JP2014176883A - Automobile panel press molding method - Google Patents

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直人 高橋
Shinya Tamehiro
信也 為広
Masatoshi Yoshida
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automobile panel press molding method capable of suppressing generation of surface distortion following to molding of a recess part even if a large-sized automobile outer panel is subjected to press molding by normal temperature (room temperature) using a heat treatment type aluminum alloy plate as a raw material.SOLUTION: A raw material heat treatment type aluminum alloy plate such as 6000 base is subjected to special restoration processing at high temperature in a short time. Then, on an automobile panel 11 having a recess 12 on a part of continuous curved surfaces, press molding is performed by using molds 2, 3 capable of moving a mold 5a for molding the recess 12 partially at normal temperature, and generation of surface distortion is suppressed.

Description

本発明は素材熱処理型アルミニウム合金板を自動車パネル(車両パネル)にプレス成形する方法に関する。   The present invention relates to a method for press-molding a material heat-treatable aluminum alloy plate on an automobile panel (vehicle panel).

従来から、自動車のパネル構造体の、アウタパネル (外板) やインナパネル(内板) 等のパネルには、アルミニウム合金板もパネル素材として使用されている。これらのアルミニウム合金パネル素材には、薄肉で高強度かつ成形性に優れたAl−Mg系の5000系や、焼付硬化性(BH性)にも優れた、熱処理型のAl−Mg−Si系の6000系などのアルミニウム合金板材が使用されている。これらアルミニウム合金板材(以下、単にアルミニウム合金板とも言う)は、熱延板や冷延板の圧延板材であり、プレス成形によってパネル (製品) 形状とされる。   Conventionally, aluminum alloy plates have also been used as panel materials for panels such as outer panels (outer plates) and inner panels (inner plates) of automobile panel structures. These aluminum alloy panel materials include Al-Mg-based 5000 series that is thin, high-strength and excellent in formability, and heat-treatable Al-Mg-Si-based series that are also excellent in bake hardenability (BH). Aluminum alloy plate materials such as 6000 series are used. These aluminum alloy sheets (hereinafter also simply referred to as aluminum alloy sheets) are rolled sheets of hot rolled sheets and cold rolled sheets, and are formed into a panel (product) shape by press forming.

自動車パネルの内、ドア、ラゲージ、フェンダー、フード、トランクリッドなどの大型の自動車アウタパネルには、連続した曲面の一部に凹部を有する形状として、例えば、把手座やランプ座、ライセンス (ナンバープレート) 座などの器具や部材を装着したり、あるいはホイールアーチを描く、所定深さの凹部(張出部、エンボス部)が部分的に設けられる。   Large automotive outer panels such as doors, luggages, fenders, hoods, trunk lids, etc. of automobile panels have a concave shape on a part of a continuous curved surface, for example, handle seats, lamp seats, licenses (number plates) A recessed portion (an overhang portion or an embossed portion) having a predetermined depth is provided partially, for mounting an instrument or member such as a seat or drawing a wheel arch.

通常、これらの凹部を形成する金型は、自動車パネルの全体形状(全体曲面)を成形する金型内に一体で配置され、凹部と自動車パネルの全体形状とが同時にプレス成形される。しかし、この凹部(張出部)はある程度の深さが必要であり、また、このように全体曲面とつながる凹部を、その凹部形状周囲の連続した曲面を含めて、プレス成形した場合には、歪みが発生しやすく、面歪み(面歪、面ひずみ)の発生が避けられない。   Usually, the molds for forming these recesses are integrally arranged in a mold for molding the overall shape (overall curved surface) of the automobile panel, and the recesses and the overall shape of the automobile panel are simultaneously press-molded. However, this recess (overhang) needs to have a certain depth, and when the recess connected to the entire curved surface as described above, including the continuous curved surface around the recess shape, is press-molded, Distortion tends to occur, and surface distortion (surface distortion, surface distortion) is unavoidable.

鋼板に比して割れ限界が低いアルミニウム合金板をプレス成形する際には、成形時の張力を鋼板の場合よりも低くする必要があり、このことがアルミニウム合金板をプレス成形する際の、面歪みの発生を助長する。この面歪みが発生した場合には、アルミニウム合金板は鋼板に比して弾性係数が低いために、一旦発生した面歪みを、更にプレス成形や矯正することによって消去することも難しい。したがって、この面歪みの問題は、意匠性が重視される前記例示の大型の自動車アウタパネルでは致命的な問題となる。   When press-molding an aluminum alloy plate with a lower cracking limit than a steel plate, it is necessary to lower the tension at the time of molding than in the case of a steel plate, which is the surface when pressing an aluminum alloy plate. Helps to generate distortion. When this surface distortion occurs, the aluminum alloy sheet has a lower elastic coefficient than that of the steel sheet, and therefore it is difficult to eliminate the surface distortion once generated by further press forming or correcting. Therefore, the problem of surface distortion becomes a fatal problem in the above-described large-sized automobile outer panel in which the design is important.

これに対し、アルミニウム合金材料側での成形性の改良によって、面歪みを抑制するのは大きな限界がある。このため、前記凹部を一部に有するような自動車パネルなどのアルミニウム合金パネルへの成形では、加工側からの改善が、従来から種々提案されている。   On the other hand, there is a great limitation to suppress the surface distortion by improving the formability on the aluminum alloy material side. For this reason, various improvements from the processing side have been proposed in the past in forming into an aluminum alloy panel such as an automobile panel having the concave portion in part.

例えば、このような面歪みの発生を抑制する方法として、従来から、温間成形、ブロー成形、ハイドロフォーム、電磁成形などの、各種の特殊な成形方法が従来から検討されてきた。このような特殊な成形方法を用いれば、確かに面歪みの発生を抑制して成形できる可能性はある。しかし、このような成形方法では、特殊なプレス加工方法や特殊な成形金型、または装置を新たに必要とし、パネルの製造コストが上昇してしまう問題がある。   For example, conventionally, various special molding methods such as warm molding, blow molding, hydroforming, and electromagnetic molding have been studied as methods for suppressing the occurrence of such surface distortion. If such a special molding method is used, there is a possibility that molding can be performed while suppressing occurrence of surface distortion. However, such a molding method requires a special press working method, a special molding die, or a new device, and there is a problem that the manufacturing cost of the panel increases.

このため、基本的な成形部分は、現行の常温(室温)でのプレス成形を用いて、面歪みの発生を抑制する方法も従来から種々提案されている。   For this reason, various methods for suppressing the occurrence of surface distortion have been proposed in the past using basic press forming at normal temperature (room temperature).

例えば、特許文献1は、鋼板など金属板を対象として、自動車サイドドアアウタパネルなどにおける把手座などの部分的に設けられた凹部(張出部、エンボス部)を成形する際に、前記凹部を形成する分割可動とした金型が一体に組み込まれた金型を用いて、面歪みの発生を抑制する方法が提案されている。この特許文献1では、金属板の前記凹部への成形箇所を200〜300℃の温度に部分的に加熱し、前記凹部以外のパネル全体の連続した曲面を金型(押え型)により加圧、成形した上で、前記分割可動とした金型を用いて凹部のみを成形して、凹部の成形に伴う面歪みの発生を抑制している。   For example, in Patent Document 1, when forming a concave portion (an overhang portion, an embossed portion) provided partially such as a handle seat in an automobile side door outer panel or the like for a metal plate such as a steel plate, the concave portion is formed. There has been proposed a method for suppressing the occurrence of surface distortion by using a mold in which a mold that is divided and movable is integrated. In this patent document 1, the molding location of the metal plate in the concave portion is partially heated to a temperature of 200 to 300 ° C., and the continuous curved surface of the entire panel other than the concave portion is pressed by a die (pressing die). After forming, only the concave portion is formed using the mold that is divided and movable, thereby suppressing the occurrence of surface distortion accompanying the formation of the concave portion.

特許文献2にも、鋼板を対象として、連続した曲面の一部に凹部を有する形状の自動車パネルを成形する方法が提案されている。この特許文献2では、前記凹部を形成する分割可動とした金型が一体に組み込まれた金型を用い、第一のオス金型とメス金型とを用いて前記凹部以外の曲面を冷間成形した後で、前記凹部を第二のオス金型とメス金型とを用いて部分的に冷間成形する2段階の成形方法が提案されている。この特許文献3も鋼板が対象であり、前記凹部を第二のオス金型とメス金型とを用いて部分的に成形する2段目の成形も、1段目の全体成形と同様に、冷間で成形できるとしている。   Patent Document 2 also proposes a method of forming an automobile panel having a concave portion in a part of a continuous curved surface for a steel plate. In Patent Document 2, a mold in which a mold that can be divided and formed to form the concave portion is integrally incorporated, and a curved surface other than the concave portion is cold-cooled using a first male die and a female die. There has been proposed a two-stage molding method in which, after molding, the concave portion is partially cold-molded using a second male mold and a female mold. This Patent Document 3 is also a steel plate, and the second-stage molding in which the concave portion is partially molded using a second male mold and a female mold is similar to the first-stage overall molding. It is said that it can be molded cold.

特許文献3では、5182などの5000系のアルミニウム合金板を対象として、前記凹部を形成する分割可動とした金型が一体に組み込まれた金型を用いて成形を行っている。この特許文献3では、カップ状の全体形状の冷間成形と、カップ頂部の張り出し部(凹部)の150〜250℃の部分的な加熱による温間成形とを同時に行って、高い張り出し部を得られたことが記載されている。ただ、この特許文献3で実際に成形しているのは、ポンチ直径が200mmで、凹部の直径も30mm程度でしかない。   In Patent Document 3, for a 5000 series aluminum alloy plate such as 5182, molding is performed using a mold in which a mold that can be divided and formed to form the concave portion is integrated. In Patent Document 3, cold forming of the cup-shaped overall shape and warm forming by partial heating of the protruding portion (concave portion) of the top of the cup at 150 to 250 ° C. are performed simultaneously to obtain a high protruding portion. It has been described. However, what is actually formed in Patent Document 3 is a punch diameter of 200 mm and a recess diameter of only about 30 mm.

