JPH05131224A - 表面酸化皮膜の成長を抑制する温間成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、アルミニウム板材表面の酸化皮膜の
成長を抑制することができる温間成形方法を提供するこ
とを目的とする。 【構成】アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる
板材を成形金型に配置し、無酸素雰囲気下で前記板材お
よび／または前記金型を６０〜５００℃に加熱しながら
前記板材に温間成形を施すことを特徴としている。無酸
素雰囲気は、１０^-2Torr以下の真空状態、不活性ガス雰
囲気、および還元ガス雰囲気からなる群より選ばれた雰
囲気であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウムまたはア
ルミニウム合金からなる板材の温間成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、アルミニウムまたはアルミニウ
ム合金からなる板材（以下、アルミニウム板材と省略す
る）は、ＳＰＣＣ材と比較して成形性が劣ることが知ら
れている。そこで、成形性の向上を目的として、アルミ
ニウム板材に温間成形を施すことが試みられている。

【０００３】しかしながら、温間成形は成形時の温度が
高いので、アルミニウム板材の表面に酸化皮膜が成長す
る傾向がある。この酸化皮膜は、成形後のアルミニウム
板材に溶接、接着、塗装等の処理を施す場合にこれらの
処理に悪影響を及ぼす。

【０００４】このため、温間成形後にアルミニウム板材
の表面から酸化皮膜を除去する必要がある。しかし、酸
化皮膜の除去は、作業が大変であり、コストもかかるの
で、温間成形の実用化を妨げている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる点に鑑
みてなされたものであり、アルミニウム板材表面の酸化
皮膜の成長を抑制できる温間成形方法を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、アルミニ
ウム板材表面の酸化皮膜の成長が板材に接する雰囲気中
に存在する酸素の材料内部への拡散により起こることに
着目し、無酸素雰囲気下でこの拡散を防止して酸化皮膜
の成長を抑制することを見出だし本発明をするに至っ
た。

【０００７】すなわち、本発明は、アルミニウムまたは
アルミニウム合金からなる板材を成形金型に配置し、無
酸素雰囲気下で前記板材および／または前記金型を６０
〜５００℃に加熱しながら前記板材に温間成形を施すこ
とを特徴とする表面酸化皮膜の成長を抑制する温間成形
方法を提供する。

【０００８】ここで、無酸素雰囲気は、１０^-2Torr以下
の真空状態、不活性ガス雰囲気、および還元ガス雰囲気
からなる群より選ばれた雰囲気であることが好ましい。
これは、１０^-2Torr以下の真空状態および不活性ガス雰
囲気では酸素分圧を小さくすることができ、還元ガス雰
囲気では酸素分圧を小さくすると共に還元ガスにより酸
素を還元することができるからである。この場合、雰囲
気の制御は、成形装置全体で行ってもよいし、必要な箇
所、すなわちアルミニウム板材近傍のみで行ってもよ
い。

【０００９】温間成形時の加熱温度は６０〜５００℃に
設定する。これは、加熱温度が６０℃未満であると加工
硬化の原因となる転移が熱エネルギーにより開放され
ず、加熱温度が５００℃を超えると材料中の粒界の結合
力が低下し、これにより粒界に空隙が発生したり、強度
が低下して成形性を低下させるからである。また、加熱
温度が５００℃を超えると、板材にいわゆる肌荒れが生
じて成形加工品に悪影響を及ぼす。なお、非熱処理型合
金については、本発明の温度範囲全般にわたって効果が
発揮されるが、熱処理により析出硬化する熱処理型合金
については、ある温度領域で時効硬化により成形加工限
界が低下する。このため、熱処理型合金では、本発明の
温度範囲であってしかもその合金の溶体化温度領域で温
間成形を行う必要がある。

【００１０】加熱は、アルミニウム板材または成形金型
のいずれかに対して行ってもよいし、アルミニウム板材
および成形金型の両方に対して行ってもよい。

【００１１】

【作用】本発明の表面酸化皮膜の成長を抑制する温間成
形方法によれば、無酸素雰囲気下でアルミニウム板材お
よび／または金型を６０〜５００℃に加熱しながら行う
ので、アルミニウム板材の表面から内部への酸素の拡散
を充分に防止できる。これにより、アルミニウム板材に
対する良好な成形性を維持しつつ、アルミニウム板材表
面の酸化皮膜の成長を抑制する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

