JP3761820B2 - Metal member forming method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属部材の成形性の向上及び高強度化を図り得る金属部材成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
金属部材成形方法としてハイドロフォーム法が知られている。ハイドロフォーム法は、中空室を有する筒形状をなす金属部材と、目標形状に設定された成形型面を有する成形型とを用い、金属部材の中空室に水を供給することにより、金属部材の壁を膨出変形させ、膨出変形させた金属部材の壁を成形型の成形型面に密接させて成形する技術である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記したハイドロフォーム法によれば、金属部材の中空室に水を供給することにより、金属部材の壁を膨出変形させて成形を行うことができるものの、金属部材の成形性と高強度化の双方を満足させるには限界があった。
【0004】
殊に、最近の自動車部品等では、軽量化のため材料を薄肉化することが要請されているが、薄肉化した場合には、金属部材を成形する際の成形力を小さくできるものの、金属部材の高強度化には限界がある。
【0005】
また材料が鉄系の場合には、軽量化のため材料を薄肉化しつつ、合金元素の増量によりハイテン化(高張力鋼化)させることも要請されているが、このように材料がハイテン化されている場合には、金属部材の高強度化を図り得るものの、材料の伸びが低下するため、材料の成形性が低下し、ハイドロフォーム法で金属部材を膨出変形させる際に亀裂等が発生するおそれがある。
【0006】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、金属部材の成形性及び高強度化の双方を達成することができる金属部材成形方法を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る金属部材成形方法は、中空室を有する筒形状をなす金属部材と、成形型面と該成形型面を冷却する冷却手段を有する成形型とを用い、急冷強化可能な温度領域に加熱した前記金属部材の中空室の気体の内圧を高めることにより、前記金属部材の壁を膨出変形させ、膨出変形させた前記金属部材の壁を成形型の成形型面に密接させて成形すると同時に前記冷却手段によって冷却された前記成形型面によって急冷強化させる成形急冷強化工程を実施することを特徴とするものである。
【0008】
本発明に係る金属部材成形方法によれば、まず、急冷強化可能な温度領域に金属部材を加熱する。そして成形急冷強化工程では、金属部材の中空室の気体の内圧を高めることにより、金属部材の壁を膨出変形させる。このとき金属部材の中空室には気体が収容されているため、ハイドロフォーム法のように金属部材の中空室に水が収容されている場合に比較して、金属部材の温度を高めに維持することができる。
【0009】
また本発明に係る金属部材成形方法によれば、上記したように膨出変形させた金属部材の壁を成形型の成形型面に密接させて成形すると共に急冷強化させる。このように金属部材を膨出変形させる際に、金属部材は急冷強化可能な温度領域に加熱されているため、金属部材の伸びを確保することができる。故に、金属部材の塑性変形性を向上させ、金属部材の膨出変形性、成形性を高めることができる。
【0010】
更に上記した成形急冷強化工程では、膨出変形させた金属部材の壁を成形型の成形型面に密接させることにより、金属部材を急冷強化させ、金属部材の高強度化を図ることができる。
【0013】
前記金属部材を既述した金属部材成形方法によって成形することで、その金属部材の成形性及び高強度化の双方が達成されることとなる。
【0014】
また、本発明は、中空室を有する筒形状をなす金属部材が装填される成形型と、前記成形型内で加熱された前記金属部材の前記中空室に気体を供給する気体供給手段と、前記成形型を冷却することにより、該成形型に装填された前記金属部材を冷却する冷却手段と、を含む、金属部材成形装置を用いて実施される。前記金属部材成形装置によれば、金属部材の変形及び冷却が、成形型内で連続的に行われる。すなわち、金属部材の成形及び熱処理が連続的に行われる。
【0015】
前記金属部材成形装置は、さらに、前記成形型内に装填された前記金属部材を加熱する手段を、有することを特徴とする。前記金属部材成形装置によれば、金属部材の加熱、変形及び冷却が、成形型内で連続的に行われる。すなわち、金属部材の成形及び熱処理が連続的に行われ、作業性の向上が図られる。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明に係る金属部材成形方法、金属部材及び金属部材成形装置によれば、次の実施形態の少なくとも一つを採用することができる。
【0017】
・出発材としての金属部材は中空室を有する筒形状をなす。筒形状としては円筒形状、角筒形状を採用することができる。成形急冷強化工程を実施する前の金属部材としては、直状の筒形状でも良いし、曲成部、凹部、凸部の少なくとも一つを有する筒形状でも良い。金属部材は、一体成形品でも良いし、複数の素材を接合したものでも良い。
【0018】
金属部材の材質としては鉄系(ハイテン鋼、ステンレス鋼等の合金鋼を含む)、チタン系、アルミニウム系または銅系である実施形態を採用することができる。但しこれらに限定されるものではない。ハイテン鋼は引張強さが大きい鋼で形成された高張力鋼を意味する。ハイテン鋼としては、成形急冷強化工程を施す前の段階で、引張強さ500MPa(≒50kgf/mm2)以上の鉄系金属、引張強さ600MPa以上の鉄系金属、引張強さ800MPa以上の鉄系金属、引張強さ1000MPa以上の鉄系金属、引張強さ1500MPa以上の鉄系金属を採用することができる。一般的には、ハイテン鋼は強度が高いものの、塑性変形性が必ずしも充分ではない。本発明方法及び本発明装置によれば、これらの金属部材は急冷強化に先だって加熱されるため、金属部材の塑性変形性が向上する。このため金属部材の材質がハイテン化されている場合のように塑性変形性が必ずしも充分ではない場合であっても、金属部材の膨出変形性、成形性を高めることができる。よって、金属部材の成形形状が異形である場合であっても、金属部材の成形度合が大きい場合であっても、金属部材の成形性を良好に確保することができる。
【0019】
・金属部材の加熱は、加熱炉の炉室に金属部材を保持する操作、金属部材を誘導加熱する誘導加熱操作、金属部材に通電する抵抗加熱操作の少なくとも1種で実行される実施形態を採用することができる。これらの各操作の少なくとも2種を併用することもできる。即ち、加熱炉の炉室に金属部材を保持する操作を行った後に、金属部材を誘導加熱する誘導加熱操作を行うことができる。また、加熱炉の炉室に金属部材を保持する操作を行った後に、金属部材に通電する抵抗加熱操作を行うことができる。更に加熱炉の炉室に金属部材を保持する操作を行うことなく、金属部材を誘導加熱する誘導加熱操作と、金属部材に通電する抵抗加熱操作とを行うことができる。金属部材を誘導加熱する誘導加熱操作と、金属部材に通電する抵抗加熱操作とは、時間的に同時にまたは時間的にずらして行うこともできる。
【0020】
・加熱炉の炉室に金属部材を保持する操作は、加熱炉の炉室を非酸化性雰囲気とした状態で実行される実施形態を採用することができる。非酸化性雰囲気としては、真空雰囲気、還元性ガス雰囲気、不活性ガス雰囲気の少なくとも1種を採用することができる。還元性ガス雰囲気としては、COガス雰囲気、COを含むガス雰囲気の少なくとも1種を採用することができる。不活性ガス雰囲気としては窒素ガス雰囲気、アルゴンガス等の希ガス雰囲気を採用することができる。
【0021】
・金属部材を誘導加熱する誘導加熱操作は、成形型の成形型面に対面する金属部材に誘導加熱用の導電部材を接近させた状態で、導電部材に交番電流を通電して金属部材を誘導加熱することにより実行される実施形態を採用することができる。誘導加熱用の導電部材は、コイル形状であっても良いし、板状であっても良く、要するに金属部材を誘導加熱できれば良い。誘導加熱用の導電部材に通電する交番電流の周波数としては、金属部材を誘導加熱できる周波数の範囲内において、金属部材の材質、設備コスト、誘導加熱性等を考慮して適宜選択することができ、低周波の周波数領域、中周波の周波数領域、高周波の周波数領域を必要に応じて採用することができる。周波数としては、例えば0.5kHz〜5000kHz、殊に1kHz〜2000kHzを採用することができる。但しこれらの周波数に限定されるものではない。
【0022】
なお、導電部材に高周波の交番電流を通電して金属部材を誘導加熱する場合には、金属部材のうち導電部材に近接している表層を効率よく加熱できる近接効果と、金属部材の表層を電流が流れる表皮効果とを期待できるため、金属部材の表層を効率的に加熱することができる。
【0023】
・金属部材に通電する抵抗加熱操作は、成形型の成形型面に対面する金属部材に通電端子を接続した状態で、通電端子から金属部材に通電して金属部材をジュール熱で加熱することにより実行される実施形態を採用することができる。通電端子から金属部材に通電する電流としては直流でも良いし、交番電流(交流)でも良い。交番電流の場合には、周波数としては、金属部材の材質、設備コスト、抵抗加熱性等を考慮して、低周波の周波数領域、中周波の周波数領域、高周波の周波数領域を必要に応じて採用することができる。周波数としては、例えば0.5kHz〜5000kHz、殊に1kHz〜2000kHzを採用することができる。但しこれらの周波数に限定されるものではない。なお、通電端子から金属部材に高周波の交番電流を通電する場合には、金属部材の表層を電流が流れる表皮効果を期待できるため、金属部材の表層を効率的に加熱することができる。
【0024】
・金属部材は鉄系であり、金属部材をA1変態点(焼入可能温度)以上の温度領域に加熱する実施形態を採用することができる。A1変態点以上は、オーステナイト生成温度よりも高い温度領域を意味する。場合によっては、A3変態点以上の温度領域に加熱する実施形態を採用することもできる。なお金属部材の加熱温度の上限としては、金属部材の母材の液相生成温度とすることが好ましい。
【0025】
・成形急冷強化工程では、金属部材の壁を成形型の成形型面に密接させることにより、金属部材の少なくとも一部を焼入してマルテンサイト化を促進させることができる。このように焼入すれば、金属部材の強化を図り得る。また、急冷強化にあたり、マルテンサイトと共にまたはマルテンサイトに代えて、トルースタイトまたはソルバイト等が生成する形態でも良い。トルースタイトまたはソルバイトは、マルテンサイトが生成するときの冷却速度よりも冷却速度が遅い場合に生成し易い。
【0026】
・金属部材が鉄系である場合には、焼入性を高めるべく、焼入倍数が高い合金元素を含むことができる。焼入倍数が高い合金元素としては、炭素、マンガン、シリコン、ニッケル、クロム、モリブデンが挙げられ、これらの合金元素の少なくとも1種を含むことができる。金属部材が鉄系である場合には、材料をハイテン化させるには、上記した合金元素の少なくとも1種(例えば炭素)の含有量が増加されることが多い。
【0027】
・成形型は、成形型を冷却させる冷却手段を備えている実施形態を採用することができる。冷却手段としては、成形型の内部に冷却通路を形成し、冷却通路に冷却水や冷媒ガス等の冷却媒体を供給する方式、成形型の成形型面に冷却水や冷媒ガス等の冷却媒体を接触させる方式の少なくとも1種を採用することができる。成形型の材質としては、炭素鋼や合金鋼等の熱伝導性が良好で且つ耐久性の良い金属を例示することができる。