特許文献4では、凹部を形成する分割可動とした金型が一体に組み込まれた金型を用いた分割金型方式(以下、単に分割金型方式とも言う)を、アルミニウム合金板の自動車サイドドアアウタパネルなどの成形の際に、面歪みを抑制する方法としても提案している。この特許文献4では、第一のオス金型とメス金型とを用いて前記凹部以外の曲面を成形した後で、前記凹部を第二のオス金型とメス金型とを用いて部分的に成形するに際し、前記アルミニウム合金板の前記凹部への成形箇所を150〜400℃の温度に部分的に加熱し、かつ、前記凹部以外の曲面を押え型により加圧した上で、前記凹部を張出加工にて成形し、前記凹部の成形に伴う面歪みの発生を抑制することが記載されている。   In Patent Document 4, a split mold method (hereinafter, also simply referred to as a split mold method) using a mold in which a split movable mold that forms a recess is integrated is referred to as an automobile side door made of an aluminum alloy plate. It has also been proposed as a method for suppressing surface distortion when molding an outer panel or the like. In Patent Document 4, a curved surface other than the concave portion is formed using a first male die and a female die, and then the concave portion is partially formed using a second male die and a female die. When forming into the concave portion of the aluminum alloy plate is partially heated to a temperature of 150 to 400 ° C., and a curved surface other than the concave portion is pressed with a press mold, and then the concave portion is formed. It describes that it is formed by an overhanging process and suppresses the occurrence of surface distortion accompanying the formation of the recess.

特開昭59−229242号公報JP 59-229242 A 実開昭59−1429号公報Japanese Utility Model Publication No.59-1429 特開平6−170453号公報JP-A-6-170453 特開2010−227978号公報JP 2010-227978 A

前記した通り、前記凹部(張出部)の成形に伴う面歪みの発生は、鋼板に比して成形性が劣るアルミニウム合金板の方が顕著で、その影響や問題の程度も大きい。そして、アルミニウム合金板を成形素材とする自動車パネルが大型(大面積)になるほど、また、前記凹部(張出部)の大きさや深さも大きいほど、この面歪みの発生は顕著となる。ここで、この面歪みの発生の問題が顕著となる、前記例示の大型自動車パネルとは、目安として、平面視での面積が0.5m以上のパネルを言う。 As described above, the occurrence of surface distortion associated with the formation of the concave portion (the overhang portion) is more remarkable in the aluminum alloy plate, which is inferior in formability compared to the steel plate, and its influence and problem are large. And the generation | occurrence | production of this surface distortion becomes remarkable, so that the magnitude | size and depth of the said recessed part (overhang | projection part) are large, so that the automotive panel which uses an aluminum alloy plate as a shaping | molding raw material becomes large. Here, the above-described large-sized automobile panel in which the problem of occurrence of surface distortion becomes remarkable refers to a panel having an area of 0.5 m 2 or more in plan view as a guide.

前記特許文献1〜4の分割金型方式による成形方法では、アルミニウム合金板を素材とする前記例示した大型の自動車アウタパネルの成形で、凹部の成形に伴う面歪みの発生を抑制するには限界がある。   In the molding method based on the split mold method of Patent Documents 1 to 4, there is a limit in suppressing the occurrence of surface distortion associated with the molding of the concave portion in the molding of the exemplified large automobile outer panel made of an aluminum alloy plate. is there.

また、特許文献1、3、4では、共通して、凹部を部分的に加熱する点で、金型構造がより複雑になるとともに、成形操作も複雑となり、成形工程の生産効率を著しく低下させることにもつながる。   Further, in Patent Documents 1, 3, and 4, in common, the mold structure is more complicated and the molding operation is complicated because the recess is partially heated, and the production efficiency of the molding process is significantly reduced. It also leads to things.

これら従来技術の面歪み発生抑制の限界は、前記例示した大型自動車アウタパネの意匠(形状)の複雑化にもよる。大型の自動車パネルの代表例であるドアアウタパネルには、最近の意匠上の要請等から、図4に示すような線状の凸形状と、その近傍にドア取手部として部分的な凹部を設けた、より複雑な断面形状である凹意匠が採用されている。このような凹意匠の良好な形状精度得るためには、高度な成形技術が必要になるばかりか、素材板が金型になつかない(押圧されない)状況で成形されるため、取手部周辺の面歪みがより悪化する傾向にある。ちなみに図4は前記ドアアウタパネルを、左側の正面斜視図と、右側の断面図とで各々示している。   The limit of the suppression of the occurrence of surface distortion in these prior arts depends on the complexity of the design (shape) of the exemplified large automobile outer panel. The door outer panel, which is a representative example of a large automobile panel, is provided with a linear convex shape as shown in FIG. 4 and a partial concave portion in the vicinity thereof as a door handle due to recent design requirements. A concave design having a more complicated cross-sectional shape is employed. In order to obtain such a concave design with good shape accuracy, not only advanced molding technology is required, but the material plate is molded in a situation where it does not stick to the mold (not pressed), so the surface around the handle The distortion tends to get worse. Incidentally, FIG. 4 shows the door outer panel in a front perspective view on the left side and a sectional view on the right side.

さらに、パネル素材として、6000系などの熱処理型アルミニウム合金板を用いる場合は、常温(室温)で時効硬化する問題もある。通常、素材メーカにて溶体化処理(高温熱処理及び焼入れ処理)が行われてから、自動車または部品メーカにて加工される間には、工業上、運搬または保管等に一定の時間、常温に保たれる。熱処理型合金はその間、自然時効(常温時効、室温時効)によって時効硬化して、材料の耐力が増加するため、プレス成形時のスプリングバックが顕著となる。このような傾向は、上述のような複雑な形状のパネル部品の成形および面歪み抑制などの形状精度確保をさらに困難にする。   Furthermore, when a heat-treatable aluminum alloy plate such as 6000 series is used as the panel material, there is also a problem of age hardening at normal temperature (room temperature). Usually, after a solution treatment (high-temperature heat treatment and quenching treatment) is performed by a material manufacturer and then processed by an automobile or parts manufacturer, it is kept at room temperature for a certain period of time for industrial transportation or storage. Be drunk. In the meantime, the heat-treatable alloy is age-hardened by natural aging (normal temperature aging, room temperature aging), and the yield strength of the material increases, so that the springback during press forming becomes remarkable. Such a tendency further makes it difficult to ensure shape accuracy such as molding of a panel part having a complicated shape as described above and suppressing surface distortion.

これに対しては、従来から、前記自然時効をキャンセルするために、プレス成形前に、素材アルミニウム合金板を加熱する復元処理(回復処理)を施して、前記耐力などの強度を低下させる手段もある。しかし、この復元処理によって耐力を低くしすぎると、自動車車体の塗装焼付け工程(熱処理、以下ベークとも言う)での人工時効硬化処理時によるベークハード性(以下BH性とも言う)が劣化しやすく、自動車パネル材としての性能が低下する課題があった。すなわち、従来の復元処理では、成形性とBH性とを両立させることが難しい。   For this, conventionally, in order to cancel the natural aging, there is also a means for reducing the strength such as the proof stress by performing a restoration process (recovery process) for heating the material aluminum alloy plate before press forming. is there. However, if the proof stress is too low by this restoration process, the bake hardness (hereinafter also referred to as BH property) during the artificial age hardening process in the paint baking process (heat treatment, hereinafter also referred to as bake) of the automobile body is likely to deteriorate, There was a problem that the performance as an automobile panel material deteriorated. That is, in the conventional restoration process, it is difficult to achieve both formability and BH property.

本発明は、かかる問題に鑑みなされたもので、熱処理型アルミニウム合金板を素材として、前記例示した大型の自動車アウタパネルを常温(室温)でプレス成形しても、凹部の成形に伴う面歪みの発生を抑制しうる、自動車パネルのプレス成形方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems. Even if the above-described large-sized automobile outer panel is press-molded at room temperature (room temperature) using a heat-treatable aluminum alloy plate as a raw material, surface distortion caused by the formation of the recess is generated. It is an object of the present invention to provide a press molding method for an automobile panel that can suppress the above.

上記目的を達成するため、本発明自動車パネルのプレス成形方法の要旨は、素材熱処理型アルミニウム合金板を、復元処理として220℃〜280℃の温度範囲で0.1秒以上、150秒以下の時間保持後に10℃/秒以上の平均冷却速度で常温まで冷却し、その後常温で、連続した曲面の一部に凹部を有する形状の自動車パネルに、前記凹部を成形する金型部分を分割可動とした金型を用いてプレス成形を行うことである。   In order to achieve the above object, the gist of the press molding method of the automobile panel of the present invention is that the heat treatment-type aluminum alloy plate is subjected to a restoration treatment in a temperature range of 220 ° C. to 280 ° C. for a time of 0.1 seconds or more and 150 seconds or less. After holding, it is cooled to room temperature at an average cooling rate of 10 ° C./second or more, and then at a room temperature, a mold part for molding the recess is made movable in a shape having a recess on a part of a continuous curved surface. It is to perform press molding using a mold.

本発明では、先ず、従来の復元処理とは違い、素材アルミニウム合金板をその実体温度が比較的高温で、かつ絶対的に短時間保持の特定条件で復元処理をする。そして、その後の短時間のうちにプレス成形する。そして、プレス成形を、凹部を形成する分割可動とした金型が一体に組み込まれた金型を用いた分割金型方式にて、常温での成形によって行う。   In the present invention, first, unlike a conventional restoration process, the material aluminum alloy plate is subjected to a restoration process under a specific condition of a relatively high substantial temperature and an absolute short-time holding. And it press-molds in the subsequent short time. Then, press molding is performed by molding at room temperature by a split mold method using a mold in which a split movable mold that forms a recess is integrated.

このような事前の特殊な復元処理と分割金型方式のプレス成形との組み合わせによって、自然時効した高強度の熱処理型アルミニウム合金板を素材としても、前記図4に示す複雑断面形状のドアアウタパネルに、前記した特殊な成形方法を用いずに、基本的には通常汎用されるプレス成形によって、凹部の成形に伴う面歪みの発生を抑制して形状精度を確保した成形ができる。   With the combination of such a special restoration process in advance and press molding of the split mold method, even with a naturally aged high-strength heat-treatable aluminum alloy sheet as a material, the door outer panel having a complicated cross-sectional shape shown in FIG. Without using the above-described special molding method, basically, press molding that is generally used can be used to suppress the occurrence of surface distortion accompanying the molding of the concave portion and to ensure the shape accuracy.

また、素材熱処理型アルミニウム合金板によって、自然時効硬化の程度や進行の仕方によって強度が異なり、強度やスプリングバック量がばらつくという問題も解消され、成形される素材板の機械的性質やスプリングバック量の均一化が図れる。更に、この復元処理後の素材アルミニウム合金板の0.2%耐力を特定の80〜150MPaに低下させれば、成形後の人工時効硬化処理で、部材強度を0.2%耐力で200MPa以上に確保できる。この結果、成形性とBH性とを両立させうる。   In addition, due to the heat-treatable aluminum alloy sheet, the strength varies depending on the degree of natural age hardening and how it progresses, and the problem of variations in strength and springback amount is solved. The mechanical properties and springback amount of the formed sheet material are also eliminated. Can be made uniform. Furthermore, if the 0.2% proof stress of the material aluminum alloy sheet after the restoration treatment is reduced to a specific 80 to 150 MPa, the member strength is increased to 200 MPa or more with a 0.2% proof stress in the artificial age hardening treatment after forming. It can be secured. As a result, both formability and BH properties can be achieved.

