JP2001096316A - 鋼管のハイドロフォーミング方法 - Google Patents
鋼管のハイドロフォーミング方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 サスペンションアームなどの足回り部品、シ
ャーシ部品、ボディ部品およびフレーム構造部品など閉
断面自動車構造部品等のハイドロフォーミングに適した
鋼管の選定方法を提供する。 【解決手段】 ハイドロフォーミング加工される鋼管の
管軸方向から採取した弧状試験片（ＪＩＳ１２Ａ号引張
試験片等）により引張り試験を行ない、鋼管の強度（Ｔ
Ｓ）に対し，一定の一様伸び（Ｕ−Ｅｌ）を有する鋼管
を選定する。例えば、強度がＴＳ３００ＭＰａ以上の場
合は一様伸びが１１％以上の鋼管を、ＴＳ３７０ＭＰａ
以上では一様伸びが９％以上の鋼管を、そしてＴＳ４９
０ＭＰａ以上の場合は一様伸びが７％以上の鋼管をハイ
ドロフォーミング加工用に選定する。
ャーシ部品、ボディ部品およびフレーム構造部品など閉
断面自動車構造部品等のハイドロフォーミングに適した
鋼管の選定方法を提供する。 【解決手段】 ハイドロフォーミング加工される鋼管の
管軸方向から採取した弧状試験片（ＪＩＳ１２Ａ号引張
試験片等）により引張り試験を行ない、鋼管の強度（Ｔ
Ｓ）に対し，一定の一様伸び（Ｕ−Ｅｌ）を有する鋼管
を選定する。例えば、強度がＴＳ３００ＭＰａ以上の場
合は一様伸びが１１％以上の鋼管を、ＴＳ３７０ＭＰａ
以上では一様伸びが９％以上の鋼管を、そしてＴＳ４９
０ＭＰａ以上の場合は一様伸びが７％以上の鋼管をハイ
ドロフォーミング加工用に選定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、金型内で管内に
内圧をかけて所定の形状とする加工方法：ハイドロフォ
ーミングに関し、特にサスペンションアームなどの足回
り部品、シャーシ部品、ボディ部品およびフレーム構造
部品など閉断面自動車構造部品等のハイドロフォーミン
グに適した鋼管の選定方法に関するものである。
内圧をかけて所定の形状とする加工方法：ハイドロフォ
ーミングに関し、特にサスペンションアームなどの足回
り部品、シャーシ部品、ボディ部品およびフレーム構造
部品など閉断面自動車構造部品等のハイドロフォーミン
グに適した鋼管の選定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両など軽量化と剛性の両者が必要とさ
れる構造体では中空の閉断面を有する部品が要望される
が、これらの部品は薄鋼板をプレスして製造した一対の
半殻を溶接により接合されることが多い。しかし、溶接
を用いて半殻を一体化するこのような製造方法は複雑な
溶接工程および検査工程を必要とし、必ずしも経済的な
方法とは言い難かった。
れる構造体では中空の閉断面を有する部品が要望される
が、これらの部品は薄鋼板をプレスして製造した一対の
半殻を溶接により接合されることが多い。しかし、溶接
を用いて半殻を一体化するこのような製造方法は複雑な
溶接工程および検査工程を必要とし、必ずしも経済的な
方法とは言い難かった。
【０００３】そのため、鋼板プレス品を溶接する場合と
比較して溶接代が不要で軽量、高剛性な部品が得られる
方法として、金型内で鋼管の管内に内圧をかけて所定の
形状とする加工方法：ハイドロフォーミングが開発さ
れ、特公平５−５５２０９号などに箱形状の横断面を有
したフレーム部材を製造する技術が開示されている。
比較して溶接代が不要で軽量、高剛性な部品が得られる
方法として、金型内で鋼管の管内に内圧をかけて所定の
形状とする加工方法：ハイドロフォーミングが開発さ
れ、特公平５−５５２０９号などに箱形状の横断面を有
したフレーム部材を製造する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ハイド
ロフォーミングによる鋼管からの部品の加工は断面周長
さが素管の周長さと素管の変形能に制約されるため、長
手方向に周長さが大きく異なる個所を有する部品に適用
