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JP7723973B2 - Drawing and ironing method for magnesium alloys - Google Patents
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JP7723973B2 - Drawing and ironing method for magnesium alloys - Google Patents

Drawing and ironing method for magnesium alloys

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JP7723973B2 JP2022027132A JP2022027132A JP7723973B2 JP 7723973 B2 JP7723973 B2 JP 7723973B2 JP 2022027132 A JP2022027132 A JP 2022027132A JP 2022027132 A JP2022027132 A JP 2022027132A JP 7723973 B2 JP7723973 B2 JP 7723973B2
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Description

本開示は、Mg合金の絞りしごき加工方法に関する。 This disclosure relates to a method for drawing and ironing magnesium alloys.

金属材料の加工方法には、従来から種々の加工方法が提案されている。
例えば、プレス加工が挙げられる。プレス加工とは、ダイを含む一対の工具の間に金属等の材料を入れて圧力を加えることで、材料をダイに対応した形状に加工する加工方法である。
プレス加工の一種として、絞り加工が知られている。絞り加工とは、金属板成形法の一種で一枚の金属板から円筒、円筒、円錐等様々な形状の底付き容器を成形する加工法である。絞り加工を用いることで、つなぎ目の無い容器形状の金属を成形することができる。
BACKGROUND ART Various processing methods have been proposed for processing metal materials.
For example, press working is a processing method in which a material such as metal is placed between a pair of tools including a die and pressure is applied to the material to form it into a shape that corresponds to the die.
Drawing is a type of press working known as a type of metal forming. Drawing is a metal sheet forming method that is used to form containers with bottoms of various shapes, such as cylinders, cylinders, and cones, from a single metal sheet. By using drawing, it is possible to form metal into a seamless container shape.

絞り加工法に用いられる金属材料としては、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、鉄、ステンレス、銅、マグネシウム等が挙げられる。 Metal materials used in drawing include, for example, titanium, titanium alloys, aluminum, iron, stainless steel, copper, magnesium, etc.

例えば特許文献1には、カルシウムを含有するマグネシウム合金のプレス材であって、前記マグネシウム合金をプレス金型によって曲げ加工した曲げ部を備え、前記曲げ部は、内径Rと外径Rとの比R/Rが0<R/R<6であり、外径Rと板厚tとの比R/tが0.2≦R/t≦12.0であり、板厚tが1mm≦t≦6mmであること、を特徴とするマグネシウム合金のプレス材が記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a pressed magnesium alloy material containing calcium, which has a bent portion formed by bending the magnesium alloy using a press die, and is characterized in that the ratio R1 / R2 of the inner diameter R1 to the outer diameter R2 is 0< R1 / R2 <6, the ratio R2 /t of the outer diameter R2 to the plate thickness t is 0.2≦ R2 /t≦12.0, and the plate thickness t is 1 mm≦t≦6 mm.

特開2018-176266号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-176266

従来から、金属材料に対し、高温(例えば、700℃~870℃)の範囲にて加熱することで延性を付与してから加工する方法は存在していた。しかし、この方法ではダイ全体を高温まで加熱するために大がかりな加熱装置を用いていると考えられ、コストが高くなり、さらに作業性が悪化しやすい。また、金属材料のみならず、装置までもが高温に曝される結果、装置の寿命を縮めやすいと考えられる。
また、金属材料の中には高温に加熱されることが好ましくない金属材料も存在する。このような金属材料は、比較的低温の範囲(例えば、400℃以下)で加工されることが好ましい。
しかし、例えば、低温の範囲では延性が低い金属材料(例えばマグネシウム合金(本開示において、単に「Mg合金」ともいう))は、低温で加工することが非常に困難であった。
一方、Mg合金は非常に軽量であり、加工対象の金属材料としては、大変有用性が高く、Mg合金の比較的低温の範囲での加工方法が求められていた。
また、Mg合金の加工方法としては、比較的自由度の高い加工方法であることが好ましい。例えば、得られるMg合金加工物において曲線形状が実現できることが好ましく、得られるMg合金加工物を円筒状に加工することも好ましい。
上記特許文献1は、Mg合金の加工方法として改善の余地がある。
以上より、金属材料(特に、低温の範囲で延性が低い金属材料)を低温(例えば、400℃未満)にて加工できる技術が求められている。
Conventionally, there has been a method of heating metal materials to high temperatures (e.g., 700°C to 870°C) to impart ductility to the material before processing. However, this method requires the use of a large-scale heating device to heat the entire die to a high temperature, which increases costs and tends to worsen workability. Furthermore, the exposure of not only the metal material but also the device to high temperatures is thought to shorten the device's lifespan.
Furthermore, some metallic materials should not be heated to high temperatures, and it is preferable to process such metallic materials at relatively low temperatures (for example, 400° C. or lower).
However, for example, it has been very difficult to process metal materials (such as magnesium alloys (also simply referred to as "Mg alloys" in the present disclosure)) that have low ductility in the low temperature range at low temperatures.
On the other hand, Mg alloys are very light and highly useful as metal materials to be processed, and there has been a demand for a method for processing Mg alloys at relatively low temperatures.
Furthermore, the processing method for the Mg alloy is preferably a processing method with a relatively high degree of freedom. For example, it is preferable that the obtained Mg alloy processed product can have a curved shape, and it is also preferable that the obtained Mg alloy processed product can be processed into a cylindrical shape.
The method disclosed in Patent Document 1 has room for improvement in terms of the processing method for Mg alloys.
For these reasons, there is a demand for a technology that can process metal materials (especially metal materials that have low ductility in the low temperature range) at low temperatures (for example, below 400°C).

本開示の一実施形態が解決しようとする課題は、低温でMg合金を円筒状に加工することができるMg合金の絞りしごき加工方法を提供することである。 The problem that one embodiment of the present disclosure aims to solve is to provide a method for drawing and ironing an Mg alloy that can process the Mg alloy into a cylindrical shape at low temperatures.

上記課題を解決する手段には、以下の態様が含まれる。
<1> ブランク材であるMg合金を円筒に加工するMg合金の絞りしごき加工方法であって、温度が0℃~300℃である前記Mg合金をブランクホルダとダイとの間に配置した状態で、パンチによって前記Mg合金を絞らず、かつ、前記ブランクホルダを用いて前記Mg合金の周辺部を押圧する押圧工程と、温度が0℃~300℃である前記Mg合金をブランクホルダと前記ダイとの間に配置した状態で、前記ブランクホルダを用いて前記Mg合金の周辺部を2kN以下で押圧し又は押圧せず、かつ、前記パンチによって前記Mg合金を円筒状に絞る絞り工程と、を含み、前記絞り工程において、加工前の前記Mg合金の厚さt〔mm〕に対する、前記パンチと前記ダイとの間のクリアランスc〔mm〕の比であるクリアランス比c/tが0.70以上1.0以下であるMg合金の絞りしごき加工方法。
<2> 前記押圧工程と、前記絞り工程と、を交互に複数回含み、前記複数回の前記押圧工程の中で、少なくとも1回前記ブランクホルダが前記Mg合金の周辺部に与える圧力を変更する<1>に記載のMg合金の絞りしごき加工方法。
<3> 前記複数回の前記押圧工程の中で、前記ブランクホルダが前記Mg合金の周辺部に与える圧力を2回目以降の前記押圧工程で変更する<2>に記載のMg合金の絞りしごき加工方法。
<4> 前記変更した後の前記ブランクホルダが前記Mg合金の周辺部に与える圧力が、前記変更する前の前記ブランクホルダが前記Mg合金の周辺部に与える圧力と比較して、高い<2>又は<3>に記載のMg合金の絞りしごき加工方法。
<5> 前記押圧工程において、前記ブランクホルダが前記Mg合金の周辺部に与える圧力が、下記式1を満たす<1>~<4>のいずれか1つに記載のMg合金の絞りしごき加工方法。
Means for solving the above problems include the following aspects.
<1> A method for drawing and ironing an Mg alloy blank material into a cylinder, the method comprising: a pressing step in which the Mg alloy, having a temperature of 0°C to 300°C, is placed between a blank holder and a die, and the peripheral portion of the Mg alloy is pressed using the blank holder without being pressed with a punch; and a drawing step in which the Mg alloy, having a temperature of 0°C to 300°C, is placed between the blank holder and the die, and the peripheral portion of the Mg alloy is pressed with the blank holder at a force of 2 kN or less, or with no pressing, and the Mg alloy is drawn into a cylindrical shape using the punch, wherein in the drawing step, a clearance ratio c/t, which is the ratio of the clearance c [mm] between the punch and the die to the thickness t [mm] of the Mg alloy before processing, is 0.70 or more and 1.0 or less.
<2> The method for drawing and ironing an Mg alloy according to <1>, which includes alternating the pressing step and the drawing step multiple times, and changes the pressure applied by the blank holder to the peripheral portion of the Mg alloy at least once during the multiple pressing steps.
<3> The method for drawing and ironing an Mg alloy according to <2>, wherein the pressure applied by the blank holder to the peripheral portion of the Mg alloy is changed in the second or subsequent pressing steps among the multiple pressing steps.
<4> The method for drawing and ironing an Mg alloy according to <2> or <3>, wherein the pressure applied to the peripheral portion of the Mg alloy by the blank holder after the change is higher than the pressure applied to the peripheral portion of the Mg alloy by the blank holder before the change.
<5> The method for drawing and ironing an Mg alloy according to any one of <1> to <4>, wherein in the pressing step, the pressure applied by the blank holder to the peripheral portion of the Mg alloy satisfies the following formula 1:

式1中、BHFは前記ブランクホルダが前記Mg合金の周辺部に与える圧力であり、Pは下記式2で表され、Aは前記ブランクホルダが前記Mg合金の周辺部に圧力を与える面積[mm]である。 In Equation 1, BHF is the pressure that the blank holder applies to the peripheral portion of the Mg alloy, P 0 is expressed by the following Equation 2, and A is the area [mm 2 ] over which the blank holder applies pressure to the peripheral portion of the Mg alloy.

