(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歪み速度ａ（ｓ-1）にてアルミニウム又はアルミニウム合金板を成形する方法において、成形後の最小歪みをｘ（％）、最大歪みをｙ（％）とした場合に、
ｙ≦（２／３）ｘ＋６logａ＋２５（ｘ≧０）      …（１）
ｙ≦（−３／２０）ｘ＋６logａ＋２５（ｘ＜０）  …（２）
を満たす領域に歪みを調整することを特徴とするアルミニウム又はアルミニウム合金板の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアルミニウム又はアルミニウム合金板（以下、アルミニウム材という）の成形方法において、自動車用外板等の表面に発生して、外観性を劣化させるストレッチャーストレインマーク（以下、Ｓ−Ｓマ−ク）の発生を抑制することを可能とするアルミニウム又はアルミニウム合金板の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＡＦＥ（Corporate Average Fuel Economy）による規制等の要請から、自動車産業においては、軽量化及び低燃費化等の問題をクリアーするために、素材のアルミニウム材化を推進してきておリ、自動車のドアアウタ及びフードアウタ等へのアルミニウム材の適用が検討されている。一方、このアルミニウム材においては、Ｓ−Ｓマークが発生しやすいという難点があり、種々のＳ−Ｓマークの抑制技術が提案されている（特開平２−１２２０５４号公報、特開平７−１１３９９号公報）。しかし、これらの従来のＳ−Ｓマーク抑制技術は、合金及びその製造工程に関する技術であり、このような分野においてはＳ−Ｓマークの抑制技術が十分に検討されているものの、成形技術の分野において、Ｓ−Ｓマークの発生を防止する技術は未だ確立されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
自動車の外板にアルミニウム材を適用する際には、高成形性を有する高Ｍｇアルミニウム合金を使用する必要があるが、Ｍｇを多く含有する合金は、Ｍｇの溶質原子と転位の固着が原因となって、表面欠陥であるＳ−Ｓマークが発生しやすい。このＳ−Ｓマークが発生しやすいということは、ドアアウター及びフードアウタ等の外観性の重要な部材に対し、アルミニウム合金の使用を阻む要因となり、Ｓ−Ｓマークを抑制するために、材料面の改善だけでは不十分であり、成形工程においても、Ｓ−Ｓマークの発生を防止する技術の確立が要望されている。
【０００４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、成形条件の改善によりＳ−Ｓマークの発生を抑制し、アルミニウム材の自動車ドアアウタ等への適用を可能とするアルミニウム又はアルミニウム合金板の成形方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るアルミニウム又はアルミニウム合金板の成形方法は、歪み速度ａ（ｓ-1）にてアルミニウム又はアルミニウム合金板を成形する方法において、成形後の最小歪みをｘ（％）、最大歪みをｙ（％）とした場合に、
ｙ≦（２／３）ｘ＋６logａ＋２５（ｘ≧０）      …（１）
ｙ≦（−３／２０）ｘ＋６logａ＋２５（ｘ＜０）  …（２）
を満たす領域に歪みを調整することを特徴とする。
【０００６】
自動車材外板の外観性を劣化させるＳ−Ｓマークには、材料固有の降伏伸びに起因するＡタイプと、セレ−ションに起因するＢタイプのＳ−Ｓマークとがあり、ＡタイプのＳ−Ｓマークは、結晶粒径を大きくし、最終熱処理前の歪み量を低減すること等の材料面からの対策によりＳ−Ｓマークの抑制が可能である。しかし、ＢタイプのＳ−Ｓマークは、成形によって転位が次々と導入され、Ｓ−Ｓマークが発生する雰囲気が容易に形成されやすいことから、材料面の改善によりＳ−Ｓマ−クを抑制することは不可能である。そこで、ＢタイプのＳ−Ｓマークの抑制方法について、調査、研究を進めた結果、歪み速度をａ（ｓ-1）として、アルミニウム材を成形加工する際に、成形後の最少歪みをｘ（％）、最大歪みをｙ（％）とした場合に、下記数式１、２を満たす領域に歪みを調整することにより、成形品表面のＳ−Ｓマークの発生が抑制されることが判明した。ここで、歪みの調整方法としては、例えば、高粘度潤滑油及び固形潤滑剤を使用して潤滑性を向上させる技術と、成形用ブランクの形状の変更と、しわ押さえ力の制御とがあり、その他の方法があるが、いずれの方法によっても、前記数式１、２により決まる歪み領域内に歪みを調整することにより、Ｓ−Ｓマークが抑制される。
