(57)【要約】【課題】生産性を向上することができる金属部品の製造方法および金属部品の製造装置を提供する。【解決手段】金属板を局所的に誘導加熱する予備加熱部１０と、金属板をプレス加工するプレス加工部２０とを備える。予備加熱部１０は、加熱用コイル１１を含む。加熱用コイル１１は、加熱用コイル１１の軸方向が押圧部の移動方向に沿うように、かつ、プレス加工部２０によりプレス加工される金属板の加工領域のうち相対的に変形量が大きい部分と軸方向において対向するように配置されており、金属板の加工領域のうち変形量が相対的に大きい部分の少なくとも一部が、加工領域のうち相対的に変形量が小さい部分よりも高温に加熱されるように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱用コイルを用いて金属板を局所的に誘導加熱する工程と、
前記誘導加熱する工程の後に、金型および前記金型に対して前記金属板をプレスする押圧部を用いて前記金属板をプレス加工する工程とを備え、
前記誘導加熱する工程では、前記プレス加工する工程でプレス加工される前記金属板の加工領域のうち変形量が相対的に大きい部分の少なくとも一部は、前記加工領域のうち相対的に変形量が小さい部分よりも高温に加熱される、金属部品の製造方法。
【請求項２】
前記プレス加工は、絞り加工であり、
前記誘導加熱する工程では、前記プレス加工する工程でプレス加工される前記金属板の前記加工領域のうち前記押圧部の肩に接触される接触部分よりも外側に位置する外側領域の少なくとも一部が前記接触部分よりも高温に加熱される、請求項１に記載の金属部品の製造方法。
【請求項３】
前記誘導加熱する工程では、前記金属板の前記外側領域の少なくとも一部の温度が前記接触部分に近い側から遠い側に向かって徐々に高温となるように前記金属板を誘導加熱する、請求項２に記載の金属部品の製造方法。
【請求項４】
前記金属板を構成する材料は、オーステナイト系ステンレス鋼またはアルミニウムを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属部品の製造方法。
【請求項５】
金属板を局所的に誘導加熱する予備加熱部と、
前記金属板をプレス加工するプレス加工部とを備え、
前記予備加熱部は、加熱用コイルを含み、
前記プレス加工部は、金型と、前記金型に対して前記金属板をプレスする押圧部とを含み、
前記加熱用コイルは、前記加熱用コイルの軸方向が前記押圧部の移動方向に沿うように、かつ、前記プレス加工部によりプレス加工される前記金属板の加工領域のうち相対的に変形量が大きい部分と前記軸方向において対向するように配置されており、前記金属板の加工領域のうち変形量が相対的に大きい部分の少なくとも一部が、前記加工領域のうち相対的に変形量が小さい部分よりも高温に加熱されるように構成されている、金属部品の製造装置。
【請求項６】
前記プレス加工は、絞り加工であり、
前記加熱用コイルは、前記加工領域のうち前記押圧部の肩に接触される接触部分と前記軸方向において対向せずに、前記接触部分よりも外側に位置する外側領域の少なくとも一部と前記軸方向において対向するように、配置されている、請求項５に記載の金属部品の製造装置。
【請求項７】
前記加熱用コイルは、第１コイルと、前記第１コイルと接続されておりかつ前記第１コイルよりも前記軸方向において前記金属板に近い位置に配置されている第２コイルとを有し、
前記第１コイルの内径は前記第２コイルの内径よりも短い、請求項６に記載の金属部品の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属部品の製造方法および金属部品の製造装置に関し、特に、オーステナイト系ステンレス鋼またはアルミニウム合金を材料としてこれにプレス加工を行う金属部品の製造方法および金属部品の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼は、高強度、高耐食性などの優れた特性を有しているため、製品の高機能化に応える材料として川下分野に広範なニーズが有る。
【０００３】
しかし、オーステナイト系ステンレス鋼は、高い引張強度を有し、また加工硬化性が大きい。そのため、金属材料（ワーク）としてオーステナイト系ステンレス鋼を用いてプレス加工を行うと、プレス機能力の不足（加圧能力、エネルギー量の不足）、金型磨耗の激化、工程数の増加等が引き起こされる。
【０００４】
そのため、オーステナイト系ステンレス鋼を金属材料としてプレス加工により金属部品を製造する場合、金属材料を加熱して引張強度を低下させた状態で、当該金属材料に対してプレス加工を行う温間絞り加工法を適用することが実施されている（例えば特開平８−１２０４１９号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１２０４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の温間絞り加工では、金属材料の加熱は、成形型の一方である金型（ダイス）にカートリッジヒーターを埋め込み、所定の温度範囲内（例えば１００℃以上１５０℃以下程度）に金型やブランクホルダ（しわ押え）を加熱してその熱を金型に接する金属材料に伝えることで行われる。そのため、従来の温間絞り加工では、金型は被加工物である金属材料と同等以上の温度に加熱されるが、被加工物の引張強度を十分に低下することができる程度にまで加熱するには、ヒータの熱容量の観点から加熱時間を長くする必要があった。
【０００７】
これは、従来の温間絞り加工に用いられているヒータは上述のように金型に埋め込まれていることから、金型以上の大きさとすることができず、ヒータの熱容量を十分に増すことができなかったためである。
【０００８】
その結果、従来の温間絞り加工では加熱時間を短縮することが困難であり、金属部品の生産性を向上することが困難であった。特に、オーステナイト系ステンレス鋼は熱伝導率が低いため、オーステナイト系ステンレス鋼を被加工材料とする従来の温間絞り加工では加熱時間を短縮することが困難であり、金属部品の生産性を向上することが困難であった。例えばオーステナイト系ステンレス鋼を被加工材料とする従来の温間絞り加工では、５ｓｐｍ（ｓｔｒｏｋｅｓ  ｐｅｒ  ｍｉｎｉｔｕ）程度の生産性であった。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、生産性を向上することができる金属部品の製造方法および金属部品の製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本実施の形態に係る金属部品の製造方法は、加熱用コイルを用いて金属板を局所的に誘導加熱する工程と、誘導加熱する工程の後に、金型および金型に対して金属板をプレスする押圧部を用いて金属板をプレス加工する工程とを備える。誘導加熱する工程では、プレス加工する工程でプレス加工される金属板の加工領域のうち変形量が相対的に大きい部分の少なくとも一部は、加工領域のうち相対的に変形量が小さい部分よりも高温に加熱される。
