JP2010012517A - 軽合金材料製プレス成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】絞り成形工程で被加工材に発生するしわやスプリングバック、Ｒ形状の曲率半径過大といった形状不良を、後加工工程で確実に矯正することができる軽合金材料製プレス成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】絞り成形工程と後加工工程を順に経て被加工材１ａからプレス成形品１を製造する軽合金材料製プレス成形品の製造方法において、後加工工程で被加工材１ａを加工する金型３に、その被加工材１ａを表裏から挟持する加圧体２ａを付設し、それら加圧体２ａのうち少なくとも一方を加熱体２とし、その加熱体２により被加工材１ａの表面温度を１００〜４００℃に加熱した状態で、並行して後加工工程での加工を行う。
【選択図】図１

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、絞り成形工程時に被加工材に発生するしわやスプリングバック、Ｒ形状の曲率半径過大といった形状不良を、プレス成形品の製造時に矯正することができる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。

圧延板を用いて複雑な形状の絞り成形を行う場合には、絞り成形品にしわが発生することがある。そこで、従来から絞り成形品を製造するために多く用いられてきた鋼板では、しわの発生を抑制するために、ビードの設置、その調整、或いはしわ押さえ力を上げるなどして部分的にブランク流入を抑制する対策がとられてきた。この対策を施すことによりしわは発生しにくくなるものの、プレス割れが発生しやすくなる傾向があるため、これらを両立するべく調整が図られてきた。

しかしながら、軽合金板、特にアルミニウム合金板は、鋼板などに比べると成形性が劣る傾向があることから、プレス成形割れが発生しやすく、しわの発生とプレス割れの発生を同時に抑制することは非常に困難であるという問題があった。

このような背景から、絞り成形時にしわや割れが発生することを抑制するために、従来から様々な提案がなされているが、それらの提案の何れもが、絞り成形を行う装置、すなわち絞り成形工程に何らかの改善を施し、しわの発生を抑制しようとするものであった。

特許文献１〜７に記載された技術は、その何れもが絞り成形工程の絞り成形を行う装置に何らかの改善を施している。特許文献１には、ブランクのフランジ部を挟着する板押さえとダイスを、夫々に設けた加熱ヒーターで加熱することで、成形時のブランクのフランジ部を加熱する技術が記載されている。特許文献２には、電気ヒーターが内部に設けられたしわ押さえと、電気ヒーターが内部に設けられたダイスで、板材を挟持すると共にこの挟持部分を加熱し、同時に加熱の影響を受けるパンチの端面が接触する板材の部分を、パンチの反対側に設けた冷却風供給装置からの冷却気体で冷却する技術が記載されている。

また、特許文献３には、電気ヒーターが内部に設けられたしわ押さえと、電気ヒーターが内部に設けられたダイスで、板材を挟持すると共にこの挟持部分を加熱し、同時に加熱の影響を受けるパンチの端面が接触する板材の部分を、パンチの反対側に設けた非酸化性ガス供給装置から吹き出す非酸化性ガスで冷却する技術が記載されている。特許文献４には、ダイスおよび／または板押さえの取り付け部に電熱ヒーター等の加熱媒体を設置すると共に、パンチに貫通路を穿孔して冷却水等の冷却媒体を還流させ、そのダイス、板押さえ、パンチを用いて金属薄板を深絞り加工する技術が記載されている。

更には、特許文献５には、温間プレス加工に関する技術として、ヒーターを埋め込んだダイス及びしわ押さえ金具と、冷媒を循環させる配管を埋め込んだポンチでアルミニウム合金板を温間成形する技術が記載されている。特許文献６には、温間成形に関する技術として、ヒーターを内蔵するパンチ、ダイス、及びしわ押さえを具備する成形装置を用いて、アルミニウム合金板を温間成形する技術が記載されている。特許文献７には、ダイとワーク保持具（しわ押さえ）の少なくとも一方に金型ベース部とは別体になったワーク押面部を設け、そのワーク押面部を複数のワーク加熱ブロックに分け、そのワーク加熱ブロックを各々独立して温度制御することで、アルミニウム合金板等のワークを温間でプレス成形する技術が記載されている。

