BR112016013860B1

BR112016013860B1 - método para fabricação de material formado

Info

Publication number: BR112016013860B1
Application number: BR112016013860-0A
Authority: BR
Inventors: Naofumi Nakamura; Yudai Yamamoto; Jun Kurobe
Original assignee: Nisshin Steel Co., Ltd
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2020-12-22
Also published as: CN105828968A; US20190232352A1; TW201524630A; US10421113B2; SG11201603941XA; US20160311006A1; JP6066896B2; TW201803660A; MY177761A; EA036642B1; CN105828968B; EP3085469B1; KR20190110151A; AU2019204435A1; PH12016501125B1; CA2933826C; SG10201702156PA; MX2016007738A; CA2933826A1; CN109332469A

Abstract

MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DE MATERIAL FORMADO, E, CHAPA METÁLICA COM SUPERFÍCIE TRATADA Este método para fabricar um material moldado inclui uma etapa em que uma parte moldada convexa é formada realizando um processo de moldagem uma ou mais vezes em uma chapa metálica com a superfície tratada, e uma etapa em que um processo de estiramento é realizado na parte moldada por meio de um molde de estiramento depois que a parte moldada é formada. O molde de estiramento é equipado com um punção que é inserido na parte moldada, e uma matriz tendo um furo de compressão no qual a parte moldada e o punção são comprimidos. A superfície circunferencial interna do furo de entrada é provida de maneira a se estender não paralela à superfície circunferencial externa do punção, e de maneira a ter um interstício com relação à superfície circunferencial externa de acordo com a distribuição de espessura de folha não uniforme da parte moldada na direção de compressão antes do processo de estiramento, de maneira a conseguir uma quantidade fixa de estiramento da parte moldada ao longo da direção de compressão.

Description

[CAMPO TÉCNICO]

[001] Presente invenção se refere a um método para fabricação de material formado no qual estiramento é realizado em uma porção formada, e uma chapa metálica com superfície tratada usada nele.

[FUNDAMENTOS DA TÉCNICA]

[002] Uma porção formada convexa é tipicamente formada realizando um processo de compressão tal como estampagem usando uma chapa metálica com superfície tratada tal como uma chapa de aço revestida como uma matéria-prima. Quando a porção formada exige um grau particularmente alto de precisão dimensional, estiramento é implementado na porção formada depois que a porção formada é formada. Estiramento é um método de processamento para estabelecer um interstício entre um punção e uma matriz para que seja menor que uma espessura de chapa da porção formada antes do estiramento, e então estirar uma superfície da chapa da porção formada usando o punção e a matriz de forma que a espessura de chapa da porção formada se igual à interstício entre o punção e a matriz.

[003] Uma configuração revelada no Documento de Patente 1 e assim por diante, mostrada a seguir, por exemplo, pode ser empregada como um molde usado durante estiramento. Especificamente, o molde convencional inclui um punção e uma matriz. O punção é um elemento colunar com uma superfície periférica externa que se estende retilineamente paralela a uma direção de compressão em um furo de compressão, e é inserido em uma porção formada. A matriz inclui o furo de compressão no qual a porção formada é comprimida junto com o punção. O furo de compressão tem 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 se estende retilineamente de uma extremidade do raio da porção de ressalto paralela à direção de compressão. Quando a porção formada é comprimida no furo de compressão, a superfície da chapa da mesma é estirada pela porção de ressalto de maneira a diminuir gradualmente de espessura até uma largura de um interstício entre a superfície periférica externa do punção e a superfície periférica interna do furo de compressão. [LISTA DE CITAÇÃO] [LITERATURA DE PATENTE] [PTL 1]

[004] Relatório Descritivo do Pedido de Patente Japonês H5-50151

[SUMÁRIO DA INVENÇÃO]

[005] A espessura de chapa da porção formada antes do estiramento é irregular na direção de compressão. Mais especificamente, a espessura de chapa de um lado da extremidade traseira da porção formada na direção de compressão é frequentemente maior que a espessura de chapa de um lado da extremidade de ponta da porção formada. O motivo pelo qual o lado da extremidade traseira é mais espesso é que, quando a porção formada é formada, o lado da extremidade de ponta é estirado a um maior grau que o lado da extremidade traseira.