【００１１】
上記金属部品の製造方法において、プレス加工は、絞り加工であるのが好ましい。誘導加熱する工程では、プレス加工する工程でプレス加工される金属板の加工領域のうち押圧部の肩に接触される接触部分よりも外側に位置する外側領域の少なくとも一部が接触部分よりも高温に加熱される。
【００１２】
上記金属部品の製造方法において、誘導加熱する工程では、金属板の外側領域の少なくとも一部の温度が接触部分に近い側から遠い側に向かって徐々に高温となるように金属板を誘導加熱する。
【００１３】
本実施の形態に係る金属部品の製造装置は、金属板を局所的に誘導加熱する予備加熱部と、金属板をプレス加工するプレス加工部とを備える。予備加熱部は、加熱用コイルを含む。プレス加工部は、金型と、金型に対して金属板をプレスする押圧部とを含む。加熱用コイルは、加熱用コイルの軸方向が押圧部の移動方向に沿うように、かつ、プレス加工部によりプレス加工される金属板の加工領域のうち相対的に変形量が大きい部分と軸方向において対向するように、配置されている。加熱用コイルは、金属板の加工領域のうち変形量が相対的に大きい部分の少なくとも一部が、加工領域のうち相対的に変形量が小さい部分よりも高温に加熱されるように構成されている。
【００１４】
上記金属部品の製造装置において、プレス加工は、絞り加工であるのが好ましい。加熱用コイルは、加工領域のうち押圧部の肩に接触される接触部分と軸方向において対向せずに、接触部分よりも外側に位置する外側領域の少なくとも一部と軸方向において対向するように、配置されている。
【００１５】
上記金属部品の製造装置において、加熱用コイルは、第１コイルと、第１コイルと接続されておりかつ第１コイルよりも軸方向において金属板に近い位置に配置されている第２コイルとを有している。第１コイルの内径は第２コイルの内径よりも短い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、生産性を向上することができる金属部品の製造方法および金属部品の製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態に係る金属部品の製造装置を説明するための図である。
【図２】本実施の形態に係る金属部品の製造装置の予備加熱部の加熱用コイルを示す平面図である。
【図３】図２中の線分ＩＩＩ−ＩＩＩから視た断面図である。
【図４】本実施の形態に係る金属部品の製造装置のプレス加工部を示す部分断面図である。
【図５】本実施の形態に係る金属部品の製造装置のプレス加工部を示す部分断面図である。
【図６】図２および図３に示される加熱用コイルにより誘導加熱される金属板の加熱領域を示す平面図である。
【図７】本実施の形態に係る金属部品の製造方法のフローチャートである。
【図８】本実施の形態に係る金属部品の製造方法における第１絞り後の成形体を示す斜視図である。
【図９】本実施の形態に係る金属部品の製造方法における第２絞り後の成形体を示す斜視図である。
【図１０】本実施の形態に係る金属部品の製造方法における最終絞り後の成形体を示す斜視図である。
【図１１】本実施の形態に係る金属部品の製造方法により製造される金属部品を示す斜視図である。
【図１２】本実施の形態に係る金属部品の製造装置の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１９】
＜金属部品の製造装置の構成＞
図１〜図３を参照して、本実施の形態に係る金属部品の製造装置１００について説明する。本実施の形態に係る金属部品の製造装置１００は、加工材料（ワーク）である金属板１を局所的に誘導加熱する予備加熱部１０と、金属板１をプレス加工（せん断加工および絞り加工）するプレス加工部２０とを備える。
【００２０】
金属板１を構成する材料は、オーステナイト系ステンレス鋼であり、例えばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌなどである。金属板１は、例えば圧延方向Ａと幅方向Ｂとを有しており金属部品の製造装置１００において圧延方向Ａに沿って搬送される。
【００２１】
予備加熱部１０は、金属板１の搬送経路において、プレス加工部２０よりも上流側に配置されている。つまり、金属部品の製造装置１００において、金属板１は、予備加熱部１０を経てプレス加工部２０に至る。好ましくは、予備加熱部１０とプレス加工部２０とは、金属板１の搬送経路において連続して配置されている。つまり、予備加熱部１０を経て送り出された加熱後の金属板１を、時間を空けずにプレス加工部２０に搬送してせん断加工および絞り加工可能に設けられている。
【００２２】
予備加熱部１０は、金属板１を局所的に加熱可能である。予備加熱部１０は、例えば高周波誘導加熱により、金属板１を局所的に加熱可能である。予備加熱部１０は、加熱用コイル１１（図２参照）を含む。加熱用コイル１１の両端は図示しない交流電源と接続されている。
【００２３】
図３に示されるように、加熱用コイル１１は、加熱用コイル１１の軸方向Ｃが後述するプレス加工部２０の押圧部３２の移動方向に沿うように配置されている。なお、図３では、押圧部３２は想像線で示されている。加熱用コイル１１は、プレス加工部によりプレス加工される金属板１の加工領域１Ａ，１Ｂのうち相対的に変形量が大きい部分（外側領域１Ａ）のみと上記軸方向Ｃにおいて対向するように、配置されている。加熱用コイル１１は、加工領域１Ａ，１Ｂのうち相対的に変形量が小さい部分（内側領域１Ｂ）よりも、加工領域１Ａ，１Ｂのうち相対的に変形量が大きい部分の近くに配置されている。
【００２４】
このような加熱用コイル１１は、交流電源から交流電流が供給されたときに、金属板１を局所的に誘導加熱し得る。交流電流が供給された加熱用コイル１１は、金属板１を貫通するような交番磁束を発生させ、該交番磁束を打ち消す方向に金属板１に誘導電流を発生させる。金属板１は、当該誘導電流により生じるジュール熱によって加熱される。金属板１に生じる誘導電流は、金属板１において貫通する交番磁束の密度が高い領域ほど多い。金属板１を貫通する交番磁束の密度は、加熱用コイル１１に近いほど高い。その結果、加工領域１Ａ，１Ｂのうち相対的に加熱用コイル１１の近くに配置される部分に生じるジュール熱量は、加工領域１Ａ，１Ｂのうち相対的に加熱用コイル１１から離れて配置される部分に生じるジュール熱量よりも多くなる。その結果、加熱用コイル１１は、金属板１において加工領域１Ａ，１Ｂのうち相対的に加熱用コイル１１の近くに配置されかつプレス加工において相対的に変形量が大きい部分を、局所的に誘導加熱し得る。
【００２５】
