(57)【要約】【課題】  作業能率が良く、精密加工品や形状が複雑なもの、あるいは薄物においても機械加工後の粗面化が有効に解消できるマグネシウム機械加工品の後処理方法を提供する。【解決手段】  プレスなどの機械的な加工を施すことにより表面に微小の凹凸を生成したマグネシウムまたはマグネシウム基合金からなる加工品を酸性の表面平滑化溶液により表面を平滑化処理することを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的な加工を施すことにより表面に微小の凹凸を生成したマグネシウムまたはマグネシウム基合金からなる加工品を酸性の表面平滑化溶液により表面を平滑化処理することを特徴とするマグネシウムまたはマグネシウム基合金加工品の後処理方法。
【請求項２】
請求項１記載のマグネシウムまたはマグネシウム基合金加工品の後処理方法において、前記機械的な加工を施した加工品がシート状体のプレス加工品であることを特徴とするマグネシウムまたはマグネシウム基合金加工品の後処理方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のマグネシウムまたはマグネシウム基合金加工品の後処理方法において、前記表面平滑化溶液がアミノ類またはキレート化合物の溶液であることを特徴とするマグネシウムまたはマグネシウム基合金加工品の後処理方法。
【請求項４】
請求項１または２記載のマグネシウムまたはマグネシウム基合金加工品の後処理方法において、前記表面平滑化処理後に当該加工品の表面に陽極酸化被膜を形成することを特徴とするマグネシウムまたはマグネシウム基合金加工品の後処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウムまたはマグネシウム基合金（以下、これらを総称してマグネシウム材と略記する）の加工品の後処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マグネシウム材は実用的な金属の中で最も軽量であり、その薄肉品は比強度、電磁シールド性、熱放散性、振動減衰性などに優れており、しかもリサイクルのための再生産エネルギーが少なくて済むなどの利点を有している。そのため近年、通信機器、コンピュータ機器、光学機器、自動車部品、スポーツ用品など各種分野において多用化されている。
【０００３】
マグネシウム材の例えばシート状体に対してプレス加工などの機械的な加工を施すると、所謂、「ゆず肌」と呼ばれる粗面化現象が発生する。この「ゆず肌」の粗面化現象により加工品表面の平滑性が失われ商品価値が低下するばかりでなく、例えばマグネシウム材のシート状体でスピーカなどの振動板を成形した場合には、音響特性が低下するなどの弊害を生じる。
【０００４】
機械加工による「ゆず肌」発生の理論的な根拠は明らかでないが、マグネシウムの結晶構造は最密六方構造であるため、底面すべりは起き易いが、柱面すべりや錐面すべりは起き難く、延性に乏しいことから、マグネシウム材に対して機械的な加工を施すると、表面に微小なクラック状の凹凸が形成され、その微小な凹凸の集合が「ゆず肌」の粗面化現象として現れるものと推測される。
【０００５】
なお、マグネシウム材の表面処理方法としては、例えば下記特許文献１〜３などを挙げることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１９２８７２号公報
【特許文献２】特開平９−２４１８９７号公報
【特許文献３】特開２００２−３０４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述した「ゆず肌」の粗面化を改善するため、従来、ＣＧ（シリコンカーバイト）砥石などによって機械的に表面研摩していたが、作業能率が悪くコスト高になるばかりでなく、スピーカなどの精密加工品や形状が複雑なもの、あるいは薄物には適用が難しいなどの欠点を有している。
【０００８】
なお、従来、マグネシウム材の表面に付着しているアルミニウム、亜鉛、鉄、マンガン、銅、ニッケルなどのスマットや腐食の原因となる不純物を除去するため、マグネシウム材をアルカリ脱脂処理した後、水溶性アミンまたはキレート化合物を含有する活性化剤水溶液で処理することが提案されている（前記特許文献１参照）。
【０００９】