することは出来なかった。
ロフォーミングによる鋼管からの部品の加工は断面周長
さが素管の周長さと素管の変形能に制約されるため、長
手方向に周長さが大きく異なる個所を有する部品に適用
することは出来なかった。
【０００５】特公平５−５５２０９号では、周長さが素
管の５％を超える設計をおこなった場合、周壁の強度が
極端に低下したり、割れなどの不具合を生じるとされて
いる。本発明は上記のようなハイドロフォーム加工にお
ける問題点を適切な使用鋼材の選定により解決し、周長
さ方向張出し性に優れたハイドロフォーミング方法を提
供することを目的とする。
管の５％を超える設計をおこなった場合、周壁の強度が
極端に低下したり、割れなどの不具合を生じるとされて
いる。本発明は上記のようなハイドロフォーム加工にお
ける問題点を適切な使用鋼材の選定により解決し、周長
さ方向張出し性に優れたハイドロフォーミング方法を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋼管の機
械的特性がハイドロフォーム加工性に及ぼす影響につい
て検討を行った。最初に、化学成分、製造条件の種々異
なる外形２２〜２５４ｍｍ，肉厚０．２〜１３ｍｍの溶
接鋼管を製造し、採取方向／形状の異なる試験片により
引張り試験を行い、降伏強度（ＹＳ），加工硬化指数
（ｎ値）、引張り強度（ＴＳ），一様伸び（Ｕ−Ｅ
ｌ），破断伸び（Ｅｌ）の引張り特性を求めた。
械的特性がハイドロフォーム加工性に及ぼす影響につい
て検討を行った。最初に、化学成分、製造条件の種々異
なる外形２２〜２５４ｍｍ，肉厚０．２〜１３ｍｍの溶
接鋼管を製造し、採取方向／形状の異なる試験片により
引張り試験を行い、降伏強度（ＹＳ），加工硬化指数
（ｎ値）、引張り強度（ＴＳ），一様伸び（Ｕ−Ｅ
ｌ），破断伸び（Ｅｌ）の引張り特性を求めた。
【０００７】次いで素管が型に接触していない変形状態
でのハイドロフォーム性を液圧自由バルジ試験における
破断限界周長増加率により、変形部長さ２Ｄ（Ｄ：管外
形）、軸圧縮なし／軸圧縮ありの2条件で評価した。こ
こで、軸圧縮力は管体の応力比（軸方向応力／円周方向
応力）＝０となる条件とした。
でのハイドロフォーム性を液圧自由バルジ試験における
破断限界周長増加率により、変形部長さ２Ｄ（Ｄ：管外
形）、軸圧縮なし／軸圧縮ありの2条件で評価した。こ
こで、軸圧縮力は管体の応力比（軸方向応力／円周方向
応力）＝０となる条件とした。
【０００８】さらに型拘束時のハイドロフォーム性を縦
横比２：１の矩形断面形状をもつ型内部での型バルジ試
験を行い、このときの破断限界周長増加率により、軸圧
縮なし／軸圧縮ありの2条件で評価した。ここで軸圧縮
力は座屈しない最大値とした。
横比２：１の矩形断面形状をもつ型内部での型バルジ試
験を行い、このときの破断限界周長増加率により、軸圧
縮なし／軸圧縮ありの2条件で評価した。ここで軸圧縮
力は座屈しない最大値とした。
【０００９】図１に、液圧バルジ試験に用いた装置を模
式的に示す。試験装置は成形型移動機構、軸圧縮力負荷
機構、液圧（油圧）発生機構およびそれらを制御するコ
ンピュータ９よりなり、自由バルジ試験の場合は素管１
に内圧を油圧ポンプ８、圧力増幅器７、圧力計６よりな
る液圧（油圧）発生機構により、軸圧縮機３ａ，３ｂを
経て負荷する。型バルジ試験の場合は、成形型２ａ，２
ｂに素管１を装入後、内圧を負荷し、成形する。軸圧縮
機３ａ、３ｂの変位量は変位計４ａ，４ｂ、成形型２ａ
の変位量は変位計５により，また内圧は圧力計６により
コンピュータ９に取り込まれ、制御に用いられる。
式的に示す。試験装置は成形型移動機構、軸圧縮力負荷
機構、液圧（油圧）発生機構およびそれらを制御するコ
ンピュータ９よりなり、自由バルジ試験の場合は素管１
に内圧を油圧ポンプ８、圧力増幅器７、圧力計６よりな
る液圧（油圧）発生機構により、軸圧縮機３ａ，３ｂを
経て負荷する。型バルジ試験の場合は、成形型２ａ，２
ｂに素管１を装入後、内圧を負荷し、成形する。軸圧縮
機３ａ、３ｂの変位量は変位計４ａ，４ｂ、成形型２ａ
の変位量は変位計５により，また内圧は圧力計６により