しかしながら、特許文献１〜７に記載された技術は、その何れもが絞り成形工程の絞り成形を行う装置自体にヒーター等の温度制御装置を内蔵するものである。これらの場合には、ポンチ、ダイスそのものを加熱あるいは冷却する必要があることから、非常に金型構造が複雑になり、たとえできたとしても金型寿命が短くなりやすいという問題があった。また、被加工材を加工温度まで加熱するため、被加工材を表裏から挟持して保持する時間が必要となるなど、通常の冷間プレス成形と比較して生産性が著しく低下するという問題もあった。これらの問題が発生することを避けるためには、絞り成形工程に先立って加熱工程を追加設置しなければならなかった。

また、アルミニウム合金板をはじめとする金属板に絞り成形等のプレス成形を施した場合、弾性回復による変形、すなわちスプリングバックが生じるという問題もある。この問題を解消するためにも従来から様々な提案がなされている。

特許文献８と特許文献９には、絞り成形において、金属板の弾性回復の発生が予想される部位を予め把握し、プレス下死点前で加熱して軟化させ、絞り成形により生じる残留応力を低減させる技術が記載されている。また、特許文献１０には、金型の加圧拘束力が付与されている成形品の特定の部位に対して、成形品自体を含む二枚の金属板同士を重ね合わせた状態でその重合方向に通電することにより局部加熱処理を施して、特定の部位での応力を調整する技術が記載されている。

しかしながら、これらの技術は、その何れもが絞り成形の段階で、スプリングバックが発生することを抑制しようとする技術であって、スプリングバックが発生してしまった場合の絞り成形後の工程で矯正を行うことができる技術ではなかった。

また、自動車パネルにアルミニウム合金板を用いる場合、従来から自動車パネルに多く用いられている鋼板と比較して成形限界が低く、鋼板と同様のＲ形状に成形しようとした場合、割れが発生するという問題があるため、比較的大きい曲率半径にて部品設計される。この場合、曲率半径の小さい鋼板部品と接合する際にＲ部が干渉してしまうという問題があった。その解決のため、多段プレス工程として曲率半径を逐次小さくしていく手法を採用することが考えられるが、今度はプレス工程が多くなるという新たな問題を発生してしまう。

特開平４−３５１２２９号公報 特開平５−２３７５５８号公報 特開平５−３０９４２５号公報 特開平１１−３０９５１８号公報 特開２００７−１２５６０１号公報 特開２００６−２０５２４４号公報 特許第３３８０２８６号公報 特開平１−２３３０１９号公報 特開平７−１５５８５６号公報 特開２００７−１１８０１４号公報

本発明は、上記従来の問題を解決せんとしてなされたもので、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、絞り成形工程時に被加工材に発生するしわやスプリングバック、Ｒ形状の曲率半径過大といった形状不良を、絞り成形工程後の後加工工程で確実に矯正することができる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、絞り成形工程と後加工工程を順に経て軽合金材料製の被加工材から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において、後加工工程で前記被加工材を加工する金型に、その被加工材を表裏から挟持する加圧体を付設し、それら加圧体のうち少なくとも一方の加圧体を加熱体とし、その加熱体により前記被加工材の表面温度を１００〜４００℃に加熱した状態で、並行して前記後加工工程での加工を行う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２記載の発明は、前記加圧体による被加工材の挟持で、絞り成形工程で前記被加工材の表面に発生したしわを矯正することを特徴とする請求項１記載の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、前記加圧体による被加工材の挟持で、絞り成形工程後に前記被加工材に発生したスプリングバックを矯正することを特徴とする請求項１記載の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、前記加圧体による被加工材の挟持で、絞り成形工程時に前記被加工材に形成されたＲ形状を、更に小さい曲率半径の形状に成形することを特徴とする請求項１記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法である。

