JP2009241143A

JP2009241143A - アルミニウム合金板のプレス成形方法

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Publication number: JP2009241143A
Application number: JP2008093169A
Authority: JP
Inventors: Takeo Sakurai; 健夫櫻井; Tetsuya Masuda; 哲也増田; Haruyuki Konishi; 晴之小西
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2009-10-22
Anticipated expiration: 2028-03-31
Also published as: JP5203773B2

Abstract

【課題】Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板を、プレス成形するにあたり、成形するアルミニウム合金板の部位毎の温度管理を行うことに加え、プレス成形時の歪速度を規定することで、プレス加工時の割れの発生やしわの発生がなく、且つ、十分な強度のアルミニウム合金板をプレス成形で得ることができるアルミニウム合金板のプレス成形方法を提供する。
【解決手段】ブランクホルダー１の温度を、２００℃以上、２８０℃未満、ポンチ３の温度を、１００℃未満とし、プレス成形時の歪速度を、１×１０^−３／ｓｅｃ超、１×１０^−１／ｓｅｃ以下としてＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板を深絞り成形することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車パネル、自動車用部品、その他鉄道車両等の輸送機用のパネル、その他電気機械部品等に用いられるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板を、深絞り成形でプレス成形するアルミニウム合金板のプレス成形方法に関するものである。

近年の自動車は、安全性の向上や快適装備の充実といった背景から、モデルチェンジ毎に車体重量が増加する傾向にあり、燃費が劣化する原因となっている。また、自動車をはじめとする輸送機全体の車体分野では、排気ガス等による地球環境問題に対して、軽量化による燃費の向上も追求されている。そのため、従来から自動車などの輸送機の車体に用いられている鋼板に代えて、より軽量なアルミニウム合金板が、自動車などの輸送機の車体に用いられている圧延板や押出型材として採用されることが多くなってきている。

これらのうち、自動車のフード、フェンダー、ドア、ルーフ、トランクリッドなどの、アウタパネル（外板）やインナパネル（内板）等のパネルには、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板の使用が検討されている。

Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板は、Ｓｉ、Ｍｇを主添加元素として含み、優れた時効硬化能を有しているため、プレス成形や曲げ加工時には低耐力化により成形性が確保できると共に、成形後のパネルの塗装焼付処理などの比較的低温の人工時効(硬化)処理時の加熱により時効硬化して耐力が向上し、必要な強度を確保できるベークハード性、人工時効硬化能、塗装焼付硬化性を兼ね備えている。

自動車では、その軽量化を図るため、ボンネット等容易に成形可能なパネル部位からアルミニウム合金板が採用され始めているが、前記したように、成形がより困難なドア、トランクリッド、バックドアといった部位にも鋼板からアルミニウム合金板への材料置換が求められるようになってきている。しかしながら、従来からのプレス成形装置を用いてアルミニウム合金板を成形しようとしても、難成形部位では、プレス成形時に割れが発生することがある。また、その割れの発生を回避するためにしわ押さえ力を低くすると、今度はしわが発生してしまう。

特に、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板は、室温時効して強度が増加するため、プレス成形時に割れやしわの発生が起こりやすくなるが、この現象に対する対応が難しいことも、プレス成形をより困難としていた。

即ち、鋼材と同等の強度を有するアルミニウム合金板、特にＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板は、鋼板と比較して延性が乏しく成形性に劣るという問題を有している。そこで、プレス成形を行う装置を改善し、鋼板より成形性に劣るアルミニウム合金板等を安定的に成形することができるプレス加工に関する技術が、特許文献１〜６として提案されている。

特許文献１〜６に記載された技術は、その何れもが深絞り成形を行う装置に何らかの改善を施している。特許文献１には、ブランクのフランジ部を挟着する板押さえとダイスを、夫々に設けた加熱ヒーターで加熱することで、成形時のブランクのフランジ部を加熱する技術が記載されている。特許文献２には、電気ヒーターが内部に設けられたしわ押さえと、電気ヒーターが内部に設けられたダイスで、板材を挟持すると共にこの挟持部分を加熱し、同時に加熱の影響を受けるパンチの端面が接触する板材の部分を、パンチの反対側に設けた冷却風供給装置からの冷却気体で冷却する技術が記載されている。特許文献３には、電気ヒーターが内部に設けられたしわ押さえと、電気ヒーターが内部に設けられたダイスで、板材を挟持すると共にこの挟持部分を加熱し、同時に加熱の影響を受けるパンチの端面が接触する板材の部分を、パンチの反対側に設けた非酸化性ガス供給装置から吹き出す非酸化性ガスで冷却する技術が記載されている。

