JP5457903B2 - 軽合金材料製プレス成形品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車パネル、自動車用部品、その他鉄道車両等の輸送機用のパネル、或いは電気機械部品等に用いられるアルミニウム合金をはじめとする軽合金材料製のプレス成形品を、被加工材から製造する際に、プレス成形を、絞り成形工程と後仕上工程に分けて行う軽合金材料製プレス成形品の製造方法に関するものである。

近年の自動車は、安全性の向上や快適装備の充実といった背景から車体重量が増加する傾向にある。また、自動車をはじめとする輸送機全体の車体分野では、排気ガス等による地球環境問題に対して、軽量化による燃費の向上も追求されている。そのため、従来から自動車などの輸送機の車体に用いられている鋼板に代えて、より軽量なアルミニウム合金板をはじめとする軽合金の圧延板によるプレス成形品や押出型材が採用されることが多くなってきている。また、電気機械部品等にもアルミニウム合金板をはじめとする軽合金材料製のプレス成形品が採用されることが多くなってきている。

従来、鋼板でプレス成形品を製造する場合、コーナー部をＲ形状に成形していたが、その鋼板のコーナー部のＲ形状を形成するための方法をそのまま踏襲してアルミニウム合金板をはじめとする軽合金材料製のプレス成形品を製造した場合、アルミニウム合金板をはじめとする軽合金板は、鋼板と比較して成形限界が低いため、コーナー部に割れが発生してしまう。そのため、アルミニウム合金板をはじめとする軽合金板を採用する場合、従来はコーナー部のＲ形状を、鋼板より大きな曲率半径のＲ形状としていた。しかしながら、アルミニウム合金板をはじめとする軽合金材料製のプレス成形品は、鋼板製プレス成形品に対し使用されていた部品と併用して用いられることが多く、その場合、軽合金材料製のプレス成形品と鋼板製プレス成形品に対し使用されていた部品のコーナー部の曲率半径に違いがあるため、併用する場合は互いに干渉してしまうという問題があった。

そのため、アルミニウム合金板をはじめとする軽合金材料製のプレス成形品を製造する際に、コーナー部に割れが発生しないことを目的とした提案が多々なされている。

特許文献１に記載された提案は、アルミニウム合金板ブランクの中央部を高耐力な硬質部とする一方で、周辺部をプレス成形前に予め部分的に加熱された低耐力な軟質部として、同じ一枚のアルミニウム合金板ブランクに、硬質部と軟質部を混在させたもので、プレス成形性を向上させ、更に、プレス成形品を製造する際にコーナー部に割れが発生しないようにしたアルミニウム合金板ブランクに係る提案である。

特許文献２に記載された提案も、アルミニウム合金製のブランクに成形対象に応じて最適な強度分布を与えることにより深絞り成形性を向上させ、且つ、コーナー部の割れの発生をなくしようとした提案である。具体的には、プレス成形品のうち絞り高さが最も高い成形部位において、プレス成形時に縮みフランジ変形をする縮みフランジ変形部位のブランク強度を、プレス成形時にパンチ底が接触するパンチ底接触部位よりも予め低くし、縮みフランジ変形部位とパンチ底接触部位の間の壁部となる絞り高さに相当する範囲において、ブランク強度が連続的に遷移するプレス成形用ブランクと、その成形方法に係る提案である。

特許文献３に記載された提案は、溶体化処理、焼入れ処理を終えたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金板に、１８０〜２５０℃で３〜２０時間の熱処理を行った後、所定形状に切断してアルミニウム合金ブランク材とし、そのブランク材の加工予定部位のみに対して、４８０〜５５０℃の温度で、０．５〜１０秒の瞬間加熱を行うことでプレス成形加工用アルミニウム合金ブランク材を製造しようという提案で、このようにしてアルミニウム合金ブランク材を製造することで、プレス成形時にコーナー部に割れが発生することを防止しようとした提案である。

しかしながら、特許文献１〜３に記載された技術は、その何れもが、アルミニウム合金ブランク材に予め強度分布を与えようとした提案であって、確かにコーナー部の割れの発生を抑制することができるものの、あらゆる成形形状に応じた汎用性のあるアルミニウム合金ブランク材を提供しようとする提案ではなく、その適用範囲は限られていた。

特開２００８−２０７２１２号公報 特開２００８−２４６５５５号公報 特開２００９−２４２９０７号公報

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたもので、アルミニウム合金をはじめとする軽合金材料製のプレス成形品を、被加工材から製造する際に、その折曲Ｒ部の曲率半径過大といった形状不良の発生をなくすることができ、また、製造時に折曲Ｒ部に発生する割れもなくすることが可能な軽合金材料製プレス成形品の製造方法を提供することを課題とするものである。

