BR112015018879A2

BR112015018879A2 - molde de laminação, e, método de fabricação de material conformado

Info

Publication number: BR112015018879A2
Application number: BR112015018879A
Authority: BR
Inventors: Kurobe Jun; Nakamura Naofumi; Yamamoto Yudai
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2020-01-14
Also published as: JP5395301B1; CN104411424A; EA028442B1; TR201807893T4; EP3015186A4; KR20150090259A; SG11201507296PA; MY161699A; JP2015027679A; WO2014207947A1; AU2013396488A1; HUE037834T2; RS57330B1; PH12015501689A1; EP3015186B1; KR101576009B1; US9527128B2; CA2905000A1; MX357695B; PT3015186T

Abstract

1 / 1 resumo â€œmolde de laminaã‡ãƒo, e, mã‰todo de fabricaã‡ãƒo de material conformadoâ€� este molde para laminaã§ã£o ã© provido com uma punã§ã£o para ser inserido em uma parte moldada e uma matriz com um furo de compressã£o no qual a parte moldada junto com a punã§ã£o deve ser comprimida. a superfãcie perifã©rica interna do furo de compressã£o ã© provida de maneira a estender-se nã£o paralela ã superfãcie perifã©rica externa da punã§ã£o e tambã©m de maneira a ter uma folga com a superfãcie perifã©rica externa com base na distribuiã§ã£o de espessura da folha nã£o uniforme da parte moldada prã©-estirada ao longo da direã§ã£o de compressã£o, de maneira tal que existe uma quantidade fixa de laminaã§ã£o para a parte moldada ao longo da direã§ã£o de compressã£o.

Description

“MOLDE DE LAMINAÇÃO, E, MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE MATERIAL CONFORMADO”

CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se a um molde de laminação usado para realizar laminação em uma porção conformada, e um método de fabricação de material conformado.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA [002] Uma porção conformada convexa é tipicamente formada realizando uma conformação em prensa, tal como estiragem, usando uma chapa metálica tratada na superfície, tal como uma chapa de aço revestida como uma matéria-prima. Quando a porção conformada exige precisão dimensional particularmente alta, laminação é implementado na porção conformada depois que a porção conformada é formada. Laminação é um método de processamento de estabelecer uma folga entre uma punção e uma matriz para que seja menor que a espessura de chapa da porção conformada antes da laminação, e então estirar uma superfície da chapa da porção conformada usando a punção e a matriz de forma que a espessura de chapa da porção conformada case com a folga entre a punção e a matriz.

[003] Uma configuração descrita no documento de patente 1 a seguir, por exemplo, pode ser empregada como um molde usado para laminação. Ou seja, o molde convencional inclui uma punção e uma matriz. A punção é um elemento colunar com uma superfície periférica externa que se estende linearmente paralela à direção de compressão em um furo de compressão, e é inserido em uma porção conformada. A matriz tem o furo de compressão no qual a porção conformada é comprimida com a punção. O furo de compressão tem uma porção de ressalto disposta em uma borda externa de uma entrada do furo de compressão e é constituído por uma superfície curva com um raio de curvatura predeterminado, e uma superfície periférica interna que se estende linearmente a partir de uma extremidade do raio da porção de

2/17 ressalto paralela à direção de compressão. Quando a porção conformada é comprimida no furo de compressão, a sua superfície da chapa é estirada pela porção de ressalto de maneira a diminuir gradualmente de espessura até a largura da folga entre a superfície periférica externa da punção e a superfície periférica interna do furo de compressão.

Documento de patente 1: Publicação do Pedido de Patente Japonês H5-50151 DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [004] A espessura de chapa da porção conformada antes da laminação é irregular na direção de compressão. Mais especificamente, a espessura de chapa de um lado da extremidade traseira da porção conformada na direção de compressão é frequentemente maior que a espessura de chapa de um lado da extremidade dianteira da porção conformada. O motivo pelo qual o lado da extremidade traseira é mais espesso que o lado da extremidade dianteira é que ele é estirado a um maior valor que o lado da extremidade traseira quando a porção conformada é formada.

[005] No molde convencional supradescrito, a superfície periférica externa da punção e a superfície periférica interna do furo de compressão estendem-se paralelas uma à outra. Dessa maneira, a folga entre a superfície periférica externa da punção e a superfície periférica interna do furo de compressão é uniforme na direção de compressão e, portanto, a parte espessa da porção conformada é submetida a um maior valor de laminação. Consequentemente, uma camada tratada na superfície da parte com a maior espessura de chapa é raspada e, em decorrência disto, um resíduo pulverulento pode ser gerado. O resíduo pulverulento causa problemas tal como a formação de diminutas crateras (reentrâncias) na superfície da porção estirada conformada e deterioração do desempenho de um produto fabricado usando o material conformado.

[006] A presente invenção foi concebida para solucionar os problemas supradescritos, e um objetivo da mesma é prover um molde de

3/17 laminação e um método de fabricação de material conformado com os quais a geração de uma grande carga em uma parte de uma camada tratada na superfície pode ser evitada, de forma que a quantidade de resíduo pulverulento gerado pode ser reduzida.