本発明のプレス成形の一態様を示すプレス装置の断面図である。It is sectional drawing of the press apparatus which shows the one aspect | mode of the press molding of this invention. 図1のプレス装置によって成形したドアアウタパネルを示す平面図である。It is a top view which shows the door outer panel shape | molded by the press apparatus of FIG. 本発明のプレス成形の別の態様を示すプレス装置の断面図である。It is sectional drawing of the press apparatus which shows another aspect of the press molding of this invention. 本発明が成形するドアアウタパネル例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the door outer panel example which this invention shape | molds. 3点ゲージによる面外変位測定器を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the out-of-plane displacement measuring device by a 3 point gauge. 面歪みの発生機構を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the generation | occurrence | production mechanism of a surface distortion. 実施例における、凹部周縁部分の位置と面歪量との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the position of a peripheral part of a recessed part, and a surface distortion amount in an Example.

面歪み発生の機構:
前提として、先ず、本発明で問題とする面歪み発生の機構を、図6を用いて以下に説明する。なお、本発明で課題とする面歪み発生の機構や状態は、前記特許文献、特に特許文献4などにも開示されている。先ず、図6(a)に、全体形状を成形した後のサイドドアアウタパネル11の凹部(把手座)12の成形方法を、プレス装置の断面図で示す。この図6(a)においては、しわ押さえ40により、アウタパネル11を固定しつつ、金型20の凹部(把手座)12の成形面20bを、ポンチ30により図の下向きの矢印方向に部分的にプレス成形している。
Mechanism of surface distortion generation:
As a premise, first, the mechanism of occurrence of surface distortion, which is a problem in the present invention, will be described below with reference to FIG. Note that the mechanism and state of occurrence of surface distortion, which is a subject of the present invention, are also disclosed in the above-mentioned Patent Documents, particularly Patent Document 4. First, FIG. 6A is a cross-sectional view of the press device, illustrating a method of forming the recess (grip seat) 12 of the side door outer panel 11 after the entire shape is formed. In FIG. 6A, the outer panel 11 is fixed by the wrinkle presser 40, and the molding surface 20 b of the recess (grip seat) 12 of the mold 20 is partially formed in the downward arrow direction by the punch 30. Press molding.

このような場合、図6(b)に、成形中のアウタパネル11を平面的に示す通り、凹部12中に、材料 (アルミニウム合金) が矢印A1方向に流入するにつれて、矢印A2やA3の水平方向にも材料が必然的に、また不均一に移動する。このため、凹部12の周辺部12aの四隅部には、面歪みXが発生する。このように面歪みXが発生した場合、金型を外して、アウタパネル11を開放すると、面歪みXが生じたパネル部分には、図6(c)に成形後のアウタパネル11を斜視図で示す通り、凸部Yが生じる。このような面歪みの発生は、自動車パネルの平坦度などの形状精度を悪化させ、特に、前記用途のアウタパネルでは、外観乃至美観を損なう。このため、手間のかかる矯正作業が必要となったり、面歪みの発生が著しい場合には、矯正によっても手直しができず、サイドドアアウタパネルとして採用できなくなる。   In such a case, as shown in FIG. 6 (b) in plan view, the outer panel 11 being molded is shown in a plan view, and as the material (aluminum alloy) flows into the recess 12 in the direction of the arrow A1, the horizontal direction of the arrows A2 and A3. In addition, the material inevitably and unevenly moves. For this reason, surface distortion X occurs at the four corners of the peripheral portion 12 a of the recess 12. When surface distortion X occurs in this way, the mold is removed and the outer panel 11 is opened, and the outer panel 11 after molding is shown in a perspective view in FIG. As a result, a convex portion Y is generated. The occurrence of such surface distortion deteriorates the shape accuracy such as the flatness of the automobile panel, and in particular, the outer panel for the above-mentioned use impairs the appearance or the appearance. For this reason, if a troublesome correction work is required or the occurrence of surface distortion is significant, the correction cannot be made even by correction, and it cannot be employed as a side door outer panel.

面歪みXの発生原因は、他にも、凹部12のコーナー部での材料の微小流入に伴う、円周方向圧縮応力による肉寄り、曲げモーメントによる凹部(張出部、エンボス部) 周囲の盛り上がり、弾性回復による面歪みの増大などが上げられている。また、このドアアウタパネル11の凹部12以外の、ラゲージアウタパネルのライセンス座、ランプ座でも、また、フェンダーアウタパネルのホイールアーチでも同様の、これらの部位ならではの面歪みが各々生じる。   Other causes of surface distortion X include flaking due to circumferential compressive stress due to minute inflow of material at the corners of recesses 12, and bulges around recesses due to bending moments (overhangs and embossed parts) The increase in surface distortion due to elastic recovery is raised. Further, surface distortions unique to these parts are also generated in the license seat and the lamp seat of the luggage outer panel, and the wheel arch of the fender outer panel other than the recess 12 of the door outer panel 11.

また、このような面歪みの問題は、前記した凹部(張出部)だけの問題ではなく、ドアアウタパネルのくら型部、フロントフェンダアウタパネルの縦壁部、リアフェンダアウタパネルのウインドコーナー部、トランクリッドやフードのアウタパネルのキャラクターラインの消滅部、リアフェンダピラーアウタパネルの付け根部など、面歪みを生じるような凹部 (張出部) を一部に有する、平面視での面積が0.5m以上のアルミニウム合金製の大型自動車パネルに共通する課題である。 In addition, such a problem of surface distortion is not only a problem of the above-described concave portion (projecting portion), but is a door outer panel, a vertical wall portion of a front fender outer panel, a wind corner portion of a rear fender outer panel, a trunk lid, Aluminum alloy with an area of 0.5 m 2 or more in plan view, with some of the recesses (overhangs) that cause surface distortion, such as the disappearance of the character line of the outer panel of the hood and the base of the rear fender pillar outer panel This is a problem common to large automobile panels.

以下に、本発明の実施の形態につき、順に要件ごとに具体的に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described in order for each requirement.

素材アルミニウム合金板:
本発明では、自動車パネル材用の素材アルミニウム合金板である、成形性および焼付硬化性に優れた熱処理型合金として、特にAl−Mg−Si系である6000系アルミニウム合金板が好ましい。素材アルミニウム合金板は、熱延板や冷延板の圧延板材であって、これら圧延板を調質したものであり、プレス成形によってパネル (製品) 形状とされる。
Material aluminum alloy plate:
In the present invention, a 6000 series aluminum alloy plate of Al-Mg-Si type is particularly preferable as a heat treatment type alloy excellent in formability and bake hardenability, which is a material aluminum alloy plate for automobile panel materials. The material aluminum alloy plate is a rolled plate material such as a hot-rolled plate or a cold-rolled plate, and is tempered from these rolled plates, and is formed into a panel (product) shape by press forming.

(組成)
6000系アルミニウム合金板が、自動車パネル用の素材として、例えば前記図4のドアアウタパネルとしての必要な強度、張り剛性、耐デント性、曲げ剛性、ねじり剛性などの基本性能を満足するためには、質量%で、Si:0.4〜1.5%、Mg:0.4〜1.0%を含み、残部がAlおよび不可避的不純物からなる、6000系アルミニウム合金組成の板からなることが好ましい。また、素材板の製造において、アルミニウム合金の溶解、鋳造の際に、純度の低い地金やスクラップ材などを使用することにより不可避的に混入する、不純物元素があり、前記不可避的不純物に含まれる具体例として、以下の元素の含有が許容される。Fe:0.5%以下、Zn:0.5%以下、Cu:1.0%以下、Mn:0.5%以下、Cr:0.5%以下、Zr:0.3%以下、Ti:0.1%以下。なお、%で記載する元素量は全て質量%である。
(composition)
In order for the 6000 series aluminum alloy plate to satisfy the basic performance such as the necessary strength, tension rigidity, dent resistance, bending rigidity, torsional rigidity, etc. as the door outer panel of FIG. It is preferably made of a plate of 6000 series aluminum alloy composition containing Si: 0.4 to 1.5%, Mg: 0.4 to 1.0%, with the balance being Al and inevitable impurities. . In addition, in the production of the material plate, there is an impurity element that is inevitably mixed by using a low-purity metal or scrap material during melting and casting of the aluminum alloy, and is included in the unavoidable impurities. As specific examples, the following elements are allowed to be contained. Fe: 0.5% or less, Zn: 0.5% or less, Cu: 1.0% or less, Mn: 0.5% or less, Cr: 0.5% or less, Zr: 0.3% or less, Ti: 0.1% or less. In addition, all the element amounts described in% are mass%.

(製造方法)
このような6000系組成、あるいはそれ以外の3000系などのアルミニウム合金組成からなる素材板は、常法あるいは公知の方法で製造される。すなわち、所望の組成のアルミニウム合金鋳塊を鋳造後に均質化熱処理し、熱間圧延、あるいは更に冷間圧延が施されて、所定の素材板厚とされる。また、所定の素材板厚とされた素材アルミニウム合金板(熱延板、冷延板)は、通常の溶体化および焼入れ処理や、その後の低温での再加熱処理あるいは予備時効処理などの調質処理が施されて、素材アルミニウム合金板として製造される。
(Production method)
A material plate made of such a 6000 series composition or other 3000 series aluminum alloy composition is produced by a conventional method or a known method. That is, an aluminum alloy ingot having a desired composition is subjected to homogenization heat treatment after casting, and hot rolling or further cold rolling is performed to obtain a predetermined material plate thickness. In addition, the aluminum alloy sheet (hot rolled sheet, cold rolled sheet) with a predetermined thickness is subjected to tempering such as normal solution treatment and quenching treatment, and subsequent reheating treatment at low temperature or pre-aging treatment. It is processed and manufactured as a raw material aluminum alloy plate.

復元処理:
本発明では、このように製造した調質処理後の素材アルミニウム合金板に対して、自然時効以外は人工的に調質することなく、自動車パネル材へのプレス成形前に復元処理を行う。調質処理後の素材アルミニウム合金板に対する自然時効以外の人工的な時効硬化処理や熱処理は不要なだけでなく、復元処理の効果の発現を阻害し、却って有害である。
Restoration process:
In the present invention, the material aluminum alloy plate after the tempering process manufactured in this way is subjected to a restoration process before press molding to an automobile panel material without artificially tempering except natural aging. Artificial age-hardening treatment and heat treatment other than natural aging are not necessary for the tempered aluminum alloy sheet, and it hinders the manifestation of the effect of restoration treatment and is harmful.

