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【発明の名称】 マグネシウム系合金のプレス成形方法
【発明者】 【氏名】市村 政幸

【要約】 【課題】低コスト化を図れるマグネシウム系合金のプレス成形方法を提供する。

【構成】マグネシウムやマグネシウム合金等のマグネシウム系合金の板材をトランスファーモールド成形機1を用いてプレス成形するものであり、トランスファーモールド成形機1の一対の金型3、4の温度を調節して板材2を塑性変形しやすい成形温度、例えば、210℃以上でプレス成形することにより、前記の課題を解決した。マグネシウム系合金の板材2は、プレス成形される前に予め210℃以上に加熱されていることが好ましい。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
マグネシウムやマグネシウム合金等のマグネシウム系合金の板材をトランスファーモールド成形機を用いてプレス成形するプレス成形方法であって、
前記トランスファーモールド成形機の一対の金型の温度を調節して前記板材を塑性変形しやすい成形温度でプレス成形することを特徴とする、マグネシウム系合金のプレス成形方法。
【請求項2】
前記成形温度が、210℃以上であることを特徴とする、請求項1に記載のマグネシウム系合金のプレス成形方法。
【請求項3】
前記板材が、前記プレス成形される前に予め前記成形温度に加熱されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載のマグネシウム系合金のプレス成形方法。
【請求項4】
前記一対の金型の一方の金型が固定されていると共に、他方の金型が移動可能に設けられ、この他方の金型を移動させて前記板材をプレス成形するときに、前記一対の金型で前記板材をプレス成形する前の前記他方の金型の移動に、前記板材を変形させてプレス成形するときの金型の移動より速く移動することが含まれると共に、プレス成形後の前記他方の金型の移動に、前記板材を変形させてプレス成形するときの金型の移動より速く移動することが含まれることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のマグネシウム系合金のプレス成形方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、マグネシウム(以下、「Mg」ということがある。)やMg合金等のマグネシウム系合金をプレス成形するマグネシウム系合金のプレス成形方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
Mg合金は、アルミニウムやスチールと較べて、軽く、比強度性、比鋼性、放熱性、電磁波シールド性、及び振動吸収性に優れているため、これをプレス加工して成形することにより携帯電話機、ノートパソコン、ハードディスク等のカバーとしてその用途が拡大している。しかしながら、Mg合金は他のTi合金、ステンレス等と同じように難加工材料であり、通常の室温による冷間プレス成形では加工が困難であることは良く知られている。この困難さは材料の材厚が薄い場合には、さらに増大する。このため、Mg合金を塑性変形しやすい温度に加熱してから熱間成形又は温間成形をプレス加工によって行うことが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【特許文献1】特開2005−131665号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところで、プレス加工による成形は、一対の金型の一方の金型を固定し、他方の金型を可動とするものが一般的である。このプレス加工によってMg合金の板材をプレス成形するには、例えば、Mg系合金の板材を塑性変形しやすい温度に加熱してからこの板材を下方の金型上に載置した後に他方の金型を移動させて板材のプレス成形を行うことが前記特許文献1において提案されているが、板材を加熱してもこの加熱した板材を金型に載置すると、板材の熱が金型に伝わって板材の温度が下がるという問題があった。このため、金型を所望の温度に加熱する加熱装置や金型の移動速度を調整するスピードコントロール装置を設けることが提案されるが、Mg合金はその成形品の形状やその材厚によって課せられる条件がさまざまであることから、成形品の種類や材厚ごとに加熱装置やスピードコントロール装置を設けなくてはならないことからコストが高くなるという問題があった。
【0004】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、低コスト化を図れるマグネシウム系合金のプレス成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記の目的を達成するための本発明に係るマグネシウム系合金のプレス成形方法は、MgやMg合金等のMg系合金の板材をトランスファーモールド成形機を用いてプレス成形するプレス成形方法であって、前記トランスファーモールド成形機の一対の金型の温度を調節して前記板材を塑性変形しやすい成形温度でプレス成形することを特徴とする。