[007] Um molde de laminação de acordo com a presente invenção é um molde de laminação para realizar laminação em uma porção conformada convexa formada usando uma chapa metálica tratada na superfície como uma matéria-prima, incluindo: uma punção que é inserida na porção conformada; e uma matriz com um furo de compressão no qual a porção conformada é comprimida com a punção, em que o furo de compressão inclui uma porção de ressalto disposta em uma borda externa de uma entrada do furo de compressão e constituída por uma superfície curva com um raio de curvatura predeterminado, e uma superfície periférica interna que estende-se a partir de uma extremidade do raio da porção de ressalto em uma direção de compressão da porção conformada, e ao longo da qual uma superfície externa da porção conformada desliza em resposta ao deslocamento relativo entre a punção e a matriz, e a superfície periférica interna estende-se não paralela a uma superfície periférica externa da punção, e a superfície periférica interna é provida com uma folga que corresponde a uma distribuição de espessura de chapa irregular, na direção de compressão, da porção conformada antes da laminação em relação à superfície periférica externa para assegurar que a quantidade de laminação aplicada na porção conformada permanece constante na direção de compressão.

[008] Um método de fabricação de material conformado de acordo com a presente invenção inclui as etapas de: formar uma porção conformada convexa realizando pelo menos um processo de conformação em uma chapa metálica tratada na superfície; e realizar laminação na porção conformada usando um molde de laminação depois da formação da porção conformada, em que o molde de laminação inclui: uma punção que é inserido na porção

4/17 conformada; e uma matriz com um furo de compressão no qual a porção conformada é comprimida com a punção. O furo de compressão inclui uma porção de ressalto disposta em uma borda externa de uma entrada do furo de compressão e constituída por uma superfície curva com um raio de curvatura predeterminado, e uma superfície periférica interna que estende-se de uma extremidade do raio da porção de ressalto em uma direção de compressão da porção conformada, e ao longo da qual uma superfície externa da porção conformada desliza em resposta ao deslocamento relativo entre a punção e a matriz, e a superfície periférica interna estende-se não paralela a uma superfície periférica externa da punção, e a superfície periférica interna é provida com uma folga que corresponde a uma distribuição de espessura de chapa irregular, na direção de compressão, da porção conformada antes da laminação em relação à superfície periférica externa para assegurar que a quantidade de laminação aplicada na porção conformada permanece constante na direção de compressão.

[009] Com o molde de laminação e o método de fabricação de material conformado de acordo com a presente invenção, a superfície periférica interna do furo de compressão estende-se não paralela à superfície periférica externa da punção, e a superfície periférica interna é provida com uma folga que corresponde à distribuição de espessura de chapa irregular, na direção de compressão, da porção conformada antes da laminação em relação à superfície periférica externa para assegurar que a quantidade de laminação aplicada na porção conformada permanece constante na direção de compressão. Portanto, geração de uma grande carga em uma parte de uma camada tratada na superfície pode ser evitada e, em decorrência disto, a quantidade de resíduo pulverulento gerado pode ser reduzida.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0010] Fig. 1 é um fluxograma mostrando um método de fabricação de material conformado de acordo com uma modalidade da presente

5/17 invenção;

[0011] Fig. 2 é uma vista em perspectiva mostrando um material conformado incluindo uma porção conformada, formada por um processo de conformação mostrado em Fig. 1;

[0012] Fig. 3 é uma vista em perspectiva mostrando o material conformado incluindo a porção conformada seguindo um processo de laminação mostrado na Fig. 1;

[0013] Fig. 4 é uma vista seccional de uma porção conformada 1 mostrada na Fig. 2;

[0014] Fig. 5 é uma vista seccional mostrando um molde de laminação usado no processo de laminação S2 mostrado na Fig. 1;

[0015] Fig. 6 é uma vista ilustrativa ampliada mostrando uma periferia de uma porção de ressalto durante o processo de laminação realizado na porção conformada usando o molde de laminação mostrado na Fig. 5;

[0016] Fig. 7 é uma vista ilustrativa esquemática mostrando um relacionamento entre a porção de ressalto de Fig. 6 e uma camada de revestimento de uma chapa de aço revestida com Zn;

[0017] Fig. 8 é um gráfico mostrando uma distorção Rsk da camada de revestimento mostrada na Fig. 6 em relação a vários tipos de camadas de revestimento;

[0018] Fig. 9 é um gráfico mostrando um relacionamento entre uma taxa de laminação Y e X (= r/t_re) em relação à chapa de aço revestida com a liga Zn-Al-Mg mostrada na Fig. 8; e [0019] Fig. 10 é um gráfico mostrando o relacionamento entre a taxa de laminação Y e X (= r/t_re) em relação à chapa de aço galvanizada por imersão a quente ligada, uma chapa de aço galvanizada por imersão a quente, e a chapa de aço eletrogalvanizada mostrada na Fig. 8.

