後に室温まで冷却したときに前記ガラス潤滑剤の被膜の表面粗さが２０μｍ以下となるように、前記被加工材に前記ガラス潤滑剤を塗布する、熱間鍛造方法を提供する。
【０００９】
本熱間鍛造方法によれば、熱間鍛造工程における被膜の表面粗さが２０μｍ以下となるので、つまり、被膜のうち相対的に膜厚の小さな部位と大きな部位との差が小さくなることにより前記膜厚の小さな部位にも十分に大きな膜厚が確保されるので、熱間鍛造工程において、被膜は、被加工材への新生面の形成に有効に追随しながら当該新生面を被覆する。このため、熱間鍛造工程における被膜の膜切れが抑制され、これにより焼付きの発生が抑制される。さらに、被膜の表面粗さを２０μｍ以下とすることにより、熱間鍛造工程において、被膜中のガラスが未溶融状態で泡膨れが発生すること、すなわち、被覆不良が発生することが抑制される。
【００１０】
この場合において、前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記被鍛造材を前記鍛造温度まで加熱した後に室温まで冷却したときに前記ガラス潤滑剤の被膜の表面空隙率が５０％以下となるように、前記被加工材に前記ガラス潤滑剤を塗布することが好ましい。
【００１１】
このようにすれば、熱間鍛造工程における焼付きの発生がより確実に抑制される。表面空隙率とは、被膜の所定の面積内に存在する気泡割合を指す。被膜中に気泡が存在すると被膜の膜厚は小さくなるため、表面空隙率を５０％以下とすることにより、被膜のうち膜厚が相対的に小さくなる部位が比較的少なくなる。よって、熱間鍛造工程で被加工材に新生面が形成された場合に当該新生面に被膜が良好に追随する。
【００１２】
また、本発明において、前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記ガラス潤滑剤の被膜の厚さが０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下となるように、前記被加工材に前記ガラス潤滑剤を塗布することが好ましい。
【００１３】
このようにすれば、熱間鍛造工程における焼付きの発生が一層抑制される。具体的に、被膜の厚さが０．１ｍｍ以上確保されることにより、被膜の新生面への追随時における当該被膜の膜切れが抑制される。また、被膜の厚さが０．６ｍｍ以下に設定されることにより、ガラス潤滑剤に含まれるバインダー成分の揮発が促進されるので、被膜への気泡の残存が抑制され、これにより被膜の新生面への追随時における当該被膜の膜切れが抑制される。
【００１４】
また、本発明において、前記熱間鍛造工程では、７００℃以上１２００℃以下の鍛造温度において前記被鍛造材を鍛造することが好ましい。
【００１５】
このようにすれば、熱間鍛造工程における被加工材の新生面への被膜の追随が良好になる。具体的に、鍛造温度が７００℃以上に設定されることにより、被膜中のガラスの軟化ないし溶融が促進されることで被膜に十分な流動性が確保されるので、熱間鍛造工程において新生面に被膜が良好に追随する。また、鍛造温度が１２００℃以下に設定されることにより、溶融状態のガラスが被加工材の表面を流下することにより被膜の厚さが小さくなるといった不具合の発生が抑制される。
【００１６】
また、本発明において、前記熱間鍛造工程では、前記被鍛造材を前記鍛造温度下に０．５時間以上保持した後に当該被鍛造材を鍛造することが好ましい。
【００１７】
このようにすれば、ガラス潤滑剤からバインダー成分が十分に揮発するので、被膜への気泡の残存が抑制される。よって、被膜の新生面への追随時における当該被膜の膜切れが抑制される。
【００１８】
また、本発明において、前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記被加工材に前記ガラス潤滑剤を塗布する前に、前記被加工材を５０℃以上１５０℃以下に予熱することが好ましい。