式2中、Dは加工前の前記Mg合金の直径[mm]であり、dは前記パンチの直径[mm]であり、tは加工前の前記Mg合金の厚さ[mm]であり、sは加工前の前記Mg合金の引張強さ[N/mm]である。
<6> 前記厚さt〔mm〕が0.50mm以上であり、前記クリアランス比c/tが0.75~0.90である<1>~<5>のいずれか1つに記載のMg合金の絞りしごき加工方法。
In Equation 2, D 0 is the diameter [mm] of the Mg alloy before processing, d 1 is the diameter [mm] of the punch, t is the thickness [mm] of the Mg alloy before processing, and s is the tensile strength [N/mm 2 ] of the Mg alloy before processing.
<6> The method for drawing and ironing a Mg alloy according to any one of <1> to <5>, wherein the thickness t [mm] is 0.50 mm or more, and the clearance ratio c/t is 0.75 to 0.90.

本開示の実施形態によれば、低温でMg合金を円筒状に加工することができるMg合金の絞りしごき加工方法を提供することができる。 Embodiments of the present disclosure provide a method for drawing and ironing an Mg alloy, which can process the Mg alloy into a cylindrical shape at low temperatures.

クリアランス比が1.0以上である状態にてMg合金を円筒状に絞る場合を説明するための断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a case where an Mg alloy is drawn into a cylindrical shape with a clearance ratio of 1.0 or more. クリアランス比が1.0未満である状態にてMg合金を円筒状に絞る場合を説明するための断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a case where an Mg alloy is drawn into a cylindrical shape with a clearance ratio of less than 1.0. 本開示における押圧工程を説明するためのダイ、Mg合金、パンチ及びブランクホルダの断面図である。1 is a cross-sectional view of a die, an Mg alloy, a punch, and a blank holder for explaining a pressing process in the present disclosure. FIG. 本開示における絞り工程を説明するためのダイ、Mg合金、パンチ及びブランクホルダの断面図である。1 is a cross-sectional view of a die, an Mg alloy, a punch, and a blank holder for explaining the drawing process in the present disclosure. FIG. 本開示におけるダイの一例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of a die according to the present disclosure. 本開示におけるブランクホルダの一例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a blank holder in the present disclosure. 本開示におけるパンチの一例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a punch according to the present disclosure. 本開示におけるMg合金加工物の一例を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing an example of an Mg alloy workpiece according to the present disclosure. FIG. 本開示の絞りしごき加工方法を用いてMg合金を加工した場合の時間、BHF及びパンチストロークの関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between time, BHF, and punch stroke when a magnesium alloy is processed using the drawing and ironing method of the present disclosure.

以下、図1~図9を参照して、本開示の絞り加工方法の実施形態について具体的に説明する。但し、本開示においては、以下に示す実施形態に制限されるものではない。 Hereinafter, an embodiment of the drawing method of the present disclosure will be described in detail with reference to Figures 1 to 9. However, the present disclosure is not limited to the embodiment described below.

≪絞りしごき加工方法≫
本開示のMg合金の絞りしごき加工方法(本開示において、単に「本開示の絞りしごき加工方法」ともいう)は、ブランク材であるMg合金を円筒に加工するMg合金の絞りしごき加工方法であって、
温度が0℃~300℃であるMg合金をブランクホルダとダイとの間に配置した状態で、パンチによってMg合金を絞らず、かつ、ブランクホルダを用いてMg合金の周辺部を押圧する押圧工程と、
温度が0℃~300℃であるMg合金をブランクホルダとダイとの間に配置した状態で、ブランクホルダを用いてMg合金の周辺部を2kN以下で押圧し又は押圧せず、かつ、パンチによってMg合金を円筒状に絞る絞り工程と、
を含み、
絞り工程において、加工前のMg合金の厚さt〔mm〕に対する、パンチとダイとの間のクリアランスc〔mm〕の比であるクリアランス比c/tが0.70以上1.0以下である。
<Squeezing and ironing method>
The method for drawing and ironing an Mg alloy according to the present disclosure (also referred to simply as the "drawing and ironing method of the present disclosure" in the present disclosure) is a method for drawing and ironing an Mg alloy, in which an Mg alloy blank is formed into a cylinder, and
a pressing step in which, in a state in which an Mg alloy having a temperature of 0°C to 300°C is placed between a blank holder and a die, the Mg alloy is not squeezed by a punch, and the peripheral portion of the Mg alloy is pressed using the blank holder;
a drawing process in which, in a state in which an Mg alloy having a temperature of 0°C to 300°C is placed between a blank holder and a die, the peripheral portion of the Mg alloy is pressed with a force of 2 kN or less using the blank holder, or is not pressed, and the Mg alloy is drawn into a cylindrical shape using a punch;
Including,
In the drawing process, the clearance ratio c/t, which is the ratio of the clearance c [mm] between the punch and the die to the thickness t [mm] of the Mg alloy before processing, is 0.70 or more and 1.0 or less.

なお、本開示においてクリアランスとは、絞り工程における、ダイの表面とパンチの表面との間の最短距離を指す。 In this disclosure, clearance refers to the shortest distance between the surface of the die and the surface of the punch during the drawing process.

上述の通り、従来、低温の範囲では延性が低いMg合金は、低温で加工することが非常に困難であった。
しかし、Mg合金に対して高温(例えば、500℃以上)を付与するとしても、別途Mg合金、ダイ等を加熱するための装置及び工程が必要となり、製造コストが増大する点が懸念される。
As described above, conventionally, Mg alloys have low ductility in the low temperature range, and it has been very difficult to process them at low temperatures.
However, even if a high temperature (for example, 500°C or higher) is applied to the Mg alloy, separate equipment and processes for heating the Mg alloy, die, etc. are required, which raises concerns about increased manufacturing costs.

本開示の絞りしごき加工方法は、上述の構成を含むことで、低温の範囲で延性が低いMg合金を、高温に加熱することなく加工することができる。
上記の効果が得られる理由は以下の通りであると考えられる。
クリアランス比が1.0以下の状態にて絞り加工を行うことで、上記絞り工程において、ダイとパンチとの間において厚さが小さくなるようにMg合金を円筒状に絞る、いわゆる絞りしごき加工を行うことができる。
クリアランス比が1.0以下の状態にて上記絞りしごき加工を行う場合、Mg合金を絞る際に、Mg合金の一部はダイとパンチとの間に到達せず、曲げ部に留まることとなる。そして、絞りしごき加工の進展に伴ってMg合金の流入量を一定の範囲内に制御することで、破断を生じやすい曲げ部の厚さを一定の範囲内とすることができる。
以上の点と上述のその他の構成とを含むことで、本開示の絞りしごき加工方法は、低温でも加工を進行させ、かつ、破断等のダメージを抑制することができる。
The drawing and ironing method of the present disclosure includes the above-described configuration, and thus can process an Mg alloy that has low ductility in the low temperature range without heating it to a high temperature.
The reason why the above effects are obtained is believed to be as follows.
By performing the drawing process with the clearance ratio being 1.0 or less, the Mg alloy can be drawn into a cylindrical shape so as to reduce the thickness between the die and the punch in the drawing process, which is known as drawing and ironing.
When the drawing and ironing process is performed with a clearance ratio of 1.0 or less, part of the Mg alloy does not reach the gap between the die and the punch during drawing, and remains in the bent portion. By controlling the inflow of the Mg alloy within a certain range as the drawing and ironing process progresses, the thickness of the bent portion, at which fracture is likely to occur, can be kept within a certain range.
By incorporating the above-mentioned features and other configurations, the drawing and ironing method of the present disclosure can proceed with processing even at low temperatures and suppress damage such as breakage.

本開示の絞りしごき加工方法は、押圧工程と、絞り工程と、を交互に複数回含むことが好ましい。つまり、本開示の絞りしごき加工方法は、押圧工程と絞り工程とを交互に繰り返すことにより、Mg合金を円筒に加工することが好ましい。
これによって、本開示の絞りしごき加工方法を、しわが発生しないように、また、壁厚が減少しないように緩やかに進行させることができる。その結果、得られるMg合金加工物のしわの発生を抑制しつつ、壁厚の均一性の高いMg合金加工物を得ることができる。
The drawing and ironing method of the present disclosure preferably includes a pressing step and a drawing step alternately repeated multiple times. That is, the drawing and ironing method of the present disclosure preferably processes the Mg alloy into a cylinder by alternately repeating the pressing step and the drawing step.
This allows the drawing and ironing method of the present disclosure to proceed slowly so as to prevent wrinkles from occurring and the wall thickness from decreasing, resulting in an Mg alloy workpiece with highly uniform wall thickness while suppressing the occurrence of wrinkles in the resulting Mg alloy workpiece.

本開示の絞りしごき加工方法は、低温(例えば、300℃未満)でMg合金を絞りしごき加工することが可能であることから、Mg合金を高温に加熱する必要はない。そのため、一般的に用いられる簡易な装置を用いて、Mg合金を絞り成形することが可能となる。これによって、製造コストの低減、作業の簡便性を向上させることができる。
また、本開示の絞りしごき加工方法は、得られるMg合金加工物の壁厚が部分的に減少することを抑制できるため、壁厚の均一性に優れたMg合金加工物を製造することができる。
The drawing and ironing method of the present disclosure allows for drawing and ironing of Mg alloys at low temperatures (e.g., below 300°C), eliminating the need to heat the Mg alloy to high temperatures. This makes it possible to draw and iron Mg alloys using simple, commonly used equipment. This reduces manufacturing costs and improves operational simplification.
Furthermore, the drawing and ironing method of the present disclosure can prevent the wall thickness of the resulting Mg alloy workpiece from being partially reduced, thereby enabling the production of Mg alloy workpieces with excellent wall thickness uniformity.

<押圧工程>
本開示における押圧工程は、温度が0℃~300℃であるMg合金をブランクホルダとダイとの間に配置した状態で、パンチによってMg合金を絞らず、かつ、ブランクホルダを用いてMg合金の周辺部を押圧する工程である。
これによって、得られるMg合金加工物にしわが発生することを抑制することができる。
<Pressing process>
The pressing process in the present disclosure is a process in which an Mg alloy having a temperature of 0°C to 300°C is placed between a blank holder and a die, and the Mg alloy is not squeezed by a punch, but the peripheral portion of the Mg alloy is pressed using the blank holder.
This can prevent wrinkles from occurring in the resulting Mg alloy workpiece.