MELHOR MODO PARA REALIZAR A INVENÇÃO [0020] Modalidades da presente invenção serão descritas a seguir com

6/17 referência aos desenhos.

Primeira Modalidade [0021] A Fig. 1 é um fluxograma mostrando um método de fabricação de material conformado de acordo com uma modalidade da presente invenção. A Fig. 2 é uma vista em perspectiva mostrando um material conformado incluindo uma porção conformada 1 formada pelo processo de conformação SI mostrado na Fig. 1. A Fig. 3 é uma vista em perspectiva mostrando o material conformado incluindo a porção conformada 1 seguindo o processo de laminação S2 mostrado na Fig. 1.

[0022] Como mostrado na Fig. 1, o método de fabricação de material conformado de acordo com esta modalidade inclui o processo de conformação SI e o processo de laminação S2. O processo de conformação SI é um processo para formar a porção conformada 1 em uma forma convexa (vide Fig. 2) realizando pelo menos um processo de conformação em uma chapa metálica tratada na superfície. O processo de conformação inclui um processo de prensagem tal como estiragem ou laminação. A chapa metálica tratada na superfície é uma chapa metálica com uma camada tratada na superfície em uma superfície da mesma. A camada tratada na superfície inclui um filme pintado ou uma camada de revestimento. Nesta modalidade, a chapa metálica tratada na superfície é descrita como uma chapa de aço revestida com Zn formada aplicando um revestimento de Zn (zinco) em uma superfície de uma chapa de aço.

[0023] Como mostrado na Fig. 2, a porção conformada 1 de acordo com esta modalidade é uma porção convexa formada conformando a chapa de aço revestida com Zn em um corpo de tampa e então formando uma porção de ápice do corpo de tampa para proteger adicionalmente dela. Em seguida, uma direção estendendo-se de uma porção de base 1b até uma porção de ápice la da porção conformada 1 será referida como uma direção de compressão 1c. A direção de compressão 1c é uma direção na qual a porção conformada 1 é

7/17 comprimida em um furo de compressão (vide Fig. 5) provido em uma matriz de um molde de laminação a ser descrito a seguir.

[0024] O processo de laminação S2 é um processo para realizar laminação na porção conformada 1 usando o molde de laminação a ser descrito a seguir. Laminação é um método de processamento de estabelecer uma folga entre uma punção e uma matriz de um molde de laminação menor que a espessura de chapa de uma porção conformada antes da laminação, e então estirar uma superfície da chapa da porção conformada usando a punção e a matriz de forma que a espessura de chapa da porção conformada case com a folga entre a punção e a matriz. Em outras palavras, a espessura da porção conformada 1 segunda laminação é mais fina que a espessura da porção conformada 1 antes da laminação.

[0025] Como mostrado na Fig. 3, ao realizar a laminação, o raio de curvatura de uma superfície curva constituindo uma superfície externa da porção de base 1b da porção conformada 1 é reduzido. Um material conformado fabricado realizando o processo de conformação S1 e o processo de laminação S2, ou, em outras palavras, um material conformado fabricado usando o método de fabricação de material conformado de acordo com esta modalidade, pode ser usado em várias aplicações, mas é usado em particular em aplicações tais como uma caixa de motor ou similares, por exemplo, em que a porção conformada 1 exige um alto grau de precisão dimensional.

[0026] A Fig. 4 é uma vista seccional mostrando a porção conformada 1 da Fig. 2. Como mostrado na Fig. 4, a espessura de chapa da porção conformada 1 antes da laminação é irregular na direção de compressão 1c. Mais especificamente, a espessura de chapa no lado da porção de base 1b da porção conformada 1 na direção de compressão 1c é maior que a espessura de chapa no lado da porção de ápice la da porção conformada 1. Em outras palavras, a espessura de chapa da porção conformada 1 diminui gradualmente na direção de compressão 1c de um lado da extremidade traseira (o lado da

8/17 porção de base lb) para um lado da extremidade dianteira (o lado da porção de ápice la). O motivo para esta distribuição de espessura de chapa irregular é que, quando a porção conformada é formada no processo de conformação S1, o lado da porção de ápice 1 a é estirado uma maior quantidade que o lado da porção de base 1b. Note que a taxa de redução da espessura de chapa pode ser constante ou irregular na direção de compressão 1c. A taxa de redução é um valor obtido dividindo a diferença entre uma espessura de chapa ti em uma posição predeterminada pela espessura de chapa t₂ em uma posição sem ser a posição predeterminada por uma distância de unidade d até o lado da extremidade dianteira pela distância de unidade d (= (t₂ - ti)/d).

[0027] A Fig. 5 é uma vista seccional mostrando um molde de laminação 2 usado no processo de laminação S2 mostrado na Fig. 1, e a Fig. 6 é uma vista ilustrativa ampliada mostrando uma periferia de uma porção de ressalto 211 durante o processo de laminação realizado na porção conformada usando o molde de laminação 2 mostrado na Fig. 5. Na Fig. 5, o molde de laminação 2 inclui uma punção 20 e uma matriz 21. A punção 20 é um corpo convexo que é inserido na porção conformada 1 supradescrita. Uma superfície periférica externa 20a da punção 20 estende-se linearmente paralela à direção de compressão 1c ao interior de um furo de compressão 210.