[006] Nos moldes convencionais supradescritos, a superfície periférica externa do punção e a superfície periférica interna do furo de compressão se estendem paralelas uma à outra. Dessa maneira, o interstício entre a superfície periférica externa do punção e a superfície periférica interna do furo de compressão é uniforme na direção de compressão e, portanto, a parte da porção formada com a espessura de chapa aumentada é submetida a uma maior quantidade de estiramento. Consequentemente, uma camada com a superfície tratada da parte com a espessura de chapa aumentada é desbastada, e, em decorrência disto, um resíduo na forma de pó pode ser gerado. O resíduo na forma de pó causa problemas tais como formação de diminutas bexigas (cavidades) na superfície da porção estirada formada e deterioração do desempenho de um produto fabricado usando o material formado.

[007] A presente invenção foi concebida para solucionar o problema supradescrito, e um objetivo da mesma é prover um método para fabricação de material formado e uma chapa metálica com superfície tratada usada nele, com o qual a geração de uma grande carga em uma parte de uma superfície pode ser evitada de forma que a quantidade de resíduo na forma de pó gerado pode ser reduzida.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[008] Um método para fabricação de material formado de acordo com a presente invenção inclui as etapas de: formar uma porção formada convexa realizando pelo menos um processo de formação em uma chapa metálica com superfície tratada; e realizar estiramento na porção formada usando um molde de estiramento depois da formação da porção formada. A chapa metálica com superfície tratada inclui uma camada com a superfície tratada provida em uma superfície da chapa metálica, e uma película lubrificante provida em uma superfície da camada com a superfície tratada. O molde de estiramento inclui um punção que é inserido na porção formada, e uma matriz com um furo de compressão no qual a porção formada é comprimida junto com o 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 se estende de uma extremidade do raio da porção de ressalto em uma direção de compressão da porção formada, e ao longo da qual uma superfície externa da porção formada desliza em resposta ao deslocamento relativo entre o punção e a matriz. A superfície periférica interna se estende não paralela a uma superfície periférica externa do punção, e a superfície periférica interna é provida com um interstício que corresponde a uma distribuição de espessura de chapa irregular, na direção de compressão, da porção formada antes do estiramento relativo à superfície periférica externa para assegurar que uma quantidade de estiramento aplicada na porção formada permanece constante na direção de compressão.

