减薄拉深用模具以及成形材料制造方法
【专利摘要】本发明的减薄拉深用模具具备冲头、在与冲头之间形成压入孔的冲模。在表面处理金属板的偏度Rsk小于?0.6且大于等于?1.3的情况下，以由{(tre?cre)/tre}×100表示的Y与由r/tre表示的X满足0＜Y≤18.7X?6.1、且X满足X≥0.6、且r满足r≤0.5h的方式决定冲模的肩部的曲率半径以及圆角末端与冲头之间的间隙。
【专利说明】
减薄拉深用模具从及成形材料制造方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种用于对折回拉深成形部进行减薄拉深的减薄拉深用模具W及成 形材料制造方法。
【背景技术】
[0002] -般来说，将锻敷钢板等表面处理金属板作为原材料，通过拉深加工等冲压成形， 成形出环状的折回拉深成形部。作为一个例子，在专利文献1中介绍了在电动机的壳体1的 一部分通过折回拉深成形而成形出的轮状的油槽17。所谓折回拉深成形部是指一张板材被 折回而成形的部分，具有内周壁、外周壁W及连接内周壁W及外周壁的顶端的折回部。在特 别需要折回拉深成形部的尺寸精度的情况下，在成形出折回拉深成形部后，对此折回拉深 成形部实施减薄拉深。所谓减薄拉深是指:使冲头和冲模之间的间隙Clearance)比减薄拉 深前的折回拉深成形部的厚度窄，通过冲头W及冲模对折回拉深成形部进行减薄拉深，使 折回拉深成形部的厚度跟冲头与冲模之间的间隙一致的加工方法。运样的针对折回拉深成 形部的减薄拉深有时也被称为精压。
[0003] 折回拉深成形部一般通过如下那样构成的模具成形。即，W往的模具具备冲头、冲 模和反垫(counter pad)部。冲头通过圆柱状构件构成，冲模通过配置在冲头的外周侧的环 状体构成。在冲头与冲模之间形成有供折回拉深成形部压入的压入孔。冲模具有配置在压 入孔的入口外缘并且由具有规定的曲率半径的曲面构成的肩部、W及从肩部的圆角末端沿 压入方向呈直线状延伸的内周面。冲头的外周面与压入孔的内周面沿折回拉深成形部的压 入方向彼此平行地延伸。
[0004] 反垫部是W折回拉深成形部位于该反垫部与冲头W及冲模之间的方式与冲头W 及冲模对置配置的构件，通过与冲头W及冲模的相对位移来将折回拉深成形部压入至压入 孔。折回拉深成形部的外周壁的壁面在被压入至压入孔时，通过肩部被减薄拉深，折回拉深 成形部整体的厚度逐渐变薄至与冲头的外周面和压入孔的内周面之间的间隙宽度一致。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开2012-167818号公报
【发明内容】
[000引发明所要解决的问题
[0009] -般来说，折回拉深成形部被压入至压入孔时，折回拉深成形部从顶端侧的折回 部朝向反垫侧通过冲模的肩部被减薄拉深，从而变薄。此时，由于变薄后的材料被挤压向反 垫侧，因此越靠近反垫侧，材料板厚越厚，折回拉深成形部的变厚的部分被更多地减薄拉 深。因此，变厚部分的表面处理层被刮削，有时会产生粉状渣。粉状渣会引起在减薄拉深后 的成形加工部的表面形成微小的凹部(凹痕），或者使用该成形材料的产品性能的劣化等问 题。此外，在冲模的肩部的半径小的情况下，在冲压下止点，通过减薄拉深而被挤压的材料 在反垫与冲头w及冲模之间被压坏，产生很大的压缩残留应力。此压缩残留应力对于成形 后脱模的制品来说，成为引起由弹性变形导致的尺寸变化的原因。
[0010] 本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，其目的在于，提供能避免在一部分 表面处理层产生大负载，能减少粉状渣的产生量，并且能防止减薄拉深后的折回拉深成形 部的尺寸精度恶化的减薄拉深用模具W及成形材料制造方法。
[0011] 用于解决问题的方案