請求項１記載の発明は、軽量合金材料製の被加工材からプレス成形を経て、側壁部と底壁部で囲まれた凹所を有するプレス成形品を製造する軽合金材料製プレス成形品の製造方法であって、前記プレス成形は、絞り成形工程と後仕上工程で構成され、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さが、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さより深く形成されると共に、絞り成形工程終了時の半加工品の折曲Ｒ部の曲率半径が、後仕上工程終了後のプレス成形品の折曲Ｒ部の曲率半径より大きく形成され、また、前記折曲Ｒ部はポンチ肩であり、前記絞り成形工程終了時の半加工品のポンチ肩の曲率半径をＲｐ、前記後仕上工程終了後のプレス成形品のポンチ肩の曲率半径をｒｐ、半加工品とプレス成形品の凹所の深さの差をＬとしたとき、０．０２＜（Ｌ／Ｒｐ）×（ｒｐ／Ｒｐ）＜０．０８の関係が成立することを特徴と軽合金材料製プレス成形品の製造方法である。

請求項２記載の発明は、軽量合金材料製の被加工材からプレス成形を経て、側壁部と底壁部で囲まれた凹所を有するプレス成形品を製造する軽合金材料製プレス成形品の製造方法であって、前記プレス成形は、絞り成形工程と後仕上工程で構成され、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さが、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さより深く形成されると共に、絞り成形工程終了時の半加工品の折曲Ｒ部の曲率半径が、後仕上工程終了後のプレス成形品の折曲Ｒ部の曲率半径より大きく形成され、また、前記折曲Ｒ部はダイス肩であり、前記絞り成形工程終了時の半加工品のダイス肩の曲率半径をＲｄ、前記後仕上工程終了後のプレス成形品のダイス肩の曲率半径をｒｄ、半加工品とプレス成形品の凹所の深さの差をＬとしたとき、０．０２＜（Ｌ／Ｒｄ）×（ｒｄ／Ｒｄ）＜０．０８の関係が成立することを特徴とする軽合金材料製プレス成形品の製造方法である。

請求項３記載の発明は、軽量合金材料製の被加工材からプレス成形を経て、側壁部と底壁部で囲まれた凹所を有するプレス成形品を製造する軽合金材料製プレス成形品の製造方法であって、前記プレス成形は、絞り成形工程と後仕上工程で構成され、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さが、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さより深く形成されると共に、絞り成形工程終了時の半加工品の折曲Ｒ部の曲率半径が、後仕上工程終了後のプレス成形品の折曲Ｒ部の曲率半径より大きく形成され、また、前記折曲Ｒ部はポンチ肩およびダイス肩であり、前記絞り成形工程終了時の半加工品のポンチ肩の曲率半径をＲｐ、前記後仕上工程終了後のプレス成形品のポンチ肩の曲率半径をｒｐ、前記絞り成形工程終了時の半加工品のダイス肩の曲率半径をＲｄ、前記後仕上工程終了後のプレス成形品のダイス肩の曲率半径をｒｄ、半加工品とプレス成形品の凹所の深さの差をＬとしたとき、０．００５＜｛Ｌ ^２ ／（Ｒｐ×Ｒｄ）｝×（ｒｐ／Ｒｐ）×（ｒｄ／Ｒｄ）＜０．０２の関係が成立することを特徴とする軽合金材料製プレス成形品の製造方法である。

請求項４記載の発明は、前記後仕上工程で、前記被加工材を、前記折曲Ｒ部を含んで挟持する一対の加圧体のうち少なくとも一方の加圧体を加熱体とすると共に、その加熱体で、前記被加工材の前記折曲Ｒ部を含む表面温度を２００〜３００℃に加熱した状態で、前記後仕上工程を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法である。

本発明の軽合金材料製プレス成形品の製造方法によると、アルミニウム合金をはじめとする軽合金材料製の被加工材からプレス成形を経て、側壁部と底壁部で囲まれた凹所を有する断面ハット形形状のプレス成形品を製造する際に、その折曲Ｒ部の曲率半径過大といった形状不良の発生を、プレス成形を絞り成形工程と後仕上工程に分け、且つそれら成形工程の条件を規定することで、なくすることができ、また、その折曲Ｒ部の割れの発生も抑制することができる。

