DE4307020A1 - Aluminium@ (alloy) sheet stamping process - Google Patents
Aluminium@ (alloy) sheet stamping processInfo
- Publication number
- DE4307020A1 DE4307020A1 DE4307020A DE4307020A DE4307020A1 DE 4307020 A1 DE4307020 A1 DE 4307020A1 DE 4307020 A DE4307020 A DE 4307020A DE 4307020 A DE4307020 A DE 4307020A DE 4307020 A1 DE4307020 A1 DE 4307020A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- temperature
- lubricant
- sheet
- alloy
- alloy sheet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/20—Deep-drawing
- B21D22/201—Work-pieces; preparation of the work-pieces, e.g. lubricating, coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
- B21D37/16—Heating or cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
- B21D37/18—Lubricating, e.g. lubricating tool and workpiece simultaneously
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M101/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being a mineral or fatty oil
- C10M101/02—Petroleum fractions
- C10M101/025—Petroleum fractions waxes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M105/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being a non-macromolecular organic compound
- C10M105/08—Lubricating compositions characterised by the base-material being a non-macromolecular organic compound containing oxygen
- C10M105/32—Esters
- C10M105/38—Esters of polyhydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
- C10M2205/02—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers
- C10M2205/022—Ethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
- C10M2205/14—Synthetic waxes, e.g. polythene waxes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
- C10M2205/16—Paraffin waxes; Petrolatum, e.g. slack wax
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
- C10M2205/17—Fisher Tropsch reaction products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
- C10M2207/28—Esters
- C10M2207/281—Esters of (cyclo)aliphatic monocarboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
- C10M2207/28—Esters
- C10M2207/282—Esters of (cyclo)aliphatic oolycarboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
- C10M2207/28—Esters
- C10M2207/283—Esters of polyhydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
- C10M2207/28—Esters
- C10M2207/286—Esters of polymerised unsaturated acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/20—Metal working
- C10N2040/24—Metal working without essential removal of material, e.g. forming, gorging, drawing, pressing, stamping, rolling or extruding; Punching metal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/20—Metal working
- C10N2040/241—Manufacturing joint-less pipes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/20—Metal working
- C10N2040/242—Hot working
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/20—Metal working
- C10N2040/243—Cold working
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/20—Metal working
- C10N2040/244—Metal working of specific metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/20—Metal working
- C10N2040/244—Metal working of specific metals
- C10N2040/245—Soft metals, e.g. aluminum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/20—Metal working
- C10N2040/244—Metal working of specific metals
- C10N2040/246—Iron or steel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/20—Metal working
- C10N2040/244—Metal working of specific metals
- C10N2040/247—Stainless steel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Formpressen von Blechen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, die für solche Anwendungsfälle geeignet sind, wobei im Hinblick auf komplizierte, schwierig auszubildende Gestaltungen oder Formteile, z. B. für Automobilteile, elektrische Bauteile, Flugzeugbauteile und Apparaturen, eine ausgezeichnete Umform barkeit gefordert ist.The invention relates to methods for compression molding Sheets of aluminum or an aluminum alloy, the are suitable for such applications, with regard to on complicated, difficult to train designs or Molded parts, e.g. B. for automotive parts, electrical components, Aircraft components and equipment, an excellent form availability is required.
Bei der Formgebung von Kraftfahrzeugteilen, elektrischen Bauteilen, Flugzeugbauteilen und Apparaturen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen gibt es bei den üblichen Formpres sen eine Bearbeitungsgrenze oder -beschränkung, und in einem Fall, wobei der Bearbeitungsgrad beträchtlich ist und hohe Anforderungen stellt, oder in einem Fall eines Gegenstandes von komplizierter Ausgestaltung kann ein Formpressen nicht angewendet werden oder ist dann nur schrittweise eine ge wünschte Gestalt durch einen Preßvorgang zu erlangen, der schrittweise abläuft und in eine Mehrzahl von Schritten un terteilt ist.In the shaping of automotive parts, electrical Components, aircraft components and apparatus made of aluminum or aluminum alloys are available in the usual molding presses a processing limit or limitation, and in one Case where the degree of processing is considerable and high Demands, or in the case of an object A compression molding cannot be of a complicated configuration applied or is then only gradually a ge wanted to take shape through a pressing process that runs gradually and in a plurality of steps un is divided.
Im letztgenannten Fall werden die Produktionskosten unvermeid bar erhöht. Jedoch ist das Ausformen von Gegenständen, wobei hohe Anforderungen an den Bearbeitungsgrad gestellt werden und die komplizierte Ausgestaltungen aufweisen, mehr und mehr verlangt worden, und eine Kostensenkung durch Verminde rung der Formgebungsschritte ist in den letzten Jahren äu ßerst stark gewünscht worden.In the latter case, the production costs are inevitable bar increased. However, the molding of objects is where high demands are placed on the degree of processing and which have complicated configurations, more and more was demanded, and a reduction in costs through the people The shaping steps have been carried out in recent years very much wanted.
Ferner ist eine Gewichtsverminderung von Automobilen gewis senhaft und ernstlich untersucht sowie geprüft worden, um den Anstieg an gasförmigem Kohlendioxid in der Atmosphäre im Hinblick auf Umweltprobleme, wie eine globale Erwärmung und Zerstörung von Ozonschichten, zu unterdrücken. Als eine Maßnahme, um eine Gewichtsverminderung zu erzielen, ist die Verwendung von Al- oder Al-Legierungsblechen, die in der Hauptsache als das Material für ein Formpressen zur Anwen dung kommen, erhöht worden. Da jedoch die Formbarkeit von Al- oder Al-Legierungsblechen im Vergleich zu derjenigen von Stahlblechen schlechter ist, besteht eine zwingende Notwen digkeit für eine Verbesserung mit Blick auf den Formpreßvor gang.Furthermore, weight reduction in automobiles is certain has been carefully and seriously examined and examined to the increase in gaseous carbon dioxide in the atmosphere in terms of environmental issues such as global warming and suppress the destruction of ozone layers. As one The measure to achieve weight loss is Use of Al or Al alloy sheets in the The main thing as the material for a compression molding for use come, has been increased. However, since the malleability of Al or Al alloy sheets compared to that of Sheet steel is worse, there is an imperative for an improvement with regard to the compression molding corridor.
Unter Berücksichtigung dieser Erfordernisse hat man sich für die Verbesserung der Umformbarkeit von Materialien bemüht, indem die Bestandteilzusammensetzung und Fertigungsschritte für Aluminiummaterialien im Hinblick auf die Werkstoffe geeignet oder angemessen gemacht bzw. gewählt werden, wie in der JP-Patent-OS Sho 63-89649 vorgeschlagen wurde. Da jedoch in den letzten Jahren die Nachfrage nach Formteilen bzw. Formvorgängen von komplizierten Ausgestaltungen mit ho hen Anforderungen an den Bearbeitungsgrad angestiegen sind, ist eine Verbesserung allein hinsichtlich der Materialien ungenügend.Taking these requirements into account, one has opted for endeavors to improve the formability of materials, by the component composition and manufacturing steps for aluminum materials with regard to the materials be made suitable or appropriate or chosen, such as in JP Patent OS Sho 63-89649. There however, in recent years, the demand for molded parts or molding processes of complicated configurations with ho hen requirements for the degree of processing have increased, is an improvement in materials alone insufficient.
Es wurde andererseits auch mit Blick auf die Verarbeitungs technik durch die Veröffentlichung "Technical Report 89-15623", veröffentlicht von Nippon Hatsumei Kyokai (10. Oktober 1989) ein Formgebungsverfahren bei einer Tief temperatur als ein neuartiges Umformungsverfahren vorge schlagen. Jedoch offenbart das erwähnte Verfahren lediglich, daß Aluminium oder Aluminiumlegierungen einer Tieftempera tur ausgesetzt werden, und es zeigt die Wirkung der Formge bungstemperatur auf die mechanische Eigenschaft sowie den Erichsen-Wert der Materialien, was noch nicht im Hinblick auf die praktische Situation für die Verbesserung der tat sächlichen Formbarkeit zufriedenstellend ist. On the other hand, it was also with a view to the processing technology through the publication "Technical Report 89-15623 ", published by Nippon Hatsumei Kyokai (October 10, 1989) a molding process at a low temperature as a new forming process beat. However, the mentioned method only discloses that aluminum or aluminum alloys a low temperature exposed and it shows the effect of the shape temperature on the mechanical property as well as the Erichsen value of the materials, which is not yet in view on the practical situation for improving the deed physical formability is satisfactory.
Unter Berücksichtigung der obigen Ausführungen haben die Urheber dieser Erfindung an einer Verbesserung für ein Be arbeitungsverfahren, das für Al-Legierungen geeignet ist, gearbeitet und als Ergebnis schon ein Tieftemperatur-Bear beitungsverfahren entwickelt und vorgeschlagen (JP-Pat.- Anm. Hei 2-416279). Dadurch wird eine Verbesserung hinsicht lich der Umformbarkeit eines Al-Legierungsblechs durch An wendung einer kryogenen Temperatur erzielt und insbesondere ein Verfahren zur Anwendung einer Tieftemperaturbehandlung auf ein Blech geschaffen, das ein Gleitmittel für eine kry ogene Temperatur in bezug auf ein Formgebungsverfahren ver wendet, bei dem eine Matrize nicht mit einer Kühlkonstruk tion ausgestattet ist. Jedoch ist auch bei dieser Behand lungsmethode die Formbarkeit im Vergleich mit derjenigen eines Stahlblechs mangelhaft.Taking into account the above statements, the Creator of this invention in an improvement for a Be working process suitable for Al alloys, worked and as a result already a low-temperature bear processing method developed and proposed (JP Pat. Note Hei 2-416279). This is an improvement Lich the formability of an Al alloy sheet by An achieved using a cryogenic temperature and in particular a method of applying cryogenic treatment created on a sheet that is a lubricant for a cry verge temperature related to a molding process in which a die does not have a cooling structure tion is equipped. However, with this treatment too formability compared to that of a steel sheet defective.