この復元処理は、特定の条件として、板の実体温度として220℃〜280℃の温度範囲で0.1秒以上、220℃〜280℃の温度範囲で150秒以下の時間だけ保持する加熱処理を行い、この加熱処理後直ちに常温(室温)まで10℃/秒以上の平均冷却速度で急冷する。そして、その後に、なるべく早く、常温でプレス成形を行う。この際、素材アルミニウム合金板の形態は、コイルから切断された切板であっても、コイルのままであってもよい。ただ、復元処理として短時間加熱および急速冷却を行うための設備を簡略化できるため、素材アルミニウム合金板の形態は、所定のサイズに切断された切板であることが望ましい。   In this restoration process, as a specific condition, a heating process is performed in which the body temperature of the plate is maintained for at least 0.1 seconds at a temperature range of 220 ° C. to 280 ° C. and for 150 seconds at a temperature range of 220 ° C. to 280 ° C. Immediately after this heat treatment, it is rapidly cooled to room temperature (room temperature) at an average cooling rate of 10 ° C./second or more. Then, press molding is performed at room temperature as soon as possible. At this time, the form of the material aluminum alloy plate may be a cut plate cut from the coil or may remain the coil. However, since the equipment for performing short-time heating and rapid cooling as the restoration process can be simplified, the form of the material aluminum alloy plate is preferably a cut plate cut into a predetermined size.

本発明の復元処理は、前記した従来の復元処理とは違い、素材アルミニウム合金板を、その実体温度が比較的高温で、かつ絶対的に短時間保持の特定条件で復元処理をする。前記した従来の復元処理は、本発明の復元処理のような緒条件(素材の特定の実体温度、特定のごく短時間の保持、特定の冷却速度での急冷)を満足することについての認識がない。したがって、前記従来の復元処理では必然的に成形性とBH性とを両立できない確率が高くなる。   Unlike the above-described conventional restoration process, the restoration process according to the present invention restores the material aluminum alloy plate under a specific condition that the actual temperature is relatively high and the absolute holding time is absolutely short. It is recognized that the above-described conventional restoration process satisfies the conditions (such as a specific substance temperature of a material, a specific extremely short time holding, and a rapid cooling at a specific cooling rate) like the restoration process of the present invention. Absent. Therefore, the probability that the moldability and the BH property cannot be achieved inevitably increases in the conventional restoration process.

本発明の復元処理の機構とは次のようなものである。6000系などの熱処理型合金は、硬化要素である析出物(Mg、Siからなる)は、前記溶体化処理によって母相に固溶し、この状態では強度は低く成形性が良好である。しかし、素材板メーカから自動車、部品メーカへの運搬、保管、その他の工程を経る間、常温(室温)に一定時間以上置かれることで、微小な常温時効生成析出物Aが生成、成長し、素材板の耐力が増加する。   The restoration processing mechanism of the present invention is as follows. In a heat-treatable alloy such as 6000 series, precipitates (made of Mg and Si), which are hardening elements, are dissolved in the matrix by the solution treatment. In this state, the strength is low and the moldability is good. However, during transportation, storage, and other processes from the material plate manufacturer to automobiles and parts manufacturers, a minute room temperature aging product precipitate A is generated and grown by being placed at room temperature (room temperature) for a certain period of time. Increases the strength of the material plate.

このような常温時効状態の素材板を、復元処理のように、所定の温度に加熱すると、熱的に不安定な、前記微小な常温時効生成析出物Aは母相に再固溶して消滅し、溶体化直後の組織状態に戻る。この際、前記した従来の復元処理は、この常温時効状態の素材板を150〜350℃の温度に比較的長時間加熱することにより、微細な析出物を全てマトリックス中に再固溶させる処理であり、溶体化焼入れ処理直後の状態としている。   When such a room temperature aging state material plate is heated to a predetermined temperature as in a restoration process, the minute room temperature aging product precipitate A, which is thermally unstable, is dissolved again in the matrix and disappears. And it returns to the structure | tissue state immediately after solution forming. At this time, the conventional restoration process described above is a process in which all the fine precipitates are re-dissolved in the matrix by heating the material plate in the normal temperature aging state to a temperature of 150 to 350 ° C. for a relatively long time. Yes, it is in a state immediately after the solution hardening treatment.

これに対して、本発明では、これら従来の復元処理とは違い、素材アルミニウム合金板をその実体温度が比較的高温で、かつ絶対的に短時間保持の特定条件で復元処理をする。このため、前記熱的に不安定な常温時効生成微小析出物Aは全てマトリックス中に再固溶するものの、微小な析出物全てが再固溶するわけではなく、ベークハード性に寄与する、熱的に安定な微小な析出物Bは固溶せずに残留する。   On the other hand, in the present invention, unlike these conventional restoration processes, the material aluminum alloy sheet is subjected to a restoration process under a specific condition of having a relatively high substantial temperature and being absolutely held for a short time. For this reason, although all the thermally unstable room temperature aging-generated microprecipitates A are re-dissolved in the matrix, not all the microprecipitates are re-dissolved, and the heat contributes to the bake hardness. Stable fine precipitate B remains without being dissolved.

この微小析出物Bは、溶体化焼入れ処理後の予備時効処理など、前記板製造時の一連の調質処理により、アルミニウム合金板組織中に形成された、ベークハード性に寄与する、熱的に安定な微小析出物である。本発明では、復元処理を、その実体温度が比較的高温で、かつ絶対的に短時間保持の特定条件とすることで、このベークハード性に寄与する微小析出物Bを再固溶させずに残存させることができる。その一方で、成形性やBH性を阻害する、前記熱的に不安定な常温時効生成微小析出物Aは全てマトリックス中に再固溶させることができる。   This fine precipitate B contributes to the bake hardness formed in the aluminum alloy sheet structure by a series of tempering processes at the time of manufacturing the sheet, such as a preliminary aging process after the solution hardening process, It is a stable fine precipitate. In the present invention, the restoration process is performed under specific conditions of a relatively high substantial temperature and an absolute short time retention, so that the fine precipitate B contributing to the bake hardness is not re-dissolved. It can be left. On the other hand, all the thermally unstable room temperature aging-generated microprecipitates A that inhibit the moldability and BH properties can be re-dissolved in the matrix.

このため、復元処理後、240時間以内など、短時間のうちに、分割金型方式のプレス成形をすると、このプレス成形時のスプリングバックを抑制して、優れた形状精度として、特に面歪みを抑制することができる。すなわち、自然時効した高強度の素材アルミニウム合金板であっても、前記図4に示すような凹意匠が採用された複雑断面形状のドアアウタパネルなどに、前記した特殊な成形方法を用いずに、冷間(常温)のプレス成形にて、形状精度を確保した成形ができる。   For this reason, when the split mold press molding is performed within a short period of time, such as within 240 hours after the restoration process, the spring back during the press molding is suppressed, and the surface distortion is particularly improved as an excellent shape accuracy. Can be suppressed. That is, even with a naturally aged high-strength material aluminum alloy plate, without using the special molding method described above, such as a door outer panel having a complicated cross-sectional shape adopting a concave design as shown in FIG. Molding with high shape accuracy can be achieved by cold (room temperature) press molding.

また、復元処理を行った後でも優れたベークハード性を発揮することができる。具体的には、前記復元処理後の素材アルミニウム合金板の0.2%耐力を特定の前記した80〜130MPa程度に低下させるにとどめれば、成形後の人工時効硬化処理で、部材強度を0.2%耐力で200MPa以上に確保できる。   In addition, excellent bake hardness can be exhibited even after the restoration process. Specifically, if the 0.2% proof stress of the material aluminum alloy sheet after the restoration treatment is reduced to the above-described specific 80 to 130 MPa, the member strength is reduced to 0 by the artificial age hardening treatment after forming. It can be secured to 200 MPa or more with a 2% yield strength.

また、素材アルミニウム合金板によって、自然時効硬化の程度や進行の仕方によって強度が異なり、強度やスプリングバック量がばらつく問題も解消され、成形される素材板の機械的性質やスプリングバック量の均一化が図れる。   Also, depending on the material aluminum alloy plate, the strength varies depending on the degree of natural age hardening and how it progresses, and the problem of variations in strength and springback amount is solved, and the mechanical properties and springback amount of the formed material plate are made uniform. Can be planned.

更に、自然時効した高強度の素材アルミニウム合金板であっても、また、曲げ加工、打抜き加工から選択される残留応力の発生を伴う成形加工によって部材化された高強度の素材アルミニウム合金板であっても、前記成形加工を受けた部材位置における残留応力を軽減することができる。これは、成形後の自動車材が溶体化および焼入れ処理されず、成形後のこれら調質によって、成形によって付与された残留応力を除去できない場合に特に有利である。このように残留応力が軽減できることによって、その成形部位における耐SCC性(耐応力腐食割れ性)が低下することが無い。   Furthermore, even a high-strength aluminum alloy plate that is naturally aged, it is also a high-strength aluminum alloy plate that is formed into a member by forming with residual stress selected from bending and punching. However, the residual stress at the position of the member that has undergone the forming process can be reduced. This is particularly advantageous when the automobile material after molding is not subjected to solution treatment and quenching treatment, and the residual stress imparted by molding cannot be removed by these tempering after molding. Since the residual stress can be reduced in this way, the SCC resistance (stress corrosion cracking resistance) at the molding site does not deteriorate.

(復元処理条件)
本発明の復元処理の条件は、この復元処理による前記効果の発現のために重要である。すなわち、熱処理の条件については、前記熱的に不安定な常温時効生成微小析出物Aの再固溶のみが適切に行われ、ベークハード性に寄与する微小析出物Bを再固溶させずに残存させる条件とする。
(Restore processing conditions)
The conditions for the restoration process of the present invention are important for the manifestation of the above-described effect by this restoration process. That is, with respect to the heat treatment conditions, only the re-solution of the thermally unstable room temperature aging-generated fine precipitates A is appropriately performed without re-dissolving the fine precipitates B contributing to the bake hardness. The condition is to remain.

このための、先ず最適な加熱(加熱処理)温度は、雰囲気温度ではなく、復元処理される素材板の実体温度として、220℃以上280℃以下の範囲とする。220℃よりも低いと、前記微小析出物Aが十分再固溶しないため、耐力が必要量低下せず、プレス成形後の優れた形状精度が得られない。また、BH性も低下して必要強度が得られなくなる。   For this purpose, first, the optimum heating (heating treatment) temperature is set in the range of 220 ° C. or more and 280 ° C. or less as the substantial temperature of the material plate to be restored, not the ambient temperature. When the temperature is lower than 220 ° C., the fine precipitate A is not sufficiently re-dissolved, so that the required amount of proof stress is not lowered and excellent shape accuracy after press molding cannot be obtained. Moreover, BH property also falls and required strength cannot be obtained.