しかし、このようにして前処理したマグネシウム材に対して機械的加工を施すとやはり「ゆず肌」の粗面化現象を生じてしまい、前述と同様の欠点を有している。
【００１０】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、作業能率が良く、精密加工品や形状が複雑なもの、あるいは薄物においても機械加工後の粗面化が有効に解消できるマグネシウムシート状体の後処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため本発明の第１の手段は、例えばプレス加工、押出加工、圧延加工、成形加工、切削加工、研削加工、機械研摩などの各種機械的加工を施すことにより表面に微小の凹凸を生成したマグネシウムまたはマグネシウム基合金からなる加工品を酸性の表面平滑化溶液により表面を平滑化処理することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記機械的な加工を施した加工品がシート状体のプレス加工品であることを特徴とする
本発明の第３の手段は前記第１または第２の手段において、前記表面平滑化溶液がアミノ類またはキレート化合物の溶液であることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の第４の手段は前記第１または第２の手段において、前記表面平滑化処理後に当該プレス加工品の表面に陽極酸化被膜を形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は前述のような構成になっており、砥石などで表面を機械的に平滑化処理する必要がなく、機械的加工後に発生した「ゆず肌」粗面化現象を簡単な方法で有効に解消でき、作業効率の改善と品質の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次の本発明の実施形態を図とともに説明する。図１は実施形態に係る温間塑性加工方法を説明するためのフローチャート、図２は実施形態に係る連続プレス方式の温間塑性加工装置の概略構成図である。
【００１６】
まず、図１を用いて本発明に係る温間塑性加工方法を説明する。同図に示すようにステップ（以下、Ｓと略記する）１で、マグネシウム材の熱間圧延を行う。この熱間圧延には、ロールを加熱する加熱ロール法と、ロールを加熱しないコールドロール法とがある。圧延した板材には、六方晶の底面が板面に平行に配列した加工集合組織が形成される。
【００１７】
マグネシウム材として純度が９９％の純マグネシウムまたはマグネシウム合金が用いられる。マグネシウム合金としては、例えばＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｚｒ系合金、Ｍｇ−Ａｌ系合金、Ｍｇ−希土類元素系合金などがある。
【００１８】
前記Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金としては、具体的にＡＺ３１Ａ、ＡＺ３１Ｂ、ＡＺ３１Ｃ、ＡＺ６１Ａ、ＡＺ８０Ａ、ＡＺ９１などがある。前記Ｍｇ−Ｚｎ−Ｚｒ系合金としては、具体的にＺＫ５１Ａ、ＺＫ６１Ａ、ＺＫ６０、Ｍ６、Ｍ５、Ｍ４などがある。前記Ｍｇ−Ａｌ系合金としては、具体的にＡＭ１００Ａなどがある。
【００１９】
前記Ｍｇ−希土類元素系合金としては具体的にＥＺ３３Ａ、ＺＥ４１Ａ、ＱＥ２２Ａなどがあり、希土類元素（ＲＥ：ミッシュメタルあるいはジジムとして主にＣｅあるいは／ならびにＮｄ）を添加することにより、結晶粒界にＭｇ12ＲＥがネットワーク状に晶出して、特に耐クリープ性が向上する。また、ＡｇあるいはＹの添加により、耐力が著しく向上する。
【００２０】
マグネシウム材としては、それの平均結晶粒径が０．１μｍ〜８０μｍの範囲内、好ましくは０．５μｍ〜５０μｍの範囲内、さらに好ましくは１μｍ〜３０μｍの範囲内にコントロールされたものが使用される。平均結晶粒径が０．１μｍ未満のものは割れ易くなり、その点で加工性が低下し、一方、平均結晶粒径が８０μｍを超えると加工性（成形性）、特に伸度が下がり、そのために精密な加工（成形）ができない。従って良好な特性、例えば音響特性を維持し、かつ良好な加工性（成形性）をもたせためには平均結晶粒径を０．１μｍ〜８０μｍの範囲内にコントロールする必要がある。
