JP4072117B2 - Steel plate press forming method - Google Patents
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Description
本発明は、予め加熱された鋼板を所定の形状に成形加工する際に形状付与と同時に焼き入れて所定強度の成形体を得るプレス成形方法及び装置に関するものである。 The present invention relates to a press forming method and apparatus for obtaining a formed body having a predetermined strength by quenching at the same time as imparting a shape when a preheated steel sheet is formed into a predetermined shape.
近年、自動車分野では、燃費の向上を通じて二酸化炭素の排出量を削減するために高強度材料を使用した車体質量低減への取り組みが盛んに行われている。その一方で、衝突時の乗員の安全性を確保するための取り組みもその重要性を増している。
後者の取り組みは、例えば、車体の一部に周辺よりも低強度の鋼板を敢えて用いることによって衝突時の変形を当該部位に集中させ(エネルギーを吸収させ)、それによって乗員用の空間の変形を極力少なくして乗員を保護しようとする思想などに基づいている。
In recent years, in the automobile field, efforts have been actively made to reduce the mass of a vehicle body using a high-strength material in order to reduce carbon dioxide emissions through improved fuel efficiency. On the other hand, efforts to ensure the safety of passengers in the event of a collision are also gaining importance.
In the latter approach, for example, by using a steel plate that is lower in strength than the surroundings in part of the vehicle body, the deformation at the time of collision is concentrated (absorbing energy) at the relevant part, thereby deforming the passenger space. It is based on the idea of protecting passengers with as little as possible.
これら二つの取り組みは、一つの部品に使用する鋼板の選択としては相反するものであるので、これを両立させるには、当該部品を強度や板厚の異なる鋼板から作製した複数の部品の結合体(以下、複合部品という)とする手法が用いられることが多い。具体的には、上記の複数の部品を溶接で一体化する方法や、一般にテーラードブランクと称される、異なる強度や板厚の鋼板を、成形前に溶接して成形素材とした後、プレスして部品を成形する方法などが採用されている。 These two approaches are contradictory to the selection of a steel plate to be used for a single component. To achieve this, a combination of multiple components made from steel plates with different strengths and thicknesses. (Hereinafter, referred to as a composite part) is often used. Specifically, a method of integrating the above-mentioned plurality of parts by welding, or a steel plate of different strength and thickness, generally called a tailored blank, is welded before forming to form a forming material, and then pressed. The method of molding parts is used.
テーラードブランクは、複合部品の成形方法としては、プレス工程や金型数の削減を可能にする利点を有するものであるが、素材を作製するために、高い寸法精度での切断や、高い位置決め精度での溶接技術が求められるので生産性が悪く、またレーザー溶接設備またはマッシュシーム溶接設備が必要で、設備も高いという問題点がある。
一方、別々に作製した部品(以下、子部品)を溶接して複合部品化する手法は、テーラードブランクに求められるような高額の設備や高い技術は必須ではないものの、子部品の作製において、それが低強度の鋼板を素材とする場合には問題ないが、高強度鋼板を用いて作製する場合には問題がある。すなわち、鋼板が高強度化するにつれて、鋼板の伸びなどの成形性が劣化し、製品形状に制約が生じたり、あるいは、成形後のスプリングバックが増加し、低強度材では不要であった、例えば形状修正のような加工工程の追加が必要となったりする事案も見受けられる。
Tailored blanks have the advantage of reducing the pressing process and the number of molds as a method for forming composite parts. However, in order to produce materials, cutting with high dimensional accuracy and high positioning accuracy are required. Therefore, there is a problem that productivity is poor, laser welding equipment or mash seam welding equipment is necessary, and equipment is expensive.
On the other hand, the method of welding separately manufactured parts (hereinafter referred to as subparts) into composite parts is not necessary for expensive equipment and high technology required for tailored blanks. However, there is no problem when a low-strength steel plate is used as a raw material, but there is a problem when a high-strength steel plate is used. That is, as the strength of the steel plate increases, the formability such as elongation of the steel plate deteriorates, the product shape is restricted, or the spring back after forming increases, which is not necessary for low-strength materials. There are also cases where it is necessary to add processing steps such as shape correction.