[009] Adicionalmente, uma chapa metálica com superfície tratada de acordo com a presente invenção é usada em um método para fabricação de material formado incluindo as etapas de formar uma porção formada convexa realizando pelo menos um processo de formação na chapa metálica com superfície tratada, e realizar estiramento na porção formada usando um molde de estiramento depois da formação da porção formada, e inclui uma camada com a superfície tratada provida em uma superfície da chapa metálica e uma película lubrificante provida em uma superfície da camada com a superfície tratada.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0010] Com o método para fabricação de material formado de acordo com a presente invenção, a superfície periférica interna do furo de compressão se estende não paralela à superfície periférica externa do punção, e a superfície periférica interna é provida com um interstício que corresponde à distribuição irregular de espessura de chapa, na direção de compressão, da porção formada antes do estiramento em relação à superfície periférica externa para assegurar que a quantidade de estiramento aplicada na porção formada permanece constante na direção de compressão. Portanto, geração de uma grande carga em uma parte da superfície pode ser evitada e, em decorrência disto, a quantidade de resíduo na forma de pó gerado pode ser reduzida. Em particular, a chapa metálica com superfície tratada inclui a camada com a superfície tratada provida na superfície da chapa metálica e a película lubrificante provida na superfície da camada com a superfície tratada e, portanto, a quantidade de resíduo na forma de pó gerado pode ser reduzida em uma faixa mais ampla de condições de processamento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0011] [Fig. 1] A Fig. 1 é um fluxograma mostrando um método para fabricação de material formado de acordo com uma modalidade da presente invenção; a Fig. 2 é uma vista em perspectiva mostrando um material formado incluindo uma porção formada por um processo de formação mostrado na Fig. 1; [Fig. 3] a Fig. 3 é uma vista em perspectiva mostrando o material formado incluindo a porção formada após um processo de estiramento mostrado na Fig. 1; [Fig. 4] a Fig. 4 é uma vista seccional de uma porção formada 1 mostrada na Fig. 2; [Fig. 5] a Fig. 5 é uma vista seccional mostrando um molde de estiramento usado no processo de estiramento S2 mostrado na Fig. 1; [Fig. 6] a Fig. 6 é uma vista ilustrativa ampliada mostrando uma periferia de uma porção de ressalto durante o processo de estiramento realizado na porção formada usando o molde de estiramento mostrado na Fig. 5; [Fig. 7] a Fig. 7 é uma vista ilustrativa esquemática mostrando um relacionamento entre a porção de ressalto da Fig. 6 e uma camada de revestimento de uma chapa de aço revestida com Zn; [Fig. 8] a 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; [Fig. 9] a Fig. 9 é um gráfico mostrando um relacionamento entre um taxa de estiramento Y e X (= r/tre) em relação a uma chapa de aço revestida com liga Zn-Al-Mg sem uma película lubrificante; [Fig. 10] a Fig. 10 é um gráfico mostrando o relacionamento entre a taxa de estiramento Y e X (= r/tre) em relação a uma chapa de aço revestida com liga Zn-Al-Mg tendo uma película lubrificante com uma espessura de não menos que 0,5 μm e não mais que 1,2 μm; [Fig. 11] a Fig. 11 é um gráfico mostrando o relacionamento entre a taxa de estiramento Y e X (= r/tre) em relação a uma chapa de aço revestida com liga Zn-Al-Mg tendo uma película lubrificante com uma espessura de 2,2 μm; [Fig. 12] a Fig. 12 é um gráfico mostrando o relacionamento entre a taxa de estiramento Y e X (= r/tre) em relação a uma chapa de aço revestida com liga Zn-Al-Mg tendo uma película lubrificante com uma espessura de 1,8 μm; [Fig. 13] a Fig. 13 é um gráfico mostrando o relacionamento entre a taxa de estiramento Y e X (= r/tre) em relação a uma chapa de aço revestida com liga Zn-Al-Mg tendo uma película lubrificante com uma espessura de 0,2 μm; [Fig. 14] a Fig. 14 é um gráfico mostrando o relacionamento entre a taxa de estiramento Y e X (= r/tre) em relação a uma chapa de aço galvanizada por imersão a quente e recozida, uma chapa de aço galvanizada por imersão a quente e uma chapa de aço eletrogalvanizada mostrado na Fig. 8.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES

[0012] Modalidades da presente invenção serão descritas a seguir com referência aos desenhos.

Primeira Modalidade

[0013] Fig. 1 é um fluxograma mostrando um método para fabricação de material formado de acordo com uma modalidade da presente invenção. Fig. 2 é uma vista em perspectiva mostrando um material formado incluindo uma porção formada 1 formada por um processo de formação S1 mostrado na Fig. 1. Fig. 3 é uma vista em perspectiva mostrando o material formado incluindo a porção formada 1 após um processo de estiramento S2 mostrado na Fig. 1.

[0014] Como mostrado na Fig. 1, o método para fabricação de material formado de acordo com esta modalidade inclui o processo de formação S1 e o processo de estiramento S2. O processo de formação S1 é um processo para formar a porção formada 1 (vide Fig. 2) em uma forma convexa realizando pelo menos um processo de formação em uma chapa metálica com superfície tratada. O processo de formação inclui um processo de prensagem tal como estampagem ou estiramento. A chapa metálica com superfície tratada inclui uma camada com a superfície tratada provida em uma superfície da chapa metálica, e uma película lubrificante provida em uma superfície da camada com a superfície tratada. A camada com a superfície tratada inclui uma película de revestimento ou uma camada de revestimento. A película lubrificante é uma película de revestimento de resina formada dispersando um composto de partículas de resina de polietileno-flúor na superfície da camada com a superfície tratada como um lubrificante, as partículas de resina de polietileno-flúor sendo obtidas unindo pó de resina de flúor fino na superfície de partícula de pó de resina de polietileno e partículas de resina de polietileno, por exemplo. Nesta modalidade, a chapa metálica com superfície tratada será descrita como uma chapa de aço revestida com Zn (zinco) obtida aplicando um revestimento de Zn na superfície de uma chapa de aço e então formando a película lubrificante na superfície da camada de revestimento.