【００２１】
なおマグネシウム材の平均結晶粒径は、例えば素材の圧延条件（圧延ロールの周速や加熱温度）、焼鈍条件（焼鈍温度、焼鈍時間ならびに焼鈍雰囲気）などを調整することにより、所望の値にコントロールできる。ワークの板厚は、３０μｍ〜１５０μｍの範囲が適当である。
【００２２】
次にＳ２で、圧延材表面にある黒皮部分をＣＧ研摩して黒皮を機械的に除去し、Ｓ３で再度仕上げ圧延して加工すべきワークを得る。このワーク表面には圧延工程などによって炭化物、油脂分、その他の汚れなどが付着しており、それらを除去するためにシンナーなどの有機溶剤を用いたり、界面活性剤を用いたりしてワークの洗浄が行われる（Ｓ４）。
【００２３】
次にＳ５で、ワークの全表面に水酸化マグネシウム層を形成する。この水酸化マグネシウム層の形成は、亜硝酸ナトリウム水溶液中に水酸化ナトリウムを適量添加して攪拌することにより、その処理溶液の温度を１２０℃〜１４０℃の範囲に維持する。前記亜硝酸ナトリウム水溶液の濃度は５０ｇ／Ｌ〜１００ｇ／Ｌ、水酸化ナトリウムの添加量は３９５ｇ／Ｌ〜４０５ｇ／Ｌの範囲が適当である。
【００２４】
この加熱された処理溶液中に、ワークを０．５分〜５分の間浸漬する。なお、ワークの汚れ度合いに応じて浸漬時間を決めるため、浸漬時間は前述のように幅を持たせてある。
【００２５】
浸漬後、ワークを処理溶液から取り出して水洗し、ワークの表面が乳白色になって、光沢が無くなるまで前述の前処理を行い、ワークの全表面に緻密な水酸化マグネシウム層を形成する。前述の亜硝酸ナトリウム水溶液への浸漬により、前記Ｓ４での有機溶剤では除去しきれなかった圧延時に炭化した潤滑剤などの付着物が確実に除去でき、ワークの表面が綺麗に洗浄され、その表面に水酸化マグネシウム層が形成される。
【００２６】
次にＳ６で、前記前処理が済んだワークを潤滑剤溶液中に所定時間浸漬して、表面にマグネシウム石けん層を形成する。この潤滑剤としては、例えば置換基を有していない叉は置換基を有している炭素数が６〜２４の脂肪族カルボン酸塩、及び置換基を有していない叉は置換基を有している炭素数が７〜２０の芳香族カルボン酸塩のグループから選択された少なくとも1種の有機化合物が使用される。
【００２７】
前記脂肪族カルボン酸塩において、脂肪族鎖は直鎖であっても分鎖であってもよい。また、飽和であっても不飽和であってもよい。分子中の炭素数は好ましくは１０〜２４であり、より好ましくは８〜２２である。
【００２８】
脂肪族カルボン酸塩の脂肪族カルボン酸としては、例えばヘキサン酸、４−メチル吉草酸、２−エチル酪酸、２，２−ジメチル酪酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ヘプタデカン酸、ステアリン酸、イコサン酸、ベヘニン酸、イソステアリン酸などがある。
【００２９】
また脂肪族カルボン酸塩の塩としては、例えばアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩、アンモニウム塩などがあり、特にアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩が好適である。
【００３０】
さらに脂肪族カルボン酸塩の置換基としては、例えば水酸基、カルボキシ基、アミノ基、アルコキシ基、アセチル基、ハロゲン原子などがある。置換度は５以下、好ましくは３以下、より好ましくは０または１である。
【００３１】
脂肪族カルボン酸塩の好ましい有機化合物としては、例えばオレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、ミリスチン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、ベヘニン酸ナトリウム、１，２−ヒドロキシオクタデカン酸ナトリウム、イソステアリン酸ナトリウム、２−ドデカン酸ナトリウムなどがある。
【００３２】
前記芳香族カルボン酸塩中の炭素数は好ましくは７〜２０であり、より好ましくは７〜１４である。
【００３３】
芳香族カルボン酸塩の芳香族カルボン酸としては、例えば安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ジフタル酸、ベンゼントリカルボン酸、ベンゼンテトラカルボン酸、ナフトエ酸などがある。
