JPH03161102A - 成形性に優れたプレス加工用金属薄板 - Google Patents

成形性に優れたプレス加工用金属薄板

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JPH03161102A
JPH03161102A JP29618389A JP29618389A JPH03161102A JP H03161102 A JPH03161102 A JP H03161102A JP 29618389 A JP29618389 A JP 29618389A JP 29618389 A JP29618389 A JP 29618389A JP H03161102 A JPH03161102 A JP H03161102A
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steel
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Takanori Tamatoshi
孝徳 玉利
Takaaki Hira
隆明 比良
Kunio Isobe
磯辺 邦夫
Yukio Yarita
鑓田 征雄
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B21B1/227—Surface roughening or texturing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く産業上の利用分野〉 本発明は、幅広い或形余裕範囲を有するプレス加工用金
属薄仮に関するものである. く従来の技術〉 一Mに、プレス加工川m仮は、しわや割れ等の欠陥を生
しることなく、安定して戒形できることが強く要求され
る.前記欠陥は金型内における材料の流れ込み易さに大
きく影響される.それはプレス成形条件、鋼板の1a械
的性質と密接な関係にあることはいうまでもないが、金
型と鋼板問に作用ずる摺動抵抗(摩擦抵抗)に関与する
鋼板の表面粗さも一つの要因と考えられてきた.鋼板は
プレス加工性を高めるために、表面上に@細な凹凸を有
するダルロールによって調質圧延することにより、一定
の粗さを付与される。従来、ロール表面のダル加工法と
してはショットブラスト法、放電ダル加工法が用いられ
てきたが、両方法ともまず均一なi■度表面を得ること
が目的で、微妙な制御性という点では原理的に限界があ
る.このため、近年上記の方法に代わり、例えば特開昭
56−119687号公報や特公昭5B−25557号
公報のように、レーザ・ビームをパルス状にIK!射し
て、ロール表面に無数の凹凸を規則的に形或するレーザ
ダル加工法が採られている.しかしながら、そのダル形
状、寸法の自由度は限られており、プレス加工に適した
凹凸形状を意図的に付与するまでには至っていないのが
現状である. そして、プレス加工用鋼板はその機械的性質、表面ね度
等を踏まえた最適なしわ押え力のもとで、連続的に大量
に加工されるが、同一材質の#A仮でも突如として戒形
不良が発生する場合がある。その要因は、鋼板の戒形余
裕範囲(しわを発生させないしわ押え力の下限値から、
割れを起こさないそれの上限値までの範囲)が狭いため
、威形時の微妙な条件変化に対応できない、あるいは、
戒形条件の厳しい部位における局所的な面圧上昇による
型かじりによって、鋼板の型内への流れ込みが不均一に
なることなどが考えられる. く発明が解決しようとする課題〉 本発明は、上記の戒形不良を極力抑えるために、金型g
iFiの戒形余裕範囲を改善すると同時に、高面圧下に
おける耐型かしり性をも向上させられるような、表面凹
凸構造を備えたプレス加工用金属薄板を提供することを
目的とする. く課題を解決するための手段〉 本発明は、金属仮表面に寸法が異なる独立した大小2種
類の泡状凹部を有し、小さな凹部の外径が10〜90n
、大きな凹部の外径が100〜280μm、凹部の面積
率が20%以上、凹部の深さが10p一以下であること
を特徴とする成形性に優れたプレス加工用金属薄板であ
る. く作 川〉 一般に、薄@仮はその多くが、絞り加工や張出し加工等
の機械的加工によって目的とする形状に戒形される. その際、しわ押え部、グイ肩部等ではfil仮表面と金
型表面が潤滑抽を介した接触状態において、鋼板の移動
による摺動が起こる.この潤滑浦の効果を十分発揮させ
ることが、高しわ押え力の条件でも、鋼板の流れ込みを
助長し、スムーズな成形を行うために必要である. 鋼板表面が溝状の凹郎で構戒されている場合には、鋼仮
と金型との境界面に存在する潤滑油は、金型との面圧に
よってその潜に沿って流出し、その効果が発揮されない
. これに対し、泡状の凹部で表面が構成されるならば、潤
滑抽は凹部にとどまり、金型との面圧、鋼板表面の変形
によって、凹部から鋼板と金型との接触面に供給され、
その役割を十分に果たすことが可能である. 但し、一つの部品をプレス或形する場合でも、各部位で
変形様式、面圧等の条件は異なる.また、泡状の凹部も
その面積、深さを含む平面形状、断面形状に対して、耐
えられる面圧に限界があると考えられる.従って、単に
泡状の凹部を鋼板表面に施すだけでは、期待する効果を