~押圧工程の一実施形態~
本開示における押圧工程の一実施形態について、図3を参照して説明する。
図3は、本開示における押圧工程を説明するためのダイ、Mg合金、パンチ及びブランクホルダの断面図である。
本開示における押圧工程の一実施形態としては、図3に示すように、Mg合金11をブランクホルダ7とダイ5との間に配置した状態で、ブランクホルダ7を用いてMg合金11の例えばスクラップ部13をブランクホルダ7からダイ5へ向かう方向に押圧する。この際、パンチ9によってMg合金11をダイ5の孔5C内に押し上げて孔5Cに絞ることは行わない。
~One embodiment of the pressing step~
An embodiment of the pressing step in the present disclosure will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a die, an Mg alloy, a punch, and a blank holder for explaining the pressing process in the present disclosure.
In one embodiment of the pressing process of the present disclosure, as shown in Fig. 3, the Mg alloy 11 is placed between the blank holder 7 and the die 5, and the blank holder 7 is used to press, for example, a scrap portion 13 of the Mg alloy 11 in a direction from the blank holder 7 toward the die 5. At this time, the punch 9 does not push the Mg alloy 11 up into the hole 5C of the die 5 and squeeze it into the hole 5C.

本開示の絞りしごき加工方法は、押圧工程と、絞り工程と、を交互に複数回含み、複数回の押圧工程の中で、少なくとも1回ブランクホルダがMg合金の周辺部に与える圧力(BHF:Blank Holding Force)を変更することが好ましい。
これによって、絞りしごき加工中に、ダイに材料であるMg合金が流入する前の段階でMg合金の板厚を制御することができる。結果として、ダイ5での絞りしごき加工と合わせて、2種類の作業を含む成形を1つのダイで行うことができる。
The drawing and ironing method of the present disclosure includes a pressing step and a drawing step alternately repeated multiple times, and it is preferable to change the pressure (BHF: Blank Holding Force) applied by the blank holder to the peripheral portion of the Mg alloy at least once during the multiple pressing steps.
This allows the thickness of the Mg alloy sheet to be controlled before the Mg alloy material flows into the die during the drawing and ironing process. As a result, in addition to the drawing and ironing process in die 5, forming including two types of operations can be performed using a single die.

本開示の絞りしごき加工方法は、Mg合金のフランジ部の肉厚を積極的に制御する観点から、複数回の押圧工程の中で、BHFを2回目以降の押圧工程で変更することが好ましい。 In the drawing and ironing method disclosed herein, it is preferable to change the BHF in the second or subsequent pressing steps among multiple pressing steps, in order to actively control the thickness of the flange portion of the Mg alloy.

本開示の絞りしごき加工方法は、変更した後のブランクホルダがMg合金の周辺部に与える圧力(BHF)は、前記変更する前の前記ブランクホルダが前記Mg合金の周辺部に与える圧力(BHF)と比較して、高いことが好ましい。
本開示の絞りしごき加工方法は、複数回の押圧工程の中で、BHFを高くすることが好ましい。つまり、複数回の押圧工程の中で、少なくとも1回BHFを高くすることが好ましい。
In the drawing and ironing method of the present disclosure, it is preferable that the pressure (BHF) applied to the peripheral portion of the Mg alloy by the blank holder after the change is higher than the pressure (BHF) applied to the peripheral portion of the Mg alloy by the blank holder before the change.
In the drawing and ironing method of the present disclosure, it is preferable to increase the BHF during multiple pressing steps, that is, it is preferable to increase the BHF at least once during multiple pressing steps.

BHFは、下記式1を満たすことが好ましい。 It is preferable that BHF satisfy the following formula 1.

式1中、BHFはブランクホルダがMg合金の周辺部に与える圧力であり、Pは下記式2で表され、Aはブランクホルダが前記Mg合金の周辺部に圧力を与える面積[mm]である。 In Equation 1, BHF is the pressure applied by the blank holder to the periphery of the Mg alloy, P 0 is expressed by the following Equation 2, and A is the area [mm 2 ] over which the blank holder applies pressure to the periphery of the Mg alloy.

式2中、Dは加工前のMg合金の直径[mm]であり、dはパンチの直径[mm]であり、tは加工前のMg合金の厚さ[mm]であり、sは加工前のMg合金の引張強さ[N/mm]である。 In Equation 2, D 0 is the diameter [mm] of the Mg alloy before processing, d 1 is the diameter [mm] of the punch, t is the thickness [mm] of the Mg alloy before processing, and s is the tensile strength [N/mm 2 ] of the Mg alloy before processing.

式1は、BHFの下限値を表す。
複数回の押圧工程の中でBHFを変更する場合及び変更しない場合のいずれであっても、BHFは式1を満たすことが好ましい。
例えば、複数回の押圧工程の中でBHFを高くする場合、式1を満たす範囲内でBHFを高めることが好ましい。
Equation 1 represents the lower limit of BHF.
Whether the BHF is changed or not during multiple pressing steps, it is preferable that the BHF satisfies Equation 1.
For example, when the BHF is increased during multiple pressing steps, it is preferable to increase the BHF within a range that satisfies Equation 1.

式1中のP×Aを最低BHFとも称する。
式1は、BHFが最低BHFの15倍以上であることを意味する。
P 0 ×A in Equation 1 is also referred to as the minimum BHF.
Equation 1 means that the BHF is 15 times or more the minimum BHF.

(Mg合金)
本開示におけるMg合金は、本開示の絞りしごき加工方法によって得られるMg合金加工物の材料である。
本開示の絞りしごき加工方法によれば、低温の範囲で延性が低いMg合金を加工する場合であっても、Mg合金を高温に加熱することなく加工することができる。
(Mg alloy)
The Mg alloy in the present disclosure is the material of the Mg alloy workpiece obtained by the drawing and ironing method of the present disclosure.
According to the drawing and ironing method of the present disclosure, even when processing an Mg alloy that has low ductility in the low temperature range, the Mg alloy can be processed without heating the Mg alloy to a high temperature.

本開示におけるMg合金は、上記の中でも、低温の範囲で延性が低いMg合金であるチタン又はチタン合金であることが好ましい。
低温の範囲で延性が低いMg合金を低温の範囲で加工した場合に破断、しわ等の不具合が発生しやすく、良好な加工が困難である。しかし、本開示の絞りしごき加工方法によれば、低温の範囲で延性が低いMg合金を、所望の形状に良好に加工することが可能である。
Among the above, the Mg alloy in the present disclosure is preferably titanium or a titanium alloy, which is an Mg alloy with low ductility in the low temperature range.
When an Mg alloy having low ductility in the low temperature range is processed in the low temperature range, defects such as fracture and wrinkles tend to occur, making it difficult to process it satisfactorily. However, the drawing and ironing method of the present disclosure makes it possible to process an Mg alloy having low ductility in the low temperature range into a desired shape.

Mg合金に含まれる、マグネシウム(本開示においてMgともいう)以外の金属又は非金属としては、Al、Zn、Ca等が挙げられる。
本開示におけるMg合金としては、Al及びZnを含むAZ合金が好ましく、AZ31合金がより好ましい。
Examples of metals or non-metals other than magnesium (also referred to as Mg in this disclosure) contained in the Mg alloy include Al, Zn, and Ca.
As the Mg alloy in the present disclosure, an AZ alloy containing Al and Zn is preferred, and an AZ31 alloy is more preferred.

Mg合金の加工前の厚さtは、加工後に得られる加工物の強度の観点から、0.30mm以上であることが好ましく、0.35mm以上であることがより好ましく、0.50mm以上であることがさらに好ましい。
また、Mg合金の加工前の厚さtは、加工後に得られる加工物のしわを抑制する観点から、1.5mm以下であることが好ましく、1.2mm以下であることがより好ましく、1.0mm以下であることがさらに好ましい。
From the viewpoint of the strength of the workpiece obtained after processing, the thickness t of the Mg alloy before processing is preferably 0.30 mm or more, more preferably 0.35 mm or more, and even more preferably 0.50 mm or more.
Furthermore, the thickness t of the Mg alloy before processing is preferably 1.5 mm or less, more preferably 1.2 mm or less, and even more preferably 1.0 mm or less, from the viewpoint of suppressing wrinkles in the workpiece obtained after processing.

本開示におけるMg合金の形状としては、特に制限はない。例えば、Mg合金の形状は、円板形状であってもよい。 The shape of the Mg alloy in this disclosure is not particularly limited. For example, the Mg alloy may be in the shape of a disk.

Mg合金が円板形状である場合、Mg合金の直径は、50mm~80mmが好ましい。
上記外接円の直径が、50mm以上であることで、絞りしごき加工中、Mg合金の流入量を良好に制御することができる。
上記の観点から、上記外接円の直径は55mm以上がより好ましく、60mm以上がさらに好ましい。
また、上記外接円の直径が80mm以下であることで、Mg合金を破断させずに、Mg合金をしごき面へ円滑に流入させることができる。
上記の観点から、上記外接円の直径は75mm以下がより好ましく、70mm以下がさらに好ましく、65mm以下が特に好ましい。
When the Mg alloy is in the shape of a disk, the diameter of the Mg alloy is preferably 50 mm to 80 mm.
When the diameter of the circumscribed circle is 50 mm or more, the amount of inflow of the Mg alloy can be well controlled during the drawing and ironing process.
From the above viewpoint, the diameter of the circumscribed circle is more preferably 55 mm or more, and even more preferably 60 mm or more.
Furthermore, by setting the diameter of the circumscribed circle to 80 mm or less, the Mg alloy can be allowed to flow smoothly onto the ironing surface without being fractured.
From the above viewpoint, the diameter of the circumscribed circle is more preferably equal to or less than 75 mm, further preferably equal to or less than 70 mm, and particularly preferably equal to or less than 65 mm.