これらの問題の内、スプリングバックの増加に伴い発生する製品の狙い形状からのズレなどの形状不良は複合部品を作製する上では致命的である。なぜなら、他の子部品との溶接が首尾よく行えないか、高強度の子部品を強く拘束して変形させて溶接する結果、溶接部に強い応力が残留して当該部位の信頼性を損ねることが想定されるからである。
この解決方法として、ダイクエンチ法と呼ばれるプロセスを上げることが出来る。これは、鋼板(被加工材)を所定の温度(例えば、オーステナイト相となる温度)に加熱して強度を下げた(すなわち、成形を容易にした)後、被加工材に比べて低温(例えば室温)の金型で成形することによって、形状の付与と同時に両者の温度差を利用した急冷熱処理(焼き入れ)を行って成形後の強度を確保するというものである。この方法では、低強度状態で成形されるので、スプリングバックも小さく、他の子部品との溶接に対して形状に関する問題は少ない。
Among these problems, shape defects such as deviation from the target shape of the product that occur with an increase in springback are fatal in producing composite parts. This is because welding with other child parts cannot be performed successfully, or as a result of welding by deforming the high-strength child parts with strong restraint, strong stress remains in the welded part and the reliability of the part is impaired. This is because it is assumed.
As a solution to this problem, a process called a die quench method can be raised. This is because the steel sheet (working material) is heated to a predetermined temperature (for example, the temperature at which it becomes an austenite phase) to reduce the strength (that is, to facilitate forming), and then at a lower temperature than the work material (for example, By molding with a mold (room temperature), a rapid cooling heat treatment (quenching) utilizing the temperature difference between the two is performed at the same time as imparting the shape to ensure the strength after molding. In this method, since it is molded in a low strength state, the spring back is small, and there are few problems regarding the shape with respect to welding with other child parts.
以上述べたように、ダイクエンチ法で作製した高強度の子部品と、別途作製した低強度の子部品を溶接する手法は、複合部品を作製するのに最も導入し易いものと考えられる。そこで、本発明者らも当該方法の有用性に着目して実験と評価を繰り返した。その結果、子部品相互の溶接において、形状的な不具合は問題とならないレベルであるものの、溶接性の点で問題があることがわかった。 As described above, it is considered that the technique of welding a high-strength child component produced by the die quench method and a separately produced low-strength child component is most easily introduced to produce a composite component. Therefore, the present inventors also repeated experiments and evaluations paying attention to the usefulness of the method. As a result, it has been found that there is a problem in terms of weldability although the shape defect does not cause a problem in welding between the child parts.
それらを具体的に述べれば、まず、ダイクエンチされた子部品の表面はスケールで覆われているため、それを除去しないと良好な溶接性が得られないことがわかった。成形された子部品は複雑な形状をしていることが多く、スケール除去の自動化は容易ではないため、除去作業のために全体としての生産性が低下する。
次に、溶接後に複合部品に反りが頻発した。また、その発生を抑制するために強く拘束して溶接した場合には溶接後に溶接部での割れ発生が認められた。恐らく強度の異なる鋼板(子部品)間の溶接であるため、溶接線の両側で熱影響部の硬化と軟化が共存したことで応力の残留状態が大きく異なった結果ではないかと推測された。この問題はテーラードブランクにもある程度は当てはまるものであるが、ダイクエンチ法で高強度を得るための鋼板では、種々の強化機構が利用できるテーラードブランク用鋼板に比べて炭素やマンガンの含有量が高く成らざるを得ず、このことが結果的に上記の問題をより顕在化したものと考えられる。
Specifically, it has been found that, since the surface of the die-quenched child part is covered with a scale, good weldability cannot be obtained unless it is removed. In many cases, the molded child parts have a complicated shape, and automation of scale removal is not easy. Therefore, productivity as a whole is reduced due to the removal work.