[0028] A matriz 21 é um elemento que inclui o furo de compressão 210 no qual a porção conformada 1 é comprimida com a punção 20. O furo de compressão 210 inclui a porção de ressalto 211 e uma superfície periférica interna 212. A porção de ressalto 211 é disposta em uma borda externa de uma entrada do furo de compressão 210, e é constituída por uma superfície curva com um raio de curvatura predeterminado. A superfície periférica interna 212 é uma superfície de parede estendendo-se na direção de compressão 1c a partir de uma extremidade do raio 21 la da porção de ressalto 211. A extremidade do raio 211a da porção de ressalto 211 é uma extremidade terminal da superfície curva constituindo a porção de ressalto

9/17

211 em um lado interno do furo de compressão 210. O ponto que a superfície periférica interna 212 estende-se na direção de compressão 1c significa que um componente da direção de compressão 1c é incluído em uma direção de extensão da superfície periférica interna 212. Como será descrito com mais detalhes a seguir, a superfície periférica interna 212 do furo de compressão 210 estende-se não paralelo (não se estende paralelo) à superfície periférica externa 20a da punção 20.

[0029] Quando a porção conformada 1 é comprimida no furo de compressão 210 junto com a punção 20, como mostrado na Fig. 6, uma superfície da chapa da porção conformada 1 é estirada pela porção de ressalto 211. Adicionalmente, uma superfície externa da porção conformada 1 desliza ao longo da superfície periférica interna 212 em resposta ao deslocamento relativo entre a punção 20 e a matriz 21. No molde de laminação 2 de acordo com esta modalidade, como aqui descrito, a superfície periférica interna 212 estende-se não paralela à superfície periférica externa 20a da punção 20 e, portanto, a superfície periférica interna 212 também estira (afina) a superfície da chapa da porção conformada 1.

[0030] Para assegurar que a quantidade de laminação aplicada na porção conformada 1 permanece constante na direção de compressão 1c, a superfície periférica interna 212 é provida com uma folga 212a que corresponde à distribuição de espessura de chapa irregular, na direção de compressão 1c, da porção conformada 1 antes da laminação em relação à superfície periférica externa 20a da punção 20. Aqui, a folga 212a é uma folga entre a superfície periférica interna 212 e a superfície periférica externa 20a em um ponto onde a punção 20 é comprimido no furo de compressão 210 até uma posição de término da laminação, como mostrado na Fig. 5. A quantidade de laminação é a diferença entre espessura de chapa pré-laminação tb e a espessura de chapa pós-laminação t_a (=tb - t_a).

[0031] Em outras palavras, a superfície periférica interna 212 é

10/17 provida de maneira tal que a folga 212a em relação à superfície periférica externa 20a em qualquer posição na direção de compressão 1c assume um valor obtido subtraindo um valor fixo (a quantidade de laminação necessária) da espessura de chapa da porção conformada 1 antes da laminação em uma posição idêntica. Quando a folga 212a em qualquer posição na direção de compressão 1c é notada como C(d), a espessura de chapa da porção conformada 1 antes da laminação na mesma posição é notada como Tb(d), e a quantidade de laminação necessária é notada como A, a superfície periférica interna 212 é provida de forma a satisfazer C(d) = Tb(d) - A. Note que d é a distância da porção de base 1b da porção conformada 1 na direção de compressão 1c.

[0032] Para colocar de uma outra forma, a superfície periférica interna 212 é provida de maneira tal que a folga 212a entre a superfície periférica interna 212 e a superfície periférica externa 20a diminui na direção de compressão 1 c a uma taxa idêntica à taxa de redução da espessura de chapa da porção conformada 1 na direção de compressão 1c antes da laminação. Quando a taxa de redução da espessura de chapa da porção conformada 1 na direção de compressão 1c antes da laminação é constante, a superfície periférica interna 212 é constituída por uma superfície cônica retilínea que se estende em um ângulo correspondente à taxa de redução da espessura de chapa da porção conformada 1. Quando a taxa de redução da espessura de chapa da porção conformada 1 na direção de compressão 1c antes da laminação é irregular, por outro lado, a taxa de redução da espessura de chapa da porção conformada 1 é aproximada de um valor fixo, e a superfície periférica interna 212 é formada como uma superfície cônica que se estende em um ângulo correspondente ao valor aproximado.

[0033] Pela formação da superfície periférica interna 212 desta maneira, uma carga exercida na superfície da porção conformada 1 pelo processo de laminação pode se tomar uniforme na direção de compressão 1c /17 mesmo quando a distribuição de espessura de chapa da porção conformada 1 na direção de compressão 1c é irregular. Consequentemente, a geração de uma grande carga em uma parte do revestimento pode ser evitada e, portanto, uma situação na qual uma parte da camada tratada na superfície é bastante raspada pode ser impedida. Em decorrência disto, a quantidade de resíduo pulverulento gerado (resíduo do revestimento) pode ser reduzida.