(潤滑剤)
Mg合金は、表面に潤滑剤を含むことが好ましい。
これによって、ダイ及びパンチとの摩擦を軽減させることでMg合金を保護することができ、ダイ及びパンチへのMg合金の凝着を抑制することができる。
具体的には、Mg合金の表面に潤滑剤を含むことで、絞り工程においてダイ及びパンチを用いてMg合金を絞る際に、ダイ及びパンチの少なくとも一方とMg合金との間の摺動を抑制することができる。従って、Mg合金は、絞り工程を行った場合にダイ及びパンチの少なくとも一方と接触する部分に潤滑剤を含むことが好ましい。
(lubricant)
The Mg alloy preferably contains a lubricant on the surface.
This reduces friction between the die and the punch, thereby protecting the Mg alloy and suppressing adhesion of the Mg alloy to the die and the punch.
Specifically, by including a lubricant on the surface of the Mg alloy, when the Mg alloy is drawn using a die and a punch in the drawing process, sliding between the Mg alloy and at least one of the die and the punch can be suppressed. Therefore, it is preferable that the Mg alloy includes a lubricant in the portion that comes into contact with at least one of the die and the punch when the drawing process is performed.

潤滑剤としては、公知のものを用いることができる。例えば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PE(ポリエチレン)等が挙げられる。
上記の中でも、摩擦を軽減させる観点、及び凝着を抑制する観点から、潤滑剤は、固形の潤滑剤が好ましく、厚み10μm~200μmのPTFEがより好ましく、厚み50μm~100μmのPTFEがさらに好ましい。
Known lubricants can be used, such as PTFE (polytetrafluoroethylene) and PE (polyethylene).
Among the above, from the viewpoint of reducing friction and suppressing adhesion, the lubricant is preferably a solid lubricant, more preferably PTFE having a thickness of 10 μm to 200 μm, and even more preferably PTFE having a thickness of 50 μm to 100 μm.

Mg合金は、表面に酸化被膜を施したものであってもよい。これによって、Mg合金を保護することができ、ダイへのMg合金の凝着を抑制することができる。
Mg合金に酸化被膜を施す方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、大気酸化、陽極酸化等の方法が挙げられる。
大気酸化とは、空気中の酸素により、金属表面にアナターゼ型の酸化被膜を形成する酸化被膜形成方法である。
陽極酸化とは、金属を陽極として通電し、金属表面にルチル型の酸化被膜を形成する酸化被膜形成方法である。
The Mg alloy may have an oxide film on the surface, which can protect the Mg alloy and prevent it from adhering to the die.
The oxide film can be formed on the Mg alloy by any known method, such as atmospheric oxidation or anodic oxidation.
Atmospheric oxidation is a method of forming an oxide film by using oxygen in the air to form an anatase-type oxide film on the surface of a metal.
Anodization is a method of forming an oxide film in which a metal is used as an anode and an electric current is passed through it to form a rutile-type oxide film on the metal surface.

(ダイ)
本開示におけるダイについて、図5を参照して説明する。
図5は、本開示におけるダイの一例を示す断面図である。
ダイ5は、図5に示すように、中央に略円筒形状の孔5C及び側壁5Eを有し、ダイ5と接するようにしてMg合金11が配置される側(下面5B側)における孔5Cの開口端に、屈曲部5Dを有することができる。ダイ5と接するように配置されたMg合金11を、パンチ9を用いて、下面5Bから上面5Aに向かう方向に、上記孔5Cに沿って絞ることで、所望の円筒形状のMg合金加工物に加工することができる。
本開示のMg合金の絞りしごき加工方法は、ブランク材であるMg合金を円筒に加工するMg合金の絞りしごき加工方法である。そのため、本開示におけるダイ5の孔5Cの形状は、円筒形状であることが好ましい。
(Thailand)
The die of the present disclosure will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an example of a die according to the present disclosure.
5, the die 5 has a generally cylindrical hole 5C and a side wall 5E in the center, and may have a bent portion 5D at the open end of the hole 5C on the side (lower surface 5B side) where the Mg alloy 11 is placed so as to be in contact with the die 5. The Mg alloy 11 placed so as to be in contact with the die 5 can be squeezed along the hole 5C using a punch 9 in the direction from the lower surface 5B toward the upper surface 5A, thereby processing the Mg alloy workpiece into a desired cylindrical shape.
The drawing and ironing method of the present disclosure is a method of drawing and ironing an Mg alloy in which an Mg alloy blank is formed into a cylinder, and therefore the shape of the hole 5C of the die 5 in the present disclosure is preferably cylindrical.

ダイ5の高さ5h、上面側における孔5Cの内径5r及び外径5Rは、目的とするMg合金加工物の形状等によって適宜調整することができる。
ダイ5の材質としては、特に制限はないが、例えば、SKD61、SKD11等が挙げられる。
The height 5h of the die 5 and the inner diameter 5r and outer diameter 5R of the hole 5C on the upper surface side can be adjusted appropriately depending on the shape of the desired Mg alloy workpiece, etc.
The material of the die 5 is not particularly limited, but examples thereof include SKD61, SKD11, and the like.

(ブランクホルダ)
本工程において、ブランクホルダ7がMg合金11の周辺部に与える圧力は、Mg合金11の種類によって適宜調整できる。
本工程におけるBHFとしては、例えば、2kN~50kNであってもよく、3kN~10kNであることが好ましく、4kN~7kNであることがより好ましい。
(Blank holder)
In this process, the pressure that the blank holder 7 applies to the periphery of the Mg alloy 11 can be adjusted appropriately depending on the type of Mg alloy 11 .
The BHF in this step may be, for example, 2 kN to 50 kN, preferably 3 kN to 10 kN, and more preferably 4 kN to 7 kN.

本開示におけるブランクホルダについて、図6を参照して説明する。
図6は、本開示におけるブランクホルダの一例を示す断面図である。
ブランクホルダ7は、図6に示すように、例えば円形状である孔7Aを有し、図3に示すように、ダイ5との間にMg合金11を配置する際に、Mg合金11を支持する。また、Mg合金11のダイ5と接する面とは反対の面の周辺部(フランジ部)に対し、圧力を加える。これによって、Mg合金加工物のしわの発生を抑制することができる。
図6に示すように、ブランクホルダ7は、パンチが通過するための円形状である孔7Aを有するため、後述の絞り工程を行う際、パンチ9が上記孔7Aを通過し、Mg合金11を押圧することで円筒状に絞り加工を行うことができる。
The blank holder of the present disclosure will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a blank holder according to the present disclosure.
As shown in Fig. 6, the blank holder 7 has a hole 7A, which is, for example, circular, and supports the Mg alloy 11 when it is placed between the blank holder 7 and the die 5, as shown in Fig. 3. In addition, pressure is applied to the peripheral portion (flange portion) of the surface of the Mg alloy 11 opposite to the surface that contacts the die 5. This makes it possible to suppress the occurrence of wrinkles in the Mg alloy workpiece.
As shown in Figure 6, the blank holder 7 has a circular hole 7A through which a punch passes. Therefore, when performing the drawing process described below, a punch 9 passes through the hole 7A and presses the Mg alloy 11, thereby drawing it into a cylindrical shape.

ブランクホルダ7は、図6に示すように、中央に円形状の孔7Aを有する円盤形とすることができる。
ブランクホルダ7の外径7Rは、ダイ5の外径5Rと同じ外径とすることが好ましい。
ブランクホルダ7の内径7rは、孔7Aを通過するパンチ9の通過を阻害しない内径が好ましい。
ブランクホルダ7の厚み7hは、特に制限はないが、例えば、1cm~2cmとすることができる。
ブランクホルダ7の材質は、特に制限はないが、例えば、SKD61、SKD11等が挙げられる。
The blank holder 7 may be disk-shaped with a circular hole 7A in the center, as shown in FIG.
The outer diameter 7R of the blank holder 7 is preferably the same as the outer diameter 5R of the die 5.
The inner diameter 7r of the blank holder 7 is preferably an inner diameter that does not hinder the passage of the punch 9 through the hole 7A.
The thickness 7h of the blank holder 7 is not particularly limited, but may be, for example, 1 cm to 2 cm.
The material of the blank holder 7 is not particularly limited, but examples thereof include SKD61, SKD11, and the like.

<絞り工程>
本開示における絞り工程は、温度が0℃~300℃であるMg合金をブランクホルダとダイとの間に配置した状態で、ブランクホルダを用いてMg合金の周辺部を2kN以下で押圧し又は押圧せず、かつ、パンチによってMg合金を円筒状に絞る工程である。
本工程によって、破断の原因である引張張力に起因するせん断変形を抑制し、かつ、Mg合金を所望の円筒形状へと変形させることができる。
<Drawing process>
The drawing process in the present disclosure is a process in which an Mg alloy having a temperature of 0°C to 300°C is placed between a blank holder and a die, and the peripheral portion of the Mg alloy is pressed with or without being pressed with a force of 2 kN or less using the blank holder, and the Mg alloy is drawn into a cylindrical shape using a punch.
This step makes it possible to suppress shear deformation caused by tensile stress, which is the cause of fracture, and to deform the Mg alloy into a desired cylindrical shape.

絞り工程において、上記ブランクホルダを用いてMg合金の周辺部を押圧しない場合、ブランク材であるMg合金の周端部側が、ブランクホルダとダイとの間に挟持された状態であってもよく、ブランク材であるMg合金の周端部側が、ブランクホルダ及びダイの少なくとも一方と接触せずにブランクホルダとダイとの間に配置された状態であってもよい。 If the peripheral portion of the Mg alloy is not pressed using the blank holder during the drawing process, the peripheral edge side of the Mg alloy blank material may be sandwiched between the blank holder and the die, or the peripheral edge side of the Mg alloy blank material may be positioned between the blank holder and the die without contacting at least one of the blank holder and the die.