また、前記後仕上工程の折曲Ｒ部を含む被加工材の表面温度や、被加工材の板厚、絞り成形工程終了時の半加工品と後仕上工程終了後のプレス成形品の折曲Ｒ部の曲率半径を、詳細に規定して制御することで、折曲Ｒ部の曲率半径過大といった形状不良の発生、折曲Ｒ部の割れの発生を、更に確実に抑制すること、或いはなくすることができる。

本発明の軽合金材料製プレス成形品の製造方法で、プレス成形品を製造する工程を示す縦断面図であり、（ａ）は絞り成形工程を、（ｂ）は後仕上工程を、夫々示す。 本発明の軽合金材料製プレス成形品の製造方法で製造するプレス成形品の一例であって、実施例で製造するプレス成形品の詳細寸法を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図である。

本発明者らは、自動車パネル、自動車用部品、その他鉄道車両等の輸送機用のパネル、或いは電気機械部品等に用いられるアルミニウム合金をはじめとする軽合金材料製のプレス成形品を、被加工材から製造する際に、製造されたプレス成形品の折曲Ｒ部に、曲率半径過大といった形状不良の発生、或いは、割れが発生することがあり、これらの問題を解決するために、鋭意、実験、研究を進めた。その結果、プレス成形を、絞り成形工程と後仕上工程に分けて構成し、絞り成形工程終了時の半加工品の折曲Ｒ部の曲率半径を、後仕上工程終了後のプレス成形品の折曲Ｒ部の曲率半径より大きめに形成することで、それらの問題発生を抑制することができることを知見し、その技術内容を含めた特許出願を、先に特願２００９−６８４７１として行った。

確かに、この特願２００９−６８４７１に記載した方法で、プレス成形品を製造すると、製造されたプレス成形品の折曲Ｒ部に、曲率半径過大といった形状不良の発生、或いは、割れの発生を抑制することができるものの、確実には、それらを抑制することができないことが分かり、引き続き、鋭意、実験、研究を進めることとした。その結果、プレス成形を、絞り成形工程と後仕上工程に分けて構成し、絞り成形工程終了時の半加工品の折曲Ｒ部の曲率半径を、後仕上工程終了後のプレス成形品の折曲Ｒ部の曲率半径より大きめに形成することに加えて、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さを、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さより深く形成することで、プレス成形品の折曲Ｒ部の、曲率半径過大といった形状不良の発生、或いは、割れの発生を更に確実に抑制することができることを見出し、本発明の完成に至った。

また、その後仕上工程時の折曲Ｒ部を含む被加工材の表面温度や、被加工材の板厚、絞り成形工程終了時の半加工品と後仕上工程終了後のプレス成形品の折曲Ｒ部の曲率半径を詳細に規定し、制御することで、更に確実にプレス成形品の折曲Ｒ部の、曲率半径過大といった形状不良の発生、また、割れの発生を抑制することができることも併せて見出した。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて更に詳細に説明する。

本発明により製造されるプレス成形品１は自動車パネル材のような成形品であって、例えば、図１に示すような、絞り成形工程と後加工工程を順に経てアルミニウム合金をはじめとする軽合金材料製の被加工材１ａから製造することができる。図１（ａ)に示す製造工程は絞り成形工程であり、また、図１（ｂ)に示す製造工程はそれに続く後仕上工程である。図１に示す実施形態の場合、図１（ｂ)に示す後仕上工程は、一度の曲げ工程だけであるが、この曲げ工程は複数回の工程で構成されていても良く、また、特に図示はしないが、その後仕上工程に被加工材１ａの外周部を所望の形状に切断するトリム（切断）工程や、被加工材１ａに孔をあけるピアス（孔あけ）工程が含まれていても良い。

図１（ａ)に示す製造工程は絞り成形工程であって、アルミニウム合金をはじめとする軽合金材料製の被加工材１ａが、ポンチ９、ダイス１０、ブランクホルダー１１で成るプレス成形用金型を用いた深絞り成形で、最終のプレス成形品１に近似した形状に成形され、半加工品１ｂとされる。

図１（ｂ)に示す製造工程は、後仕上工程（曲げ工程）であって、一対の加圧体８を用いて被加工材１ａを挟持して圧力をかけることで、被加工材１ａを最終形状、すなわち、所望のプレス成形品１の形状に仕上げる工程である。