ここで、加工領域１Ａ，１Ｂは、プレス加工部２０でのせん断加工により形成されるブランクに含まれる領域である。加工領域１Ａ，１Ｂは、加工領域１Ａ，１Ｂにおいてプレス加工部２０の押圧部３２の肩（押圧部３２の移動方向に沿って延びる面と該移動方向に交差する方向に沿って延びる面とが接続される、押圧部３２の角部）に接触される接触部分よりも外側に位置する外側領域１Ａと、該接触部分を有し外側領域１Ａよりも内側に位置する内側領域１Ｂとを含む。上述のように、金属板１が予備加熱部１０によって加熱されるときに、外側領域１Ａは内側領域１Ｂよりも加熱用コイル１１に近い位置に配置される。外側領域１Ａは、内側領域１Ｂと比べて、加工領域１Ａ，１Ｂにおいてプレス加工部２０による第１絞り加工時の変形抵抗σが相対的に大きい領域である。なお、変形抵抗σは、塑性係数ｃ、歪みε、および加工硬化指数ｎを用いて、ｃεｎで表される。
【００２６】
外側領域１Ａは、例えばプレス加工部２０による第１絞り加工によって得られる成形体が底部および側壁部から成る場合には、金属板１において側壁部に成る領域を含む。外側領域１Ａは、例えばプレス加工部２０による第１絞り加工によって得られる成形体が底部、側壁部およびフランジ部から成る場合には、金属板１において側壁部およびフランジ部に成る領域を含む。内側領域１Ｂは、押圧部３２の先端部および押圧部３２の肩に接触される領域を含む。内側領域１Ｂにおいて押圧部３２の肩に接触される領域には、外側領域１Ａと比べて上記軸方向Ｃにおいて相対的に強い力が印加される。内側領域１Ｂは、例えばプレス加工部２０による第１絞り加工によって得られる成形体の底部を成す領域を含む。図３および図４に示されるように、内側領域１Ｂの当該幅Ｌ３は、押圧部３２の幅方向Ｂの幅Ｌ４以上である。幅Ｌ３は例えば５０．５ｍｍであり、幅Ｌ４は例えば３８．５ｍｍである。また、内側領域１Ｂの圧延方向Ａの長さは例えば６２ｍｍであり、押圧部３２の圧延方向Ａの長さは例えば５０ｍｍである。
【００２７】
図２および図３に示されるように、加熱用コイル１１は、第１コイル１２および第２コイル１３を有している。第１コイル１２の軸方向Ｃは、第２コイル１３の軸方向Ｃと沿っている。軸方向Ｃから視たときの第１コイル１２および第２コイル１３の各々の平面形状は、例えば略円形または略楕円形などである。第２コイル１３は、第１コイル１２と直列に接続されている。第１コイル１２および第２コイル１３は、金属板１に略平行に配置されている。異なる観点から言えば、第１コイル１２および第２コイル１３は、軸方向Ｃと交差する方向に沿って延在している。第１コイル１２は、加熱用コイル１１において金属板１との間の上記軸方向Ｃの最短距離が距離Ｌ１（図３参照）で略等しくなるように巻回された部分である。第２コイル１３は、加熱用コイル１１において金属板１との間の上記軸方向Ｃの最短距離が距離Ｌ１とは異なる距離Ｌ２（図３参照）で略等しくなるように巻回された部分である。
【００２８】
図３に示されるように、第２コイル１３は、第１コイル１２よりも上記軸方向Ｃにおいて金属板１に近い位置に配置されている。第１コイル１２と金属板１との間の上記軸方向Ｃの最短距離Ｌ１は、第２コイル１３と金属板１との間の上記軸方向Ｃの最短距離Ｌ２よりも長い。第１コイル１２は、外側領域１Ａのうち内側に位置する領域と上記軸方向Ｃにおいて対向するように配置されている。第２コイル１３は、外側領域１Ａのうち外側に位置する領域と上記軸方向Ｃにおいて対向するように配置されている。第１コイル１２の内径は第２コイル１３の内径よりも短い。上記軸方向Ｃから視て、第１コイル１２は、第２コイル１３よりも内側に配置されている。
【００２９】
図３に示されるように、上記加熱用コイル１１は、外側領域１Ａにおいて、最も低温に加熱される第１加熱領域１Ｃ、第１加熱領域１Ｃよりも外側に位置しかつ第１加熱領域１Ｃよりも高温に加熱される第２加熱領域１Ｄ、および第２加熱領域１Ｄよりも外側に位置し最も高温に加熱される第３加熱領域１Ｅを形成し得る。第１加熱領域１Ｃは外側領域１Ａにおいて最も内側に位置し、内側領域１Ｂと隣接している。第３加熱領域１Ｅは、外側領域１Ａにおいて最も外側に位置している。第２加熱領域１Ｄは、第１加熱領域１Ｃよりも外側に位置しかつ第３加熱領域１Ｅよりも内側に位置している。
【００３０】
予備加熱部１０は、例えば金属板１を５０℃以上２００℃以下の温度に加熱可能に設けられている。予備加熱部１０による金属板１に対する加熱温度は、例えば第１絞り加工の際に外側領域１Ａの引張強度を十分に低下させることができる温度である。予備加熱部１０は、第１コイル１２および第２コイル１３を有する加熱用コイル１１を含むため、第１加熱領域１Ｃと第３加熱領域１Ｅとの温度差が例えば５０℃程度となるように加熱可能である。該予備加熱部１０は、例えば第３加熱領域１Ｅを１００℃程度の温度に加熱しながら第１加熱領域１Ｃを５０℃程度の温度に加熱可能である。
【００３１】
図３に示されるように、加熱用コイル１１は、例えば冷却水が流通するための配管１４を内部に有していている。第１コイル１２中の配管１４は、第２コイル１３中の配管１４と直列に接続されている。
【００３２】
なお、図３および図６に示されるように、金属板１は、例えば加工領域１Ａ，１Ｂよりも外側に非加工領域１Ｆを有している。非加工領域１Ｆは、第３加熱領域１Ｅと隣接している。金属板１が予備加熱部１０によって加熱されるときに、非加工領域１Ｆは内側領域１Ｂよりも加熱用コイル１１に近い位置に配置される。非加工領域１Ｆは、例えば第１絞り加工前のブランク抜き加工において打ち抜かれない領域である。
【００３３】
プレス加工部２０は、例えばいわゆるトランスファープレスとして構成されている。プレス加工部２０は、例えば鉛直方向において金属板１に対し上方に配置された複数のパンチ部（例えば少なくとも３つのパンチ部３０Ａ，３０Ｂ．３０Ｃ）と、鉛直方向において金属板１に対し下方に配置された複数のダイ部（例えば少なくとも３つのダイ部４０Ａ，４０Ｂ．４０Ｃ）とを含む。図１に示されるように、複数のパンチ部は金属板１の幅方向Ｂに沿って並んで配置されている。図１に示されるように、複数のダイ部は金属板１の幅方向Ｂに沿って並んで配置されている。
【００３４】
図４および図５に示されるように、パンチ部３０Ａは、保持具３１と、押圧部３２とを有する。ダイ部４０Ａは、ベース部４１と、金型４２と、ガイド部４４とを含む。
【００３５】
保持具３１は、金型４２、貫通孔４３およびガイド部４４上の所定の位置に搬送されたコイル材としての金属板１に対し、せん断加工可能に設けられている。言い換えると、保持具３１は、せん断加工用のパンチとして設けられている。つまり、保持具３１の鉛直方向下方に位置する端部が、金型４２上に配置されている金属板１と接触可能に設けられている。保持具３１の少なくとも一部は、鉛直方向においてダイ部４０に設けられている金型４２と重なるように設けられている。保持具３１は、せん断加工により形成されたブランクとしての金属板２（図４参照）を鉛直方向上方から金型４２に対して押さえつけることができる。保持具３１は、たとえば円筒状に設けられており、その軸方向が鉛直方向に沿って延びている。保持具３１を構成する材料は、たとえば超硬合金（以下、単に超硬という）やＳＫＤ１１などの合金工具鋼であり、好ましくは超硬やＪＩＳ規格ＳＫＤ１１（以下、単にＳＫＤ１１という）などよりも低熱伝導率（たとえば１４．０Ｗ／ｍ・Ｋ程度）の材料であり、たとえばサーメットである。