【００３４】
芳香族カルボン酸塩の塩としては、例えばアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩、アンモニウム塩などがあり、特にアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩が好適である。
【００３５】
芳香族カルボン酸塩の置換基としては、例えば水酸基、カルボキシ基、アミノ基、アルコキシ基、アセチル基、ハロゲン原子、炭素数が１〜６のアルキル基などがある。置換度は５以下、好ましくは３以下、より好ましくは０または１である。
【００３６】
芳香族カルボン酸塩の好ましい有機化合物としては、例えば安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、イソフタル酸ナトリウム、テレフタル酸ナトリウム、ジフタル酸ナトリウムなどがある。
【００３７】
潤滑剤には必要に応じて、例えば防錆剤、粘度調節剤、酸化防止剤、消泡剤、ｐＨ調整剤などを添加することができる。
【００３８】
本実施形態では、水にステアリン酸ナトリウムと水酸化ナトリウムを添加して溶解し、この潤滑剤溶液が８０℃〜１００℃の温度範囲になるように加熱維持する。前記ステアリン酸ナトリウムの添加量は８ｇ／Ｌ〜１２ｇ／Ｌである。
【００３９】
この潤滑剤溶液中に前述のワークを浸漬することにより、ワーク表面の水酸化マグネシウム層が化学反応を起し、カルボン酸マグネシウムからなるマグネシウム石けん層を形成する。ワークの浸漬時間は、１分〜５分が適当である。
【００４０】
このようにして表面にマグネシウム石けん層を形成したワークを後述の温間塑性加工装置にセットして所定の温間塑性加工を行い（Ｓ７）、この成形加工後に成形品の焼鈍処理を行う（Ｓ８）。
【００４１】
焼鈍温度は１５０℃〜４００℃の範囲、好ましくは２００℃〜３００℃の範囲で行われ、焼鈍時間は素材に応じて２０分〜１０時間の範囲から選ばれる場合が多いが、これら焼鈍条件はワークの条件（例えば材質、厚さ、広さ、形状など）あるいは（ならびに）求める特性などにより、適宜に焼鈍条件の最適化される。
【００４２】
一般に塑性加工前の平均結晶粒径が比較的小さい場合は、焼鈍温度は高めで、焼鈍時間は長いめに設定され、塑性加工前の平均結晶粒径が比較的大きい場合は、焼鈍温度は低いめで、焼鈍時間は短めに設定される。
【００４３】
この焼鈍処理により結晶粒を成長させて、平均結晶粒径を１００μｍ以上、好ましくは１００μｍ〜２００μｍの範囲とする。平均結晶粒径を大きくして、結晶粒界を可及的に少なくすることにより、音の解像度、高音の音圧レベルなど音響特性（振動特性）を向上することができる。
【００４４】
前述の温間塑性加工（プレス加工）した後には、所謂、「ゆず肌」と呼ばれる表面の粗面化現象が生じているから、Ｓ９でその加工物に対して表面平滑化処理を行う。この表面平滑化処理に使用される処理液としては、例えばアミン類あるいは（ならびに）キレート化合物が使用可能である。
【００４５】
具体的にはモノカルボン酸、ジカルボン酸、オキシまたはケトカルボン酸、芳香族カルボン酸、アミン、アミノポリカルボン酸、アミノ酸、β−ジケトン、オキシン類などが用いられる。
【００４６】
さらに具体的には前記モノカルボン酸としては、例えばギ酸や酢酸などがある。前記ジカルボン酸としては、例えばシュウ酸やマロン酸などがある。前記オキシまたはケトカルボン酸としては、例えば乳酸やクエン酸などがある。前記芳香族カルボン酸としては、例えばサリチル酸やスルホサリチル酸などがある。
【００４７】
前記アミンとしては、例えばエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、ピリジンカルボン酸、ピリジンジカルボン酸などがある。前記アミノポリカルボン酸としては、例えばエチレンジアミン４酢酸、イミノジ酢酸、メルカプトエチルイミノジ酢酸などがある。前記アミノ酸としては、例えばグルタミン酸、アスパラギン酸、グリシン、グリシルグリシンなどがある。
【００４８】
前記β−ジケトンとしては、例えばアセチルアセトン、ジベンゾイルメタン、フロイルテノイルメタンなどがある。前記オキシン類としては、例えばオキシン、メチルオキシン、オキシンスルホン酸、キノリンカルボン酸、ヒドロキシキノリンなどがある。