コンピュータ９に取り込まれ、制御に用いられる。
【００１０】尚、液圧バルジ試験の詳細は社団法人自動
車技術会学術講演会前刷集９８１５３ 「自動車用電縫
鋼管のハイドロフォーミング変形特性」１９９８−５
Ｐ１４９、平成１１年度塑性加工春季講演会予稿集Ｐ２
３７「予成形連続型成形による異形断面材の試作検討」
等に記載されている。
車技術会学術講演会前刷集９８１５３ 「自動車用電縫
鋼管のハイドロフォーミング変形特性」１９９８−５
Ｐ１４９、平成１１年度塑性加工春季講演会予稿集Ｐ２
３７「予成形連続型成形による異形断面材の試作検討」
等に記載されている。
【００１１】これらの試験の結果、型拘束の有無によら
ず、ハイドロフォーム加工における周長さ方向張出し性
は管軸方向の弧状試験片（本試験ではＪＩＳ Ｚ２２０
１１２Ａ号引張り試験片を用いた）によるＵ−Ｅｌと強
い相関関係のあること及び鋼管の引張り強度（ＴＳ）に
応じて優れた周長さ方向張出し性が得られるＵ−Ｅｌが
求められることを見出した。
ず、ハイドロフォーム加工における周長さ方向張出し性
は管軸方向の弧状試験片（本試験ではＪＩＳ Ｚ２２０
１１２Ａ号引張り試験片を用いた）によるＵ−Ｅｌと強
い相関関係のあること及び鋼管の引張り強度（ＴＳ）に
応じて優れた周長さ方向張出し性が得られるＵ−Ｅｌが
求められることを見出した。
【００１２】なお、管軸方向の弧状試験片によるＹＳ，
ｎ値、Ｅｌとハイドロフォーム性との間にはＵ−Ｅｌと
同様な相関関係は認められなかった。また、管軸方向の
管状引張り試験片、管軸方向の展開引張り試験片及び円
周方向の展開引張り試験片のＵ−Ｅｌではハイドロフォ
ーム性との間に相関関係は認められなかった。
ｎ値、Ｅｌとハイドロフォーム性との間にはＵ−Ｅｌと
同様な相関関係は認められなかった。また、管軸方向の
管状引張り試験片、管軸方向の展開引張り試験片及び円
周方向の展開引張り試験片のＵ−Ｅｌではハイドロフォ
ーム性との間に相関関係は認められなかった。
【００１３】本発明はこれらの知見にさらに検討を加え
てなされたもので、すなわち、 本発明は １． 金型内で鋼管に内圧をかけて所定の部品形状とす
るハイドロフォーミング方法において、対象とする鋼管
を鋼管の管軸方向から採取した弧状試験片を用いた引張
り試験で、鋼管の強度に応じた所定の一様伸びを示す鋼
管に選定することを特徴とするハイドロフォーミング方
法。
てなされたもので、すなわち、 本発明は １． 金型内で鋼管に内圧をかけて所定の部品形状とす
るハイドロフォーミング方法において、対象とする鋼管
を鋼管の管軸方向から採取した弧状試験片を用いた引張
り試験で、鋼管の強度に応じた所定の一様伸びを示す鋼
管に選定することを特徴とするハイドロフォーミング方
法。
【００１４】２． 弧状試験片を用いた引張り試験で一
様伸びが１１％以上、ＴＳ３００ＭＰａ以上である鋼管
に選定することを特徴とする１記載のハイドロフォーミ
ング方法。
様伸びが１１％以上、ＴＳ３００ＭＰａ以上である鋼管
に選定することを特徴とする１記載のハイドロフォーミ
ング方法。
【００１５】３． 弧状試験片を用いた引張り試験で一
様伸びが９％以上、ＴＳ３７０ＭＰａ以上である鋼管に
選定することを特徴とする１記載のハイドロフォーミン
グ方法。
様伸びが９％以上、ＴＳ３７０ＭＰａ以上である鋼管に
選定することを特徴とする１記載のハイドロフォーミン
グ方法。
【００１６】４． 弧状試験片を用いた引張り試験で一
様伸びが７％以上、ＴＳ４９０ＭＰａ以上である鋼管に
選定することを特徴とする１記載のハイドロフォーミン
グ方法。
様伸びが７％以上、ＴＳ４９０ＭＰａ以上である鋼管に
選定することを特徴とする１記載のハイドロフォーミン
グ方法。
【００１７】５． 弧状試験片を用いた引張り試験で一
様伸びが５％以上、ＴＳ５９０ＭＰａ以上である鋼管に
選定することを特徴とする１記載のハイドロフォーミン
グ方法。
様伸びが５％以上、ＴＳ５９０ＭＰａ以上である鋼管に
選定することを特徴とする１記載のハイドロフォーミン
グ方法。