【００３６】
押圧部３２は、金型４２および貫通孔４３上であってガイド部４４の貫通孔４５内の所定の位置に配置されたブランクとしての金属板２に対し、絞り加工可能に設けられている。言い換えると、押圧部３２は、絞り加工用のパンチとして設けられている。押圧部３２は、円筒状に設けられている保持具３１の中空部分において、保持具３１に対し鉛直方向において相対的に移動可能に設けられている。つまり、押圧部３２は、保持具３１に囲まれている。また、押圧部３２は、押圧部３２の鉛直方向下方側に位置する端部が、保持具３１の鉛直方向下方側に位置する端部よりも鉛直方向の下方に突出可能に設けられている。好ましくは、押圧部３２内には、押圧部３２を冷却するための図示しない冷却部が設けられている。押圧部３２内の冷却部は、例えば冷却水が循環可能に設けられており、押圧部３２から受け取った熱を押圧部３２の外部に放熱可能に設けられている。
【００３７】
ベース部４１は、ダイ部４０において金型４２の支持体として構成されている。
ベース部４１には、金型４２を内部に保持することができる溝部４１ａが形成されている。溝部４１ａは、例えば鉛直方向および水平方向に延びる端面を有しており、これらの端面が金型４２の外周端面および底面と面接触可能に形成されている。さらに、ベース部４１には、溝部４１ａに対して鉛直方向の下方に溝部４１ａと連なる溝部４１ｂが形成されている。
【００３８】
金型４２は、鉛直方向上方に位置する上方端面４２ｃを有しており、たとえば上方端面４２ｃがブランクとしての金属板２の外側領域１Ａと面接触可能に設けられている。金型４２には、その内側にブランクとしての金属板２を絞り加工して得られる成形体３ａの外形を規制するための貫通孔４３が形成されている。貫通孔４３は、鉛直方向において金属板１，２の内側領域１Ｂと重なるように配置される。好ましくは金型４２を構成する材料は、従来の温間プレス加工装置の金型を構成する材料である超硬やＳＫＤ１１などと比べて、熱伝導率が低い。好ましくは、金型４２を構成する材料は、ベース部４１を構成する材料よりも熱伝導率が低い。このようにすれば、プレス加工時の加工発熱により金属板２に生じた熱は、金型４２を介してベース部４１やガイド部４４などに放熱され難く、金属板２に蓄えられて金属板２の温度上昇および冷却防止（保温）に効果的に寄与し得る。そのため、このような金型４２を備えるプレス加工部２０は、高い絞り成形性を有している。特に、トランスファープレスとして構成されているプレス加工部２０では、ダイ部４０Ｂ，４０Ｃにおける金型も上記のように構成されていることにより、第２絞り加工以降においても加工発熱を利用した高い絞り成形性が実現されている。
【００３９】
好ましくは、金型４２を構成する材料は、たとえば炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）または炭化チタン（ＴｉＣ）を主成分とするサーメット、および酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）のうちの少なくともいずれか一方を含む材料である。なお、ＺｒＯ２、ＴｉＣＮ基サーメット、ＴｉＣ基サーメットの熱伝導率は、超硬およびＳＫＤ１１のうち熱伝導率が低い一方よりもさらに低い。具体的には、従来の金型構成材料として一般的に用いられる超硬の常温時の熱伝導率は７１Ｗ／（ｍ・Ｋ）であるのに対し、ＴｉＣＮ基サーメットの常温時の熱伝導率は１４Ｗ／（ｍ・Ｋ）、ＺｉＯ２の常温時の熱伝導率は３Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。つまり、サーメットの熱伝導率は超硬の熱伝導率の５分の１程度である。異なる観点から言えば、金型４２を構成する材料の常温時の熱伝導率は、たとえば２７．２Ｗ／ｍ・Ｋ未満である。
【００４０】
貫通孔４３の内周端面４２ａは、鉛直方向に対して交差する方向に沿って形成されていてもよい。このとき、貫通孔４３の内周端面４２ａは、金型４２において金属板２と接触する上方端面４２ｃに対して鋭角となる傾斜角を有し、下方端面４２ｄに対して鈍角となる傾斜角を有していてもよい。
【００４１】
ガイド部４４には、貫通孔４５が形成されている。貫通孔４５の孔径は、貫通孔４３の孔径よりも大きく、かつ保持具３１の外径よりも大きい。ガイド部４４は、保持具３１とともにコイル材としての金属板１（図１参照）に対しせん断加工可能に設けられているとともに、該せん断加工により形成されたブランクとしての金属板２（図４参照）を金型４２上の所定の位置にガイド可能に設けられている。言い換えると、ガイド部４４は、せん断加工用の金型として設けられている。また、ガイド部４４は、金型４２をベース部４１と挟持可能に設けられていてもよい。ガイド部４４を構成する材料は、たとえば超硬やＳＫＤ１１などの合金工具鋼である。
【００４２】
複数のパンチ部および複数のダイ部の各々は、上述したパンチ部３０Ａおよびダイ部４０Ａと基本的に同様の構成を備えているが、押圧部３２および金型４２の形状等が互いに異なっている。
【００４３】
プレス加工部は、複数のパンチ部および複数のダイ部の各々で成形された成形体を上記幅方向Ｂにおいて隣接する他のパンチ部およびダイ部に搬送するための図示しない搬送部をさらに含む。例えば、パンチ部３０Ａおよびダイ部４０Ａにより、予備加熱部１０により予備加熱された金属板１は抜き加工されて金属板２とされた後、第１絞り加工される。同時に、パンチ部３０Ｂおよびダイ部４０Ｂにより、先にパンチ部３０Ａおよびダイ部４０Ａによって第１絞り加工された成形体は第２絞り加工される。同時に、パンチ部３０Ｃおよびダイ部４０Ｃにより、先に先にパンチ部３０Ｂおよびダイ部４０Ｂによって第２絞り加工が施された成形体は第３絞り加工される。次に、第１絞り加工により得られた成形体は、上記幅方向Ｂに沿ってパンチ部３０Ａおよびダイ部４０Ａ間からパンチ部３０Ｂおよびダイ部４０Ｂ間へ搬送される。同時に、第２絞り加工により得られた成形体は、上記幅方向Ｂに沿ってパンチ部３０Ｂおよびダイ部４０Ｂ間からパンチ部３０Ｃおよびダイ部４０Ｃ間へ搬送される。同時に、第３絞り加工により得られた成形体は、上記幅方向Ｂに沿ってパンチ部３０Ｃおよびダイ部４０Ｃ間から搬出される。
【００４４】
＜金属部品の製造方法＞