【００４９】
これら表面平滑化処理剤を1種または２種以上混合して用いられる。表面平滑化処理剤を、０．１ｇ／Ｌ〜２０ｇ／Ｌ、好ましくは０．５ｇ／Ｌ〜４ｇ／Ｌとなるように溶解して使用する。液温は５℃〜６０℃、好ましくは１５℃〜３５℃で、加工品の処理液中への浸漬時間は２０秒〜１０分、好ましくは１分〜３分の範囲である。なおこれら表面平滑化処理剤の濃度、液温ならびに浸漬時間などの処理条件を前述のように例示したが、その範囲に限定されるものではなく、加工品の材質、大きさ、形状ならびに加工品の表面状態などに応じて適宜設定される。
【００５０】
本実施形態では、１ｇ／Ｌ〜２ｇ／Ｌの乳酸水溶液中にプレス加工品を常温で１分〜２分間浸漬して表面平滑化処理を行った。
【００５１】
なお、表面平滑化処理剤の濃度が高すぎたり、液温が高すぎたり、あるいは浸漬時間が長すぎると、加工品の表面がかえって粗面化が進行するから、前記処理条件の設定には注意を要する。
【００５２】
表面平滑化処理後に、陽極酸化処理を行う（Ｓ１０）。この陽極酸化処理は、前処理と酸化処理と後処理の３工程からなる。前処理は、成形加工品の表面に付着している潤滑剤などを除去する処理で、具体的にはアルカリ洗浄である。マグネシウムは耐アルカリ性なので、アルカリ度の高い洗浄剤を使用して高温で効果的な洗浄が可能である。
【００５３】
前処理を行った加工品を、例えば水酸化ナトリウム、エチレングリコール、シュウ酸ナトリウムの混合水溶液からなり、７５℃〜８０℃に維持された電解浴に浸漬し、所定の通電を行う。次に酸化処理した後、加工品の水洗、湯洗、乾燥の後処理を行う。
【００５４】
この陽極酸化処理により、加工品の表面に緻密な酸化被膜が形成される。この陽極酸化処理（Ｓ１０）の前に表面平滑化処理（Ｓ９）を行うことにより、加工品表面の「ゆず肌」がなくなり、表面平滑度が高くなるから、陽極酸化処理によって形成される酸化被膜の加工品に対する密着性が良好である。この酸化被膜は内部金属の防食皮膜として機能すると共に、塗装の下地膜にもなる。従ってこの陽極酸化処理後、Ｓ１１の電着塗装仕上げを行うことができる。
【００５５】
図２は、実施形態に係る連続プレス方式の温間塑性加工装置の概略構成図である。この温間塑性加工装置は同図に示すように、間欠送り機構4と成形加工機構５と切断機構６とが加工工程の流れ方向Ｘに沿って設けられている。
【００５６】
間欠送り機構4には、ロール状に巻き取られた帯状のワーク２がセットされる。このワーク２の表面には、図１のＳ４でマグネシウム石けん層３が形成されている。帯状のワーク２は、間欠的に往復移動するチャッキング機構７ａ，７ｂによって挟まれた状態で成形加工機構５側に所定の送りピッチＰ１で間欠的に送り出される。
【００５７】
本実施形態の場合、成形加工機構５は第１成形部８ａ、第２成形部８ｂ、第３成形部８ｃ、第４成形部８ｄを有し、これら成形部８ａ〜８ｄは加工工程の流れ方向Ｘに沿って設けられている。
【００５８】
第１成形部８ａは第１固定側プレス金型８ａ−1と第１可動側プレス金型８ａ−２とから構成され、第２成形部８ｂは第２固定側プレス金型８ｂ−1と第２可動側プレス金型８ｂ−２とから構成され、第３成形部８ｃは第３固定側プレス金型８ｃ−1と第３可動側プレス金型８ｃ−２とから構成され、第４成形部８ｄは第４固定側プレス金型８ｄ−1と第４可動側プレス金型８ｄ−２とから構成されている。
【００５９】
各固定側プレス金型８ａ−1〜８ｄ−1は固定盤９に取り付けられ、各可動側プレス金型８ａ−２〜８ｄ−２は可動盤１０に取り付けられている。各固定側プレス金型８ａ−1〜８ｄ−1と各可動側プレス金型８ａ−２〜８ｄ−２には、電気ヒータ１１と温度センサ（図示せず）が内蔵されており、例えば２００℃〜２５０℃の範囲で個別に温度制御されている。
【００６０】
各固定側プレス金型８ａ−1〜８ｄ−1の周囲には押え部材１２がスライド可能に配置され、各押え部材１２はスプリング１３により常に上方向の各可動側プレス金型８ａ−２〜８ｄ−２側に弾性付勢されている。
【００６１】
第１成形部８ａと第２成形部８ｂとの間隔Ｐ２、第２成形部８ｂと第３成形部８ｃとの間隔Ｐ３、第３成形部８ｃと第４成形部８ｄとの間隔Ｐ４はともにワーク２の送りピッチＰ１と等しくなるように、各成形部８の位置決めがなされている。