[0015] Como mostrado na Fig. 2, a porção formada 1 de acordo com esta modalidade é um porção convexa formada formando a chapa de aço revestida com Zn em um corpo da tampa e então formando uma porção do ápice do corpo da tampa para projetar adicionalmente a partir dela. Em seguida, uma direção que se estende de uma porção de base 1b até uma porção do ápice 1a da porção formada 1 será referida como uma direção de compressão 1c. A direção de compressão 1c é uma direção na qual a porção formada 1 é comprimida em um furo de compressão (vide Fig. 5) provido em uma matriz de um molde de estiramento a ser descrito a seguir.

[0016] O processo de estiramento S2 é um processo para realizar estiramento na porção formada 1 usando o molde de estiramento a ser descrito a seguir. Estiramento é um método de processamento de estabelecer um interstício entre um punção e uma matriz de um molde de estiramento para que seja mais estreita do que uma espessura de chapa de uma porção formada antes do estiramento, e então estirar uma superfície da chapa da porção formada usando o punção e a matriz de forma que a espessura de chapa da porção formada iguale à interstício entre o punção e a matriz. Em outras palavras, a espessura da porção formada 1 após estiramento é menor que a espessura da porção formada 1 antes do estiramento.

[0017] Como mostrado na Fig. 3, realizando estiramento, um raio de curvatura de uma superfície curva que constitui uma superfície externa da porção de base 1b da porção formada 1 é reduzida. Um material formado fabricado realizando o processo de formação S1 e o processo de estiramento S2, ou, em outras palavras, um material formado fabricado usando o método para fabricação de material formado de acordo com esta modalidade, pode ser usado em várias aplicações, mas é usado em particular em uma aplicação como um cárter do motor ou similares, por exemplo, no qual a porção formada 1 exige um alto grau de precisão dimensional.

[0018] Fig. 4 é uma vista seccional mostrando a porção formada 1 da Fig. 2. Como mostrado na Fig. 4, a espessura de chapa da porção formada 1 antes do estiramento é irregular na direção de compressão 1c. Mais especificamente, a espessura de chapa no lado da porção de base 1b da porção formada 1 na direção de compressão 1c é maior que a espessura de chapa no lado da porção do ápice 1a da porção formada 1. Em outras palavras, a espessura de chapa da porção formada 1 diminui gradualmente na direção de compressão 1c de um lado da extremidade traseira (o lado da porção de base 1b) para um lado da extremidade de ponta (o lado da porção do ápice 1a). O motivo para esta distribuição irregular de espessura de chapa é que, quando a porção formada é formada no processo de formação S1, o lado da porção do ápice 1a é estirado a um maior grau 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 t1 em uma posição predeterminada e uma espessura de chapa t2 em uma posição removida da posição predeterminada em uma distância unitária d para o lado da extremidade de ponta na distância unitária d (= (t2 — ti)/d).

[0019] Fig. 5 é uma vista seccional mostrando um molde de estiramento 2 usado no processo de estiramento S2 mostrado na Fig. i, e a Fig. 6 é uma vista ilustrativa ampliada mostrando uma periferia de uma porção de ressalto 2ii durante o processo de estiramento realizado na porção formada usando o molde de estiramento 2 mostrado na Fig. 5. Na Fig. 5, o molde de estiramento 2 inclui um punção 20 e uma matriz 2i. O punção 20 é um corpo convexo que é inserido na porção formada i supradescrita. Uma superfície periférica externa 20a do punção 20 se estende retilineamente paralela à direção de compressão 1c ao interior de um furo de compressão 210.

