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自動車車体プレス部品のひび割れ・隠れひび割れの防止・抑制

2024-08-09

外被部分のサイズ自動車スタンピング内部部品よりも大きく、形状も複雑です。成形プロセス中に部品がより深く絞り込まれたり、成形表面が複雑になったりするなど、その他の要因が製品に影響を与えます。デバッグ初期にはクラックや隠れたクラックが発生しやすく、製造コストが高くなり材料の無駄が発生するだけでなく、不良品が後続の製造工程に流れ込みやすくなり、より大きな品質事故を引き起こします。したがって、自動車プレス部品の目に見える亀裂と隠れた亀裂は、製造プロセスでの品質低下のリスクを回避するために発生源で管理する必要があります。

部品のクラックや黒ずみの原因

亀裂 (図 1) は、深絞り加工中に鋼板の表面に現れる亀裂です。暗い亀裂 (図 2) は、深絞り加工中に鋼板の表面に現れるオレンジ色の皮のような縞模様で、欠陥のある表面に平行に白色光の懐中電灯を当てることで検査できます。

図1 クラック欠陥

図2 黒い亀裂欠陥

図3 介在物の顕微鏡分析

図4 インクルージョンサイトの組成分析

黒い亀裂の確認方法: 懐中電灯を使用して、プレートから約 10cm 離れた R アングルの端を直接照らします。 R アングルの端部は暗いクラックが発生しやすい箇所です。注: 検査には平行光を使用する必要があります。暗い亀裂の位置には明らかな影が存在します。

素材そのものの問題

⑴ 材質の外観上の欠陥。材料自体に介在物がある場合、介在物はわずかな変形に耐えることができるため、材料に外力を加えてプレス加工を行うと、介在物にクラックが発生します。介在物は帯鋼の製造過程で発生する欠陥です。顕微鏡分析と組成分析は、図 3 および 4 に示すようにサンプリングによって実行されます。

⑵ 材料の性能上の欠陥。材料の機械的性能指標 (Rm、Rp0.2、El、r、n、A など) の 1 つ以上が指定範囲を超えているか、前のバッチで検査された部品のパラメーターと比較して大きく変動している場合、製造工程中に部品が開いたり、亀裂が入ったりする危険性があります。

⑶ 材料の表面粗さ。材料の表面粗さは、部品絞りプロセスの材料フローに一定の影響を与えます。粗さ計を使用して、シート材料がプロセス要件内にあるかどうかを測定できます。

⑷ また、製造工程におけるシート材の寸法誤差や端部の変形、大きなバリなどにより、開口不良や黒ずみの発生が発生する場合があります。成形プロセス中の大きな歪みも亀裂の原因となります。

図5 材料特性表

図6 油膜測定点位置

図7 油膜測定

図 8 サンプリング計画

カビによる開口部や黒ずみのひび割れ

⑴ 絞り型。スタンピングの位置、金型の表面粗さ、金型の研削速度、ドローリブ溝の応力は部品の成形に影響します。他には、位置決め、金型の押し付け面、バランスブロック、エジェクターの着色、部品のR角度状態などが含まれます。金型は、機械のデバッグプロセス中に金型の成形マージンを調整し、特定の圧力値の範囲内で部品の成形の安定性を満たします。

⑵ 成形型。成型部にシワがあるのか、成型金型の研磨の問題により、金型成型時に材料が重なりクラックが発生します。

設備による開口部や黒ずみのひび割れ

⑴ エンジン油膜の洗浄シート表面の油膜の厚さと均一性金属部品成形プロセス中に部品に亀裂、黒い亀裂、またはしわが生じるかどうかに影響します。たとえば、洗浄速度、スクイズローラーの圧力、洗浄機の速度、オイル注入量などはすべて、部品表面の油膜に影響を与える重要なパラメータです。図6に油膜測定位置、図7に測定写真を示します。

⑵プレスの圧力。プレススライドの垂直性と平行度は定期的にチェックする必要があり、油圧パッドのパラメータも重要な影響指標の 1 つです。

部品の割れ・黒ずみの予防管理対策

入荷資材の管理

⑴製造前の事前のコイルまたはシートのサンプリング（図8）、材料の機械的特性の検査と組成分析、材料標準との比較、定期検査、プロセスの安定性を確認するための比較分析のために各バッチ後に重要なデータを記録できます。。

⑵プレス加工品に対してグリッドテストを実施し、シート上にクラックが発生しやすい部分をマーキングし（図9）、プレス加工後にデータ解析を行い（図10）、安全マージンと減肉率を分析することで部品の危険箇所を特定します。