【００１３】実施例１ 図１は本発明の温間成形方法に使用される張出し成形装
置を示す概略図である。図中１０は上板押えを示す。上
板押え１０の上部にはスライド１１が取り付けられてい
る。また、上板押え１０の下方には下板押え１２が設置
されており、上板押え１０と下板押え１２でアルミニウ
ム板材１３を挟持するようになっている。下板押え１２
は、クッションパッド１４に立設されたクッションピン
１５により支持されている。また、クッションピン１５
にはボルスター１６が取り付けられており、ボルスター
１６上には直径２００mmφの球頭ポンチ１７が載置され
ている。

【００１４】上板押え１０および下板押え１２の板材挟
持部、並びに球頭ポンチ１７の板材接触部には、それぞ
れヒータ１８が埋設されている。それぞれのヒータ１８
は、図示しない制御手段と接続されており制御手段から
の信号に基づいて温度制御されている。

【００１５】スライド１１には導管１９が取り付けられ
ており、導管１９は装置内部と連通するようになってい
る。導管１９にはコック２０が取り付けられており、コ
ック２０により吸気およびガス導入が選択的に行われ
る。

【００１６】このような構成の張出し成形装置に、ＪＩ
Ｓ Ａ ５１８２−０からなる板厚１．０mmの板材を打
ち抜いて得られた直径４００mmφのブランク材を設置
し、このブランク材に球頭ポンチ１７を用いて張出し成
形を施した。このとき、金型、すなわち上板押え１０、
下板押え１２、および球頭ポンチ１７をヒータ１８によ
り１００℃に加熱し、コック２０を吸気側にして装置内
部を１０^-2Torr以下の真空状態とした。

【００１７】その後、上板押え１０、下板押え１２、お
よび球頭ポンチ１７を室温に冷却してブランク材を装置
から取り出して実施例１の成形品を得た。

【００１８】得られた実施例１の成形品について成形
性、肌荒れの有無、および酸化皮膜厚を調べた。その結
果を下記表１に示す。なお、成形性はポンチ変位量を変
えて成形することで得られた成形品で破断したもののう
ち、最も短いポンチ変位量で破断した成形品の成形高さ
を実測することにより評価した。また、肌荒れの有無は
目視により判断し、酸化皮膜厚はＸ線光電子分光分析装
置により、表面から深さ方向に向かって検出される元素
の濃度分析を行うことにより測定した。

【００１９】実施例２〜４、比較例１〜４ 下記表１に示す加熱温度および雰囲気に設定すること以
外は実施例１と同様にしてアルミニウム板材に温間成形
を施して実施例２〜４、比較例１〜４の成形品を得た。

【００２０】得られた実施例２〜４、比較例１〜４の成
形品について、成形性、肌荒れの有無、および酸化皮膜
厚を実施例１と同様にして調べた。その結果を下記表１
に併記する。

【００２１】

【表１】

【００２２】表１から明らかなように、本発明の方法に
より得られた成形品（実施例１〜４）は、成形性が良好
であり、肌荒れがなく、しかも酸化皮膜の形成が少なか
った。これに対して、本発明において規定する雰囲気で
温間成形を行って得られた成形品（比較例１，２）は酸
化皮膜の形成が多く、本発明において規定する温度範囲
より低い温度で温間成形を行って得られた成形品（比較
例３）は成形性が悪く、本発明において規定する温度範
囲より高い温度で温間成形を行って得られた成形品（比
較例４）は肌荒れが発生した。

【００２３】

【発明の効果】以上説明した如く本発明の表面酸化皮膜
の成長を抑制する温間成形方法は、アルミニウム板材の
成形性を向上させ、かつアルミニウム板材表面の酸化皮
膜の成長を抑制することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の温間成形方法に使用される張出し成形
装置を示す概略図。

【符号の説明】

１０…上板押え、１１…スライド、１２…下板押え、１
３…アルミニウム板材、１４…クッションパッド、１５
…クッションピン、１６…ボルスター、１７…球頭ポン
チ、１８…ヒータ、１９…導管、２０…コック。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウムまたはアルミニウム合金か
   らなる板材を成形金型に配置し、無酸素雰囲気下で前記
   板材および／または前記金型を６０〜５００℃に加熱し
   ながら前記板材に温間成形を施すことを特徴とする表面
   酸化皮膜の成長を抑制する温間成形方法。
2. 【請求項２】 無酸素雰囲気は、１０^-2Torr以下の真空
   状態、不活性ガス雰囲気、および還元ガス雰囲気からな
   る群より選ばれた雰囲気である請求項１記載の表面酸化
   皮膜の成長を抑制する温間成形方法。