JP2022011080A - Method for evaluating bending end crack of plate - Google Patents

Method for evaluating bending end crack of plate Download PDF

Info

Publication number
JP2022011080A
JP2022011080A JP2020111969A JP2020111969A JP2022011080A JP 2022011080 A JP2022011080 A JP 2022011080A JP 2020111969 A JP2020111969 A JP 2020111969A JP 2020111969 A JP2020111969 A JP 2020111969A JP 2022011080 A JP2022011080 A JP 2022011080A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bending
bent
plate material
crack
face
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020111969A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7436841B2 (en
Inventor
拓哉 大石
Takuya Oishi
聡 白神
Satoshi Shiragami
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2020111969A priority Critical patent/JP7436841B2/en
Publication of JP2022011080A publication Critical patent/JP2022011080A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7436841B2 publication Critical patent/JP7436841B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

To provide a method for evaluating the bending end crack of a plate capable of evaluating the bending end crack when the end surface cut by shearing is bent.SOLUTION: A method for evaluating the bending end crack of a plate includes: a first step (S10) of cutting a test piece by shearing; a second step (S20) of bending the test piece in a region including the end surface cut by shearing; and a third step (S30) of evaluating the fracture limit at the end surface of the bent test piece.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、板材の曲げ端割れの評価方法に関する。 The present invention relates to a method for evaluating a crack at a bent end of a plate material.

従来、下記の特許文献1には、曲げ割れを生じるおそれがある金属板の限界曲げ半径の評価を行うため、曲げ加工された金属板の稜線の方向へひずみを断続的に変化させて曲げ割れを発生することにより、曲げ割れを生じない限界曲げ半径を求める技術が記載されている。 Conventionally, in Patent Document 1 below, in order to evaluate the limit bending radius of a metal plate that may cause bending cracks, bending cracks are made by intermittently changing the strain in the direction of the ridgeline of the bent metal plate. A technique for obtaining a limit bending radius that does not cause bending cracks by generating a bending crack is described.

また、下記の特許文献2には、断面に板厚方向の罫書き線を入れた板状の試験片を用いて板厚方向にひずみ勾配を与えるV曲げ試験またはL曲げ試験を行う場合に、割れに至る直前の曲げ半径で成形した試験片の最外層表面の曲げ中心部における曲げ曲面の伸びひずみを測定し、板状素材の曲げ限界ひずみとする技術が記載されている。 Further, in Patent Document 2 below, when a V-bending test or an L-bending test in which a strain gradient is applied in the plate thickness direction is performed using a plate-shaped test piece having a ruled line in the plate thickness direction in the cross section. A technique is described in which the elongation strain of a bending curved surface at the bending center of the outermost layer surface of a test piece formed at the bending radius immediately before cracking is measured and used as the bending limit strain of a plate-shaped material.

特開2016-170165号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-170165 特許第5294082号公報Japanese Patent No. 5294082

しかし、上記特許文献1、特許文献2に記載された技術は、いずれも、曲げ稜線に発生する曲げ外割れを対象としており、曲げ加工が行われた板材の端面から中央に向かって進行する曲げ端割れを対象とするものではない。 However, both of the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2 are intended for bending outer cracks generated in the bending ridge line, and bending progresses from the end face of the bent plate material toward the center. It is not intended for edge cracks.

近年、骨格部品をはじめとする自動車部品の高強度化が進んでおり、使用される鋼板の強度も向上している。しかし、鋼板の高強度化に伴い延性は低下し、割れの発生懸念が大きくなることが知られている。更に、プレス工法としては延性の低い高強度鋼板の成形を目的とし、従来の絞り工法だけでなく、部分的なシワ押さえを付与した絞りや曲げ成形といった工法が用いられる様になってきており、これらの工法では鋼板端面が曲げられるといった事象がみられる。これらの鋼板強度の上昇に伴う延性の低下、および工法の変化により、曲げ端割れの発生が顕在化してきている。また、曲げ端割れは単軸引張変形状態であるため、一般的に曲げ外割れよりも発現し難くい。更に曲げ端割れは端面の性状の影響を受ける。例えば、端面が機械加工された場合と、端面が剪断加工された場合とでは、曲げ端割れの発現する加工限界が大きく異なる。これらの要因から、曲げ端割れの評価は曲げ外割れの評価よりも煩雑であり、特に板材の端面が剪断加工されている場合に、種々の条件に応じた曲げ端割れの評価が成されてこなかった経緯がある。 In recent years, the strength of automobile parts such as skeleton parts has been increasing, and the strength of steel sheets used has also been improved. However, it is known that the ductility decreases as the strength of the steel sheet increases, and the concern about the occurrence of cracks increases. Furthermore, as a press method, for the purpose of forming high-strength steel sheets with low ductility, not only the conventional drawing method but also drawing methods with partial wrinkle suppression and bending forming are being used. In these construction methods, the end face of the steel sheet is bent. Due to the decrease in ductility due to the increase in the strength of these steel sheets and the change in the construction method, the occurrence of bending end cracks has become apparent. Further, since the bending end crack is in a uniaxial tensile deformation state, it is generally less likely to occur than the bending outer crack. Further, the bent end crack is affected by the properties of the end face. For example, the processing limit at which bending end cracks occur differs greatly between the case where the end face is machined and the case where the end face is sheared. Due to these factors, the evaluation of bending end cracks is more complicated than the evaluation of bending outer cracks, and especially when the end face of the plate material is sheared, the evaluation of bending end cracks is performed according to various conditions. There is a history that did not exist.