【0028】
・本発明方法及び本発明装置によれば、金属部材の中空室の気体の内圧を高めることにより、金属部材の壁を膨出変形させ、成形型の成形型面に密接させる。金属部材の中空室の気体の内圧を高める操作は、金属部材の中空室に気体を供給することにより実行される実施形態を採用することができる。金属部材の中空室に供給する気体としては、空気、窒素ガス、窒素富化ガス、アルゴンガス、アルゴン富化ガスの少なくとも1種を採用することができる。窒素富化ガスは窒素濃度が高いガスをいう。アルゴン富化ガスはアルゴンガスの濃度が高いガスをいう。
【0029】
・金属部材の中空室に気体を供給する操作としては、高圧気体を供給できる高圧気体供給源から実行される実施形態を採用することができる。高圧気体の圧力は、金属部材の成形性を考慮すると高いほうが好ましい。高圧気体の圧力としては、例えば10MPa以上、15MPa以上、20MPa以上、30MPa以上を設定できるが、実用性を考慮すると、15〜25MPa、17〜23MPa、19〜21MPa、20MPaが好ましい。高圧気体供給源としてはボンベ、工場エア源等を例示することができる。
【0030】
・金属部材は、中空室に連通すると共に拡開壁面で形成された開口を有している実施形態を採用することができる。この場合、金属部材の拡開壁面の傾斜に対応する傾斜を有するシール具を、金属部材の拡開壁面に直接的にまたは間接的にあてがって金属部材の開口をシールする実施形態を採用することができる。この場合、金属部材の開口を形成する拡開壁面にシール具をあてがうため、金属部材の開口を形成する拡開壁面におけるシールが良好に行われる。従って金属部材の中空室を高圧化させるのに有利となる。
【0031】
金属部材成形方法としては、金属部材を成形型内に装填(配置)する工程と、成形型内に装填され金属部材を加熱する工程と、成形型内で加熱された金属部材の中空室に気体を供給することにより、該金属部材を塑性変形させ、該金属部材の所定面を成形型の所定面に密接させると同時に、該金属部材が成形型内に挿入された状態で成形型を冷却することにより冷却されている成形型面によって、金属部材を冷却する工程とを含む実施形態を採用することができる。
【0032】
また、金属部材成形方法としては、金属部材を加熱する工程と、加熱された金属部材を成形型内に装填(配置)する工程と、加熱後に成形型内に装填された金属部材の中空室に気体を供給することにより、該金属部材を塑性変形させ、該金属部材の所定面を成形型の所定面に密接させると同時に、該金属部材が成形型内に挿入された状態で成形型を冷却することにより冷却されている成形型面によって、金属部材を冷却する工程とを含む実施形態を採用することができる。
【0033】
所望とする形状の付与された金属部材は、既述した金属部材成形方法のいずれか1つの方法によって成形されたものである。金属部材を所望とする形状に成形する際に、既述した金属部材成形方法のいずれか1つの方法を用いることで、その金属部材の成形性及び高強度化の双方を達成することが可能となる。
【0034】
金属部材成形装置としては、中空室を有する筒形状をなす金属部材が装填される成形型と、成形型内で加熱された金属部材の中空室に気体を供給する気体供給手段と、成形型を冷却することにより、該成形型に装填された金属部材を冷却する冷却手段とを含む実施形態を採用することができる。気体供給手段としては、既述した高圧気体供給源を例示することができ、高圧気体供給源は、ボンベ、バルブ、供給管等を有する。
【0035】
更に、成形型と気体供給手段と冷却手段とを含む金属部材成形装置においては、成形型内に装填された金属部材を加熱する手段を有するようにしてもよい。この場合、金属部材を加熱する手段としては、例えば、既述した誘導加熱操作や抵抗加熱操作が挙げられる。
【0036】
【実施例】
(第1実施例)
以下、本発明の第1実施例について図1〜図3を参照して具体的に説明する。本実施例は、出発材としての金属部材1に対して、代表的な急冷強化である焼入強化を行う例である。本実施例に係る成形方法で用いる金属部材1は、中空室10を有する円筒形状をなしており、鉄系金属で形成されている。焼入前の鉄系金属はハイテン化(高張力鋼化)されており、具体的には、引張強さ600MPa(≒60kgf/mm2)以上の鉄系金属で形成されており、塑性変形性は必ずしも充分ではない。
【0037】
本実施例によれば、図1に示すように、素管状の金属部材1の両端部に拡開加工を施すことにより、端12cに向かうにつれて拡開する拡開部12が予め形成されている。拡開部12の内壁面である拡開壁面13は、中空室10に連通する開口13xを形成している。
【0038】
まず加熱工程では、金属部材1を加熱炉2の炉室20に所定時間保持し、金属部材1を急冷強化可能な温度領域、つまりA1変態点以上の温度領域に加熱する。この場合、必要に応じて、金属部材1をA3変態点以上の温度領域に加熱することもできる。これにより金属部材1の組織の全部または一部はオーステナイト化される。加熱炉2の炉室20は非酸化性雰囲気に保持されているため、加熱中の金属部材1の酸化及び脱炭が抑えられる。非酸化性雰囲気としては、真空雰囲気、還元性ガス雰囲気、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気等を必要に応じて採用することができる。
【0039】
次に、上記したように目標温度領域に加熱した金属部材1を加熱炉2から取り出し、図2に示すように、その金属部材1を成形型3内に配置(装填)する。成形型3は代表的な金属材料である鋼系材料で形成されており、目標形状に設定された成形型面31を有する。この場合、金属部材1の壁1aの強化要請部位が成形型3の成形型面31に接触しないように、金属部材1を配置することが好ましい。成形型3の内部には、冷却水や冷媒ガス等の冷却媒体が流れる冷却通路33が冷却手段として形成されている。冷却水や冷媒ガス等の冷却媒体が冷却通路33に流れると、成形型3は冷却され、被成形物である金属部材1を成形型3の成形型面31で急冷させることができる。なお、上記した加熱工程の前にまたは加熱工程の途中において、冷却水や冷媒ガス等の冷却媒体を成形型3の冷却通路33に流して成形型3を冷却しておくことが好ましい。
【0040】
本実施例に係る成形急冷強化工程では、図2に示すように、金属部材1の拡開部12の拡開壁面13の傾斜に対応する傾斜を備えたシール面44を有する2個1組のシール具40,41を用いる。シール具40,41は金属または耐火物で形成することができる。一方のシール具40は気体供給手段としての高圧気体供給源5に接続される通路40aを有する。他方のシール具41は密閉機能を有しているものの、高圧気体供給源5には接続されていない。高圧気体供給源5は高圧の気体を供給するものであり、高圧気体が封入されたボンベ50と、ボンベ50を開閉する開閉弁51を有するバルブ52と、ボンベ50に封入されている気体の圧力を検出する圧力検出手段として機能する圧力計53と、バルブ52から導出された供給通路として機能する可撓性を有する供給管54とを有する。
【0041】
そして図2に示すように、シール具40,41を金属部材1の両端の開口13xに嵌め、シール面44を金属部材1の拡開部12の拡開壁面13に直接的にあるいは図略の中間部材を介して間接的にあてがってシールする。この場合、金属部材1の壁1aと成形型面31との間には空間Wが介在している。
【0042】
本実施例に係る成形急冷強化工程では、上記したようにシール具40,41を金属部材1の拡開部12の拡開壁面13にシールした状態で、高圧気体供給源5の高圧(例えば20MPa)の気体を金属部材1の中空室10に供給する。具体的には、高圧気体供給源5の開閉弁51を開放させることにより、高圧気体供給源5のボンベ50の高圧の気体を供給管54及び一方のシール具40の通路40aを経て金属部材1の中空室10に供給する。
【0043】
これにより金属部材1の中空室10の気体の内圧を高め、金属部材1の壁1aをこれの径方向の外方に膨出変形(塑性変形)させ、成形型3の成形型面31に密接させる。図3に示すように、これにより金属部材1の壁1aが成形型面31に沿って成形される。更に成形と同時に、金属部材1の壁1aが成形型3の成形型面31によって急冷されるため、金属部材1の壁1aは焼入される。
【0044】
本実施例に係る成形急冷強化工程の直前または途中の段階において、焼入性を高めるべく、冷却水や冷媒ガス等の冷却媒体を成形型3の冷却通路33に流して成形型3を冷却することが好ましい。
【0045】
金属部材1の中空室10に供給する気体としては、空気、窒素ガス、窒素富化ガス、アルゴンガス、アルゴン富化ガスの少なくとも1種を必要に応じて採用することができる。コスト低減を考慮すると、空気を採用することができる。金属部材1の酸化抑制を考慮すると、酸化能力が低いか有しない窒素ガス、窒素富化ガス、アルゴンガス、アルゴン富化ガスを採用することができる。なお、上記したように金属部材1の成形及び焼入が終了すれば、金属部材1とシール具40,41とを分離させると共に、所望とする形状の付与された金属部材1を成形型3から分離させる。
【0046】
以上説明したように本実施例によれば、膨出変形の際に金属部材1は高温領域に加熱されているため、金属部材1を構成する材料がハイテン化された金属材料で形成されて塑性変形性が低下しているといえども、金属部材1の塑性変形性を向上させることができる。このため金属部材1の膨出変形性、ひいては成形性を高めることができる。
【0047】
更に本実施例によれば、成形急冷強化工程では、膨出変形させた金属部材1の壁1aを成形型3の成形型面31に密接させることにより、金属部材1の壁1aから奪熱し、金属部材1の壁1aを焼入することができる。これにより金属部材1の壁1aを強化することができる。即ち、上記したように本実施例によれば、金属部材1の壁1aの成形性及び高強度化の双方を同時に達成することができる。
【0048】
このように金属部材1を強化できる本実施例によれば、焼入前の状態で引張強さ600MPa(≒60kgf/mm2)以上の鉄系金属で形成された金属部材1を用いているにもかかわらず、上記した焼入によって、金属部材1を構成している鉄系金属を引張強さ1000MPa(≒100kgf/mm2)以上または1200MPa以上、場合によっては1500MPa以上に強化させることができる。
【0049】
本実施例によれば、前述したように、成形急冷強化工程では、膨出変形させた金属部材1の壁1aを成形型3の成形型面31に密接させることにより、金属部材1の壁1aを焼入強化することにしている。従って、加熱工程における金属部材1の加熱温度、成形型3の成形型面31の冷却能を適宜調整すれば、金属部材1の壁1aの厚み方向において、成形型3の成形型面31に対面して密接する一方の表層1c(外側表層)の冷却速度を、成形型3の成形型面31に背向する他方の表層1d(内側表層)の冷却速度よりも速くできる。
【0050】
換言すれば、金属部材1の壁1aの厚み方向において、成形型3の成形型面31に対面して密接する一方の表層1c(外側表層)の冷却速度よりも、成形型3の成形型面31に背向する他方の表層1d(内側表層)の冷却速度を遅くできる。従って、金属部材1の壁1aの厚み方向において、成形型3の成形型面31に対面して密接する一方の表層1c(外側表層)の焼入性を高めてこの部分の高強度化を図ると共に、成形型3の成形型面31に背向する他方の表層1d(内側表層)の焼入性を抑えてこの部分の靱性を確保することもできる。即ち、金属部材1の壁1aの厚み方向において焼入強化の度合を変化させることができ、金属部材1の高強度化と耐衝撃性の双方を高める効果も期待することができる。
