[发明专利]金属板材的成型方法及成型装置

说明书

技术领域

本发明涉及金属板材的成型方法及成型装置，其中金属板材借助于具有冲模和冲头的成型模具被成型为具有突出部。

背景技术

传统地，已知如下的燃料电池隔板：通过在金属板材中形成多个突出部，来形成供诸如氢气或氧气等的气体或冷却水流过的流路。例如专利文献1和专利文献2公开的方法已作为成型这种燃料电池隔板的方法提出。

根据专利文献1的成型方法，如图15的(a)所示，借助于第一成型模具41的模具411和模具412，在金属板材42中形成小突部421。其后，如图15的(b)和图15的(c)所示，小突部421的周缘部的内侧被第二成型模具43的模具431和模具432挤压，形成突出部422。

根据专利文献2的成型方法，如图16的(a)所示，金属板材52被第一成型模具51的模具511的凸部的前端面挤压，形成小突部521。其后，如图16的(b)所示，使得第一成型模具51的模具512的倾斜面和模具511的倾斜面压延(roll out)(即，通过施加压力而延伸)两个倾斜面之间的小突部521的侧壁部，形成突出部522。此外，如图16的(c)所示，使得与第一成型模具51不同的第二成型模具53的模具531的前端面和模具532的底面压延前端面与底面之间的突出部522的顶部524。结果，突出部522的顶部524变薄，顶部524的宽度变大。

传统的成型方法中存在以下问题。

根据专利文献1的成型方法，通过利用第一成型模具41的压力加工和通过利用第二成型模具43的压力加工主要都是拉延成型(drawing-out molding)。详细地，如图15的(a)所示，金属板材42被模具412的凸部413挤压，并被拉延。其后，如图15的(b)所示，金属板材42的小突部421的周缘部被模具432的角部434以及被模具431的角部433在狭窄区域内挤压。在这种情况下，角部433的位置和角部434的位置在金属板材42的突出部的高度方向上偏离(deviate)。因此，金属板材42不仅被两个角部433和434拉延，而且还以角部433和434作为支点弯曲。

其后，如图15的(c)所示，金属板材42的小突部421的顶部在模具431和432二者之间被模具432和模具431平坦化。另一方面，维持借助于模具431的角部433在狭窄区域内的挤压。

如上述，金属板材42被模具412拉延，然后被两个角部433和434拉延，并被角部433拉延。因此，金属板材21被拉延，并到达易于被破断的状态。此外，金属板材21被局部连续挤压。因此，金属板材21上的应力分布变得不均匀。换言之，金属板材21在角部433附近被连续挤压，因此到达易于被破断的状态。

根据专利文献2的成型方法，如图16的(a)和图16的(b)所示，小突部521通过模具51形成，接着小突部521的侧壁部523被第一成型模具51压延，形成突出部522。在这种情况下，如从图16的(b)明显地，仅通过使突出部522减薄而形成侧壁部523，因此侧壁部523的厚度变得不足。在这种状态下，金属板材52上的强度分布变得不均匀，因此金属板材52到达易于被破断的状态。此外，根据专利文献2的成型方法，通过第一成型模具51形成突出部522，然后如图16的(c)所示，突出部522的顶部524被第二成型模具53压延，顶部524的宽度变大。换言之，由顶部524的压延导致的材料移动使顶部524的宽度扩展。以此种方式移动的材料聚集在顶部524的角部处。即使在这种状态下，侧壁部523也保持较薄，并仍处于易于被破断的状态。此外，当材料聚集在顶部524的两端的角部处时，顶部524与侧壁部523之间的应力分布变化很大。因此，容易在已成型的金属板材52上发生诸如翘曲或起伏等的变形。

如上述，根据专利文献1和专利文献2的成型方法，对破断或变形的忧虑高，因此难以很大地延伸金属板材52或者增高突出部522。还能够想到的是，通过使金属板材52的应力分布平均化来消除变形。因此存在在完成成型加工之后施加热处理的情况。然而，在这种情况下，加工步骤变得复杂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-317531号公报

专利文献2：日本特开2012-51016号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的是提供一种金属板材的成型方法及成型装置，其能够在金属板材中形成厚度均匀的具有足够高度的突出部，并能够防止金属板材被破断。

用于解决问题的方案