2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of hot stamping of age-hardened aluminium alloy sheet using contact heating without solution heat treatment
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18K04772
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
前野 智美 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80505397)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | アルミニウム合金 / プレス成形 / 時効 / ホットスタンピング / 加熱時間 / 焼付き |
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| Outline of Annual Research Achievements |
7000系アルミニウム合金の自動車プレス部品への適用を目的に，熱処理型アルミニウム合金板材の短時間接触加熱ホットスタンピングの開発を実施した．
加熱温度と加熱時間が成形後の強度に及ぼす影響について検討し，強度－加熱温度－加熱時間のプロセスウィンドウを得た．また，ホットスタンピング前後の試料について示差走査熱量測定（DSC）およびTEM観察を行い，短時間加熱では析出状態に顕著変化が無いことを確認した．また，DSCの吸熱ピークから適用可能な温度の見積もりが可能であることが分かった．これらの加熱条件が強度および析出上程に及ぼす影響の調査は汎用性を持つ調査結果であり，実用化において最も重要な結果となる．
成形性について曲げ，深絞り成形において調査した．円筒深絞りにおける限界絞り比は200℃において1.8程度となり，競合の溶体化処理を有するホットスタンピングなどと比較して，本手法が最も良好となった．成形性において本手法の優位性が示され，目的の自動車プレス部品への適用に有用であることが明らかとなった．
成形性に影響の大きい摩擦特性について板材引抜き試験を実施した．短時間加熱200℃における摩擦係数は0.3－0.4程度となった．曲げ成形において，短時間加熱の場合焼付きが生じにくくなったが，非熱処理型合金を用いた検討などの結果，短時間加熱においては，材料受入れ時に付着している汚れや油が焼付き防止に影響していることが示唆された．また，短時間加熱された材料の引張試験，曲げ疲労特性などの機械的特性について調査し，ホットスタンピング後もT6材と同等の機械的特性を有していることが明らかになった．
成形後のスプリングバックおよび残留応力を小さくするために，自然時効材（T4材）および過時効材（T7材）をブランクとする短時間接触加熱ホットスタンピングの開発を行った．
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