【００１９】
このようにすれば、乾燥工程における被膜の乾燥時間が短縮されるとともに、前記ガラス潤滑剤塗布工程におけるガラス潤滑被膜の剥離を抑制することができる。
【００２０】
また、本発明において、前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記被加工材として、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−５Ａｌ−５Ｖ−５Ｍｏ−３Ｃｒ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏのいずれかに前記ガラス潤滑剤を塗布することが好ましい。
【００２１】
また、本発明において、前記ガラス潤滑剤塗布工程では、前記鍛造温度において１０＾５．１Ｐａ・ｓ以下の粘度となるガラス潤滑剤を用いることが好ましい。
【００２２】
このようにすれば、熱間鍛造工程における焼付きの発生がより確実に抑制される。
【００２３】
また、本発明は、Ｔｉ、Ｔｉ合金、Ｎｉ、Ｎｉ合金、超合金及びステンレス鋼の中から選択された被加工材の表面にガラス潤滑剤の被膜が形成されるように前記被加工材に前記ガラス潤滑剤を塗布するガラス潤滑剤塗布工程と、前記ガラス潤滑剤の被膜を乾燥させることにより前記被加工材及び前記被膜を有する被鍛造材を形成する乾燥工程と、鍛造温度において前記被鍛造材を鍛造する熱間鍛造工程と、を含む熱間鍛造方法の前記ガラス潤滑剤塗布工程で用いられるガラス潤滑剤であって、前記鍛造温度において１０＾５．１Ｐａ・ｓ以下の粘度となる、ガラス潤滑剤を提供する。
【００２４】
本ガラス潤滑剤を用いることにより、熱間鍛造工程において、被膜は、被加工材への新生面の形成に有効に追随しながら当該新生面を被覆するので、熱間鍛造工程における被加工材の金型への焼付きの発生が抑制される。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明によれば、焼付きの発生を低減可能な熱間鍛造方法及び当該熱間鍛造方法で用いられるガラス潤滑剤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】熱間鍛造工程における新生面の形成の概要を示す図である。
【図２】温度とガラス潤滑剤の粘度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態の熱間鍛造方法について説明する。本方法は、Ｔｉ等の被加工材を熱間鍛造する方法である。本実施形態では、被加工材は、Ｔｉ、Ｔｉ合金、Ｎｉ、Ｎｉ合金、超合金及びステンレス鋼の中から選択される。より好ましくは、被加工材として、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−５Ａｌ−５Ｖ−５Ｍｏ−３Ｃｒ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏのいずれかが選択される。本方法は、ガラス潤滑剤塗布工程と、乾燥工程と、熱間鍛造工程と、を含んでいる。以下、順に説明する。
【００２８】
（ガラス潤滑剤塗布工程）
この工程は、被加工材の表面にガラス潤滑剤の被膜が形成されるように被加工材にガラス潤滑剤を塗布する工程である。ガラス潤滑剤は、ＳｉＯ２やＢ２Ｏ３等のガラス粒子であって主に数μｍ〜数十μｍのものと、バインダー成分（樹脂成分）と、水と、を含む液状の潤滑剤である。被加工材の表面へのガラス潤滑剤の塗布の詳細については、後述する。ガラス潤滑剤塗布工程では、被加工材にガラス潤滑剤を塗布する前に、被加工材を５０℃〜１５０℃に予熱することが好ましい。この予熱は、９０℃〜１５０℃で行われることがより好ましい。
【００２９】
（乾燥工程）