得ることはできない. そこで、低而圧で潤滑状態の優れた凹凸ti造と高面圧
でのそれとをうまく組み合わせることによって、本発明
の目的を達成することが可能である.高面圧下に適する
構造を取り入れることで、局所的に発生する型かじりを
防止できる確率が高いことはいうまでもない. 上記を考慮した鋼板表面の凹凸構造を模式的に示したも
のが第1図である.第1図(a)、(ロ)は本発明の鋼
板表面の例を示す平面図、第1図(C)、(ψはそれぞ
れ第1図(a)、(ハ)の1−■線、■−■線における
断面形状を示す.凹部の平面形状は正方形、円形を例と
しているが、どのような形状でもかまわず、大きな凹部
とその周囲を構戒する凸部上に施された小さな凹部との
形状が一敗しなくても問題はない.また、第l図の断面
図では、凹部が矩形を呈しているが、潤滑油の凸面への
Ut給し易さを考えると、椀状あるいは皿状の方が望ま
しい.平面図における凹部の配列も規則的であるが、目
的を逸脱しなければ、その配置も特に制約はしない. 第1図に示す表面構造のプレス戒形における効果として
は、低面圧(低しわ押え力)域では凸部上に構成された
小さな凹部が活発な潤滑作用を呈し、高面圧域に移行す
るに連れて、該凹部の効用は失せ、それに代わり大きな
凹部がSt仮の流れ込み易さを補う潤滑状態に寄与する
. 従って、上記表面構造を有する鋼板では、しわが発生し
やすい低面圧域から、割れが発生しやすい高面圧域まで
の広範囲にわたる戒形領域をカバーすることができるの
で、戊形不良を起こす確率が極めて低くなり、製品歩留
り向上の点からも有利である. また、綱仮と金型との接触面に侵入した異物を起点とす
る型かしりなども、大きな凹部が異物の受番ナ皿となり
、未然にそれを防止するn能をも果たし得る. 次に、本発明の数値限定の理由について説明する. 泡状凹部の幾何学的特性がプレス加工性に及ぼず影響を
調べるために、第7図に示すような表面を備えた鋼板を
調質圧延して製作した.この際、凹部中心間を45″の
線で結んだ時、中心間距離が150μ−となるように配
列し、凹部の平面形状である疋方形の一辺の長さを60
μm、120μmとし、凹部の深さはほぼ5μ重に統一
した.調質j工延に使用した11−ルは、印刷技術で利
用されるフォトエッチング法によって表面加工した.ロ
ール表面は、第7図の鋼板表面と全く反対の凹凸形状を
Ofitえており、鋼板表面の凹部はロール表面では凸
部に相当する. これらの鋼板の表面に潤滑抽を塗布し、プレス加工性を
評価した.評価方法は、第8図に示すように、試験片6
の両面から先端20mmRの■,E面をもつ工具7に4
111付力8を加えておき、この押付力8と直角方向9
に試験片を引き抜くIn動試験方法により、摺仙批抗を
測定した. 第9図に押付力を50kgfSlookgF、200k
3rと変化さ・吐たときの実験結果を示す。押付力50
kg4では、小さい凹部(60μmφ)を備えた鋼板の
方が、大きい凹部( 120pIIφ)のものより摺勤
抵抗が低く、押付力が200kgfになると逆に、大き
い凹部の方がrH動抵抗は低くなる.押付力がブレスカ
11工における、しわ押え力に相当するものと考えると
、低面圧では鋼板表面に小さな凹部が7t1[ずる方が
ti!f mh抵抗を低く保つことができ、面圧が高く
なると大きな凹部の方がその傾向が囲著になる。
次に、これらの大小凹部の適切な寸法を定めるための実
験を行った.まず、第7図に示すような表面を備えた鋼
板を、正方形凹部の一辺の長さ(一辺長)、あるいは凹
部中心間の長さを変えて、i +!rIinも作製し、
第8図の評価方法で摺動抵抗を調べた. 第10図は、押付力30kgfで試験片を引き抜いた時
の摺動抵抗を、凹部が占める面積率に対して、凹部の一
辺長をパラメータにグラフ化したものである.凹部の一
辺長が10hm以上では慴動抵杭にあまり変化は見られ
ないが、80pII以下ではlFt動抵抗が低下してい
き、特に凹部面積率で25%以上を占めると更に顕著で
ある.また、ロール表面に意図的に付与できる凹凸の平
面形状の最小径は、フォトエッチング法などで使用され
るレーザ・ビームの径でも10n程度である.これらの
ことから、小さな凹部の外径は円、多角形等のあらゆる
形状とその所有面積を考慮して、10〜90μ一が適し
ている. 第11図は、押付力200kgfにおける慴動抵抗を、
第10図と同様に表したものである.凹部の一辺長が1
00一以上で、凹部而梢率が20%以一ヒの場合に、慴
動抵抗を低下させるのに効果がある。但し、凹部の一辺
長が25haを超えると、高い面圧でも凹部に存在する
潤滑抽を有効に作用させることが困難になる.従って、
大きな凹部の外径、形状・面積を考慮すると100〜2
80μmが適当である。
また、凹部の深さの影響は図示しないが、10μmを超
えるとti勤抵抗は大きくなる1頃向にあるので、10
/Ill以下が望ましい. 〈実施例〉 以下、本発明の実施例について説明する.ロール表面の
ダル加工法に公知の技術フォトエッチング法を用い、規
則的な正方形の台地状の突起を有する調質圧延用ロール
を3揮頚作製した.これらのロールの表面構造の代表的
寸法を、第2図の記号に従い、表1に示す。
表1 il1質圧延の手順は、まず表1のロールNα2又はN
f13を使用し、第3図(alに示すように大きな凹部