請求項５記載の発明は、前記加圧体により被加工材を挟持した際の前記被加工材の表面温度（Ｔ）と、前記加圧体による被加工材の挟持で成形を行う前後の曲率半径の比（Ｒ／Ｒ_０）を、下記２式を満足する条件としてなることを特徴とする請求項４記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法である。
Ｒ／Ｒ_０≧１．０−０．００５×Ｔ
Ｒ／Ｒ_０≧０．００２×Ｔ−０．３
但し、Ｒ／Ｒ_０≧０．３、Ｒは成形後の曲率半径、Ｒ_０は成形前の曲率半径である。

請求項６記載の発明は、前記加熱体は、前記金型のベース部からは独立して設けられており、単独で温度制御されることを特徴とする請求項１乃至５のいず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。

請求項７記載の発明は、前記後加工工程は、トリム工程、ピアス工程、曲げ工程のうち、いずれか一つ以上の工程であることを特徴とする請求項１乃至６のいず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。

本発明の請求項１記載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プレス成形品を、被加工材から製造する際に、絞り成形工程時に被加工材に発生するしわやスプリングバック、Ｒ形状の曲率半径過大といった形状不良を、絞り成形工程後の後加工工程で加圧加熱することで確実に矯正することができる。

本発明の請求項２記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法によると、絞り成形工程においては、しわの発生をある程度許容して、しわ押さえ力を下げる等してブランクの流入を促進し、絞り性を優先して被加工材を加工することが可能で、後加工工程でしわを矯正することができ、絞り成形性と表面平坦度が共に優れた、しわのない複雑形状のプレス成形品を製造することができる。

本発明の請求項３記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法によると、絞り成形工程後の後加工工程で、並行して被加工材に発生したスプリングバックの矯正を行うことができるので、確実にスプリングバックの矯正を行うことができ、また、スプリングバック矯正のための余分な工程も必要としない。

本発明の請求項４記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法によると、絞り成形工程時に前記被加工材に形成されたＲ形状を、更に小さい曲率半径の形状に成形するための追加加工工程を必要とせず、絞り成形工程後の後加工工程で並行して被加工材のＲ形状を、更に小さい曲率半径の形状に成形することができる。

本発明の請求項５記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法によると、絞り成形工程時に前記被加工材に形成されたＲ形状を、更に小さい曲率半径の形状に成形する加工を、適切な条件で被加工材に割れを発生させることなく確実に行うことができる。

本発明の請求項６記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法によると、加熱体の熱が金型のベース部に伝達してしまい被加工材に熱が十分に伝わらず、しわやスプリングバック、形状Ｒの矯正が十分にできなくなるといった問題が発生することがなくなる。

本発明の請求項７記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法によると、絞り成形工程の後加工工程が、トリム工程、ピアス工程、曲げ工程の何れの場合であっても、また、複数の工程であっても、しわやスプリングバック、Ｒ形状の曲率半径過大といった形状不良の矯正を確実に行うことができる。

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）は後加工工程のうちトリム（切断）工程を、（ｃ) は後加工工程のうち曲げ工程を夫々示す。 本発明のプレス成形品の製造方法に基づき製造したプレス成形品を示し、左図はプレス成形品の全容写真を、右図はプレス成形品の絞り加工された要部の表面写真を夫々示す。 図２の左図のＡ〜Ａ’の位置で、表面に発生したしわの高さを示すグラフ図である。 加熱体での供試材表面の加熱温度と、プレス成形品の表面に発生したしわ高さの関係を示すグラフ図である。 ９０°Ｖ曲げ金型により被加工材をプレス成形する状態を示す縦断面図である。 スプリングバック角度を説明するための縦断面図である。 加熱体により加熱された供試材の表面温度（金型温度）と、スプリングバック角度の関係を示すグラフ図である。 実施例３，４で、プレス成形品を被加工材から製造する際の被加工材のＲ成形限界を評価するために用いた供試材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 成形限界Ｒ比（Ｒ／Ｒ_０）と、成形時の加工材の表面温度（Ｔ）の関係を示すグラフ図である。

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、図１（ｂ)と（ｃ)に示す製造工程は後加工工程である。図１に示す実施形態の場合、後加工工程には、図１（ｂ)に示すトリム（切断）工程と、図１（ｃ)に示す曲げ工程がある。