【００１８】６． 弧状試験片を用いた引張り試験で一
様伸びが３％以上、ＴＳ６９０ＭＰａ以上である鋼管に
選定することを特徴とする１記載のハイドロフォーミン
グ方法。
様伸びが３％以上、ＴＳ６９０ＭＰａ以上である鋼管に
選定することを特徴とする１記載のハイドロフォーミン
グ方法。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明によるハイドロフォーミン
グ方法では鋼管として、その強度に応じた一様伸びを有
する鋼管を選定することを特徴とする。前述したよう
に、ハイドロフォームにおける加工性は鋼管の周長さ方
向張出し性に依存し、管軸方向から採取した弧状試験片
による一様伸びと強い相関性が認められる。
グ方法では鋼管として、その強度に応じた一様伸びを有
する鋼管を選定することを特徴とする。前述したよう
に、ハイドロフォームにおける加工性は鋼管の周長さ方
向張出し性に依存し、管軸方向から採取した弧状試験片
による一様伸びと強い相関性が認められる。
【００２０】ＴＳ３００ＭＰａ以上の鋼管では一様伸び
が１１％以上である鋼管をハイドロフォーム用鋼管とす
る。図２、３はＴＳ３００ＭＰａ以上の鋼管で液圧自由
バルジ試験、型バルジ試験を行い、それぞれの試験にお
ける破断限界周長増加率と一様伸びの関係を示すもので
あり、１１％以上の一様伸びを示す鋼管は良好な破断限
界周長増加率が得られ、優れたハイドロフォーム性を示
している。すなわち、液圧自由バルジ試験では軸圧縮な
しでは２２％以上、軸圧縮ありでは４４％以上の破断限
界周長増加率が、拘束バルジ試験では軸圧縮なしでは８
％以上、軸圧縮ありでは１１％以上の破断限界周長増加
率が得られている。
が１１％以上である鋼管をハイドロフォーム用鋼管とす
る。図２、３はＴＳ３００ＭＰａ以上の鋼管で液圧自由
バルジ試験、型バルジ試験を行い、それぞれの試験にお
ける破断限界周長増加率と一様伸びの関係を示すもので
あり、１１％以上の一様伸びを示す鋼管は良好な破断限
界周長増加率が得られ、優れたハイドロフォーム性を示
している。すなわち、液圧自由バルジ試験では軸圧縮な
しでは２２％以上、軸圧縮ありでは４４％以上の破断限
界周長増加率が、拘束バルジ試験では軸圧縮なしでは８
％以上、軸圧縮ありでは１１％以上の破断限界周長増加
率が得られている。
【００２１】ＴＳ３７０ＭＰａ以上の鋼管では一様伸び
が９％以上である鋼管をハイドロフォーム用鋼管とす
る。図４，５はＴＳ３７０ＭＰａ以上の鋼管で液圧自由
バルジ試験、拘束バルジ試験を行い、それぞれの試験に
おける破断限界周長増加率と一様伸びの関係を示すもの
であり、９％以上の一様伸びを示す鋼管は良好な破断限
界周長増加率が得られ、優れたハイドロフォーム性を示
している。すなわち、液圧自由バルジ試験では軸圧縮な
しでは１８％以上、軸圧縮ありでは３６％以上の破断限
界周長増加率が、拘束バルジ試験では軸圧縮なしでは７
％以上、軸圧縮ありでは９％以上の破断限界周長増加率
が得られている。
が９％以上である鋼管をハイドロフォーム用鋼管とす
る。図４，５はＴＳ３７０ＭＰａ以上の鋼管で液圧自由
バルジ試験、拘束バルジ試験を行い、それぞれの試験に
おける破断限界周長増加率と一様伸びの関係を示すもの
であり、９％以上の一様伸びを示す鋼管は良好な破断限
界周長増加率が得られ、優れたハイドロフォーム性を示
している。すなわち、液圧自由バルジ試験では軸圧縮な
しでは１８％以上、軸圧縮ありでは３６％以上の破断限
界周長増加率が、拘束バルジ試験では軸圧縮なしでは７
％以上、軸圧縮ありでは９％以上の破断限界周長増加率
が得られている。
【００２２】ＴＳ４９０ＭＰａ以上の鋼管では一様伸び
が７％以上である鋼管をハイドロフォーム用鋼管とす
る。図６，７はＴＳ４９０ＭＰａ以上の鋼管で液圧自由
バルジ試験、拘束バルジ試験を行い、それぞれの試験に
おける破断限界周長増加率と一様伸びの関係を示すもの
であり、７％以上の一様伸びを示す鋼管は良好な破断限
界周長増加率が得られ、優れたハイドロフォーム性を示
している。すなわち、液圧自由バルジ試験では軸圧縮な