【0051】
加えて本実施例によれば、金属部材1の拡開部12の拡開壁面13の傾斜に対応する傾斜を備えたシール面44を有するシール具40,41を用い、シール具40,41を金属部材1の拡開部12の拡開壁面13に押し付けることにより、金属部材1の開口13xのシールを行うため、金属部材1とシール具40,41との境界領域のシール性を良好に確保することができ、金属部材1の中空室10の高圧化を効果的に達成することができ、金属部材1の壁1aの膨出変形性を高めることができる。
【0052】
なお本実施例によれば、焼入後において、金属部材1の両端部の拡開部12は不必要であれば、拡開部12を切断により除去しても良いし、あるいは、拡開部12が必要であれば残すことにしても良い。
【0053】
(第2実施例)
以下、本発明の第2実施例について図4及び図5を参照して具体的に説明する。本実施例は、第1実施例と基本的には同様の構成を有し、基本的には同様の作用効果を奏する。以下、第1実施例と相違する部分を中心として説明する。本実施例は、第1実施例と同様に、代表的な急冷強化である焼入強化を金属部材1に対して行う例である。本実施例に係る金属部材1は、中空室10を有する筒形状をなしており、焼入可能な鉄系金属で形成されている。鉄系金属は高強度化のためハイテン化(高張力鋼化)されており、塑性変形性は必ずしも充分ではない。
【0054】
まず加熱工程では、成形型3の成形型面31に金属部材1の壁1aが対面するように、金属部材1を成形型3内に配置(装填)する。この場合、成形型3の成形型面31に金属部材1の壁1aの強化部位が接触しないように、金属部材1を配置することが好ましい。そして図4に示すように、金属部材1の中空室10内に誘導加熱用のコイル状の導電部材6を配置する。即ち、成形型3の成形型面31に対面する金属部材1に誘導加熱用の導電部材6を接近させる。この加熱工程では、成形型3の昇温を防止すると共に金属部材1の温度低下を防止するため、成形型3と金属部材1とを非接触状態にしておくことが好ましい。
【0055】
上記したように金属部材1の中空室10内に誘導加熱用の導電部材6を接近させて配置した状態で、導電部材6に高周波の交番電流を通電して金属部材1を誘導加熱する。導電部材6に通電する交番電流としては、金属部材1の壁1aのうち強化要請部分をA1変態点以上またはA3変態点以上の温度領域に誘導加熱できる周波数及び電流値とする。このように導電部材6に高周波の交番電流を通電して金属部材1の壁1aを誘導加熱する場合には、金属部材1の壁1aのうち導電部材6に近接している表層を効率よく加熱できる近接効果と、金属部材1の表層を電流が流れる表皮効果とを期待できるため、金属部材1の壁1aの表層を効率的に加熱することができる。このような誘導加熱の結果、金属部材1の組織の全部または一部は短時間にオーステナイト化される。
【0056】
本実施例によれば、金属部材1を誘導加熱する加熱工程において成形型3の成形型面31の温度上昇を抑えるため、必要に応じて、図4に示すように成形型3の成形型面31と金属部材1との間に伝熱遮断部材9を配置することができる。伝熱遮断部材9としては、断熱性が高く、且つ、磁束遮断性が高いものが好ましい。なお、上記した加熱工程の前にまたは加熱工程の途中において、冷却水や冷媒ガス等の冷却媒体を成形型3の冷却通路33に流して成形型3を冷却しておくことが好ましい。
【0057】
次に、加熱工程を終えたら、伝熱遮断部材9を用いている場合には、伝熱遮断部材9を成形型3から離脱させる。上記した加熱工程を終えたら、成形急冷強化工程を行う。即ち、成形型3の成形型面31を金属部材1に近づける。この場合、図5に示すように金属部材1の壁1aと成形型面31との間には空間Wが介在している。更に、第1実施例の場合と同様に、図5に示すように、金属部材1の拡開壁面13の傾斜に対応する傾斜を有するシール具40,41を用い、シール具40,41を金属部材1の拡開壁面13に直接的に、あるいは、中間部材を介して間接的にあてがってシールする。
【0058】
このようにシール具40,41を金属部材1の拡開部12の拡開壁面13にシールした状態で、開閉弁51を開放することにより、高圧気体供給源5のボンベ50の高圧の気体を供給管54及びシール具40の通路40aを経て金属部材1の中空室10に供給する。これにより金属部材1の中空室10の気体の内圧を高め、金属部材1の壁1aをこれの径方向の外方に膨出変形(塑性変形)させ、成形型3の成形型面31に密接させる。これにより金属部材1の壁1aを成形型3の成形型面31に沿って成形し、成形急冷強化工程を行う。
【0059】
なお、本実施例に係る成形急冷強化工程の直前または途中の段階において、焼入性を高めるべく、冷却水や冷媒ガス等の冷却媒体を成形型3の冷却通路33に流して成形型3を冷却することが好ましい。
【0060】
以上説明したように本実施例によれば、第1実施例の場合と同様に、金属部材1はハイテン化(高張力鋼化)されており、塑性変形性は必ずしも充分ではない鉄系金属で形成されているといえども、膨出変形の際に金属部材1は高温領域に加熱されているため、金属部材1の塑性変形性を向上させ、金属部材1の膨出変形性、ひいては成形性を高めることができる。
【0061】
また本実施例によれば、成形急冷強化工程では、焼入温度以上に誘導加熱した金属部材1の壁1aを膨出変形させて成形型3の成形型面31に密接させることにより、金属部材1の壁1aを焼入し、これにより金属部材1を強化させることができる。従って本実施例によれば、第1実施例の場合と同様に、金属部材1の壁1aの成形性及び高強度化の双方を同時に達成することができる。
【0062】
更に本実施例によれば、成形型3の成形型面31に対面する金属部材1の壁1aに誘導加熱用の導電部材6を接近させた状態で、導電部材6に高周波の交番電流を通電して金属部材1を誘導加熱する。このため金属部材1の壁1aを目標温度領域に加熱した直後に開閉弁51を開放して、高圧気体供給源5のボンベ50の高圧の気体を金属部材1の中空室10に供給し、金属部材1の壁1aを膨出変形させて成形することができる。このため目標温度領域に加熱した金属部材1を加熱炉2から取り出して成形型3まで搬送する工程を廃止することができ、金属部材1の温度低下を抑えることができる。故に、金属部材1の成形直前及び焼入直前には、金属部材1の壁1aの温度をできるだけ高温に維持することができ、金属部材1の成形及び焼入の双方を良好に行うことができる。
【0063】
また本実施例によれば、金属部材1の壁1aが成形型3の成形型面31に触れたときに、成形型3の成形型面31による焼入強化を行うことができる。
【0064】
なお本実施例によれば、金属部材1を加熱する加熱工程を実施した後に、シール具40,41を金属部材1の拡開壁面13にあてがってシールすることにしているが、これに限らず、金属部材1を加熱する加熱工程途中において、あるいは、加熱工程の前に、シール具40,41を金属部材1の拡開壁面13にあてがっておいても良い。
【0065】
(第3実施例)
以下、本発明の第3実施例について図6及び図7を参照して具体的に説明する。本実施例は、第2実施例と基本的には同様の構成を有し、基本的には同様の作用効果を奏する。以下、第2実施例と相違する部分を中心として説明する。加熱工程では、成形型3の成形型面31に金属部材1の壁1aが対面するように、金属部材1を成形型3内に配置(装填)する。この場合、成形型3の成形型面31に金属部材1の強化要請部位が接触しないように、金属部材1を配置することが好ましい。
【0066】
そして金属部材1を抵抗加熱操作によりA1変態点以上またはA3変態点以上の温度領域に加熱する。即ち、図6に示すように、成形型3の成形型面31に対面する金属部材1の端部である拡開部12に通電端子7を接続し、その状態で、通電端子7から金属部材1に通電して金属部材1の壁1aをジュール熱でA1変態点以上またはA3変態点以上の温度領域に加熱する。通電端子7は銅系、アルミニウム系、チタン系、鉄系等のような導電性の良好な金属で形成することができる。通電端子7から金属部材1に通電する電流としては直流でも良いし、交番電流(交流)でも良い。
【0067】
通電端子7から金属部材1に通電する電流が交番電流である場合には、周波数としては低周波数の領域、中周波数の領域、高周波数の領域を必要に応じて採用することができる。なお、通電端子7から金属部材1に高周波の交番電流を通電する場合には、金属部材1の表層を電流が流れる表皮効果を期待できるため、金属部材1の壁1aの表層を効率的に加熱することができる。
【0068】
本実施例においても、成形急冷強化工程では、図7に示すように、金属部材1の拡開部12の拡開壁面13の傾斜に対応する傾斜を有するシール具40,41を用いる。そして、シール具40,41を金属部材1の拡開部12の拡開壁面13に直接的に、あるいは、中間部材を介して間接的にあてがってシールする。このようにシール具40,41を金属部材1の拡開壁面13にシールした状態で、開閉弁51を開放することにより、高圧気体供給源5のボンベ50の高圧の気体を供給管54及びシール具40の通路40aを経て金属部材1の中空室10に供給する。これにより金属部材1の中空室10の気体の内圧を高め、金属部材1の壁1aをこれの径方向の外方に膨出変形(塑性変形)させ、成形型3の成形型面31に密接させる。これにより金属部材1の壁1aが成形型面31に沿って成形される。
【0069】
以上説明したように本実施例によれば、第1実施例及び第2実施例の場合と同様に、膨出変形の際に金属部材1は高温領域に加熱されているため、金属部材1がハイテン化された鉄系金属で形成されているといえども、金属部材1の塑性変形性を向上させることができ、金属部材1の膨出変形性、成形性を高めることができる。
【0070】
また本実施例によれば、成形急冷強化工程では、焼入温度以上に抵抗加熱した金属部材1の壁1aを膨出変形させて成形型3の成形型面31に密接させることにより、金属部材1の壁1aを焼入し、金属部材1の壁1aを強化させることができる。従って本実施例によれば、第1実施例の場合と同様に、金属部材1の壁1aの成形性及び高強度化の双方を達成することができる。
【0071】
更に本実施例によれば、成形型3の成形型面31に対面する金属部材1に通電端子7を接続した状態で、通電端子7から金属部材1に通電して加熱する。このため金属部材1の壁1aを加熱した直後に、高圧の気体を金属部材1の中空室10に供給して金属部材1の壁1aを膨出変形させることができる。このため目標温度領域に加熱した金属部材1を加熱炉2から取り出して成形型3まで搬送する工程を廃止することができ、金属部材1の温度低下を抑えることができる。故に、金属部材1の成形直前及び焼入直前の状態において、金属部材1の温度を高温に維持することができる。従って、加熱した金属部材1の温度降下を抑えつつ、金属部材1の成形及び焼入の双方を良好に行うことができる。
【0072】
加えて本実施例によれば、加熱工程において成形型3の成形型面31の温度上昇を抑えるため、必要に応じて、図6に示すように、成形型3の成形型面31と金属部材1との間に伝熱遮断部材9を配置することができる。伝熱遮断部材9としては、断熱性が高く、且つ、磁束遮断性が高いものが好ましい。
【0073】
(第4実施例)
以下、本発明の第4実施例について図8及び図9を参照して具体的に説明する。本実施例は、第2実施例と基本的には同様の構成を有し、基本的には同様の作用効果を奏する。以下、第2実施例と相違する部分を中心として説明する。本実施例においても、加熱工程では、成形型3の成形型面31に金属部材1の強化要請部位が密接しないように、金属部材1を配置することが好ましい。この場合、成形型3の成形型面31に金属部材1の壁1aが対面している。