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４、ダイス５、ブランクホルダー６で成るプレス成形用金型を用いた絞り成形で所望の形状に成形される。

図１（ｂ)に示す製造工程は後加工工程のトリム（切断）工程であって、切断用の金型３を用いて、被加工材１ａの外周部が所望の形状に切断される。この工程の金型３には、切断加工時の被加工材１ａを表裏（図１では上下）から挟持する一対の加圧体２ａが付設されている。これら加圧体２ａのうち少なくとも一方は加熱体２であり、加熱体２は、切断加工時の被加工材１ａを挟持してその発熱により図１（ａ)に示す絞り成形工程で被加工材１ａの表面に発生したしわや、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を矯正し、また、絞り成形工程において一度成形されたＲ部を更に小さな径のＲ形状に成形する。尚、上下の加圧体２ａは、両方とも加熱体２であることが望ましい。

加熱体２は、切断用の金型３のベース部３ａとは独立して設けられた金属ブロックであり、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、加熱体２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。

この加熱体２は、しわやスプリングバックが発生している等で矯正が必要な部位に設けられる。被加工材１ａの矯正が必要な部位が、その中央部付近の場合は、図１（ｂ)に示すように、金型３の加工部とは別に独立して設けられるが、被加工材１ａの矯正が必要な部位が、被加工材１ａの切断加工部の近傍の場合は、金型３のワーク押さえパッド３ｂに隣接して設けられたり、或いはワーク押さえパッド３ｂ自体が加熱体２であったりしても良い。

また、加熱体２が金型３のベース部３ａと接触したり、一体となって設けられていると、加熱体２で発生する熱が金型３のベース部３ａに伝達してしまうことになり、加熱体２による被加工材１ａの矯正が必要な部位の加熱が不十分になったり、温度維持が困難になったりしてしまう。その問題を解消するためにはこの構成のままでは必要以上の加熱が必要になるので、加熱体２と金型３のベース部３ａは、熱的に縁が切られた状態で独立して設けられることが望ましい。特に図示はしないが、具体的には、加熱体２と金型３のベース部３ａの間に断熱材が設けられたり、スプリングが介装されたりして相互に直接接触しない状態で設けられる。

また、加熱体２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。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。

図１（ｃ)に示す製造工程は後加工工程の曲げ工程であって、トリム工程による外周部の切断加工が終了した被加工材１ａの外周部を、更に曲げ加工用の金型７を用いて曲げ加工し、最終的なプレス成形品１とする。尚、図１（ｃ)には特に加圧体２ａおよび加熱体２を図示していないが、図１（ｂ)と同様に加圧体２ａおよび加熱体２が設けられていても良い。

以上、図１に基づいて、本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、絞り成形工程→後加工工程（トリム工程→曲げ工程）という順の製造工程で、被加工材１ａからプレス成形品１を製造する実施形態である。後加工工程は、トリム工程、曲げ工程の単独でも良く、トリム工程と曲げ工程のほかに、ピアス（穴あけ）工程を選択することもできる。また、これら３種の工程を適宜組み合わせて複数の工程よりなる後加工工程としても良い。後加工工程が複数の工程よりなる場合は、少なくとも一つの工程に、加圧体２ａおよび加熱体２が設けられておれば良い。

本発明では、後加工工程に加圧体２ａおよび加熱体２を設けたが、もし、絞り成形工程に加圧体２ａおよび加熱体２を設けることを想定した場合、必然的にポンチ４やダイス５に近接して加圧体２ａおよび加熱体２を設置することとなり、ポンチ４やダイス５への熱伝導を避けることが困難になるか、たとえその熱伝導を避けることができても構造を非常に複雑な構造とする必要がある。また、荷重が最もかかるプレス成形用金型に加圧体２ａおよび加熱体２を設置することとなり、設置自体が困難になるか、たとえ設置することができても、プレス成形用金型の強度が低下する等の悪影響があり、金型寿命が短くなってしまう。