[0020] A matriz 21 é um elemento que inclui o furo de compressão 210 no qual a porção formada 1 é comprimida junto com o 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 que se estende na direção de compressão 1c a partir de uma extremidade do raio 211a da porção de ressalto 211. A extremidade do raio 211a da porção de ressalto 211 é uma extremidade terminal da superfície curva que constitui a porção de ressalto 211 em um lado interno do furo de compressão 210. O ponto em que a superfície periférica interna 212 se estende 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 se estende não paralela (não se estende paralela) à superfície periférica externa 20a do punção 20.

[0021] Quando a porção formada 1 é comprimida na cavidade do furo de compressão 210 junto com o punção 20, como mostrado na Fig. 6, uma superfície da chapa da porção formada 1 é estirada pela porção de ressalto 211. Adicionalmente, uma superfície externa da porção formada 1 desliza ao longo da superfície periférica interna 212 em resposta ao deslocamento relativo entre o punção 20 e a matriz 21. No molde de estiramento 2 de acordo com esta modalidade, como anteriormente descrito, a superfície periférica interna 212 se estende não paralela à superfície periférica externa 20a do punção 20 e, portanto, a superfície periférica interna 212 também estira (afina) a superfície da chapa da porção formada 1.

[0022] Para assegurar que a quantidade de estiramento aplicada na porção formada 1 permanece constante na direção de compressão 1c, a superfície periférica interna 212 é provida com um interstício 212a que corresponde à distribuição irregular de espessura de chapa, na direção de compressão 1c, da porção formada 1 antes do estiramento relativo à superfície periférica externa 20a do punção 20. Aqui, como mostrado na Fig. 5, o interstício 212a é um interstício entre a superfície periférica interna 212 e a superfície periférica externa 20a em um ponto onde o punção 20 é comprimido na cavidade do furo de compressão 210 até uma posição de término do estiramento. A quantidade de estiramento é uma diferença entre uma espessura de chapa pré-estiramento tb e uma espessura de chapa pós- estiramento ta (=tb - ta).

[0023] Em outras palavras, a superfície periférica interna 212 é provida de maneira tal que o interstício 212a relativa à superfície periférica externa 20a em qualquer posição na direção de compressão 1c assume um valor obtido subtraindo um valor fixo (a quantidade de estiramento exigida) da espessura de chapa da porção formada 1 antes do estiramento em uma posição idêntica. Quando o interstício 212a em qualquer posição na direção de compressão 1c é estabelecida como C(d), a espessura de chapa da porção formada 1 antes do estiramento na mesma posição é estabelecida como Tb(d), e a quantidade de estiramento exigida é estabelecida como A, a superfície periférica interna 212 é provida para satisfazer C(d) = Tb(d) - A. Note que d é a distância da porção de base 1b da porção formada 1 na direção de compressão 1c.

[0024] Para colocar de uma outra maneira, a superfície periférica interna 212 é provida de maneira tal que o interstício 212a entre a superfície periférica interna 212 e a superfície periférica externa 20a diminui na direção de compressão 1c a uma taxa idêntica à taxa de redução da espessura de chapa da porção formada 1 na direção de compressão 1c antes do estiramento. Quando a taxa de redução da espessura de chapa da porção formada 1 na direção de compressão 1c antes do estiramento 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 formada 1. Quando a taxa de redução da espessura de chapa da porção formada 1 na direção de compressão 1c antes do estiramento é irregular, por outro lado, a taxa de redução da espessura de chapa da porção formada 1 é aproximada em 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.

[0025] Formando a superfície periférica interna 212 desta maneira, uma carga exercida na superfície da porção formada 1 pelo processo de estiramento pode ser feita uniforme na direção de compressão 1c, mesmo quando a distribuição de espessura de chapa da porção formada 1 na direção de compressão 1c é irregular. Em decorrência disto, geração de uma grande carga em uma parte da superfície pode ser evitada de forma que a quantidade de resíduo na forma de pó gerado (resíduo de revestimento e similares) pode ser reduzida.

[0026] A seguir, referindo-se à Fig. 7, será descrito um mecanismo pelo qual resíduo de revestimento é gerado por causa do estiramento realizado pela porção de ressalto 211. Fig. 7 é uma vista ilustrativa esquemática mostrando um relacionamento entre a porção de ressalto 211 da Fig. 6 e uma camada de revestimento 10 de uma chapa de aço revestida com Zn. Como mostrado na Fig. 7, existem diminutas irregularidades 10a em uma superfície da camada de revestimento 10 da chapa de aço revestida com Zn. Sem uma película lubrificante, quando a superfície da chapa da porção formada 1 é estirada pela porção de ressalto 211 como mostrado na Fig. 6, as irregularidades 10a podem ser aparadas pela porção de ressalto 211 de maneira a formar resíduo de estiramento.