本発明の最大の特徴点は、前段の絞り成形工程で製造される半加工品１ｂと、後段の後仕上工程で最終的に製造されるプレス成形品１の形状の違いである。

プレス成形品１は、四面の側壁部４と底壁部５で囲まれた凹所３を有する断面ハット形形状に仕上げられるが、半加工品１ｂの段階で、既に四面の側壁部４と底壁部５で囲まれた凹所３を有する断面ハット形形状に成形される。尚、本明細書では凹所３の底面を底壁部５として説明するが、図１では、凹所３は下向きに開口し底壁部５は天井面であるように見えるが、これはプレス成形品１の向きが底壁部５が上になるようにして図示しただけのことであり、どちらの表現で説明しても良いが、本明細書では一貫して底壁部５として説明する。また、先に、凹所３は四面の側壁部４と底壁部５で囲まれると説明したが、凹所３は対峙する二面の側壁部４と底壁部５で囲まれているだけのものであっても良い。

本発明の最大の特徴点でもある、半加工品１ｂとプレス成形品１の形状の違いは、次の２点である。まず、１点目は、半加工品１ｂとプレス成形品１の凹所３の深さの違いであり、２点目は、側壁部４と底壁部５の間のコーナー部（ポンチ肩）２ａ、および／または、側壁部４とフランジ部６の間のコーナー部（ダイス肩）２ｂ、つまり折曲Ｒ部２の曲率半径である。これらの違いについては後ほど詳細に説明する。尚、プレス成形品１のフランジ部６の先端に形成された７はリブである。

図１（ｂ)に示す後仕上工程では、被加工材１を、前記した折曲Ｒ部２を含んだ状態で一対の加圧体８で挟持する。これら加圧体８のうち少なくとも一方の加圧体８は加熱体８ａであり、加熱体８ａは、後仕上工程時の被加工材１ａを挟持してその発熱により、図１（ａ)に示す先の絞り成形工程で一度成形された折曲Ｒ部２を、更に小さな曲率半径のＲ形状に成形する。この折曲Ｒ部２を更に小さな曲率半径のＲ形状に成形する矯正は、一対の加圧体８の両方共が加熱体８ａである方がより確実に行うことができる。尚、本明細書で折曲Ｒ部２と説明する部位は、主に凹所３を形成する側壁部４と底壁部５の間のコーナー部（ポンチ肩）２ａであるが、実施形態によれば、側壁部４とフランジ部６の間のコーナー部（ダイス肩）２ｂが含まれていたり、また、ダイス肩２ｂのみであっても良い。

また、加熱体８ａでの加熱により、前段の絞り成形工程で、被加工材１ａの表面に形成されたしわや、その絞り成形工程後に被加工材１ａに発生したスプリングバックも矯正することができる。

被加工材１の表面温度、特にその中でも折曲Ｒ部２の表面温度は、加熱体８ａで２００〜３００℃に加熱されることが、ポンチ肩２ａを所望の曲率半径とすることが容易にできることで望ましい。

加熱体８ａにより加熱した際の被加工材１ａの表面温度が、２００℃未満の場合は、素材強度への影響が少なく、素材の変形抵抗低減による折曲Ｒ部２の形状矯正効果を得ることができない。一方、被加工材１ａの表面温度が３００℃を超えると、加熱体８ａによる加熱、温度維持が困難となる。従って、加熱体８ａにより加熱した際の被加工材１ａの表面温度は、２００〜３００℃とする。

加圧体８による加圧力については特に限定する必要はなく、どのような加圧力で被加工材１ａを挟持しても、絞り成形工程において一度成形された折曲Ｒ部２の曲率半径を、更に小さい曲率半径の形状に成形することができるが、その加圧力は、金型強度の観点から５０ＭＰａ以下とすることが望ましい。

加圧体８での加圧時間についても特に限定しない。必要な加圧力に到達した直後に開放しても、絞り成形工程において一度成形された折曲Ｒ部２の曲率半径を、更に小さい曲率半径の形状に成形することができる。尚、５秒以上加圧しても効果が飽和し、生産性が低下することになるので、上限を限定することはないが５秒未満の加圧で十分である。

加熱体８ａは、その内部に埋め込まれたシーズヒーター等の加熱手段により単独で温度制御される。尚、この加熱体８ａの加熱手段は、誘導加熱、通電加熱等のどのような加熱手段であっても構わない。

また、加圧体８の全体が発熱できるように構成されて加熱体８ａとされていることが望ましいが、加圧体８の表面のうち、少なくとも折曲Ｒ部２に接触する部位のみが発熱できるように構成されておれば良い。また、加熱体８ａの表面は、焼き付き防止のための表面処理が施されていることが望ましい。この表面処理としては、硬質クロムめっき、ＴＤ処理、ＰＶＤ（ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ）、ＣＶＤ（ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＤＬＣ）等を挙げることができる。