Next, warping occurred frequently in the composite parts after welding. In addition, when welding was performed with strong restraint in order to suppress the occurrence, cracks were observed in the weld after welding. It was presumed that the residual state of the stress was greatly different due to the coexistence of hardening and softening of the heat-affected zone on both sides of the weld line because it was probably a weld between steel plates (child parts) with different strengths. This problem also applies to tailored blanks to some extent, but steel plates for obtaining high strength by the die quench method have higher carbon and manganese content than steel plates for tailored blanks that can use various strengthening mechanisms. Inevitably, this results in the above problem becoming more apparent.
このように、ダイクエンチ法の利点を活かしつつ、かつ溶接性の問題点を克服して複合部品を製作する技術は確立されていない。
特許文献1には、ドアインパクトビームと呼ばれる自動車の衝突補強材の製造にダイクエンチ法を適用した例が開示されているが、複合部品についての言及はない。特許文献2には、被加工材を加熱する方法として直接通電法を採用した例が示されているが、同公報にも複合部品に関する記述はない。
一方、特許文献3、および4には、それぞれ、ダイクエンチの被加工材を直接冷媒で、およびダイクエンチの金型内部を冷媒で冷却する方法が示されているが、複合部品については何も述べられていない。
また、特許文献5には、発熱体を金型内部に、金型表面に被加工材に対して温風または常温の空気を送給できる吹き出し口を供えた金型を用いた温間プレスに関する技術の開示が成されているが、成形前の被加工材の温度を均一にすること、および成形後の成形体の温度を早く下げることを目的としたものであり、鋼板の高強度化や、複合部品の作製を目的としたものではない。
On the other hand,
Further, Patent Document 5 relates to a warm press using a die provided with a heating element inside the die and a blowout port capable of supplying warm air or normal temperature air to the work piece surface on the die surface. Although the disclosure of the technology has been made, the purpose is to make the temperature of the workpiece before forming uniform, and to quickly lower the temperature of the formed article after forming. It is not intended to produce composite parts.
本発明はこうした状況に鑑みて成されたものであり、溶接にかかわる問題を伴わずにダイクエンチ法を用いて複合部品を製造する方法及び装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and provides a method and an apparatus for manufacturing a composite part using a die quench method without involving problems related to welding.
本発明者らは、上述した問題を解決すべく鋭意研究を重ねた。そして、成形面内に温度差を付けた金型か、成形面の一部に被加工材を直接冷却する機構を設けた金型を用いて予め加熱された鋼板をプレスすることによって、一枚の、すなわち、テーラードブランクのように素材の複合化をしていない鋼板を用いて複合部品を作製する方法及び装置を発明した。本発明であれば、上述したような複合部品化の溶接にかかわる問題が解決され、汎用性の高い複合部品の製造方法を提供出来る。 The present inventors have intensively studied to solve the above-described problems. And by pressing a preheated steel plate using a mold with a temperature difference in the molding surface or a mold with a mechanism for directly cooling the workpiece on a part of the molding surface, one sheet In other words, a method and an apparatus for producing a composite part using a steel plate which is not combined with a material such as a tailored blank was invented. According to the present invention, the above-described problems related to welding for composite parts can be solved, and a highly versatile method for manufacturing composite parts can be provided.