図７に示されるように、本実施の形態に係る金属部品の製造方法は、金属板１を局所的に誘導加熱する工程（Ｓ１０）と、金属板１をプレス加工する工程（Ｓ２０）とを備える。
【００４５】
誘導加熱する工程（Ｓ１０）では、まず金属板１は予備加熱部１０に搬送されて金属板１の外側領域１Ａが加熱用コイル１１と上記軸方向Ｃにおいて対向するように配置される。金属板１を構成する材料は、例えばオーステナイト系ステンレス鋼である。次に、加熱用コイル１１に交流電流が供給されることにより、金属板１の外側領域１Ａが内側領域１Ｂよりも高温に加熱される。すなわち、プレス加工する工程（Ｓ２０）でプレス加工される金属板１の加工領域１Ａ，１Ｂ（図３参照）のうち変形量が相対的に大きい部分の少なくとも一部（外側領域１Ａ）は、加工領域１Ａ，１Ｂのうち相対的に変形量が小さい部分（内側領域１Ｂ）よりも高温に加熱される。外側領域１Ａは、例えば５０℃以上１５０℃以下に加熱される。本工程（Ｓ１０）での加熱時間（通電時間）は、例えば加熱温度が２００℃程度である場合には１秒とすることができる。つまり、本工程（Ｓ１０）での加熱時間は、当該予備加熱を金型に埋め込まれたカートリッジヒーターにより行う場合と比べて、大幅に短縮され得る。本工程（Ｓ１０）では、プレス加工する工程（Ｓ２０）でプレス加工される金属板１の１つの加工領域１Ａの加熱が、例えば１秒で実施され得る。
【００４６】
本工程（Ｓ１０）では、第１コイル１２および第２コイル１３を含む加熱用コイル１１により、金属板１の外側領域１Ａの温度が上記接触部分に近い側から遠い側に向かって徐々に高温となるように金属板１が加熱される。
【００４７】
次に、金属板１がプレス加工される。プレス加工する工程（Ｓ２０）は、先の工程（Ｓ１０）と時間を空けずに連続して行われる。具体的には、先の工程（Ｓ１０）において予備加熱部１０で所定の温度に加熱されて予備加熱部１０から排出された金属板１は、速やかにプレス加工部２０に搬送され、パンチ部３０Ａとダイ部４０Ａとの間に配置される。
【００４８】
図４に示すように、まず抜きパンチを兼ね備えた保持具３１と、抜きダイを兼ね備えたガイド部４４とにより、コイル状の金属板１からブランクとしての金属板２が打ち抜かれる。金属板２は保持具３１によってガイド部４４の貫通孔４５内に押し出され、ガイド部４４に導かれて金型４２上に配置される。
【００４９】
金型４２の上に配置された金属板２は、保持具３１と金型４２とに挟持される。図５に示すように、その後、押圧部３２の下方端部が溝部４１ｂ内に達するように、押圧部３２を保持具３１に対して鉛直方向下方に相対的に移動させる。これにより、金属板２は例えば図８に示されるような成形体３ａに成形される。
【００５０】
本工程（Ｓ２０）において、金属板１，２の温度は、プレス加工の際に引張強度を十分に低下させることができ、かつ加熱によって加工油の機能が低下することに伴う成形性の低下が抑制されている温度範囲内（たとえば金属板１を構成する材料がＳＵＳ３０４の場合には５０℃以上１５０℃以下）とされている。好ましくは、金属板１の下限温度は、プレス加工直後においてマルテンサイト変態を引き起こさない温度（たとえば金属板１を構成する材料がＳＵＳ３０４の場合には９０℃以上）とされている。プレス加工前の金属板１の温度は、当該下限温度以下であってもよい。また、その他のプレス加工の条件（パンチスピードなど）は、従来のプレス加工と同等程度とすることができる。本工程（Ｓ２０）において、ブランク抜き加工および多段絞り加工における各加工に要する処理時間は、例えば１秒とされ得る。また、本工程（Ｓ２０）において、上述した押圧部３２の冷却部には、冷却水が循環されているのが好ましい。
【００５１】
本工程（Ｓ２０）では、トランスファープレスとして構成されているプレス加工部２０により、多段絞り加工が行われる。多段絞り加工では、深絞り加工が施されてもよい。例えば、金属板２は第１絞り加工により図８に示されるような成形体３ａに成形される。成形体３ａは第２絞り加工により図９に示されるような成形体３ｂに成形される。成形体３ｂは第３絞り加工により図１０に示されるような成形体３ｃに成形される。その後成形体３ｃは、例えば任意の回数絞り加工され、かつ縁切り（トリミング）等の仕上げ加工されることにより図１１に示されるような金属部品４に成形される。プレス加工部２０は、金属板１，２、成形体３ａ，３ｂ，３ｃおよび金属部品４の搬送と、上記工程（Ｓ１０）および本工程（Ｓ２０）とを連続してかつ繰り返し行うことにより、金属部品４を連続して製造することができる。なお、本工程（Ｓ２０）において、ブランク抜き加工と第１絞り加工とは、異なるパンチ部およびダイ部により実施されてもよい。
【００５２】
＜作用効果＞
本実施の形態に係る金属部品の製造方法は、加熱用コイル１１を用いて金属板１を局所的に誘導加熱する工程（Ｓ１０）と、誘導加熱する工程（Ｓ１０）の後に、金型４２および金型４２に対して金属板２をプレスする押圧部３２を用いて金属板２をプレス加工する工程（Ｓ２０）とを備える。誘導加熱する工程（Ｓ１０）では、プレス加工する工程（Ｓ２０）でプレス加工される金属板１の加工領域１Ａ，１Ｂのうち変形量が相対的に大きい部分（外側領域１Ａ）は、加工領域１Ａ，１Ｂのうち相対的に変形量が小さい部分（内側領域１Ｂ）よりも高温に加熱される。
【００５３】
このようにすれば、金型に埋め込まれたヒータにより金型を介して金属板を予備加熱する従来の温間絞り加工法と比べて、誘導加熱する工程（Ｓ１０）により外側領域１Ａの変形抵抗を十分に低減させかつ内側領域１Ｂの引張強度の低下を抑制し得るような金属板１に対する局所的な加熱を短時間で行うことができる。そのため、本実施の形態に係る金属部品の製造方法において１つの金属部品の製造に係る時間は、上述した従来の温間絞り加工法のように予備加熱時間により律速されないため、従来の温間絞り加工法におけるそれと比べて短縮されている。その結果、本実施の形態に係る金属部品の製造方法の生産性は、従来の温間絞り加工法と比べて高い。例えば、本実施の形態に係る金属部品の製造方法では、誘導加熱する工程（Ｓ１０）での加熱時間が１秒とされ得る。そのため、本実施の形態に係る金属部品の製造方法では、１分間当たりの金属部品の製造個数が６０個（言い換えると６０ｓｐｍ）とされ得る。
【００５４】
特に、金属板１を構成する材料はオーステナイト系ステンレス鋼であり、高い引張強度を有している。一方で、オーステナイト系ステンレス鋼の引張強度は、０℃以上１００℃以下の温度範囲内で加熱されたときに大きく低下する。０℃から１００℃にかけての温度上昇によるオーステナイト系ステンレス鋼の引張強度の低下率は、例えばＳＵＳ３０４では３５％程度である。そのため、誘導加熱する工程（Ｓ１０）において金属板１の外側領域１Ａを局所的に５０℃以上１５０℃以下の温度に誘導加熱することで、プレス加工に対する外側領域１Ａの変形抵抗を速やかにかつ十分に低減することができる。本実施の形態に係る金属部品の製造方法では、金属板１を構成する材料がオーステナイト系ステンレス鋼であっても、１分間当たりの金属部品の製造個数が６０個以上（言い換えると６０ｓｐｍ以上）とされ得る。