本工程は、ガラス潤滑剤の被膜を乾燥させることにより被加工材及び被膜を有する被鍛造材を形成する工程である。この工程では、被膜が形成された被加工材を、ガラス潤滑剤中の水分が除去され、かつ、バインダー成分が状態変化（溶融等）しない温度（例えば、９０℃〜１５０℃）に加熱することにより、被膜を乾燥させる。
【００３０】
（熱間鍛造工程）
本工程は、鍛造温度（例えば７００℃〜１２００℃）下において被鍛造材を鍛造する工程である。具体的に、加熱炉において鍛造温度に加熱された下金型内に被鍛造材を配置し、この被鍛造材を上金型で押圧することにより当該被鍛造材を熱間鍛造する。このとき、図１に示されるように、被加工材の表面積が拡大することによって当該被加工材に新生面が形成される。なお、図１は、環状の被鍛造材の鍛造前後の断面を示している。この工程では、被鍛造材のうち熱間鍛造により最も大きな変形が生じる部位の表面積拡大率（鍛造後の被鍛造材の特定の部位の表面積の、鍛造前の被鍛造材の前記特定の部位の表面積、に対する割合）が１．０１以上１０以下となるように被鍛造材を鍛造する。より好ましくは、この工程では、上記表面積拡大率が６．３以下となるように被鍛造材を鍛造する。また、この工程では、被鍛造材を鍛造温度下に０．５時間以上保持した後に当該被鍛造材を鍛造する。この保持時間は、長い程好ましい。これは、加熱時間が長くなるほどバインダー成分の揮発が促進され、これにより空隙の少ない被膜が形成されるという理由による。
【００３１】
ここで、上述のガラス潤滑剤塗布工程における被加工材の表面へのガラス潤滑剤の塗布の詳細について説明する。ガラス潤滑剤塗布工程では、被鍛造材を鍛造温度まで加熱した後に室温まで冷却したときにガラス潤滑剤の被膜の表面粗さが２０μｍ以下となるように、被加工材にガラス潤滑剤を塗布する。より好ましくは、この工程では、被膜の表面粗さが１０μｍ以下となるように被加工材にガラス潤滑剤を塗布する。本実施形態では、表面粗さとして算術平均粗さＲａを採用している。なお、実際に被鍛造材を鍛造する現場においては、試験にて予め決められたガラス潤滑剤が用いられるため、室温まで冷却して表面粗さを測定する必要はない。以下の表面空隙率の測定においても同様である。
【００３２】
さらに、ガラス潤滑剤塗布工程では、被鍛造材を鍛造温度まで加熱した後に室温まで冷却したときにガラス潤滑剤の被膜の表面空隙率が５０％以下となるように、被加工材にガラス潤滑剤を塗布する。表面空隙率とは、被膜の所定の面積内に存在する気泡割合を指す。
【００３３】
さらに、ガラス潤滑剤塗布工程では、ガラス潤滑剤の被膜の厚さが０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下となるように、被加工材にガラス潤滑剤を塗布する。この被膜の厚さは、潤滑剤、鍛造温度（加熱温度）及び加熱時間等を踏まえて設定される。すなわち、被膜の厚さは、被鍛造材を鍛造温度まで加熱した後に室温まで冷却したときのガラス潤滑剤の被膜の表面粗さが２０μｍ以下となりかつ表面空隙率が５０％以下となるように、潤滑剤、鍛造温度（加熱温度）及び加熱時間等を踏まえて設定される。
【００３４】
また、ガラス潤滑剤塗布工程では、鍛造温度において１０＾４．８Ｐａ・ｓ以下の粘度を有するガラス潤滑剤が用いられる。
【００３５】
以上に説明したように、本熱間鍛造方法では、熱間鍛造工程における被膜の表面粗さが２０μｍ以下となるので、つまり、被膜のうち相対的に膜厚の小さな部位と大きな部位との差が小さくなることにより前記膜厚の小さな部位にも十分に大きな膜厚が確保されるので、熱間鍛造工程において、被膜は、被加工材への新生面の形成に有効に追随しながら当該新生面を被覆する。このため、熱間鍛造工程における被膜の膜切れが抑制され、これにより焼付きの発生が抑制される。さらに、被膜の表面粗さを２０μｍ以下とすることにより、熱間鍛造工程において、被膜中のガラスが未溶融状態で泡膨れが発生すること、すなわち、被覆不良が発生することが抑制される。
【００３６】