本発明はこうした知見に基づいて成されたものであり、
(1)800〜1100℃に加熱した鋼板をプレス成形する際に、金型の内部及び/又は表面に発熱体を備えるプレス成形装置により、該金型又は該鋼板の一部分を加熱して、該鋼板の一部分の到達温度が88℃以下、該鋼板のその他の部分の到達温度が448℃以上になるようにプレス成形することを特徴とする鋼板のプレス成形方法、
(2)プレス成形開始後、10秒以内に該鋼板の一部分及びその他の部分の温度を前記到達温度にすることを特徴とする(1)記載の鋼板のプレス成形方法、
(3)前記鋼板の一部分と、前記鋼板のその他の部分との間に、温度差を連続的に変化させる部分を設けたことを特徴とする(1)又は(2)記載の鋼板のプレス成形方法、
(4)前記到達温度が異なる部位を鋼板の三箇所以上に設けることを特徴とする(1)〜(3)の何れか1項に記載の鋼板のプレス成形方法、
(5)金型の内部及び/又は表面に更に冷却装置を備えるプレス成形装置により、該金型又は該鋼板の一部分を、該鋼板の一部分の到達温度が39℃以下になるように冷却することを特徴とする(1)〜(4)の何れか1項に記載の鋼板のプレス成形方法、
を要旨とするものである。
The present invention has been made based on these findings,
(1) When press-molding a steel plate heated to 800 to 1100 ° C., the die or a part of the steel plate is heated by a press-forming apparatus provided with a heating element inside and / or on the surface of the die, A press forming method of a steel sheet, characterized in that press forming is performed so that an ultimate temperature of a part of the steel sheet is 88 ° C or lower and an ultimate temperature of the other part of the steel sheet is 448 ° C or higher;
(2) The method of press forming a steel sheet according to (1), wherein the temperature of a part of the steel sheet and the other part is set to the ultimate temperature within 10 seconds after the start of press forming,
(3) A press forming of the steel sheet according to (1) or (2), wherein a part for continuously changing the temperature difference is provided between a part of the steel sheet and the other part of the steel sheet. Method,
(4) The method for press forming a steel sheet according to any one of (1) to (3), wherein the different temperatures are provided at three or more locations on the steel sheet.
(5) Cooling the mold or a part of the steel sheet with a press molding apparatus further provided with a cooling device inside and / or on the surface of the mold so that the temperature reached by the part of the steel sheet is 39 ° C. or less. (1) to (4), wherein the steel sheet press forming method according to any one of
Is a summary.
本発明のプレス成形方法及び装置を用いれば、テーラードブランクに求められるような高額な設備を必要とせず、かつ高い生産効率で安定した品質の複合部品を製造出来る。 By using the press molding method and apparatus of the present invention, it is possible to produce a composite component of stable quality with high production efficiency without requiring expensive equipment as required for tailored blanks.
本発明を図面に沿って説明する。図1(a)は、説明を容易にするために極めて単純化した自動車用の部品で、同図(b)に示すように、例えばフロントサイドメンバーの構成部品のように、衝突時にその一部は蛇腹状に座屈して衝撃エネルギーを吸収し、別の一部は出来るだけ変形せずに当該部位を含む部品で構成される空間をそのままの形状に維持するように働く複合部品を表している。 The present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 (a) is a car part that is extremely simplified for ease of explanation. As shown in FIG. 1 (b), a part of the car part, for example, a component of a front side member is shown at the time of a collision. Represents a composite part that buckles in a bellows shape and absorbs impact energy, and another part works to maintain the shape of the part including the part as it is without being deformed as much as possible. .
本発明を用いて当該部品を一枚の鋼板から作製するには、図2に示すように、まず鋼板21を800〜1100℃に加熱し(I)、該鋼板を成形する際に金型(図示しない)による形状付与と同時に(所定時間内に)22a部分の温度をTa(℃)に、22b部分の温度をTb(℃)に到達させ、温度差を150℃以上とする(II)。ここでTaを鋼板のマルテンサイト変態終了温度よりも十分に低い温度(例えば室温)、Tbを鋼板のマルテンサイト変態開始温度以上(例えば500℃)とすれば、22a部分は相対的に、すなわち部品内で比較した場合に高強度となり、22b部分は同じく低強度の部位となり、1枚の鋼板21から強度の異なる複合部品が完成する。鋼板の加熱温度が800℃より低いとミクロ組織がオーステナイト単相とならず、焼き入れても高強度としたい部分が高強度化されないため好ましくなく、一方、1100℃を超えると結晶粒が粗大化し、製品の表面品位を損なう恐れがあるので、上記の範囲に規定する。但し、高強度としない部分については800℃以上に加熱された部分との間で成形時の変形抵抗に著しい差が生じない範囲で800℃未満の加熱でもよく、許容される下限の温度は600℃である。なお、鋼板の一部分の到達温度(Ta)は、本発明の実施例表1の条件3の、到達温度[4]の88℃に基づいて88℃以下、好ましくは、冷却装置を作動させた実施例表1の条件5の、到達温度[4]の39℃に基づいて39℃以下とした。また、鋼板のその他の部分の到達温度(Tb)は、本発明の実施例表1の条件2の到達温度[2]の448℃に基づいて448℃以上とした。