これに対し、本発明のように、後加工工程に加圧体２ａおよび加熱体２を設ける場合、加熱体２を金型３のベース部３ａから離して独立して設けることができ、金型３の構造を大きく変更する必要もない。また、金型３の寿命にも影響を与えることもない。

次に、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、加熱体２により加熱した際の被加工材１ａの表面温度、加圧体２ａでの加圧力、その加圧時間について説明する。

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。

加熱体２により加熱した際の被加工材１ａの表面温度が、１００℃未満の場合は、素材強度への影響が少なく、しわ矯正効果や、残留応力低減による形状矯正効果（スプリングバックの矯正効果）を得ることができない。一方、被加工材１ａの表面温度が４００℃を超えると、加熱体２による加熱、温度維持が困難となる。好ましくは、被加工材１ａの表面温度は３００℃以下とする必要がある。従って、加熱体２により加熱した際の被加工材１ａの表面温度は、１００〜４００℃、更に好ましくは１００〜３００℃とする。

加圧体２ａでの加圧力については特に限定しないが、しわおよびスプリングバックを矯正する場合は、０．１ＭＰａ以上なければ十分な効果を得ることができなくなる。特に加圧力の上限はないが、金型強度の観点からその上限は５０ＭＰａとすることが望ましい。絞り成形工程において一度成形されたＲ形状を、更に小さい曲率半径の形状に成形する場合については、加圧力の上下限は特に設定しない。

加圧体２ａ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（これを加圧時間０秒とする。）、しわ矯正効果や、スプリングバック矯正効果を得ることはできる。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、５秒未満の加圧で十分である。

また、絞り成形工程において一度成形されたＲ形状を、更に小さい所望の曲率半径の形状に成形する追加工を行う場合においては、加圧体２ａにより被加工材１ａを挟持した際の被加工材１ａの表面温度（Ｔ）と、加圧体２ａによる被加工材１ａの挟持で成形を行う前後の曲率半径の比（Ｒ／Ｒ_０）が、次の２式を満足する条件となるようにして成形する必要がある。

その２式は、Ｒ／Ｒ_０≧１．０−０．００５×Ｔと、Ｒ／Ｒ_０≧０．００２×Ｔ−０．３であり、但し、Ｒ／Ｒ_０≧０．３である。尚、Ｒは成形後、Ｒ_０は成形前の曲率半径を夫々示す。この２式を満足する条件で追加工を実施することで、追加工時にＲ部に割れが発生することを防止することができる。尚、この２式を、追加工時の成形を実施する際の条件としたのは以下の理由からである。

室温での絞り成形工程で被加工材１ａには歪みが蓄積されるが、その歪みは後加工工程で回復して、成形余裕度が高まる。この歪み回復効果は、加熱体２での加熱温度が高くなるほど顕著になる傾向がある。以上のことから、追加工による成形限界Ｒ比（Ｒ／Ｒ_０）は、Ｒ／Ｒ_０≧１．０−０．００５×Ｔという条件式で規定することができる。

一方、温度が高くなると素材（被加工材１ａ）の引張強さは低下する傾向がある。ポンチ肩Ｒとダイ肩Ｒの間で大きい引張力が作用する場合は、破断に至る場合があることから、追加工による成形限界Ｒ比である（Ｒ／Ｒ_０）は、Ｒ／Ｒ_０≧０．００２×Ｔ−０．３という条件式でも規定される。

以上の２式は、実験、検討を鋭意重ねることで求め出した条件式であるが、特に加熱のための保持時間は必要としない。よって、汎用プレスに使用される金型を用いて成形することが可能で、特殊な成形条件とする必要はない。

＜実施例１＞
実施例１では、プレス成形品を被加工材から製造する際に被加工材の表面に発生したしわの高さを評価した。供試材として用いた軽合金材料は５０００系アルミニウム合金であり、本発明のプレス成形品の製造方法に基づき、加熱体により供試材の表面を２５℃（室温）〜３００℃に加熱した。その際の加圧体（加熱体）での加圧時間は０秒或いは１０秒、加圧力は０．８ＭＰａ或いは１．６ＭＰａの何れかとした。得られたプレス成形品の表面に発生したしわの高さを測定した。尚、合格判定基準は３００μｍ以下とした。