【0074】
本実施例においても、金属部材1を抵抗加熱操作によりA1変態点以上またはA3変態点以上の温度領域に加熱する。即ち、図8に示すように、成形型3の成形型面31に対面する金属部材1の端部である拡開部12に通電端子7を接続し、その状態で、通電端子7から金属部材1に通電して金属部材1の壁1aをジュール熱で加熱する。また金属部材1の中空室10に誘導加熱用の導電部材6を配置し、導電部材6に高周波の交番電流を通電することにより、金属部材1の壁1aを誘導加熱する。
【0075】
このように本実施例によれば、金属部材1の加熱にあたり、通電端子7による通電抵抗加熱と、誘導加熱用の導電部材6による誘導加熱とを複合的に併用しているため、金属部材1を効率よく加熱することができる。殊に、金属部材1の壁1aのうち、塑性加工度が最も高い部位、あるいは、焼入強化が最も要請される部位に、誘導加熱用の導電部材6を接近させるため、当該部位を効果的に高温領域に加熱することができ、当該部位における塑性変形性及び焼入性を高めることができる。なお、本実施例においても、図9から分かるように、第2実施例と同様の成形急冷強化工程が行われる。
【0076】
(適用例)
図10は適用例1を示す。適用例1では、出発材としての直状円筒形状の金属部材1Bを用い、この直状円筒形状の金属部材1Bに対して、上記した各実施例に係る加熱工程、成形急冷強化工程を実施している。図11は適用例2を示す。適用例2では、機械プレス加工により予め曲成部1rを形成した出発材としての筒形状の金属部材1Cを用いる。更に金属部材1Cに対して、溝加工を施して溝1sを形成する。そして溝加工を施した金属部材1Cに対して、上記した各実施例に係る加熱工程、成形急冷強化工程を実施している。本発明に係る金属部材1としては、車両のサスペンション機構に使用されるビーム、サスペンションメンバー、または、バンパーに付設されるバンパーレインフォースに適用することができる。また、車両の前席と後席との間に配置されるセンターピラー自体、あるいは、センターピラーにあてがわれてセンターピラーを補強するセンターピラーレインフォースに適用することもできる。
【0077】
(その他)
前記した第1実施例によれば、金属部材1の両端部には拡開部12が形成されているが、拡開部12を形成することなく、金属部材1の両端部にシール具40,41を取り付けることもできる。また金属部材の拡開部12は、加熱前に形成する必要はなく、加熱後のシール時と同時に形成しても良い。前記した第1実施例によれば、シール具40,41のシール面44は円錐面状に傾斜しているが、これに限らず、直筒形状でも良い。
【0078】
第1実施例によれば、一方のシール具40は高圧気体供給源5に接続される通路40aを有し、他方のシール具41は密閉機能を有しているものの、高圧気体供給源5には接続されていない。これに限らず、他方のシール具40にも、高圧気体供給源5に接続される通路を形成しても良い。この場合、金属部材1の両端部から高圧の気体が供給される。
【0079】
また第1実施例によれば、高圧気体供給源5は、高圧気体が封入されたボンベ50と、ボンベ50を開閉する開閉弁51を有するバルブ52と、ボンベ50に封入されている気体の圧力を検出する圧力計53と、バルブ52から導出された供給通路として機能する可撓性を有する供給管54とを有するが、これに限らず、高圧状態の気体により瞬間的に金属部材1を膨出変形させるものでも良く、要するに、高圧気体供給源5は金属部材1の中空室10に気体を供給して金属部材1を所望とする形状に膨出成形できるものであれば良い。
【0080】
更に第1実施例によれば、金属部材1を構成する焼入前の鉄系金属はハイテン化(高張力鋼化)されており、引張強さ600MPa(≒60kgf/mm2)以上の鉄系金属とされているが、これに限らず、金属部材を構成する材料は、通常の炭素鋼や合金鋼でも良く、要するに成形型3の成形型面31により急冷強化できるものであれば良い。
【0081】
また第1実施例によれば、金属部材1を加熱する加熱工程と、金属部材1の壁1aを膨出変形させる成形急冷強化工程とを分けているが、これに限らず、場合によっては、成形急冷強化工程の途中段階において金属部材1を加熱しても良い。例えば、金属部材1の壁1aを膨出変形させる成形急冷強化工程の初期段階または中期段階において、金属部材1を加熱することにしても良い。
【0082】
図6に示す第3実施例によれば、金属部材1の端部に通電端子7を接続しているが、通電端子7の構造及び材質は適宜選択することができる。要するに通電端子7は金属部材1に通電してこれを抵抗加熱できるものであればよい。第3実施例によれば、通電端子7は金属部材1の端部に接続されているが、これに限らず、金属部材1の中間部位に接続されていても良い。
【0083】
前記した第2実施例及び第3実施例によれば、金属部材1を加熱する加熱工程において、成形型3と金属部材1とを非接触にしているが、これに限らず、加熱工程において金属部材1の保持等のために、成形型3と金属部材1とを部分的に接触させておいても良い。その他、本発明は上記した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。
【0084】
(付記)上記した記載から次の技術的思想も把握できる。
(付記項1)中空室を有するハイテン化された鉄系金属で形成された筒形状をなす金属部材と、成形型面を有する成形型とを用い、急冷強化可能な温度領域に加熱した前記金属部材の中空室の気体の内圧を高めることにより、前記金属部材の壁を膨出変形させ、膨出変形させた前記金属部材の壁を成形型の成形型面に密接させて成形すると共に急冷強化させる成形急冷強化工程を実施することを特徴とする金属部材成形方法。この場合、ハイテン化された鉄系金属で形成された金属部材を、成形性を確保しつつ、更に一層強化させることができる。
(付記項2)中空室を有する筒形状をなす金属部材と、成形型面を有する成形型とを用い、急冷強化可能な温度領域に前記金属部材を加熱する加熱工程と、加熱した前記金属部材の中空室の気体の内圧を高めることにより、前記金属部材の壁を膨出変形させ、膨出変形させた前記金属部材の壁を成形型の成形型面に密接させて成形すると共に急冷強化させる成形急冷強化工程とを実施することを特徴とする金属部材成形方法。
(付記項3)車両のセンターピラーを補強するセンターピラーレインフォースとなると共に中空室を有する筒形状をなす金属部材と、成形型面を有する成形型とを用い、急冷強化可能な温度領域に加熱した前記金属部材の中空室の気体の内圧を高めることにより、前記金属部材の壁を膨出変形させ、膨出変形させた前記金属部材の壁を成形型の成形型面に密接させて成形すると共に急冷強化させる成形急冷強化工程を実施することを特徴とするセンターピラーレインフォースの成形方法。この場合、センターピラーレインフォースの成形性を確保しつつ、高強度化を図ることができ、車両の耐側面衝突性を高めることができる。
(付記項4)各請求項または各付記項において、金属部材の加熱は、金属部材を成形型の成形型面に対面させた状態で行われることを特徴とする金属部材成形方法。
【0085】
【発明の効果】
本発明に係る金属部材成形方法によれば、急冷強化可能な温度領域に金属部材を加熱する。そして成形急冷強化工程では、金属部材の中空室の気体の内圧を高めることにより、金属部材の壁を膨出変形させ、膨出変形させた金属部材の壁を成形型の成形型面に密接させて成形すると共に急冷強化させる。膨出変形の際に金属部材は加熱されているため、金属部材の塑性変形性が向上し、金属部材の膨出変形性、ひいては成形性が高まる。更に成形急冷強化工程では、膨出変形させた金属部材の壁を成形型の成形型面に密接させることにより、金属部材は急冷強化される。従って金属部材の成形性及び高強度化の双方を達成することができる。
【0086】
本発明に係る金属部材成形方法によれば、加熱工程における金属部材の加熱温度、金属部材の厚み、成形型の成形型面の冷却能を適宜調整すれば、金属部材の壁の厚み方向において、成形型の成形型面に対面して密接する一方の表層の冷却速度を、成形型の成形型面に背向する他方の表層の冷却速度よりも速くできる。換言すれば、金属部材の壁の厚み方向において、成形型の成形型面に対面して密接する一方の表層の冷却速度よりも、成形型の成形型面に背向する他方の表層の冷却速度を遅くできる。従って、金属部材の壁の厚み方向において、成形型の成形型面に対面して密接する一方の表層の焼入性を高めてその部分の高強度化を図りつつ、成形型の成形型面に背向する他方の表層の焼入性を抑えてその部分の靱性を高めることもできる。
【0087】
本発明に係る金属部材成形方法によれば、金属部材を成形型内に保持した状態で、該金属部材の冷却、或いは加熱及び冷却等の熱処理、具体的に一例を挙げると焼入れを行って金属部材の表面等を強化することができる。したがって、本発明によれば、比較的成形が困難な金属部材についても、気体を用いた成形手段によって、該金属部材を容易に成形することができる上に、該金属部材の高強度化も効率良く達成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1に係り、金属部材の両端部に拡開部を形成し、加熱炉の炉室に配置する過程を模式的に示す斜視図である。
【図2】実施例1に係り、加熱した金属部材を成形型に配置した状態を模式的に示す断面図である。
【図3】実施例1に係り、加熱した金属部材を成形型に配置した状態において、金属部材の中空室に気体を供給して金属部材の壁を膨出させている状態を模式的に示す断面図である。
【図4】実施例2に係り、成形型に対面する金属部材を加熱している状態を模式的に示す断面図である。
【図5】実施例2に係り、成形型に対面するように配置され且つ加熱された金属部材の中空室に気体を供給する直前の状態を模式的に示す断面図である。
【図6】実施例3に係り、成形型に対面する金属部材を加熱している状態を模式的に示す断面図である。
【図7】実施例3に係り、成形型に対面するように配置され且つ加熱された金属部材の中空室に気体を供給する直前の状態を模式的に示す断面図である。
【図8】実施例4に係り、成形型に対面する金属部材を加熱している状態を模式的に示す断面図である。
【図9】実施例4に係り、成形型に対面するように配置され且つ加熱された金属部材の中空室に気体を供給する直前の状態を模式的に示す断面図である。
【図10】適用例1を示す斜視図である。
【図11】適用例2を示す斜視図である。
【符号の説明】
図中、1は金属部材、10は中空室、1aは壁、2は加熱炉、3は成形型、31は成形型面、33は冷却通路(冷却手段)、5は高圧気体供給源(気体供給手段)、50はボンベ、51は開閉弁、6は導電部材、7は通電端子をそれぞれ示す。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention can improve the formability and strength of metal members. Metal member forming method About.
[0002]
[Prior art]