また、特許文献４には、ダイスおよび／または板押さえの取り付け部に電熱ヒーター等の加熱媒体を設置すると共に、パンチに貫通路を穿孔して冷却水等の冷却媒体を還流させ、そのダイス、板押さえ、パンチを用いて金属薄板を深絞り加工する技術が記載されている。特許文献５には、５０００系アルミニウム合金を対象とした温間プレス加工に関する技術として、ヒーターを埋め込んだダイス及びしわ押さえ金具と、冷媒を循環させる配管を埋め込んだポンチでアルミニウム合金板を温間成形する技術が記載されている。特許文献６には、６０００系アルミニウム合金（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金）を対象とした温間成形に関する技術として、ヒーターを内蔵するパンチ、ダイス、及びしわ押さえを具備する成形装置を用いて、アルミニウム合金板を温間成形する技術が記載されている。

しかしながら、その何れもが深絞り成形を行う装置にヒーター等の温度制御装置を内蔵することで、成形するアルミニウム合金板等の部位毎の温度管理を行っただけで、それらの特許文献１〜６に記載された装置を用いることで、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板を深絞り成形しても、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板は、特にプレス成形時の割れやしわの発生が起こりやすい材料で形成された部材であるため、プレス成形時の割れやしわの発生を確実に防止することはできない。

特開平４−３５１２２９号公報特開平５−２３７５５８号公報特開平５−３０９４２５号公報特開平１１−３０９５１８号公報特開２００７−１２５６０１号公報特開２００６−２０５２４４号公報

本発明は、上記従来の問題を解決せんとしてなされたもので、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板を、深絞り成形でプレス成形するにあたり、成形するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板の部位毎の温度管理を行うことに加え、プレス成形時の歪速度を規定することで、プレス加工時の割れの発生やしわの発生がなく、且つ、十分な強度のアルミニウム合金板を、プレス成形で得ることができるアルミニウム合金板のプレス成形方法を提供することを課題とするものである。

請求項１記載の発明は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板のＴ４調質板材を、ポンチ、ダイス、ブランクホルダーで成るプレス成形用金型を用いて深絞り成形するアルミニウム合金板のプレス成形方法であって、前記ブランクホルダーの温度を、２００℃以上、２８０℃未満、前記ポンチの温度を、１００℃未満とし、且つ、プレス成形時の歪速度を、１×１０^−３／ｓｅｃ超、１×１０^−１／ｓｅｃ以下としてアルミニウム合金板を深絞り成形することを特徴とするアルミニウム合金板のプレス成形方法である。

請求項２記載の発明は、前記ブランクホルダーの温度に合わせ、ダイスの温度を、２００℃以上、２８０℃未満としてアルミニウム合金板を深絞り成形する請求項１記載のアルミニウム合金板のプレス成形方法である。

本発明によると、プレス成形用金型のブランクホルダーとポンチの温度を制御して、成形するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板の部位毎の温度管理を行うことに加え、プレス成形時の歪速度を規定することで、プレス加工時の割れの発生やしわの発生がなく、且つ、十分な強度のアルミニウム合金板をプレス成形で得ることができる。

また、ブランクホルダーの温度に合わせ、ダイスも温度も制御することで、プレス加工時の割れの発生やしわの発生がなく、且つ、十分な強度のアルミニウム合金板をプレス成形で得ることができるという作用効果をより確実に達成することができる。

以下、本発明を実施形態に基づいて更に詳細に説明する。

本発明のアルミニウム合金板のプレス成形方法に用いられるアルミニウム合金板は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板である。このＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板としては、Ｍｇ：０．２〜１．２質量％、Ｓｉ：０．４〜２．０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板、或いは、Ｍｇ：０．２〜１．２質量％、Ｓｉ：０．４〜２．０質量％、Ｃｕ：０．１〜１．０質量％を含有し、更に、Ｆｅ：０．０３〜０．４質量％、Ｍｎ：０．０１〜０．２質量％、Ｃｒ：０．０１〜０．３質量％、Ｚｒ：０．０１〜０．３質量％のうち少なくとも１種を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板等を用いることができる。