[0012] 本发明的减薄拉深用模具，用于对将表面处理金属板作为原材料而形成，并且具 有内周壁、外周壁W及连接内周壁W及外周壁的顶端的折回部的折回拉深成形部进行减薄 拉深，具备:冲头;冲模，配置于冲头的外周，在该冲模与冲头之间形成将折回部作为顶端供 折回拉深成形部压入的压入孔；W及反垫部，W折回拉深成形部位于该反垫部与冲头W及 冲模之间的方式，与冲头W及冲模对置配置，通过与冲头W及冲模的相对位移而将折回拉 深成形部压入至压入孔，冲模包含:肩部，配置在压入孔的入口外缘并且由具有规定的曲率 半径的曲面构成；W及内周面，从肩部的圆角末端沿着折回拉深成形部的压入方向延伸，通 过折回拉深成形部的压入而供折回拉深成形部的外周壁的壁面滑动，表面处理金属板的偏 度Rsk小于-0.6且大于等于-1.3,在将肩部的曲率半径设为r、将圆角末端与冲头之间的间 隙设为Cre、将在减薄拉深结束时夹在圆角末端与冲头之间的位置处的减薄拉深前的折回拉 深成形部的厚度设为tre、将折回拉深成形部的高度设为h的情况下，W由{ (tre-Cre)/tre} X 100表示的Y与由r/tre表示的X满足0<Υ《18.7X-6.1、且X满足X>0.6、且r满足r《0.化的方 式决定肩部的曲率半径W及圆角末端与冲头之间的间隙。
[0013] 此外，本发明的减薄拉深用模具，用于对将表面处理金属板作为原材料而形成并 且具有内周壁、外周壁W及连接内周壁W及外周壁的顶端的折回部的折回拉深成形部进行 减薄拉深，具备:冲头;冲模，配置于冲头的外周，在该冲模与冲头之间形成将折回部作为顶 端供折回拉深成形部压入的压入孔；W及反垫部，W折回拉深成形部位于该反垫部与冲头 W及冲模之间的方式，与冲头W及冲模对置配置，通过与冲头W及冲模的相对位移而将折 回拉深成形部压入至压入孔，冲模包含:肩部，配置在压入孔的入口外缘并且由具有规定的 曲率半径的曲面构成；W及内周面，从肩部的圆角末端沿着折回拉深成形部的压入方向延 伸，通过折回拉深成形部的压入而供折回拉深成形部的外周壁的壁面滑动，表面处理金属 板的偏度Rsk大于等于-0.6且小于等于0,在将肩部的曲率半径设为r、将圆角末端与冲头之 间的间隙设为Cre、将在减薄拉深结束时夹在圆角末端与冲头之间的位置处的减薄拉深前的 折回拉深成形部的厚度设为tre、将折回拉深成形部的高度设为h的情况下，W由{ (tre-Cre)/ tre} X 100表示的Y与由r/tre表示的X满足0 < Υ《14.4X-6.4、且X满足X> 0.8、且r满足r《 0.化的方式决定肩部的曲率半径W及圆角末端与冲头之间的间隙。
[0014] 本发明的成形材料制造方法包含：通过对表面处理金属板进行至少一次成形加 工，成形出具有内周壁、外周壁W及连接内周壁W及外周壁的顶端的折回部的环状的折回 拉深成形部的工序；W及在成形出折回拉深成形部后，通过减薄拉深用模具对折回拉深成 形部进行减薄拉深的工序，减薄拉深用模具具备:冲头;冲模，配置于冲头的外周，在该冲模 与冲头之间形成将折回部作为顶端供折回拉深成形部压入的压入孔；W及反垫部，W折回 拉深成形部位于该反垫部与冲头W及冲模之间的方式，与冲头W及冲模对置配置，通过与 冲头W及冲模的相对位移而将折回拉深成形部压入至压入孔，冲模包含:肩部，配置在压入 孔的入口外缘并且由具有规定的曲率半径的曲面构成；w及内周面，从肩部的圆角末端沿 着折回拉深成形部的压入方向延伸，通过折回拉深成形部的压入而供折回拉深成形部的外 周壁的壁面滑动，表面处理金属板的偏度Rsk小于-0.6且大于等于-1.3，在将肩部的曲率半 径设为r、将圆角末端与冲头之间的间隙设为Cre、将在减薄拉深结束时夹在圆角末端与冲头 之间的位置处的减薄拉深前的折回拉深成形部的厚度设为tre、将折回拉深成形部的高度设 为h的情况下，W由{ (tre-CreVtre} X 100表示的Y与由r/tre表示的X满足0<Υ《18.7X-6.1、 且村馬足Χ>〇.6、且r满足r《0.化的方式决定肩部的曲率半径W及圆角末端与冲头之间的 间隙。