A hydroforming method is known as a metal member forming method. The hydroform method uses a metal member having a cylindrical shape having a hollow chamber and a mold having a molding die surface set to a target shape, and supplying water to the hollow chamber of the metal member. In this technique, the wall is bulged and deformed, and the wall of the bulged and deformed metal member is brought into close contact with the mold surface of the mold.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
According to the hydroform method described above, by supplying water to the hollow chamber of the metal member, the metal member wall can be swelled and deformed. There was a limit to satisfying both.
[0004]
Particularly in recent automobile parts, etc., it is required to reduce the thickness of the material in order to reduce the weight. However, if the thickness is reduced, the forming force when forming the metal member can be reduced. There is a limit to increasing the strength of the.
[0005]
In addition, when the material is iron-based, there is a demand for high-tensileness (high-tensile steel) by increasing the amount of alloy elements while reducing the thickness of the material for weight reduction. In this case, the strength of the metal member can be increased, but the elongation of the material is reduced, so the formability of the material is reduced, and cracks are generated when the metal member is bulged and deformed by the hydroform method. There is a risk.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can achieve both formability and high strength of a metal member. Metal member forming method It is an issue to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The metal member molding method according to the present invention includes a cylindrical metal member having a hollow chamber, and a molding die surface. And cooling means for cooling the mold surface The metal member is bulged and deformed by increasing the internal pressure of the gas in the hollow chamber of the metal member heated to a temperature range capable of rapid quenching using a mold having When the member wall is in close contact with the mold surface of the mold, At the same time by the mold surface cooled by the cooling means It is characterized by carrying out a forming and quenching strengthening step for quenching and strengthening.
[0008]
According to the metal member forming method of the present invention, first, the metal member is heated to a temperature region in which rapid cooling strengthening is possible. In the forming and quenching strengthening step, the wall of the metal member is bulged and deformed by increasing the internal pressure of the gas in the hollow chamber of the metal member. At this time, since the gas is contained in the hollow chamber of the metal member, the temperature of the metal member is maintained higher than in the case where water is contained in the hollow chamber of the metal member as in the hydroforming method. be able to.
[0009]
Further, according to the metal member forming method of the present invention, the wall of the metal member bulged and deformed as described above is formed in close contact with the forming die surface of the forming die and is rapidly strengthened by cooling. When the metal member is bulged and deformed in this manner, the metal member is heated to a temperature region in which rapid quenching can be strengthened, so that the elongation of the metal member can be ensured. Therefore, the plastic deformability of the metal member can be improved, and the bulge deformability and formability of the metal member can be improved.
[0010]
Furthermore, in the above-described forming and quenching strengthening step, the metal member is rapidly strengthened by bringing the wall of the bulging and deformed metal member into close contact with the forming surface of the forming die, and the strength of the metal member can be increased.
[0013]
Said Metal member forming method for metal member already described By By molding, both the moldability and high strength of the metal member are achieved.
[0014]
Further, the present invention provides a molding die loaded with a cylindrical metal member having a hollow chamber, gas supply means for supplying gas to the hollow chamber of the metal member heated in the molding die, And a cooling means for cooling the metal member loaded in the mold by cooling the mold. Implemented with . According to the said metal member shaping | molding apparatus, a deformation | transformation and cooling of a metal member are performed continuously within a shaping | molding die. That is, the metal member is continuously formed and heat-treated.
[0015]
Said The metal member forming apparatus further includes means for heating the metal member loaded in the mold. According to the metal member forming apparatus, the metal member is continuously heated, deformed and cooled in the forming die. That is, the metal member is continuously formed and heat-treated, and workability is improved.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to the metal member shaping | molding method, metal member, and metal member shaping | molding apparatus which concern on this invention, at least one of the following embodiment is employable.