【００５５】
さらに、誘導加熱する工程（Ｓ１０）では内側領域１Ｂが外側領域１Ａのように加熱されないため、例えば通電加熱または炉加熱により加工領域１Ａ，１Ｂの全体が加熱される場合と比べて、内側領域１Ｂの引張強度の低下が抑制されている。内側領域１Ｂは上述のようにプレス加工する工程（Ｓ２０）において押圧部３２の肩に接触される接触部分を有している。つまり、誘導加熱する工程（Ｓ１０）では接触部分の引張強度の低下が抑制されているため、プレス加工する工程（Ｓ２０）において当該接触部分の破断が抑制されている。そのため、例えばプレス加工する工程（Ｓ２０）において深絞り加工が施される場合にも、上記接触部分の破断が抑制されている。
【００５６】
上記金属部品の製造方法において、プレス加工は絞り加工である。誘導加熱する工程（Ｓ１０）では、プレス加工する工程（Ｓ２０）でプレス加工される金属板１の加工領域１Ａ，１Ｂのうち押圧部３２の肩に接触される接触部分よりも外側に位置する外側領域１Ａの少なくとも一部が局所的に加熱される。その結果、外側領域１Ａの少なくとも一部は接触部分よりも高温となる。
【００５７】
そのため、上述のように、プレス加工する工程（Ｓ２０）において加工領域１Ａ，１Ｂのうちの上記接触部分の破断が抑制されている。さらに、押圧部３２に冷却部が設けられている場合には、プレス加工する工程（Ｓ２０）において上記接触部分の破断はより効果的に抑制され得る。これは、加工領域１Ａ，１Ｂのうちの上記接触部分は押圧部３２により接触されることによって常温以下の温度に冷却され得るため、上記接触部分の引張強度の低下がより効果的に抑制され得るためである。
【００５８】
上記金属部品の製造方法において、誘導加熱する工程（Ｓ１０）では、金属板１の外側領域１Ａの温度が上記接触部分に近い側から遠い側に向かって徐々に高温となるように金属板１を誘導加熱する。
【００５９】
このようにすれば、内側領域１Ｂの温度上昇を抑制しながらも、外側領域１Ａの変形抵抗を十分に低減可能な程度の高温に外側領域１Ａを加熱することができる。
【００６０】
本実施の形態に係る金属部品の製造装置１００は、金属板１を局所的に誘導加熱する予備加熱部１０と、金属板１をプレス加工するプレス加工部２０とを備える。予備加熱部１０は、加熱用コイル１１を含む。プレス加工部２０は、金型４２と、金型４２に対して金属板２をプレスする押圧部３２とを含む。加熱用コイル１１は、加熱用コイル１１の軸方向Ｃが押圧部３２の移動方向に沿うように、かつ、プレス加工部２０によりプレス加工される金属板１の加工領域１Ａ，１Ｂのうち相対的に変形量が大きい部分である外側領域１Ａのみと軸方向において対向するように配置されている。
【００６１】
このような金属部品の製造装置１００により、上記金属部品の製造方法は実施され得る。上述のように、加熱用コイル１１は加工領域１Ａ，１Ｂのうち相対的に変形量が大きい部分である外側領域１Ａのみと軸方向において対向するように配置されている。そのため、加熱用コイル１１は、プレス加工する工程（Ｓ２０）でプレス加工される金属板１の加工領域１Ａ，１Ｂのうち変形量が相対的に大きい部分である外側領域１Ａを局所的に誘導加熱することができる。その結果、当該外側領域１Ａは、短時間の誘導加熱により内側領域１Ｂよりも高い温度に到達し得る。その結果、金属部品の製造装置１００によれば、上記接触部分の破断を抑制しながらも、金属部品４の生産性を向上することができる。
【００６２】
上記金属部品の製造装置１００では、プレス加工は絞り加工である。加熱用コイル１１は、加工領域１Ａ，１Ｂのうち押圧部３２の肩に接触される接触部分と軸方向Ｃにおいて対向せずに、該接触部分よりも外側に位置する外側領域１Ａと軸方向において対向するように、配置されている。
【００６３】
このようにすれば、絞り加工される金属板１の加工領域１Ａ，１Ｂのうち変形量が相対的に大きい部分である外側領域１Ａを局所的に誘導加熱することができる。そのため、外側領域１Ａを加工領域１Ａ，１Ｂのうち相対的に変形量が小さい部分である内側領域１Ｂよりも高温にすることができる。そのため、プレス加工部２０での絞り加工時に押圧部３２の肩と接触される金属板１の接触部分の破断が抑制されている。なお、上記金属部品の製造装置１００により実施される絞り加工は、特に限定されるものではなく、例えば円筒絞り加工や、角絞り加工等を含む。
【００６４】
上記金属部品の製造装置１００において、加熱用コイル１１は、第１コイル１２と、第１コイル１２と接続されておりかつ第１コイル１２よりも軸方向において金属板１に近い位置に配置されている第２コイル１３とを有している。第１コイル１２の内径は第２コイル１３の内径よりも短い。
【００６５】
このような加熱用コイル１１では、第１コイル１２が外側領域１Ａのうち内側に位置する領域と上記軸方向Ｃにおいて対向するように配置されている。第２コイル１３は外側領域１Ａのうち外側に位置する領域と上記軸方向Ｃにおいて対向するように配置されている。そのため、該加熱用コイル１１は、金属板１の外側領域１Ａの温度が上記接触部分に近い側から遠い側に向かって徐々に高温となるように金属板１を誘導加熱することができる。
【００６６】
上記実施の形態ではプレス加工は絞り加工であるが、これに限られるものでは無く、例えば張り出し加工、曲げ加工、およびバーリング加工などのいずれかであってもよい。プレス加工が張り出し加工である場合には、金属板の加工領域のうち変形量が相対的に大きい部分は、加工領域のうち変形量が相対的に小さい部分よりも内側に配置される。この場合にも、金属板の加工領域のうち変形量が相対的に大きい部分は、上記軸方向において加熱用コイル１１と対向するように配置された後、局所的に加熱され得る。このようにすれば、金属板の加工領域のうち変形量が相対的に大きい部分の引張強度を低下させることができるため、金属板の加工領域のうち変形量が相対的に大きい部分のプレス加工に対する変形抵抗を十分に低減することができる。つまり、上記実施の形態に係る金属部品の製造方法は、張り出し加工にも好適である。
【００６７】
また、上記プレス加工が曲げ加工である場合には、金属板の加工領域のうち変形量が相対的に大きい部分と、加工領域のうち変形量が相対的に小さい部分とは、例えば上記圧延方向において交互に配置される。例えば、加熱用コイル１１は、コイル材としての金属板に対し、加工領域のうち変形量が相対的に大きい第１の部分は、当該第１の部分と上記圧延方向に間隔を隔てて配置されておりかつ加工領域のうち変形量が相対的に大きい第２の部分と、加工領域のうち変形量が相対的に小さい部分を挟んで配置されている。
【００６８】