【0006】
この発明によれば、板材を塑性変形しやすい成形温度でプレス成形するのに用いるトランスファーモールド成形機は、一対の金型の温度を任意に調節することのできる加熱装置やスピードコントロール装置を備えているために、低コスト化を図れる。また、トランスファーモールド成形機は、一対の金型の温度を調節する機能を備えているために、板材の材質及び厚さ等に応じて金型の温度調節を行えるので、効率よくプレス成形を行えることになる。また、トランスファーモールド成形機は、金型の移動速度を調節可能なものであると、板材をプレス成形する際に板材に応じて金型の移動速度を調節することが可能であり、効率よくプレス成形を行えることになる。
【0007】
本発明に係るマグネシウム系合金のプレス成形方法において、前記成形温度が、210℃以上であることが好ましい。また、本発明に係るマグネシウム系合金のプレス成形方法において、前記板材が、前記プレス成形される前に予め前記成形温度に加熱されていることが好ましい。また、本発明に係るマグネシウム系合金のプレス成形方法において、前記一対の金型の一方の金型が固定されていると共に、他方の金型が移動可能に設けられ、この他方の金型を移動させて前記板材をプレス成形するときに、前記一対の金型で前記板材をプレス成形する前の前記他方の金型の移動に、前記板材を変形させてプレス成形するときの金型の移動より速く移動することが含まれると共に、プレス成形後の前記他方の金型の移動に、前記板材を変形させてプレス成形するときの金型の移動より速く移動することが含まれることが好ましい。
【発明の効果】
【0008】
以上説明したように本発明に係るマグネシウム系合金のプレス成形方法によれば、Mg系合金の板材をトランスファーモールド成形機を用いて塑性変形しやすい成形温度でプレス成形するので、低コスト化を図れると共に、板材をプレス成形する際に板材に応じて金型の温度及び金型の移動速度を調節することが可能であり、効率よくプレス成形を行えることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明に係るマグネシウム系合金のプレス成形方法を詳述する。
【0010】
図1は本発明に係るトランスファーモールド成形機の一例を示す図である。図2は本発明に係るマグネシウム系合金のプレス成形方法の一例を説明するための図である。本発明に係るマグネシウム系合金のプレス成形方法は、図2に示すように、MgやMg合金等のMg系合金の板材2をトランスファーモールド成形機1を用いてプレス成形するものであり、トランスファーモールド成形機1の一対の金型3、4の温度を調節して板材2を塑性変形しやすい成形温度でプレス成形することに特徴がある。Mg系合金は、MgやMg合金等であり、特に限定されるものではなく、例えば、Mg合金(AZ31B)等である。Mg系合金の板材2の厚さ等は特に限定されず、例えば、厚さは0.3mm等である。成形品は、特に限定されず、例えば、DVDのカバー部材等である。
【0011】
トランスファーモールド成形機1は、周知のものであれば特に限定されず、一対の金型3、4の温度を調節し得ると共に、金型の移動速度を調節し得るものである。このトランスファーモールド成形機1としては、例えば、図1及び図2に示すように、固定プラテン5と、固定プラテン5の下部に設けられた固定金型3と、固定プラテン5に対してタイバー7を介して昇降可能に設けられた移動プラテン6と、移動プラテン6の上部に設けられ、固定金型3に対して昇降可能となる移動金型4と、移動プラテン6を昇降させる昇降装置8とを備えている。一対の固定金型3及び移動金型4は、Mg系合金の板材2を塑性変形しやすい成形温度でプレス成形して所望の形状の成形品9を製造するもので、例えば、上方に配置された固定金型がメス金型3であると共に、下方に配置された移動金型がオス金型4である。
【0012】
メス金型3は、金型凹部31と金型凹部31の周縁が平面状に形成された平面部32とを備えている。平面部32には、ガイド孔33が設けられている。オス金型4は、メス金型3の下方にその上下方向に移動可能(昇降可能)に設けられている。オス金型4は、金型凹部31に嵌合して板材2をプレス成形して圧延する金型凸部41と、金型凸部41の周縁が平面状に形成された平面部42とを備えている。平面部42には、オス金型4が上昇したときに、メス金型3のガイド孔33に挿入されて(図2(c)〜(e)参照。)、メス金型3に対するオス金型4の位置決めを行うガイド棒43が設けられている。
【0013】