[0017]
-The metal member as a starting material has a cylindrical shape having a hollow chamber. A cylindrical shape or a rectangular tube shape can be adopted as the cylindrical shape. As a metal member before performing a shaping | molding quenching strengthening process, a straight cylindrical shape may be sufficient, and the cylindrical shape which has at least one of a bending part, a recessed part, and a convex part may be sufficient. The metal member may be an integrally molded product or may be obtained by joining a plurality of materials.
[0018]
Embodiments that are iron-based (including alloy steels such as high-tensile steel and stainless steel), titanium-based, aluminum-based, or copper-based can be employed as the material of the metal member. However, it is not limited to these. High-tensile steel means high-tensile steel formed from steel with high tensile strength. As high-tensile steel, the tensile strength is 500 MPa (≈50 kgf / mm) before the forming and quenching strengthening step. 2 ) Adopt the above iron-based metals, iron-based metals with a tensile strength of 600 MPa or more, iron-based metals with a tensile strength of 800 MPa or more, iron-based metals with a tensile strength of 1000 MPa or more, and iron-based metals with a tensile strength of 1500 MPa or more. Can do. In general, high strength steel has high strength, but plastic deformation is not always sufficient. According to the method and the device of the present invention, these metal members are heated prior to the rapid cooling strengthening, so that the plastic deformability of the metal members is improved. For this reason, even when the plastic deformability is not always sufficient as in the case where the material of the metal member is made of high tensile strength, the bulging deformability and formability of the metal member can be improved. Therefore, even when the molding shape of the metal member is irregular or when the molding degree of the metal member is large, the moldability of the metal member can be ensured satisfactorily.
[0019]
The heating of the metal member employs an embodiment that is performed by at least one of an operation of holding the metal member in the furnace chamber of the heating furnace, an induction heating operation of induction heating of the metal member, and a resistance heating operation of energizing the metal member. can do. At least two of these operations can be used in combination. That is, after performing the operation of holding the metal member in the furnace chamber of the heating furnace, the induction heating operation of induction heating the metal member can be performed. Moreover, after performing operation which hold | maintains a metal member in the furnace chamber of a heating furnace, resistance heating operation which supplies with electricity to a metal member can be performed. Furthermore, the induction heating operation for induction heating of the metal member and the resistance heating operation for energizing the metal member can be performed without performing the operation of holding the metal member in the furnace chamber of the heating furnace. The induction heating operation for inductively heating the metal member and the resistance heating operation for energizing the metal member can be performed simultaneously in time or shifted in time.
[0020]
The embodiment in which the operation of holding the metal member in the furnace chamber of the heating furnace can be performed in a state where the furnace chamber of the heating furnace is in a non-oxidizing atmosphere. As the non-oxidizing atmosphere, at least one of a vacuum atmosphere, a reducing gas atmosphere, and an inert gas atmosphere can be employed. As the reducing gas atmosphere, at least one of a CO gas atmosphere and a gas atmosphere containing CO can be employed. As inert gas atmosphere, nitrogen gas atmosphere, rare gas atmospheres, such as argon gas, are employable.
[0021]
・ Induction heating operation for induction heating of metal members is performed by inducing an alternating current to the conductive member with the induction heating conductive member approaching the metal member facing the mold surface of the mold. Embodiments performed by heating can be employed. The conductive member for induction heating may be a coil shape or a plate shape, and in short, it is sufficient that the metal member can be induction heated. The frequency of the alternating current applied to the conductive member for induction heating can be appropriately selected in consideration of the material of the metal member, equipment cost, induction heating property, etc. within the frequency range in which the metal member can be induction heated. A low frequency region, a medium frequency region, and a high frequency region can be employed as necessary. As the frequency, for example, 0.5 kHz to 5000 kHz, particularly 1 kHz to 2000 kHz can be employed. However, it is not limited to these frequencies.
[0022]
In addition, when conducting a high frequency alternating current to the conductive member to inductively heat the metal member, the proximity effect that can efficiently heat the surface layer of the metal member close to the conductive member and the surface layer of the metal member Therefore, the surface layer of the metal member can be efficiently heated.
[0023]
-The resistance heating operation for energizing the metal member is performed by heating the metal member with Joule heat by energizing the metal member from the energizing terminal in a state where the energizing terminal is connected to the metal member facing the molding surface of the mold. The implemented embodiment can be employed. A direct current or an alternating current (alternating current) may be used as a current flowing from the energization terminal to the metal member. In the case of alternating current, considering the material of the metal member, equipment cost, resistance heating property, etc., the frequency range of low frequency, medium frequency, and high frequency is used as necessary. can do. As the frequency, for example, 0.5 kHz to 5000 kHz, particularly 1 kHz to 2000 kHz can be employed. However, it is not limited to these frequencies. When a high-frequency alternating current is applied to the metal member from the energization terminal, a skin effect in which current flows through the surface of the metal member can be expected, so that the surface of the metal member can be efficiently heated.
[0024]
The metal member is iron-based, and an embodiment in which the metal member is heated to a temperature region equal to or higher than the A1 transformation point (quenching temperature) can be employed. Above the A1 transformation point means a temperature range higher than the austenite generation temperature. In some cases, an embodiment in which heating is performed to a temperature range equal to or higher than the A3 transformation point may be employed. The upper limit of the heating temperature of the metal member is preferably the liquid phase generation temperature of the base material of the metal member.
[0025]
-In a shaping | molding quenching strengthening process, the wall of a metal member is closely_contact | adhered to the shaping | molding die surface of a shaping | molding die, and at least one part of a metal member can be hardened and martensitization can be promoted. By quenching in this way, the metal member can be strengthened. Further, in the case of rapid cooling strengthening, a form in which troostite, sorbite, or the like is generated together with or in place of martensite may be used. Trustite or sorbite tends to be generated when the cooling rate is slower than the cooling rate when martensite is generated.
[0026]
-When a metal member is an iron type, in order to improve hardenability, an alloy element with a high quenching multiple can be included. Examples of the alloy element having a high quenching multiple include carbon, manganese, silicon, nickel, chromium, and molybdenum, and can include at least one of these alloy elements. When the metal member is iron-based, the content of at least one of the above-described alloy elements (for example, carbon) is often increased in order to make the material high-tensile.
[0027]
-The shaping | molding die can employ | adopt embodiment provided with the cooling means to cool a shaping | molding die. As a cooling means, a cooling passage is formed inside the mold and a cooling medium such as cooling water or refrigerant gas is supplied to the cooling passage. A cooling medium such as cooling water or refrigerant gas is provided on the mold surface of the molding die. At least one of the contact methods can be employed. Examples of the material of the mold include metals having good thermal conductivity and good durability such as carbon steel and alloy steel.
[0028]
-According to the method and the device of the present invention, by increasing the internal pressure of the gas in the hollow chamber of the metal member, the wall of the metal member is bulged and deformed and brought into close contact with the mold surface of the mold. For the operation for increasing the internal pressure of the gas in the hollow chamber of the metal member, an embodiment can be adopted in which gas is supplied to the hollow chamber of the metal member. As the gas supplied to the hollow chamber of the metal member, at least one of air, nitrogen gas, nitrogen-enriched gas, argon gas, and argon-enriched gas can be employed. Nitrogen-enriched gas refers to a gas with a high nitrogen concentration. Argon-enriched gas refers to a gas having a high concentration of argon gas.
[0029]
-As operation which supplies gas to the hollow chamber of a metal member, embodiment implemented from the high pressure gas supply source which can supply high pressure gas is employable. It is preferable that the pressure of the high-pressure gas is high considering the moldability of the metal member. As the pressure of the high-pressure gas, for example, 10 MPa or more, 15 MPa or more, 20 MPa or more, 30 MPa or more can be set, but considering practicality, 15 to 25 MPa, 17 to 23 MPa, 19 to 21 MPa, and 20 MPa are preferable. Examples of the high-pressure gas supply source include a cylinder and a factory air source.
[0030]
-The metal member can employ | adopt embodiment which has an opening formed by the expanded wall surface while communicating with a hollow chamber. In this case, an embodiment is adopted in which the sealing member having an inclination corresponding to the inclination of the expanded wall surface of the metal member is directly or indirectly applied to the expanded wall surface of the metal member to seal the opening of the metal member. Can do. In this case, since the sealing tool is applied to the expanded wall surface that forms the opening of the metal member, the sealing on the expanded wall surface that forms the opening of the metal member is favorably performed. Therefore, it is advantageous for increasing the pressure of the hollow chamber of the metal member.
[0031]
The metal member forming method includes a step of loading (arranging) the metal member into the mold, a step of heating the metal member loaded in the mold, and a gas in the hollow chamber of the metal member heated in the mold. To plastically deform the metal member and bring the predetermined surface of the metal member into close contact with the predetermined surface of the mold At the same time By cooling the mold with the metal member inserted in the mold Depending on the mold surface being cooled, Including cooling the metal member Form Can be adopted.
[0032]
In addition, the metal member forming method includes a step of heating the metal member, a step of loading (arranging) the heated metal member in the mold, and a step of filling the hollow chamber of the metal member loaded in the mold after the heating. By supplying gas, the metal member is plastically deformed, and the predetermined surface of the metal member is brought into close contact with the predetermined surface of the mold. At the same time By cooling the mold with the metal member inserted in the mold Depending on the mold surface being cooled, An embodiment including a step of cooling the metal member can be employed.
[0033]
The metal member having a desired shape is formed by any one of the metal member forming methods described above. When forming a metal member into a desired shape, it is possible to achieve both formability and high strength of the metal member by using any one of the above-described metal member forming methods. Become.