~絞り工程の一実施形態~
本開示における絞り工程の一実施形態について、図4を参照して説明する。
図4は、本開示における絞り工程を説明するためのダイ、Mg合金、パンチ及びブランクホルダの断面図である。
本開示における絞り工程の一実施形態としては、図4に示すように、Mg合金11をブランクホルダ7とダイ5との間に配置した状態で、パンチ9を動作させることで、パンチ9がブランクホルダ7の孔7Aを通過し、例えばMg合金11の内底面11D(図8参照)を押圧し、チタン合金をダイ5の孔5C内に押し上げてMg合金11を絞ることができる。この際、ブランクホルダ7を用いてチタン合金11を2kN以下で押圧するか、又は押圧はしない。
~One embodiment of the drawing process~
An embodiment of the drawing process in the present disclosure will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a die, an Mg alloy, a punch, and a blank holder for explaining the drawing process in the present disclosure.
In one embodiment of the drawing process of the present disclosure, as shown in Figure 4, the punch 9 is operated while the Mg alloy 11 is placed between the blank holder 7 and the die 5, so that the punch 9 passes through the hole 7A of the blank holder 7 and presses, for example, the inner bottom surface 11D (see Figure 8) of the Mg alloy 11, pushing the titanium alloy up into the hole 5C of the die 5 to draw the Mg alloy 11. At this time, the titanium alloy 11 is pressed with a force of 2 kN or less using the blank holder 7, or is not pressed at all.

ブランクホルダを用いてMg合金を押圧する方法としては、例えば、ブランクホルダを可動させるサーボモーターを設け、サーボモーターによって、ブランクホルダをダイに向かう方向へ可動させていき、ブランクホルダとダイとの間に配置したMg合金を押圧することが考えられる。 One method of pressing the Mg alloy using a blank holder is to provide a servo motor to move the blank holder, and use the servo motor to move the blank holder toward the die, pressing the Mg alloy placed between the blank holder and the die.

本工程は、Mg合金を、ブランクホルダを用いて2kN以下で押圧し又は押圧せずに行う。これによって、得られるMg合金加工物の壁厚を均一にすることができる。上記の中でも、Mg合金加工物の側部及び肩部の壁厚を良好に均一にすることができる。
特に肩部は、絞り加工中、パンチの押圧面の端部が接触する部分(図8の肩部113)であるために壁厚の減少が顕著であるところ、本開示の絞り加工方法であれば、壁厚(特に肩部)の減少を良好に抑制することができる。
壁厚減少を良好に抑制する観点から、Mg合金を2kN以下で押圧し又は押圧しないことが好ましく、押圧しないことがより好ましい。
This process is carried out by pressing the Mg alloy with a blank holder at a pressure of 2 kN or less, or without pressing. This allows the wall thickness of the resulting Mg alloy workpiece to be uniform. Among the above, the wall thickness of the side and shoulder parts of the Mg alloy workpiece can be uniformed well.
In particular, the shoulder portion is the portion that comes into contact with the end of the pressing surface of the punch during drawing (shoulder portion 113 in Figure 8), and therefore the reduction in wall thickness is significant.However, the drawing method disclosed herein can effectively suppress the reduction in wall thickness (especially the shoulder portion).
From the viewpoint of effectively suppressing a reduction in wall thickness, it is preferable to press the Mg alloy at a pressure of 2 kN or less, or not press it at all, and it is more preferable not to press it at all.

(パンチ)
本開示におけるパンチについて、図7を参照して説明する。
図7は、本開示におけるパンチの一例を示す断面図である。
パンチ9は、図7に示すように、例えば略円筒形状とすることができ、胴体部9Bを有し、胴体部9BにMg合金11を押圧するための円形状の押圧面9Aを備えることができる。パンチ9は、図4に示す通り、Mg合金11のダイ5と接する面とは反対の面の一部分を押圧してMg合金11をダイ5の孔5Cに絞るためのものである。
(punch)
The punch in this disclosure will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a punch according to the present disclosure.
7, punch 9 can be, for example, substantially cylindrical, have a body portion 9B, and can be provided with a circular pressing surface 9A on body portion 9B for pressing Mg alloy 11. As shown in FIG. 4, punch 9 is used to press a portion of the surface of Mg alloy 11 opposite to the surface that contacts die 5, thereby squeezing Mg alloy 11 into hole 5C of die 5.

パンチ9の材質は、特に制限はないが、例えば、SKD61、SKD11等が挙げられる。 There are no particular restrictions on the material of the punch 9, but examples include SKD61, SKD11, etc.

本開示のMg合金の絞りしごき加工方法は、ブランク材であるMg合金を円筒に加工するMg合金の絞りしごき加工方法である。そのため、パンチ9の形状は、円筒形状であることが好ましい。 The Mg alloy drawing and ironing method disclosed herein is a method for drawing and ironing an Mg alloy blank into a cylinder. Therefore, it is preferable that the shape of the punch 9 be cylindrical.

パンチ9がMg合金11を押圧する際の荷重(パンチロード)は、例えば図9に示すように、パンチ9のストローク(パンチストローク)の長さによって適宜調整することができる。チタン合金11の成形が進行しパンチストロークが長くなるにしたがって、パンチロードを増加させることができる。これによって、所望の形状にチタン合金11を成形することができる。 The load (punch load) applied by the punch 9 when pressing the Mg alloy 11 can be adjusted appropriately by adjusting the length of the stroke (punch stroke) of the punch 9, as shown in Figure 9, for example. As the forming of the titanium alloy 11 progresses and the punch stroke becomes longer, the punch load can be increased. This allows the titanium alloy 11 to be formed into the desired shape.

パンチ9がMg合金11を押圧する際の荷重の最大値(最大パンチロード)は、Mg合金11の種類によって適宜調整できる。例えば、最大パンチロードは2kN~200kNとすることができる。 The maximum load (maximum punch load) when the punch 9 presses the Mg alloy 11 can be adjusted appropriately depending on the type of Mg alloy 11. For example, the maximum punch load can be set to 2 kN to 200 kN.

パンチ9がMg合金11を押圧する際の速度(パンチスピード)は、Mg合金11の種類によって適宜調整できる。例えば、パンチスピードは5mm/分~500mm/分とすることができる。
なお、本開示においてパンチスピードとは、パンチにより、Mg合金がダイの孔に押し込まれる速度を指す。
The speed at which the punch 9 presses the Mg alloy 11 (punch speed) can be adjusted appropriately depending on the type of Mg alloy 11. For example, the punch speed can be set to 5 mm/min to 500 mm/min.
In this disclosure, the punch speed refers to the speed at which the Mg alloy is forced into the hole in the die by the punch.

本開示のMg合金の絞りしごき加工方法は、上記押圧工程と上記絞り工程とを交互に複数回含むことが好ましい。
この点について図9を参照して説明する。
図9は、本開示の絞りしごき加工方法を用いてMg合金を加工した場合の時間、BHF及びパンチストロークの関係を示すグラフである。
The method for drawing and ironing an Mg alloy according to the present disclosure preferably includes alternating multiple cycles of the pressing step and the drawing step.
This will be explained with reference to FIG.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between time, BHF, and punch stroke when a magnesium alloy is processed using the drawing and ironing method of the present disclosure.

図9に示す通り、まず、押圧工程及び絞り工程を交互に繰り返していくことで、パンチストロークが増加していく。この際、最大パンチロード付近におけるパンチストロークは例えば9mm付近であってもよい。また、押圧工程において、BHFは20kN付近とし、パンチストロークの値に関わらずほぼ一定の値とする。
なお、パンチストロークとは、パンチによってMg合金を押圧する際の、パンチがMg合金に接触し、かつ、BHFが付加されていない状態から材料が破断に至る、又は、絞り加工が終了する位置までのパンチの移動距離をいう。
最大パンチロード付近までパンチストロークが増加した後は、Mg合金を円筒形状に加工するために、パンチロードを調整することが好ましい。この際、パンチロードを徐々に低下させてもよく維持してもよい。最大パンチロード付近までパンチストロークが増加した後も、上記の調整を行う間にパンチストロークは増加し得る。
As shown in Figure 9, the punch stroke increases by alternately repeating the pressing process and the drawing process. In this case, the punch stroke near the maximum punch load may be, for example, around 9 mm. In the pressing process, the BHF is set to around 20 kN, which is a substantially constant value regardless of the value of the punch stroke.
The punch stroke refers to the distance traveled by the punch when pressing the Mg alloy from the point where the punch comes into contact with the Mg alloy and no BHF is added until the material breaks or the drawing process ends.
After the punch stroke has increased to near the maximum punch load, it is preferable to adjust the punch load in order to process the Mg alloy into a cylindrical shape. At this time, the punch load may be gradually decreased or maintained. Even after the punch stroke has increased to near the maximum punch load, the punch stroke may increase during the above adjustment.

本開示の絞りしごき加工方法は、複数回の押圧工程の中でBHFを変更することが好ましい。図9に示す通り、BHFを変更したタイミングにおけるBHFは、上記タイミング前のBHFと比較して、大きな値を示す。そして、上記タイミング以降は、変更後のBHFで押圧工程を行う。 In the drawing and ironing method disclosed herein, it is preferable to change the BHF during multiple pressing processes. As shown in Figure 9, the BHF at the time when the BHF is changed is larger than the BHF before that time. Then, from that time onwards, the pressing processes are carried out using the changed BHF.

<クリアランス比>
本開示の絞りしごき加工方法において、加工前のMg合金の厚さt〔mm〕に対する、パンチとダイとの間のクリアランスc〔mm〕の比であるクリアランス比c/tが0.70以上1.0以下である。
これによって、上述の通り、絞りしごき加工を行うことができ、Mg合金を絞る際に、Mg合金の一部はダイとパンチとの間に到達せず、曲げ部に留まることとなる。
そして、絞りしごき加工された部分における絞りしごき加工された量と、ブランクホルダ及びダイからなるMg合金が流入する部分におけるMg合金の流入量と、を制御することで、曲げ部の厚さを制御できる。その結果、得られるMg合金加工物において破断を発生しやすい曲げ部の厚さを大きくすることができる。
<Clearance ratio>
In the drawing and ironing method of the present disclosure, the clearance ratio c/t, which is the ratio of the clearance c [mm] between the punch and die to the thickness t [mm] of the Mg alloy before processing, is 0.70 or more and 1.0 or less.
This allows the drawing and ironing process to be carried out as described above, and when the Mg alloy is drawn, a portion of the Mg alloy does not reach the gap between the die and the punch, but remains in the bent portion.
The thickness of the bent portion can be controlled by controlling the amount of drawing and ironing in the drawn and ironed portion and the amount of Mg alloy flowing into the Mg alloy flow portion consisting of the blank holder and die, which results in an increased thickness of the bent portion, which is prone to fracture, in the resulting Mg alloy workpiece.