【００６２】
各可動側プレス金型８ａ−２〜８ｄ−２を取り付けた可動盤１０は複数本のロッドによって上下動可能に支持され、複数本のロッドの頭部に取り付けられた天板に油圧シリンダが固定されている（いずれも図示せず）。
【００６３】
この油圧シリンダによって前記可動盤１０が所定のストロークで上下動し、降下時に各可動側プレス金型８ａ−２〜８ｄ−２がワーク２と接触または近接する加熱モード位置と、ワーク２を各固定側プレス金型８ａ−1〜８ｄ−1側に押圧するプレス成形モード位置との２段階で位置決めされるようになっている。図２に示す可動盤１０（可動側プレス金型８ａ−２〜８ｄ−２）は、待機位置の状態を示している。
【００６４】
図３は、第1成形部８ａでのワーク２の加熱状態を示す加熱モード位置での断面図である。第１固定側プレス金型８ａ−1の頭部にドーム状の突出部１４ａが設けられ、一方、第１可動側プレス金型８ａ−２の下面には前記突出部１４ａと対応するドーム状の凹部１５ａが形成されている。
【００６５】
図２に示すように可動盤１０（可動側プレス金型８ａ−２）が待機位置にあるとき、ワーク２がチャッキング機構７ａ，７ｂで挟まれて、固定側プレス金型８ａ−1上に送られる。ワーク２を所定長さ送り出した後、チャッキング機構７ａ，７ｂは開いた状態で点線の位置から実線の待機位置まで後退する。
【００６６】
次に可動側プレス金型８ａ−２が加熱モード位置まで降下し、フラットなワーク２の下面は固定側プレス金型８ａ−1の頭部と押え部材１２に接触して、ワーク２の上面は可動側プレス金型８ａ−２の下面と接触し、ワーク２の成形されようとしている部分の周囲は可動側プレス金型８ａ−２の下面と押え部材１２によって弾性的に挟まれている。
【００６７】
前述のように固定側プレス金型８ａ−1と可動側プレス金型８ａ−２には電気ヒータ１１が内蔵されて所定の温度に加熱されており、しかも押え部材１２は固定側プレス金型８ａ−1と接触して熱伝導により高温状態になっているから、ワーク２は固定側プレス金型８ａ−1、可動側プレス金型８ａ−２、押え部材１２の接触または近接によって、成形されようとしている部分ならびにその周辺が加熱される。
【００６８】
図３の加熱モードの状態を所定時間（例えば５秒〜１０秒程度）維持することにより、薄板状のワーク２は温間塑性加工に適した温度、例えば固定側プレス金型８ａ−1ならびに可動側プレス金型８ａ−２とほぼ同温の２００℃〜２５０℃程度に加熱される。加熱モードの時間は、ワーク２の板厚、材質、熱的特性、成形する形や寸法などによって適宜調整することができる。
【００６９】
なお、この加熱モードは前述のように短時間であり、しかも加熱温度も比較的低いから、結晶粒子の成長が起きて、そのために加工性が低下する心配はない。
【００７０】
しかる後、可動側プレス金型８ａ−２を固定側プレス金型８ａ−1側に押圧することにより、押え部材１２がスプリング１３の弾性に抗して下側に下がり、突出部１４ａと対凹部１５ａとによりワーク２の一部がそれらと同じ形状にプレス成形される。このプレス成形時、加工が施される部分の周辺が可動側プレス金型８ａ−２と押え部材１２によって強固に挟圧されているから、周辺部分でのシワ発生が防止できる。
【００７１】
この第１段階の加工が終わると、油圧シリンダによって可動盤１０が図２の位置まで持ち上げられ、第1成形部８ａで成形されたワーク２の部分がチャッキング機構７ａ，７ｂの送り動作によって次の第２成形部８ｂに送られる。
【００７２】
第２成形部８ｂ〜第４成形部８ｄにおいても間欠的に順送りすることにより、ワーク２の加熱と塑性加工が繰り返して行われ、最終的には図４に示すようにワーク２にドーム部１６を連続的に多数個形成することができる。
【００７３】
再び図２に戻って、前述のようにして成形加工機構５を経由したワーク２は切断機構６に送られる。切断機構６は、固定盤９に取り付けられた受け部１７と、可動盤１０に取り付けられた刃部１８と、制御部（図示せず）に接続されたカウンタ１９とを備えている。
【００７４】
間欠送り機構４によるワーク２の送り回数あるいは成形加工機構５によるプレス回数を前記カウンタ１９で計測することにより、ワーク２上の形成された成形部（本実施形態ではドーム部１６）の個数を検出することができる。ワーク２上に成形部が所定数形成されて刃部１８の下を通過すると、刃部１８を出してワーク２を切断し、図５に示すような短冊状の成形シート２０を得る。
