JPH0655230A - マグネシウム薄板の深絞り成形方法 - Google Patents

マグネシウム薄板の深絞り成形方法

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JPH0655230A
JPH0655230A JP4210534A JP21053492A JPH0655230A JP H0655230 A JPH0655230 A JP H0655230A JP 4210534 A JP4210534 A JP 4210534A JP 21053492 A JP21053492 A JP 21053492A JP H0655230 A JPH0655230 A JP H0655230A
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JP
Japan
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temperature
punch
deep drawing
die
thin plate
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Pending
Application number
JP4210534A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Ogami
哲郎 大上
Katsutoshi Yamada
勝利 山田
Shoichi Sekiguchi
昭一 関口
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH0655230A publication Critical patent/JPH0655230A/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20Deep-drawing
    • B21D22/208Deep-drawing by heating the blank or deep-drawing associated with heat treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D35/00Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/002Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/005Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00 characterized by the material of the blank or the workpiece

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、室温では成形困難なマグネシウム
薄板を深絞り成形する方法を提供する。 【構成】 ポンチ、フランジ部共に表面温度が175℃
以上、500℃以下の温度範囲に加熱された金型を用い
て成形することにより、マグネシウム薄板の深絞り成形
を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車などに用いられる
部品を、マグネシウム薄板を用いて製造する場合のプレ
ス成形方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から自動車、家具、電気製品などに
用いられる部品はプレス加工により製造されることが多
く、材料の主体は薄鋼板であった。しかしながら、近年
地球環境問題から炭酸ガス排出量の減少を図るため、自
動車の軽量化の必要性が大きく取り上げられるようにな
り、北米ではブライアン法案などのような現状よりも数
十%の大幅な軽量化を段階的に達成することが議論され
ている。このような大幅な軽量化を達成するために、従
来よりも板厚を減少させた高強度鋼板や表皮鋼板の間に
芯材樹脂を挟んだ軽量ラミネート鋼板のような薄鋼板で
の対応のみならず、アルミニウムやマグネシウムなど軽
金属の適用が図られようとしている。薄鋼板の対応に関
しては、武智の「自動車用材料の最近の動向」(鉄と
鋼、Vol.78−3(1992)、339〜345)
のほか多くの論文が発表されている。また、アルミニウ
ムに関しては、第137回塑性加工シンポジウム(19
91年9月)において「自動車軽量化におけるアルミニ
ウム材料とその加工技術」の表題で8件の論文が発表さ
れるなど、多くの論文が発表されている。しかしなが
ら、マグネシウムの薄板のプレス加工については、殆ど
報告がなくその機械的特性や加工性は殆ど知られていな
かった。
【0003】一方、本発明者らは特願昭62−2305
48号、特願平1−292279号にて温度を利用した
成形技術及びその効果を検討してきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように従来良く知
られていなかったマグネシウム薄板の成形に対して、そ
の機械的特性及び深絞り成形性を調査すると共に、ポン
チ及びフランジ部の金型温度を制御することにより該薄
板の成形可能な温度範囲の探索が必要であった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らはかかる問題
点を解決するために種々検討した結果、下記に示すよう
な方法を創案した。即ち、本発明の要旨とするところ
は、ポンチ、フランジ部共に表面温度が175℃以上、
500℃以下の温度範囲に加熱された金型を用いて成形
することを特徴とするマグネシウム薄板の深絞り成形方
法にある。
【0006】
【作用】具体例として、自動車用部品の基本形状の一つ