また、熱間鍛造工程における被膜の表面空隙率が５０％以下となるので、当該熱間鍛造工程における焼付きの発生がより確実に抑制される。具体的に、被膜中に気泡が存在すると被膜の膜厚は小さくなるため、表面空隙率を５０％以下とすることにより、被膜のうち膜厚が相対的に小さくなる部位が比較的少なくなる。よって、熱間鍛造工程で被加工材に新生面が形成された場合に当該新生面に被膜が良好に追随する。
【００３７】
また、熱間鍛造工程における被膜の厚さが０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下となるので、熱間鍛造工程における焼付きの発生が一層抑制される。具体的に、被膜の厚さが０．１ｍｍ以上確保されることにより、被膜の新生面への追随時における当該被膜の膜切れが抑制される。また、被膜の厚さが０．６ｍｍ以下に設定されることにより、ガラス潤滑剤に含まれるバインダー成分の揮発が促進されるので、被膜への気泡の残存が抑制され、これにより被膜の新生面への追随時における当該被膜の膜切れが抑制される。
【００３８】
また、熱間鍛造工程では、７００℃以上１２００℃以下の鍛造温度において被鍛造材を鍛造するので、当該熱間鍛造工程における被加工材の新生面への被膜の追随が良好になる。具体的に、鍛造温度が７００℃以上に設定されることにより、被膜中のガラスの軟化ないし溶融が促進されることで被膜に十分な流動性が確保されるので、熱間鍛造工程において新生面に被膜が良好に追随する。また、鍛造温度が１２００℃以下に設定されることにより、溶融状態のガラスが被加工材の表面を流下することにより被膜の厚さが小さくなるといった不具合の発生が抑制される。
【００３９】
また、熱間鍛造工程では、被鍛造材を鍛造温度下に０．５時間以上保持した後に当該被鍛造材を鍛造するので、ガラス潤滑剤からバインダー成分が十分に揮発し、これにより被膜への気泡の残存が抑制される。よって、被膜の新生面への追随時における当該被膜の膜切れが抑制される。
【００４０】
また、ガラス潤滑剤塗布工程では、被加工材にガラス潤滑剤を塗布する前に、被加工材を５０℃以上１５０℃以下に予熱するので、乾燥工程における被膜の乾燥時間が短縮されるとともに、前記ガラス潤滑剤塗布工程におけるガラス潤滑被膜の剥離を抑制することができる。
【００４１】
また、ガラス潤滑剤塗布工程では、鍛造温度において１０＾４．８Ｐａ・ｓ以下の粘度を有するガラス潤滑剤が用いられるので、熱間鍛造工程における焼付きの発生がより確実に抑制される。
【００４２】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４３】
例えば、上記実施形態では、被膜の表面粗さとして算術平均粗さＲａが採用されたが、表面粗さとして、最大高さＲｙや十点平均粗さＲｚが採用されてもよい。
【実施例】
【００４４】
次に、本熱間鍛造方法の実施例について説明する。この実施例では、被膜の算術平均粗さＲａが２０μｍ以下でかつ表面空隙率が５０％以下の試験片１〜８（実施例）、及び、被膜の算術平均粗さＲａが２０μｍ以上でかつ表面空隙率が５０％以上の試験片９〜１２（比較例）の作成と、熱間鍛造試験と、を行った。各試験片は、次のようにして作成した。
【００４５】
（１）被加工材として、Ｔｉ又はＴｉ合金のブロック材（５５ｍｍ×４６ｍｍ×２７．５ｍｍ）を用意する。
【００４６】
（２）被加工材を９０℃で１時間程度予熱し、この表面にガラス潤滑剤を０．１ｍｍ〜０．６ｍｍ塗布する（ガラス潤滑剤塗布工程）。
【００４７】
（３）ガラス潤滑剤が塗布された被加工材を、１５０℃で２０分加熱することにより被膜を乾燥させ、被鍛造材を形成する（乾燥工程）。
【００４８】
（４）被鍛造材を７４０℃〜９５０℃で１時間〜６時間加熱した後に室温まで空冷する。
【００４９】