Es ist insofern die primäre Aufgabe dieser Erfindung, die oben genannten, im Stand der Technik auftretenden Nachteile zu überwinden und ein Verfahren anzugeben, das für eine ef fektive Umsetzung eines Formpressens von Al- oder Al-Legie rungsblechen, wobei insbesondere ein beträchtlicher und ho he Anforderungen stellender Bearbeitungsgrad gefordert wird und komplizierte Ausgestaltungen oder Formteile betroffen sind, in die Praxis bestens geeignet ist.It is the primary object of this invention that above-mentioned disadvantages occurring in the prior art to overcome and to specify a procedure for an ef fective implementation of compression molding of Al or Al alloy rungsblechen, in particular a considerable and ho he degree of processing is required and complicated configurations or molded parts are affected are ideally suited in practice.
Ein Ziel dieser Erfindung ist es des weiteren, ein Verfah ren aufzuzeigen, das die effektive Anwendung des Formpres sens auf Aluminium- und Aluminiumlegierungsbleche in der Praxis zuläßt, wobei beträchtliche und hohe Anforderungen an den Bearbeitungsgrad gestellt werden und komplizierte Ausgestaltungen betroffen sind sowie ein Umformungswerkzeug derjenigen Art verwendet wird, das nicht mit einer Kühlkon struktion ausgestattet ist. Another object of this invention is to provide a method to show that the effective use of the molding press sens on aluminum and aluminum alloy sheets in the Practice permits, with considerable and high demands be placed on the degree of machining and complicated Refinements are affected as well as a reshaping tool of the type that is not used with a cooling con structure.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Formpressen von Al- oder Al-Legierungsblechen anzugeben, wodurch die Formbarkeit in einem Ausmaß verbessert wird, das gleich der oder der Formbarkeit von Stahlblechen über legen ist, indem ein Umformwerkzeug derjenigen Art verwen det wird, das eine Kühlkonstruktion besitzt.Another object of the invention is to provide a method for To specify compression molding of Al or Al alloy sheets, which improves formability to an extent the same as the formability of steel sheets is by using a forming tool of that kind det, which has a cooling structure.
Um die oben genannten Probleme zu überwinden, haben die Er finder gewissenhaft eingehende Studien an effektiv prakti kablen Verfahren zum Formpressen von Al- oder Al-Legierungs blechen durchgeführt und als Ergebnis diese Erfindung auf der Grundlage der Erkenntnisse, daß die Probleme wirksam be seitigt werden können, indem ein besonderes, arteigenes Preß-Gleitmittel aufgetragen und eine Formgebungstemperatur in einem Fall geregelt wird, wobei ein Umformwerkzeug, das nicht mit einer Kühlkonstruktion ausgestattet ist, verwendet wird, oder indem eine Temperatur eines Unformwerkzeugs und eine Temperatur eines Ausgangsmaterials in einem Fall, da ein mit einer speziellen Kühlkonstruktion ausgestattetes Werkzeug verwendet wird, geregelt werden, entwickelt.To overcome the above problems, the He finder conscientiously detailed studies on effectively practi cable process for the compression molding of Al or Al alloy sheet metal and as a result of this invention based on the knowledge that the problems are effective can be offset by a special, species-specific Press lubricant applied and a molding temperature is regulated in a case where a forming tool, the is not equipped with a cooling structure or by a temperature of a shaping tool and a temperature of a raw material in a case because one with a special cooling construction Tool is used, regulated, developed.
Kurz gefaßt gibt diese Erfindung ein Verfahren zum Formpres sen eines Al- oder Al-Legierungsblechs an, das umfaßt: das Verwenden eines besonderen Gleitmittels, d. h. entweder eines Gleitmittels, das ein Paraffin als den Hauptbestand teil umfaßt und eine Viskosität bei 40°C von weniger als 50 mm2/s (cSt) hat, oder eines Gleitmittels, das einen Ester als den Hauptbestandteil und einen Fließpunkt in einem Bereich von -50 bis -100°C sowie eine Viskosität bei 40°C von weniger als 50 mm2/s hat, das Auftragen des Gleitmittels auf ein Al- oder Al-Legierungsblech, das an schließende Abkühlen des Blechs und das Anwenden des Form pressens innerhalb eines Bereichs von -50°C bis -150°C unter Verwendung eines Umformwerkzeugs einer ungekühlten Konstruktion. Briefly, this invention provides a method for compression molding an Al or Al alloy sheet comprising: using a special lubricant, that is, either a lubricant comprising paraffin as the main component and a viscosity at 40 ° C of less than 50 mm 2 / s (cSt), or a lubricant which has an ester as the main component and a pour point in a range from -50 to -100 ° C and a viscosity at 40 ° C of less than 50 mm 2 / s has, applying the lubricant to an Al or Al alloy sheet, then cooling the sheet and applying compression molding within a range of -50 ° C to -150 ° C using a forming tool of an uncooled construction.
Aus einem anderen Gesichtspunkt schlägt die Erfindung fer ner ein Verfahren zum Formpressen eines Al- oder Al-Le gierungsblechs vor, das umfaßt das Verwenden eines beson deren Gleitmittels, d. h. entweder eines Gleitmittels, das ein Paraffin als den Hauptbestandteil umfaßt und eine Vis kosität bei 40°C von wenigen als 50 mm2/s hat, oder eines Gleitmittels, das einen Ester als den Hauptbestandteil hat, einen Fließpunkt im Bereich von -50 bis -100°C und eine Viskosität bei 40°C von weniger als 50 mm2/s besitzt, das Auftragen des Gleitmittels auf ein Al- oder Al-Legierungs blech und das anschließende Formpressen unter Verwendung eines Umformwerkzeugs einer ungekühlten Konstruktion.From another point of view, the invention further proposes a method for compression molding an Al or Al alloy sheet, which comprises using a special lubricant, ie either a lubricant comprising paraffin as the main component and a viscosity at 40 ° C of a few than 50 mm 2 / s, or a lubricant, which has an ester as the main component, a pour point in the range of -50 to -100 ° C and a viscosity at 40 ° C of less than 50 mm 2 / s has, the application of the lubricant on an Al or Al alloy sheet and the subsequent compression molding using a forming tool of an uncooled construction.
Ferner sieht nach einem weiteren Gesichtspunkt ein Verfah
ren zum Formpressen eines Al- oder Al-Legierungsblechs vor:
das Anwenden eines Formpressens unter Verwen
dung eines Umformwerkzeugs, das aus einem Material besteht,
welches eine Übergangstemperatur nicht hervorruft, und von
der Art mit einer Kühlkonstruktion ist, in welchem ein flüs
siger Stickstoff durch das Innere eines Stempels zur Küh
lung umgewälzt und von dessen oberem Teil ausgedüst wird,
das Regeln der Werkzeugtemperatur auf einen Bereich von
-50°C bis -196°C und das Einregeln der Temperatur des
Al- oder Al-Legierungsblechs auf einen Bereich von -50°C bis
-196°C.Furthermore, from a further point of view, a method for compression molding an Al or Al alloy sheet provides:
the use of compression molding using a forming tool made of a material which does not cause a transition temperature and of the type with a cooling structure in which a liquid nitrogen is circulated through the inside of a plunger for cooling and from the top thereof Partly being sprayed, regulating the tool temperature to a range from -50 ° C to -196 ° C and regulating the temperature of the Al or Al alloy sheet to a range from -50 ° C to -196 ° C.
Die Erfindung wird im folgenden im einzelnen erläutert, wo bei auch auf die Zeichnungen Bezug genommen wird. In die sen zeigt:The invention is explained in detail below, where reference is also made to the drawings. In the sen shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines aufwärts sich erstreckenden Formwerkzeugs mit kugelförmigem Kopf von ungekühlter Konstruktion, das in einem Formge bungsversuch verwendet wird; Fig. 1 is a schematic representation of an upwardly extending spherical head die of uncooled construction used in a molding experiment;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Formwerkzeugs gekühlter Konstruktion, das in einem Formgebungsver such verwendet wird; Fig. 2 is a schematic representation of a mold of cooled construction, which is used in a Formungsungsver search;
Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung des Einflusses der Form gebungstemperatur und des Kühlzustandes auf die Erstreckungs- oder Formgebungshöhe im Beispiel 5; Fig. 3 is a diagram for explaining the influence of the molding temperature and the cooling condition on the extension or molding height in Example 5;
Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Temperaturänderung des Blechs, wenn es in flüssigen Stickstoff im Bei spiel 8 eingetaucht und aus diesem entnommen wird. Fig. 4 is a diagram for explaining the temperature change of the sheet when it is immersed in liquid nitrogen in the game 8 and removed from this.
Üblicherweise wird ein Formpressen ausgeführt, indem ein Preß-Gleitmittel auf ein Umformungsmaterial oder ein Umfor mungswerkzeug bei Raumtemperatur aufgetragen wird, und man hat bisher angenommen, daß das Gleitmittel abgebaut oder verschlechtert wird, wenn es auf eine kryogene Temperatur, die niedriger als -40°C ist, gekühlt wird, wodurch die Schlüpfrigkeit beeinträchtigt wird. Es hat sich jedoch heraus gestellt, daß die Schlüpfrigkeit dadurch verbessert wird, daß ein spezielles, arteigenes Gleitmittel verwendet wird, d. h. ein Paraffin als den Hauptbestandteil enthaltendes Gleitmittel mit einer Viskosität bei 40°C, die geringer als 50 mm2/s ist, oder eines einen Ester als den Hauptbe standteil enthaltenden Gleitmittels, das einen Fließpunkt von -50°C bis -100°C sowie eine Viskosität bei 40°C von weniger als 50 mm2/s hat. Das flüssige Gleitmittel wird im voraus auf ein Umformungsmaterial aufgetragen, bevor das in einen flüssigen Stickstoff getaucht wird. Das flüssige Gleitmittel wird so aufgetragen, wie es ist. Eines der bei dieser Erfindung verwendeten Gleitmittel ist ein solches, das Paraffin als den Hauptbestandteil umfaßt und eine Visko sität bei 40°C von weniger als 50 mm2/s hat. Im allgemeinen hat ein Gleitmittel eine höhere Viskosität, je niedriger die Temperatur ist, und wenn ein paraffinhaltiges Gleitmit tel gekühlt wird, so verfestigt sich Paraffin in einen wachs artigen Zustand, um eine Gleitmembran oder -haut zu bilden, wodurch der Gleiteffekt verbessert wird. Ferner ist die Schlüpfrigkeit des Gleitmittels besser, je höher die Visko sität ist. Wenn jedoch die Viskosität bei 40°C den Wert von 50 mm2/s übersteigt, wird das Gleitmittel bei einer nor malen Temperatur zu festem Wachs, wodurch die Tendenz be steht, einen Entfettungsfehler oder -mangel im Entfettungs schritt hervorzurufen, was in einem Verbindungsfehler im folgenden Verbindungsschritt, wie einem Verkleben oder Schweißen, resultiert.Typically, compression molding is performed by applying a press lubricant to a forming material or tool at room temperature, and it has previously been thought that the lubricant will degrade or deteriorate when it is at a cryogenic temperature lower than -40 ° C is cooled, thereby reducing slipperiness. However, it has been found that the slipperiness is improved by using a special type of lubricant, that is, a lubricant containing paraffin as the main component and having a viscosity at 40 ° C which is less than 50 mm 2 / s, or a lubricant containing an ester as the main component, which has a pour point of -50 ° C to -100 ° C and a viscosity at 40 ° C of less than 50 mm 2 / s. The liquid lubricant is applied to a forming material in advance before it is immersed in a liquid nitrogen. The liquid lubricant is applied as it is. One of the lubricants used in this invention is one which includes paraffin as the main ingredient and has a viscosity at 40 ° C of less than 50 mm 2 / s. In general, a lubricant has a higher viscosity the lower the temperature, and when a paraffin-containing lubricant is cooled, paraffin solidifies in a waxy state to form a lubricating membrane or skin, thereby improving the lubricating effect. Furthermore, the lubricity of the lubricant is better, the higher the viscosity. However, if the viscosity at 40 ° C exceeds 50 mm 2 / s, the lubricant becomes a solid wax at a normal temperature, which tends to cause a degreasing failure or deficiency in the degreasing step, resulting in a connection failure in the following connection step, such as gluing or welding.