Ｍｇは、Ｓｉと共に強度および成形性に寄与する元素で、０．２質量％より少ないと強度が必ずしも十分ではなくなり、成形性も劣るものとなる。一方、１．２質量％より多くなると圧延が困難となり、成形性が低下する。よって、Ｍｇの含有量は、０．２〜１．２質量％であることが好ましい。

Ｓｉは、Ｍｇと共に強度および成形性に寄与する元素で、０．４質量％より少ないと強度が必ずしも十分ではなくなり、成形性も劣るものとなる。一方、２．０質量％より多くなると粗大なＳｉ単体の晶出により、成形が困難となる。よって、Ｓｉの含有量は、０．４〜２．０質量％であることが好ましい。

本発明においては、ＭｇとＳｉを主添加元素とするＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板を用いることで、十分な作用効果を奏することができるが、更に、成形性を向上させるために、ＭｇとＳｉに加えて、Ｃｕを主添加元素とするＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｃｕ系アルミニウム合金板を用いることもできる。

このＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｃｕ系アルミニウム合金板において、Ｃｕ含有量が、０．１質量％より少ないと成形性が十分ではなくなる。一方、１．０質量％より多くなると耐食性、特に耐糸錆性を著しく低下させる。よって、Ｃｕの含有量は、０．１〜１．０質量％であることが好ましい。

Ｃｕに加えて、更に、Ｆｅ：０．０３〜０．４質量％、Ｍｎ：０．０１〜０．２質量％、Ｃｒ：０．０１〜０．３質量％、Ｚｒ：０．０１〜０．３質量％のうち少なくとも１種を含有させても良い。

Ｆｅは、その含有量が０．４質量％を超えて添加すると、Ｆｅ系の化合物を形成し、成形性を著しく低下させるため、０．０３〜０．４質量％とするのが好ましい。

Ｍｎは、金属間化合物ＭｎＡｌ_６を形成し、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金の再結晶においてピン止め効果を有し、結晶粒径を微細化する効果がある元素である。しかし、添加量が０．１質量％を超えると形成した化合物により成形性や曲げ性を低下させるため、その添加量は０．０１質量％以上、０．２％質量未満とすることが好ましい。

Ｃｒは、Ｍｎと同様に、結晶粒径を微細化する効果があるが、金属間化合物の形成により成形性や曲げ性の低下の原因となるので、その添加量は０．０１〜０．３質量％とするのが好ましい。

Ｚｒは、Ｍｎと同様に、結晶粒径を微細化する効果があるが、金属間化合物の形成により成形性や曲げ性の低下の原因となるので、その添加量は０．０１〜０．３質量％とするのが好ましい。

本発明は、常法によって製造したＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板のＴ４調質板材を、深絞り成形によるプレス成形でアルミニウム合金板を所望の形状に成形するアルミニウム合金板のプレス成形方法に関するものである。常法とは、溶解・鋳造→均質化処理→熱間圧延→冷間圧延の順の工程で、アルミニウム合金板を所定の板厚とした後、連続焼鈍炉或いは熱処理炉、ソルトバス等を用いて溶体化処理を行い、更に、水（ミストを含む）或いは空気にて焼入れ処理を行い、その後、室温に放置してＴ４調質板材とする方法である。尚、必要により熱間圧延と冷間圧延の間に中間焼鈍を含んでいても良い。

図１（ａ）に、本発明のアルミニウム合金板のプレス成形方法で深絞り成形を行う前の状態を、図１（ｂ）に、本発明のアルミニウム合金板のプレス成形方法で深絞り成形を行った後の状態を夫々示す。１はＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板、２はプレス成形用金型で、３はポンチ、４はダイス、５はブランクホルダーである。

本発明のアルミニウム合金板のプレス成形方法は、前記した常法で得られたアルミニウム合金板のＴ４調質板材を、ポンチ３、ダイス４、ブランクホルダー５で成るプレス成形用金型２を用いた深絞り成形によるプレス成形で、アルミニウム合金板を所望の形状に成形する方法である。

一般に、深絞り成形ではアルミニウム合金板１等の金属板は、ポンチ３で押し込まれる底部を比較的低温に、ダイス４とブランクホルダー５で挟まれるフランジ部（折曲予定部）を比較的高温にしてプレス成形することで、プレス成形で、十分な強度のアルミニウム合金板の成形品を得ることができる。本発明では、プレス成形時に、アルミニウム合金板１のフランジ部と接触するブランクホルダー５の温度を、２００℃以上、２８０℃未満の比較的高温に、アルミニウム合金板１の底部と接触するポンチ３の温度を、１００℃未満の比較的低温にしてプレス成形を行う。