[0034] Em seguida, referindo-se à Fig. 7, um mecanismo pelo qual o resíduo de revestimento é gerado por causa da laminação realizado pela porção de ressalto 211 será descrito. Fig. 7 é uma vista ilustrativa esquemática mostrando um relacionamento entre a porção de ressalto 211 de Fig. 6 e uma camada de revestimento 10 de uma chapa de aço revestida com Zn. Como mostrado na Fig. 7, diminutas irregularidades 10a existem em uma superfície da camada de revestimento 10 da chapa de aço revestida com Zn. Quando a superfície da chapa da porção conformada 1 é estirada pela porção de ressalto 211, como mostrado na Fig. 6, as irregularidades 10a podem ser raspadas pela porção de ressalto 211 de maneira a formar resíduo da laminação.

[0035] A quantidade de resíduo de revestimento gerado é correlacionada com a razão r/t entre o raio de curvatura r da porção de ressalto 211 e a espessura de chapa t da chapa de aço revestida com Zn. A medida que o raio de curvatura r da porção de ressalto 211 diminui, distorção local aumenta, levando a um aumento na resistência ao deslizamento entre a superfície da camada de revestimento 10 e a porção de ressalto 211 e, em decorrência disto, a quantidade de resíduo de revestimento gerado aumenta. Adicionalmente, à medida que a espessura de chapa t da chapa de aço revestida com Zn aumenta, a quantidade de redução de espessura realizada pela porção de ressalto 211 aumenta, levando a um aumento na carga exercida na superfície da chapa de aço revestida com Zn e, em decorrência disto, a quantidade de resíduo de revestimento gerado aumenta. Em outras palavras, a quantidade de resíduo de revestimento gerado aumenta à medida que a razão

12/17 r/t diminui, e diminui à medida que a razão r/t aumenta.

[0036] Em particular, a superfície da chapa da porção conformada pré-laminação 1 em uma posição prensada entre a extremidade do raio 21 la e a punção 20 ao término da laminação tem a espessura reduzida ao máximo pela porção de ressalto 211. Do ponto de vista de supressão da quantidade de resíduo de revestimento gerado, portanto, a quantidade de resíduo de revestimento gerado é fortemente correlacionada com a razão r/t_re entre o raio de curvatura r da porção de ressalto 211 e a espessura de chapa t_re da porção conformada pré-laminação 1 na posição prensada entre a extremidade do raio 21 la e a punção 20 ao término da laminação.

[0037] A quantidade de resíduo de revestimento gerado também é correlacionada com a taxa de laminação aplicada pela porção de ressalto 211. Quando a folga entre a extremidade do raio 211a e a punção 20 é notada como c_re e a espessura de chapa t_re da porção conformada pré-laminação 1 na posição prensada entre a extremidade do raio 211a e a punção 20 ao término da laminação notada como t_re, a taxa de laminação é expressa por {(t_re - c_re) / t_re} x 100. A folga c_re corresponde à espessura de chapa da porção conformada pós-laminação 1 na posição prensada entre a extremidade do raio 211a e a punção 20. A medida que a taxa de laminação aumenta, a carga exercida na superfície da chapa de aço revestida com Zn aumenta, levando a um aumento na quantidade de resíduo de revestimento gerado.

[0038] A Fig. 8 é um gráfico mostrando uma distorção Rsk da camada de revestimento 10 mostrada na Fig. 6 em relação a vários tipos de camadas de revestimento. A quantidade de resíduo de revestimento gerado também é correlacionada com a distorção Rsk da camada de revestimento 10. A distorção Rsk é definida pela Japanese Industrial Standard B0601 e é expressa pela equação seguinte.

[Eq. 1]

13/17

Aqui, Rq é a rugosidade da raiz quadrada média (= raiz quadrada de um segundo momento de uma curva de distribuição de amplitude), e ,ÍZ³(x)dx é um terceiro momento da curva de distribuição de amplitude.

[0039] A distorção Rsk representa uma probabilidade de existência de porções salientes entre as irregularidades 10a (vide Fig. 7) na camada de revestimento 10. A medida que a distorção Rsk diminui, o número de porções salientes diminui e, portanto, a quantidade de resíduo de revestimento gerado é suprimida. Note que a distorção Rsk foi descrita pelo presente requerente na publicação do pedido de patente japonês 2006-193776.