このようにして作成された試験片１〜１２の算術平均粗さＲａ及び表面空隙率は、表１に示すとおりである。なお、上記（１）の工程で準備するブロック材の材質、上記（２）の工程で塗布するガラス潤滑剤の膜厚、及び、上記（４）の工程の加熱温度及び加熱時間についても、それぞれ表１に示すとおりである。
【００５０】
【表１】
0006619621.tif 000002
【００５１】
ここで、算術平均粗さＲａ及び表面空隙率は、デジタルマイクロスコープを用いて算出した。具体的に、算術平均粗さＲａは、倍率が１００倍に設定されたマイクロスコープにより縦の長さが１ｍｍで横の長さが０．４ｍｍの長方形の被覆表面画像を採取し、この画像の長手方向の粗さプロファイルに基づいて算出した。また、表面空隙率は、倍率が２００倍に設定されたデジタルマイクロスコープで一辺の長さが０．３６５ｍｍ〜１ｍｍの正方形の被覆表面画像を採取し、この画像内に存在する気泡割合を求めることにより算出した。
【００５２】
また、表１に示される潤滑剤Ａ〜Ｊは、互いに異なるものであり、材質欄の「純チタン」は、工業用純チタンＪＩＳ２種（０．０３Ｎ＋０．０８Ｃ＋０．０１０Ｈ＋０．３０Ｆｅ＋０．２０Ｏ＋残Ｔｉ）を示す。また、被鍛造材を鍛造温度に加熱するための加熱炉は、当該炉の温度分布を考慮した温度公差が１４℃（ＡＭＳ規格）存在するので、表１の加熱温度は、７２６℃〜９６４℃となる。
【００５３】
各試験片（実施例及び比較例）を目視で観察したところ、試験片９〜１２（比較例）では、被膜中のガラスが未溶融状態で泡膨れ、すなわち、被覆不良が発生していた。一方、試験片１〜８（実施例）では、被覆不良がなく、被覆状態は良好であった。
【００５４】
ここで、試験片８と試験片９とでは、同種の潤滑剤Ｇを用いているものの、試験片８の加熱温度に比べて試験片９の加熱温度が低いため、つまり、試験片９では、被膜中のガラスの軟化ないし溶融が十分に促進されなかったため、試験片８では被覆不良が発生しなかったのに対して試験片９では被覆不良が発生したものと推察される。
【００５５】
次に、Ｔｉ又はＴｉ合金のビレット材を用意し、上記（２）〜（４）の工程とほぼ同様の工程で熱間鍛造試験を行った。具体的には、以下のとおりである。
【００５６】
まず、ガラス潤滑剤塗布工程を行った。すなわち、０．１ｍｍ〜０．６ｍｍの被膜が形成されるようにＴｉ又はＴｉ合金のビレット材にガラス潤滑剤を塗布した。この工程は、上記（２）の工程と同じである。
【００５７】
その後、被膜が形成されたビレット材を１５０℃で２０分加熱することによって被膜を乾燥させ、被鍛造材を形成した。この工程は、上記（３）の工程と同じである。
【００５８】
続いて、熱間鍛造工程を行った。この工程は、上記（４）の工程の一部（被鍛造材を７４０℃〜９５０℃で１時間〜６時間加熱する工程）と同じである。すなわち、被鍛造材を７４０℃〜９５０℃で１時間〜６時間加熱した後にこれをＳＫＤ６１製の下金型に配置し、この被鍛造材を上金型で押圧することにより当該被鍛造材を熱間鍛造した。この工程での各試験片の表面積拡大率は、表１に示すとおりである。
【００５９】
そして、熱間鍛造工程により形成された鍛造材の上記金型からの脱型後、その鍛造材の表面を目視で観察した。この結果、表１に示されるように、試験片１〜８と同じ条件（材質、加熱温度、加熱時間、膜厚、表面粗さ、表面空隙率）で熱間鍛造されたものには焼付きが確認されず、試験片９〜１２と同じ条件で熱間鍛造されたものには焼付きが確認された。
【００６０】
以上より、鍛造温度まで加熱した後に室温まで冷却したときの被膜の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）が２０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下となり、また、被膜の表面空隙率が５０％以下となるように被加工材にガラス潤滑剤を塗布することにより、被覆不良や焼付きの発生を抑制することが可能となる。