一方、加熱温度が280℃を超えると、前記微小析出物Aとともに、前記微小析出物Bの再固溶が生じてしまい、復元処理後の強度が低下しすぎる。この結果、良好な形状精度は得られるものの、その後の塗装焼付け時の熱処理による強度増加(BH性)が得られず、自動車パネル材としての機能を果たさなくなる。   On the other hand, when the heating temperature exceeds 280 ° C., the solid precipitate B is re-dissolved together with the fine precipitate A, and the strength after the restoration treatment is excessively lowered. As a result, although good shape accuracy can be obtained, an increase in strength (BH property) due to heat treatment at the time of subsequent coating baking cannot be obtained, and the function as an automobile panel material cannot be achieved.

次に、加熱保持時間も重要で、復元処理における加熱処理時間は、素材板の実体の温度が220℃以上280℃以下の温度範囲にあるのが、瞬間的な短時間であっても、素材板の実体の温度がこの温度域にあれば効果がある。例えば、加熱体を直接板に接触させて直ちに離するような、瞬間的な保持(時間)の目安である0.1秒程度であっても、素材板の実体の温度がこの温度域にあれば効果がある。一方、この保持時間が長すぎると、温度条件にもよるが、この復元処理によるベークハード性に寄与する微小析出物Bを再固溶や、反対に析出が進んでしまうことになる。このため、加熱保持時間は前記した0.1秒以上、150秒以下、好ましくは0.1秒以上、100秒以下とする。   Next, the heating and holding time is also important, and the heat treatment time in the restoration process is that the temperature of the material plate is in the temperature range of 220 ° C. or higher and 280 ° C. or lower, It is effective if the temperature of the board body is within this temperature range. For example, even if the heating body is in direct contact with the plate and immediately separated, the actual temperature of the material plate is within this temperature range even if it is about 0.1 seconds, which is a measure of instantaneous holding (time). Is effective. On the other hand, if this holding time is too long, although depending on the temperature conditions, the fine precipitates B that contribute to the bake hardness due to the restoration process are re-dissolved, or conversely, precipitation proceeds. For this reason, the heating and holding time is set to 0.1 to 150 seconds, preferably 0.1 to 100 seconds, as described above.

前記加熱処理後の冷却は、前記加熱処理終了後、直ちに(時間的な遅滞なく)、10℃/秒以上の平均冷却速度で常温(室温)まで急冷する。常温まで急冷するのは、後のプレス成形を、汎用される常温でのプレス成形方法や装置がそのまま活用できるようにするためである。また、冷却速度が遅すぎる場合は、微小析出物が再度形成される恐れがあるので、前記適度な冷却速度以上であることが好ましい。但し、冷却速度が速すぎると、不均一な温度分布に起因する冷却歪みが発生しやすく、プレス加工後にも素材の変形が残存するため、プレス加工品としての品質が劣化する。このため、常温までの平均冷却速度は、好ましくは10〜500℃/秒の範囲とする。冷却手段は、前記最適な冷却速度範囲を得るための強制的な急冷手段として、空冷、水冷、ミスト冷却などが選択できる。これらの強制的な急冷による冷却速度の制御は、板の厚みや大きさに合わせた各冷媒の使用量(素材への吹きかけ量あるいは浸漬量)によって可能である。   The cooling after the heat treatment is immediately cooled to normal temperature (room temperature) at an average cooling rate of 10 ° C./second or more immediately (without time delay) after the heat treatment is completed. The reason for rapid cooling to room temperature is to allow subsequent press molding to be used as it is by a general-purpose press molding method and apparatus at normal temperature. In addition, when the cooling rate is too slow, fine precipitates may be formed again. Therefore, the cooling rate is preferably not less than the appropriate cooling rate. However, if the cooling rate is too fast, cooling distortion due to non-uniform temperature distribution is likely to occur, and deformation of the material remains even after press processing, so that the quality as a pressed product is deteriorated. For this reason, the average cooling rate to room temperature is preferably in the range of 10 to 500 ° C./second. As the cooling means, air cooling, water cooling, mist cooling, or the like can be selected as the forced quenching means for obtaining the optimum cooling rate range. Control of the cooling rate by these forced quenching is possible by the amount of each refrigerant used (the amount sprayed or immersed in the material) in accordance with the thickness and size of the plate.

ここで、本発明で言う常温あるいは同義語としての室温とは、例えば40℃以下の、18〜30℃程度から、数℃、0℃、0℃以下程度などの、工場や野外における通常の季節要因を考慮した気温や温度の範囲(領域)を意味する。   Here, normal temperature or synonymous room temperature referred to in the present invention is, for example, a normal season in a factory or outdoors, such as about 40-30 ° C., about 18-30 ° C., several ° C., 0 ° C., about 0 ° C. or less. It means the temperature and temperature range (area) considering factors.

前記加熱処理時の加熱は、0.5℃/秒以上の平均加熱速度による急速加熱(急熱)とするによって、素材板の実体温度を前記加熱温度範囲に、ごく短時間だけ保持することができるため、好ましい。関連して、この復元処理は、例えば、雰囲気炉への投入および取り出し、誘導加熱、レーザ加熱等の非接触による方法の他、加熱体との接触による方法をとっても良い。   The heating during the heat treatment is rapid heating (rapid heating) at an average heating rate of 0.5 ° C./second or more, so that the material temperature of the material plate can be kept within the heating temperature range for only a short time. This is preferable because it is possible. In relation to this, the restoration process may be, for example, a method based on contact with a heating body in addition to a non-contact method such as charging and unloading into an atmospheric furnace, induction heating, laser heating, or the like.

プレス成形:
前記した復元処理の効果を、プレス成形において発現させるためには、前記復元処理後に、なるべく早く(時間的な遅滞なく)プレス成形することが好ましい。すなわち、6000系などの素材アルミニウム合金板の、前記復元処理後の自然時効が進まないうちに、あるいは自然時効が進んでも微小なうちに、行うことが好ましい。
Press molding:
In order to exhibit the effect of the restoration process described above in press molding, it is preferable to perform press molding as soon as possible (without time delay) after the restoration process. That is, it is preferable to carry out the 6000 series material aluminum alloy plate while the natural aging after the restoration treatment has not progressed or while the natural aging has progressed.

この目安としては、勿論、素材アルミニウム合金板の製造条件にもよるが、これらを押しなべて決定すると、前記復元処理の常温までの急冷直後から、プレス成形を開始するまでの(所要)時間を、240時間(hr)以内とする。これを超えると、高強度な素材アルミニウム合金板ほど、その組成からして、前記復元処理後の自然時効が進みすぎて、成形性が著しく低下し、復元処理する意義が失われる。ただ、復元処理(冷却)後、プレス成形するまでの間に、必要により潤滑のための塗油工程を設けるなど、プレス成形に先立って汎用的に行う、素材板の前処理や下準備は、この間に当然なされても良い。   As a guideline, of course, it depends on the manufacturing conditions of the material aluminum alloy plate. However, if these are determined by pushing them, the (required) time from immediately after the rapid cooling to the room temperature of the restoration process to the start of press forming is 240. Within time (hr). Exceeding this, the higher the strength of the aluminum alloy sheet, the more the natural aging after the restoration treatment proceeds, and the formability is remarkably lowered, and the significance of the restoration treatment is lost. However, after the restoration process (cooling) and before press molding, pre-processing and pre-preparation of the material plate, which is generally performed prior to press molding, such as providing an oiling process for lubrication if necessary, It may be made naturally during this time.

ここで、本発明が前提とするプレス成形は、冷間(常温)でのプレス成形であって、素材アルミニウム合金板(薄板)からなるブランクを、予め(プレス成形に先立ち)局部的に加熱、冷却して、部分的に軟質な部分を設けることもなく、そのままの状態(部位によらず均一な強度)で、常温=冷間にて成形することを言う。そして、プレス成形中にも、温間や熱間の状態にブランクを加熱することなく、また、特殊な液体(液圧)などの圧力媒体を用いることなく、ブランクをダイス、ブランクホルダー、パンチなどからなる金型と直接接触させ、常温=冷間にてプレス成形することを言う。   Here, the press forming which the present invention presupposes is cold (room temperature) press forming, and a blank made of a raw material aluminum alloy plate (thin plate) is locally heated in advance (prior to press forming), Cooling means that molding is performed at room temperature = cold as it is (with uniform strength regardless of the part) without providing a soft part. And even during press molding, the blank is not heated to a hot or hot state, and without using a pressure medium such as a special liquid (hydraulic pressure), the blank is dies, a blank holder, a punch, etc. It is said to be in direct contact with a mold composed of

(分割金型方式のプレス成形装置)
以下に、図面を用いて、プレス成形装置の実施態様を説明する。図1(a)、(b)、(c)は本発明のプレス成形の一態様を示す、プレス装置の部分断面図である。図2は図1のプレス装置によって成形されたドアアウタパネル11の態様を示す平面図である。前記図1は、この図2の製品部のパネル11のAA断面部分の成形を示している。また、図3(a)、(b)は図1の凹部12近傍の要部を拡大して示すプレス装置の断面図である。
(Split molding machine with split mold)
Below, the embodiment of a press molding apparatus is demonstrated using drawing. FIGS. 1A, 1B, and 1C are partial cross-sectional views of a press apparatus showing an embodiment of press molding of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of the door outer panel 11 formed by the pressing device of FIG. FIG. 1 shows the molding of the AA cross section of the panel 11 of the product part of FIG. 3 (a) and 3 (b) are cross-sectional views of the press device showing an enlarged main part near the recess 12 in FIG.

図1は、前記復元処理された素材アルミニウム合金板(ブランク)に対して、分割可動とされた凹部を成形する金型部分で、予め凹部を部分的に成形した後で、図2に示す自動車サイドアウタパネル11の全体形状(凹部12以外の連続した曲面)に絞り加工する態様を示している。   FIG. 1 shows a mold part for forming a recessed part which is movable in a split manner with respect to the restored aluminum alloy plate (blank). After the concave part is partially formed in advance, the automobile shown in FIG. The aspect which draw-draws to the whole shape (continuous curved surface other than the recessed part 12) of the side outer panel 11 is shown.