本実施形態では、ブランクホルダー５と共にアルミニウム合金板１のフランジ部を挟むダイス４の温度も、２００℃以上、２８０℃未満の比較的高温にするが、ダイス４については必ずしも温度管理する必要はない。尚、ダイス４についても比較的高温に温度管理することで、ブランクホルダー５のみの温度管理をする場合より、アルミニウム合金板１のフランジ部の温度を確実に上昇させることができる。

プレス成形時の、アルミニウム合金板１の底部と接触するポンチ３の温度を、１００℃未満の比較的低温にする理由は、ポンチ３がプレス成形時に接触するアルミニウム合金板１の底部は、プレス成形時にポンチ３で押し込まれる部位となり、ポンチ３による荷重負担部となるため、アルミニウム合金板１他の部位と比較して低温で破断強度が高い方が良いためである。

一方、アルミニウム合金板１のフランジ部と接触するブランクホルダー５の温度を、２００℃以上、２８０℃未満の比較的高温にする理由は、ブランクホルダー５がプレス成形時に接触するアルミニウム合金板１のフランジ部は、プレス成形時にポンチ３の押し込みによって材料流入して変形する部位であり、その変形のために、変形抵抗を下げ、材料の流れ込み抵抗の最大値を下げるため、アルミニウム合金板１他の部位と比較して高温とした方が良いためである。

図２に示すように、プレス成形用金型２のうち、ブランクホルダー５とダイス４には、加熱ヒーター６が内蔵されており、その加熱温度は、２００℃以上、２８０℃未満とする。加熱温度が２００℃未満であれば、加熱による材料特性の変化が十分ではなく、成形性の向上効果は殆どなく、深絞り成形が不可能になってしまうからである。一方、２８０℃以上に加熱すると、プレス成形に用いるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板の強度が、焼鈍時の状態と略同じ程度の強度まで低下し、プレス成形用金型２についているビード等の影響で割れが発生したり、たとえそのビードを通過したとしてもしわが発生したりする可能性が非常に高くなるためである。

また、プレス成形用金型２のうち、ポンチ３には、水等の冷媒を循環させる冷却用配管７が内蔵されており、その冷却温度は、１００℃未満とする。冷却温度が１００℃以上であると、ブランクホルダー５の温度に近似する温度となり、十分な成形性を得ることができず、深絞り成形のような難成形部位製品の成形に用いるのには不都合な温度となるためである。また、冷媒を水とした場合、１００℃以上になると大気圧では水の気化温度以上になってしまうためである。

Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金では、以上の温度条件で深絞り成形すれば、プレス加工時の割れの発生やしわの発生がなく、安定的にアルミニウム合金板をプレス成形することができ、更に、歪速度を遅くすることで、成形性向上効果を得ることができる（超塑性変形）のに対し、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金では、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金の歪速度より速い歪速度でプレス成形しなければ、時効硬化による強度の増加と、伸びの低下が著しくなるために、成形性の低下が極めて顕著になる。また、高温で長時間の成形では、歪速度が遅いと、キャビティ（欠陥）の発生により著しく成形性が低下することとなる。

本発明においては、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板のプレス成形において、プレス成形時の歪速度を、１×１０^−３／ｓｅｃ超、１×１０^−１／ｓｅｃ以下とすることで、プレス加工時の割れの発生やしわの発生がなく、安定的にアルミニウム合金板をプレス成形することができる。

プレス成形時の歪速度を、１×１０^−３／ｓｅｃ以下とすれば、時効硬化による強度の増加と、伸びの低下が著しくなるために、成形性の低下が極めて顕著になる。一方、歪速度が１×１０^−１／ｓｅｃを超えると、成形時の材料流入における抵抗が増えたり、あるいは、潤滑油（潤滑剤）の効果を十分得ることができず、成形性の低下をもたらす。更には、プレス成形用金型の消耗を促進し、金型寿命を低下させる等の問題が発生する。従って、プレス成形時の歪速度は、１×１０^−３／ｓｅｃ超、１×１０^−１／ｓｅｃ以下とする。