【００６１】
さらに、潤滑剤Ｋ及び潤滑剤Ｌを用いて、上記と同様に試験片１３〜１９（実施例）、及び、試験片２０〜２１（比較例）の作成と、熱間鍛造試験と、を追加的に行った。この結果は、表２に示すとおりである。また、この試験で用いた潤滑剤Ｋ及び潤滑剤Ｌの温度と粘度との関係は、図２に示すとおりである。図２では、横軸は温度を示し、縦軸は粘度を示している。なお、図２の縦軸の値は、１０に対する指数を表す。つまり、縦軸の値が４．８の場合、粘度は、１０＾４．８Ｐａ・ｓである。図２に示されるように、潤滑剤Ｋは、約７４０℃以上において粘度が１０＾４．８Ｐａ・ｓ以下となり、潤滑剤Ｌは、約９２０℃以上において粘度が１０＾４．８Ｐａ・ｓ以下となる。
【００６２】
【表２】
0006619621.tif 000003
【００６３】
表２に示されるように、潤滑剤Ｌを用いて９５０℃の加熱温度で熱間鍛造した場合（試験片１８〜１９）に、熱間鍛造されたものには焼付きが確認されなかった。このときの潤滑剤Ｌの粘度は、約１０＾４．５Ｐａ・ｓであった。しかし、加熱温度が７４０℃の場合に潤滑剤Ｌを用いて熱間鍛造をすると（試験片２０〜２１）、熱間鍛造されたものには焼付きが確認された。このときの潤滑剤Ｌの粘度は約１０＾７．５Ｐａ・ｓであった。
【００６４】
加熱温度が７４０℃の場合に、潤滑剤Ｌに代えて潤滑剤Ｋを用いて熱間鍛造を行うと（試験片１３〜１７）、熱間鍛造されたものには焼付きが確認されなかった。このときの潤滑剤Ｋの粘度は約１０＾４．８Ｐａ・ｓであった。
【００６５】
以上に説明したように、加熱温度が９５０℃の場合と７４０℃の場合とで、焼付きが確認されなかった潤滑剤の粘度は１０＾４．５Ｐａ・ｓ、１０＾４．８Ｐａ・ｓであり、焼付きが発生しないための潤滑剤の粘度は、熱間鍛造時の加熱温度に影響してほとんど変化するものではないことが判る。
【００６６】
次に、焼付きが発生しないための潤滑剤の粘度をより精緻に特定するため表３に示す試験を行った。
【００６７】
表３では、潤滑剤Ｋ及び潤滑剤Ｌを用いて、試験片２２〜２５の作成と、熱間鍛造試験と、を追加的に行った結果を示している。
【００６８】
【表３】
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【００６９】
試験片２２では、潤滑剤Ｌを用いて９３０℃の加熱温度で熱間鍛造が行われたが、焼付きが確認されなかった。当該加熱温度での潤滑剤Ｌの粘度は約１０＾４．６Ｐａ・ｓであった。なお、表３の粘度の指数の部分は小数第２位以下を四捨五入している。試験片２３の場合も同様に潤滑剤Ｌが用いられ、８８９℃の加熱温度で熱間鍛造したが、焼付きが確認されなかった。当該加熱温度での潤滑剤Ｌの粘度は約１０＾５．１Ｐａ・ｓであった。試験片２４についても潤滑剤Ｌを用い、加熱温度９００℃にて熱間鍛造したが焼付きが確認されなかった。潤滑剤Ｌの粘度は約１０＾５．０Ｐａ・ｓであった。
【００７０】
試験片２５では、潤滑剤Ｋを用いて７３４℃の加熱温度で熱間鍛造が行われたが、焼付きが確認されなかった。当該加熱温度での潤滑剤Ｋの粘度は約１０＾４．８Ｐａ・ｓであった。
【００７１】
以上に説明したように、本試験では、潤滑剤Ｌの粘度が最大で１０＾５．１Ｐａ・ｓであっても、焼付きが確認されなかった。したがって、熱間鍛造時の加熱温度（鍛造温度）における粘度が１０＾５．１Ｐａ・ｓ以下の範囲となるようなガラス潤滑剤を用いることにより、焼き付きが防止される、すなわち、被膜の新生面への追随が適切になされることが推定される。なお、より好ましくは、より確実に焼き付きを防止するため粘度が１０＾４．８Ｐａ・ｓ以下の潤滑剤が用いられる。
【図１】
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【図２】
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