[0040] Como mostrado na Fig. 8, uma chapa de aço revestida com a liga Zn-Al-Mg, uma chapa de aço galvanizada por imersão a quente ligada, uma chapa de aço galvanizada por imersão a quente e uma chapa de aço eletrogalvanizada podem ser citados como tipos de chapas de aço revestidas com Zn. Uma chapa de aço revestida com a liga Zn-Al-Mg típica é formada aplicando uma camada de revestimento constituída por uma liga contendo Zn, 6% em peso de Al (alumínio), e 3% em peso de Mg (magnésio) na superfície de uma chapa de aço. Como mostrado na Fig. 8, o presente requerente concluiu, depois de investigar as respectivas distorções Rsk desses materiais, que a distorção Rsk da chapa de aço revestida com a liga Zn-Al-Mg é incluída em uma faixa de menos que -0,6 e não menos que -1,3, enquanto as distorções Rsk das outras chapas de aço revestidas são incluídas em uma faixa de não menos que -0.6 e não mais que 0.

[0041] A Fig. 9 é um gráfico mostrando um relacionamento entre a taxa de laminação Y e X (= r/t_re) em relação à chapa de aço revestida com a liga Zn-Al-Mg. Os presentes inventores realizam laminação na chapa de aço revestida com a liga Zn-Al-Mg nas condições descritas a seguir, ainda

14/17 modificando a taxa de laminação e r/t_re. Note que a espessura de chapa da amostra foi 1,8 mm, e a cobertura de revestimento foi 90 g/m².

[Tabela 1]

Tabela 1: Composição química da amostra (% em peso)

Tipo de Revestimento	C	Si	Mn	P	s	Al	Ti
Chapa de aço revestida com a liga Zn-Al-Mg	0,002	0,006	0,14	0,014	0,006	0,032	0,056

[Tabela 2]

Tabela 2: Propriedades mecânicas da amostra

Tipo de Revestimento	Limite de escoamento (N/mm²)	Limite de resistência (N/mm²)	Alongamento (%)	Dureza Hv
Chapa de aço revestida com a liga Zn-Al-Mg	164	304	49,2	87

[Tabela 3]

Tabela 3: Condições do experimento

Dispositivo de prensa	Prensa de Transferência 2500 kN
Altura da porção conformada prélaminação	10,5 a 13,5 mm
Raio de curvatura r da porção de ressalto do molde de formação	1,5 a 4,5 mm
Raio de curvatura r da porção de ressalto do molde de laminação	0,3 a 2,0 mm
Folga do molde de laminação	1,10 a 1,80 mm
Óleo de formação de prensa	TN-20 (fabricado pela Tokyo Sekiyu Company Ltd.)

[0042] A ordenada na Fig. 9 é a taxa de laminação, que é expressa por {(tre - c_re) / t_re} x 100, e a abscissa é a razão entre o raio de curvatura r da porção de ressalto 211 e a espessura de chapa t_re da porção conformada prélaminação 1 na posição prensada entre a extremidade do raio 21 la e a punção 20 ao término da laminação, que é expressa por r/t_re- Os círculos mostram avaliações onde foi possível suprimir geração de resíduo de revestimento, e as cruzes mostram avaliações onde a geração de resíduo de revestimento não pôde ser suprimida. Adicionalmente, círculos em preto mostram resultados onde a precisão dimensional desviou de uma faixa predeterminada.

[0043] Como mostrado na Fig. 9, no caso da chapa de aço revestida com a liga Zn-Al-Mg, ou, em outras palavras, com um material no qual a distorção Rsk é menos que -0,6 e não menos que -1,3, foi confirmado que a geração de resíduo de revestimento pode ser suprimida em uma região abaixo

15/17 de uma linha reta notada por Y = 14,6X - 4,7, onde Y é a taxa de laminação e X é r/tre. Em outras palavras, com um material no qual a distorção Rsk é menos que -0,6 e não menos que -1,3, foi confirmado que a geração de resíduo de revestimento pode ser suprimida determinando o raio de curvatura r da porção de ressalto 211 e a folga c_re entre a extremidade do raio 211a e a punção 20 de maneira a satisfazer 0 < Y < 14,6X - 4,7. Note que, na expressão condicional citada, 0 < Y é definido de forma que, quando a taxa de laminação Y é menor ou igual a 0%, laminação não é realizado.

[0044] A Fig. 10 é um gráfico mostrando o relacionamento entre a taxa de laminação Y e X (= r/t_re) em relação à chapa de aço galvanizada por imersão a quente ligada, a chapa de aço galvanizada por imersão a quente e a chapa de aço eletrogalvanizada mostradas na Fig. 8. Os presentes inventores realizaram um experimento similar nas condições descritas a seguir em relação à chapa de aço galvanizada por imersão a quente ligada, a chapa de aço galvanizada por imersão a quente e a chapa de aço eletrogalvanizada. Note que as condições experimentais tal como o dispositivo de prensagem (vide Tabela 3) foram idênticas às da laminação realizado na chapa de aço revestida com a liga Zn-Al-Mg, anteriormente descrita. Adicionalmente, a chapa de aço galvanizada por imersão a quente ligada e a chapa de aço galvanizada por imersão a quente tiveram uma espessura de chapa de 1,8 mm e uma cobertura de revestimento de 90 g/m², enquanto a chapa de aço eletrogalvanizada teve uma espessura de chapa de 1,8 mm e uma cobertura de revestimento de 20 g/m².