この場合にも、加熱用コイル１１は、例えば上記第１および第２の部分を同時にかつ局所的に加熱可能に設けられている。加熱用コイル１１は、例えば第１の部分および第２の部分の下方に、上記圧延方向に垂直な方向に沿って延在するように配置されている。金属板の加工領域のうち変形量が相対的に大きい第１および第２の部分の各々は、各々の下面に垂直な方向において加熱用コイル１１と対向するように配置された後、局所的に加熱され得る。このようにすれば、金属板の加工領域のうち変形量が相対的に大きい部分の引張強度を低下させることができるため、曲げ加工後に金型が取り除かれる際のスプリングバック（加工後の被加工材が金型に沿った形状から加工前に近い形状にいくらか変形する現象）による変形量を低減することができる。つまり、上記実施の形態に係る金属部品の製造方法は、曲げ加工にも好適である。
【００６９】
また、上記プレス加工がバーリング加工である場合には、予め穴開け加工が施された金属板におけるバーリング加工領域のうち変形量が相対的に大きい部分は、該加工領域のうち変形量が相対的に小さい部分よりも内側に配置され、かつ上記穴開け加工により形成された貫通孔よりも外側に配置される。この場合にも、金属板の加工領域のうち変形量が相対的に大きい部分は、上記軸方向において加熱用コイル１１と対向するように配置された後、局所的に加熱され得る。このようにすれば、金属板の加工領域のうち変形量が相対的に大きい部分の引張強度を低下させることができるため、バーリング加工により拡げられた貫通孔の端面に割れ等の異常が発生することを抑制できる。なお、バーリング加工の予備加熱条件は、被加工部材を構成する材料の引張強度および伸びの各温度特性を考慮して決定されるのが好ましい。材料によっては、加熱温度が高くなるほど伸びが低下する。そのため、上記実施の形態に係る金属部品の製造方法は、加熱時にも伸びが低下し難い材料で構成されている被加工部材に対するバーリング加工に好適である。
【００７０】
図１２に示されるように、上記実施の形態に係る金属部品の製造装置は、予備加熱部１０およびプレス加工部２０にコイル材としての金属板１を供給するための送り部５０と、予備加熱部１０およびプレス加工部２０に供給されたコイル材としての金属板１に張力を付与するための張力付与部６０とを備えているのが好ましい。送り部５０は、金属板１の搬送方向（圧延方向Ａ）において予備加熱部１０よりも上流側に配置されている。そのため、送り部５０は、加工油が塗布される前の金属板１を送ることができるため、送り量を高精度に制御し得る。張力付与部６０は、上記圧延方向Ａにおいてプレス加工部２０よりも下流側に配置されている。張力付与部６０は、せん断加工された後の金属板１を下流側に引っ張ることにより、加熱用コイル１１上およびパンチ部３０Ａとダイ部４０Ａとの間に供給された金属板１に張力を付与可能である。
【００７１】
従来のプレス加工装置では一般的に送り部とプレス加工部とが隣接して配置されているのに対し、上記実施の形態に係る金属部品の製造装置では送り部５０とプレス加工部２０との間に予備加熱部１０が配置されている。そのため、上記実施の形態に係る金属部品の製造装置における送り部５０とプレス加工部２０との間の距離は、従来の金属部品の製造装置におけるそれと比べて長くなる。そのため、上記実施の形態に係る金属部品の製造装置では、送り部５０とプレス加工部２０との間でコイル材としての金属板１が弛むことが考えられる。そこで、上記実施の形態に係る金属部品の製造装置は、張力付与部６０を備えることで、送り部５０と張力付与部６０との間に配置された金属板１に張力を付与することができ、金属板１の弛みを防止することができる。その結果、上記実施の形態に係る金属部品の製造装置は、送り部５０に加えて張力付与部６０を備えることで、予備加熱部１０およびプレス加工部２０に対し金属板１を高精度に位置決めすることができる。張力付与部６０は、例えばパウダクラッチおよびモータを含む。
【００７２】
図１２に示されるように、上記実施の形態に係る金属部品の製造装置は、予備加熱部１０において加熱用コイル１１と金属板１との鉛直方向における距離を一定に保持するための保持部７０，７１をさらに備えているのが好ましい。保持部７０は加熱用コイル１１よりも上流側に配置され、保持部７１は加熱用コイル１１よりも下流側であってプレス加工部２０よりも上流側に配置されている。これにより、誘導加熱する工程（Ｓ１０）での加熱の間、金属板１は加熱用コイル１１に対し上記鉛直方向において一定の距離に保持されるため、金属板１に適切な温度分布を形成することができ、かつ金属板１において搬送方向に連続して形成される複数の温度分布間でのバラつきの発生が抑制されている。
【００７３】
図１２に示されるように、上記実施の形態に係る金属部品の製造装置は、予備加熱部１０において誘導加熱された直後の金属板１の温度分布を測定可能な測定部８０をさらに備えていてもよい。測定部８０は、例えばサーモグラフィカメラである。予備加熱部１０は、測定部８０により測定された温度分布に基づき加熱条件を制御可能に設けられていてもよい。
【００７４】
図１２に示されるように、上記実施の形態に係る金属部品の製造装置は、予備加熱部１０によって局所的に加熱された金属板１を局所的に冷却する局所冷却部９０をさらに備えていてもよい。局所冷却部９０は、予備加熱部１０よりも下流側であってプレス加工部２０よりも上流側に配置されている。局所冷却部９０は、加工領域１Ａ，１Ｂのうち相対的に変形量が小さい部分（内側領域１Ｂ）の少なくとも一部を局所的に冷却可能である。この場合、実施の形態に係る金属部品の製造方法において、金属板１を加熱する工程（Ｓ１０）と金属板１をプレス加工する工程（Ｓ２０）との間には、加工領域１Ａ，１Ｂのうち相対的に変形量が小さい部分を局所的に冷却する工程をさらに備えている。
【００７５】
なお、本発明者らは、オーステナイト系ステンレス鋼からなる金属板１に対し、内側領域１Ｂを加熱しないように適切に構成された加熱用コイル１１を用いて外側領域１Ａを局所的に誘導加熱することにより、外側領域１Ａを１００℃程度の温度に加熱しながらも内側領域１Ｂの大部分を加熱前の温度に維持しうることを確認した（後述する実施例１参照）。つまり、本発明者らは、加工領域１Ａ，１Ｂのうち相対的に変形量が小さい部分を加熱しないように適切に構成された予備加熱部１０を備える金属部品の製造装置には、図１２に示される局所冷却部９０は不要であることを確認した。
【００７６】