上記について、図1及び図2を用いて詳細に説明する。
図1は、クリアランス比が1.0以上である状態にてMg合金を円筒状に絞る場合を説明するための断面図である。
図2は、クリアランス比が1.0未満である状態にてMg合金を円筒状に絞る場合を説明するための断面図である。
まず、図1に示す通り、クリアランス比が1.0超である場合には、クリアランス10の長さは、Mg合金11の加工前の厚さtを超える。クリアランス比が1.0超の状態にて絞りしごき加工を行う場合、ダイ5を用いてMg合金11を絞る際に、Mg合金11はダイ5とパンチ9との間を厚さが減少することなく通過できるため、加工中にMg合金11の一部が曲げ部8に留まりにくい。
一方で、図2に示す通り、クリアランス比が1.0以下である場合には、クリアランス10の長さは、Mg合金11の加工前の厚さt以下である。クリアランス比が1.0以下の状態にて絞りしごき加工を行う場合、ダイ5を用いてMg合金11を絞る際に、Mg合金11における絞りしごき加工された部分の全てがダイ5とパンチ9との間に到達することを抑制することができる。そしてMg合金11における絞りしごき加工された部分の内、ダイ5とパンチ9との間に到達することができなかったMg合金11の一部は、曲げ部に留まることとなり、絞りしごき加工された部分における絞りしごき加工された量と、ブランクホルダ及びダイからなるMg合金が流入する部分におけるMg合金の流入量と、を制御することで、曲げ部の厚さを制御できる。その結果、得られるMg合金加工物において破断を発生しやすい曲げ部の厚さを大きくすることができる。
以上により、曲げ部の厚さを大きくすることにより、得られるMg合金加工物における破断の発生を抑制することができる。
The above will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the case where an Mg alloy is drawn into a cylindrical shape with a clearance ratio of 1.0 or more.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the case where an Mg alloy is drawn into a cylindrical shape with a clearance ratio of less than 1.0.
First, as shown in Figure 1, when the clearance ratio exceeds 1.0, the length of the clearance 10 exceeds the pre-processing thickness t of the Mg alloy 11. When drawing and ironing is performed with the clearance ratio exceeding 1.0, when the Mg alloy 11 is drawn using the die 5, the Mg alloy 11 can pass between the die 5 and the punch 9 without decreasing in thickness, and therefore, a portion of the Mg alloy 11 is unlikely to remain in the bent portion 8 during processing.
On the other hand, as shown in Figure 2, when the clearance ratio is 1.0 or less, the length of the clearance 10 is less than the thickness t of the Mg alloy 11 before processing. When drawing and ironing is performed with a clearance ratio of 1.0 or less, it is possible to prevent all of the drawn and ironed portion of the Mg alloy 11 from reaching between the die 5 and the punch 9 when drawing the Mg alloy 11 using the die 5. The portion of the drawn and ironed portion of the Mg alloy 11 that does not reach between the die 5 and the punch 9 remains in the bent portion. The thickness of the bent portion can be controlled by controlling the amount of drawing and ironing in the drawn and ironed portion and the amount of Mg alloy flowing into the Mg alloy flow portion consisting of the blank holder and the die. As a result, the thickness of the bent portion, where fracture is likely to occur, can be increased in the resulting Mg alloy workpiece.
As described above, by increasing the thickness of the bent portion, it is possible to suppress the occurrence of fracture in the resulting Mg alloy workpiece.

上記クリアランス比は、曲げ部の厚さを制御することで破断等の不具合なくMg合金を加工する観点から、1.0以下であり、0.90以下であることが好ましい。
また、上記クリアランス比は、破断を良好に抑制する観点、及び得られるMg合金加工物の強度を得る観点から、0.75以上であることがより好ましく、0.80以上であることがより好ましい。
The clearance ratio is 1.0 or less, and preferably 0.90 or less, from the viewpoint of processing the Mg alloy without problems such as breakage by controlling the thickness of the bent portion.
Moreover, from the viewpoint of effectively suppressing fracture and obtaining sufficient strength in the resulting Mg alloy processed product, the clearance ratio is more preferably 0.75 or more, and even more preferably 0.80 or more.

クリアランス比は、厚さtの値によって調整してもよい。
例えば、本開示の絞りしごき加工方法は、厚さtが0.50mm以上であり、クリアランス比が0.75~0.90であってもよい。
The clearance ratio may be adjusted by the value of the thickness t.
For example, in the drawing and ironing method of the present disclosure, the thickness t may be 0.50 mm or more and the clearance ratio may be 0.75 to 0.90.

(絞り比)
Mg合金11が円板形状であり、かつ、パンチ9が円筒形状である場合に、パンチ9の直径(d)に対するMg合金11の直径(D)の比(絞り比:D/d)は1.5以上であることが好ましい。絞り比が1.5以上であることで、一般産業上の実用性を得られやすい。Dの値が大きい程、即ち、絞り比が大きい程、1回の絞りでMg合金加工物に破断を起こしやすく、絞り比は素材の絞り性の指標となり得る。
上記同様の観点から、上記絞り比が1.7以上であることがより好ましく、1.8以上であることが更に好ましい。
(Draw ratio)
When the Mg alloy 11 is disk-shaped and the punch 9 is cylindrical, the ratio of the diameter ( D0 ) of the Mg alloy 11 to the diameter ( d1 ) of the punch 9 (drawing ratio: D0 / d1 ) is preferably 1.5 or more. A drawing ratio of 1.5 or more is likely to be practical in general industry. The larger the value of D0 , i.e., the larger the drawing ratio, the more likely the Mg alloy workpiece is to fracture after one drawing, and the drawing ratio can be an indicator of the drawability of the material.
From the same viewpoint as above, the drawing ratio is more preferably 1.7 or more, and even more preferably 1.8 or more.

本工程におけるパンチロードは、パンチストロークの長さによって適宜調整できる。例えば、パンチロードは5kN~100kNとすることができる。 The punch load in this process can be adjusted appropriately by changing the length of the punch stroke. For example, the punch load can be set to 5 kN to 100 kN.

本工程におけるパンチスピードは、チタン合金の種類によって適宜調整することができるが、例えば10mm/分~900mm/分とすることができる。
加工性の観点から、20mm/分~700mm/分であることが好ましく、30mm/分~300mm/分であることがより好ましい。
The punch speed in this step can be adjusted appropriately depending on the type of titanium alloy, but can be set to, for example, 10 mm/min to 900 mm/min.
From the viewpoint of processability, the speed is preferably 20 mm/min to 700 mm/min, and more preferably 30 mm/min to 300 mm/min.

(温度調整工程)
本開示の絞りしごき加工方法は、広い温度範囲にてMg合金を加工することが可能であるが、押圧工程及び絞り工程の前に、Mg合金の温度を0℃~300℃に調整する温度調整工程をさらに含んでいてもよい。
Mg合金の温度を0℃未満とする作業を行う場合、コストが増大すると考えられるところ、上記Mg合金の温度を0℃以上に調整することで、コストの増大を抑制することができる。
上記の観点から、上記Mg合金の温度は15℃以上が好ましい。
また、押圧工程及び絞り工程の前に、Mg合金の温度を300℃以下に調整することで、Mg合金とダイとの焼付きによる摺動性低下を抑制できる。また、Mg合金及びダイ等の熱による損傷を抑制することができる。さらに、例えばPTFE等の固体潤滑剤を用いる場合に、上記固体潤滑剤の熱による損傷を抑制することができる。
上記の観点から、上記Mg合金の温度は250℃以下が好ましく、200℃以下がより好ましく、150℃以下がさらに好ましい。
(Temperature adjustment process)
The drawing and ironing method of the present disclosure is capable of processing Mg alloys over a wide temperature range, and may further include a temperature adjustment step of adjusting the temperature of the Mg alloy to 0°C to 300°C before the pressing step and the drawing step.
When performing work in which the temperature of the Mg alloy is set to less than 0°C, it is thought that costs will increase. However, by adjusting the temperature of the Mg alloy to 0°C or higher, the increase in costs can be suppressed.
From the above viewpoint, the temperature of the Mg alloy is preferably 15° C. or higher.
Furthermore, by adjusting the temperature of the Mg alloy to 300°C or less before the pressing and drawing processes, it is possible to prevent deterioration of the sliding properties due to seizure between the Mg alloy and the die. It is also possible to prevent damage to the Mg alloy, the die, etc. due to heat. Furthermore, when a solid lubricant such as PTFE is used, it is possible to prevent damage to the solid lubricant due to heat.
From the above viewpoint, the temperature of the Mg alloy is preferably 250°C or less, more preferably 200°C or less, and even more preferably 150°C or less.

温度調整工程における温度調整の方法としては、特に制限はなく、例えば、ヒーター、炉内加熱等を用いた方法が挙げられる。
なお、室温(例えば25℃)であれば温度調整を行う必要はなく、温度調整を行わない場合においても、本開示の絞りしごき加工方法であれば、Mg合金を破断等の不具合なく加工することが可能である。
The method for adjusting the temperature in the temperature adjustment step is not particularly limited, and examples thereof include methods using a heater, heating in a furnace, etc.
Furthermore, there is no need to adjust the temperature if the temperature is room temperature (e.g., 25°C), and even if temperature adjustment is not performed, the drawing and ironing method disclosed herein makes it possible to process Mg alloys without problems such as breakage.

以下、本開示を実施例により更に具体的に説明するが、本開示はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。 The present disclosure will be explained in more detail below using examples, but the present disclosure is not limited to the following examples as long as it does not deviate from the gist of the disclosure. Unless otherwise specified, "parts" are by mass.

以下に記載の絞りしごき加工方法により、Mg合金に対して絞りしごき加工を行った。
なお、本実施例における、ダイ、パンチ、Mg合金、絞り比、クリアランスc及びクリアランス比は以下の通りである。
The Mg alloy was subjected to drawing and ironing by the drawing and ironing method described below.
In this example, the die, punch, Mg alloy, drawing ratio, clearance c, and clearance ratio are as follows:

使用したダイの外形は、水平な面にダイを配置した場合、外径140mm×高さ18mmの円筒形状であり、孔の内径は、38.0mmであった。
使用したブランクホルダの外形は、外径140mm×高さ18mmの円筒形状であり、孔の内径は、40.0mmであった。
The die used had an outer shape of a cylinder with an outer diameter of 140 mm and a height of 18 mm when placed on a horizontal surface, and the inner diameter of the hole was 38.0 mm.
The blank holder used had a cylindrical shape with an outer diameter of 140 mm and a height of 18 mm, and the inner diameter of the hole was 40.0 mm.