図２は実際に本発明のプレス成形品の製造方法に基づき製造したプレス成形品を示し、左図（写真）はプレス成形品の全容を、右図（写真）はプレス成形品の絞り加工された要部の状態を夫々示す。尚、図２の写真の表面の模様は、表面形状がわかりやすいようにするため印刷した模様である。右図のＡ〜Ａ’の位置で表面に発生したしわの高さを示すのが図３である。図３によると、絞り成形工程で発生したしわ（図３では矯正前として示す。）を、後加工工程で加圧することで矯正することができるが（図３では加圧温度：室温として示す。）、加圧時に加熱することにより更に確実に矯正することができていることがわかる。しわの高さ（グラフの上下限の差）は矯正前では８００μｍ以上であるのに対し、加圧温度：２００℃と３００℃の場合は、しわの高さは合格判定基準の３００μｍ以下となっており、表面に発生したしわを確実に矯正することができている。

図４には、加熱体での供試材表面の加熱温度（図４では加圧温度として示す。）と、プレス成形品の表面に発生したしわ高さの関係を示す。加熱体での供試材表面の加熱温度が、１００〜４００℃の間の２００℃と３００℃の場合のしわ高さは、加圧力、加圧時間に関係なく全て合格判定基準の３００μｍ以下となっているのに対し、加熱体での供試材表面の加熱温度が、１００℃未満や室温の場合では、しわ高さは３００μｍ超となり、プレス成形品としては不適なものとなる。

＜実施例２＞
実施例２では、プレス成形品を被加工材から製造する際に発生するスプリングバックについて評価した。供試材として用いた軽合金材料は６０００系アルミニウム合金であり、その板厚は１ｍｍである。図５に示すように、この供試材を９０°Ｖ曲げ金型によりプレス成形し、更に加熱体を付設した同形状の金型によって加圧保持し、開放後の供試材の角度変化（スプリングバック角度＝Ａ−Ａ_０）を測定した。図６に示すスプリングバック角度が、５°以下を適とし、４°以下を最適として夫々合格とする。

尚、加熱体により加熱された供試材の表面温度は２５℃（室温）〜３００℃であり、その際の金型（加圧体）での加圧時間は０秒或いは１０秒、加圧力は０．１ＭＰａ、０．８ＭＰａ、１．６ＭＰａの何れかとした。

図７によると、加熱体により加熱された供試材の表面温度（＝金型温度）が１００℃以上で、加圧力、加圧時間に関係なくスプリングバック角度は全て５°以下となっていることがわかる。更には、加熱体により加熱された供試材の表面温度（＝金型温度）を１００℃以上とした上で、加圧力を０．５ＭＰａ以上（０．８ＭＰａ、１．６ＭＰａ）とすれば、スプリングバック角度は全て４°以下になることがわかる。

＜実施例３＞
実施例３では、プレス成形品を被加工材から製造する際の被加工材のＲ成形限界を評価した。供試材として用いた軽合金材料は５０００系アルミニウム合金であり、その板厚は１ｍｍである。まず、室温にてプレス成形を行って、図８に示すような形状の肩ＲがＲ１０ｍｍのプレス成形品を得て供試材とした。その供試材を、表面温度が２５℃（室温）〜３００℃になるようにして加熱体で加熱した状態で、肩Ｒのうち図８に＊Ｒ１０として示した部位の曲率半径が、夫々Ｒ１０ｍｍからＲ３ｍｍ、Ｒ５ｍｍ、Ｒ７ｍｍになるようにして再度プレス成形を行った。このプレス成形後に、＊Ｒ１０として示した部位の成形割れの発生有無について評価した。尚、加圧体での加圧時間は０秒、成形荷重は１０トンとした。