【０００７】
【数１】
ｙ≦（２／３）ｘ＋６logａ＋２５（ｘ≧０）
【０００８】
【数２】
ｙ≦（−３／２０）ｘ＋６logａ＋２５（ｘ＜０）
【０００９】
歪み速度は５×１０-4〜５×１０-2ｓ-l，歪みは１〜２０％程度が一般的である。図１乃至３は歪み速度５×１０-4、５×１０-3、５×１０-2ｓ-1について、最小歪みｘを横軸にとり、最大歪みｙを縦軸にとって、Ｓ−Ｓマークが発生しない場合を○で、Ｓ−Ｓマークが発生した場合を×で表したグラフ図である。図中、▲１▼は数式１の等号部分の式であり、▲２▼は数式２の等号部分の式である。
【００１０】
Ｓ−Ｓマ−クの抑制には、歪みの低減と歪み領域を等２軸歪み領域（ｙ＝ｘ）側に移動することが有効であり、等２軸歪み領域が広範囲となる数式１（直線▲１▼より下方）を満たす領域に歪み領域を移動することにより、Ｓ−Ｓマークが抑制されることが判明した。また、平面歪み（ｘ＝０）から単軸引張歪み領域（ｙ＝−２ｘ）に関しては、等２軸歪み領域に比較して、最小歪みの変化によるＳ−Ｓマークが生じない最大歪みの最大値への影響は小さく、数式２（直線▲２▼より下方）を満たす領域に歪み領域を移動させることにより、Ｓ−Ｓマークが抑制される。ここで、直線▲１▼、▲２▼は歪み速度ａをパラメータとして含み、歪み速度ａが遅い場合はＳ−Ｓマークが抑制される歪み領域が狭くなり、歪み速度ａが速い場合は、Ｓ−Ｓマークが抑制される歪み領域は広くなる。この現象はＢタイプのＳ−Ｓマークの発生機構に起因しており、成形による転位の導入とＭｇの固着の頻度が歪み速度を低速化することにより増加することが原因と考えられる。
【００１１】
ここで、成形品の歪みが数式１、２を満たす領域外（線分▲１▼、▲２▼よりも上方）になると、Ｓ−Ｓマークが発生し、その成形品を自動車材外板等に使用すると焼付塗装実施後も外観性が劣化する結果となってしまう。したがってＳ−Ｓマークを抑制するには、歪み速度ａ（ｓ-1）で成形後の最少歪みｘ、最大歪みｙが前記数式１、２を満足するように、歪みを調整する。
【００１２】
【実施例】
次に、本発明の実施例について、その比較例と比較して説明する。Ａｌ−５．５重量％Ｍｇ合金を供試材とし、アウター荷重が最大６００トン、成形速度可変の油圧プレス（（株）アミノ製ＤＤＰＴ１４ＷＡ）を使用し、成形速度、歪み領域とＳ−Ｓマーク発生との関係を調査した結果を、下記表１及び図１〜３に示す。ここで、Ｓ−Ｓマ−クの評価は目視にて行い、Ｓ−Ｓマ−クが完全に抑制されている１レベルからＳ−Ｓマークが顕著に発生してい５レベルの５段階に分類し、１、２レベルを○、３〜５レベルを×として評価した。また、歪みの測定は、成形前の素材に直径１０ｍｍの連続した円マークをスタンプして、成形後にその円マークの変形量の最大値と最小値を測定し、歪み量に換算して評価を行った。また、歪みの調整を目的に高粘度油、固形潤滑剤の使用、成形用素材のブランク形状の変更、しわ押さえ力を成形ストロークに応じて変化させるしわ押さえ制御成形法の適用を行い、広域の歪み状態が得られるように試験を行った。
【００１３】
これより、歪み速度５×１０-4ｓ-1の場合（図１）は、実施例Ｎｏ．１，２，３においてＳ−Ｓマークが防止されており、歪み速度５×１０-3ｓ-1の場合（図２）は、実施例Ｎｏ．７〜１０、歪み速度５×１０-2ｓ-1の場合（図３）には実施例Ｎｏ．１５〜１８においてＳ−Ｓマークが抑制されており、各歪み速度において、上記以外の歪み条件ではＳ−Ｓマ−クが発生してしまっている。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、成形後の最小歪みｘと最大歪みｙを歪み速度ａにより決まる所定の範囲に設定するから、成形加工時にＳ−Ｓマークが発生することを防止でき、本発明は自動車ドアアウター及びフードアウタ等に対するアルミニウム材の適用を可能にするという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】歪み速度が５×１０-4ｓ-1の場合の最小歪み及び最大歪みとＳ−Ｓマーク発生との関係を示すグラフ図である。
【図２】歪み速度が５×１０-3ｓ-1の場合の最小歪み及び最大歪みとＳ−Ｓマーク発生との関係を示すグラフ図である。
【図３】歪み速度が５×１０-2ｓ-1の場合の最小歪み及び最大歪みとＳ−Ｓマーク発生との関係を示すグラフ図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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