[0034]
As the metal member forming apparatus, a molding die loaded with a cylindrical metal member having a hollow chamber, a gas supply means for supplying gas to the hollow chamber of the metal member heated in the molding die, and a molding die are provided. An embodiment including cooling means for cooling the metal member loaded in the mold by cooling can be employed. As the gas supply means, the high-pressure gas supply source described above can be exemplified, and the high-pressure gas supply source includes a cylinder, a valve, a supply pipe, and the like.
[0035]
Further, the metal member forming apparatus including the forming die, the gas supply means, and the cooling means may have means for heating the metal member loaded in the forming die. In this case, examples of the means for heating the metal member include the induction heating operation and the resistance heating operation described above.
[0036]
【Example】
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. The present embodiment is an example in which quenching strengthening, which is typical quench strengthening, is performed on the
[0037]
According to the present embodiment, as shown in FIG. 1, by expanding the both ends of the
[0038]
First, in the heating step, the
[0039]
Next, the
[0040]
In the forming and quenching strengthening step according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, a set of two having a
[0041]
As shown in FIG. 2, the sealing
[0042]
In the forming and quenching strengthening process according to the present embodiment, the high pressure (for example, 20 MPa) of the high pressure
[0043]
As a result, the internal pressure of the gas in the
[0044]
Immediately before or during the molding quenching strengthening process according to this embodiment, a cooling medium such as cooling water or refrigerant gas is allowed to flow through the
[0045]
As the gas supplied to the
[0046]
As described above, according to this embodiment, since the
[0047]
Furthermore, according to the present embodiment, in the forming and quenching strengthening step, the
[0048]
Thus, according to this example in which the
[0049]
According to the present embodiment, as described above, in the forming and quenching strengthening step, the
[0050]
In other words, in the thickness direction of the
[0051]
In addition, according to the present embodiment, the sealing
[0052]
According to the present embodiment, after the quenching, if the expanded
[0053]
(Second embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. This embodiment has basically the same configuration as the first embodiment, and basically has the same operational effects. In the following, the description will be focused on the differences from the first embodiment. In the present embodiment, similar to the first embodiment, quenching strengthening, which is a typical quench strengthening, is performed on the
[0054]
First, in the heating step, the
[0055]
As described above, in a state where the
[0056]
According to the present embodiment, in order to suppress the temperature rise of the
[0057]
Next, when the heating step is finished, when the heat transfer blocking member 9 is used, the heat transfer blocking member 9 is detached from the mold 3. When the heating step described above is completed, a forming and quenching strengthening step is performed. That is, the
[0058]
In the state where the
[0059]
Note that, immediately before or during the molding quenching strengthening step according to the present embodiment, a cooling medium such as cooling water or refrigerant gas is allowed to flow through the
[0060]
As described above, according to this embodiment, as in the case of the first embodiment, the
[0061]
Further, according to the present embodiment, in the forming and quenching strengthening step, the
[0062]
Furthermore, according to the present embodiment, a high-frequency alternating current is applied to the
[0063]
Further, according to the present embodiment, when the
[0064]
In addition, according to a present Example, after implementing the heating process which heats the
[0065]
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. The present embodiment has basically the same configuration as the second embodiment, and basically has the same operational effects. Hereinafter, a description will be given centering on the difference from the second embodiment. In the heating step, the
[0066]
Then, the
[0067]
When the current passed through the
[0068]
Also in the present embodiment, in the forming and quenching strengthening step, as shown in FIG. 7,
[0069]
As described above, according to the present embodiment, as in the case of the first embodiment and the second embodiment, since the
[0070]
Further, according to the present embodiment, in the forming and quenching strengthening step, the
[0071]
Further, according to the present embodiment, the current-carrying terminal 7 is energized and heated from the current-carrying terminal 7 with the current-carrying terminal 7 connected to the
[0072]
In addition, according to the present embodiment, in order to suppress the temperature rise of the
[0073]
(Fourth embodiment)
Hereinafter, the fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. The present embodiment has basically the same configuration as the second embodiment, and basically has the same operational effects. Hereinafter, a description will be given centering on the difference from the second embodiment. Also in the present embodiment, in the heating process, it is preferable to arrange the
[0074]
Also in the present embodiment, the
[0075]
As described above, according to the present embodiment, when the
[0076]
(Application example)
FIG. 10 shows an application example 1. In Application Example 1, a straight cylindrical metal member 1B as a starting material is used, and the heating process and the forming and quenching strengthening process according to each of the above embodiments are performed on the straight cylindrical metal member 1B. ing. FIG. 11 shows a second application example. In Application Example 2, a
[0077]
(Other)
According to the first embodiment described above, the expanded
[0078]
According to the first embodiment, one
[0079]
According to the first embodiment, the high pressure
[0080]
Further, according to the first embodiment, the iron-based metal before quenching constituting the
[0081]
According to the first embodiment, the heating process for heating the
[0082]
According to the third embodiment shown in FIG. 6, the energizing terminal 7 is connected to the end of the
[0083]
According to the second embodiment and the third embodiment described above, in the heating process for heating the
[0084]
(Supplementary note) The following technical idea can be grasped from the above description.
(Additional Item 1) The metal heated to a temperature region capable of rapid quenching strengthening using a metal member having a cylindrical shape formed of a high-tensile iron-based metal having a hollow chamber and a mold having a mold surface By increasing the internal pressure of the gas in the hollow chamber of the member, the wall of the metal member is bulged and deformed, and the wall of the bulged and deformed metal member is formed in close contact with the mold surface of the mold and is rapidly cooled and strengthened. A method for forming a metal member, comprising performing a forming and quenching strengthening step. In this case, the metal member formed of the high-tensile iron-based metal can be further strengthened while ensuring formability.
(Additional Item 2) A heating step of heating the metal member in a temperature region capable of rapid quenching using a cylindrical metal member having a hollow chamber and a mold having a mold surface, and the heated metal member By increasing the internal pressure of the gas in the hollow chamber, the wall of the metal member is bulged and deformed, and the wall of the bulged and deformed metal member is formed in close contact with the mold surface of the mold and is rapidly strengthened by cooling. A method for forming a metal member, comprising performing a forming and quenching strengthening step.
(Additional Item 3) A center pillar reinforcement for reinforcing the center pillar of the vehicle and a metal member having a cylindrical shape having a hollow chamber and a mold having a mold surface are heated to a temperature range capable of rapid quenching strengthening. By increasing the internal pressure of the gas in the hollow chamber of the metal member, the wall of the metal member is bulged and deformed, and the wall of the bulged and deformed metal member is brought into close contact with the mold surface of the mold. A method of forming a center pillar reinforcement characterized by performing a forming and quenching strengthening step of rapidly strengthening together. In this case, it is possible to increase the strength while ensuring the formability of the center pillar reinforcement, and it is possible to improve the side collision resistance of the vehicle.
(Additional Item 4) In each claim or each additional item, the metal member is heated in a state where the metal member faces the forming die surface of the forming die.
[0085]
【The invention's effect】
According to the method for forming a metal member according to the present invention, the metal member is heated to a temperature range in which rapid strengthening is possible. In the forming and quenching strengthening step, by increasing the internal pressure of the gas in the hollow chamber of the metal member, the wall of the metal member is bulged and deformed, and the wall of the bulged and deformed metal member is brought into close contact with the mold surface of the mold. And rapidly strengthening. Since the metal member is heated during the bulging deformation, the plastic deformability of the metal member is improved, and the bulging deformability and thus formability of the metal member is improved. Further, in the forming and quenching strengthening step, the metal member is rapidly strengthened by bringing the wall of the bulging and deforming metal member into close contact with the forming die surface of the forming die. Therefore, both formability and high strength of the metal member can be achieved.
[0086]
According to the metal member molding method according to the present invention, if the heating temperature of the metal member, the thickness of the metal member, and the cooling ability of the mold surface of the mold are appropriately adjusted in the heating step, in the thickness direction of the wall of the metal member, The cooling rate of one surface layer that faces and closely contacts the mold surface of the mold can be made faster than the cooling rate of the other surface layer facing away from the mold surface of the mold. In other words, in the thickness direction of the wall of the metal member, the cooling rate of the other surface layer facing away from the mold surface of the mold is higher than the cooling rate of one surface layer facing and closely facing the mold surface of the mold. Can slow down. Therefore, in the thickness direction of the wall of the metal member, while improving the hardenability of one surface layer facing and closely facing the mold surface of the mold and increasing the strength of that portion, the mold surface of the mold It is also possible to suppress the hardenability of the other surface layer facing away and increase the toughness of that portion.
[0087]
Metal member forming method according to the present invention According to In the state where the metal member is held in the mold, the surface of the metal member can be strengthened by cooling the metal member, or heat treatment such as heating and cooling, specifically by quenching. Therefore, according to the present invention, even a metal member that is relatively difficult to form can be easily formed by gas forming means, and the strength of the metal member can be increased. Well achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a process of forming widened portions at both ends of a metal member and arranging them in a furnace chamber of a heating furnace according to the first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a heated metal member is arranged in a mold according to the first embodiment.
FIG. 3 schematically shows a state in which a gas is supplied to the hollow chamber of the metal member to bulge the wall of the metal member in a state where the heated metal member is placed in the mold according to the first embodiment. It is sectional drawing.
4 is a cross-sectional view schematically showing a state where a metal member facing a forming die is heated according to the second embodiment. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a state immediately before supplying a gas to a hollow chamber of a metal member which is arranged so as to face the mold and is heated according to the second embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a state where a metal member facing a forming die is heated according to the third embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a state immediately before supplying a gas to a hollow chamber of a metal member which is arranged so as to face the mold and is heated according to the third embodiment.