【００７５】
この成形シート２０は、次の焼鈍処理工程、表面平滑化処理工程、陽極酸化処理工程ならびに電着塗装仕上げ工程に移され、最終工程で成形部（本実施形態ではドーム部１６）がワーク２から切り離される。
【００７６】
図５に示すように成形シート２０の成形部（本実施形態ではドーム部１６）の周囲には貫通した複数の孔２１が形成されている。焼鈍処理工程では、この孔２１を利用して成形シート２０を多数枚吊り下げて焼鈍処理を行うこともできる。また陽極酸化処理工程で一方の電極をこの孔２１に挿入して電極とワーク２を多数箇所で接触することにより、全体的に均一な陽極酸化が行われる。この孔２１は、例えば成形加工機構５の最終段階である第４成形部８ｄで形成することができる。
【００７７】
図６は純マグネシウムの薄板でスピーカをプレス加工した後の表面状態を概略的に示す図、図７はそのプレス加工品を１ｇ／Ｌ〜２ｇ／Ｌの乳酸水溶液に常温で１分〜２分間浸漬した後の表面状態を概略的に示す図である。
【００７８】
図６から明らかなように、プレス加工により加工品の表面には、突出した所と凹んだ所の差が極端で、しかも突出部の先端が尖った「ゆず肌」と呼ばれる粗面化現象が発生しており、平均表面粗さＲａを測定してみると３４１ｎｍ程度であった。
【００７９】
これに対して図７に示す乳酸で処理したものは、尖った「ゆず肌」が無くなり、表面の状態が非常に滑らかであり、平均表面粗さＲａを測定してみると２４０ｎｍ程度と小さく、表面が平滑であることが分かった。
【００８０】
前記実施形態では成形すべき金属シートの表面に予めマグネシウム石けん層を形成したが、このマグネシウム石けん層の形成の代わりに、例えば油脂系潤滑剤やシリコーン系無機系潤滑剤などの通常の潤滑剤を塗布することもできる。
【００８１】
前記実施形態では焼鈍処理した後に表面平滑化処理を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、焼鈍処理を省略したり、表面平滑化処理後に焼鈍処理を行うこともできる。
【００８２】
前記実施形態ではプレス加工を施す場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば押出加工、圧延加工、成形加工、切削加工、研削加工、機械研摩などの各種機械的加工を施す場合にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施形態に係る温間塑性加工方法を説明するためのフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態に係る温間塑性加工装置の概略構成図である。
【図３】その温間塑性加工装置の第1成形部でのワーク加熱モード位置での断面図である。
【図４】その温間塑性加工装置によって加工されたワークの断面図である。
【図５】その温間塑性加工装置によって得られた成形シートの斜視図である。
【図６】プレス加工することによって発生した「ゆず肌」現象を模式的に示した図である。
【図７】その「ゆず肌」を表面平滑化処理した後の状態を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００８４】
１：水酸化マグネシウム層、２：ワーク、３：マグネシウム石けん層、４：間欠送り機構、５：成形加工機構、６：切断機構、７ａ，７ｂ：チャッキング機構、８ａ：第１成形部、８ａ−1：第１固定側プレス金型、８ａ−２：第１可動側プレス金型、８ｂ：第２成形部、８ｂ−1：第２固定側プレス金型、８ｂ−２：第２可動側プレス金型、８ｃ：第３成形部、８ｃ−1：第３固定側プレス金型、８ｃ−２：第３可動側プレス金型、８ｄ：第４成形部、８ｄ−１：第４固定側プレス金型、８ｄ−２：第４可動側プレス金型、９：固定盤、１０：可動盤、１１：電気ヒータ、１２：押え部材、１３：スプリング、１４ａ〜１４ｄ：突出部、１５ａ〜１５ｄ：凹部、１６：ドーム部、１７：受け部、１８：刃部、１９：カウンタ、２０：成形シート、２１：孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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