[Tabela 4]

Tabela 4: Composição química das amostras (% em peso)

Tipo de revestimento	C	Si	Mn	P	s	Al	Ti
Chapa de aço galvanizada por imersão a quente ligada	0,003	0,005	0,14	0,014	0,006	0,035	0,070
Chapa de aço galvanizada por imersão a quente	0,004	0,006	0,15	0,014	0,007	0,039	0,065
Chapa de aço eletrogalvanizada	0,002	0,004	0,13	0,013	0,008	0,041	0,071

[Tabela 5]

16/17

Tabela 5: Propriedades mecânicas das amostras

Tipo de revestimento	Limite de escoamento (N/mm²)	Limite de resistência (N/mm²)	Alongamento (%)	Dureza Hv
Chapa de aço galvanizada por imersão a quente ligada	175	315	46,2	89
Chapa de aço galvanizada por imersão a quente	178	318	45,7	90
Chapa de aço eletrogalvanizada	159	285	53,4	84

[0045] Como mostrado na Fig. 10, no caso da chapa de aço galvanizada por imersão a quente ligada, a chapa de aço galvanizada por imersão a quente e a chapa de aço eletrogalvanizada, ou, em outras palavras, com materiais nos quais a distorção Rsk é não menos que -0,6 e não mais que 0, foi confirmado que a geração de resíduo de revestimento pode ser suprimida em uma região abaixo de uma linha reta notada por Y = 12,3X 7,0, onde Y é a taxa de laminação e X é r/t_re. Em outras palavras, com um material no qual a distorção Rsk é não menos que -0,6 e não mais que 0, foi confirmado que a geração de resíduo de revestimento pode ser suprimida determinando o raio de curvatura r da porção de ressalto 211 e a folga c_reentre a extremidade do raio 21 la e a punção 20 de maneira a satisfazer 0 < Y < 12,3X-7,0.

[0046] Consequentemente, no molde de laminação 2 e no método de fabricação de material conformado supradescritos, para assegurar que a quantidade de laminação aplicada na porção conformada 1 permanece constante na direção de compressão 1c, a superfície periférica interna 212 é provida de forma a ter a folga 212a que corresponde à distribuição de espessura de chapa irregular, na direção de compressão 1c, da porção conformada 1 antes da laminação em relação à superfície periférica externa 20a da punção 20 e, portanto, a geração de uma grande carga em uma parte da camada tratada na superfície (a camada de revestimento 10) pode ser evitada, em decorrência do que a quantidade de resíduo pulverulento gerado (resíduo

17/17 de revestimento) pode ser reduzida. Pela redução da quantidade de resíduo pulverulento gerado, problemas tal como a formação de diminutas crateras (reentrâncias) na superfície da porção estirada conformada 1, deterioração do desempenho de um produto fabricado usando o material conformado, e a necessidade de uma operação para remover o resíduo pulverulento podem ser eliminados. Esta configuração é particularmente efetiva quando a laminação é realizada em uma chapa de aço revestida com Zn.

[0047] Adicionalmente, com um material no qual a distorção Rsk é menos que -0,6, o raio de curvatura r da porção de ressalto 211 e a folga c_reentre a extremidade do raio 211a e a punção 20 são determinados de maneira a satisfazer um relacionamento de 0 < Y < 14,6X - 4,7 entre Y, que é expresso por {(t_re - c_re) / t_re} x 100, e X, que é expresso por r/t_re e, portanto, a quantidade de resíduo pulverulento gerado pela laminação realizado pela porção de ressalto 211 pode ser reduzida.

[0048] Além disso, com um material no qual a distorção Rsk não é menos que -0,6, o raio de curvatura r da porção de ressalto 211 e a folga c_reentre a extremidade do raio 211a e a punção 20 são determinados de maneira a satisfazer um relacionamento de 0 < Y < 12,3X - 7,0 entre Y, que é expresso por {(t_re - c_re) / t_re} x 100, e X, que é expresso por r/t_re e, portanto, a quantidade de resíduo pulverulento gerado pela laminação realizado pela porção de ressalto 211 pode ser reduzida.

[0049] Note que, na modalidade anterior, a chapa metálica tratada na superfície é descrita como uma chapa de aço revestida com Zn, mas a presente invenção pode ser aplicada a outras chapas metálicas tratadas na superfície, tal como uma chapa de alumínio com um filme pintado na sua superfície, por exemplo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Molde de laminação para realizar laminação em uma porção conformada convexa formada usando uma chapa metálica tratada na superfície como uma matéria-prima, compreendendo:

uma punção que é inserida na porção conformada; e uma matriz com um furo de compressão no qual a porção conformada é comprimida com a punção, caracterizado pelo fato de que o furo de compressão inclui uma porção de ressalto disposta em uma borda externa de uma entrada do furo de compressão e constituída por uma superfície curvada com um raio de curvatura predeterminado, e uma superfície periférica interna que estende-se de uma extremidade do raio da porção de ressalto em uma direção de compressão da porção conformada, e ao longo da qual uma superfície externa da porção conformada desliza em resposta ao deslocamento relativo entre a punção e a matriz, e a superfície periférica interna estende-se não paralela a uma superfície periférica externa da punção, e a superfície periférica interna é provida com uma folga que corresponde a uma distribuição de espessura de chapa irregular, na direção de compressão, da porção conformada antes da laminação em relação à superfície periférica externa para assegurar que uma quantidade de laminação aplicada na porção conformada permanece constante na direção de compressão.
2. Molde de laminação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a distorção Rsk da chapa metálica tratada na superfície é menos que -0,6 e não menos que -1,3, e que o raio de curvatura da porção de ressalto e a folga entre a extremidade do raio e a punção são determinados de maneira tal que, quando o raio de curvatura da porção de ressalto é estabelecido