しでは１４％以上、軸圧縮有りでは２８％以上の破断限
界周長増加率が、拘束バルジ試験では軸圧縮なしでは６
％以上、軸圧縮有りでは８％以上の破断限界周長増加率
が得られている。
が７％以上である鋼管をハイドロフォーム用鋼管とす
る。図６，７はＴＳ４９０ＭＰａ以上の鋼管で液圧自由
バルジ試験、拘束バルジ試験を行い、それぞれの試験に
おける破断限界周長増加率と一様伸びの関係を示すもの
であり、７％以上の一様伸びを示す鋼管は良好な破断限
界周長増加率が得られ、優れたハイドロフォーム性を示
している。すなわち、液圧自由バルジ試験では軸圧縮な
しでは１４％以上、軸圧縮有りでは２８％以上の破断限
界周長増加率が、拘束バルジ試験では軸圧縮なしでは６
％以上、軸圧縮有りでは８％以上の破断限界周長増加率
が得られている。
【００２３】ＴＳ５９０ＭＰａ以上の鋼管では一様伸び
が５％以上である鋼管をハイドロフォーム用鋼管とす
る。図８，９はＴＳ５９０ＭＰａ以上の鋼管で液圧自由
バルジ試験、拘束バルジ試験を行い、それぞれの試験に
おける破断限界周長増加率と一様伸びの関係を示すもの
であり、５％以上の一様伸びを示す鋼管は良好な破断限
界周長増加率が得られ、優れたハイドロフォーム性を示
している。すなわち、液圧自由バルジ試験では軸圧縮な
しでは１０％以上、軸圧縮有りでは２０％以上の破断限
界周長増加率が、拘束バルジ試験では軸圧縮なしでは
５．５％以上、軸圧縮有りでは７％以上の破断限界周長
増加率が得られている。
が５％以上である鋼管をハイドロフォーム用鋼管とす
る。図８，９はＴＳ５９０ＭＰａ以上の鋼管で液圧自由
バルジ試験、拘束バルジ試験を行い、それぞれの試験に
おける破断限界周長増加率と一様伸びの関係を示すもの
であり、５％以上の一様伸びを示す鋼管は良好な破断限
界周長増加率が得られ、優れたハイドロフォーム性を示
している。すなわち、液圧自由バルジ試験では軸圧縮な
しでは１０％以上、軸圧縮有りでは２０％以上の破断限
界周長増加率が、拘束バルジ試験では軸圧縮なしでは
５．５％以上、軸圧縮有りでは７％以上の破断限界周長
増加率が得られている。
【００２４】ＴＳ６９０ＭＰａ以上の鋼管では一様伸び
が３％以上である鋼管をハイドロフォーム用鋼管とす
る。図１０，１１はＴＳ６９０ＭＰａ以上の鋼管で液圧
自由バルジ試験、拘束バルジ試験を行い、それぞれの試
験における破断限界周長増加率と一様伸びの関係を示す
ものであり、３％以上の一様伸びを示す鋼管は良好な破
断限界周長増加率が得られ、優れたハイドロフォーム性
を示している。すなわち、液圧自由バルジ試験では軸圧
縮なしでは６％以上、軸圧縮有りでは１２％以上の破断
限界周長増加率が、拘束バルジ試験では軸圧縮なしでは
５％以上、軸圧縮有りでは６％以上の破断限界周長増加
率が得られている。本発明の効果は特に鋼管の肉厚によ
らず得られるが、鋼管は肉厚が０．１ｍｍ未満の場合、
造管が困難で、一方、１３ｍｍを超えると変形圧力が過
大となり設備コストが上昇するため、肉厚が０．１ｍｍ
以上、１３ｍｍ以下の鋼板を対象とすることが望まし
い。
が３％以上である鋼管をハイドロフォーム用鋼管とす
る。図１０，１１はＴＳ６９０ＭＰａ以上の鋼管で液圧
自由バルジ試験、拘束バルジ試験を行い、それぞれの試
験における破断限界周長増加率と一様伸びの関係を示す
ものであり、３％以上の一様伸びを示す鋼管は良好な破
断限界周長増加率が得られ、優れたハイドロフォーム性
を示している。すなわち、液圧自由バルジ試験では軸圧
縮なしでは６％以上、軸圧縮有りでは１２％以上の破断
限界周長増加率が、拘束バルジ試験では軸圧縮なしでは
５％以上、軸圧縮有りでは６％以上の破断限界周長増加
率が得られている。本発明の効果は特に鋼管の肉厚によ
らず得られるが、鋼管は肉厚が０．１ｍｍ未満の場合、
造管が困難で、一方、１３ｍｍを超えると変形圧力が過
大となり設備コストが上昇するため、肉厚が０．１ｍｍ
以上、１３ｍｍ以下の鋼板を対象とすることが望まし
い。
【００２５】
【実施例】本発明の効果を溶接鋼管を用いて確認した。
強度水準によってＣ，Ｍｎ量を変化させた鋼スラブを仕