表１によると、２５℃（室温）のままでは、割れが発生しない成形は不可能であったが、加熱温度が８０℃の場合、Ｒ７ｍｍまでの成形が可能であり、加熱温度が１００℃の場合、Ｒ５ｍｍまでの成形が可能である。また、加熱温度が２００℃と３００℃の場合は、Ｒ３ｍｍまで全ての成形が可能であった。

＜実施例４＞
実施例４では、プレス成形品を被加工材から製造する際の被加工材のＲ成形限界を評価した。供試材、および室温でのプレス成形品は実施例３と同様である。その供試材を、表面温度が２５℃（室温）〜４００℃になるようにして加熱体で加熱した状態で、肩Ｒのうち図８に＊Ｒ１０として示した部位の曲率半径が、夫々Ｒ１０ｍｍからＲ２ｍｍ、Ｒ３ｍｍ、Ｒ５ｍｍ、Ｒ７ｍｍになるようにして再度プレス成形を行った。このプレス成形後に、＊Ｒ１０として示した部位の成形割れの発生有無について評価した。尚、加圧体での加圧時間は０秒、成形荷重は１０トンとした。その試験結果を表２に示す。

また、成形限界Ｒ比（Ｒ／Ｒ_０）と、成形時の加工材の表面温度（Ｔ）の関係を図９に示す。２５℃（室温）では成形限界Ｒ比０．７でも割れが発生したが、成形温度（成形時の加工材の表面温度）が１００℃の場合の成形限界Ｒ比は０．５、成形温度が２００℃の場合の成形限界Ｒ比は０．３であった。この結果は、Ｒ／Ｒ_０≧１．０−０．００５×Ｔという条件式での規定が正しいことを示している。一方、成形温度が３００℃の場合の成形限界Ｒ比は０．３、成形温度が４００℃の場合の成形限界Ｒ比は０．５であった。この結果は、Ｒ／Ｒ_０≧０．００２×Ｔ−０．３という条件式での規定が正しいことを示している。また２００℃および３００℃での成形限界Ｒ比は０．３であった。この結果はＲ／Ｒ_０≧０．３という規定が正しいことを示している。

１…プレス成形品
１ａ…被加工材
２…加熱体
２ａ…加圧体
３、７…金型
３ａ…金型ベース部
３ｂ…ワーク押さえパッド
４…ポンチ
５…ダイス
６…ブランクホルダー

Claims (7)

1. 絞り成形工程と後加工工程を順に経て軽合金材料製の被加工材から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において、
   後加工工程で前記被加工材を加工する金型に、その被加工材を表裏から挟持する加圧体を付設し、それら加圧体のうち少なくとも一方の加圧体を加熱体とし、
   その加熱体により前記被加工材の表面温度を１００〜４００℃に加熱した状態で、並行して前記後加工工程での加工を行う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. 前記加圧体による被加工材の挟持で、絞り成形工程で前記被加工材の表面に発生したしわを矯正することを特徴とする請求項１記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法。
3. 前記加圧体による被加工材の挟持で、絞り成形工程後に前記被加工材に発生したスプリングバックを矯正することを特徴とする請求項１記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法。
4. 前記加圧体による被加工材の挟持で、絞り成形工程時に前記被加工材に形成されたＲ形状を、更に小さい曲率半径の形状に成形することを特徴とする請求項１記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法。
5. 前記加圧体により被加工材を挟持した際の前記被加工材の表面温度（Ｔ）と、 前記加圧体による被加工材の挟持で成形を行う前後の曲率半径の比（Ｒ／Ｒ_０）を、下記２式を満足する条件としてなることを特徴とする請求項４記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法。
   Ｒ／Ｒ_０≧１．０−０．００５×Ｔ
   Ｒ／Ｒ_０≧０．００２×Ｔ−０．３
   但し、Ｒ／Ｒ_０≧０．３、Ｒは成形後の曲率半径、Ｒ_０は成形前の曲率半径である。
6. 前記加熱体は、前記金型のベース部からは独立して設けられており、単独で温度制御されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法。
7. 前記後加工工程は、トリム工程、ピアス工程、曲げ工程のうち、いずれか一つ以上の工程であることを特徴とする請求項１乃至６のいず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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