そこで、本発明は、剪断加工により切断された端面を曲げ加工した場合の、曲げ端の割れ限界を評価することが可能な、板材の曲げ端割れ評価方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for evaluating a crack at a bent end of a plate material, which can evaluate the crack limit of the bent end when the end face cut by shearing is bent.

本開示の要旨は以下のとおりである。 The gist of this disclosure is as follows.

(1)板材を剪断加工により切断する第1のステップと、前記剪断加工により切断された端面を含む領域で前記板材を曲げ加工する第2のステップと、前記曲げ加工された前記板材の前記端面における破断限界を評価する第3のステップと、を備える、板材の曲げ端割れの評価方法。 (1) A first step of cutting the plate material by shearing, a second step of bending the plate material in a region including an end face cut by the shearing process, and the end surface of the bent plate material. A method for evaluating a crack at a bent end of a plate material, comprising a third step of evaluating the breaking limit in the plate material.

(2)前記第1のステップにおいて、前記剪断加工に用いる上型と下型の剪断方向と直交する方向のクリアランスを管理して前記板材を切断し、前記第3のステップにおいて、前記クリアランスに応じて前記破断限界を評価する、上記(1)に記載の板材の曲げ端割れの評価方法。 (2) In the first step, the plate material is cut by managing the clearance in the direction orthogonal to the shearing direction of the upper die and the lower die used for the shearing process, and in the third step, the clearance is adjusted. The method for evaluating bent end cracks in a plate material according to (1) above, which evaluates the breaking limit.

(3)前記第2のステップにおいて、前記板材の曲げ内Rを管理して前記板材を曲げ加工し、前記第3のステップにおいて、前記曲げ内Rに応じて前記破断限界を評価する、上記(1)又は(2)に記載の板材の曲げ端割れの評価方法。 (3) In the second step, the bending inner radius of the plate material is controlled to bend the plate material, and in the third step, the breaking limit is evaluated according to the bending inner radius. The method for evaluating a crack at a bent end of a plate material according to 1) or (2).

(4)前記第3のステップにおいて、前記曲げ加工された前記板材の前記端面において、曲げ端割れの有無を評価する、上記(1)~(3)のいずれかに記載の板材の曲げ端割れの評価方法。 (4) The bent end crack of the plate material according to any one of (1) to (3) above, which evaluates the presence or absence of a bent end crack on the end surface of the bent plate material in the third step. Evaluation method.

(5)前記曲げ加工が引張曲げの場合、前記第3のステップにおいて、前記板材が破断する際の引張応力に基づいて前記破断限界を評価する、上記(1)~(3)のいずれかに記載の板材の曲げ端割れの評価方法。 (5) When the bending process is tensile bending, in any of the above (1) to (3), the breaking limit is evaluated based on the tensile stress when the plate material breaks in the third step. The method for evaluating a crack at a bent end of a plate material described above.

(6)前記曲げ加工がVDA曲げの場合、前記第3のステップにおいて、前記板材が破断する曲げ角度に基づいて前記破断限界を評価する、上記(1)~(3)のいずれかに記載の板材の曲げ端割れの評価方法。 (6) The above-mentioned (1) to (3), wherein when the bending process is VDA bending, the breaking limit is evaluated based on the bending angle at which the plate material breaks in the third step. Evaluation method for cracking at the bent end of a plate material.

本発明によれば、剪断加工により切断された端面を曲げ加工した場合に、曲げ端の割れ限界を評価することが可能になるという効果を奏する。 According to the present invention, when an end face cut by shearing is bent, it is possible to evaluate the crack limit of the bent end.

鋼板を曲げ変形させた様子を示す図である。It is a figure which shows the state which the steel plate was bent and deformed. 剪断加工により得られた端面を含む様々な鋼板を示す平面図である。It is a top view which shows various steel plates including the end face obtained by shearing. 曲げ加工方法のバリエーションを示す図である。It is a figure which shows the variation of a bending processing method. 鋼板に剪断加工が施される様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state that the steel plate is sheared. 本実施形態に係る鋼板の曲げ端割れの評価方法の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing procedure of the evaluation method of the bending end crack of the steel plate which concerns on this embodiment. 曲げ端割れの評価に用いた鋼板の試験片を示す平面図である。It is a top view which shows the test piece of the steel plate used for the evaluation of the bending end crack. 曲げ加工後の試験片の曲げ稜線を外側から見た状態を示す模式図であって、曲げ端割れを評価した結果を示す図である。It is a schematic diagram which shows the state which the bending ridge line of the test piece after bending is seen from the outside, and is the figure which shows the result of having evaluated the bending end crack.

以下、本発明に係る幾つかの実施形態について図を参照しながら説明する。しかしながら、これらの説明は、本発明の好ましい実施形態の単なる例示を意図するものであって、本発明をこのような特定の実施形態に限定することを意図するものではない。 Hereinafter, some embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, these descriptions are intended merely to illustrate preferred embodiments of the invention and are not intended to limit the invention to such particular embodiments.