上げ温度８４０℃、巻き取り温度５９０℃の条件で熱間
圧延後酸洗した板厚２ｍｍの熱延鋼帯、あるいは熱間圧
延酸洗後、冷圧率７５％で冷間圧延後、７５０℃で焼鈍
した板厚１．４ｍｍの冷延鋼帯、さらに溶融亜鉛鍍金、
合金化溶融亜鉛鍍金を施した鋼帯を管状にロール成形後
溶接し、幅絞り率４％の条件で外径７０ｍｍの溶接鋼管
とした。なお、幅絞り率は次式による。
強度水準によってＣ，Ｍｎ量を変化させた鋼スラブを仕
上げ温度８４０℃、巻き取り温度５９０℃の条件で熱間
圧延後酸洗した板厚２ｍｍの熱延鋼帯、あるいは熱間圧
延酸洗後、冷圧率７５％で冷間圧延後、７５０℃で焼鈍
した板厚１．４ｍｍの冷延鋼帯、さらに溶融亜鉛鍍金、
合金化溶融亜鉛鍍金を施した鋼帯を管状にロール成形後
溶接し、幅絞り率４％の条件で外径７０ｍｍの溶接鋼管
とした。なお、幅絞り率は次式による。
【００２６】幅絞り＝{〔スリット幅〕―π(〔外径〕―
〔板厚〕)}／π(〔外形〕―〔板厚〕)＊（１００％） 得られた鋼管の強度及びＵ−ＥｌをＪＩＳ Ｚ２２０１
ＪＩＳ１２Ａ号引張試験片により求め、液圧自由バル
ジ試験、型拘束バルジ試験を行った。表１〜５に試験結
果を示す。表１はＴＳ３００ＭＰａ以上の鋼管の場合
で、例えば液圧自由バルジ試験（軸圧縮あり）ではＵ−
Ｅｌが１１％以上で、周長増加率４７．６％が得られる
のに対し、Ｕ−Ｅｌが１０．３％では、周長増加率３
６．８％となり、特定の強度に対し、一定以上のＵ−Ｅ
Ｌを有する鋼管を選定した場合、良好なハイドロフォー
ム加工性の得られていることが確認された。本発明の規
程を満足する鋼管を用いハイドロフォーム加工により周
長増加率８％の自動車部品を製造した。いずれの鋼管も
欠陥なく加工が可能で、優れた加工性を示した。一方、
本願発明の規定を満足しないＵ−Ｅｌの鋼管では割れが
発生した。
〔板厚〕)}／π(〔外形〕―〔板厚〕)＊（１００％） 得られた鋼管の強度及びＵ−ＥｌをＪＩＳ Ｚ２２０１
ＪＩＳ１２Ａ号引張試験片により求め、液圧自由バル
ジ試験、型拘束バルジ試験を行った。表１〜５に試験結
果を示す。表１はＴＳ３００ＭＰａ以上の鋼管の場合
で、例えば液圧自由バルジ試験（軸圧縮あり）ではＵ−
Ｅｌが１１％以上で、周長増加率４７．６％が得られる
のに対し、Ｕ−Ｅｌが１０．３％では、周長増加率３
６．８％となり、特定の強度に対し、一定以上のＵ−Ｅ
Ｌを有する鋼管を選定した場合、良好なハイドロフォー
ム加工性の得られていることが確認された。本発明の規
程を満足する鋼管を用いハイドロフォーム加工により周
長増加率８％の自動車部品を製造した。いずれの鋼管も
欠陥なく加工が可能で、優れた加工性を示した。一方、
本願発明の規定を満足しないＵ−Ｅｌの鋼管では割れが
発生した。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】
【表４】
【００３１】
【表５】
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る鋼
管は、上記のような構成および作用を有しているので、
周長さ方向張出し性に優れ、金型内で管内に内圧をかけ
て所定の形状とするハイドロフォームにより、例えばサ
スペンションアームなどの足回り部品、シャシー部品、
ボディー部品、フレーム構造部品などの閉断面自動車構
造部品を割れ或いは部分的な肉厚減少を生じることなく
製造することが可能となる。
管は、上記のような構成および作用を有しているので、
周長さ方向張出し性に優れ、金型内で管内に内圧をかけ
て所定の形状とするハイドロフォームにより、例えばサ
スペンションアームなどの足回り部品、シャシー部品、
ボディー部品、フレーム構造部品などの閉断面自動車構
造部品を割れ或いは部分的な肉厚減少を生じることなく
製造することが可能となる。
【図１】液圧バルジ試験の概要を示す図
【図２】管軸方向の弧状試験片によるＵ−Ｅｌ（１１％
以上）と液圧自由バルジ試験における破断限界周長増加
率の関係を示す図。
以上）と液圧自由バルジ試験における破断限界周長増加
率の関係を示す図。
【図３】管軸方向の弧状試験片によるＵ−Ｅｌ（１１％