この図1では、先ず、図1(a)、(b)に示す凹部12の部分的なプレス成形が行われ、次いで、図1(c)に示す凹部12以外の連続した曲面のプレス成形が、同じプレス装置の中で連続的に行われる。そして、最終的に、図2に平面図で示す自動車サイドアウタパネル11が成形される。ここで、図2における成形された凹部12はドアアウタパネルのドア取手部(把時座)である。   In FIG. 1, first, partial press molding of the recess 12 shown in FIGS. 1A and 1B is performed, and then continuous curved press molding other than the recess 12 shown in FIG. 1C is performed. In the same press machine. Finally, an automobile side outer panel 11 shown in a plan view in FIG. 2 is formed. Here, the molded recess 12 in FIG. 2 is a door handle portion (grip seat) of the door outer panel.

図1(a)において、1は前記復元処理された成形素材(ブランク)である熱処理型アルミニウム合金板であり、1aは張出成形される凹部12に相当する成形部分を示す。図1(c)において、11は熱処理型アルミニウム合金板1が成形されたドアアウタパネル、12は1aが張出成形された凹部(ドアアウタパネル把持座)、12aは張出成形された凹部12の周辺部(平坦部)を各々示す。   In FIG. 1 (a), reference numeral 1 denotes a heat-treatable aluminum alloy plate that is the restored forming material (blank), and 1a denotes a formed portion corresponding to the recessed portion 12 to be stretch-formed. In FIG. 1C, 11 is a door outer panel in which the heat-treatable aluminum alloy plate 1 is formed, 12 is a recessed portion (door outer panel holding seat) 1a, and 12a is a periphery of the recessed portion 12 that has been formed. Each part (flat part) is shown.

図1に示すプレス装置において、2は第一のメス金型であるダイス、3は第一のオス金型であるポンチ、4はしわ押さえであり、これらを用いて、凹部12以外のパネル11の全体曲面形状を成形するための絞り加工を行う。   In the press apparatus shown in FIG. 1, 2 is a die which is a first female die, 3 is a punch which is a first male die, and 4 is a wrinkle presser. Drawing is performed to form the entire curved surface shape.

これに対して、3aは凹部12を張出成形する第二のメス金型であり、第一のオス金型であるポンチ3内の空間部に設けられて、ポンチ3に一体に組み込まれている。第二のオス金型5aは、アルミニウム合金板1の凹部12の成形対応位置に、ポンチ3とは分割して、かつ独立して進退可能に設けられている。   On the other hand, 3a is a second female mold for projecting the recess 12 and is provided in a space in the punch 3 which is the first male mold and is integrated into the punch 3. Yes. The second male mold 5a is provided at a position corresponding to the molding of the recess 12 of the aluminum alloy plate 1 so as to be separated from the punch 3 and to be able to advance and retreat independently.

このポンチ5は、凹部12を張出成形中に素材板1に対して、その先端5aから所定の支持反力を与える構造であればよく、図示するようなスプリング6によって、ダイス2本体に支持されている。この所定の支持反力を与える構造として、スプリング6のほかに、油圧、ガススプリング等による支持であっても良い。また、凹部12の張出加工における、板の押え型となるように、ダイス2のポンチ5の周辺部を、ダイス2本体とは分割され、独立して可動できるように構成しても良い。   The punch 5 only needs to have a structure in which a predetermined support reaction force is applied from the tip 5a to the material plate 1 during the overmolding of the recess 12 and is supported on the die 2 main body by a spring 6 as illustrated. Has been. As a structure for applying the predetermined support reaction force, support by a hydraulic pressure, a gas spring, or the like may be used in addition to the spring 6. Further, the peripheral portion of the punch 5 of the die 2 may be divided from the die 2 main body so as to be movable independently so as to be a plate presser type in the overhang processing of the concave portion 12.

(分割金型方式のプレス成形方法)
前記復元処理が施された素材アルミニウム合金板(ブランク)1は、時間的な遅滞なく(復元処理後速やかに)、図2に示す自動車サイドアウタパネル11に、図1に示すプレス成形装置によってプレス成形される。この際、図1(c)に示す自動車サイドアウタパネル11の全体形状(凹部12以外の連続した曲面)への絞り加工に先立ち、図1(b)に示すように、予め、先ず凹部12が部分的に成形される。
(Split molding method using split mold)
The material aluminum alloy plate (blank) 1 subjected to the restoration process is press-molded on the automobile side outer panel 11 shown in FIG. 2 by the press molding apparatus shown in FIG. 1 without time delay (immediately after the restoration process). Is done. At this time, prior to drawing into the entire shape of the automobile side outer panel 11 shown in FIG. 1 (c) (a continuous curved surface other than the recess 12), as shown in FIG. Molded.

この図1(b)において、凹部相当部1aは、スプリングによって弾性的に支持され、分割(独立)可動としたポンチ5(先端5a)と、金型3の凹部3aとが協働した加圧によって、凹部12に成形される。この際、分割可動部であるポンチ5は、図1(a)の成形初期は、下死点よりダイス2側に配置され、成形が進むにつれて、ダイス2とともに下死点まで移動する機構となっている。   In FIG. 1 (b), the concave portion corresponding portion 1 a is pressurized by the punch 5 (tip 5 a) that is elastically supported by a spring and can be divided (independently) moved, and the concave portion 3 a of the mold 3. Thus, the concave portion 12 is formed. At this time, the punch 5 which is a divided movable portion is arranged on the die 2 side from the bottom dead center at the initial stage of molding in FIG. 1A, and moves to the bottom dead center together with the die 2 as the molding proceeds. ing.

次に、この凹部12の成形に引き続いて、連続的に、図1(c)に示すように、自動車サイドアウタパネル11の全体形状(凹部12以外の連続した曲面)への絞り加工が施される。このプレス成形自体は、従来公知の方法と同じであり、第一のオス金型であるポンチ3と、メス金型であるダイス2、およびアルミニウム合金板1のしわ押さえ4の協働により、絞り加工が行なわれる。この際、図示はしないが、製品形状外周部のドロービードが、しわ押さえ4に設けられて、製品形状外周部からのダイス2内への材料流入量が制御される。   Next, following the formation of the concave portion 12, as shown in FIG. 1 (c), a drawing process is performed to the overall shape of the automobile side outer panel 11 (a continuous curved surface other than the concave portion 12). . This press molding itself is the same as a conventionally known method, and the drawing is performed by the cooperation of the punch 3 that is the first male mold, the die 2 that is the female mold, and the wrinkle presser 4 of the aluminum alloy plate 1. Processing is performed. At this time, although not shown, a draw bead on the outer periphery of the product shape is provided on the wrinkle presser 4 to control the amount of material flowing into the die 2 from the outer periphery of the product shape.

このように、本発明では、前記復元処理が施されたブランク1に対して、凹部12を、金型本体に対して分割可動とした金型を用いて、自動車サイドアウタパネル11の本体の成形とは別に、部分的にプレス成形する。これによって、ドアアウタパネル11の成形後期である凹部12以外の連続した曲面の成形時に、図1(c)に示すように、凹部12周辺の素材に、左右の矢印で示す、より大きな張力を負荷することができる。このため、凹部12の成形中に、図3(b)で示すような、ポンチ5の周縁(図の左右両側)に生じた「しわ」を、この張力によって解消することができ、図1(c)に示すように、凹部12の周囲における面歪みの発生が抑制される。   As described above, in the present invention, for the blank 1 that has been subjected to the restoration process, the body of the automobile side outer panel 11 is molded using a mold in which the recess 12 is movable with respect to the mold body. Apart from that, it is partially press-molded. As a result, when forming a continuous curved surface other than the concave portion 12 which is the latter stage of molding the door outer panel 11, as shown in FIG. 1 (c), a larger tension indicated by left and right arrows is applied to the material around the concave portion 12. can do. For this reason, during the formation of the recess 12, “wrinkles” generated on the peripheral edge of the punch 5 (both left and right sides in the figure) as shown in FIG. 3B can be eliminated by this tension, and FIG. As shown in c), the occurrence of surface distortion around the recess 12 is suppressed.

また、この凹部12の成形の際に、凹部12の周囲の周辺部12aを、押さえ型となるダイス2、ポンチ3によって保持することによって、凹部12への材料流入を抑制でき、前記絞り加工により予め成形したパネル全体の曲面形状を保持することができ、面歪みの発生をより抑制することができる。   Further, when forming the concave portion 12, by holding the peripheral portion 12a around the concave portion 12 with the die 2 and punch 3 serving as a pressing mold, the material inflow into the concave portion 12 can be suppressed. The curved shape of the entire panel formed in advance can be maintained, and the occurrence of surface distortion can be further suppressed.

凹部12への張出加工においては、板の押え型となる、第二のメス金型3aの周囲面(周囲成形面)3bの加圧力、あるいは、更に広げて、ダイス2(ダイス2におけるポンチ5周辺部)の面やポンチ3の面の加圧力(前記押え型としての加圧力)を0.6MPa以上とすることが好ましい。これらの加圧力が小さいと、条件によっては、凹部12の張出加工における、メス金型3a内への材料流入を十分に抑制できず、予め成形したパネル全体の曲面形状が保持できずに、面歪みの発生を抑制できない可能性がある。   In the overhanging process to the concave portion 12, the pressing force of the peripheral surface (peripheral molding surface) 3b of the second female die 3a, which is a presser die of the plate, or further expanded, the die 2 (the punch in the die 2) 5) and the punch 3 surface are preferably set to 0.6 MPa or more. If these pressures are small, depending on the conditions, the material inflow into the female mold 3a in the overhang processing of the concave portion 12 can not be sufficiently suppressed, the curved shape of the entire pre-formed panel cannot be maintained, There is a possibility that the occurrence of surface distortion cannot be suppressed.

ここで、ポンチ3における第二のメス金型(張出成形面)3aの周囲面(周囲成形面)3bは、凹部(張出部)12周囲の平坦な周辺部12aを成形するために平坦とする。ただ、この周辺部12aは、パネルの設計形状やパネル用途に応じ、必ずしも本態様のように平坦ではなく、任意の斜辺形状や曲面形状となる場合がある。このような場合には、第二のメス金型(張出成形面)3aの周囲面(周囲成形面)3bを本態様のように必ずしも平坦部としなくとも良く、周辺部12a形状に応じた任意の形状とする。   Here, the peripheral surface (peripheral molding surface) 3b of the second female die (extension molding surface) 3a in the punch 3 is flat in order to mold the flat peripheral portion 12a around the recess (extension portion) 12. And However, the peripheral portion 12a is not necessarily flat as in this aspect, depending on the design shape of the panel and the panel application, and may have an arbitrary oblique side shape or curved surface shape. In such a case, the peripheral surface (peripheral molding surface) 3b of the second female die (extrusion molding surface) 3a does not necessarily have to be a flat portion as in this embodiment, and corresponds to the shape of the peripheral portion 12a. Arbitrary shape.