使用したパンチの外形は、円形の押圧面の直径(d)が33.0mmであり、胴体部の長さが130mmの円柱形状であった。 The punch used had a cylindrical outer shape with a circular pressing surface having a diameter (d 1 ) of 33.0 mm and a body length of 130 mm.

使用したMg合金は、円板形状のAZ31合金である。上記円板形状の円形の面における直径(D)及び加工前の厚さtは表1に記載の通りである。
また、パンチの円の直径(d)に対するMg合金の円の直径(D)の比(絞り比:D/d)は、表1に記載の通りである。
加工前のMg合金の直径Dは、60.0mmである。
加工前のMg合金の引張強さsは、250×10N/mmである。
The Mg alloy used was an AZ31 alloy in the shape of a disk. The diameter (D 0 ) of the circular surface of the disk and the thickness t before processing are as shown in Table 1.
The ratio of the diameter (D 0 ) of the circle of the Mg alloy to the diameter (d 1 ) of the circle of the punch (drawing ratio: D 0 /d 1 ) is as shown in Table 1.
The diameter D0 of the Mg alloy before processing is 60.0 mm.
The tensile strength s of the Mg alloy before processing is 250×10 6 N/mm.

上記パンチ及びダイによって得られるクリアランスcは0.4mmであった。また、各実施例又は比較例におけるクリアランス比c/tについては表1に記載した。 The clearance c obtained by the above punch and die was 0.4 mm. The clearance ratio c/t for each example or comparative example is shown in Table 1.

本実施例において、ブランクホルダが前記Mg合金の周辺部に圧力を与える面積Aは、1972mmである。 In this example, the area A over which the blank holder applies pressure to the periphery of the Mg alloy is 1972 mm 2 .

(実施例1)
-Mg合金の配置-
Mg合金をブランクホルダ上に配置し、ブランクホルダをサーボモーターにより駆動させることでダイに向けて接近移動させ、Mg合金をダイとブランクホルダとの間で挟持されるように配置した。なお、Mg合金の温度は表1に記載した。
Example 1
- Arrangement of Mg alloy -
The Mg alloy was placed on a blank holder, and the blank holder was driven by a servo motor to move it toward the die, so that the Mg alloy was sandwiched between the die and the blank holder. The temperature of the Mg alloy is shown in Table 1.

-押圧工程-
図3に示すように、上記でブランクホルダとダイとの間に配置したMg合金を、ブランクホルダを用いて、前記Mg合金のスクラップ部をブランクホルダからダイへ向かう方向に、BHFとして表1に記載の力で押圧した。この際、パンチによってMg合金をダイの孔に絞ることは行わなかった。
- Pressing process -
As shown in Figure 3, the Mg alloy placed between the blank holder and the die was pressed using the blank holder in a direction from the blank holder to the die, with a BHF force shown in Table 1. At this time, the Mg alloy was not squeezed into the hole in the die by the punch.

-絞り工程-
図4に示すように、押圧工程後のMg合金をブランクホルダとダイとの間に配置した状態で、パンチを動作させることで、パンチがブランクホルダの孔を通過してMg合金の内底面を押圧し、Mg合金をダイの孔内に押し上げて孔に絞った。この際、ブランクホルダを用いてMg合金のフランジ部を押圧しなかった。なお、絞り工程におけるパンチスピードは90mm/分とした。
- Drawing process -
As shown in Figure 4, the Mg alloy after the pressing process was placed between the blank holder and the die, and the punch was operated so that the punch passed through the hole in the blank holder and pressed against the inner bottom surface of the Mg alloy, forcing the Mg alloy up into the hole in the die and drawing it into the hole. At this time, the flange portion of the Mg alloy was not pressed using the blank holder. The punch speed in the drawing process was 90 mm/min.

パンチストローク、BHF及びパンチロードを適宜調整し、押圧工程及び絞り工程を交互に複数回繰り返した。そして、得られたMg合金加工物のフランジ部が水平な面と接触するように配置した場合の、水平面から底面までの長さ(図8の11h)が15mmとなる位置まで内底面11Dを押し込んだ段階で、Mg合金11の加工を終了し、円筒状のMg合金加工物を製造した。 The punch stroke, BHF, and punch load were adjusted appropriately, and the pressing and drawing processes were repeated alternately multiple times. The processing of the Mg alloy 11 was completed when the inner bottom surface 11D was pressed to a position where the length from the horizontal plane to the bottom surface (11h in Figure 8) was 15 mm when the flange portion of the resulting Mg alloy workpiece was placed in contact with a horizontal surface, and a cylindrical Mg alloy workpiece was produced.

得られたMg合金加工物について、図8を参照して説明する。
図8は、本開示におけるMg合金加工物の一例を示す断面図である。
得られたMg合金加工物は、底部の直径(図8の11R)が34.0mmであり、図8のようにMg合金加工物を水平な面に配置した場合の、水平な面から底部までの垂直方向の高さ11hが16mmであった。
The obtained Mg alloy workpiece will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of an Mg alloy workpiece according to the present disclosure.
The obtained Mg alloy workpiece had a bottom diameter (11R in Figure 8) of 34.0 mm, and when the Mg alloy workpiece was placed on a horizontal surface as shown in Figure 8, the vertical height 11h from the horizontal surface to the bottom was 16 mm.

(実施例2)
複数回の押圧工程の中で、表1に記載の時点(押圧工程の回数)でBHFを表1に記載の通りに変更し、表1に記載の時点以降の押圧工程においても変更後のBHFを維持したこと以外は、実施例1と同様の方法で円筒状のMg合金加工物を製造した。
Example 2
A cylindrical Mg alloy workpiece was produced in the same manner as in Example 1, except that the BHF was changed as shown in Table 1 at the time points (number of pressing steps) shown in Table 1 during the multiple pressing steps, and the changed BHF was maintained in the pressing steps after the time points shown in Table 1.

(比較例1)
押圧工程及び絞り工程を交互に複数回繰り返さず、押圧工程及び絞り工程を同時に1回ずつ行った。つまり、Mg合金をブランクホルダとダイとの間に配置した状態で、ブランクホルダを用いてMg合金の周辺部を4kN超で押圧し、かつ、パンチによってMg合金を円筒状に絞った。
押圧工程におけるBHFを5kNに変更し、絞り工程におけるパンチストロークが一定の速度で増加するようにした。
上記の点以外は、実施例1と同様の方法で円筒状のMg合金加工物を製造しようと試みた。
つまり、通常の深絞り成形法により、円筒状のMg合金加工物を製造しようと試みた。
(Comparative Example 1)
The pressing and drawing steps were not repeated alternately multiple times, but were each performed simultaneously once. That is, with the Mg alloy placed between the blank holder and the die, the peripheral portion of the Mg alloy was pressed with a pressure of more than 4 kN using the blank holder, and the Mg alloy was drawn into a cylindrical shape using the punch.
The BHF in the pressing process was changed to 5 kN, and the punch stroke in the drawing process was increased at a constant rate.
An attempt was made to manufacture a cylindrical Mg alloy workpiece in the same manner as in Example 1, except for the above points.
That is, an attempt was made to manufacture a cylindrical Mg alloy workpiece by a conventional deep drawing method.

~評価~
(加工性の評価)
各実施例又は比較例で製造されたMg合金加工物におけるしわ発生の有無やその状態を目視で調べて、下記評価基準に基づいて評価し、評価結果を表1に記載した。
-評価基準-
A:Mg合金加工物に、しわ、割れ等の不良の発生が認められなかった。
B:Mg合金加工物に、割れの発生が認められなかったが、しわの発生が認められた。
C:Mg合金加工物に、割れの発生が認められた。
~Evaluation~
(Evaluation of processability)
The Mg alloy workpieces produced in each Example or Comparative Example were visually inspected for the presence or absence of wrinkles and their state, and were evaluated based on the following evaluation criteria. The evaluation results are shown in Table 1.
-Evaluation criteria-
A: No defects such as wrinkles or cracks were observed in the Mg alloy processed product.
B: No cracks were observed in the Mg alloy workpiece, but wrinkles were observed.
C: Cracks were observed in the Mg alloy processed product.

(曲げ部の最大厚さに対する側部の厚さの比率(側部厚さ/曲げ部最大厚さ)の測定)
各実施例又は比較例で製造されたMg合金加工物を、底部の面積が1/2となるように直線的に切断した。そして、切断したMg合金加工物の断面について、肩部及び側部の壁の厚み(壁厚ともいう。)をマイクロスコープ(DMI5000、ライカ マイクロシステムズ株式会社製)を用いて測定した。結果は表1に示す。
(Measurement of the ratio of the thickness of the side to the maximum thickness of the bent part (side thickness/maximum thickness of the bent part))
The Mg alloy workpieces produced in each Example or Comparative Example were linearly cut so that the area of the bottom was halved. The thicknesses of the shoulder and side walls (also referred to as wall thickness) of the cross sections of the cut Mg alloy workpieces were measured using a microscope (DMI5000, manufactured by Leica Microsystems). The results are shown in Table 1.