[0027] A quantidade de resíduo de revestimento gerado está correlacionada com a razão r/t entre um raio de curvatura r da porção de ressalto 211 e uma espessura de chapa t da chapa de aço revestida com Zn. À medida que o raio de curvatura r da porção de ressalto 211 diminui, distorção local aumenta, levando a um aumento em 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 afinamento realizado 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 r/t diminui e diminui à medida que a razão r/t aumenta. Quando a superfície do revestimento é coberta por uma película lubrificante, por outro lado, a resistência ao deslizamento entre a superfície da camada de revestimento 10 e a porção de ressalto 211 diminui e, portanto, a razão r/t na qual resíduo de revestimento é gerado assume um menor valor que em uma condição onde uma película lubrificante não é provida.

[0028] Em particular, a superfície da chapa da porção formada pré- estiramento 1 em uma posição prensada entre a extremidade do raio 211a e o punção 20 mediante término do estiramento é afinada ao máximo pela porção de ressalto 211. Do ponto de vista de suprimir a quantidade de resíduo de revestimento gerado, portanto, a quantidade de resíduo de revestimento gerado se correlaciona fortemente com a razão r/tre entre o raio de curvatura r da porção de ressalto 211 e uma espessura de chapa tre da porção formada pré- estiramento 1 na posição prensada entre a extremidade do raio 211a e o punção 20 mediante término do estiramento.

[0029] A quantidade de resíduo de revestimento gerado também se correlaciona com a taxa de estiramento aplicada pela porção de ressalto 211. Quando um interstício entre a extremidade do raio 211a e o punção 20 é estabelecida e, cre e a espessura de chapa tre da porção formada pré- estiramento 1 na posição prensada entre a extremidade do raio 211a e o punção 20 mediante término do estiramento é estabelecida em tre, a taxa de estiramento é expressa por {(tre - Cre) / tre} x 100. O interstício cre corresponde à espessura de chapa da porção formada pós-estiramento 1 na posição prensada entre a extremidade do raio 211a e o punção 20. À medida que a taxa de estiramento 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.

[0030] 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 se correlaciona com a distorção Rsk da camada de revestimento 10. A distorção Rsk é definida pela Japanese Industrial Standard B0601 e expressa pela equação seguinte. [Fórmula Matemática 1]

[0031] Aqui, Rq é uma rugosidade média quadrática (= raiz quadrada de um segundo momento de uma curva de distribuição de amplitude), e jZ3(x)dx é um terceiro momento da curva de distribuição de amplitude.

[0032] A distorção Rsk representa uma probabilidade de existência de porções salientes entre as irregularidades 10a (vide Fig. 7) na camada de revestimento 10. À 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 no Relatório Descritivo do Pedido de Patente Japonês 2006-193776.

[0033] Como mostrado na Fig. 8, uma chapa de aço revestida com liga Zn-Al-Mg, uma chapa de aço galvanizada por imersão a quente e recozida, uma chapa de aço galvanizada por imersão a quente, e uma chapa de aço eletrogalvanizada podem ser citadas como tipos de chapas de aço revestidas com Zn. Uma chapa de aço revestida com 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 aprendeu, depois de investigar as respectivas distorções Rsk desses materiais, que a distorção Rsk da chapa de aço revestida com 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.