Ein an Paraffin reiches Gleitmittel kann aus lediglich Paraf fin (100 Gew.-%) bestehen und enthält darüber hinaus vorzugs weise mehr als 50 Gew.-% an Paraffin, weil es von Vorteil ist, daß eine homogene Membran gebildet wird, wenn das Pa raffin als der Bestandteil bei einer niedrigen Temperatur wächsern wird. Ferner können andere Bestandteile als Paraf fin, z. B. ein Höchstdruckagens nach Bedarf ebenfalls zuge geben werden, jedoch mit der Ausnahme solcher Bestandteile, die bei einer niedrigen Temperatur koagulieren (gefrieren) und eine Zerstörung der Gleitmittelmembran (Wasser od. dgl.) zum Ergebnis haben.A lubricant rich in paraffin can only be made from paraf fin (100 wt .-%) exist and also contains preferential wise more than 50% by weight of paraffin because it is beneficial is that a homogeneous membrane is formed when the Pa refined as the ingredient at a low temperature will grow. Components other than Paraf fin, e.g. B. also a maximum printing agent as needed with the exception of such components, which coagulate (freeze) at a low temperature and destruction of the lubricant membrane (water or the like) have the result.
Ferner kann als ein anderes, bei dieser Erfindung verwend bares Gleitmittel ein solches genannt werden, das einen Ester als den Hauptbestandteil enthält und einen Fließpunkt in einem Bereich von -50°C bis -100°C sowie eine Viskosi tät bei 40°C von weniger als 50 mm2/s hat. Wenn die Tem peratur des Gleitmittels niedriger ist, so ist die Viskosi tät höher und wird die Schlüpfrigkeit mehr verbessert. Da der Fließpunkt bei Mineralölen so hoch wie -10°C ist und der Gleiteffekt merklich vermindert wird, wird jedoch ein Syntheseöl des Estertyps als das Gleitmittel verwendet, das imstande ist, den Fließpunkt zu erniedrigen. Das Synthese öl des Estertyps kann beispielsweise einen Diester und einen Polyolester einschließen. Bei einer Temperatur, die hö her als -50°C ist, wird jedoch bei einer niedrigen Tempera tur die Schlüpfrigkeit merklich verschlechtert, wogegen die Herstellung eines Gleitmittels mit einem Fließpunkt, der niedriger als -100°C ist, industriell schwierig ist und im Hinblick auf auch die Produktionskosten nicht bevorzugt wird. Demzufolge wird der Fließpunkt des Syntheseöls des Estertyps auf einen Bereich von -50°C bis -100°C begrenzt. Ferner wird im Verlauf des Kühlens des Öls die höchste Tem peratur, bei welcher das Öl seine Fließfähigkeit verliert, als ein Gerinnungs- oder Koagulationspunkt bezeichnet, und eine demgegenüber um 2,5° höhere Temperatur wird als ein Fließpunkt bezeichnet, was eine Temperatur ist, bei welcher das Öl das Fließvermögen verliert. Der Grund, weshalb die Viskosität des Gleitmittels begrenzt wird, wie oben beschrie ben wurde, ist derselbe wie im Fall des an Paraffin reichen Gleitmittels.Further, as another lubricant usable in this invention, there can be mentioned one containing an ester as the main component and a pour point in a range from -50 ° C to -100 ° C and a viscosity at 40 ° C of less than 50 mm 2 / s. If the temperature of the lubricant is lower, the viscosity is higher and the slipperiness is improved more. However, since the pour point of mineral oils is as high as -10 ° C and the sliding effect is remarkably reduced, an ester type synthetic oil is used as the lubricant which is capable of lowering the pour point. The synthetic oil of the ester type can include, for example, a diester and a polyol ester. At a temperature higher than -50 ° C, however, the slipperiness is remarkably deteriorated at a low temperature, whereas the production of a lubricant with a pour point lower than -100 ° C is industrially difficult and in view on the production cost is also not preferred. Accordingly, the pour point of the ester type synthetic oil is limited to a range from -50 ° C to -100 ° C. Furthermore, in the course of cooling the oil, the highest temperature at which the oil loses its fluidity is referred to as a clotting or coagulation point, and a temperature 2.5 ° C higher in contrast is referred to as a pour point, which is a temperature, at which the oil loses fluidity. The reason why the viscosity of the lubricant is limited as described above is the same as in the case of the paraffin-rich lubricant.
Das Syntheseöl des Estertyps schließt einen Fall ein, wonach es lediglich aus Ester (100 Gew.-%) besteht, und schließt zusätzlich vorzugsweise einen Fall ein, wonach es mehr als 70 Gew.-% Ester enthält, weil es von Vorteil ist, daß eine homogene Membran gebildet wird, wenn der Ester als der Hauptbestandteil bei niedriger Temperatur einen filmartigen Zustand erlangt. Ferner können nach Bedarf andere Bestand teile als der Ester, z. B. ein Höchstdruckagens, ebenfalls zugegeben werden mit der Ausnahme von solchen Bestandteilen, die bei einer niedrigen Temperatur koagulieren (gefrieren) und in der Zerstörung der Gleitmittelmembran resultieren (Wasser od. dgl.). The ester type synthetic oil includes a case after it consists only of ester (100 wt .-%), and closes additionally preferably a case after which there is more than Contains 70 wt .-% ester, because it is advantageous that a homogeneous membrane is formed when the ester as the Main ingredient at low temperature a film-like Condition attained. Furthermore, other inventory can be created as needed divide as the ester, e.g. B. a maximum pressure agent, too be added with the exception of such ingredients, which coagulate (freeze) at a low temperature and result in the destruction of the lubricant membrane (Water or the like).
Nach dem Auftragen des Gleitmittels auf ein Al- oder Al- Legierungsblech wird das Vor- oder Ausgangsmaterial ge kühlt und dann innerhalb eines Temperaturbereichs von -50°C bis -150°C umgeformt, weil die Wirkung einer Ver besserung der Formbarkeit in einem Fall einer höheren Tem peratur als -50°C ungenügend ist, während eine Verminde rung der Formbarkeit aufgrund der Verschlechterung des Gleitmittels hervorgerufen wird und die Kosten im Fall einer Temperatur, die niedriger als -150°C ist, erhöht werden.After applying the lubricant to an Al or Al Alloy sheet is the primary or starting material cools and then within a temperature range of -50 ° C to -150 ° C, because the effect of a ver improvement of formability in a case of a higher temperature temperature than -50 ° C is insufficient, while a formability due to the deterioration of the Lubricant is caused and the cost in the case a temperature lower than -150 ° C is increased become.
Es ist möglich, das Gleitmittel auf das Blechmaterial auf zutragen, das anschließend unmittelbar (d. h. bei normaler Temperatur) ohne Abkühlung umgeformt werden kann. Obgleich die Wirkung einer Verbesserung des Umformungsprodukts nie driger ist., ist das Entfettungsvermögen im Vergleich mit dem Fall der Durchführung einer Verformung innerhalb des oben erwähnten Temperaturbereichs (-50°C bis -150°C) bes ser. Als ein Formwerkzeug, das nicht mit einer Kühlkonstruk tion ausgestattet ist, kann ein solches, wie es beispiels weise in Fig. 1 gezeigt ist, verwendet werden, wobei eine Matrize 1, ein Rohling- oder Blechhalter 2 und ein Stempel 3 dargestellt sind.It is possible to apply the lubricant to the sheet material, which can then be reshaped immediately (ie at normal temperature) without cooling. Although the effect of an improvement of the forming product is never less, the degreasing ability is better compared to the case of performing a deformation within the above-mentioned temperature range (-50 ° C to -150 ° C). As a mold that is not equipped with a cooling construction, one such as that shown, for example, in FIG. 1 can be used, a die 1 , a blank or sheet metal holder 2 and a punch 3 being shown.
Das früher durch die Urheber dieser Erfindung vorgeschlage ne Verfahren ist ein solches, wobei ein Umformen bei einer normalen Temperatur durchgeführt wird, wenngleich die Alu miniumlegierung einer Tieftemperaturbehandlung ausgesetzt wird. Demzufolge wird angenommen, daß die Blechtemperatur durch das Formwerkzeug sowie die Atmosphäre erhöht wird und eine Arbeitsweise bei einer kryogenen Temperatur nicht erlangt werden kann. Jedoch führt ein Absenken des Formwerk zeugs zu dessen Versprödungsbruch, was nicht praktisch ist. Previously proposed by the creators of this invention ne method is one in which reshaping at a normal temperature is carried out, although the Alu minium alloy subjected to a low temperature treatment becomes. Accordingly, it is assumed that the sheet temperature is increased by the molding tool as well as the atmosphere and a mode of operation at a cryogenic temperature is not achieved can be. However, lowering the molding leads stuff about its embrittlement fracture, which is not practical.