以上）と型バルジ試験における破断限界周長増加率の関
係を示す図。
以上）と型バルジ試験における破断限界周長増加率の関
係を示す図。
【図４】管軸方向の弧状試験片によるＵ−Ｅｌ（９％以
上）と液圧自由バルジ試験における破断限界周長増加率
の関係を示す図。
上）と液圧自由バルジ試験における破断限界周長増加率
の関係を示す図。
【図５】管軸方向の弧状試験片によるＵ−Ｅｌ（９％以
上）と型バルジ試験における破断限界周長増加率の関係
を示す図。
上）と型バルジ試験における破断限界周長増加率の関係
を示す図。
【図６】管軸方向の弧状試験片によるＵ−Ｅｌ（７％以
上）と液圧自由バルジ試験における破断限界周長増加率
の関係を示す図。
上）と液圧自由バルジ試験における破断限界周長増加率
の関係を示す図。
【図７】管軸方向の弧状試験片によるＵ−Ｅｌ（７％以
上）と型バルジ試験における破断限界周長増加率の関係
を示す図。
上）と型バルジ試験における破断限界周長増加率の関係
を示す図。
【図８】管軸方向の弧状試験片によるＵ−Ｅｌ（５％以
上）と液圧自由バルジ試験における破断限界周長増加率
の関係を示す図。
上）と液圧自由バルジ試験における破断限界周長増加率
の関係を示す図。
【図９】管軸方向の弧状試験片によるＵ−Ｅｌ（５％以
上）と型バルジ試験における破断限界周長増加率の関係
を示す図。
上）と型バルジ試験における破断限界周長増加率の関係
を示す図。
【図１０】管軸方向の弧状試験片によるＵ−Ｅｌ（３％
以上）と液圧自由バルジ試験における破断限界周長増加
率の関係を示す図。
以上）と液圧自由バルジ試験における破断限界周長増加
率の関係を示す図。
【図１１】管軸方向の弧状試験片によるＵ−Ｅｌ（３％
以上）と型バルジ試験における破断限界周長増加率の関
係を示す図。
以上）と型バルジ試験における破断限界周長増加率の関
係を示す図。
１ 素材 ２ａ，２ｂ 成形型 ３ａ，３ｂ 軸圧縮装置 ４ａ，４ｂ 軸圧縮装置用変位計 ５ 成形型用変位計 ６ 圧力計 ７ 圧力増幅器 ８ 油圧ポンプ ９ 制御用コンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉武 明英 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 鈴木 孝司 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 佐藤 裕二 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 高村 登志博 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 鈴木 雅仁 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 金型内で鋼管に内圧をかけて所定の部品
形状とするハイドロフォーミング方法において、対象と
する鋼管を鋼管の管軸方向から採取した弧状試験片を用
いた引張り試験で、鋼管の強度に応じた所定の一様伸び
を示す鋼管に選定することを特徴とするハイドロフォー
ミング方法。 - 【請求項２】 弧状試験片を用いた引張り試験で一様伸
びが１１％以上、ＴＳ３００ＭＰａ以上である鋼管に選
定したことを特徴とする請求項１記載のハイドロフォー
ミング方法。 - 【請求項３】 弧状試験片を用いた引張り試験で一様伸
びが９％以上、ＴＳ３７０ＭＰａ以上である鋼管に選定
したことを特徴とする請求項１記載のハイドロフォーミ
ング方法。 - 【請求項４】 弧状試験片を用いた引張り試験で一様伸
びが７％以上、更にＴＳ４９０ＭＰａ以上である鋼管に
選定したことを特徴とする請求項１記載のハイドロフォ
ーミング方法。 - 【請求項５】 弧状試験片を用いた引張り試験で一様伸
びが５％以上、更にＴＳ５９０ＭＰａ以上である鋼管に
選定したことを特徴とする請求項１記載のハイドロフォ
ーミング方法。 - 【請求項６】 弧状試験片を用いた引張り試験で一様伸
びが３％以上、更にＴＳ６９０ＭＰａ以上である鋼管に