[0015] 此外，本发明的成形材料制造方法包含:通过对表面处理金属板进行至少一次成 形加工，成形出具有内周壁、外周壁W及连接内周壁W及外周壁的顶端的折回部的环状的 折回拉深成形部的工序；W及在成形出折回拉深成形部后，通过减薄拉深用模具对折回拉 深成形部进行减薄拉深的工序，减薄拉深用模具具备:冲头;冲模，配置于冲头的外周，在该 冲模与冲头之间形成将折回部作为顶端供折回拉深成形部压入的压入孔；W及反垫部，W 折回拉深成形部位于该反垫部与冲头W及冲模之间的方式，与冲头W及冲模对置配置，通 过与冲头W及冲模的相对位移而将折回拉深成形部压入至压入孔，冲模包含:肩部，配置在 压入孔的入口外缘并且由具有规定的曲率半径的曲面构成；W及内周面，从肩部的圆角末 端沿着折回拉深成形部的压入方向延伸，通过折回拉深成形部的压入而供折回拉深成形部 的外周壁的壁面滑动，表面处理金属板的偏度Rsk大于等于-0.6并且小于等于0,在将肩部 的曲率半径设为r、将圆角末端与冲头之间的间隙设为Cre、将在减薄拉深结束时夹在圆角末 端与冲头之间的位置处的减薄拉深前的折回拉深成形部的厚度设为tre、将折回拉深成形部 的高度设为h的情况下，W由{ (tre-Cre)/tre} X 100表示的Y与由r/tre表示的村馬足0<Υ《 14.4乂-6.4、且乂满足)(>0.8、且'满足'《0.化的方式决定肩部的曲率半径^及圆角末端与 冲头之间的间隙。
[0016] 发明效果
[0017] 根据本发明的减薄拉深用模具W及成形材料制造方法，W在折回拉深成形部通过 减薄拉深而被挤压的材料在冲压下止点处不会被冲头、冲模和反垫过度压坏的方式构成压 入孔，所W能避免在一部分表面处理层产生较大负载，并且能减少脱模后的变形。由此，能 减少粉状渣的产生量，并且能防止减薄拉深后的折回拉深成形部的尺寸精度的恶化。
【附图说明】
[0018] 图1是表示本发明的实施方式的成形材料制造方法的流程图。
[0019] 图2是表示包含在图1的成形工序S1中成形的折回拉深成形部的成形材料的剖面 图。
[0020] 图3是表示包含进行了图1的减薄拉深工序S2后的折回拉深成形部的成形材料的 剖面图。
[0021 ]图4是放大表示图2的折回拉深成形部的一部分的剖面图。
[0022] 图5是在图1的减薄拉深工序S2中所使用的减薄拉深用模具的剖面图。
[0023] 图6是放大表示使用图5的减薄拉深用模具对成形加工部进行减薄拉深的状态的 肩部周边的说明图。
[0024] 图7是概念性地表示图6的肩部与化类锻敷钢板的锻层的关系的说明图。
[0025] 图8是表示各种锻层中的图7的锻层的偏度Rsk的图表。
[0026] 图9是表示化-Al-Mg类合金锻敷钢板的减薄拉深率Y与X( =;r/tre)的关系的图表。
[0027] 图10是表示图8的合金化烙融锻锋钢板、烙融锻锋钢板W及电锻锋钢板的减薄拉 深率Y与X(=r/tre)的关系的图表。
【具体实施方式】
[0028] W下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0029] 实施方式1
[0030] 图1是表示本发明的实施方式的成形材料制造方法的流程图，图2是表示包含在图 1的成形工序S1中成形的折回拉深成形部1的成形材料的剖面图，图3是表示包含进行了图1 的减薄拉深工序S2后的折回拉深成形部1的成形材料的剖面图。
[0031] 如图1所示，本实施方式的成形材料制造方法包含成形工序S1和减薄拉深工序S2。 成形工序S1是通过对表面处理金属板进行至少一次成形加工来使环状的折回拉深成形部1 (参照图2)成形的工序。在成形加工中包含拉深加工、鼓凸成形等冲压加工。表面处理金属 板是在表面设有表面处理层的金属板。在表面处理层中包含涂膜、锻层。在本实施方式中， W表面处理金属板是在钢板的表面实施了化(锋)类锻敷的Zn类锻敷钢板的情况为例来进 行说明。
[0032] 如图2所示，本实施方式的折回拉深成形部1为Zn类锻敷钢板形成盖体后，W从该 盖体的顶部向盖体的内方突出的方式成形的壁体，具有内周壁10、外周壁11、连接运些内周 壁10W及外周壁11的顶端的折回部12。W下，将从折回拉深成形部1的基部化（内周壁10和 外周壁11的后端侧)朝向顶部la(折回部12)的方向称为压入方向1C。该压入方向Ic是指向 设置于后述的减薄拉深用模具的冲模上的压入孔(参照图5)压入折回拉深成形部1的方向。
[0033] 减薄拉深工序S2是通过后述的减薄拉深用模具对折回拉深成形部1进行减薄拉深 的工序。所谓减薄拉深是指:使减薄拉深用模具的冲头和冲模之间的间隙比减薄拉深前的 折回拉深成形部1的厚度窄，通过冲头W及冲模对折回拉深成形部1的板面进行减薄拉深， 使折回拉深成形部1的厚度跟冲头与冲模之间的间隙一致的加工方法。即，减薄拉深后的折 回拉深成形部1的厚度比减薄拉深前的折回拉深成形部1的厚度薄。运样的针对折回拉深成 形部1的减薄拉深有时也被称为精压。