図1は、鋼板10を曲げ変形させた様子を示す図である。鋼板10を曲げ変形させると、曲げ外側は引張変形し、曲げ内側は圧縮変形する。鋼板10の幅方向の端面12では単軸引張変形が生じ、単軸引張変形に起因して曲げ端割れ14が生じる。また、鋼板10の幅方向の中央では平面ひずみ変形が生じ、平面ひずみ変形に起因して、鋼板10の表面に曲げ外割れ16が生じる。図1では、曲げ変形により生じる稜線を含む領域Rにおいて、曲げ端割れ14と曲げ外割れ16が生じた様子を左側に拡大して示している。 FIG. 1 is a diagram showing a state in which the steel plate 10 is bent and deformed. When the steel sheet 10 is bent and deformed, the outside of the bend is tensilely deformed and the inside of the bend is compressionally deformed. Uniaxial tensile deformation occurs at the end face 12 in the width direction of the steel sheet 10, and bending end crack 14 occurs due to the uniaxial tensile deformation. Further, plane strain deformation occurs at the center of the steel plate 10 in the width direction, and bending outer crack 16 occurs on the surface of the steel plate 10 due to the plane strain deformation. In FIG. 1, in the region R including the ridge line caused by the bending deformation, the appearance of the bending end crack 14 and the bending outer crack 16 is shown enlarged to the left.

曲げ変形に伴い発現する曲げ端割れ14の現象は、曲げ外割れ16の現象よりも発現し難く、図1に示したような曲げ加工を鋼板10に施した場合に、曲げ外割れ16のみが発現し、曲げ端割れ14は発生しない場合がある。 The phenomenon of bending end crack 14 that occurs with bending deformation is less likely to occur than the phenomenon of bending outer crack 16, and when the steel sheet 10 is bent as shown in FIG. 1, only the bending outer crack 16 occurs. It may occur and the bent end crack 14 may not occur.

また、曲げ端割れ14の現象は、端面12の性状の影響を受け、同じ曲げ加工を施した場合であっても、端面12の性状が異なると、曲げ端割れ14が発生する加工限界が異なる。例えば、鋼板を切断する代表的な方法として、バイトやカッタ等を用いた機械加工と、プレス、打ち抜き等による剪断加工(打ち抜き加工)が挙げられるが、曲げ加工される鋼板10の端面12が機械加工により切断されている場合は、曲げ加工を施した場合に、曲げ端割れ14は発生し難い。したがって、鋼板10の端面12が機械加工により切断されている場合、曲げ端割れ14は比較的問題となり難い。 Further, the phenomenon of the bent end crack 14 is affected by the properties of the end face 12, and even if the same bending process is performed, if the properties of the end face 12 are different, the processing limit at which the bent end crack 14 is generated differs. .. For example, as a typical method for cutting a steel sheet, there are machining using a cutting tool, a cutter, etc., and shearing (punching) by pressing, punching, etc., and the end face 12 of the steel sheet 10 to be bent is a machine. When it is cut by processing, bending end crack 14 is unlikely to occur when bending processing is performed. Therefore, when the end face 12 of the steel sheet 10 is cut by machining, the bent end crack 14 is relatively unlikely to be a problem.

一方、曲げ加工される鋼板10の端面12が剪断加工により切断されている場合、鋼板10に曲げ加工を施すと、曲げ端割れ14が生じ易くなる。これは、剪断加工により鋼板10の端面12にダメージが生じ、また、剪断加工により鋼板10の端面12が硬化するため、端面12がより破断し易くなるためと考えられる。したがって、鋼板10の端面12が剪断加工により切断されている場合、曲げ端割れ14が問題となり易い。 On the other hand, when the end face 12 of the steel sheet 10 to be bent is cut by shearing, when the steel sheet 10 is bent, the bent end crack 14 is likely to occur. It is considered that this is because the end face 12 of the steel sheet 10 is damaged by the shearing process, and the end face 12 of the steel sheet 10 is hardened by the shearing process, so that the end face 12 is more easily broken. Therefore, when the end face 12 of the steel sheet 10 is cut by shearing, the bent end crack 14 tends to be a problem.

以上のように、曲げ端割れ14は、曲げ外割れ16の現象よりも発現し難く、また端面12性状に応じて発現状態が異なる。このため、曲げ端割れ14の現象の評価は難しく、曲げ端割れ14の現象は、今まで十分に評価されてこなかった経緯がある。 As described above, the bent end crack 14 is less likely to occur than the phenomenon of the bent outer crack 16, and the expression state differs depending on the properties of the end face 12. Therefore, it is difficult to evaluate the phenomenon of the bent end crack 14, and the phenomenon of the bent end crack 14 has not been sufficiently evaluated until now.

一方、プレス等による剪断加工は大量生産に向いており、剪断加工が施された鋼板10が曲げ加工される場面は多い。このため、剪断加工により得られた端面12を有する鋼板10を曲げ加工した場合に、曲げ端割れ14の現象を詳細に評価しておけば、曲げ端割れ14を抑制する上で有意義である。 On the other hand, shearing by pressing or the like is suitable for mass production, and there are many cases where the sheared steel sheet 10 is bent. Therefore, if the phenomenon of the bent end crack 14 is evaluated in detail when the steel plate 10 having the end face 12 obtained by the shearing process is bent, it is meaningful to suppress the bent end crack 14.