In order to produce the component from a single steel plate using the present invention, as shown in FIG. 2, first, the
プレス成形中の鋼板の温度差が150℃未満であると強度差が実質的につかないため、150℃以上温度差をつけたままプレス成形する。温度差の上限は特に定めることなく本発明の効果を得ることができるが、鋼板の加熱温度の制約から1000℃以下とすることが好ましい。
プレス成形開始後、上記の温度差になるまでの所定時間は10秒以内とすることが好ましい。これは焼き入れにより高強度とする部位に適用される急速な冷却条件を満足するために必要なものであり、5秒以内であればより望ましい。しかし、必要以上に短い時間で焼き入れることは、設備のコスト増を招く他、残留応力の予想困難な不均一性をもたらす恐れがあるので、最短所要時間は0.1秒とすることが好ましい。
22a部分と22b部分の到達温度は連続的に変化してもよい。図2では説明を単純化する目的で直線を用いて両部分を分けているが、高強度部分および低強度部分がそれぞれ必要量確保出来れば温度差を設ける部分は連続的に変化しても構わない。逆に、連続的に変化させることで、強度が徐々に変化する複合部品を作製することも可能である。
If the temperature difference of the steel sheet during press forming is less than 150 ° C., a difference in strength is not substantially achieved, so press forming is performed with a temperature difference of 150 ° C. or more. The upper limit of the temperature difference is not particularly defined, and the effects of the present invention can be obtained. However, it is preferably set to 1000 ° C. or less because of the restriction of the heating temperature of the steel sheet.
It is preferable that the predetermined time until the temperature difference is reached after the press molding is started is within 10 seconds. This is necessary in order to satisfy the rapid cooling condition applied to the portion to be strengthened by quenching, and is more preferably within 5 seconds. However, quenching in an unnecessarily short time may increase the cost of the equipment and may cause a non-uniformity of the residual stress that is difficult to predict. Therefore, the minimum required time is preferably 0.1 seconds. .
The ultimate temperatures of the 22a portion and the 22b portion may change continuously. In FIG. 2, both parts are separated using straight lines for the purpose of simplifying the explanation. However, if the required amounts of the high-strength part and the low-strength part can be secured, the part providing the temperature difference may be continuously changed. Absent. On the contrary, it is also possible to produce a composite part whose strength gradually changes by continuously changing it.
温度差を設ける部分が二つ以上、すなわち到達温度が異なる部分が三箇所以上で構成される複合部品の製造方法も本発明の範囲である。その例を図3(a)に例示するが、同図(b)のように33aと33bの境界及び33bと33cの境界は連続的な温度変化を伴ってもよい。
到達温度を二つ以上とするには、金型の成形面の一部分をその他の部分よりも高温度とする方法、逆に成形面の一部分をその他の部分よりも低温度にする方法、およびその両者を組み合わせた方法が利用可能である。
A method for manufacturing a composite part in which two or more portions having a temperature difference are provided, that is, three or more portions having different temperatures are also within the scope of the present invention. An example of this is illustrated in FIG. 3A. As shown in FIG. 3B, the boundary between 33a and 33b and the boundary between 33b and 33c may be accompanied by a continuous temperature change.
In order to achieve two or more ultimate temperatures, a method in which a part of the molding surface of the mold is set to a higher temperature than the other part, a method in which a part of the molding surface is set to a lower temperature than the other part, and A combination of both methods is available.