[0034] 如图3所示，通过进行减薄拉深，内周壁10的位置基本不变化，W内周壁10与外周 壁11之间的间隙被填补的方式，使外周壁11接近内周壁10。经过运样的成形工序S1W及减 薄拉深工序S2制造的成形材料，即通过本实施方式的成形材料制造方法制造的成形材料能 够用于各种用途，特别是用于要求例如作为容纳电动机等的容器的轴承的、折回拉深成形 部1的尺寸精度的用途。
[0035] 接着，图4是放大表示图2的折回拉深成形部1的一部分的剖面图。所谓折回拉深成 形部1的厚度t是指内周壁10的板厚tio与外周壁11的板厚til相加之和。而且，作为折回拉深 成形部的特点，在内周壁10与外周壁11之间存在间隙。
[0036] 本来，理想的是:使冲模的肩部与外周壁11的更接近冲模的部位，换句话说，与外 周壁11的更接近直线部的部位接触。但是，如上，在内周壁10与外周壁11之间存在间隙，由 此，冲模的肩部与外周壁11的更接近冲头的部位接触。
[0037] 关于此，在外周壁11的顶端侧曲面部和冲模肩曲面部W相对于本来行进方向彼此 呈锐角的方式接触时，由于存在间隙，冲模的肩部与外周壁11的更接近冲头的部位接触，外 周壁11的顶端侧曲面部与冲模肩曲面部呈纯角接触。结果是，用于使外周壁11紧密接触于 内周壁10的变形阻力增大，因此在一部分表面处理层产生较大负载，成为粉状渣的产生原 因。
[0038] 此外，冲模的肩部的半径越小，冲模肩部越与外周壁11的更接近冲头的部位接触， 因此冲模肩部与外周壁11呈纯角接触，还是会造成变形阻力的增大，成为粉状渣的产生原 因。
[0039] 接着，图5是在图1的减薄拉深工序S2中所使用的减薄拉深用模具2的剖面图，图6 是放大表示使用图5的减薄拉深用模具2对成形加工部进行减薄拉深的状态的肩部211周边 的说明图。在图5中，减薄拉深用模具2具备冲头20、冲模21、W及缓冲垫部22。冲头20是插入 上述的折回拉深成形部1的内侧的凸状体。冲头20的外径设为与减薄拉深前的折回拉深成 形部1的内径实质上相等。冲头20的外周面20a与压入方向Ic平行地呈直线延伸。冲模21是 配置于冲头20的外周的环状体。冲模21的内径设为比冲头20的外径大，并且比减薄拉深前 的折回拉深成形部1的外径小。如此，冲头20的外径设为与折回拉深成形部1的内径实质上 相等，冲模21的内径比折回拉深成形部1的外径小，由此，通过减薄拉深，内周壁10的位置几 乎不变化，W内周壁10与外周壁11之间的间隙被填补的方式，使外周壁11接近内周壁10。此 夕h内周壁10的壁厚不怎么变化，主要是外周壁11变薄。
[0040] 在冲模21与冲头20之间形成有供折回拉深成形部1压入的压入孔210。如图6所示， 冲模21具有肩部211和内周面212。肩部211配置在压入孔210的入口外缘，由具有规定的曲 率半径的曲面构成。内周面212是从肩部211的圆角末端211a沿着压入方向Ic延伸的壁面。 所谓肩部211的圆角末端211a是指构成肩部211的曲面的压入孔210的里侧的终端。所谓内 周面212沿着压入方向Ic延伸是指在内周面212的延伸方向包含压入方向Ic的成分。
[0041] 缓冲垫部22通过例如碳素工具钢或合金工具钢等构成，与冲头20 W及冲模21对置 配置。缓冲垫部22W可与冲头20W及冲模21相对位移的方式设置。在本实施方式中，缓冲垫 部22 W可向接近冲头20 W及冲模21的方向和远离冲头20 W及冲模21的方向相对位移的方 式设置。在缓冲垫部22与冲头20W及冲模21之间配置有折回拉深成形部1。缓冲垫部22向接 近冲头20W及冲模21的方向位移，由此，折回拉深成形部1被压入至压入孔210。
[0042] 当折回拉深成形部1被压入至压入孔210,则如图6所示，折回拉深成形部1的外周 壁11的壁面通过肩部211被减薄拉深。
[0043] 为了防止在折回拉深成形部1的外壁11与冲模21的肩部211接触时产生粉状的锻 敷渣，需要W与折回拉深成形部1的外壁11呈锐角接触的方式较大地设定冲模21的肩部211 的半径r。