Im Hinblick hierauf haben die Erfinder Studien und Versuche in bezug auf das Material durchgeführt und eine eingehende, genaue Untersuchung hinsichtlich der Wirkung der Werkzeug temperatur sowie der Atmosphärentemperatur auf die Umform barkeit vorgenommen.With this in mind, the inventors have studies and experiments in terms of material and an in-depth, accurate investigation into the effectiveness of the tool temperature and the atmospheric temperature on the forming availability.
Die Erfinder haben hierbei bestätigt, daß ein herkömmliches Formwerkzeugmaterial (Matrizenstahl SKD 11) in einem Ver sprödungsbruch bei einer unter -100°C liegenden Temperatur resultiert, während ein austenitischer, rostfreier Stahl und eine Cu-Ni-Legierung mit kubisch-flächenzentriertem Gitter selbst bei -196°C nicht in einem Versprödungsbruch resultieren und kein Problem als das Matrizen- oder Formwerk zeugmaterial selbst bei wiederholten Preßvorgängen hervor rufen.The inventors have confirmed that a conventional one Mold material (die steel SKD 11) in one ver brittle fracture at a temperature below -100 ° C results in an austenitic, stainless steel and a Cu-Ni alloy with face centered cubic Grid does not break in embrittlement even at -196 ° C result and no problem as the die or molding witness material even with repeated pressing operations call.
Andererseits wurde ein mit einem Gleitmittel bedecktes Al- Legierungsblech in ein Werkzeug eingesetzt, wurde die Tem peratur von sowohl dem Blech als auch dem Werkzeug abge senkt, und wurde die Wirkung einer Temperaturabsenkung auf die Umformbarkeit untersucht. Als Ergebnis wurde bestätigt, daß die Umformbarkeit, wenn die Temperatur abgesenkt wurde, verbessert wurde und insbesondere eine Umformbarkeit bei -196°C erlangt werden konnte, die mit derjenigen eines Stahlblechs vergleichbar ist.On the other hand, an aluminum coated with a lubricant Alloy sheet inserted into a tool, the tem temperature from both the sheet and the tool lowers, and has the effect of lowering the temperature the formability is examined. As a result, it was confirmed that the formability when the temperature was lowered was improved and in particular a formability -196 ° C could be achieved with that of a Sheet steel is comparable.
Ein Formwerkzeug umfaßt, obwohl es in Abhängigkeit von der Gestaltung der Produkte unterschiedlich ist, grundsätzlich einen Stempel (Patrize) und eine Matrize. Verschiedene Me thoden können in Betracht gezogen werden, um die Werkzeug temperatur auf eine kryogene Temperatur (-196°C) abzu senken. Was wesentlich und von Bedeutung ist, das ist die Art, um das gesamte Werkzeug auf die Tieftemperatur zu bringen. A molding tool, although depending on the Designing the products is different, basically a stamp (male) and a female. Different me Methods can be considered to the tool temperature to a cryogenic temperature (-196 ° C) reduce. What is essential and important is that Way to get the entire tool to low temperature bring.
Aufgrund der Studien der Erfinder wurde gefunden, daß ein Verfahren eines Zirkulierens eines flüssigen Stickstoffs im Stempel und des anschließenden Ausdüsens oder -strahlens des flüssigen Stickstoffs über das gesamte Werkzeug eine kürzere Zeit benötigt, um die Tieftemperatur zu erreichen, und wirksam sowie leistungsfähig ist. Insbesondere wird, wie in Fig. 2 gezeigt ist, erstens flüssiger Stickstoff spiral- oder schraubenförmig durch das Innere des Stempels umgewälzt und zweitens der flüssige Stickstoff vom oberen Teil des Werkzeugs ausgedüst, um das gesamte Werkzeug zu kühlen. Die Fig. 2 zeigt ein Matrizen-Kühlventil 1, ein Temperatur- Regelventil 2, ein Stempel-Kühlventil 3, einen Behälter 4 für flüssigen Stickstoff, eine Matrize 5, einen Blechhalter 6 und einen Stempel 7. Im Fall der Verwendung von flüssigem Stickstoff wird die Temperatur des flüssigen Stickstoffs zur Kühlung des Stempels 7 und des gesamten Werkzeugs jeweils durch die Temperatur-Regelventile 2 eingeregelt, jedoch ist es selbstverständlich möglich, ein anderes Kühlmittel in Verbindung mit dem flüssigen Stickstoff zu verwenden.Based on the inventors' studies, it has been found that a method of circulating a liquid nitrogen in the die and then spraying or jetting the liquid nitrogen over the entire tool takes a shorter time to reach the low temperature and is effective and efficient. In particular, as shown in Fig. 2, first, liquid nitrogen is circulated spirally or helically through the inside of the punch, and second, the liquid nitrogen is sprayed from the upper part of the tool to cool the entire tool. Fig. 2 shows a template-cooling valve 1, a temperature control valve 2, a stamp-cooling valve 3, a reservoir 4 for liquid nitrogen, a die 5, a blank holder 6 and a punch 7. In the case of the use of liquid nitrogen, the temperature of the liquid nitrogen for cooling the punch 7 and the entire tool is regulated in each case by the temperature control valves 2 , but it is of course possible to use a different coolant in connection with the liquid nitrogen.
Gemäß diesem Kühlverfahren kann die Werkzeugtemperatur ohne Schwierigkeiten innerhalb eines Bereichs von -50°C bis -196°C geregelt werden, d. h. es kann eine rasche Kühlung des gesamten Werkzeugs erlangt werden, wie auch die Tem peratur des gesamten Stempels im Hinblick auf die Umformbar keit niedriger gemacht werden kann. Insbesondere hängt eine Verbesserung bezüglich der Formbarkeit vom Gleichgewicht zwischen der Festigkeit der Stempelschulter und der Verfor mungsfestigkeit der Matrize ab, wobei die Verbesserung in der Festigkeit der Stempelschulter besonders von Bedeutung ist. Der Stempel-Hauptkörper kann leistungsfähiger gekühlt werden, indem eine Röhre im Stempel spiralförmig für einen Umlauf des Kühlmittels (des flüssigen Stickstoffs) angeord net wird. According to this cooling method, the tool temperature can be changed without Difficulties within a range of -50 ° C to -196 ° C can be regulated, d. H. it can rapid cooling of the entire tool can be obtained, as well as the tem temperature of the entire stamp with regard to the formability can be made lower. One in particular hangs Improvement in the formability of the balance between the strength of the stamp shoulder and the verfor strength of the die, the improvement in the strength of the stamp shoulder is particularly important is. The stamp main body can be cooled more efficiently by spiraling a tube in the stamp for one Circulation of the coolant (liquid nitrogen) arranged is not.
Bei einer Formgebung unter dieser Bedingung oder diesem Zu stand gibt es eine Art der Formgebung, wobei die Temperatur des Werkzeugs und die Temperatur des Al- oder Al-Legierungs blechs identisch gemacht werden, und eine Art der Formge bung, wobei ein Temperaturgefälle oder -abfall vermittelt wird. In jedem dieser Fälle ist bezüglich der Umformbarkeit keine Verbesserung bei einer -50°C überschreitenden Tem peratur (erhöhte Temperatur), die keinen erheblichen Unter schied mit der Formbarkeit bei einer normalen Temperatur zeigt, zu erlangen. Ferner kann eine Tieftemperatur, die niedriger als -196°C (z. B. -200°C) ist, nicht ohne Schwie rigkeiten bei Verwendung von flüssigem Stickstoff erhalten werden, vielmehr erfordert das flüssiges Helium, was in einem Problem in bezug auf die Handhabung und die Kosten resultiert. Demzufolge werden die Temperaturen für das Form werkzeug und das Al- oder Al-Legierungsblech jeweils auf einen Bereich von -50°C bis -196°C eingeregelt.With a shape under this condition or this Zu There is a type of shape, the temperature of the tool and the temperature of the Al or Al alloy sheet are made identical, and a type of shape exercise, where a temperature gradient or drop conveys becomes. In each of these cases, it is about formability no improvement at a temperature exceeding -50 ° C temperature (elevated temperature), which is not a significant lower differed with the formability at a normal temperature shows to attain. Furthermore, a low temperature, the is lower than -196 ° C (e.g. -200 ° C), not without sweat obtained when using liquid nitrogen rather, the liquid helium that is in a problem in handling and cost results. As a result, the temperatures for the mold tool and the Al or Al alloy sheet set a range from -50 ° C to -196 ° C.
Wie bei der vorhergenannten Art, wenn eine Formgebung statt findet, wobei die Temperatur für das Al- oder Al-Legierungs blech mit derjenigen für das Werkzeug identisch ist, wird die Umformbarkeit verbessert, wenn sich die Temperatur -196°C nähert.As with the aforementioned type, if shaping takes place finds the temperature for the Al or Al alloy sheet is identical to that for the tool the formability improves when the temperature Approaching -196 ° C.
Andererseits ist im zweiten Fall, wenn die Formgebung unter einem Temperaturgefälle durchgeführt wird, für die Formbar keit eine weitere Verbesserung zu erreichen. Um das zu er zielen, ist es notwendig, völlig die Quelle des flüssigen Stickstoffs zum Inneren des Stempels zu öffnen und die Menge des flüssigen Stickstoffs vom Blechhalter einzuregeln. Die Formbarkeit, die ausgezeichneter ist als diejenige, die in einem Fall erhalten wird, wobei die Temperatur des Al- oder Al-Legierungsblechs mit derjenigen des Formwerkzeugs bei -196°C identisch gemacht wird, kann erreicht werden, indem die Temperatur für den Stempel konstant auf -196°C und die Temperatur für das Werkzeug entsprechend dem Flansch sowie dem Material auf -50°C bis -100°C eingere gelt werden. Wenn die dem Flansch entsprechende Temperatur in einem Bereich von normaler Temperatur bis -50°C liegt, ist ein plötzliches Kühlen des Stempelmaterials (Kühlung vom Stempel) unzureichend, wobei für die Festigkeit der Schulter keine Verbesserung erwartet werden kann und die Um formbarkeit nicht gesteigert wird. Andererseits wird im Fall einer Temperatur, die niedriger als -100°C ist, der Verformungswiderstand des Flansches erhöht, wodurch für die Umformbarkeit keine merkliche Verbesserung erlangt werden kann.On the other hand, in the second case, when the shape is below a temperature gradient is performed for the moldable to achieve further improvement. To him aim, it is necessary to completely source the liquid Nitrogen to the inside of the stamp and open the Adjust the amount of liquid nitrogen from the sheet holder. The formability, which is more excellent than that is obtained in a case where the temperature of the Al- or Al alloy sheet with that of the mold made identical at -196 ° C can be achieved by keeping the temperature for the stamp constant at -196 ° C and the temperature for the tool corresponding to that Flange and the material to -50 ° C to -100 ° C entered be valid. If the temperature corresponding to the flange is in a range from normal temperature to -50 ° C, is a sudden cooling of the stamp material (cooling from the stamp) inadequate, whereby for the strength of the Shoulder no improvement can be expected and the um formability is not increased. On the other hand, in In the case of a temperature lower than -100 ° C, the Deformation resistance of the flange increased, which for the Formability no noticeable improvement can be achieved can.