昇降装置8としては、移動プラテン6(オス金型4)の昇降速度を可変させることができるものであれば特に限定されず、例えば、油圧シリンダ81等である。油圧シリンダ81のピストンロッド82が移動プラテン6の下部に連結されており、移動プラテン6が昇降可能に支持されて、メス金型3とオス金型4とで板材2をプレス成形して圧延し得るようになっている。
【0014】
また、固定プラテン5とメス金型3との間、及び移動プラテン6とオス金型4との間には、それぞれメス金型3及びオス金型4を所定の温度に加熱する加熱装置11、12を有する加熱部13、14が設けられている。加熱装置11、12は、メス金型3及びオス金型4をそれぞれ個別に所定の温度に加熱することができれば特に限定されず、例えば、ヒーター等である。この加熱装置11、12は、メス金型3及びオス金型4を、例えば、塑性変形しやすい成形温度、例えば、210℃以上、好ましくは250℃にそれぞれ加熱することができるものである。また、加熱部13、14には、例えば、複数の熱電対15、16が設けられ、メス金型3及びオス金型4の温度が210℃以上の所望の温度に調節されるようになっている。また、加熱部13、14には、断熱板17、18が設けられて固定プラテン5や移動プラテン6へ加熱装置11、12の熱が伝わらないようになっている。
【0015】
なお、固定プラテンを上方に、移動プラテンを下方にそれぞれ配置したが、固定プラテンを下方に、移動プラテンを上方にそれぞれ配置するようにしてもよい。また、移動金型をオス金型に、固定金型をメス金型にしたが、移動金型をメス金型に、固定金型をオス金型にするようにしてもよい。
【0016】
次に、このトランスファーモールド成形機1を用いて本発明に係るマグネシウム系合金のプレス成形方法を説明する。
【0017】
まず、加熱装置11、12を駆動させて、例えば、メス金型3及びオス金型4を例えば250℃にそれぞれ加熱する。この状態のまま、厚さ0.3mmのMg合金(AZ31B)の矩形状の板材2をオス金型4上の任意の位置に載置する(図2(b)参照。)。
【0018】
載置後、油圧シリンダ81を駆動させて移動プラテン6(オス金型4)を上方に移動させ(メス金型3に向けて上昇させ)、メス金型3とオス金型4とで板材2を塑性変形しやすい成形温度である250℃でプレス成形する(図2(b)〜(f)参照。)。このとき、メス金型3が板材2に接触してから板材2をプレス成形するまで(図2(d)〜(e)参照。)のオス金型4の移動速度(プレス速度ということがある。)は、板材2の材質、厚さ及び成形品の形状により任意に決められるが、メス金型3が板材2に接触するまで(図2(b)〜(d)参照。)のオス金型4の移動中に、プレス速度より速い速度で移動することが含まれていることが好ましい。また、メス金型3とオス金型4とで板材2をプレス成形する時間は、板材2の材質、厚さ及び成形品9の形状により任意に決められる。さらに、プレス成形後、オス金型4を下方に移動させる速度は、特に限定されないが、メス金型3が成形品9から離れた後(図2(f)〜(g)参照。)のオス金型4の移動中に、プレス速度より速い速度で移動することが含まれていることが好ましい。また、オス金型4が下限位置に到達する前には、その移動を低速、例えば、プレス速度と同じ速度で移動させるようにすることが好ましい。
【0019】
具体的には例えば、オス金型4が上昇する場合、板材2をオス金型4上に載置した位置(下限位置ということがある。(図2(b)参照。))からオス金型4のガイド棒43がメス金型3のガイド孔33に挿入される位置(上昇変速位置ということがある。(図2(c)参照。))までのオス金型4の移動速度をプレス速度より速い速度にする。なお、上昇変速位置からメス金型3が板材2に接触する位置(加圧開始位置ということがある。(図2(d)参照。))及び、加圧開始位置からオス金型4が最大に上昇する上限位置までのオス金型4の移動速度はプレス速度と同じ速度にする。
【0020】
オス金型4が下降する場合、上限位置からメス金型3がプレスされた板材2から離間する位置(プレス終了位置ということがある。(図2(f)参照。))までのオス金型4の移動速度はプレス速度と同じ速度にする。プレス終了位置から下限位置の近傍であって例えば下限位置より20mm上昇位置(下降変速位置ということがある。)までのオス金型4の移動速度をプレス速度より速い速度にする。下降変速位置から下限位置までのオス金型4の移動速度をプレス速度と同じ速度にする。このように、プレス成形に関与していないときのオス金型4の移動速度を速くすることで、効率よく板材2のプレス成形を行うことができる。また、下降変速位置から下限位置までのオス金型4の移動速度をプレス速度と同じ速度にすることにより、オス金型4が下限位置で停止する際に衝撃がほとんどなくなり、消音を図れると共に耐久性等に優れる。
【0021】