2/4 como r, a folga entre a extremidade do raio e a punção é notada como c_re, e a espessura de chapa da porção conformada antes da laminação em uma posição que é prensada entre a extremidade do raio e a punção ao término da laminação é notada como t_re, um relacionamento de 0 < Y < 14,6X - 4,7 entre Y, que é expresso por {(t_re - c_re) / t_re} x 100, e X, que é expresso por r/t_re, é satisfeito.
3. Molde de laminação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a distorção Rsk da chapa metálica tratada na superfície é não menos que -0,6 e não mais que 0, e que o raio de curvatura da porção de ressalto e a folga entre a extremidade do raio e a punção são determinados de maneira tal que, quando o raio de curvatura da porção de ressalto é estabelecido como r, a folga entre a extremidade do raio e a punção é notada como c_re, e a espessura de chapa da porção conformada antes da laminação em uma posição que é prensada entre a extremidade do raio e a punção ao término da laminação é notada como t_re, um relacionamento de 0 < Y < 12,3X - 7,0 entre Y, que é expresso por {(t_re - c_re) / t_re} x 100, e X, que é expresso por r/t_re, é satisfeito.
4. Molde de laminação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a chapa metálica tratada na superfície é uma chapa de aço revestida com Zn formada aplicando um revestimento de Zn em uma superfície de uma chapa de aço.
5. Método de fabricação de material conformado compreendendo as etapas de:

formar uma porção conformada convexa realizando pelo menos um processo de conformação em uma chapa metálica tratada na superfície; e realizar laminação na porção conformada usando um molde de laminação depois da formação da porção conformada,

3/4 caracterizado pelo fato de que o molde de laminação inclui: uma punção que é inserida na porção conformada; e uma matriz com um furo de compressão no qual a porção conformada é comprimida com a punção, o furo de compressão inclui uma porção de ressalto disposta em uma borda externa de uma entrada do furo de compressão e constituído por uma superfície curva com um raio de curvatura predeterminado, e uma superfície periférica interna que se estende de uma extremidade do raio da porção de ressalto em uma direção de compressão da porção conformada, e ao longo da qual uma superfície externa da porção conformada desliza em resposta ao deslocamento relativo entre a punção e a matriz, e a superfície periférica interna estende-se não paralela a uma superfície periférica externa da punção, e a superfície periférica interna é provida com uma folga que corresponde a uma distribuição de espessura de chapa irregular, na direção de compressão, da porção conformada antes da laminação em relação à superfície periférica externa para assegurar que uma quantidade de laminação aplicada à porção conformada permanece constante na direção de compressão.
6. Método de fabricação de material conformado, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a distorção Rsk da chapa metálica tratada na superfície é menos que -0,6 e não menos que -1,3, e que o raio de curvatura da porção de ressalto e a folga entre a extremidade do raio e a punção são determinados de maneira tal que, quando o raio de curvatura da porção de ressalto é estabelecido como r, a folga entre a extremidade do raio e a punção é notada como c_re, e a espessura de chapa da porção conformada antes da laminação em uma posição que é prensada entre a extremidade do raio e a punção ao término da laminação é notada como t_re, um relacionamento de 0 < Y < 14,6X - 4,7 entre Y, que é

4/4 expresso por {(t_re - c_re) / t_re} x 100, e X, que é expresso por r/t_re, é satisfeito.
7. Método de fabricação de material conformado, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a distorção Rsk da chapa metálica tratada na superfície não é menos que -0,6 e não mais que 0, e que o raio de curvatura da porção de ressalto e a folga entre a extremidade do raio e a punção são determinados de maneira tal que, quando o raio de curvatura da porção de ressalto é estabelecido como r, a folga entre a extremidade do raio e a punção é notada como c_re, e uma espessura de chapa da porção conformada antes da laminação em uma posição que é prensada entre a extremidade do raio e a punção ao término da laminação é notada como t_re, um relacionamento de 0 < Y < 12,3X - 7,0 entre Y, que é expresso por {(t_re - c_re) / t_re} x 100, e X, que é expresso por r/t_re, é satisfeito.
8. Método de fabricação de material conformado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que a chapa metálica tratada na superfície é uma chapa de aço revestida com Zn formada aplicando um revestimento de Zn em uma superfície de uma chapa de aço.