Es ist für das Werkzeugmaterial von Bedeutung, daß es von einem Versprödungsbruch bei der kryogenen Temperatur frei ist, und es ist notwendig, daß das Werkzeug ohne Schwierig keiten und mit niedrigen Kosten gefertigt werden kann. Im Hinblick hierauf sind austenitischer, rostfreier Stahl und Cu-Ni-Legierungen als das Material für das Werkzeug geeig net, da sie keine abrupte Änderung der Kennwerte und Eigen schaften in Abhängigkeit von der Temperatur (Übergangstem peratur) zeigen. Als der austenitische, rostfreie Stahl ist SUS 304 eine typische Stahlart, während eine Ni-3%-Colson- Legierung für die Cu-Ni-Legierung genannt werden kann. Es ist jedoch klar, daß irgendwelche Materialien verwendet wer den können, solange sie keinen Versprödungsbruch oder -riß bei dem Formpressen bei kryogener Temperatur hervorrufen.It is important for the tool material that it is of an embrittlement break at the cryogenic temperature is, and it is necessary that the tool without difficulty and can be manufactured at low cost. in the In view of this are austenitic, stainless steel and Cu-Ni alloys suitable as the material for the tool net, since there is no abrupt change in the characteristic values and eigen depending on the temperature (transition temperature temperature) show. Than is the austenitic, stainless steel SUS 304 a typical type of steel, while a Ni-3% colson Alloy for the Cu-Ni alloy can be called. It however, it is clear that any materials are used as long as they don't break or crack embrittlement in compression molding at cryogenic temperature.
Das Al- oder Al-Legierungsblech kann auf eine gewünschte Temperatur innerhalb des oben erwähnten Temperaturbereichs durch eine geeignete Methode eingeregelt werden. Üblicherweise wird ein Verfahren zum Einbringen (Eintauchen) des Blechs in den flüssigen Stickstoff oder ein Verfahren des Ausdüsens eines Kühlmittels auf das Blech kurz vor dem Umformvorgang angewendet. Ein speziell bevorzugtes Verfah ren ist das folgende. The Al or Al alloy sheet can be made to a desired one Temperature within the temperature range mentioned above be regulated by a suitable method. Usually is a method for inserting (immersing) the Sheet in the liquid nitrogen or a process of Injecting a coolant onto the sheet just before Forming process applied. A particularly preferred method ren is the following.
Nach einem Auftragen eines Gleitmittels auf das Al- oder Al-Legierungsblech bzw. eine solche Folie oder ein Feinblech wird dieses für mehr als 15 s in einen flüssigen Stickstoff eingetaucht, wird die Temperatur des Blechs auf eine Tief temperatur niedriger als -100°C abgesenkt, und wird an schließend das Material in die Kühlkonstruktion innerhalb von 15 s eingesetzt. Nach dem Auftragen des Gleitmittels wird das Blech in den flüssigen Stickstoff eingetaucht. Es ist erwünscht, daß die Blechtemperatur wenigstens niedriger als -100°C und gleichförmig ist. Ist die Eintauchzeit kür zer als 15 s, so kann eine solche Temperatur nicht gewährlei stet werden und als Ergebnis kann erstens eine Verbesserung in bezug auf die Formbarkeit bei einer Tieftemperatur nicht erhalten werden, wie auch zweitens eine Fehlerunterbindung aufgrund einer erhöhten Festigkeit unter der kryogenen Tem peratur nicht erlangt werden kann. Demzufolge ist als die Eintauchzeit in den flüssigen Stickstoff eine längere Zeit als 15 s erforderlich. Ein Eintauchen für eine längere Zeit spanne ruft ein Problem in der Produktivität hervor, jedoch ist das für eine weitere Verbesserung der Umformbarkeit wirk sam. Dann wird das Material aus dem flüssigen Stickstoff genommen und in das Werkzeug von gekühlter Konstruktion, das in Fig. 2 gezeigt ist, eingesetzt. Wenn es nach einer Dauer, die länger als 15 s ist, eingesetzt wird, wird die Blechtem peratur erhöht, was zu dem Ergebnis, das oben unter "1." ge nannt wurde, führt. Demzufolge wird das aus dem flüssigen Stickstoff entnommene Material innerhalb von 15 s einge setzt.After applying a lubricant to the Al or Al alloy sheet or such a foil or a thin sheet, this is immersed in a liquid nitrogen for more than 15 s, the temperature of the sheet is lowered to a low temperature lower than -100 ° C , and the material is then inserted into the cooling structure within 15 s. After applying the lubricant, the sheet is immersed in the liquid nitrogen. It is desirable that the sheet temperature be at least lower than -100 ° C and uniform. If the immersion time is less than 15 s, such a temperature cannot be guaranteed and, as a result, firstly, an improvement in moldability at a low temperature cannot be obtained, and secondly, an error prevention due to increased strength under the cryogenic temperature temperature cannot be obtained. Accordingly, a longer time than 15 s is required as the immersion time in the liquid nitrogen. Immersion for a long period of time creates a problem in productivity, but it is effective for further improving formability. The material is then removed from the liquid nitrogen and inserted into the cooled design tool shown in FIG. 2. If it is used after a period longer than 15 s, the sheet temperature is increased, which leads to the result described above under "1." was called, leads. As a result, the material taken from the liquid nitrogen is used within 15 s.
Das Gleitmittel wird vor dem Kühlen des Al- oder Al-Legie rungsblechs bzw. einer solchen Folie oder einem solchen Feinblech aufgetragen. Es besteht keine besondere Be schränkung bezüglich des Gleitmittels, jedoch ist zu be achten, daß dieses eine Wirkung auf die Umformbarkeit bei der Tieftemperatur hervorbringt. Insbesondere wird ein Gleitmittel, das im Tieftemperaturbereich aufgrund des Was sergehalts kristallisiert (eine eisige Oberfläche zeigt) nicht bevorzugt, weil es in einer Unebenheit bei dem Form pressen resultiert und einen geringeren Effekt in bezug auf die Verbesserung der Formbarkeit hervorbringt. Ferner wird ein Gleitmittel, das bei einer normalen Temperatur kein Fließvermögen hat, nicht bevorzugt, weil dieses Fehler im folgenden Verfahrensschritt bewirkt. Demzufolge wird ein Gleitmittel bevorzugt, welches einen wachs- oder filmartigen Zustand auch bei einer kryogenen Temperatur erlangt und eine Viskosität bei 20°C von weniger als 50 mm2/s hat, Als eines von diesen ist flüssiges Paraffin zu nennen.The lubricant is applied before cooling the Al or Al alloy sheet or such a sheet or sheet. There is no particular restriction with regard to the lubricant, but it should be noted that this has an effect on the formability at low temperature. In particular, a lubricant that crystallizes in the low temperature range due to the water content (shows an icy surface) is not preferred because it results in unevenness in the molding and produces less effect in improving moldability. Furthermore, a lubricant that has no fluidity at a normal temperature is not preferred because it causes errors in the subsequent process step. Accordingly, a lubricant is preferred which achieves a wax-like or film-like state even at a cryogenic temperature and has a viscosity at 20 ° C. of less than 50 mm 2 / s. Liquid paraffin is one of these.
Das Umformungsmaterial ist ein Aluminiumblech oder ein Alu miniumlegierungsblech, und es gibt keine spezielle Beschrän kung. Zum Beispiel kann bezüglich des Materials des Al-Legierungs blechs und eines Materials eines geeigneten Bestandteilsy stems und einer geeigneten Bestandteilzusammensetzung eine Wahl in Abhängigkeit von der geforderten Leistungseigen schaft des Endprodukts getroffen werden. Beispielsweise wer den im Hinblick auf die Formbarkeit und die Festigkeit Al- Materialien mit hohem Mg-Anteil (3-6% Mg) bevorzugt. Der Grund dafür ist, daß Mg ein Element ist, welches Fe stigkeit und Umformbarkeit verleiht, und diese Werkstoffe sind am besten als das Material geeignet, die diese Eigen schaften beide vereinigen, jedoch ist die Festigkeit des Produkts nach einer Formgebung unzureichend, wenn der Mg- Anteil niedrig ist. Solange Mg in einer vorbestimmten Menge einbezogen wird, ist eine Bestandteilzusammensetzung zu er langen, die für den Anwendungsfall dieser Art verwendet wer den kann, und demzufolge können andere Legierungsbestand teile in geeigneter Weise nach Bedarf enthalten sein. The forming material is an aluminum sheet or an aluminum mini alloy sheet, and there is no particular restriction kung. For example, regarding the material of the Al alloy sheet and a material of a suitable component system stems and a suitable composition of ingredients Choice depending on the required performance level shaft of the end product. For example, who the aluminum in terms of formability and strength High Mg (3-6% Mg) materials preferred. The reason for this is that Mg is an element which Fe stability and formability, and these materials are best suited as the material that own this unite both, but the strength of the Product after molding if the Mg- Proportion is low. As long as Mg in a predetermined amount is included, a constituent composition to it long, who is used for the application of this type can, and consequently, other alloy stocks parts can be contained in a suitable manner as required.
Beispiele für diese Erfindung werden im folgenden gegeben. Es ist jedoch klar, daß die Erfindung nicht nur auf diese Beispiele beschränkt ist, sondern verschiedene Methoden in der Praxis möglich sind, die in den Rahmen der Erfindung fallen.Examples of this invention are given below. However, it is clear that the invention is not limited to this Examples is limited, but different methods in practice are possible within the scope of the invention fall.