選定したことを特徴とする請求項１記載のハイドロフォ
ーミング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27296599A JP2001096316A (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 鋼管のハイドロフォーミング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27296599A JP2001096316A (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 鋼管のハイドロフォーミング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001096316A true JP2001096316A (ja) | 2001-04-10 |
Family
ID=17521268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27296599A Pending JP2001096316A (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 鋼管のハイドロフォーミング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001096316A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010035883A1 (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-01 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 異形断面への成形方法およびスポット溶接性に優れた四辺形断面成形品 |
| JP2010099737A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-05-06 | Jfe Steel Corp | 異形断面成形方法およびスポット溶接性に優れた四辺形断面成形品 |
| JP2010099738A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-05-06 | Jfe Steel Corp | 異形断面成形方法およびスポット溶接性に優れた四辺形断面成形品 |
-
1999
- 1999-09-27 JP JP27296599A patent/JP2001096316A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010035883A1 (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-01 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 異形断面への成形方法およびスポット溶接性に優れた四辺形断面成形品 |
| JP2010099737A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-05-06 | Jfe Steel Corp | 異形断面成形方法およびスポット溶接性に優れた四辺形断面成形品 |
| JP2010099738A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-05-06 | Jfe Steel Corp | 異形断面成形方法およびスポット溶接性に優れた四辺形断面成形品 |
| CN102164690A (zh) * | 2008-09-25 | 2011-08-24 | 杰富意钢铁株式会社 | 成形为异形断面的方法及点焊性优异的四边形断面成形品 |
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