[0044] 此外，折回拉深成形部1的外周壁11的壁面通过向压入孔210的压入而在内周面 212上滑动。随着减薄拉深的进行，折回拉深成形部1的外壁11变薄，多余的材料被挤压向反 垫侧。此时，由于变薄的材料被挤压向反垫侧，因此越接近反垫侧，材料板厚就变得越厚。因 此，越接近反垫侧，减薄拉深量越增大，表面处理层越容易被刮削。因此，通过增大冲模21的 肩部211的半径r，使与r量相当的位置的冲头20与冲模21之间的间隙变宽，抑制减薄拉深量 的增大。
[0045] 而且，通过减薄拉深而被变薄且被挤压的材料随后在冲压下止点处，在冲模21W 及冲头20与反垫22之间被压坏。此时，间隙越窄则被挤压的材料的体积越增加，因此，间隙 越窄则冲压下止点处的压坏程度越增大，会导致因压缩残留应力增大引起的脱模后的尺寸 变化。对此，通过增大肩部211的半径r，能确保冲压下止点处的冲头20与反垫22的空间较 宽，因此能防止脱模后的尺寸变化。
[0046] 如上所述，冲头20与冲模21之间的间隙越窄，被挤压的材料的体积越增大，因此为 了防止锻敷渣的产生和提高尺寸精度，需要增大肩部211的半径r。但是，如果肩部211的半 径r过大，则冲头20与冲模21之间的间隙变得过宽，反而会导致尺寸精度的劣化。即，当使肩 部211的半径r过大时，内周壁10W及外周壁11沿肩部211的曲面大幅度变形。内周壁10W及 外周壁11沿肩部211的曲面变形的大小与通过肩部211而受到加工的内周壁10W及外周壁 11的长度，即折回拉深成形部1的高度Μ参照图4)相关。
[0047] 接着，参照图7说明通过在肩部211的减薄拉深而产生锻敷渣的机理。图7是概念性 地表示图6的肩部211与化类锻敷钢板的锻层13的关系的说明图。如图7所示，在化类锻敷钢 板的锻层13的表面存在微小的凹凸13a。该凹凸13a可能会在如图6所示那样通过肩部211减 薄拉深成形加工部1的板面时被肩部211刮削，而成为锻敷渣。
[0048] 锻敷渣的产生量与肩部211的曲率半径rW及折回拉深成形部1的厚度t之比r/t相 关。由于肩部211的曲率半径r越小，局部变形越增加，锻层13的表面与肩部211的滑动阻力 越大，所W锻敷渣的产生量增大。此外，由于折回拉深成形部1的厚度t越大，由肩部211造成 的变薄量越大，施加在化类锻敷钢板表面的负载越增大，所W锻敷渣的产生量增大。即，r/t 比越小，锻敷渣的产生量越增大，r/t比越大，锻敷渣的产生量越减少。
[0049] 特别是，在减薄拉深结束时夹在圆角末端211a和冲头20之间的位置处的减薄拉深 前的折回拉深成形部1的板面通过肩部211变薄最多。因此，从抑制锻敷渣的产生量的观点 来看，锻敷渣的产生量跟肩部211的曲率半径r与减薄拉深结束时夹在圆角末端21 la和冲头 20之间的位置处的折回拉深成形部1的厚度tre之比r/tre具有较强的相关。
[0050] 此外，锻敷渣的产生量与由肩部211产生的减薄拉深率也相关。在使圆角末端211a 与冲头20之间的间隙为Cre、减薄拉深结束时夹在圆角末端211a和冲头20之间的位置处的减 薄拉深前的折回拉深成形部1的厚度为tre的情况下，减薄拉深率由Ktre-Cre)/tre}X100表 示。间隙cre与夹在圆角末端211a与冲头20之间的位置处的减薄拉深后的折回拉深成形部1 的厚度相当。减薄拉深率越大，施加在化类锻敷钢板表面的负载变得越大，锻敷渣的产生量 越增大。
[0051] 接着，图8是表示各种锻层中的图7的锻层13的偏度(skewness)Rsk的图表。锻敷渣 的产生量与锻层13的偏度Rsk也相关。偏度Rsk由日本工业标准B0601规定，由下述的算式表 /J、- 〇
[005^ [算式 1]
[0化3]
[0054]其中，
[0055] Rq:均方根粗糖度（=振幅分布曲线的二阶距的平方根）
[0化6] /Z3(x)dx:振幅分布曲线的Ξ阶距
[0057]偏度Rsk表示在锻层13的凹凸13a(参照图7)中凸部的存在概率。偏度Rsk越小，凸 部越少，越抑制锻敷渣的产生量。需要说明的是，关于偏度Rsk，在本
【申请人】的日本特开 2006-193776号公报中也有说明。