Ein JIS 5182-0-Legierungsmaterial von 1 mm Blechdicke wurde als Material für die Umformung verwendet. Ein Umformungstest (BHF: 4,0 Tonf., mittlere Geschwindigkeit: 15 m/min) wurde unter Verwendung des in Fig. 1 gezeigten Kugelkopfwerkzeugs und einer Kurbelpresse durchgeführt. In diesem Fall wurde das Material mit verschiedenen, in der Tabelle 1 angegebe nen Ölen beschichtet, die als das Gleitmittel aufgetragen wurden, in einen flüssigen Stickstoff für zwei min einge taucht sowie gekühlt und dann für den Versuch benutzt. Ein Teil der Proben wurde dem Versuch unmittelbar nach Auftra gen des Gleitmittels unterworfen.A JIS 5182-0 alloy material of 1 mm sheet thickness was used as the material for the forming. A deformation test (BHF: 4.0 tonf., Average speed: 15 m / min) was carried out using the ball head tool shown in Fig. 1 and a crank press. In this case, the material was coated with various oils shown in Table 1, which were applied as the lubricant, immersed in a liquid nitrogen for two minutes, and cooled and then used for the experiment. Some of the samples were subjected to the test immediately after application of the lubricant.
Für die Bewertung der Formbarkeit wurde die Höhe des Umfor mungsprodukts allmählich vergrößert, indem die untere Tot punktstellung der Presse verändert wurde, und die Bewertung wurde in Abhängigkeit von der Verformungsgrenzhöhe, bei welcher im Umformungsprodukt Risse hervorgerufen wurden, beurteilt. Ferner wurde für die Bewertung der Entfettungs fähigkeit oder -eigenschaft das mit dem Gleitmittel be schichtete Material unter Verwendung eines im Handel er hältlichen Entfettungsagens entfettet (die Entfettungsbe dingungen sind in der Tabelle angegeben), und der Zustand des verbleibenden Gleitmittels wurde auf der Grundlage des Wasserleckflächenverhältnisses beurteilt. Die Ergebnisse sind die in der Tabelle 1 dargestellten, und es wurde bei dem Beispiel nach dieser Erfindung im Vergleich mit dem Vergleichsbeispiel eine Verbesserung in der Verformungsgrenz höhe festgestellt, und die Entfettungseigenschaft war eben falls zufriedenstellend. Insbesondere ist die Umformbarkeit bei niedriger Temperatur (-148°C) hervorzuheben.For the assessment of the formability, the height of the Umfor product gradually increased by lower dead the press position was changed, and the evaluation was depending on the deformation limit height, at which cracks were caused in the forming product, judged. It was also used for the evaluation of degreasing ability or property that be with the lubricant layered material using a commercially available material degreasing agent (the degreasing agent conditions are given in the table), and the condition of the remaining lubricant was calculated based on the Water leakage area ratio assessed. The results are those shown in Table 1 and it was at the example of this invention in comparison with the Comparative example an improvement in the deformation limit height determined, and the degreasing property was even if satisfactory. In particular, the formability to emphasize at low temperature (-148 ° C).
Ein JIS 5182-0-Legierungsmaterial und ein Stahlblech wurden als das Ausgangsmaterial verwendet, ein paraffinisches Mine ralöl mit einer Viskosität bei 40°C von 10 mm2/s wurde als ein Gleitmittel aufgetragen (Polyäthylenfolie wurde für einen Teil des Ausgangsmaterials verwendet), und die Aus gangsmaterialien wurden bei verschiedenen Umformungstempera turen formgepreßt. Die Ergebnisse sind in der beigefügten Fig. 3 dargestellt. Aus diesem Diagramm ist zu erkennen, daß die Verformungsgrenzhöhe der Aluminiumlegierung verbessert wird, und zwar insbesondere bei einer niedrigen Temperatur, die niedriger als -50°C ist, indem das Gleitmittel gemäß dieser Erfindung verwendet wird. Ferner wird die Verformungs höhe am meisten bei einer Ausgangsmaterial-Temperatur von -196°C verbessert, und 20 min waren für ein einzelnes Aus gangsmaterial erforderlich, um es auf die oben erwähnte Temperatur zu kühlen.A JIS 5182-0 alloy material and a steel sheet were used as the starting material, a paraffinic mineral oil with a viscosity at 40 ° C of 10 mm 2 / s was applied as a lubricant (polyethylene film was used for a part of the starting material), and The starting materials were molded at different forming temperatures. The results are shown in the accompanying FIG. 3. From this graph it can be seen that the deformation limit height of the aluminum alloy is improved, especially at a low temperature which is lower than -50 ° C, by using the lubricant according to this invention. Further, the amount of deformation is most improved at a raw material temperature of -196 ° C, and it took 20 minutes for a single raw material to cool it to the above-mentioned temperature.
Ein JIS 5182-0-Legierungsmaterial von 1 mm Blechdicke wur de als das Material für eine Formgebung verwendet. Ein Form gebungsversuch (BHF: 4,0 Tonf., mittlere Geschwindigkeit: 15 m/min) wurde unter Verwendung des in Fig. 1 gezeigten Kugelkopfwerkzeugs und einer Kurbelpresse durchgeführt. In diesem Fall wurden verschiedene, in der Tabelle 2 angege bene Öle als das Gleitmittel auf die Materialien aufgetra gen, die in flüssigen Stickstoff für 2 min eingetaucht so wie gekühlt und dann für den Versuch verwendet wurden. Ein Teil der Proben wurde unmittelbar dem Versuch gleich nach dem Auftragen des Gleitmittels unterworfen. Eine Be wertung der Formbarkeit und des Entfettungsvermögens wurde in derselben Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt, und die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgetragen. Es war eine Verbesserung in der Verformungsgrenzhöhe festzustellen, und die Entfettungseigenschaft war im Vergleich zum Vergleichs beispiel bei dem Beispiel gemäß der Erfindung wie gewünscht. Insbesondere ist die Umformbarkeit bei niedriger Temperatur (-148°C) bemerkenswert.A JIS 5182-0 alloy material of 1 mm sheet thickness was used as the material for molding. A molding test (BHF: 4.0 tonf., Average speed: 15 m / min) was carried out using the ball head tool shown in Fig. 1 and a crank press. In this case, various oils shown in Table 2 were applied as the lubricant to the materials, which were immersed in liquid nitrogen for 2 minutes, as well as cooled, and then used for the experiment. Some of the samples were subjected to the test immediately after application of the lubricant. The moldability and degreasing ability were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2. There was an improvement in the deformation limit height, and the degreasing property was as desired compared to the comparative example in the example according to the invention. The formability at low temperature (-148 ° C) is particularly remarkable.
Es wurde ein aus SUS 304 gefertigtes Werkzeug mit der in Fig. 2 gezeigten Konstruktion verwendet. Testwerkstoffe aus JIS 5182-0-Material (1,0 mm Dicke) wurden mit einem flüssi gen Paraffin bedeckt, in ein Werkzeug für eine Tieftemperatur eingesetzt, und die Umformbarkeit wurde bewertet, während die Werkzeug-Temperatur und die Temperatur für das Versuchs material verändert wurden. Das Verfahren zur Absenkung der Temperatur wurde durch ein spiralförmiges Umwälzen eines flüssigen Stickstoffs durch das Innere des Stempels hindurch sowie durch Ausdüsen des Stickstoffs auf das gesamte Werk zeug und das Versuchsmaterial durchgeführt. Die Temperatur wurde von der Normaltemperatur auf -196°C eingeregelt, und die Temperatur des mit dem Stempel in Berührung befindlichen Materials wurde unter Verwendung eines Kontaktthermometers gemessen. Die Umformbarkeit wurde durch die Extrusionshöhe des Kugelkopfstempels mit 50 mm ⌀ (angeordnet in einer 45 t-Kurbelpresse) bewertet. Aus den in der Tabelle 3 an gegebenen Versuchsergebnissen ist zu erkennen, daß die Umform barkeit (Streckungsvermögen) zusammen mit dem Temperaturge fälle verbessert wurde, und es war mit demjenigen von Stahl blech bei -196°C vergleichbar. A tool made of SUS 304 having the construction shown in Fig. 2 was used. Test materials made of JIS 5182-0 material (1.0 mm thick) were covered with a liquid paraffin, inserted into a mold for a low temperature, and the workability was evaluated while changing the mold temperature and the temperature for the test material were. The process for lowering the temperature was carried out by spiraling a liquid nitrogen through the inside of the die and by spraying the nitrogen onto the entire tool and the test material. The temperature was controlled from the normal temperature to -196 ° C, and the temperature of the material in contact with the stamp was measured using a contact thermometer. The formability was assessed by the extrusion height of the ball head punch with 50 mm ⌀ (arranged in a 45 t crank press). From the test results given in Table 3, it can be seen that the formability (stretching capacity) was improved together with the temperature drop, and it was comparable to that of sheet steel at -196 ° C.
Bei den Versuchstemperaturen im Beispiel 4 wurde das Werk zeugmaterial bei jedem der Versuche mit -100°C und -196°C verändert, und die Niedertemperatur-Sprödigkeit des Werk zeugs wurde bewertet. Im Ergebnis wurden winzige Risse nach einer dreimaligen Formgebung bei -100°C für das Stahlma terial (Matrizenstahl SKD 11) festgestellt, und der Versuch wurde unterbrochen. Andererseits wurden keine winzigen Ris se selbst nach 100 Zyklen von Preßversuchen bei -196°C im Fall von austenitischem, rostfreien Stahl (SUS 304) und Cu-Ni-Legierung (Colson-Legierung) festgestellt, und es wurde bestätigt, daß diese Materialien effektiv und lei stungsfähig waren.At the test temperatures in Example 4, the factory test material in each of the tests at -100 ° C and -196 ° C changed, and the low-temperature brittleness of the work stuff was rated. As a result, tiny cracks appeared a three-time shaping at -100 ° C for the steel dimension material (die steel SKD 11) and the experiment was interrupted. On the other hand, no tiny ris se even after 100 cycles of pressing tests at -196 ° C in Case of austenitic stainless steel (SUS 304) and Cu-Ni alloy (Colson alloy) found, and it it has been confirmed that these materials are effective and lei were stable.