本発明の軽合金材料製プレス成形品の製造方法に用いる軽合金材料については特に規定しないが、アルミニウム合金、特に自動車部品用途に用いられる３０００系アルミニウム合金、５０００系アルミニウム合金、６０００系アルミニウム合金を用いることが有効である。

以上説明したように、プレス成形品１は、絞り成形工程と後仕上工程により、半加工品１ｂを経て製造されるが、絞り成形工程終了時の半加工品１ｂの形状と後仕上工程終了後のプレス成形品１の形状で大きな差異があってはならず、その差異について、適当な範囲を規定する必要がある。

しかしながら、この半加工品１ｂとプレス成形品１における、凹所３の深さと折曲Ｒ部２の曲率半径の差異の範囲については、夫々単独では規定することはできない。また、矯正を施す折曲Ｒ部２が、ポンチ肩２ａ単独であるか、ダイス肩２ｂ単独であるか、或いはポンチ肩２ａとダイス肩２ｂの両方であるかによっても条件が異なる。

そこで、矯正を施す折曲Ｒ部２が、ポンチ肩２ａ単独の場合、ダイス肩２ｂ単独の場合、ポンチ肩２ａとダイス肩２ｂの両方の場合に分け、絞り成形工程終了時の半加工品１ｂと、後仕上工程終了後のプレス成形品１の形状の差異の範囲を条件式で規定した。

半加工品１ｂからプレス成形品１に加工する際に、矯正を施す折曲Ｒ部２がポンチ肩２ａ単独の場合は、成形工程終了時の半加工品１ｂのポンチ肩２ａの曲率半径をＲｐ（単位：ｍｍ）、後仕上工程終了後のプレス成形品１のポンチ肩２ａの曲率半径をｒｐ（単位：ｍｍ）、半加工品１ｂとプレス成形品１の凹所３の深さの差をＬ（単位：ｍｍ）としたとき、
０．０２＜（Ｌ／Ｒｐ）×（ｒｐ／Ｒｐ）＜０．０８
の関係が成立することを条件とする。

（Ｌ／Ｒｐ）×（ｒｐ／Ｒｐ）が０．０２以下の場合は、半加工品１ｂからプレス成形品１に加工する際の曲率半径が過大となり、また、その変化量を補う凹所３の深さの差も不十分となり、半加工品１ｂからプレス成形品１への加工時に割れが発生してしまう。

一方、（Ｌ／Ｒｐ）×（ｒｐ／Ｒｐ）が０．０８を超える場合は、曲率半径の変化量（ｒｐ／Ｒｐ）に対し、凹所３の深さの差Ｌが過大となり、底壁部５にて材料過剰となり座屈が発生し、表面品質不良となる。尚、曲率半径の変化量（ｒｐ／Ｒｐ）が大きい場合は、凹所３の深さの差Ｌを設けなくとも成形ができる。

半加工品１ｂからプレス成形品１に加工する際に、矯正を施す折曲Ｒ部２がダイス肩２ｂ単独の場合は、成形工程終了時の半加工品１ｂのダイス肩２ｂの曲率半径をＲｄ（単位：ｍｍ）、後仕上工程終了後のプレス成形品１のダイス肩２ｂの曲率半径をｒｄ（単位：ｍｍ）、半加工品１ｂとプレス成形品１の凹所３の深さの差をＬ（単位：ｍｍ）としたとき、
０．０２＜（Ｌ／Ｒｄ）×（ｒｄ／Ｒｄ）＜０．０８
の関係が成立することを条件とする。

（Ｌ／Ｒｄ）×（ｒｄ／Ｒｄ）が０．０２以下の場合は、半加工品１ｂからプレス成形品１に加工する際の曲率半径が過大となり、また、その変化量を補う凹所３の深さの差も不十分となり、半加工品１ｂからプレス成形品１への加工時に割れが発生してしまう。

一方、（Ｌ／Ｒｄ）×（ｒｄ／Ｒｄ）が０．０８を超える場合は、曲率半径の変化量（ｒｐ／Ｒｐ）に対し、凹所３の深さの差Ｌが過大となり、底壁部５にて材料過剰となり座屈が発生し、表面品質不良となる。尚、曲率半径の変化量（ｒｄ／Ｒｄ）が大きい場合は、凹所３の深さの差Ｌを設けなくとも成形ができる。