[0034] A seguir, exemplos serão descritos. Os inventores realizaram estiramento em uma chapa de aço revestida com liga Zn-Al-Mg nas seguintes condições durante modificação da taxa de estiramento e r/tre. Uma chapa de aço sem uma película lubrificante (um exemplo comparativo) e uma chapa de aço tendo uma película lubrificante (um exemplo da invenção) foram ambas usadas como a chapa de aço revestida com liga Zn-Al-Mg. Note que uma espessura de chapa da chapa de aço revestida com liga Zn-Al-Mg foi estabelecida em 1,8 mm, e uma cobertura de revestimento foi estabelecida em 90 g/m2. [Tabela 1] Tabela 1: Composição química da amostra (% em peso)

[Tabela 2] Tabela 2: Propriedades mecânicas da amostra

[Tabela 3] Tabela 3: Condições experimentais

[0035] Fig. 9 é um gráfico mostrando um relacionamento entre a taxa de estiramento Y e X (= r/tre) em relação à chapa de aço revestida com liga Zn-Al-Mg sem uma película lubrificante. A ordenada na Fig. 9 é a taxa de estiramento, que é expressa por {(tre - cre) / tre} x 100, e a abscissa é a razão entre o raio de curvatura r da porção de ressalto 211 e a espessura de chapa tre da porção formada pré-estiramento 1 na posição prensada entre a extremidade do raio 211a e o punção 20 mediante término do estiramento, que é expressa por r/tre. Círculos mostram avaliações de acordo com as quais foi possível suprimir a geração de resíduo de revestimento, e cruzes mostram avaliações de acordo com as quais a geração de resíduo de revestimento não pôde ser suprimida. Adicionalmente, círculos pretos mostram resultados de acordo com os quais a precisão dimensional desviou de uma faixa predeterminada.

[0036] Como mostrado na Fig. 9, no caso da chapa de aço revestida com 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 de uma linha reta denotada por Y = 14,6X - 4,7, onde Y é a taxa de estiramento 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-se o raio de curvatura r da porção de ressalto 211 e o interstício cre entre a extremidade do raio 211a e o punção 20 de maneira a satisfazer 0 < Y < 14,6X - 4,7. Note que, na expressão condicional anterior, 0 < Y é definido de forma que, quando a taxa de estiramento Y é menor ou igual a 0%, estiramento não é realizado.

[0037] Em seguida, a Fig. 10 é um gráfico mostrando o relacionamento entre a taxa de estiramento Y e X (= r/tre) em relação a uma chapa de aço revestida com liga Zn-Al-Mg tendo uma película lubrificante com uma espessura de não menos que 0,5 μm e não mais que 1,2 μm. Como mostrado na Fig. 10, no caso de uma chapa de aço revestida com liga Zn-Al- Mg tendo uma película lubrificante com uma espessura de não menos que 0,5 μm e não mais que 1,2 μm, foi confirmado que a geração de resíduo de revestimento pode ser suprimida em uma região abaixo de uma linha reta denotada por Y = 14,8X + 3,5, onde Y é a taxa de estiramento e X é r/tre. Em outras palavras, foi confirmado que, formando a película lubrificante na superfície da chapa de aço revestida com liga Zn-Al-Mg, a geração de resíduo de revestimento pode ser suprimida em uma faixa mais ampla do que quando a película lubrificante não é formada.

[0038] A seguir, a Fig. 11 é um gráfico mostrando o relacionamento entre a taxa de estiramento Y e X (= r/tre) em relação a uma chapa de aço revestida com liga Zn-Al-Mg tendo uma película lubrificante com uma espessura de 2,2 μm. Com o mostrado na Fig. 11, no caso de uma chapa de aço revestida com liga Zn-Al-Mg tendo uma película lubrificante com uma espessura de 2,2 μm, foi confirmado que geração de resíduo de revestimento pode ser suprimida em uma região abaixo de uma linha reta denotada por Y = 6,0X - 3,2, onde Y é a taxa de estiramento e X é r/tre. Em outras palavras, foi confirmado que, quando a espessura da película lubrificante é 2,2 μm, uma faixa de processamento na qual geração de resíduo pode ser suprimida é mais estreita do que quando a película lubrificante não é provida. Acredita-se que o motivo para isto é que, quando a espessura da película lubrificante aumenta, a própria película lubrificante se torna uma fonte de resíduo.