本発明者らは、以上の観点のもと、剪断加工された端面12を有する鋼板10を様々な条件下で曲げ加工し、端面における破断限界を評価することで、曲げ端割れ14の発現に関する一定の知見を得た。以下では、本実施形態に係る曲げ端割れの評価方法について詳細に説明する。 Based on the above viewpoints, the present inventors relate to the development of bent end cracks 14 by bending a steel sheet 10 having a sheared end face 12 under various conditions and evaluating the fracture limit at the end face. I got some knowledge. Hereinafter, the method for evaluating the bending end crack according to the present embodiment will be described in detail.

図2は、剪断加工により得られた端面18を有する様々な鋼板10を示す平面図である。図2において、鋼板10の輪郭のうち、太線で図示した端面18は剪断加工により切断されている。一方、鋼板10の輪郭のうち、太線で図示した端面18以外の端面は、機械加工により切断されている。図2では、剪断加工された端面18が直線であり板端部に位置する鋼板10a,10b、剪断加工された端面18が曲線(円弧)であり板端部に位置する鋼板10c、剪断加工された端面18が角孔の縁である鋼板10d、剪断加工された端面18が丸孔の縁である鋼板10e、をそれぞれ示している。 FIG. 2 is a plan view showing various steel plates 10 having an end face 18 obtained by shearing. In FIG. 2, of the contours of the steel plate 10, the end face 18 shown by the thick line is cut by shearing. On the other hand, of the contours of the steel plate 10, the end faces other than the end face 18 shown by the thick line are cut by machining. In FIG. 2, the sheared end face 18 is a straight line and the steel plates 10a and 10b are located at the plate end portion, and the sheared end face 18 is a curved line (arc) and the steel plate 10c located at the plate end portion is sheared. The end face 18 is the steel plate 10d which is the edge of the square hole, and the sheared end face 18 is the steel plate 10e which is the edge of the round hole.

図2に示す鋼板10a~10eは、図1と同様に曲げ加工が施される。図2において、一点鎖線Cは、曲げ加工を行った後に稜線となる曲げ部の位置を示している。図2に示すいずれの鋼板10a~10eにおいても、一点鎖線Cと剪断加工により切断された端面18が交差している。したがって、剪断加工により切断された端面18に曲げ加工が行われることになる。この場合、条件によっては、剪断加工により切断された端面18に曲げ端割れが生じる可能性がある。 The steel plates 10a to 10e shown in FIG. 2 are bent in the same manner as in FIG. In FIG. 2, the alternate long and short dash line C indicates the position of the bent portion that becomes the ridge line after the bending process. In any of the steel plates 10a to 10e shown in FIG. 2, the alternate long and short dash line C and the end face 18 cut by shearing intersect. Therefore, the end face 18 cut by the shearing process is bent. In this case, depending on the conditions, bent end cracks may occur in the end face 18 cut by shearing.

図3は、曲げ加工方法のバリエーションを示す図である。一般的な曲げ加工方法としては、図3に示すように、V曲げ、張力曲げ、L曲げ、VDA曲げ、4点曲げ、3点曲げ、180°曲げ等が知られている。なお、VDA曲げは、ドイツ自動車工業会規格(VDA:Verband der Automobilindustrie)の中で、部材圧壊時の割れ挙動を評価することを目的として規格化された板曲げ試験VDA238-100に対応する。本実施形態において、曲げ加工方法は特に限定されるものではなく、図3に示したような様々な曲げ加工方法が適用される。図3のいずれの曲げ加工方法においても、押型20を矢印A1方向に押し下げることで、鋼板10が曲げ加工される。 FIG. 3 is a diagram showing variations in the bending method. As a general bending method, as shown in FIG. 3, V bending, tension bending, L bending, VDA bending, 4-point bending, 3-point bending, 180 ° bending and the like are known. The VDA bending corresponds to the plate bending test VDA238-100 standardized for the purpose of evaluating the cracking behavior at the time of member crushing in the German Association of the Automotive Industry standard (VDA: Verband der Automobilindustrie). In the present embodiment, the bending method is not particularly limited, and various bending methods as shown in FIG. 3 are applied. In any of the bending methods of FIG. 3, the steel plate 10 is bent by pushing down the stamp 20 in the direction of the arrow A1.

本実施形態の曲げ端割れの評価方法では、図3に示す様々な加工方法により曲げ加工された鋼板10を用いて、剪断加工により得られた端面18の破断限界が評価される。例えば、V曲げ、L曲げ、4点曲げ、3点曲げ、180°曲げでは、曲げ加工後の曲げ部の稜線において、端面18において曲げ端割れの有無を観察することで、端面18の破断限界が評価される。また、張力曲げにおいては、鋼板10に対し図3中の矢印A2方向に引張力を与え、鋼板10が破断した際の引張応力(破断強度)に基づいて端面18の破断限界が評価される。また、VDA曲げについては、図3の矢印A1方向に押型20を押し下げ、試験片15が破断した時の角度θの大きさによって破断限界が評価される。更には、鋼板10の曲げ加工後に端面18の近傍で表層の歪値を取得し、歪値に基づいて破断限界が評価されてもよい。 In the bending end crack evaluation method of the present embodiment, the fracture limit of the end face 18 obtained by shearing is evaluated using the steel sheet 10 bent by various processing methods shown in FIG. For example, in V-bending, L-bending, 4-point bending, 3-point bending, and 180 ° bending, the fracture limit of the end face 18 is observed by observing the presence or absence of bending end cracks on the end face 18 at the ridgeline of the bent portion after bending. Is evaluated. Further, in tension bending, a tensile force is applied to the steel sheet 10 in the direction of arrow A2 in FIG. 3, and the breaking limit of the end face 18 is evaluated based on the tensile stress (breaking strength) when the steel sheet 10 breaks. For VDA bending, the stamp 20 is pushed down in the direction of arrow A1 in FIG. 3, and the breaking limit is evaluated by the size of the angle θ when the test piece 15 breaks. Further, after bending the steel sheet 10, the strain value of the surface layer may be acquired in the vicinity of the end face 18, and the fracture limit may be evaluated based on the strain value.

以上のように、破断限界の評価は、目視観察による評価、破断に至ったときの張力、破断に至ったときの曲げ角度、更には、表層の歪値を測定することによって行われる。 As described above, the evaluation of the fracture limit is performed by visual observation, the tension at the time of fracture, the bending angle at the time of fracture, and the strain value of the surface layer.

また、本発明者らが鋭意検討した結果、曲げ端割れの現象の発現は、剪断加工の際の上型と下型のクリアランスに影響を受けることが判明した。図4は、鋼板10に剪断加工が施される様子を示す模式図である。図4に示すように、上型(パンチ)30と下型(ダイ)32との間に所定のクリアランス(CL)を空けて、上型30を矢印A3方向に下降させることで剪断加工が行われる。クリアランス(CL)に応じて曲げ端割れ14の発現状態が変化するため、クリアランス(CL)の条件を変えて曲げ端割れを評価することとした。なお、クリアランス(CL)の値は、鋼板10の板厚に対する比率(%)で表すこととする。 In addition, as a result of diligent studies by the present inventors, it was found that the occurrence of the phenomenon of bending end cracking is affected by the clearance between the upper mold and the lower mold during shearing. FIG. 4 is a schematic view showing how the steel plate 10 is sheared. As shown in FIG. 4, a predetermined clearance (CL) is provided between the upper die (punch) 30 and the lower die (die) 32, and the upper die 30 is lowered in the direction of arrow A3 to perform shearing. Will be. Since the state of occurrence of the bent end crack 14 changes according to the clearance (CL), it was decided to evaluate the bent end crack by changing the clearance (CL) condition. The clearance (CL) value is expressed as a ratio (%) of the steel plate 10 to the plate thickness.

図5は、本実施形態に係る板材の曲げ端割れの評価方法の処理手順を示すフローチャートである。先ず、鋼板に剪断加工を施し、鋼板に剪断加工された端面を付与する(ステップS10)。この際、上述したクリアランス(CL)の値を管理した上で、剪断加工された端面を付与する。 FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of a method for evaluating a crack at a bent end of a plate material according to the present embodiment. First, the steel sheet is sheared, and the sheared end face is applied to the steel sheet (step S10). At this time, after controlling the above-mentioned clearance (CL) value, the sheared end face is imparted.

次に、剪断加工された端面を有する鋼板に対して曲げ加工を行う(ステップS20)。上述したように、曲げ加工方法として、図3に示したような様々な曲げ加工方法が適用される。 Next, bending is performed on the steel sheet having the sheared end face (step S20). As described above, as the bending method, various bending methods as shown in FIG. 3 are applied.

次に、曲げ加工が行われた鋼板の表面を観察し、または、破断時の引張応力、曲げ角度などの評価値を測定することで、端面の破断限界(曲げ端割れ)を評価する(ステップS30)。 Next, the fracture limit (bent end crack) of the end face is evaluated by observing the surface of the bent steel sheet or measuring the evaluation values such as the tensile stress at the time of fracture and the bending angle (step). S30).

図5に示す評価を、異なる組成の材料毎に、クリアランス(CL)、および曲げ内Rを変化させて行うことで、曲げ端割れの発現に関する一定の知見を得ることができた。 By performing the evaluation shown in FIG. 5 by changing the clearance (CL) and the bending inner radius for each material having a different composition, it was possible to obtain a certain knowledge about the occurrence of bending end cracks.

図6は、曲げ端割れの評価に用いた鋼板の試験片15を示す平面図である。試験片15の大きさは30mm×100mmとし、板厚は1.6mmとした。試験片15の剪断加工された端面18は、一辺が約43mmの正方形の角パンチ(ダイス)30で打ち抜き加工することで形成した。端面18を形成する際には、クリアランス(CL)の値を、板厚に対する比率で6.75%、9.75%、13.5%、17.3%とした。それぞれのクリアランス(CL)を得るため、各パンチの寸法は、43.22mm、43.31mm、43.43mm、43.55mmとした。なお、図6に示す一点鎖線Cは、図2と同様、曲げ加工を行った後に稜線となる曲げ部の位置を示している。 FIG. 6 is a plan view showing a test piece 15 of a steel plate used for evaluating a crack at a bent end. The size of the test piece 15 was 30 mm × 100 mm, and the plate thickness was 1.6 mm. The sheared end face 18 of the test piece 15 was formed by punching with a square punch (die) 30 having a square side of about 43 mm. When forming the end face 18, the clearance (CL) values were set to 6.75%, 9.75%, 13.5%, and 17.3% in terms of the ratio to the plate thickness. In order to obtain each clearance (CL), the dimensions of each punch were set to 43.22 mm, 43.31 mm, 43.43 mm, and 43.55 mm. The alternate long and short dash line C shown in FIG. 6 indicates the position of the bent portion that becomes the ridge line after the bending process, as in FIG. 2.

曲げ条件は、90°のV曲げとした。潤滑Z3は塗布したままとし、打ち抜き加工によるバリが曲げ外側となるように試験片15を配置してV曲げを行った。V曲げの押型20の先端のRは、0.5mmと1.0mmの2種類を用いた。すなわち、曲げ加工後の試験片15の曲げ内Rは、0.5mmと1.0mmの2種類となる。 The bending condition was 90 ° V-bending. Lubrication Z3 was left as it was applied, and the test piece 15 was arranged so that the burrs from the punching process were on the outside of the bend, and V-bending was performed. Two types of R at the tip of the V-bent stamp 20 were used, 0.5 mm and 1.0 mm. That is, the bending inner radius of the test piece 15 after bending is of two types, 0.5 mm and 1.0 mm.

試験片15の鋼種としては、980MPa/1180MPa級強度のそれぞれ機械特性の異なる4種類の鋼板を用いた。応力-歪曲線における、それぞれの鋼種の降伏応力YS、引張強さ(引張最大強度)TS、破断時の歪ELは、以下の表1の通りである。 As the steel type of the test piece 15, four types of steel plates having 980 MPa / 1180 MPa class strength and different mechanical properties were used. The yield stress YS, tensile strength (maximum tensile strength) TS, and strain EL at fracture in the stress-strain curve are shown in Table 1 below.

Figure 2022011080000002
Figure 2022011080000002

曲げ加工後に試験片15を観察し、曲げ端割れの有無を判定した。図7は、曲げ加工後に、試験片15の端面18の近傍において、曲げ稜線を外側から見た状態を示す模式図であって、曲げ端割れを評価した結果を示している。左側の試験片15では、表面に曲げ外割れ16が生じているが、端面18に曲げ端割れ14は生じていない。したがって、このような試験片の評価は“〇”とした。中央の試験片15では、端面18に小さな亀裂が3つ生じており、曲げ端割れ14が生じている。したがって、このような試験片15の評価は“×”とした。また、右側の試験片15では、端面18に比較的大きな亀裂が1つ生じており、曲げ端割れ14が生じている。したがって、このような試験片15評価は“×”とした。 After the bending process, the test piece 15 was observed to determine the presence or absence of cracks at the bent ends. FIG. 7 is a schematic view showing a state in which the bending ridgeline is viewed from the outside in the vicinity of the end surface 18 of the test piece 15 after bending, and shows the result of evaluating the bending end crack. In the test piece 15 on the left side, the bent outer crack 16 is generated on the surface, but the bent end crack 14 is not generated on the end surface 18. Therefore, the evaluation of such a test piece was set to "〇". In the central test piece 15, three small cracks are formed on the end face 18, and bent end cracks 14 are formed. Therefore, the evaluation of such a test piece 15 was set to "x". Further, in the test piece 15 on the right side, one relatively large crack is generated in the end face 18, and a bent end crack 14 is generated. Therefore, the evaluation of such a test piece 15 was set to "x".

観察は、1の試験条件に対して3回ずつ行い、最終的な評価結果(〇または×)は、○×の多数決により決定した。例えば、3回の観察の結果が〇〇×であれば、最終的な評価結果を〇とした。最終的な評価結果を以下の表2に示す。 Observations were performed 3 times for each test condition, and the final evaluation result (〇 or ×) was determined by a majority vote of XX. For example, if the result of three observations is 〇〇 ×, the final evaluation result is 〇. The final evaluation results are shown in Table 2 below.

Figure 2022011080000003
Figure 2022011080000003

表2の結果によれば、同強度の材料においても、機械的特性に応じて曲げ端割れの現象が異なることが明らかになった。 According to the results in Table 2, it was clarified that the phenomenon of bending end cracking differs depending on the mechanical properties even in the materials having the same strength.

なお、上述したように、曲げ端割れ14よりも曲げ外割れ16の方が発生し易いため、上記評価で曲げ端割れ14が発生していない場合であっても、曲げ外割れ16が発生していることがあり得る。 As described above, since the bending outer crack 16 is more likely to occur than the bending end crack 14, the bending outer crack 16 is generated even when the bending end crack 14 is not generated in the above evaluation. It is possible that

以上の実施例では、曲げ条件を90°のV曲げとしたが、図3に示した他の曲げ加工方法についても同様に評価を行う。この際、図3のL曲げ、4点曲げ、3点曲げ、180°曲げについては、V曲げと同様に、曲げ加工後の試験片15の端面17における亀裂の有無によって曲げ端割れが評価される。 In the above examples, the bending condition is 90 ° V-bending, but the other bending methods shown in FIG. 3 are also evaluated in the same manner. At this time, for L bending, 4-point bending, 3-point bending, and 180 ° bending in FIG. 3, bending end cracks are evaluated depending on the presence or absence of cracks on the end face 17 of the test piece 15 after bending, as in the case of V bending. Rhagades.

一方、張力曲げについては、図3の矢印A2方向に張力を付与したときに、試験片15が破断したときの張力の大きさによって評価が行われる。より詳細には、張力曲げでは、先ず図3の矢印A1方向に押型20を押し下げ、試験片15(鋼板10)が所望の形状に曲げ加工された後、図3の矢印A2方向に張力が付与され、試験片15が破断したときの張力に大きさによって評価が行われる。押型20の先端Rは、V曲げと同様、0.5mmと1.0mmの2種類の他、任意の値が用いられる。また、先端Rを無限大とした場合、試験片15が破断したときの張力は、曲げ加工が施されていない試験片15の破断強度に相当する。張力曲げについての評価は、評価値として図3に示す矢印A2方向の張力を増加した際の試験片15の破断時の引張応力(破断強度)Tを用いる。あるいは、評価値として、引張強さTSに対する破断強度の比(T/TS)を用いても良い。曲げ端割れが生じると破断強度は低下するため、これらの評価値と所定の閾値との比較の結果、最終的に曲げ端割れが評価される。曲げ内Rを無限大(∞)とした場合の評価値は、試験片15を曲げ加工せずに引張試験した場合の破断強度T、または引張強さTSに対する破断強度Tの比(T/TS)に相当する。 On the other hand, the tension bending is evaluated by the magnitude of the tension when the test piece 15 breaks when the tension is applied in the direction of the arrow A2 in FIG. More specifically, in tension bending, the stamp 20 is first pushed down in the direction of arrow A1 in FIG. 3, the test piece 15 (steel plate 10) is bent into a desired shape, and then tension is applied in the direction of arrow A2 in FIG. Then, the tension when the test piece 15 is broken is evaluated by the magnitude. As for the tip R of the stamp 20, an arbitrary value is used in addition to the two types of 0.5 mm and 1.0 mm, as in the case of V bending. Further, when the tip R is infinite, the tension when the test piece 15 breaks corresponds to the breaking strength of the test piece 15 which has not been bent. For the evaluation of tension bending, the tensile stress (breaking strength) T at the time of breaking of the test piece 15 when the tension in the direction of arrow A2 shown in FIG. 3 is increased is used as an evaluation value. Alternatively, the ratio of breaking strength to tensile strength TS (T / TS) may be used as the evaluation value. Since the breaking strength decreases when bending end cracks occur, the bending end cracks are finally evaluated as a result of comparison between these evaluation values and a predetermined threshold value. The evaluation value when the bending inner radius is infinite (∞) is the breaking strength T when the test piece 15 is subjected to a tensile test without bending, or the ratio of the breaking strength T to the tensile strength TS (T / TS). ).

VDA曲げについても、張力曲げと同様に、図3の矢印A1方向に押型20を押し下げ、試験片15が破断した時の曲げ角度θを評価値として用い、評価値の大きさに基づいて破断限界の評価が行われる。 For VDA bending, as with tension bending, the stamp 20 is pushed down in the direction of arrow A1 in FIG. 3, and the bending angle θ when the test piece 15 breaks is used as the evaluation value, and the breaking limit is based on the magnitude of the evaluation value. Is evaluated.

なお、張力曲げ、およびVDA曲げの場合は、曲げ端割れに加えて、曲げ外割れも発生した状態で、試験片15が破断している可能性があるが、その場合、曲げ外割れを含めた評価値とする。 In the case of tension bending and VDA bending, the test piece 15 may be broken with the bending outer crack occurring in addition to the bending end crack. In that case, the bending outer crack is included. It is an evaluation value.

以上説明したように本実施形態によれば、剪断加工した端面を有する板材に曲げ加工を行い、端面の破断限界である曲げ端割れの有無を評価した。これにより、評価結果に基づいて、材料の機械的特性、剪断加工の際のクリアランス、曲げ内Rなどの各種パラメータに応じた曲げ端割れの発現状態が正確に予測可能となる。特に、実生産において曲げ端割れ発生の危険性が高い980MPa級以上の鋼板において、曲げ端の割れ限界を評価することが可能となることの効果はより大きい。 As described above, according to the present embodiment, the plate material having the sheared end face is bent, and the presence or absence of the bent end crack, which is the breaking limit of the end face, is evaluated. As a result, based on the evaluation results, it is possible to accurately predict the state of occurrence of bending end cracks according to various parameters such as the mechanical properties of the material, the clearance during shearing, and the radius inside the bending. In particular, the effect of being able to evaluate the crack limit of the bent end is greater in a steel sheet of 980 MPa class or higher, which has a high risk of cracking at the bent end in actual production.

10,10a~10e 鋼板
12 端面
14 曲げ端割れ
15 試験片
16 曲げ外割れ
18 剪断加工した端面
20 押型
30 上型
32 下型
10,10a-10e Steel plate 12 End face 14 Bent end crack 15 Test piece 16 Bending outer crack 18 Sheared end face 20 Stamp 30 Upper die 32 Lower die

Claims (6)

板材を剪断加工により切断する第1のステップと、
前記剪断加工により切断された端面を含む領域で前記板材を曲げ加工する第2のステップと、
前記曲げ加工された前記板材の前記端面における破断限界を評価する第3のステップと、
を備える、板材の曲げ端割れの評価方法。
The first step of cutting the plate by shearing,
The second step of bending the plate material in the region including the end face cut by the shearing process, and
A third step of evaluating the breaking limit at the end face of the bent plate material, and
A method for evaluating a crack at a bent end of a plate material.
前記第1のステップにおいて、前記剪断加工に用いる上型と下型の剪断方向と直交する方向のクリアランスを管理して前記板材を切断し、
前記第3のステップにおいて、前記クリアランスに応じて前記破断限界を評価する、請求項1に記載の板材の曲げ端割れの評価方法。
In the first step, the plate material is cut by controlling the clearance in the direction orthogonal to the shearing direction of the upper die and the lower die used for the shearing process.
The method for evaluating bent end cracks in a plate material according to claim 1, wherein in the third step, the breaking limit is evaluated according to the clearance.
前記第2のステップにおいて、前記板材の曲げ内Rを管理して前記板材を曲げ加工し、
前記第3のステップにおいて、前記曲げ内Rに応じて前記破断限界を評価する、請求項1又は2に記載の板材の曲げ端割れの評価方法。
In the second step, the plate material is bent by controlling the bending inner radius of the plate material.
The method for evaluating bent end cracks in a plate material according to claim 1 or 2, wherein in the third step, the breaking limit is evaluated according to the bending inner radius R.
前記第3のステップにおいて、前記曲げ加工された前記板材の前記端面において、曲げ端割れの有無を評価する、請求項1~3のいずれか1項に記載の板材の曲げ端割れの評価方法。 The method for evaluating bent end cracks in a plate material according to any one of claims 1 to 3, wherein in the third step, the presence or absence of bent end cracks is evaluated on the end surface of the bent plate material. 前記曲げ加工が引張曲げの場合、前記第3のステップにおいて、前記板材が破断する際の引張応力に基づいて前記破断限界を評価する、請求項1~3のいずれか1項に記載の板材の曲げ端割れの評価方法。 The plate material according to any one of claims 1 to 3, wherein when the bending process is tensile bending, the breaking limit is evaluated based on the tensile stress when the plate material breaks in the third step. Evaluation method for bending end cracks. 前記曲げ加工がVDA曲げの場合、前記第3のステップにおいて、前記板材が破断する曲げ角度に基づいて前記破断限界を評価する、請求項1~3のいずれか1項に記載の板材の曲げ端割れの評価方法。 The bent end of the plate material according to any one of claims 1 to 3, wherein when the bending process is VDA bending, the breaking limit is evaluated based on the bending angle at which the plate material breaks in the third step. How to evaluate cracks.
JP2020111969A 2020-06-29 2020-06-29 Evaluation method for bending edge cracking of plate materials Active JP7436841B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020111969A JP7436841B2 (en) 2020-06-29 2020-06-29 Evaluation method for bending edge cracking of plate materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020111969A JP7436841B2 (en) 2020-06-29 2020-06-29 Evaluation method for bending edge cracking of plate materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022011080A true JP2022011080A (en) 2022-01-17
JP7436841B2 JP7436841B2 (en) 2024-02-22

Family

ID=80147899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020111969A Active JP7436841B2 (en) 2020-06-29 2020-06-29 Evaluation method for bending edge cracking of plate materials

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7436841B2 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6154794B2 (en) 2014-10-15 2017-06-28 株式会社神戸製鋼所 Method for evaluating crack resistance of metal plates
JP6766365B2 (en) 2015-03-11 2020-10-14 日本製鉄株式会社 Bending resistance evaluation device and evaluation method for metal plates
EP3674009A4 (en) 2017-08-23 2020-08-26 JFE Steel Corporation Deformation limit evaluation method for sheared surface of metallic sheet, crack prediction method, and press die designing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP7436841B2 (en) 2024-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4814851B2 (en) Estimation method of stretch flange crack in thin plate press forming simulation
CN111163875B (en) Deformation limit evaluation method, fracture prediction method, and press die design method
JP6562070B2 (en) Shearing method
KR101999459B1 (en) Blank, molded article, mold and method for producing blank
JP6870670B2 (en) Deformation limit evaluation method, crack prediction method and press die design method
JP2006224121A (en) Steel sheet punching tool, and punching method using the same
CN113365752A (en) Method for manufacturing stamped member and method for manufacturing blank
JP7188457B2 (en) METHOD FOR SHEARING METAL PLATE AND METHOD FOR MANUFACTURING PRESS PARTS
JP2022011080A (en) Method for evaluating bending end crack of plate
JP6977913B1 (en) Manufacturing method of pressed parts and manufacturing method of blank material
JP6773255B1 (en) Bending crack evaluation method, bending crack evaluation system, and manufacturing method of press-formed parts
JP2019030899A (en) Shear processing method
JP2022011536A (en) Metal plate shearing method, press component manufacturing method, metal plate, and metal plate shearing metal mold
JP2011088152A (en) Method of setting shearing condition
JP7502620B2 (en) Manufacturing method of processed materials
JP2007307616A (en) Method and tool for shearing metal sheet, and metal sheet product obtained by shearing
JP7288212B2 (en) Blank manufacturing method, press-formed product manufacturing method, shape determining method, shape determining program, blank manufacturing apparatus, and blank
JP2008149349A (en) Die for blanking press of sheet and blanking method
WO2023145228A1 (en) Method for performing shearing work on amorphous alloy foil
KR102619894B1 (en) Steel plates and members
JP6729174B2 (en) Shearing method
CN117897239A (en) Method for improving delayed fracture characteristics of metal plate, method for producing blank, method for producing press-formed article, and press-formed article
JP2018158384A (en) Shearing method and shearing device
CN113199206A (en) Method of forming and stamping cut-out friction stir welded blanks
JP2019166571A (en) Shear processing method and shear processing device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231031

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231107

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231207

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240109

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240122

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7436841

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151