半加工品１ｂからプレス成形品１に加工する際に、矯正を施す折曲Ｒ部２がポンチ肩２ａとダイス肩２ｂの両方である場合は、成形工程終了時の半加工品１ｂのポンチ肩２ａの曲率半径をＲｐ（単位：ｍｍ）、後仕上工程終了後のプレス成形品１のポンチ肩２ａの曲率半径をｒｐ（単位：ｍｍ）、成形工程終了時の半加工品１ｂのダイス肩２ｂの曲率半径をＲｄ（単位：ｍｍ）、後仕上工程終了後のプレス成形品１のダイス肩２ｂの曲率半径をｒｄ（単位：ｍｍ）、半加工品１ｂとプレス成形品１の凹所３の深さの差をＬ（単位：ｍｍ）としたとき、
０．００５＜｛Ｌ^２／（Ｒｐ×Ｒｄ）｝×（ｒｐ／Ｒｐ）×（ｒｄ／Ｒｄ）＜０．０２
の関係が成立することを条件とする。

｛Ｌ^２／（Ｒｐ×Ｒｄ）｝×（ｒｐ／Ｒｐ）×（ｒｄ／Ｒｄ）が０．００５以下の場合は、半加工品１ｂからプレス成形品１に加工する際の曲率半径が過大となり、また、その変化量を補う凹所３の深さの差も不十分となり、半加工品１ｂからプレス成形品１への加工時に割れが発生してしまう。

一方、｛Ｌ^２／（Ｒｐ×Ｒｄ）｝×（ｒｐ／Ｒｐ）×（ｒｄ／Ｒｄ）が０．０２を超える場合は、曲率半径の変化量に対し、凹所３の深さの差Ｌが過大となり、底壁部５にて材料過剰となり座屈が発生し、表面品質不良となる。尚、曲率半径の変化量が大きい場合は、凹所３の深さの差Ｌを設けなくとも成形ができる。

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く、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適宜変更を加えて実施することも可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。

（実施例１）
実施例１では、板厚１．０ｍｍの６０００系アルミニウム合金板を用い、四面の側壁部と底壁部で囲まれた凹所を有する断面ハット形形状のプレス成形品を製造した。まず、絞り成形工程でプレス成形を施し、断面ハット形形状で、凹所の深さが２６ｍｍ（発明例１）と２５ｍｍ（比較例１）の半加工品を夫々製造した。これら半加工品の側壁部と底壁部の間の折曲Ｒ部（ポンチ肩）の曲率半径は、共にＲ１０ｍｍとした。続いて、２５℃の室温の条件のもと、後仕上工程に移り、発明例１、比較例１共に、凹所の深さが２５ｍｍ、折曲Ｒ部（ポンチ肩）の曲率半径がＲ３ｍｍとなるような曲げ加工（プレス成形）を施してプレス成形品を得た。

後仕上工程終了後のプレス成形品の側壁部と底壁部の間の折曲Ｒ部（ポンチ肩）を観察したところ、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さを、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さより１ｍｍ深く形成した発明例１では、側壁部と底壁部の間の折曲Ｒ部（ポンチ肩）に全く割れの発生が認められなかったが、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さを、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さと同一とした比較例１では、側壁部と底壁部の間の折曲Ｒ部（ポンチ肩）に割れの発生が確認できた。尚、発明例１は、（Ｌ／Ｒｐ）×（ｒｐ／Ｒｐ）＝０．０３であり、０．０２＜（Ｌ／Ｒｐ）×（ｒｐ／Ｒｐ）＜０．０８という条件を満たす。

（実施例２）
実施例２では、板厚１．０ｍｍの６０００系アルミニウム合金板を用い、四面の側壁部と底壁部で囲まれた凹所を有する断面ハット形形状のプレス成形品を製造した。まず、絞り成形工程でプレス成形を施し、断面ハット形形状で、凹所の深さが２７ｍｍ（発明例２）と２５ｍｍ（比較例２）の半加工品を夫々製造した。これら半加工品の側壁部と底壁部の間の折曲Ｒ部（ポンチ肩）の曲率半径は、共にＲ１０ｍｍとした。続いて、後仕上工程に移り、被加工材の前記折曲Ｒ部（ポンチ肩）を含む表面温度を２００℃に加熱した状態で、発明例２、比較例２共に、凹所の深さが２５ｍｍ、折曲Ｒ部（ポンチ肩）の曲率半径がＲ２ｍｍとなるような曲げ加工（プレス成形）を施してプレス成形品を得た。