また、上記実施の形態において、金属板１を構成する材料はオーステナイト系ステンレス鋼を含んでいるが、これに限られるものではない。金属板１を構成する材料は、アルミニウム（Ａｌ）を含んでいてもよい。つまり、上記実施の形態に係る金属部品の製造方法および金属部品の製造装置は、例えばアルミニウム合金からなる金属板１を加工対象とし得る。この場合、金属板１を加熱する工程（Ｓ１０）において、アルミニウム合金からなる金属板１が予備加熱部１０によって加熱される温度は、上述したオーステナイト系ステンレス鋼を含む金属板１に対する加熱温度以上であるのが好ましく、該加熱温度超えであるのがより好ましい。例えば、上記工程（Ｓ１０）において、アルミニウム合金からなる金属板１は予備加熱部１０によって２００℃以上３００℃以下に加熱される。実施の形態に係る金属部品の製造方法および金属部品の製造装置によれば、上記予備加熱部１０が用いられることにより、金型により予備加熱される従来の温間絞り加工法と比べて、アルミニウム合金からなる金属板１に対する予備加熱処理に要する時間が短縮される。そのため、実施の形態に係る金属部品の製造方法および金属部品の製造装置によってアルミニウム合金からなる金属部品を１個製造するのに要する時間は、従来の温間絞り加工法におけるそれと比べて短縮され得る。
【実施例】
【００７７】
本実施例では、上記実施の形態に係る金属部品の製造装置および金属部品の製造方法によるプレス加工前の金属板の温度分布について評価した。金属板を構成する材料はＳＵＳ３１６とした。金属板の幅は８０ｍｍ、金属板の厚みは０．５ｍｍとした。金属板の内側領域の幅方向の幅は５０．５ｍｍとし、該内側領域の圧延方向の長さは６２ｍｍとした。誘導加熱は、金属板の外側領域が１００℃以上１６０℃以下の温度に加熱されるような条件とし、加熱用コイルの通電時間は１秒とした。このような誘導加熱直後の金属板の温度分布をサーモグラフィカメラと、熱電対およびデータロガーとを用いて評価した。具体的には、サーモグラフィカメラにより１つの加工領域全体の温度分布を評価するとともに、当該加工領域において外側領域中の１点および内側領域中の１点を含む複数箇所に接続された熱電対およびデータロガーにより特定箇所の温度を測定した。
【００７８】
評価の結果、外側領域が１００℃以上１６０℃以下の温度に加熱されているのに対し、内側領域は５０℃未満に維持されており、押圧部の肩と接触される上記接触部分を含む内側領域の大部分は加熱前と同等の４０℃以下であることが確認された。これにより、実施の形態に係る金属部品の製造装置および金属部品の製造方法によれば、外側領域１Ａを内側領域１Ｂよりも高温に加熱することができ、内側領域１Ｂを構成するオーステナイト系ステンレス鋼の引張強度を低下させることなく、外側領域１Ａを構成するオーステナイト系ステンレス鋼のみの引張強度を低下させることができることが確認された。
【００７９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼またはアルミニウム合金を含む金属板にプレス加工を行う金属部品の製造方法および金属部品の製造装置に特に有利に適用される。
【符号の説明】
【００８１】
１，２  金属板、１Ａ，１Ｂ  加工領域（１Ａ  外側領域、１Ｂ  内側領域）、１Ｃ  第１加熱領域、１Ｄ  第２加熱領域、１Ｅ  第３加熱領域、１Ｆ  非加工領域、３ａ，３ｂ，３ｃ  成形体、４  金属部品、１０  予備加熱部、１１  加熱用コイル、１２  第１コイル、１３  第２コイル、２０  プレス加工部、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ  パンチ部、３１  保持具、３２  押圧部、４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ  ダイ部、４１  ベース部、４１ａ，４１ｂ  溝部、４２  金型、４２ａ  内周端面、４２ｃ  上方端面、４２ｄ  下方端面、４３，４５  貫通孔、４４  ガイド部、１００  製造装置。 
【図１】
2018161679.tif 000003
【図２】
2018161679.tif 000004
【図３】
2018161679.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年5月22日(2018.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱用コイルを用いてコイル材としての金属板を局所的に誘導加熱する工程と、
前記誘導加熱する工程の後に、金型および前記金型に対して前記金属板をプレスする押圧部を用いて前記金属板をプレス加工する工程とを備え、
前記誘導加熱する工程では、前記プレス加工する工程でプレス加工される前記金属板の加工領域のうち変形量が相対的に大きい部分の少なくとも一部は、前記加熱用コイルの軸方向において前記加熱用コイルと対向するように配置されて、前記加工領域のうち相対的に変形量が小さい部分よりも高温に加熱され、
前記金属板をプレス加工する工程では、前記金属板はせん断加工および温間絞り加工される、金属部品の製造方法。
【請求項２】
前記誘導加熱する工程では、前記プレス加工する工程でプレス加工される前記金属板の前記加工領域のうち前記押圧部の肩に接触される接触部分よりも外側に位置する外側領域の少なくとも一部が前記接触部分よりも高温に加熱される、請求項１に記載の金属部品の製造方法。
【請求項３】
前記誘導加熱する工程では、前記金属板の前記外側領域の少なくとも一部の温度が前記接触部分に近い側から遠い側に向かって徐々に高温となるように前記金属板を誘導加熱する、請求項２に記載の金属部品の製造方法。
【請求項４】
前記金属板を構成する材料は、オーステナイト系ステンレス鋼またはアルミニウムを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属部品の製造方法。
【請求項５】
コイル材としての金属板を局所的に誘導加熱する予備加熱部と、
前記金属板をプレス加工するプレス加工部とを備え、
前記予備加熱部は、加熱用コイルを含み、
前記プレス加工部は、金型と、前記金型に対して前記金属板をプレスする押圧部とを含み、前記金属板をせん断加工および温間絞り加工するように設けられており、
前記加熱用コイルは、前記加熱用コイルの軸方向が前記押圧部の移動方向に沿うように、かつ、前記プレス加工部によりプレス加工される前記金属板の加工領域のうち相対的に変形量が大きい部分と前記軸方向において対向するように配置されており、前記金属板の加工領域のうち変形量が相対的に大きい部分の少なくとも一部が、前記加工領域のうち相対的に変形量が小さい部分よりも高温に加熱されるように構成されている、金属部品の製造装置。
【請求項６】
前記加熱用コイルは、前記加工領域のうち前記押圧部の肩に接触される接触部分と前記軸方向において対向せずに、前記接触部分よりも外側に位置する外側領域の少なくとも一部と前記軸方向において対向するように、配置されている、請求項５に記載の金属部品の製造装置。
【請求項７】
前記加熱用コイルは、第１コイルと、前記第１コイルと接続されておりかつ前記第１コイルよりも前記軸方向において前記金属板に近い位置に配置されている第２コイルとを有し、
前記第１コイルの内径は前記第２コイルの内径よりも短い、請求項６に記載の金属部品の製造装置。