Ein JIS 5182-0-Material (1 mm Dicke) wurde mit flüssigem Paraffin bedeckt, in flüssigen Stickstoff eingetaucht sowie aus diesem entnommen und belassen, um die Temperaturänderung zu prüfen. Aus den in der Fig. 4 gezeigten Ergebnissen ist zu entnehmen, daß die Eintauchzeit vorzugsweise 15 s betrug, und das Material wurde bevorzugterweise in einer kurzen Zeit spanne in die Presse unter dem Zustand eingesetzt, daß bei einem Einsetzen in das Werkzeug eine niedrigere Temperatur als -50°C im Hinblick auf die Produktivität gewährleistet wurde. Um eine niedrigere Temperatur darüber hinaus zu ge währleisten, ist es notwendig, die Eintauchzeit zu verlän gern. Wenn diese jedoch 40 s überschreitet, so kann gemäß dem Ergebnis dieses Versuchs ein Zeitverlust hervorgerufen werden.A JIS 5182-0 material (1 mm in thickness) was covered with liquid paraffin, immersed in liquid nitrogen, and taken out from it and left to check the temperature change. From the results shown in Fig. 4, it can be seen that the immersion time was preferably 15 seconds, and the material was preferably inserted into the press in a short period of time under the condition that a temperature lower than that when inserted into the tool -50 ° C in terms of productivity was guaranteed. To ensure a lower temperature, it is necessary to extend the immersion time. However, if it exceeds 40 s, a time loss may be caused according to the result of this experiment.
Ein JIS 5182-0-Material (1 mm Dicke) wurde mit einem flüs sigen Paraffin beschichtet, in einen flüssigen Stickstoff eingetaucht sowie aus diesem entnommen und während einer Veränderung der Blechtemperatur bewertet. Die Werkzeug-Tem peratur war für den Stempel und die Matrize konstant, und das Material wurde in das Werkzeug eingesetzt, gleich nach dem die Blech-Temperatur erreicht war (innerhalb von 2 s). Für die Umformbarkeit wurde die Grenze bei einer Streckungs bearbeitung mit einem Kugelkopf von 50 mm ⌀ festgesetzt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 gezeigt. Wenn die Blech- Temperatur innerhalb des Bereichs gemäß dieser Erfindung liegt, ist die Umformbarkeit zufriedenstellend. Im Vergleich mit dem im Werkzeug auf -196°C ausreichend gekühlten Mate rial ist die Leistungsfähigkeit mäßig, sie ist jedoch gegen über der Bearbeitung bei Raumtemperatur mittels des herkömm lichen Verfahrens bemerkenswert ausgezeichnet.A JIS 5182-0 material (1 mm thick) was flowed with a liquid paraffin coated in a liquid nitrogen immersed and removed from this and during a Change in sheet temperature assessed. The tool tem temperature was constant for the stamp and the die, and the material was inserted into the tool right after the sheet temperature was reached (within 2 s). The limit for the formability was a stretch machining with a ball head of 50 mm ⌀. The results are shown in Table 4. If the sheet metal Temperature within the range according to this invention formability is satisfactory. Compared with the mate sufficiently cooled in the mold to -196 ° C Performance is moderate, but it is against over processing at room temperature using the conventional process remarkably excellent.
Ein JIS 5182-0-Material (1 mm Dicke) wurde mit einem flüs sigen Paraffin beschichtet, in einen flüssigen Stickstoff eingetaucht und dann belassen, um die Blech-Temperatur zu ändern. Die Stempel-Temperatur wurde auf -196°C festgesetzt, während die Temperatur für den Preßflansch mit -70°C und -150°C bestimmt wurde, und das Material wurde in das Werk zeug eingesetzt, gleich nachdem die Blech-Temperatur erreicht war (innerhalb von 2 s). Nach etwa 2 s (Stempelteil war ge kühlt) wurde ein Preßdruck aufgebracht, und die Ergebnisse sind in der Tabelle 5 gezeigt. Eine zufriedenstellende Um formbarkeit ist in jedem der Fälle des Verfahrens gemäß die ser Erfindung festzustellen, und es ist zu erkennen, daß der Zustand, wobei man imstande ist, eine Verformbarkeit zu erlangen, die ausgezeichneter als der Fall von -196°C sowohl für das Blech als auch das Werkzeug ist, derjenige Zustand bei einer Temperatur auf der Seite des Stempels von -196°C und einer Temperatur innerhalb eines Bereichs von -50°C bis -100°C für das Blech als den Preßflansch und das Werkzeug ist. A JIS 5182-0 material (1 mm thick) was flowed with a liquid paraffin coated in a liquid nitrogen immersed and then left to set the sheet temperature to change. The stamp temperature was set at -196 ° C, while the temperature for the press flange with -70 ° C and -150 ° C was determined, and the material was put into the factory Stuff used immediately after the sheet temperature has reached was (within 2 s). After about 2 s (stamp part was ge cools) a pressure was applied and the results are shown in Table 5. A satisfactory order malleability is in each of the cases of the procedure according to the determine this invention, and it can be seen that the state one is capable of being deformable to obtain the more excellent than the case of -196 ° C for both the sheet and the tool is one Condition at a temperature on the side of the stamp of -196 ° C and a temperature within a range of -50 ° C to -100 ° C for the sheet as the press flange and the tool is.
Durch die Erfindung wird somit ein Verfahren zum Form pressen eines Al- oder Al-Legierungsblechs, das die Verwendung von Gleitmitteln der Mineral- oder Synthese ölreihe einschließt, die als flüssiges Gleitmittel dienen, offenbart. Ferner wird die Umformbarkeit durch ein Gleit mittel, das ein Paraffin als den Hauptbestandteil enthält und eine Viskosität bei 40°C von weniger als 50 mm2/s hat, oder durch ein Gleitmittel, das einen Ester als den Haupt bestandteil enthält, einen Fließpunkt innerhalb eines Be reichs von -50°C bis -100°C und eine Viskosität bei 40°C von weniger als 50 mm2/s hat, durch Auftragen des Gleitmittels auf das Al- oder Al-Legierungsblech, durch Ab kühlen des Blechs und durch Anwenden eines Formpressens in einem Temperaturbereich von -50°C bis -100°C unter Verwen dung eines Formwerkzeugs von ungekühlter Konstruktion ver bessert. Bei einem anderen Formgebungsverfahren wird ein Formpressen vorgenommen, indem als ein Umformungswerkzeug ein solches gekühlter Konstruktion aus einem Material, das keine Übergangstemperatur hervorruft, und in welchem flüssi ger Stickstoff durch das Innere eines Stempels zur Kühlung umgewälzt und vom oberen Teil des Stempels ausgedüst wird, verwendet wird, während die Werkzeug-Temperatur auf einen Bereich von -50°C bis -196°C und die Temperatur des Al- oder Al-Legierungsblechs auf einen Bereich von -50°C bis -196°C eingeregelt werden, wodurch die Formbarkeit, die gleich der von Stahlblech oder dessen Formbarkeit überlegen ist, erlangt werden kann.The invention thus discloses a method for compression molding an Al or Al alloy sheet, which includes the use of lubricants of the mineral or synthetic oil series, which serve as liquid lubricants. Further, the formability by a lubricant containing a paraffin as the main component and a viscosity at 40 ° C of less than 50 mm 2 / s, or by a lubricant containing an ester as the main component, a pour point within Be a range from -50 ° C to -100 ° C and a viscosity at 40 ° C of less than 50 mm 2 / s, by applying the lubricant to the Al or Al alloy sheet, by cooling the sheet and through Applying compression molding in a temperature range from -50 ° C to -100 ° C using a mold of uncooled construction improved. In another molding method, compression molding is carried out by using, as a forming tool, such a cooled structure made of a material which does not give rise to a transition temperature and in which liquid nitrogen is circulated through the inside of a stamp for cooling and sprayed from the upper part of the stamp while the tool temperature is regulated to a range from -50 ° C to -196 ° C and the temperature of the Al or Al alloy sheet to a range from -50 ° C to -196 ° C, thereby the formability, which is superior to that of sheet steel or its formability, can be obtained.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann gemäß der Erfindung die Umformbarkeit verbessert werden, weil eine Pressenbear beitung in einem Tieftemperaturbereich vorgenommen wird. Da darüber hinaus die Bearbeitung in einem bevorzugten Gleitmittelzustand erfolgen kann, kann die Umformbarkeit noch weiter verbessert werden. Deshalb kann das Verfahren eine ausgezeichnete Wirkung für eine Formgebung bei ho hen Anforderungen an den Bearbeitungsgrad und für kompli zierte Ausgestaltungen bieten, kann es die Anzahl der Form gebungsschritte vermindern und kann es wirtschaftlich in der Praxis zur Anwendung gelangen. Insbesondere kann die Formbarkeit eines Al-Legierungsblechs in einem Ausmaß ver bessert werden, daß eine einem Stahlblech gleiche oder über legene Verformbarkeit erreicht wird, indem ein mit einer Kühlkonstruktion ausgestattetes Werkzeug verwendet und die Temperatur für das Werkzeug sowie das Blech eingeregelt werden. Insbesondere kann eine Verformbarkeit erlangt wer den, die gegenüber derjenigen eines Stahlblechs überlegen ist, indem ein Kühlverfahren mit einem Temperaturgefälle angewendet wird. Deshalb kann durch das Verfahren gemäß der Erfindung eine ausgezeichnete Wirkung für eine Gewichtsver minderung bei Bauteilen für Automobile erlangt werden, es kann die Verwendung von Aluminiummaterial gefördert werden, und es wird ein Beitrag als Gegenmaßnahme bei Umweltproble men, wie einer globalen Erwärmung, geleistet.As described above, according to the invention the formability can be improved because of a pressbear processing is carried out in a low temperature range. Furthermore, since editing in a preferred Lubricant condition can occur, the formability be further improved. Therefore the procedure an excellent effect for shaping at ho hen requirements for the degree of processing and for compli graceful designs, it can be the number of form steps and can make it economical in in practice. In particular, the Formability of an Al alloy sheet to an extent be improved that a steel sheet the same or over deformability is achieved by using a Cooling tool equipped and used Temperature set for the tool and the sheet become. In particular, deformability can be achieved those that are superior to that of a steel sheet is by using a cooling process with a temperature gradient is applied. Therefore, by the method according to the Invention an excellent effect for a weight ver reduction in components for automobiles can be obtained can promote the use of aluminum material and it becomes a contribution as a countermeasure to environmental problems such as global warming.