また、加熱された一対のメス金型3及びオス金型4で板材2が250℃でプレス成形されるために、プレス成形時、板材2が塑性変形しやすくなっているので、割れ等が起こることなくプレス成形される。
【0022】
したがって、本発明に係るマグネシウム系合金のプレス成形方法は、板材2を塑性変形しやすい成形温度、例えば、210℃以上でプレス成形するのに用いるトランスファーモールド成形機1が一対の金型3、4の温度を調節する機能を備えているために、金型3、4を加熱する加熱装置11、12を設ける必要がないので、低コスト化を図れる。また、板材2をプレス成形する際に板材2に応じて金型4の温度を調節することができるために、板材2に応じて成形機や金型を交換することがないので、効率よくプレス成形を行えることになる。また、板材2をプレス成形する際に板材2に応じて金型4の移動速度を調節することにより、効率よくプレス成形を行えることになる。
【0023】
また、プレス成形を行う板材2を予め成形温度に加熱することにより、一層効率よくプレス成形を行えることになる。例えば、プレス成形後、オス金型4が成形品9から離れた後(図2(f)〜(g)参照。)、オス金型4を下方に移動させるとき、オス金型4が成形品9から離れてから次のプレス成形する板材2を加熱して、オス金型4の移動が止まったときにこの板材2が成形温度に加熱されるようにする。これにより、プレス成形する際には、板材2が予め加熱されているので、板材2を加熱する時間を省略することができ、一層効率よくプレス成形を行えることになる。
【実施例】
【0024】
以下、本発明に係るマグネシウム系合金のプレス成形方法の実施例を詳述する。Mg系合金の板材としては、厚さ0.3mmで、130mm×130mmのものを用いた。トランスファーモールド成形機1は、周知のものであれば特に限定されず、一対の金型3、4の温度を調節し得ると共に、金型の移動速度を調節し得るものである。トランスファーモールド成形機は、住友重機械工業株式会社製のトランスファー・モールディング・プレス(STM-75A)を用いた。このトランスファーモールド成形機において、プラテン寸法(横×奥行)は910mm×610mm、タイバー間隔(横×奥行)は720mm×420mm、型締ストローク(オス金型のストローク)は230mm、デーライトは605mmのものを用いた。
【0025】
このトランスファーモールド成形機を用いて、一対の金型の温度を250℃に、型締圧力を50kgt/cmにそれぞれ設定して、約250℃に加熱したMg系合金の板材をオス金型上に載置して次のオス金型(移動プラテン)の上昇速度及び下降速度でプレス成形を行い、成形品を得た。金型上昇速度は、下限位置(0mm)から上昇変速位置(195mm)までが約108.9mm/secで、上昇変速位置から上限位置(230mm)までが約22.5mm/secである。なお、オス金型(プラテン)の下限に位置されているときに0mmとした。また、加圧開始位置は、200mmである。金型下降速度は、上限位置(230mm)からプレス終了位置(195mm)までが約62.5mm/secで、プレス終了位置から下降変速位置(20mm)までが約123.8mm/secで、下降変速位置から下限位置までが約62.5mm/secである。なお、オス金型(移動プラテン)は、上限位置に達したら直ぐに下降するようにした。
【0026】
このようにして得られた成形品は、目視において亀裂や損傷がなく成形性も良好なものであった。
【産業上の利用可能性】
【0027】
以上説明したように本発明に係るマグネシウム系合金のプレス成形方法は、Mg系合金の板材をトランスファーモールド成形機を用いて塑性変形しやすい成形温度でプレス成形するので、低コスト化を図れると共に、板材をプレス成形する際に板材に応じて金型の温度及び移動速度を調節することが可能であり、効率よくプレス成形を行えることになることから、工業的価値が高いものである。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明に係るトランスファーモールド成形機の一例を示す概略構成図である。
【図2】本発明に係るマグネシウム系合金のプレス成形方法の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
【0029】
1 トランスファーモールド成形機
2 板材
3 メス金型
4 オス金型
【出願人】 【識別番号】392013486
【氏名又は名称】株式会社新鋭産業
【出願日】 平成18年6月22日(2006.6.22)
【代理人】 【識別番号】100076831
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 捷雄


【公開番号】 特開2008−795(P2008−795A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2006−173012(P2006−173012)