[005引如图8所示，作为Zn类锻敷钢板的种类，可举出Zn-Al-Mg类合金锻敷钢板、合金化 烙融锻锋钢板、烙融锻锋钢板W及电锻锋钢板。作为化-Al-Mg类合金锻敷钢板，具有代表性 的是在钢板表面实施由包含Zn、6质量％的41 (侣）和3质量％的1肖(儀）的合金构成的锻层。 本
【申请人】调查了各自的偏度Rsk，如图8所示，得知化-Al-Mg类合金锻敷钢板的偏度Rsk包含 在小于-0.6且大于等于-1.3的范围中，其它锻敷钢板包含在大于等于-0.6且小于等于0的 范围中。
[0059] 接着，图9是表示化-Al-Mg类合金锻敷钢板的减薄拉深率Y与X(=;r/tre)的关系的 图表。本
【发明人】们W分别变更减薄拉深率与r/tre的方式按下述的条件，针对将化-Al-Mg类 合金锻敷钢板作为原材料的如图2那样的折回成形品，使用如图5所示的构造的模具进行了 减薄拉深。需要说明的是，试验材料的板厚为1.8mm，其锻敷附着量为90g/m2。此外，减薄拉 深前的tre为2.45mm。
[0060] 酷]
[0061] 表1试验材料的化学成分(质量％ )
[0062]
[0063] [表 2]
[0064] 表2试验材料的机械特性
[00 化]
[0066] [表3]
[0067] 表3实验条件 [006引
部211的曲率半径r与减薄拉深结束时夹在圆角末端211a与冲头20之间的位置处的减薄拉 深前的折回拉深成形部1的厚度tre之比。0表示能够抑制锻敷渣的产生并且折回拉深成形 部1的内径精度落入规定范围的评价，?是表示虽然能够抑制锻敷渣的产生但折回拉深成 形部1的内径精度偏离规定范围的评价，X表示无法抑制锻敷渣的产生的评价。
[0070] 如图9所示，在化-Al-Mg类合金锻敷钢板的情况下，即，在偏度Rsk小于-0.6且大于 等于-1.3的材料的情况下，确认了在将减薄拉深率设为Y、将r/tre设为X、并W Y = 18.7X-6.1 表示的直线的下方区域的0.6《X《1.5的区域，能抑制锻敷渣的产生，并且能良好地保持折 回拉深成形部1的尺寸精度。在适用X>1.5的半径r的情况下，产生内径精度的恶化。5 规定了 r的上限。如上所述，半径r的上限与折回拉深成形部1的高度h相关。在X=l.5时，r = 3.7111111，如表3所述，11 = 7.41]皿，因此)(《1.5相当于1'《0.化。即，在偏度1?34小于-0.6且大于等 于-1.3的材料的情况下，确认了通过W满足小于等于Υ=18.7Χ-6.1、且X>0.6、且r《0.化 的方式决定肩部211的曲率半径rW及圆角末端211a与冲头20之间的间隙cre，能抑制锻敷渣 的产生。需要说明的是，在上述的条件表达式中，规定〇<Υ的原因是，在减薄拉深率Y为小于 等于0 %的情况下不能形成减薄拉深。
[0071] 接着，图10是表示图8的合金化烙融锻锋钢板、烙融锻锋钢板W及电锻锋钢板的减 薄拉深率Υ与X(=r/tre)之间的关系的图表。本
【发明人】们也W下述的条件对合金化烙融锻锋 钢板、烙融锻锋钢板W及电锻锋钢板进行了相同的实验。需要说明的是，关于压力机等的实 验条件(参照表3)，与上述的化-Al-Mg类合金锻敷钢板的减薄拉深相同。此外，设合金化烙 融锻锋钢板、烙融锻锋钢板的板厚为1.8mm，锻敷附着量为90g/m2。关于电锻锋钢板，设板厚 化.8mm，锻敷附着量为2Qg/m2。此外，减薄拉深前的tre为2.45mm。
[0072] [表 4]
[0073] 表4试验材料的化学成分(质量％ )
[0074]
[0075] [表 5]
[0076] 表5试验材料的机械性质
[0077]
[0078] 如图10所示，在合金化烙融锻锋钢板、烙融锻锋钢板W及电锻锋钢板的情况下， 良P，在偏度Rsk大于等于-0.6且小于等于ο的材料的情况下，确认了在将减薄拉深率设为Υ、 将r/tre设为X、并WY=14.4X-6.4表示的直线的下方区域的0.8《)(《1.5的区域，能抑制锻 敷渣的产生，并且能良好地保持折回拉深成形部1的尺寸精度。与图9的例子相同，在X=l.5 时，r = 3.7mm，如表3所示，h = 7.4mm，因此.5相当于!《0.化。即，在偏度Rsk大于等于- 0.6且小于等于0的材料的情况下，确认了通过W满足小于等于Υ= 18.7X-6.1、且X>0.8、且 r《0.化的方式决定肩部211的曲率半径rW及圆角末端211a与冲头20之间的间隙cre，能抑 制锻敷渣的产生。