を鋼板表面に形威させた後、ロールklにより第3図(
b)のような小さな凹部を付与する.ロールNα1とN
α2の組み合わせで、第1図に示す鋼板が作製でき、ロ
ール漱1とNt13により、第1図の1−11tli面
の凸部上に1個の小さな凹部が存在する鋼板表面となる
.前者を発明鋼仮l、後者を発明鋼板2とする. そして、大きな凹部を転写する際の圧下率を2.0%と
したところ、発明鋼仮1の大凹部深さは4pa、発明鋼
板2は5pmlとなり、さらに機械的性質を劣化させな
い程度の軽圧下で、深さ2−の小凹部が両者とも付与さ
れた.また、発明烟仮1の凹部の面積率は58%、発明
鋼仮2の凹部の面積率は56%であった. 発明鋼板の性能を確認するために、第4図に示す円錐台
威形をブランク径210φ、威形高さ50msの条件で
実施した.評価としては、しわ押え力を次第に増加させ
、割れが発生するときのしわ押え力を戒形範囲の上限値
とし、下限値は第5図のような円錐台側面に発生したし
わ高さを測定し、その高さが3胴以下を示すときの最小
しわ押え力とし、その範囲の広いものほど、成形性に優
れていると判断することにした. 実験に先立ら比較鋼板も数種類用意し、評価した.比較
鋼仮lはショット・ダル鋼板で、中心面平均粗さS R
 a 0.8pa、比較鋼仮2はレーザ・ダル綱板で、
中心面平均粗さSRal.O−である.比較鋼仮3、4
はそれぞれ発明鋼板lの大きな凹部だけ、小さな凹部だ
けを所有するtIgI仮である。
発明!l2I板、比較鋼板とも同一原仮からダル圧延し
、I反厚は0.8閣である. 潤滑油として洗浄抽を使用し、実験した結果を第6図に
示す. 1種類の泡状凹部だけを有する比較鋼仮3、4でも、比
較#iI板lのショット・ダル鋼板、比較鋼板2のレー
ザ・ダル1iI板よりも、戒形余裕範囲の割れ限界がか
なり改善された.更に比較鋼板3、4を組み合わせた発
明@仮l、また、発明鋼仮1の大凹部と小凹部の比率を
少し変えた発明鋼仮2では、大きさの異なる凹部による
相乗効果で、成形余裕範囲が飛躍的に拡張された. 以上の実験結果により、鋼板表面に付与した泡状の凹部
は、プレス成形性を向上させるのに有効であり、それを
二重構造にすることで、格段の戒果を得ることができた
ことが分かる. 〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、金属板表面にプ
レス戒形に適した凹凸構造を施すことにより、成形余裕
範囲の広いプレス加工用金WA薄板を提イハすることが
でき、歩留り向上の点からも有効である.
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、(b)は本発明のfA仮表面を例示した
平面図であり、第1図(C)、(d)はそれぞれ第1図
(a)、(b)のif線、■一■線での断面図である.
第2図(a)は本発明鋼仮を作製する際に使用した調質
圧延ロールの平面図で、第2図(ハ)は第2図(a)の
m−■線での断面図である.第3図は鋼板表面に2Il
類の泡状凹部を付与するilg質圧延工程の説明図であ
る.第4図は戒形余裕範囲を調査するために用いた円錐
台威形の概略図である.第5図は戒形した円錐台側面に
発生したしわ形状としわ高さの測定箇所を示す斜視図で
ある.第6図は発明鋼板と比較鋼板について円錐台戒形
を行った結果、得られた威形余裕範囲を示す図である.
第7図は本発明の実験に偶した泡状凹部の大きさが異な
る鋼板の表面状態を模式的に示した拡大図である.第8
図は第7図の鋼板のプレス加工性を81価する試験方法
の説明図である.第9図は摺動試験結果を示すグラフで
ある.第10図及び第11図は凹部の寸法を規定するの
に用いたそれぞれ押付力30kgf、200kgfにお
ける摺勤試験結果を示したグラフである. 1・・・調質圧延ロール、 3・・・パンチ、 5・・・しわ押え、 7・・・球面工具、 9・・・引抜方向. 2・・・鋼 板、 4・・・グ イ、 6・・・試験片、 8・・・押付力、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  金属板表面に寸法が異なる独立した大小2種類の泡状
    凹部を有し、小さな凹部の外径が10〜90μm、大き
    な凹部の外径が100〜280μm、凹部の面積率が2
    0%以上、凹部の深さが10μm以下であることを特徴
    とする成形性に優れたプレス加工用金属薄板。
JP1296183A 1989-11-16 1989-11-16 成形性に優れたプレス加工用金属薄板 Expired - Lifetime JP2598532B2 (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0237901A (ja) * 1988-07-28 1990-02-07 Kobe Steel Ltd 耐型かじり性の優れた綱板

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0237901A (ja) * 1988-07-28 1990-02-07 Kobe Steel Ltd 耐型かじり性の優れた綱板

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