図2に、図1の態様で成形したサイドドアアウタパネル成形品を、11として平面図で示す。このサイドドアアウタパネル11など、本発明で対象となるのは、面歪みの発生の問題が顕著となる、平面視での面積が0.5m以上の、前記のように例示した大型の自動車アウタパネルである。 FIG. 2 shows a side door outer panel molded product molded in the embodiment of FIG. The side door outer panel 11 and the like, which is the subject of the present invention, is a large-sized automobile outer panel exemplified as described above, in which the problem of occurrence of surface distortion becomes significant and the area in plan view is 0.5 m 2 or more. It is.

成形品11は、凹部(張出部)12の成形に伴う、面歪みの発生が抑制されており、前記図6(c)に示したような凸部Yが生じておらず、自動車パネルの平坦度などの形状精度や美観などに優れている。また、このような凹部成形方法によって面歪みの発生が抑制されるため、プレス成形に比しても、より深い(高い)、より大きな凹部の成形(張出加工)が可能になり、パネルや凹部(張出部)の形状設計の自由度が増す利点も大きい。   In the molded article 11, the occurrence of surface distortion accompanying the molding of the concave portion (overhang portion) 12 is suppressed, and the convex portion Y as shown in FIG. Excellent shape accuracy such as flatness and aesthetics. In addition, since the generation of surface distortion is suppressed by such a concave portion forming method, deeper (higher) and larger concave portions can be formed (overhang processing) as compared with press molding. The advantage of increasing the degree of freedom in designing the shape of the recess (projecting portion) is also great.

本態様によれば、使用するプレス装置も、既存のプレス装置に、第二のオス金型であるポンチ5やメス金型3aを部分的に設けるだけの、部分的な改造で済むため、大幅なプレス装置の改造は不要である。   According to this aspect, since the press apparatus to be used can be modified only by partially providing the punch 5 and the female mold 3a, which are the second male mold, to the existing press apparatus, It is not necessary to modify the press device.

(他のプレス成形態様)
図3(a)、(b)は、前記復元処理が施されたブランクを速やかに成形するに際して、前記図1とは逆に、凹部12を部分的に成形する前に、予め図2に示す自動車サイドアウタパネル11の全体形状(凹部12以外の連続した曲面)の方を先に絞り加工する態様を示している。
(Other press molding aspects)
3 (a) and 3 (b) show in advance in FIG. 2 before forming the recess 12 partially, contrary to FIG. 1, when the blank subjected to the restoration process is quickly formed. A mode in which the overall shape of the automobile side outer panel 11 (a continuous curved surface other than the recess 12) is first drawn is shown.

図3において、1 は、前記復元処理された成形素材(ブランク)である熱処理型アルミニウム合金板であり、1aは張出成形される凹部12に相当する成形部分を示す。11は成形されたドアアウタパネル、12は張出成形された凹部(ドアアウタパネル把手座)、12aは張出成形された凹部の周辺部 (平坦部) を各々示す。この図3に示すプレス装置は、前記図1に示したプレス装置と基本的には同じ構造である。   In FIG. 3, 1 is a heat-treatable aluminum alloy plate that is the reprocessed forming material (blank), and 1a indicates a formed portion corresponding to the recessed portion 12 to be stretch-formed. 11 is a molded door outer panel, 12 is an overmolded recess (door outer panel handle seat), and 12a is a peripheral portion (flat portion) of the overmolded recess. The press apparatus shown in FIG. 3 has basically the same structure as the press apparatus shown in FIG.

この図3では、先ず、図3(a)に示すように、前記復元処理が施された素材アルミニウム合金板1は、遅滞なく、自動車サイドアウタパネル11の全体曲面に絞り加工される。このプレス成形自体は、前記図1(c)と同じであり、第一のオス金型であるポンチ3と、メス金型であるダイス2、およびアルミニウム合金板1のしわ押さえ4 の共働により、絞り加工が行なわれる。この際、やはり図示はしないが、製品形状外周部のドロービードがしわ押さえ4に設けられて、製品形状外周部からのダイス2内への材料流入量が制御される。   In FIG. 3, first, as shown in FIG. 3A, the material aluminum alloy plate 1 subjected to the restoration process is drawn into the entire curved surface of the automobile side outer panel 11 without delay. This press molding itself is the same as in FIG. 1 (c), and is due to the cooperation of the punch 3 which is the first male mold, the die 2 which is the female mold, and the wrinkle presser 4 of the aluminum alloy plate 1. Drawing is performed. At this time, although not shown in the figure, a draw bead on the outer periphery of the product shape is provided on the wrinkle retainer 4 to control the amount of material flowing into the die 2 from the outer periphery of the product shape.

このような全体形状の絞り加工後に、図3(b)に示すように、ドアアウタパネル11の凹部(張出部)12が、第二のオス金型であるポンチ5と、メス金型3aとによって、部分的に張出加工されて成形される。   After drawing the entire shape, as shown in FIG. 3 (b), the concave portion (projecting portion) 12 of the door outer panel 11 includes a punch 5 as a second male die, a female die 3a, Is partially stretched and molded.

この場合も、凹部12を金型本体に対して分割可動とした金型を用いてプレス成形することで、凹部12周辺の素材により大きな張力を負荷することができる。このために、前記図1の態様と同様に、凹部12の成形中にポンチ5の周縁(図の左右両側)に生じた「しわ」を、この張力によって解消して、面歪みの発生が抑制される。   Also in this case, a large tension can be applied to the material around the recess 12 by press-molding using the mold in which the recess 12 is movable with respect to the mold body. For this reason, as in the case of FIG. 1, the wrinkles generated on the periphery of the punch 5 (on the left and right sides in the figure) during the formation of the recess 12 are eliminated by this tension, and the occurrence of surface distortion is suppressed. Is done.

以上、サイドドアアウタパネルの成形方法について説明したが、本発明によれば、前記した他の自動車大型アウタパネルの凹部の成形に、同様の要領で適用できる。   The method for forming the side door outer panel has been described above. However, according to the present invention, the method can be applied to the formation of the concave portion of the other large automobile outer panel as described above.

プレス成形後の自動車パネル材は、それ単独あるいは自動車車体に組み立て後などに、塗装焼付け(熱処理)工程での人工時効硬化処理を行い、強度を高める。このような人工時効硬化処理によって、例えば、6000系アルミニウム合金の自動車パネル材では、BH後の0.2%耐力を200MPa以上にすることができる。   The automotive panel material after press molding is subjected to an artificial age hardening treatment in a paint baking (heat treatment) process by itself or after assembling the automobile body to increase the strength. By such an artificial age hardening treatment, for example, in an automotive panel material of a 6000 series aluminum alloy, the 0.2% proof stress after BH can be increased to 200 MPa or more.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not restrict | limited by the following Example from the first.

本発明の実施例を説明する。図2に示す自動車用サイドドアアウタパネルの成形を模擬した成形試験を実施し、凹部(ドア取手部)12周辺の面歪みを評価した。これらの結果を表1に示す。   Examples of the present invention will be described. A molding test simulating the molding of the automobile side door outer panel shown in FIG. 2 was performed, and the surface distortion around the recess (door handle portion) 12 was evaluated. These results are shown in Table 1.

成形用の素材アルミニウム合金板は、製造後3ヶ月にわたり室温時効した、0.2%耐力が140MPaであるAA6022−T4調質材の6000系アルミニウム合金板および軟鋼板(普通鋼板)とした。これらブランク(切り板)の大きさは、トリミングで除去される周縁部を加えた、下記成形パネルの大きさに見合った大きさとした。   The forming aluminum alloy sheet was an AA6022-T4 tempered 6000 series aluminum alloy sheet and mild steel sheet (regular steel sheet) that were aged at room temperature for 3 months after production and had a 0.2% proof stress of 140 MPa. The size of these blanks (cutting plates) was set to a size commensurate with the size of the following molded panel, including the peripheral portion removed by trimming.

図2の製品部のパネル11は、トリミングで除去される周縁部を除き、連続曲面(断面)がR1000mmの円弧状曲面とし、パネル11の平面的な全体形状は、幅600mm、長さ1000mmの直方体形状で、平面視の面積は0.6mmとした。そして、凹部である把手座12は、長さ100mm、幅50mm、深さ15mmの矩形形状とした。 The panel 11 of the product part in FIG. 2 has an arcuate curved surface with a continuous curved surface (cross section) of R1000 mm, except for the peripheral part removed by trimming, and the overall planar shape of the panel 11 is 600 mm wide and 1000 mm long. It has a rectangular parallelepiped shape and the area in plan view is 0.6 mm 2 . And the handle seat 12 which is a recessed part was made into the rectangular shape of length 100mm, width 50mm, and depth 15mm.

この図2の成形したパネルの形状測定による面歪み評価手法として、図5に示す、間隔が40mmの3点ゲージによる面外変位による評価法を採用し、面歪量が最大となる、図2に示す凹部(ドア取手部)12の下方側10mm部分を、図6に示すように、面外変位の最大変化量(hmax、単位:mm)、最大面歪量として測定、評価した。   As the surface distortion evaluation method by measuring the shape of the molded panel of FIG. 2, the evaluation method based on out-of-plane displacement using a three-point gauge with a spacing of 40 mm shown in FIG. 5 is adopted, and the amount of surface distortion is maximized. As shown in FIG. 6, the lower 10 mm portion of the concave portion (door handle portion) 12 shown in FIG. 6 was measured and evaluated as the maximum change amount (hmax, unit: mm) of the out-of-plane displacement.

プレス成形後のパネルを、自動車パネルの車体組み立て後の塗装焼付け(熱処理)工程を模擬した、人工時効硬化処理(BH)を、170℃×20分の条件で行い、BH後の0.2%耐力を調査した。また、プレス成形前のアルミニウム合金板および軟鋼板(普通鋼板)の0.2%耐力も合わせて調査した。この機械的性質(0.2%耐力)の測定は、板や成形パネルから供試材を切り出し、圧延方向に直角に50mm×25mmのJIS5号引張試験片を作製した。この試験片を常温にてJISZ2241に準じて引張試験を行って、0.2%耐力を測定した。   The panel after press molding is subjected to artificial age hardening treatment (BH) simulating a paint baking (heat treatment) process after assembling the body of an automobile panel under the condition of 170 ° C. × 20 minutes, 0.2% after BH The proof stress was investigated. Further, the 0.2% proof stress of the aluminum alloy plate and the mild steel plate (regular steel plate) before press forming was also investigated. This mechanical property (0.2% proof stress) was measured by cutting out a test material from a plate or a molded panel and preparing a 50 mm × 25 mm JIS No. 5 tensile test piece perpendicular to the rolling direction. The test piece was subjected to a tensile test at room temperature according to JISZ2241, and 0.2% proof stress was measured.