Claims (8)
- - Verwenden eines ein Paraffin als den Hauptbestandteil enthaltenden, eine Viskosität bei 40°C von weniger als 50 mm2/s (50 cSt) aufweisenden Gleitmittels oder eines einen Ester als den Hauptbestandteil enthaltenden, einen Fließpunkt innerhalb eines Bereichs von -50°C bis -100°C sowie eine Viskosität bei 40°C von weniger als 50 mm2/s aufweisenden Gleitmittels,
- - Auftragen dieses Gleitmittels auf das Al- oder Al-Le gierungsblech,
- - Abkühlen des Blechs und
- - anschließendes Formpressen unter Verwendung eines Form werkzeugs von ungekühlter Konstruktion.
- - Using a lubricant containing paraffin as the main ingredient, having a viscosity at 40 ° C of less than 50 mm 2 / s (50 cSt), or a lubricant containing an ester as the main ingredient, a pour point within a range of -50 ° C to -100 ° C and a viscosity at 40 ° C of less than 50 mm 2 / s lubricant,
- - Applying this lubricant to the Al or Al alloy sheet,
- - cooling of the sheet and
- - Subsequent compression molding using a mold of uncooled construction.
- - Verwenden eines ein Paraffin als den Hauptbestandteil enthaltenden, eine Viskosität bei 40°C von weniger als 50 mm2/s aufweisenden Gleitmittels oder eines einen Ester als den Hauptbestandteil enthaltenden, einen Fließ punkt innerhalb eines Bereichs von -50°C bis -100°C sowie eine Viskosität bei 40°C von weniger als 50 mm2/s aufweisenden Gleitmittels,
- - Auftragen dieses Gleitmittels auf das Al- oder Al-Le gierungsblech und
- - Anwenden eines Formpressens unter Verwendung eines Formwerkzeugs von ungekühlter Konstruktion.
- - Use a lubricant containing a paraffin as the main component, having a viscosity at 40 ° C of less than 50 mm 2 / s, or a lubricant containing an ester as the main component, a pour point within a range of -50 ° C to -100 ° C and a lubricant having a viscosity at 40 ° C. of less than 50 mm 2 / s,
- - Apply this lubricant to the Al or Al alloy sheet and
- - Apply molding using a mold of uncooled construction.
- - Anwenden eines Formpressens unter Verwendung eines Formwerkzeugs, das aus einem eine Übergangstemperatur nicht hervorrufenden Material besteht und eine Kühlungs konstruktion besitzt, wobei flüssiger Stickstoff durch das Innere eines Stempels ungewälzt und von dessen Kopf bereich ausgedüst wird,
- - Einregeln der Formwerkzeug-Temperatur auf einen Be reich von -50°C bis -196°C und
- - Einregeln der Temperatur des Al- oder Al-Legierungs blechs auf einen Bereich von -50°C bis -196°C.
- Applying a compression molding using a molding tool which consists of a material which does not give rise to a transition temperature and which has a cooling construction, liquid nitrogen being rolled through the interior of a stamp and being sprayed from the head region thereof,
- - Adjustment of the mold temperature to a range from -50 ° C to -196 ° C and
- - Adjust the temperature of the Al or Al alloy sheet in a range from -50 ° C to -196 ° C.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4084815A JPH05247480A (en) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | Lubricating oil and process for low-temperature molding of sheet of aluminum or its alloy |
JP4084816A JP2939041B2 (en) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | Lubricating oil for low-temperature press forming of Al and Al alloy sheets and press forming method |
JP4194762A JPH05253625A (en) | 1991-12-02 | 1992-06-29 | Method for working aluminum alloy plate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4307020A1 true DE4307020A1 (en) | 1994-01-05 |
DE4307020C2 DE4307020C2 (en) | 1997-04-10 |
Family
ID=27304665
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4307020A Expired - Fee Related DE4307020C2 (en) | 1992-03-06 | 1993-03-05 | Process for deforming aluminum or aluminum alloy sheets |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CA (1) | CA2091035A1 (en) |
DE (1) | DE4307020C2 (en) |
FR (1) | FR2688153B1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000056845A1 (en) * | 1999-03-19 | 2000-09-28 | Yoshitomi Fine Chemicals, Ltd. | Metal working aid composition containing dialkyl thiodipropionate and method of metal working |
EP2581466A1 (en) * | 2011-10-14 | 2013-04-17 | voestalpine Automotive GmbH | Method for producing a moulded part |
US20160193824A1 (en) * | 2013-08-12 | 2016-07-07 | Tufts University | Micro forming devices and systems and uses thereof |
CN114192694A (en) * | 2021-11-03 | 2022-03-18 | 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 | Large hyperboloid section part forming process method |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112011104398T5 (en) | 2010-12-15 | 2013-09-12 | Aleris Rolled Products Germany Gmbh | A method of making a molded Al alloy cladding for aerospace applications |
EP3020491A1 (en) * | 2014-11-14 | 2016-05-18 | Linde Aktiengesellschaft | Method for forming aluminium sheet |
CN107866491A (en) * | 2017-12-06 | 2018-04-03 | 哈尔滨工业大学 | A kind of aluminium alloy plate class member freezes manufacturing process |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2805279A1 (en) * | 1978-02-08 | 1979-08-16 | Schmalbach Lubeca | DEEP-DRAWN COMPONENTS FROM ALUMINUM OR TINNED IRON SHEET AND THE PROCESS FOR ITS PRODUCTION |
JPS6389649A (en) * | 1986-10-03 | 1988-04-20 | Kobe Steel Ltd | Manufacture of al-mg-zn alloy material having superior formability |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2434669C3 (en) * | 1973-11-07 | 1982-03-18 | Cincinnati Milacron Inc., 45209 Cincinnati, Ohio | Lubricants and coolants and their use for drawing and smoothing sheet metal |
DE2807501C2 (en) * | 1978-02-22 | 1985-08-22 | R.W. Moll & Co, Chemische Fabrik, 4330 Mülheim | Process for reducing the wear of the cutting tool during mechanical processing, in particular during punching and cutting, of metallic materials |
US4290293A (en) * | 1979-12-14 | 1981-09-22 | Union Carbide Corporation | Method for deep drawing |
-
1993
- 1993-03-04 CA CA002091035A patent/CA2091035A1/en not_active Abandoned
- 1993-03-05 DE DE4307020A patent/DE4307020C2/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-03-08 FR FR9302636A patent/FR2688153B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2805279A1 (en) * | 1978-02-08 | 1979-08-16 | Schmalbach Lubeca | DEEP-DRAWN COMPONENTS FROM ALUMINUM OR TINNED IRON SHEET AND THE PROCESS FOR ITS PRODUCTION |
JPS6389649A (en) * | 1986-10-03 | 1988-04-20 | Kobe Steel Ltd | Manufacture of al-mg-zn alloy material having superior formability |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
"Technical Report 89-15623" von Nippon Hatsumei Kyokai, 10. Oktober 1989 * |
DE-Z.: BLECH ROHRE PROFILE 30 (1983) 7/8, S. 307-310, "Einfluß der Blechoberfläche beim Ziehen von Blechteilen aus Aluminiumlegierungen - Teil II" von E. Mössle * |
DE-Z.: Werkstatt und Betrieb 98 Jg. 1965, Heft 10, S. 735-739, "Einige Sonderverfahren der Blechumformung in der Industrie der USA" von E. Kursetz * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000056845A1 (en) * | 1999-03-19 | 2000-09-28 | Yoshitomi Fine Chemicals, Ltd. | Metal working aid composition containing dialkyl thiodipropionate and method of metal working |
EP2581466A1 (en) * | 2011-10-14 | 2013-04-17 | voestalpine Automotive GmbH | Method for producing a moulded part |
US20160193824A1 (en) * | 2013-08-12 | 2016-07-07 | Tufts University | Micro forming devices and systems and uses thereof |
CN114192694A (en) * | 2021-11-03 | 2022-03-18 | 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 | Large hyperboloid section part forming process method |
CN114192694B (en) * | 2021-11-03 | 2023-10-20 | 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 | Forming process method of large hyperboloid profile part |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2688153A1 (en) | 1993-09-10 |
CA2091035A1 (en) | 1993-09-07 |
DE4307020C2 (en) | 1997-04-10 |
FR2688153B1 (en) | 1994-11-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2617289C3 (en) | Process for the plastic deformation of face-centered cubic metals | |
DE1527908B2 (en) | Method of forming a sheet metal container | |
EP3847291B1 (en) | Aluminium alloy, semi-finished product, can, method for producing a slug, method for producing a can, and use of an aluminium alloy | |
EP3847290B1 (en) | Aluminium alloy, semi-finished product, can, method for producing a slug, method for producing a can, and use of an aluminium alloy | |
DE1627741C3 (en) | Solid lubricant layer applied to sheet steel to be formed and process for their manufacture | |
DE3120461C2 (en) | Process for the production of a sliding and bearing material | |
DE3012188C2 (en) | ||
DE4307020A1 (en) | Aluminium@ (alloy) sheet stamping process | |
DE3150845C2 (en) | ||
DE3843611A1 (en) | STORAGE DEVICE | |
DE102007045820A1 (en) | Improved lubricant formulation for metal forming processes at elevated temperatures | |
DE19717894A1 (en) | Porous metal especially aluminium matrix material production | |
DE2536119C2 (en) | Anhydrous deep drawing agent and its use | |
EP0327064A2 (en) | Process for preparing articles by powder metallurgy, especially elongated articles such as rods, sections, tubes or such | |
DE2737116C2 (en) | Process for the production of sheets and strips from ferritic, stabilized, rustproof chromium-molybdenum-nickel steels | |
EP0057959B1 (en) | Wrought aluminium alloy | |
DE2751222A1 (en) | HIGH TEMPERATURE LUBRICANT | |
DE2535618A1 (en) | TIN CONTAINER AND METHOD FOR MANUFACTURING IT | |
DE2526818A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR LUBRICATING A HEATED ALUMINUM COMPRESSION DURING EXTRUSION | |
DE2350880A1 (en) | COATING MATERIAL FOR METALS | |
DE2406252A1 (en) | PROCESS FOR CONTINUOUS METAL CASTING | |
DE2314415C3 (en) | Lubricants for warm forging, especially of steel in wire form | |
DD297780A5 (en) | PROCESS FOR HYDROSTATIC EXTRUSION OF ALUMINUM AND ALUMINUM ALLOYS | |
DE1758496C (en) | Composite web for the production of hollow bodies | |
DE3104079A1 (en) | Process for preparing rolled strips from an aluminium alloy for manufacturing two-part cans |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |