プレス加工における素材の影響

板金加工は主に切断を伴う、 曲げ深絞り、冷間押出し、その他の量産プレス加工。プレス技術が異なれば、板金に対する要求も異なるため、板金材料の選択は、製品の一般的な形状と加工技術に基づいて検討する必要がある。

(1) 素材が切削加工に与える影響

裁断には、工程中に亀裂が生じないよう、シート材料に十分な可塑性が必要です。大半の材料は、程度の差こそあれ、切断の要件を満たすことができますが、金型の摩耗や切断の質は材料によって異なります。

軟質材料（純アルミニウム、防錆アルミニウム、黄銅、純銅、低炭素鋼など）は切削性に優れています。特に真鍮は最も性能が良く、断面が滑らかで切断後の傾きが非常に少ない部品ができる。

硬い材料（高炭素鋼、ステンレス鋼、硬質アルミニウム、超硬質アルミニウムなど）は、切断後に断面の凹凸が大きく、特に厚い材料では高品質な結果が得られない。材料がもろくなればなるほど、切断時に断裂が起こりやすくなる。

多くの非金属材料も切断を受けることができるが、非金属材料には微細な内部亀裂、不均一性、異方性、積層などの欠点があるため、多くは特別な補助加工を必要とする。切断後、十分な塑性を持つ材料はバリ取りや仕上げ加工が必要である。一方、脆い材料や厚い材料は、あらかじめ適切に加熱して塑性を高めておく必要がある。

(2) 曲げ加工における材料の影響

曲げ加工されるシートメタルには、十分な塑性と低い降伏強度、そして高い弾性率が必要である。高い塑性率を持つ板金は曲げ加工中に割れにくく、低い降伏強度と高い弾性率を持つ板金はスプリングバック変形が少なく、正確な形状の曲げ加工ができる。低炭素鋼（炭素の質量分率が0.2%以下）、黄銅、アルミニウムのような塑性の良い材料は曲げやすい。

錫(Sn6.5-01)、バネ鋼(65Mn)、硬質アルミニウム、超硬質アルミニウムのような脆性の高い材料は、相対的に大きな値を必要とする。 曲げ半径 (r/t)で曲げ、割れを防止する。

さらに、素材の状態が曲げやすさに大きく影響することにも注意が必要だ。

大きな段ボールや有機ガラスのような非金属材料は、予熱後でなければ曲げることができず、より大きな相対曲げ半径（一般にr/t>3~5）を必要とする。

(3) ドロー成形における素材の影響

シートメタルのドロー成形、特に深絞り成形は、成形の中でもより困難な工程のひとつである。 板金加工.適切な材料は、ドロー成形プロセスで滑らかな移行を伴う小さな深さと単純な形状を可能にするだけでなく、高い可塑性、低い降伏強度、および良好な安定性を有するべきである。そうでなければ、全体的な歪み、局所的なしわ、あるいは部品の断裂を招きやすくなる。硬い材料はドロー成形に適さない。

降伏強度と板厚方向係数（板圧延時に発生する繊維組織などによる異方性を考慮した係数）が大きいほど、板の強度比が小さくなり、より大きな変形が可能となり、プレス加工性が向上する。厚み方向係数（γ）が1より大きい場合、厚み方向よりも幅方向の変形が容易となる。

γ値が大きいほど、延伸成形中にシートが薄くなったり破断したりしにくく、延伸性が良好であることを示す。ひずみ硬化指数（延伸中の実際の応力-ひずみ曲線の傾き、nで表される）が高いと、加工中に変形が低変形領域に広がりやすくなり、より均一なひずみ分布が促進され、局所的な変形が減少する。

従って、n値は絞り成形やバルジング加工にとって極めて重要である。良好な絞り加工性で知られる材料には、純アルミニウムおよびその合金、低炭素鋼（炭素質量分率が0.14%以下）、軟質黄銅（銅質量分率が68%～72%）、オーステナイト系ステンレス鋼などがある。

(4)冷間押出およびその他のバルクスタンピングプロセスにおける材料の影響

冷間押出成形に適した材料 や他のバルク・スタンピング・プロセスでは、高い塑性と低い降伏強度を持つ必要がある。最も適切な材料は、アルミニウム、銅、低炭素鋼などである。

(5) 板厚公差の影響

過度の板厚公差（実際の板厚が標準許容偏差を超えること）は、部品の割れ、表面のしわ、曲げ後のスプリングバック、さらには重大な金型事故につながる可能性があります。板厚公差は、プレス加工の成功を左右する3大要因のひとつです。

鋼板の厚さ公差の変動は、金型が部品に与える圧力やメタルフローのしやすさに影響し、プレス時に部品の割れやしわにつながります。

(6) 表面欠陥がシート材に与える影響

規定に従って、熱延鋼板は割れ、かさぶた、ひだ、気泡、剥離、介在物などの有害な欠陥があってはならない。ただし、鋼板の最小板厚が維持される限り、深さ（または高さ）が板厚許容差の半分を超えない、孔食、くぼみ、傷のような軽微で局所的な欠陥は許容される。

冷延鋼板および熱延鋼板の表面欠陥、特に標準許容欠陥を超える欠陥の存在は、部品のひび割れに直結し、塗装品質に影響を与え、製品全体の外観を損なう可能性がある。

(7) 一般的なシート材料の加工性の比較

表1-6 加工性の比較 一般的なシート材料.