尚、ここで述べた歪速度とは、最も歪がかかっていると予想される部位の歪速度のことをいう。例えば、円筒絞り試験では、縦壁部またはポンチコーナー部の歪速度を求めることとなる。尚、歪速度は、ポンチ速度から換算することが可能であり、プレス成形時のポンチ速度を、１×１０^−３／ｓｅｃ超、１×１０^−１／ｓｅｃ以下とすれば、プレス成形時の歪速度は、ポンチ速度と同様に１×１０^−３／ｓｅｃ超、１×１０^−１／ｓｅｃ以下となり、局部伸びが増大することで、高い成形性を得ることができる。尚、伸びは、２５％以上なければ成形性が低下し、局部伸びは８％以上なければ深絞り成形のような複雑形状の成形に適さない。

（引張試験）
Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板として、ＡＡ６０２２規格組成のアルミニウム合金板を用い、６ヶ月間をかけて室温時効させＴ４調質板材とし、板厚１．０ｍｍの供試板とした。その供試板の０．２％耐力は、その圧延方向で１４５ＭＰａである。この供試板から、その圧延方向を長手方向としてＪＩＳ５号試験片を採取し、インストロン型万能試験機を用いて引張試験を実施した。

前記試験片を、まず、予め所定の温度（１００℃、２００℃、３００℃）に加熱した恒温槽中に挿入し、約５分保持して所定の温度とした後、引張試験を行った。歪速度は、引張試験のクロスヘッド速度から換算し適用した。

引張試験では、前記試験片をクロスヘッドに取り付け、このときのクロスヘッド間距離は約７０ｍｍとして試験を行い、応力歪曲線を作成した。歪み０．２％を耐力、最大応力を引張強さとした。更に、最大応力点から破断応力点までの永久伸びである局部伸びを応力歪曲線から求めた。その試験結果を表１に示す。

Ｎｏ．１は、恒温槽での加温を行わなかった試験片、Ｎｏ．２〜４は恒温槽で１００℃に加温した試験片、Ｎｏ．５〜７は恒温槽で２００℃に加温した試験片、Ｎｏ．８〜１０は恒温槽で２５０℃に加温した試験片、Ｎｏ．１１〜１３は恒温槽で３００℃に加温した試験片である。Ｎｏ．２〜１３の各試験片は、ブランクホルダーの接触で加熱されるアルミニウム合金板１のフランジ部を模擬しており、Ｎｏ．１は、常温のまま加熱されない場合のアルミニウム合金板１のフランジ部を模擬している。

試験結果が、全伸びが２５％以上、局部伸びが８％以上のものを合格とする。表１の試験結果から、温度が２００℃で、歪速度が０．１６ｓｅｃ^−１（１．６×１０^−１／ｓｅｃ）のＮｏ．５、温度が２００℃で、歪速度が０．０１６ｓｅｃ^−１（１．６×１０^−２／ｓｅｃ）のＮｏ．６、温度が２５０℃で、歪速度が０．１６ｓｅｃ^−１（１．６×１０^−１／ｓｅｃ）のＮｏ．８、温度が２５０℃で、歪速度が０．０１６ｓｅｃ^−１（１．６×１０^−２／ｓｅｃ）のＮｏ．９のみが合格判定基準に達していることが確認できた。

合格判定基準に達した試験片のＮｏ．５、Ｎｏ．６、Ｎｏ．８、Ｎｏ．９は、温度が、２００℃以上、２８０℃未満の範囲であり、歪速度が、１×１０^−３／ｓｅｃ超、１×１０^−１／ｓｅｃ以下の範囲である。これらは何れもが本発明の要件であり、本発明の要件を満足するＮｏ．５、Ｎｏ．６、Ｎｏ．８、Ｎｏ．９のみが合格基準に達したことが分かる。これに対し、他の試験片は、温度、歪速度のうち少なくとも一方が、本発明の要件を満足しておらず、その結果、合格判定基準に達することができなかった。

尚、試験片のＮｏ．５とＮｏ．６の、ベークハード後（熱処理後）の耐力を確認したところ、１９０ＭＰａ〜２５０ＭＰａであり、パネル材として問題のない強度を備えていることを確認した。

（成形試験）
Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板として、前記引張試験と同様に、ＡＡ６０２２規格組成で、板厚１．０ｍｍで、平面円形のアルミニウム合金板を用いて成形試験を実施した。