高温度とする方法としては、金型の内部及び/又は表面に発熱体を備える方法が有効である。発熱体の種類や形式はどのようなものでもよく、それらの装着数や装着方式は必要とする発熱量に応じて適宜選択出来る。
低温度とする方法としては、金型の内部及び/又は表面に冷却装置を備える方法が有効である。冷却の方法は、水冷、空冷の他、ペルチェ素子のような冷却素子を用いることが出来る。必要な冷却能力に応じてそれらを適宜装着すればよい。
As a method for increasing the temperature, a method of providing a heating element inside and / or on the surface of the mold is effective. Any type and type of heating element may be used, and the number and manner of mounting them can be selected as appropriate according to the amount of heat generated.
As a method for reducing the temperature, a method of providing a cooling device inside and / or on the surface of the mold is effective. As a cooling method, a cooling element such as a Peltier element can be used in addition to water cooling and air cooling. What is necessary is just to mount | wear them suitably according to required cooling capacity.
成形面となる金型の一部分の温度を周辺の部分の温度より低温度にする方法に換えて被加工材の一部分を直接冷却する方法も採用出来る。成形面の所定の部位に冷媒の噴出口を配した金型とし、必要量の冷媒を被加工材に直接接触させて被加工材の温度変化を制御する。冷媒には、気体、液体、流動性のある固体状の物質を用いることが出来る。
被加工材を直接冷却する方法と、金型成形面の一部を加熱及び/又は冷却する方法と組み合わせることも可能である。
本発明の方法は、図2や図3に示したような直線的な成形体に限定されるものではなく、被成形体の両面に相対する一対の金型で行う全てのプレス成形に適用出来る。
A method of directly cooling a part of the workpiece can be adopted instead of the method of setting the temperature of a part of the mold serving as the molding surface to be lower than the temperature of the peripheral part. The mold is provided with a refrigerant outlet at a predetermined portion of the molding surface, and a required amount of refrigerant is brought into direct contact with the workpiece to control the temperature change of the workpiece. As the refrigerant, a gas, liquid, or fluid solid substance can be used.
It is also possible to combine the method of directly cooling the workpiece and the method of heating and / or cooling a part of the molding surface.
The method of the present invention is not limited to a linear molded body as shown in FIGS. 2 and 3, and can be applied to all press molding performed with a pair of molds opposed to both surfaces of a molded body. .
以下、本発明を実施例によって更に説明する。
図4(a)に例示する一対の金型を使用して同図(b)に示す形状の成形体を作製する実験を行った。金型には、同図(c)に装着位置を示すように加熱装置(発熱体)45と冷却装置(水冷プレート)46が内部に設けられている。但し縦壁部分には両側対称に装着したが片方のみ図示した。
加熱装置45と冷却装置46の何れか一方、または両方を、それぞれ様々な条件で作動させ、鋼板の到達温度を変化させた。温度は鋼板に取り付けた熱電対で測定した。測定位置は同図(d)の[1]〜[5]の通りである。同じ条件(同じ到達温度分布)の成形体二体を同図(e)のように到達温度が同じ部分同士を向かい合わせてTIG溶接し、更に上下に補助板47を溶接して衝撃エネルギー吸収測定試験用試験体(同図(f))を作製した。衝撃エネルギー吸収測定試験は、鉛直に立てた試験片の上方1.6mから300kgの錘を自由落下させた際に、試験体に吸収されたエネルギーEを求めるもので、試験体が潰れた後の、最初の錘の到達高さと落下開始高さの差ΔhからE=mgΔhで求めた。mは錘の質量(すなわち300kg)、gは重力加速度で、9.8m/s2として計算した。
被加工材は、主な含有成分として炭素、シリコン、およびマンガンをそれぞれ質量百分率にて0.15%、0.2%、および0.8%含有する鋼板で、厚さは1.2mmである。ブランクサイズは180×500mmである。プレス成形前の加熱温度は950℃とした。
Hereinafter, the present invention will be further described by way of examples.
Using a pair of molds illustrated in FIG. 4A, an experiment was conducted to produce a molded body having the shape shown in FIG. The mold is provided with a heating device (heating element) 45 and a cooling device (water cooling plate) 46 as shown in FIG. Although the vertical wall portion is mounted symmetrically on both sides, only one side is shown.