表1の通り、プレス成形前の板の復元処理は、発明例1、2および比較例8は、本発明で規定する条件で行った。一方、比較例3、4、5はこの規定から外れる条件で復元処理を行った。また、比較例6、7、9は復元処理を行わなかった。   As shown in Table 1, Examples 1 and 2 and Comparative Example 8 were subjected to the restoration processing of the plate before press molding under the conditions specified in the present invention. On the other hand, in Comparative Examples 3, 4, and 5, restoration processing was performed under conditions that deviated from this regulation. In Comparative Examples 6, 7, and 9, no restoration process was performed.

ここで、表1においては、面歪が発生しにくい軟鋼板を図5の従来の方法でプレス成形した比較例9の最大面歪量0.07mmが、面歪が抑制されている基準となる。   Here, in Table 1, the maximum surface strain amount of 0.07 mm of Comparative Example 9 obtained by press-forming a mild steel plate that is less likely to generate surface strain by the conventional method of FIG. 5 is a criterion for suppressing the surface strain. .

図7に、表1の発明例1、比較例6、7、9の、凹部12の周縁部分の位置による面歪量h(mm)を示す。図7の横軸は、周縁部分の位置を、凹部12の部分を0mmとして、これからの距離(mm)で表している。また、縦軸は面歪量h(縦軸:mm)を示す。この図7において、表1の発明例1は太い実線で(最も低い面歪量レベル)、比較例6は細い点線で(最も高い面歪量レベル)、比較例7は太い点線で、比較例9(鋼板例)は細い実線(細かいギザギザを有する)で各々示す。   FIG. 7 shows the amount of surface distortion h (mm) according to the position of the peripheral portion of the recess 12 in Invention Example 1 and Comparative Examples 6, 7, and 9 in Table 1. The horizontal axis in FIG. 7 represents the position of the peripheral portion as a distance (mm) from the concave portion 12 as 0 mm. The vertical axis represents the amount of surface distortion h (vertical axis: mm). In FIG. 7, Invention Example 1 in Table 1 is a thick solid line (lowest surface strain level), Comparative Example 6 is a thin dotted line (highest surface strain level), and Comparative Example 7 is a thick dotted line. 9 (example of steel plate) is indicated by a thin solid line (having fine jaggedness).

表1、図7によれば、プレス成形前の板の復元処理を本発明で規定する条件で行うとともに、図1の分割可動式でプレス成形した発明例1、2は、軟鋼板の比較例9の最大面歪量0.07mmと同程度の最大面歪量であり、面歪量レベルも低く、面歪が著しく抑制されていることが分かる。また、成形後の人工時効硬化処理後のパネル強度を0.2%耐力で200MPa以上に確保できている。この結果、発明例は成形性とBH性とを両立させうることが分かる。   According to Table 1 and FIG. 7, while performing the decompression | restoration process of the board before press molding on the conditions prescribed | regulated by this invention, the invention examples 1 and 2 press-molded by the split movable type of FIG. 1 are comparative examples of a mild steel plate. 9 is the same as the maximum surface strain amount of 0.07 mm, the surface strain amount level is low, and the surface strain is remarkably suppressed. Moreover, the panel strength after the artificial age hardening treatment after molding can be secured to 200 MPa or more with a 0.2% proof stress. As a result, it can be seen that the inventive examples can achieve both formability and BH properties.

これに対して、復元処理温度が高すぎる比較例3は、面ひずみは改善されるものの、BH後の0.2%耐力が低すぎ、BH性が満足できていない。また、復元処理温度が低すぎる比較例4や、復元処理時間が長すぎる比較例5は、復元処理の効果が発揮されず、図1の分割可動式でプレス成形したにも関わらず、軟鋼板の比較例9や、発明例1、2の最大面歪量に比して、著しく大きな最大面歪量であり、面歪みが抑制されていない。   On the other hand, in Comparative Example 3 in which the restoration processing temperature is too high, the surface strain is improved, but the 0.2% proof stress after BH is too low and the BH property is not satisfied. Further, in Comparative Example 4 in which the restoration processing temperature is too low and Comparative Example 5 in which the restoration processing time is too long, the effect of the restoration processing is not exhibited, and the mild steel plate is formed in spite of being press-molded by the split movable type in FIG. Compared to Comparative Example 9 and Inventive Examples 1 and 2, the maximum surface strain amount is significantly large, and the surface strain is not suppressed.

これは、復元処理しなかった比較例6、7でも同様で、著しく大きな最大面歪量であり、面歪量レベルも高く、面歪みが抑制されていない。ただ、表1や図7に示す通り、復元処理しなかったもの同士の比較において、図6の従来の方法でプレス成形した比較例6は、図1の分割可動式でプレス成形した比較例7に比しても、大きな最大面歪量となっており、図1の分割可動式でのプレス成形の面歪みの抑制効果が裏付けられる。   This is the same in Comparative Examples 6 and 7 in which the restoration process was not performed, and the remarkably large maximum surface distortion amount, the surface distortion amount level is high, and the surface distortion is not suppressed. However, as shown in Table 1 and FIG. 7, in comparison between those not restored, Comparative Example 6 press-molded by the conventional method of FIG. 6 is Comparative Example 7 press-molded by the split movable type of FIG. 1. Compared to the above, the maximum surface distortion amount is large, and the effect of suppressing the surface distortion of the press molding by the split movable type in FIG. 1 is supported.

また、比較例8も、プレス成形前の板の復元処理を本発明で規定する条件で行ったにも関わらず、図5の従来の方法でプレス成形しており、軟鋼板の比較例9や、発明例1、2の最大面歪量に比して、著しく大きな最大面歪量となっており、面歪が抑制されていない。   Further, Comparative Example 8 is also press-formed by the conventional method of FIG. 5 in spite of performing the restoration process of the plate before press forming under the conditions specified in the present invention. The maximum surface strain amount is significantly larger than the maximum surface strain amounts of Invention Examples 1 and 2, and the surface strain is not suppressed.

以上の実施例の結果から、事前の特殊な復元処理と分割金型方式のプレス成形との組み合わせによって、自然時効した高強度の熱処理型アルミニウム合金板を素材としても、前記図4に示す複雑断面形状のドアアウタパネルに成形ができることが分かる。それも、前記した特殊な成形方法を用いずに、基本的には通常汎用されるプレス成形によって、常温にて、凹部の成形に伴う面歪みの発生を抑制して形状精度を確保した成形ができることが分かる。言い換えると、本発明で規定する特殊な復元処理と分割金型方式のプレス成形とで規定する要件の組み合わせによる相乗効果発揮の意義が裏付けられる。   From the results of the above-described embodiments, the complex cross section shown in FIG. 4 can be obtained by using a combination of a special restoration process in advance and press-molding of a split mold method as a raw material of a heat-treated aluminum alloy sheet that is naturally aged. It can be seen that the door outer panel can be molded. Even without using the special molding method described above, it is basically a molding that ensures shape accuracy by suppressing the occurrence of surface distortion associated with the molding of the recesses at room temperature by using generally used press molding. I understand that I can do it. In other words, the significance of exhibiting the synergistic effect by the combination of the requirements defined by the special restoration processing defined by the present invention and the press molding of the split mold method is supported.

Figure 2014176883
Figure 2014176883

本発明によれば、熱処理型アルミニウム合金板を素材として、前記例示した大型の自動車アウタパネルを常温(室温)でプレス成形しても、凹部の成形に伴う面歪みの発生を抑制しうる、自動車パネルのプレス成形方法を提供できる。このため、本発明は、アルミニウム合金板を素材に用いて、前記図4などの複雑形状をしたドア、ラゲージ、フェンダー、フード、トランクリッドなどの大型の自動車アウタパネルの、前記特殊な成形方法を用いない、常温でのプレス成形に、好適に用いることができる。   According to the present invention, an automotive panel that can suppress the occurrence of surface distortion associated with the formation of a concave portion even when the above-exemplified large-sized automobile outer panel is press molded at room temperature (room temperature) using a heat-treatable aluminum alloy plate as a raw material Can be provided. For this reason, the present invention uses the above-mentioned special molding method for large automobile outer panels such as doors, luggages, fenders, hoods, trunk lids and the like having complicated shapes as shown in FIG. 4 using an aluminum alloy plate as a material. It can be suitably used for press molding at room temperature.

1:アルミニウム合金板(ブランク)、2:金型、3:ポンチ、4しわ押さえ、5:ポンチ、6:スプリング、11:サイドドアアウタパネル (パネル成形品) 、12:把手座 (凹部) 、X : 面歪み、Y : 凸部 1: aluminum alloy plate (blank), 2: mold, 3: punch, 4 wrinkle retainer, 5: punch, 6: spring, 11: side door outer panel (panel molded product), 12: handle seat (concave), X : Surface distortion, Y: Convex

Claims (4)

素材熱処理型アルミニウム合金板を、復元処理として220℃〜280℃の温度範囲で0.1秒以上、150秒以下の時間保持後に10℃/秒以上の平均冷却速度で常温まで冷却し、その後常温にて、連続した曲面の一部に凹部を有する形状の自動車パネルに、前記凹部を成形する金型部分を分割可動とした金型を用いてプレス成形を行うことを特徴とする自動車パネルのプレス成形方法。   The material heat-treatable aluminum alloy plate is cooled to room temperature at an average cooling rate of 10 ° C./second or more after holding for 0.1 seconds or more and 150 seconds or less in the temperature range of 220 ° C. to 280 ° C. A press for an automobile panel characterized in that press molding is performed on a car panel having a concave portion on a part of a continuous curved surface by using a mold in which a mold part for molding the concave part is movable. Molding method. 前記復元処理後における常温までの冷却後、240時間以内に、前記常温でのプレス成形を行う請求項1に記載の自動車パネルのプレス成形方法。   The press molding method of the automobile panel according to claim 1, wherein the press molding at the room temperature is performed within 240 hours after cooling to the room temperature after the restoration process. 前記復元処理後にプレス成形される際の素材熱処理型アルミニウム合金板の0.2%耐力が80〜130MPaの範囲である請求項1または2に記載の自動車パネルのプレス成形方法。   The method for press-molding an automobile panel according to claim 1 or 2, wherein a 0.2% yield strength of the heat-treated aluminum alloy sheet is 80 to 130 MPa when press-molded after the restoration treatment. 前記自動車パネルがサイドドアアウタパネルであり、前記凹部がドア取手部である、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の自動車パネルのプレス成形方法。
The press molding method of the automobile panel according to any one of claims 1 to 3, wherein the automobile panel is a side door outer panel and the concave portion is a door handle portion.
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