成形試験で用いたプレス成形用金型を図２に示す。このプレス成形用金型２のブランクホルダー５とダイス４には、加熱ヒーター６が内蔵されており、所定の温度に加熱できるようになっている。また、ポンチ３には、冷媒を循環させる冷却用配管７が内蔵されており、ブランクホルダー５とダイス４を加熱したときの熱がポンチ３まで伝熱しないような構成となっている。

成形試験は、深絞り成形試験（ＬＤＲ−限界絞り比）で評価し、アルミ合金板の径を変化させ、ポンチ径（φ５０ｍｍ）でその成形比を算出し、その値を成形性の指標とした。

まず、ブランクホルダーとダイスを所定の温度（室温、１００℃、２００℃、２５０℃、３００℃）に加熱し、その後、アルミニウム合金板をブランクホルダー内に設置し、ダイスを降下させてしわ押さえ力：５００ｋｇｆを付加し、アルミニウム合金板が所定の温度になるまで、約５分間保持した後、ポンチを可動させて成形した。尚、このときのポンチは、水冷により常に冷却し、その温度が室温から５０℃の範囲内に収まるように調整した。また、成形速度は、成形試験機のポンチ速度で設定した。その試験結果を表２に示す。

Ｎｏ．１〜３はブランクホルダーとダイスの温度を室温（２５℃）とした試験、Ｎｏ．４〜６はブランクホルダーとダイスの温度が１００℃とした試験、Ｎｏ．７〜９はブランクホルダーとダイスの温度が２００℃とした試験、Ｎｏ．１０〜１２はブランクホルダーとダイスの温度が２５０℃とした試験、Ｎｏ．１３〜１５はブランクホルダーとダイスの温度が３００℃とした試験である。夫々の温度で歪速度を、１０^−１／ｓｅｃ、１０^−２／ｓｅｃ、１０^−３／ｓｅｃと夫々変えて、得られたＬＤＲ−限界絞り比で評価した。この試験では、ＬＤＲが２．３以上のものを合格とする。

合格判定基準に達した試験片のＮｏ．７、Ｎｏ．８、Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１１は、ブランクホルダーとダイスの温度が、２００℃以上、２８０℃未満の範囲であり、歪速度が、１×１０^−３／ｓｅｃ超、１×１０^−１／ｓｅｃ以下の範囲である。これらは何れもが本発明の要件であり、本発明の要件を満足するＮｏ．７、Ｎｏ．８、Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１１のみが合格基準に達したことが分かる。これに対し、他の試験片は、ブランクホルダーとダイスの温度、歪速度のうち少なくとも一方が、本発明の要件を満足しておらず、その結果、合格判定基準に達することができなかった。

また、プレス成形時のポンチの冷却効果を調べるため、ブランクホルダーとダイスの温度を２５０℃、歪速度を１０^−２／ｓｅｃに固定し、ポンチを水冷したときと、水冷しないときの成形性を評価した。その試験結果を表２のＮｏ．１６とＮｏ．１７で示す。

ポンチを水冷し、その温度を、本発明の要件である１００℃未満の５０℃としたＮｏ．１６では、ＬＤＲは２．３と合格判定基準に達したのに対し、ポンチを水冷せず、ポンチの温度が本発明の要件の１００℃を超える２３０℃であるＮｏ．１７では、ＬＤＲは２．３と合格判定基準に達しなかった。

本発明のアルミニウム合金板のプレス成形方法で、プレス成形を行う状態を示す縦断面図であり、（ａ）はプレス成形前を、（ｂ）はプレス成形後を夫々示す。実施例の成形試験で用いたプレス成形用金型を説明図である。

符号の説明

１…アルミニウム合金板
２…プレス成形用金型
３…ポンチ
４…ダイス
５…ブランクホルダー
６…加熱ヒーター
７…冷却用配管

Claims

Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板のＴ４調質板材を、ポンチ、ダイス、ブランクホルダーで成るプレス成形用金型を用いて深絞り成形するアルミニウム合金板のプレス成形方法であって、
前記ブランクホルダーの温度を、２００℃以上、２８０℃未満、前記ポンチの温度を、１００℃未満とし、
且つ、プレス成形時の歪速度を、１×１０^−３／ｓｅｃ超、１×１０^−１／ｓｅｃ以下としてアルミニウム合金板を深絞り成形することを特徴とするアルミニウム合金板のプレス成形方法。
前記ブランクホルダーの温度に合わせ、ダイスの温度を、２００℃以上、２８０℃未満としてアルミニウム合金板を深絞り成形する請求項１記載のアルミニウム合金板のプレス成形方法。