[0079] 在运样的减薄拉深用模具2W及成形材料制造方法中，在偏度Rsk小于-0.6且大于 等于-1.3的材料的情况下，W由{ (tre-Cre)/tre} X 100表示的Y与由r/tre表示的X满足0<Υ《 18.7Χ-6.1、且X满足Χ>0.6、且r满足r《0.化的方式，决定肩部211的曲率半径r W及圆角末 端211a与冲头20之间的间隙cre，因此能避免在一部分表面处理层(锻层10)产生较大负载， 能减少粉状渣(锻敷渣）的产生量。通过减少粉状渣的产生量，从而能消除在减薄拉深后的 成形加工部1的表面形成微小的凹部(凹痕）、使用了该成形材料的产品性能劣化、进而产生 粉状渣的去除作业的问题。该构成在进行化类锻敷钢板的减薄拉深时特别有效。
[0080] 此外，在偏度Rsk为大于等于-0.6且小于等于0的材料的情况下，W由{ (tre-Cre)/ tre} X 100表示的Y与由r/tre表示的X满足0 < Υ《14.4X-6.4、且X满足X> 0.8、且r满足r《 0.化的方式，决定肩部211的曲率半径rW及圆角末端211a与冲头20之间的间隙cre，因此，与 上述偏度Rsk小于-0.6且大于等于-1.3的原材料的情况相同，能减少由在肩部211的减薄拉 深导致的粉状渣的产生量。
[0081] 此外，虽然在本实施方式中说明了表面处理金属板为Zn类锻敷钢板，但本发明也 可W适用于例如在表面设有涂膜的侣板等其他的表面处理金属板。
【主权项】
1. 一种减薄拉深用模具，用于对将表面处理金属板作为原材料而形成，并且具有内周 壁、外周壁以及连接所述内周壁以及所述外周壁的顶端的折回部的折回拉深成形部进行减 薄拉深，其特征在于，具备： 冲头； 冲模，配置于所述冲头的外周，在所述冲模与所述冲头之间形成将所述折回部作为顶 端供所述折回拉深成形部压入的压入孔；以及 反垫部，以所述折回拉深成形部位于所述反垫部与所述冲头以及所述冲模之间的方 式，与所述冲头以及所述冲模对置配置，通过与所述冲头以及所述冲模的相对位移而将所 述折回拉深成形部压入至所述压入孔， 所述冲模包含：肩部，配置在所述压入孔的入口外缘并且由具有规定的曲率半径的曲 面构成；以及内周面，从所述肩部的圆角末端沿着所述折回拉深成形部的压入方向延伸，通 过所述折回拉深成形部的压入而供所述折回拉深成形部的所述外周壁的壁面滑动， 所述表面处理金属板的偏度Rsk小于-0.6且大于等于-1.3， 在将所述肩部的曲率半径设为r、将所述圆角末端与所述冲头之间的间隙设为Cre3、将在 所述减薄拉深结束时夹在所述圆角末端与所述冲头之间的位置处的所述减薄拉深前的所 述折回拉深成形部的厚度设为tra、将所述折回拉深成形部的高度设为h的情况下， 以由{(tre-cre)/tre} X 100表示的Y与由r/tre表示的X满足0< 18.7X-6.1、且X满足X 多0.6、且r满足r$0.5h的方式决定所述肩部的曲率半径以及所述圆角末端与所述冲头之 间的间隙。2. -种减薄拉深用模具，用于对将表面处理金属板作为原材料而形成，并且具有内周 壁、外周壁以及连接所述内周壁以及所述外周壁的顶端的折回部的折回拉深成形部进行减 薄拉深，其特征在于，具备： 冲头； 冲模，配置于所述冲头的外周，在所述冲模与所述冲头之间形成将所述折回部作为顶 端供所述折回拉深成形部压入的压入孔；以及 反垫部，以所述折回拉深成形部位于所述反垫部与所述冲头以及所述冲模之间的方 式，与所述冲头以及所述冲模对置配置，通过与所述冲头以及所述冲模的相对位移而将所 述折回拉深成形部压入至所述压入孔， 所述冲模包含：肩部，配置在所述压入孔的入口外缘并且由具有规定的曲率半径的曲 面构成；以及内周面，从所述肩部的圆角末端沿着所述折回拉深成形部的压入方向延伸，通 过所述折回拉深成形部的压入而供所述折回拉深成形部的所述外周壁的壁面滑动， 所述表面处理金属板的偏度Rsk大于等于-0.6且小于等于0， 在将所述肩部的曲率半径设为r、将所述圆角末端与所述冲头之间的间隙设为Cre3、将在 所述减薄拉深结束时夹在所述圆角末端与所述冲头之间的位置处的所述减薄拉深前的所 述折回拉深成形部的厚度设为tra、将所述折回拉深成形部的高度设为h的情况下， 以由{(tre-cre)/tre} X100表示的Y与由r/tre表示的X满足0<Y<14.4X-6.4、且X满足X 多0.8、且r满足r$0.5h的方式决定所述肩部的曲率半径以及所述圆角末端与所述冲头之 间的间隙。