である角筒深絞り成形について考える。図1において、
1はポンチ、2はダイ、3はブランクホルダー、4は被
成形材、5はポンチの温度制御装置、6はポンチ肩部の
表面近傍の温度を検出する熱電対、7はポンチ内部に設
置されたインサートヒーター、8はフランジ部の温度制
御装置、9はフランジ部の代表温度としてダイ肩部近傍
の温度を検出する熱電対、10はダイ及びブランクホル
ダー内部に設置されたインサートヒーター、11は断熱
材である。表1は、図1に示した金型により角筒深絞り
成形を行った材料の含有成分、板厚及び室温での機械的
特性の一覧表である。図2は、表1に示した材料の伸び
の温度依存性を示したものである。
【0007】図1は本発明法を示すものであるが、5、
7、8及び10の温度制御装置とインサートヒーターを
使用しなければ通常のプレスによる室温での成形(以
下、室温成形と記す)と同じであり、室温成形ではブラ
ンクを小さくしてもポンチコーナー部から破断し、成形
できなかった。この状態は、ポンチとフランジ部の温度
を上げることにより徐々に改善され、ポンチとフランジ
部の温度を同じ設定温度とし、175℃以上とした場
合、限界絞り比1.6が成形できるようになり、225
℃以上とした場合、限界絞り比2.0が成形できるよう
になった。限界絞り比とは、成形可能な最大の正方形ブ
ランクの一辺の長さを、正方形形状のポンチの一辺の長
さ75mmで割った値である。通常の深絞り用鋼板の場
合、限界絞り比1.6未満では殆ど深絞り成形ができ
ず、限界絞り比1.6で以上あればある程度の深絞り成
形が可能であり、限界絞り比2.0以上であれば自動車
用部品の多くが成形できるようになると言われている。
従って、マグネシウム薄板の場合、ポンチとフランジ部
の温度が175℃未満では限界絞り比1.6未満で殆ど
深絞り成形ができないが、175℃以上になればある程
度成形できるようになり、225℃以上になれば自動車
用部品の多くが成形できるようになる。図1において1
1は断熱材であり、金型の熱をプレス機械に伝わりにく
くして、プレス作業の円滑化を図るものである。
【0008】本発明により、マグネシウム薄板が深絞り
成形できるようになる理由は以下のように考えられる。
図1はインサートヒーター、金型温度の検出用熱電対及
び温度制御装置からなる深絞り工程の金型断面図を示し
たものであり、ポンチ及びフランジ部の金型の表面から
熱伝導によりマグネシウム薄板が加熱される。該薄板は
熱伝導率が大きく、しかも熱容量が金型に比較して小さ
いため、瞬時に加熱される。このことを確かめるため
に、図3に示すように該薄板の端部に熱電対を溶接し、
室温の該薄板を250℃のフランジ部に置いた後、しわ
押さえ圧力をかけて該薄板をフランジ部金型と密着させ
た場合の温度の経過時間変化を示したものが図4であ
る。図3において、12はマグネシウム薄板、13は熱
電対であり、本実験ではクロメル、アルメル熱電対を用
いた。該薄板は、250℃に加熱されたフランジ部に置
くと温度が上昇しはじめるが、しわ押さえ圧力をかけて
該薄板とフランジ部を密着させると急激に該薄板の温度
が上昇してフランジ部温度に一致することが分かる。実
際のプレス成形による深絞り成形では、フランジ部に発
生するしわを防止するため、しわ押さえ圧力をかけてブ
ランクとフランジ部を密着させる工程は不可欠であり、
ブランクの温度はフランジ部からの熱伝導により、ブラ
ンクとフランジ部の密着と殆ど同時にフランジ部温度に
一致するようになる。さらに、素材の含有成分や室温で
の機械的特性、ポンチ及びフランジ部の金型温度、限界
絞り比などを整理して表1に示す。
【0009】
【表1】
【0010】表1から本発明により限界絞り比が向上
し、室温成形では殆ど成形できなかったマグネシウム薄
板が深絞り成形できるようになっていることが分かる。
また、ポンチとフランジ部は温度差をつけるよりも同じ
温度で175℃以上を確保する方が良いことが分かっ
た。このようにポンチ、フランジ部共に温度が高いほう
が良いが、温度が高くなりすぎるとマグネシウム薄板が
着火するおそれがあるため、500℃を上限とする。
【0011】
【発明の効果】本発明は、マグネシウム薄板の深絞り成
形に対して極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施に用いる金型の断面図である。
【図2】マグネシウム薄板の伸びの温度依存性を示す図
である。
【図3】マグネシウム薄板への熱電対の溶接方法を示す
該略説明図である。
【図4】室温のマグネシウム薄板を250℃のフランジ
部に置いた後、しわ押さえ圧力をかけてフランジ部に密
着させた場合の該薄板の温度変化を示す図である。
【符号の説明】
1 ポンチ 2 ダイ 3 ブランクホルダー 4 被成形材 5 ポンチの温度制御装置 6 ポンチ肩部の表面近傍の温度を検出する熱電対 7 ポンチ内部に設置されたインサートヒーター 8 フランジ部の温度制御装置 9 ダイ肩部近傍の温度を検出する熱電対 10 ダイ及びブランクホルダー内部に設置されたイ
ンサートヒーター 11 断熱材 12 マグネシウム薄板 13 熱電対

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポンチ、フランジ部共に表面温度が17
    5℃以上、500℃以下の温度範囲に加熱された金型を
    用いて成形することを特徴とするマグネシウム薄板の深
    絞り成形方法。
JP4210534A 1992-08-06 1992-08-06 マグネシウム薄板の深絞り成形方法 Pending JPH0655230A (ja)

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Effective date: 19990907