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Info
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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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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/20—Deep-drawing
- B21D22/208—Deep-drawing by heating the blank or deep-drawing associated with heat treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D35/00—Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
- B21D35/002—Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
- B21D35/005—Processes 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)
- Mechanical Engineering (AREA)
- 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。
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
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
形に対して極めて有効である。
【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。
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。
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。
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。
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
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)
- 【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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4210534A JPH0655230A (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | マグネシウム薄板の深絞り成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4210534A JPH0655230A (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | マグネシウム薄板の深絞り成形方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0655230A true JPH0655230A (ja) | 1994-03-01 |
Family
ID=16590955
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4210534A Pending JPH0655230A (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | マグネシウム薄板の深絞り成形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0655230A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3706969A1 (de) * | 1987-03-03 | 1988-10-06 | Yokogawa Electric Corp | Elektromagnetischer stroemungsmesser |
US6263718B1 (en) * | 1995-04-13 | 2001-07-24 | Schmalbac Lubeca Ag | Temperature control during can body ironing |
JP2001300643A (ja) * | 2000-04-21 | 2001-10-30 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | マグネシウム材製品の製造方法 |
US6316129B1 (en) | 1998-03-26 | 2001-11-13 | Tokyo Seitan Inc. | Thin, forged magnesium alloy casing and method for producing same |
JP2003048026A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-02-18 | Niigata Prefecture | マグネシウム合金の塑性加工方法及びその装置 |
JP2003053437A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-26 | Niigata Prefecture | マグネシウム合金の連続プレス加工装置 |
US6550302B1 (en) * | 1999-07-27 | 2003-04-22 | The Regents Of The University Of Michigan | Sheet metal stamping die design for warm forming |
WO2007122230A1 (de) * | 2006-04-24 | 2007-11-01 | Thyssenkrupp Steel Ag | Vorrichtung und verfahren zum umformen von platinen aus höher- und höchstfesten stählen |
ITMI20100035A1 (it) * | 2010-01-15 | 2011-07-16 | Tsa Solutions S R L | Metodo ed apparecchiatura per formare pezzi in lega di magnesio. |
CN110640018A (zh) * | 2019-08-13 | 2020-01-03 | 安庆师范大学 | 一种多物理场复合效应微成形装置及方法 |
-
1992
- 1992-08-06 JP JP4210534A patent/JPH0655230A/ja active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3706969A1 (de) * | 1987-03-03 | 1988-10-06 | Yokogawa Electric Corp | Elektromagnetischer stroemungsmesser |
US6263718B1 (en) * | 1995-04-13 | 2001-07-24 | Schmalbac Lubeca Ag | Temperature control during can body ironing |
US6316129B1 (en) | 1998-03-26 | 2001-11-13 | Tokyo Seitan Inc. | Thin, forged magnesium alloy casing and method for producing same |
US6511560B2 (en) | 1998-03-26 | 2003-01-28 | Tokyo Seitan Inc. | Thin, forged magnesium alloy casing and method for producing same |
US6550302B1 (en) * | 1999-07-27 | 2003-04-22 | The Regents Of The University Of Michigan | Sheet metal stamping die design for warm forming |
JP2001300643A (ja) * | 2000-04-21 | 2001-10-30 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | マグネシウム材製品の製造方法 |
JP2003048026A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-02-18 | Niigata Prefecture | マグネシウム合金の塑性加工方法及びその装置 |
JP2003053437A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-26 | Niigata Prefecture | マグネシウム合金の連続プレス加工装置 |
WO2007122230A1 (de) * | 2006-04-24 | 2007-11-01 | Thyssenkrupp Steel Ag | Vorrichtung und verfahren zum umformen von platinen aus höher- und höchstfesten stählen |
JP2009534196A (ja) * | 2006-04-24 | 2009-09-24 | ティッセンクルップ スチール アクチェンゲゼルシャフト | 強靭鋼及び高強靭鋼製のブランクを成形する装置及び方法 |
US9068239B2 (en) | 2006-04-24 | 2015-06-30 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Device and method for the forming of blanks from high and very high strength steels |
ITMI20100035A1 (it) * | 2010-01-15 | 2011-07-16 | Tsa Solutions S R L | Metodo ed apparecchiatura per formare pezzi in lega di magnesio. |
CN110640018A (zh) * | 2019-08-13 | 2020-01-03 | 安庆师范大学 | 一种多物理场复合效应微成形装置及方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990907 |