後仕上工程終了後のプレス成形品の側壁部と底壁部の間の折曲Ｒ部（ポンチ肩）を観察したところ、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さを、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さより２ｍｍ深く形成した発明例２では、側壁部と底壁部の間の折曲Ｒ部（ポンチ肩）に全く割れの発生が認められなかったが、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さを、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さと同一とした比較例２では、側壁部と底壁部の間の折曲Ｒ部（ポンチ肩）に割れの発生が確認できた。尚、発明例２は、（Ｌ／Ｒｐ）×（ｒｐ／Ｒｐ）＝０．０４であり、０．０２＜（Ｌ／Ｒｐ）×（ｒｐ／Ｒｐ）＜０．０８という条件を満たす。

（実施例３）
実施例３では、板厚１．０ｍｍの６０００系アルミニウム合金板を用い、四面の側壁部と底壁部で囲まれた凹所を有する断面ハット形形状のプレス成形品を製造した。まず、絞り成形工程でプレス成形を施し、断面ハット形形状で、凹所の深さが２８ｍｍ（発明例３）と２５ｍｍ（比較例３）の半加工品を夫々製造した。これら半加工品の側壁部と底壁部の間の折曲Ｒ部（ポンチ肩）の曲率半径は、共にＲ１０ｍｍとし、側壁部とフランジ部の間の折曲Ｒ部（ダイス肩）の曲率半径は、共にＲ５ｍｍとした。続いて、後仕上工程に移り、被加工材の前記折曲Ｒ部（ポンチ肩およびダイス肩）を含む表面温度を２００℃に加熱した状態で、発明例３、比較例３共に、凹所の深さが２５ｍｍ、全ての折曲Ｒ部（ポンチ肩およびダイス肩）の曲率半径がＲ２ｍｍとなるような曲げ加工（プレス成形）を施してプレス成形品を得た。

後仕上工程終了後のプレス成形品の側壁部と底壁部の間の折曲Ｒ部（ポンチ肩）と側壁部とフランジ部の間の折曲Ｒ部（ダイス肩）を観察したところ、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さを、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さより３ｍｍ深く形成した発明例３では、これら折曲Ｒ部（ポンチ肩およびダイス肩）に全く割れの発生が認められなかったが、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さを、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さと同一とした比較例３では、側壁部と底壁部（ポンチ肩）の間の折曲Ｒ部に割れの発生が確認できた。尚、発明例３は、｛Ｌ^２／（Ｒｐ×Ｒｄ）｝×（ｒｐ／Ｒｐ）×（ｒｄ／Ｒｄ）＝０．００７であり、０．００５＜｛Ｌ^２／（Ｒｐ×Ｒｄ）｝×（ｒｐ／Ｒｐ）×（ｒｄ／Ｒｄ）＜０．０２という条件を満たす。

（実施例４）
実施例４では、板厚１．０ｍｍの６０００系アルミニウム合金板を用い、四面の側壁部と底壁部で囲まれた凹所を有する断面ハット形形状のプレス成形品を製造した。まず、絞り成形工程でプレス成形を施し、断面ハット形形状で、凹所の深さが２８ｍｍ（発明例４）と２５ｍｍ（比較例４）の半加工品を夫々製造した。これら半加工品の側壁部と底壁部の間の折曲Ｒ部（ポンチ肩）の曲率半径は、共にＲ１０ｍｍとし、側壁部とフランジ部の間の折曲Ｒ部（ダイス肩）の曲率半径は、共にＲ１０ｍｍとした。続いて、後仕上工程に移り、被加工材の前記折曲Ｒ部（ポンチ肩およびダイス肩）を含む表面温度を３００℃に加熱した状態で、発明例３、比較例３共に、凹所の深さが２５ｍｍ、全ての折曲Ｒ部（ポンチ肩およびダイス肩）の曲率半径がＲ３ｍｍとなるような曲げ加工（プレス成形）を施してプレス成形品を得た。

後仕上工程終了後のプレス成形品の側壁部と底壁部の間の折曲Ｒ部（ポンチ肩）と側壁部とフランジ部の間の折曲Ｒ部（ダイス肩）を観察したところ、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さを、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さより３ｍｍ深く形成した発明例４では、これら折曲Ｒ部（ポンチ肩およびダイス肩）に全く割れの発生が認められなかったが、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さを、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さと同一とした比較例３では、側壁部と底壁部（ポンチ肩）の間の折曲Ｒ部に割れの発生が確認できた。尚、発明例４は、｛Ｌ^２／（Ｒｐ×Ｒｄ）｝×（ｒｐ／Ｒｐ）×（ｒｄ／Ｒｄ）＝０．００８であり、０．００５＜｛Ｌ^２／（Ｒｐ×Ｒｄ）｝×（ｒｐ／Ｒｐ）×（ｒｄ／Ｒｄ）＜０．０２という条件を満たす。