3. 根据权利要求1或2所述的减薄拉深用模具，其中， 所述表面处理金属板是在钢板的表面实施了 Zn类镀敷的Zn类镀敷钢板。4. 一种成形材料制造方法，包含:通过对表面处理金属板进行至少一次成形加工，成形 出具有内周壁、外周壁以及连接所述内周壁以及所述外周壁的顶端的折回部的环状的折回 拉深成形部的工序；以及 在成形出所述折回拉深成形部后，通过减薄拉深用模具对所述折回拉深成形部进行减 薄拉深的工序，其特征在于， 所述减薄拉深用模具具备： 冲头； 冲模，配置于所述冲头的外周，在所述冲模与所述冲头之间形成将所述折回部作为顶 端供所述折回拉深成形部压入的压入孔；以及 反垫部，以所述折回拉深成形部位于所述反垫部与所述冲头以及所述冲模之间的方 式，与所述冲头以及所述冲模对置配置，通过与所述冲头以及所述冲模的相对位移而将所 述折回拉深成形部压入至所述压入孔， 所述冲模包含：肩部，配置在所述压入孔的入口外缘并且由具有规定的曲率半径的曲 面构成；以及内周面，从所述肩部的圆角末端沿着所述折回拉深成形部的压入方向延伸，通 过所述折回拉深成形部的压入而供所述折回拉深成形部的所述外周壁的壁面滑动， 所述表面处理金属板的偏度Rsk小于-0.6且大于等于-1.3， 在将所述肩部的曲率半径设为r、将所述圆角末端与所述冲头之间的间隙设为Cre3、将在 所述减薄拉深结束时夹在所述圆角末端与所述冲头之间的位置处的所述减薄拉深前的所 述折回拉深成形部的厚度设为tra、将所述折回拉深成形部的高度设为h的情况下， 以由{(tre-cre)/tre} X 100表示的Y与由r/tre表示的X满足0< 18.7X-6.1、且X满足X 多0.6、且r满足r$0.5h的方式决定所述肩部的曲率半径以及所述圆角末端与所述冲头之 间的间隙。5. -种成形材料制造方法，包含:通过对表面处理金属板进行至少一次成形加工，成形 出具有内周壁、外周壁以及连接所述内周壁以及所述外周壁的顶端的折回部的环状的折回 拉深成形部的工序；以及 在成形出所述折回拉深成形部后，通过减薄拉深用模具对所述折回拉深成形部进行减 薄拉深的工序，其特征在于， 所述减薄拉深用模具具备： 冲头； 冲模，配置于所述冲头的外周，在所述冲模与所述冲头之间形成将所述折回部作为顶 端供所述折回拉深成形部压入的压入孔；以及 反垫部，以所述折回拉深成形部位于所述反垫部与所述冲头以及所述冲模之间的方 式，与所述冲头以及所述冲模对置配置，通过与所述冲头以及所述冲模的相对位移而将所 述折回拉深成形部压入至所述压入孔， 所述冲模包含：肩部，配置在所述压入孔的入口外缘并且由具有规定的曲率半径的曲 面构成；以及内周面，从所述肩部的圆角末端沿着所述折回拉深成形部的压入方向延伸，通 过所述折回拉深成形部的压入而供所述折回拉深成形部的所述外周壁的壁面滑动， 所述表面处理金属板的偏度Rsk大于等于-0.6且小于等于0， 在将所述肩部的曲率半径设为r、将所述圆角末端与所述冲头之间的间隙设为Cre3、将在 所述减薄拉深结束时夹在所述圆角末端与所述冲头之间的位置处的所述减薄拉深前的所 述折回拉深成形部的厚度设为tra、将所述折回拉深成形部的高度设为h的情况下， 以由{(tre-cre)/tre} X100表示的Y与由r/tre表示的X满足0<Y<14.4X-6.4、且X满足X 多0.8、且r满足r$0.5h的方式决定所述肩部的曲率半径以及所述圆角末端与所述冲头之 间的间隙。6.根据权利要求4或5所述的成形材料制造方法，其中， 所述表面处理金属板是在钢板的表面实施了 Zn类镀敷的Zn类镀敷钢板。
【文档编号】B21D22/30GK105939795SQ201480074283
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2014年4月15日
【发明人】中村尚文, 山本雄大, 黑部淳
【申请人】日新制钢株式会社