Either or both of the
The workpiece is a steel sheet containing carbon, silicon, and manganese as the main components in terms of mass percentages of 0.15%, 0.2%, and 0.8%, respectively, and the thickness is 1.2 mm. . The blank size is 180 × 500 mm. The heating temperature before press molding was 950 ° C.
表1に位置[1]〜[5]の到達温度と吸収エネルギーを示す。到達温度は鋼板を金型上に置いた時点から10秒後の温度である。
条件1は加熱装置も冷却装置も作動させないダイクエンチ方法である。また、条件6、および7はプレスを繰り返したことで蓄熱により金型の温度が上昇した後、金型の一部を冷却した状態で成形を行ったものである。
条件1では成形体全体が高強度となったため吸収エネルギーが小さい。これに対して本発明の方法で成形した部品は複合部品化された結果大きい吸収エネルギーを示した。このように本発明のプレス成形方法を用いれば、テーラードブランクのような高価な設備を必要とせず生産性よく複合部品を作製することが出来る。
Table 1 shows the reached temperatures and absorbed energy at positions [1] to [5]. The ultimate temperature is a temperature 10 seconds after the steel plate is placed on the mold.
Under
前記の実施例に用いた金型に換えて、図5に示すような、被成形材の一部分を冷媒で直接冷却出来る機能も有する金型を用いて同じ実験を行った。直接冷却機構は細径の噴出口から冷媒を被成形体に吹き付けることで被成形体を冷却するもので、図5(a)に、一例としてパンチの上面における噴出口の配列を示す。その断面は同図(b)に示すように金型51の外部から供給される冷媒が冷媒噴出口52に供給されるようになっている。
冷媒噴出口52は、直径0.8mmの円形で、円の中心が5mm間隔の方眼の交点上に、A−A′方向に10列、それと直角方向に25列が配置されている。こうした噴出口配列を金型51の上面、両側面(縦壁面、図示しない)およびダイスのそれら三面と対向する面(図示しない)に、図4(c)に示した水冷プレート位置の金型表面側に設けた。冷媒には水を使用し、圧力4MPa、噴出時間はパンチが下死点に到達後の2秒間とした。
The same experiment was conducted using a mold having a function of directly cooling a part of the molding material with a coolant as shown in FIG. 5 in place of the mold used in the above-described embodiment. A direct cooling mechanism cools a to-be-molded body by spraying a refrigerant | coolant to a to-be-molded body from a small-diameter jet nozzle, FIG. 5 (a) shows the arrangement | sequence of the jet nozzle in the upper surface of a punch as an example. The cross section is such that the refrigerant supplied from the outside of the
The
実施例1と同様に吸収エネルギーを求めた結果を表2に示す。
条件8は、プレスを繰り返したことで蓄熱により金型の温度が上昇した後、金型の一部を冷却した状態で成形を行ったものである。
成形面の一部分を冷却する方式に換えて、または加えて被成形体を直接冷却する本発明の方式を用いても吸収エネルギーの大きい複合部品の製作が容易に出来ることが明らかとなった。
The results of obtaining the absorbed energy in the same manner as in Example 1 are shown in Table 2.
Condition 8 is the one in which molding was performed in a state where a part of the mold was cooled after the temperature of the mold increased due to heat storage due to repeated pressing.
It has become clear that it is possible to easily manufacture a composite part having a large absorbed energy by using the method of the present invention in which a part to be molded is cooled instead of or in addition to the method of the present invention for directly cooling a molded object.
21:鋼板
22a、22b:到達温度の異なる二つの部分のそれぞれの部分
33a、33b、33c:到達温度の異なる三つの部分のそれぞれの部分
41:パンチ
42:ダイス
43:ブランク押さえ
44:被加工材
45:加熱装置(面状発熱体)
46:冷却装置(水冷プレート)
47:補助板
51:金型(パンチ)
52:冷媒噴出口
21:
46: Cooling device (water cooling plate)
47: Auxiliary plate 51: Mold (punch)
52: Refrigerant outlet
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