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a state where a metal member facing a forming die is heated according to the fourth embodiment.
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a state immediately before supplying gas to a hollow chamber of a metal member which is arranged to face a forming die and is heated according to Example 4;
10 is a perspective view showing an application example 1. FIG.
FIG. 11 is a perspective view showing an application example 2;
[Explanation of symbols]
In the figure, 1 is a metal member, 10 is a hollow chamber, 1a is a wall, 2 is a heating furnace, 3 is a mold, 31 is a mold surface, 33 is a cooling passage (cooling means), and 5 is a high-pressure gas supply source (gas). Supply means), 50 is a cylinder, 51 is an on-off valve, 6 is a conductive member, and 7 is an energizing terminal.
Claims (13)
急冷強化可能な温度領域に加熱した前記金属部材の中空室の気体の内圧を高めることにより、前記金属部材の壁を膨出変形させ、膨出変形させた前記金属部材の壁を前記成形型の前記成形型面に密接させて成形すると同時に前記冷却手段によって冷却された前記成形型面によって急冷強化させる成形急冷強化工程を実施することを特徴とする金属部材成形方法。Using a cylindrical metal member having a hollow chamber, a molding die surface and a molding die having cooling means for cooling the molding die surface,
By increasing the internal pressure of the gas in the hollow chamber of the metal member heated to a temperature range in which rapid cooling strengthening is possible, the wall of the metal member is bulged and deformed, and the wall of the metal member that has been bulged and deformed is A metal member forming method characterized by performing a forming and quenching strengthening step in which forming is performed in close contact with the forming mold surface and at the same time quenching and strengthening is performed by the forming mold surface cooled by the cooling means .
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GB (1) | GB2379180B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170007383A (en) | 2014-06-19 | 2017-01-18 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | Molding System |
Families Citing this family (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005030507B4 (en) * | 2005-06-28 | 2008-04-03 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Door structure of a motor vehicle |
DE102006015793C5 (en) * | 2006-04-05 | 2009-02-12 | Peter Dr.-Ing. Amborn | Forming tool for forming hollow bodies or sheets by means of a pressurized gas or fluid |
DE502007005635D1 (en) * | 2006-12-13 | 2010-12-23 | Univ Friedrich Alexander Er | METHOD FOR HYDRO FORMING COMPONENTS |
DE102007018395B4 (en) * | 2007-04-17 | 2011-02-17 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Internal high-pressure forming |
ES2332972B1 (en) * | 2008-02-07 | 2011-01-31 | Mondragon Goi Eskola Politeknikoa Jose Maria Arizmendiarrieta S.Coop | HYDRAULIC DEVICE AND PROCEDURE FOR A HYDROCONFORMED DEVICE. |
JP2009220141A (en) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Marujun Co Ltd | Method and apparatus for manufacturing pipe product |
US20090242086A1 (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Microstructural optimization of automotive structures |
US20100170319A1 (en) * | 2009-01-06 | 2010-07-08 | Soren Wiberg | Method for press hardening of metals |
DE102009054558B4 (en) * | 2009-12-11 | 2020-10-22 | Robert Bosch Gmbh | Device for autofrettage |
DE102011102764B4 (en) * | 2011-05-28 | 2024-08-08 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for forming a shaft for torque transmission |
KR101269718B1 (en) * | 2011-06-28 | 2013-05-30 | 현대하이스코 주식회사 | High strength steel parts using hydroforming |
CN103648807B (en) * | 2011-09-14 | 2017-03-29 | 株式会社威泰克 | The manufacture method of hollow component and hollow component |
CN102806248A (en) * | 2012-08-06 | 2012-12-05 | 哈尔滨工业大学 | Device and method for testing real-time changes of fillet radius along with internal pressure in internal high-pressure forming process |
JP6326224B2 (en) | 2013-12-09 | 2018-05-16 | 住友重機械工業株式会社 | Molding equipment |
JP6342667B2 (en) * | 2014-02-10 | 2018-06-13 | 株式会社ワイテック | Heat treatment method |
EP3134217B1 (en) | 2014-04-21 | 2021-11-17 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Hydroforming apparatus |
JP6381967B2 (en) | 2014-05-22 | 2018-08-29 | 住友重機械工業株式会社 | Molding apparatus and molding method |
JP6400952B2 (en) * | 2014-06-18 | 2018-10-03 | 住友重機械工業株式会社 | Molding system and molding method |
JP6240564B2 (en) | 2014-06-19 | 2017-11-29 | 住友重機械工業株式会社 | Molding apparatus and method for replacing parts of molding apparatus |
JP6475437B2 (en) | 2014-08-05 | 2019-02-27 | 住友重機械工業株式会社 | Molding equipment |
CN104525676B (en) * | 2014-12-08 | 2017-03-22 | 无锡朗贤汽车组件研发中心有限公司 | Gas bulging hot formation segmentation strengthening process of boron steel tube |
CN104525675B (en) * | 2014-12-08 | 2017-03-22 | 无锡朗贤汽车组件研发中心有限公司 | Gas bulging hot formation process of boron steel tube |
JP6771271B2 (en) * | 2015-03-31 | 2020-10-21 | 住友重機械工業株式会社 | Molding equipment |
JP2016190252A (en) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 住友重機械工業株式会社 | Molding device |
DE102015005522B4 (en) * | 2015-04-30 | 2021-09-30 | Schomäcker Federnwerk GmbH | Method for producing a metallic hollow body |
DE102015112327A1 (en) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Body or chassis component of a motor vehicle with improved crash performance and method for its production |
JP6285082B2 (en) * | 2015-08-27 | 2018-02-28 | 住友重機械工業株式会社 | Molding apparatus and molding method |
CA3015996C (en) * | 2016-03-01 | 2023-12-12 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Forming device and forming method |
JP6611180B2 (en) * | 2016-03-31 | 2019-11-27 | 住友重機械工業株式会社 | Molding equipment |
DE102016114423A1 (en) * | 2016-08-04 | 2018-02-08 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Method and device for pressure forming hollow profiles |
JP2018167284A (en) * | 2017-03-29 | 2018-11-01 | 住友重機械工業株式会社 | Metal body and electric conduction heating method |
CN109926486B (en) * | 2017-12-18 | 2020-02-07 | 哈尔滨工业大学 | Ti2Method for hot-state air pressure forming and heat treatment of AlNb-based alloy hollow thin-wall component |
CN108202098B (en) * | 2018-03-02 | 2023-04-11 | 济南大学 | Internal high pressure sealing push head |
JP7080085B2 (en) * | 2018-03-28 | 2022-06-03 | 住友重機械工業株式会社 | Molding equipment |
JP6875341B2 (en) * | 2018-09-06 | 2021-05-26 | 住友重機械工業株式会社 | Molding system and molding method |
JP7158237B2 (en) * | 2018-10-10 | 2022-10-21 | 住友重機械工業株式会社 | Hollow structure and manufacturing method thereof |
DE102019102638A1 (en) | 2019-02-04 | 2020-08-06 | Salzgitter Hydroforming GmbH & Co. KG | Process for producing a metal component by means of hydroforming |
EP3919201B1 (en) * | 2019-03-04 | 2023-10-11 | Intelligent Aerospace Manufacturing Technology (Beijing) Co., Ltd. | Hot metal gas forming and quenching system and process therefor |
CN110548799B (en) * | 2019-09-10 | 2024-05-24 | 山东金润德新材料科技股份有限公司 | Device and method for ultrahigh-pressure water expansion and vacuum auxiliary forming of clamping and pressing type pipe fitting |
JP7023914B2 (en) * | 2019-10-31 | 2022-02-22 | 住友重機械工業株式会社 | Molding equipment |
CN110976609B (en) * | 2019-11-11 | 2021-02-19 | 潍坊倍力汽车零部件有限公司 | Electric heating type sealing push head and metal forming process |
US11338352B2 (en) * | 2020-07-29 | 2022-05-24 | Rheem Manufacturing Company | Pressure expansion methods for heat exchanger manufacturing |
CN112642916B (en) * | 2020-12-01 | 2022-04-19 | 北京星航机电装备有限公司 | Integrated forming die and forming method for large-reducing-ratio special-shaped titanium alloy thin-wall part |
CA3237576A1 (en) * | 2022-02-17 | 2023-08-24 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Electrical heating device, molding device, and electrical heating method |
CN114798732B (en) * | 2022-06-30 | 2022-10-21 | 太原理工大学 | Method for regulating interface structure of bimetal laminated composite plate by multi-frequency composite current |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4584860A (en) * | 1985-06-17 | 1986-04-29 | Rockwell International Corporation | Tooling system for superplastic forming of metals |
SE9702058L (en) * | 1997-05-30 | 1998-11-16 | Accra Teknik Ab | Process for making hardened metallic hollow bodies of thin-walled steel sheet by blow molding |
US6322645B1 (en) * | 1999-09-24 | 2001-11-27 | William C. Dykstra | Method of forming a tubular blank into a structural component and die therefor |
DE10012974C1 (en) * | 2000-03-16 | 2001-03-15 | Daimler Chrysler Ag | Production of a hollow profile used in the automobile industry comprises a cold forming a hollow profile green body, heating to a temperature above the austenite temperature |
-
2002
- 2002-02-20 JP JP2002043277A patent/JP3761820B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-09-04 GB GB0220482A patent/GB2379180B/en not_active Expired - Fee Related
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- 2002-09-04 US US10/234,227 patent/US20040040636A1/en not_active Abandoned
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170007383A (en) | 2014-06-19 | 2017-01-18 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | Molding System |
US10500627B2 (en) | 2014-06-19 | 2019-12-10 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Forming system |
EP3936322A1 (en) | 2014-06-19 | 2022-01-12 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Forming system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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