１…プレス成形品
１ａ…被加工材
１ｂ…半加工品
２…折曲Ｒ部
２ａ…コーナー部（ポンチ肩）
２ｂ…コーナー部（ダイス肩）
３…凹所
４…側壁部
５…底壁部
６…フランジ部
７…リブ
８…加圧体
８ａ…加熱体
９…ポンチ
１０…ダイス
１１…ブランクホルダー

Claims (4)

1. 軽量合金材料製の被加工材からプレス成形を経て、側壁部と底壁部で囲まれた凹所を有するプレス成形品を製造する軽合金材料製プレス成形品の製造方法であって、
   前記プレス成形は、絞り成形工程と後仕上工程で構成され、
   絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さが、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さより深く形成されると共に、
   絞り成形工程終了時の半加工品の折曲Ｒ部の曲率半径が、後仕上工程終了後のプレス成形品の折曲Ｒ部の曲率半径より大きく形成され、
   また、前記折曲Ｒ部はポンチ肩であり、前記絞り成形工程終了時の半加工品のポンチ肩の曲率半径をＲｐ、前記後仕上工程終了後のプレス成形品のポンチ肩の曲率半径をｒｐ、半加工品とプレス成形品の凹所の深さの差をＬとしたとき、
   ０．０２＜（Ｌ／Ｒｐ）×（ｒｐ／Ｒｐ）＜０．０８の関係が成立することを特徴とする軽合金材料製プレス成形品の製造方法。
2. 軽量合金材料製の被加工材からプレス成形を経て、側壁部と底壁部で囲まれた凹所を有するプレス成形品を製造する軽合金材料製プレス成形品の製造方法であって、
   前記プレス成形は、絞り成形工程と後仕上工程で構成され、
   絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さが、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さより深く形成されると共に、
   絞り成形工程終了時の半加工品の折曲Ｒ部の曲率半径が、後仕上工程終了後のプレス成形品の折曲Ｒ部の曲率半径より大きく形成され、
   また、前記折曲Ｒ部はダイス肩であり、前記絞り成形工程終了時の半加工品のダイス肩の曲率半径をＲｄ、前記後仕上工程終了後のプレス成形品のダイス肩の曲率半径をｒｄ、半加工品とプレス成形品の凹所の深さの差をＬとしたとき、
   ０．０２＜（Ｌ／Ｒｄ）×（ｒｄ／Ｒｄ）＜０．０８の関係が成立することを特徴とする軽合金材料製プレス成形品の製造方法。
3. 軽量合金材料製の被加工材からプレス成形を経て、側壁部と底壁部で囲まれた凹所を有するプレス成形品を製造する軽合金材料製プレス成形品の製造方法であって、
   前記プレス成形は、絞り成形工程と後仕上工程で構成され、
   絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さが、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さより深く形成されると共に、
   絞り成形工程終了時の半加工品の折曲Ｒ部の曲率半径が、後仕上工程終了後のプレス成形品の折曲Ｒ部の曲率半径より大きく形成され、
   また、前記折曲Ｒ部はポンチ肩およびダイス肩であり、前記絞り成形工程終了時の半加工品のポンチ肩の曲率半径をＲｐ、前記後仕上工程終了後のプレス成形品のポンチ肩の曲率半径をｒｐ、前記絞り成形工程終了時の半加工品のダイス肩の曲率半径をＲｄ、前記後仕上工程終了後のプレス成形品のダイス肩の曲率半径をｒｄ、半加工品とプレス成形品の凹所の深さの差をＬとしたとき、
   ０．００５＜｛Ｌ ^２ ／（Ｒｐ×Ｒｄ）｝×（ｒｐ／Ｒｐ）×（ｒｄ／Ｒｄ）＜０．０２の関係が成立することを特徴とする軽合金材料製プレス成形品の製造方法。
4. 前記後仕上工程で、前記被加工材を、前記折曲Ｒ部を含んで挟持する一対の加圧体のうち少なくとも一方の加圧体を加熱体とすると共に、
   その加熱体で、前記被加工材の前記折曲Ｒ部を含む表面温度を２００〜３００℃に加熱した状態で、前記後仕上工程を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法。

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