(Mg合金加工物の壁厚の均一性の評価)
各実施例又は比較例で製造されたMg合金加工物を、底部の面積が1/2となるように直線的に切断した。そして、切断したMg合金加工物の断面について、肩部及び側部の壁の厚み(壁厚ともいう。)をマイクロスコープ(DMI5000、ライカ マイクロシステムズ株式会社製)を用いて測定し、下記の評価基準に従って評価した。また、評価結果を表1に記載した。
なお、下記評価基準における壁厚のひずみとは、加工前のMg合金の厚みを基準として、減少又は増加した壁厚の割合を指す。
壁厚のひずみは、加工前のMg合金の厚みから、マイクロスコープで測定した加工後の壁厚を引いた値の絶対値を、加工前のMg合金の厚みで除した百分率とする。
-評価基準-
A:肩部の壁厚のひずみが27%未満であった。
B:肩部の壁厚のひずみが27%以上35%未満であった。
C:肩部の壁厚のひずみが35%以上であるか、又は、得られたMg合金加工物に破断が発生した。
(Evaluation of wall thickness uniformity of Mg alloy workpiece)
The Mg alloy workpieces produced in each Example or Comparative Example were linearly cut so that the area of the bottom was halved. The thicknesses of the shoulder and side walls (also referred to as wall thickness) of the cross sections of the cut Mg alloy workpieces were measured using a microscope (DMI5000, manufactured by Leica Microsystems) and evaluated according to the following evaluation criteria. The evaluation results are shown in Table 1.
In the following evaluation criteria, the distortion of wall thickness refers to the percentage of the wall thickness that has decreased or increased, based on the thickness of the Mg alloy before processing.
The distortion of the wall thickness is expressed as a percentage obtained by subtracting the wall thickness after processing measured with a microscope from the thickness of the Mg alloy before processing, and dividing the absolute value by the thickness of the Mg alloy before processing.
-Evaluation criteria-
A: The distortion of the wall thickness at the shoulder was less than 27%.
B: The strain in the wall thickness of the shoulder portion was 27% or more and less than 35%.
C: The strain in the wall thickness of the shoulder portion was 35% or more, or fracture occurred in the obtained Mg alloy workpiece.

表1に示す通り、ブランク材であるMg合金を円筒に加工するMg合金の絞りしごき加工方法であって、温度が0℃~300℃である前記Mg合金をブランクホルダとダイとの間に配置した状態で、パンチによって前記Mg合金を絞らず、かつ、前記ブランクホルダを用いて前記Mg合金の周辺部を押圧する押圧工程と、温度が0℃~300℃である前記Mg合金をブランクホルダと前記ダイとの間に配置した状態で、前記ブランクホルダを用いて前記Mg合金の周辺部を2kN以下で押圧し又は押圧せず、かつ、前記パンチによって前記Mg合金を円筒状に絞る絞り工程と、を含み、前記絞り工程において、加工前の前記Mg合金の厚さt〔mm〕に対する、前記パンチと前記ダイとの間のクリアランスc〔mm〕の比であるクリアランス比c/tが0.70以上1.0以下であるMg合金の絞りしごき加工方法を用いた実施例は、加工性、及び壁厚の均一性に優れていた。そのため、低温でMg合金を円筒状に加工することができた。
一方、本開示の押圧工程及び絞り工程を交互に複数回繰り返さず、押圧工程及び絞り工程を同時に1回ずつ行った比較例1は、割れの発生が確認されたため、加工性に劣っていた。そのため、低温でMg合金を円筒状に加工することができなかった。
As shown in Table 1, this is a drawing and ironing method for forming a blank Mg alloy into a cylinder, and includes: a pressing step in which the Mg alloy, which is at a temperature of 0°C to 300°C, is placed between a blank holder and a die, and the peripheral portion of the Mg alloy is pressed using the blank holder without being pressed with a punch; and a drawing step in which the Mg alloy, which is at a temperature of 0°C to 300°C, is placed between the blank holder and the die, and the peripheral portion of the Mg alloy is pressed with the blank holder at a force of 2 kN or less, or not pressed, and the Mg alloy is drawn into a cylindrical shape using the punch. In the drawing step, the clearance ratio c/t, which is the ratio of the clearance c [mm] between the punch and the die to the thickness t [mm] of the Mg alloy before processing, was 0.70 or more and 1.0 or less. Examples using this drawing and ironing method for forming a blank Mg alloy showed excellent workability and uniformity in wall thickness. Therefore, the Mg alloy could be processed into a cylindrical shape at low temperatures.
On the other hand, in Comparative Example 1, in which the pressing step and the drawing step were performed simultaneously once each, instead of repeating the pressing step and the drawing step alternately multiple times, cracks were observed, and the workability was poor, so the Mg alloy could not be worked into a cylindrical shape at low temperatures.

5・・・ダイ
5A・・・上面
5B・・・下面
5C・・・孔
5D・・・屈曲部
5E・・・側壁
5h・・・高さ
5R・・・外径
5r・・・内径
7・・・ブランクホルダ
7A・・・孔
7R・・・外径
7r・・・内径
7h・・・高さ
8・・・曲げ部
9・・・パンチ
9A・・・押圧面
9B・・・胴体部
10・・・クリアランス
11・・・Mg合金
11D・・・内底面
11h・・・高さ
11R・・・直径
13・・・スクラップ部
110・・・Mg合金加工物
111・・・底部
112・・・側部
113・・・肩部
114・・・フランジ部
5... Die 5A... Upper surface 5B... Lower surface 5C... Hole 5D... Bent portion 5E... Side wall 5h... Height 5R... Outer diameter 5r... Inner diameter 7... Blank holder 7A... Hole 7R... Outer diameter 7r... Inner diameter 7h... Height 8... Bent portion 9... Punch 9A... Pressing surface 9B... Body portion 10... Clearance 11... Mg alloy 11D... Inner bottom surface 11h... Height 11R... Diameter 13... Scrap portion 110... Mg alloy workpiece 111... Bottom 112... Side 113... Shoulder portion 114... Flange portion

Claims (5)

ブランク材であるMg合金を円筒に加工するMg合金の絞りしごき加工方法であって、
温度が0℃~300℃である前記Mg合金をブランクホルダとダイとの間に配置した状態で、パンチによって前記Mg合金を絞らず、かつ、前記ブランクホルダを用いて前記Mg合金の周辺部を押圧する押圧工程と、
温度が0℃~300℃である前記Mg合金をブランクホルダと前記ダイとの間に配置した状態で、前記ブランクホルダを用いて前記Mg合金の周辺部を2kN以下で押圧し又は押圧せず、かつ、前記パンチによって前記Mg合金を円筒状に絞る絞り工程と、
を含み、
前記絞り工程において、加工前の前記Mg合金の厚さt〔mm〕に対する、前記パンチと前記ダイとの間のクリアランスc〔mm〕の比であるクリアランス比c/tが0.70以上1.0以下であり、
前記押圧工程と、前記絞り工程と、を交互に複数回含み、
前記複数回の前記押圧工程の中で、少なくとも1回前記ブランクホルダが前記Mg合金の周辺部に与える圧力を変更する、Mg合金の絞りしごき加工方法。
A method for drawing and ironing an Mg alloy, in which a blank Mg alloy is processed into a cylinder, comprising the steps of:
a pressing step in which the Mg alloy, whose temperature is 0°C to 300°C, is placed between a blank holder and a die, and the Mg alloy is not squeezed by a punch, but the peripheral portion of the Mg alloy is pressed using the blank holder;
a drawing process in which the Mg alloy having a temperature of 0°C to 300°C is placed between a blank holder and the die, and the peripheral portion of the Mg alloy is pressed with the blank holder at a pressure of 2 kN or less, or not pressed, and the Mg alloy is drawn into a cylindrical shape by the punch;
Including,
In the drawing step, a clearance ratio c/t, which is a ratio of a clearance c [mm] between the punch and the die to a thickness t [mm] of the Mg alloy before processing, is 0.70 or more and 1.0 or less;
The pressing step and the squeezing step are alternately repeated multiple times,
a pressure applied by the blank holder to the peripheral portion of the Mg alloy is changed at least once during the multiple pressing steps .
前記複数回の前記押圧工程の中で、前記ブランクホルダが前記Mg合金の周辺部に与える圧力を2回目以降の前記押圧工程で変更する請求項に記載のMg合金の絞りしごき加工方法。 2. The method for drawing and ironing an Mg alloy according to claim 1 , wherein the pressure applied by the blank holder to the peripheral portion of the Mg alloy is changed in the second or subsequent pressing steps among the multiple pressing steps. 前記変更した後の前記ブランクホルダが前記Mg合金の周辺部に与える圧力が、前記変更する前の前記ブランクホルダが前記Mg合金の周辺部に与える圧力と比較して、高い請求項又は請求項に記載のMg合金の絞りしごき加工方法。 3. A method for drawing and ironing an Mg alloy according to claim 1 , wherein the pressure applied to the peripheral portion of the Mg alloy by the blank holder after the change is higher than the pressure applied to the peripheral portion of the Mg alloy by the blank holder before the change . 前記押圧工程において、前記ブランクホルダが前記Mg合金の周辺部に与える圧力が、下記式1を満たす請求項1~請求項のいずれか1項に記載のMg合金の絞りしごき加工方法。


式1中、BHFは前記ブランクホルダが前記Mg合金の周辺部に与える圧力[N/mm]であり、Pは下記式2で表され、Aは前記ブランクホルダが前記Mg合金の周辺部に圧力を与える面積[mm]である。


式2中、Dは加工前の前記Mg合金の直径[mm]であり、dは前記パンチの直径[mm]であり、tは加工前の前記Mg合金の厚さ[mm]であり、sは加工前の前記Mg合金の引張強さ[N/mm]である。
The method for drawing and ironing an Mg alloy according to any one of claims 1 to 3 , wherein the pressure applied by the blank holder to the peripheral portion of the Mg alloy in the pressing step satisfies the following formula 1:


In Equation 1, BHF is the pressure [N/mm 2 ] that the blank holder applies to the peripheral portion of the Mg alloy, P 0 is expressed by the following Equation 2, and A is the area [mm 2 ] over which the blank holder applies pressure to the peripheral portion of the Mg alloy.


In Equation 2, D 0 is the diameter [mm] of the Mg alloy before processing, d 1 is the diameter [mm] of the punch, t is the thickness [mm] of the Mg alloy before processing, and s is the tensile strength [N/mm 2 ] of the Mg alloy before processing.
前記厚さt〔mm〕が0.50mm以上であり、前記クリアランス比c/tが0.75~0.90である請求項1~請求項のいずれか1項に記載のMg合金の絞りしごき加工方法。 The method for drawing and ironing an Mg alloy according to any one of claims 1 to 4 , wherein the thickness t [mm] is 0.50 mm or more, and the clearance ratio c/t is 0.75 to 0.90.
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