[0039] A seguir, a Fig. 12 é um gráfico mostrando o relacionamento entre a taxa de estiramento Y e X (= r/tre) em relação a uma chapa de aço revestida com liga Zn-Al-Mg tendo uma película lubrificante com uma espessura de 1,8 μm. Como mostrado na Fig. 12, no caso de uma chapa de aço revestida com liga Zn-Al-Mg tendo uma película lubrificante com uma espessura de 1,8 μm, foi confirmado que a geração de resíduo de revestimento pode ser suprimida em uma região abaixo de uma linha reta denotada por Y = 14,5X - 4,6, onde Y é a taxa de estiramento e X é r/tre. Em outras palavras, foi confirmado que, quando a espessura da película lubrificante é reduzida para 1,8 μm, a geração de resíduo de revestimento pode ser suprimida em uma faixa similar à de um caso no qual a película lubrificante não é provida.

[0040] A seguir, a Fig. 13 é um gráfico mostrando o relacionamento entre a taxa de estiramento Y e X (= r/tre) em relação a uma chapa de aço revestida com liga Zn-Al-Mg tendo uma película lubrificante com uma espessura de 0,2 μm. Como mostrado na Fig. 13, no caso de uma chapa de aço revestida com liga Zn-Al-Mg tendo uma película lubrificante com uma espessura de 0,2 μm, foi confirmado que a geração de resíduo de revestimento pode ser suprimida em uma região abaixo de uma linha reta denotada por Y = 15,0X - 3,8, onde Y é a taxa de estiramento e X é r/tre. Em outras palavras, foi confirmado que, quando a espessura da película lubrificante é 0,2 μm, a geração de resíduo de revestimento pode ser suprimida em uma faixa similar à de um caso no qual a película lubrificante não é provida (Fig. 9). Mais especificamente, foi confirmado que, quando a espessura da película lubrificante é maior que 0,2 μm e menor que 1,8 μm, a geração de resíduo de revestimento pode ser suprimida a um maior grau do que quando a película lubrificante não é provida.

[0041] Pelos resultados mostrados nas Figs. 10 a 13, foi confirmado que, estabelecendo-se a espessura da película lubrificante maior que 0,2 μm e menor que 1,8 μm, a quantidade de resíduo na forma de pó gerado pode ser reduzida mais confiavelmente e em uma faixa mais ampla de condições de processamento do que quando a película lubrificante não é provida. Além disso, foi confirmado que, estabelecendo-se a espessura da película lubrificante não menos que 0,5 μm e não mais que 1,2 μm, a quantidade de resíduo na forma de pó gerado pode ser reduzida ainda mais confiavelmente em uma faixa ainda mais ampla de condições de processamento.

[0042] A seguir, Fig. 14 é um gráfico mostrando o relacionamento entre a taxa de estiramento Y e X (= r/tre) em um caso onde uma película lubrificante com uma espessura de não menos que 0,5 μm e não mais que 1,2 μm é provida na chapa de aço galvanizada por imersão a quente e recozida, 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 e recozida, a chapa de aço galvanizada por imersão a quente, e a chapa de aço eletrogalvanizada. Note que as condições experimentais tal como dispositivo de prensagem (vide Tabela 3) foram idênticas àquelas do estiramento realizado na chapa de aço revestida com liga Zn-Al-Mg, supradescrita. Adicionalmente, a chapa de aço galvanizada por imersão a quente e recozida 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 de amostras (% em peso)

[Tabela 5] Tabela 5: Propriedades mecânicas das amostras

[0043] Como mostrado na Fig. 14, em um caso onde uma película lubrificante com uma espessura de não menos que 0,5 μm e não mais que 1,2 μm é provida na chapa de aço galvanizada por imersão a quente e recozida, na chapa de aço galvanizada por imersão a quente, e na chapa de aço eletrogalvanizada, ou, em outras palavras, no caso de um material no qual a distorção Rsk não é 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 denotada por Y = 16,7X - 5,4, onde Y é a taxa de estiramento e X é r/tre. Em outras palavras, quando uma película lubrificante com uma espessura de não menos que 0,5 μm e não mais que 1,2 μm é provida em um material no qual a distorção Rsk não é menos que -0,6 e não mais que 0, foi confirmado que a geração de resíduo de revestimento pode ser suprimida determinando-se o raio de curvatura r da porção de ressalto 211 e o interstício cre entre a extremidade do raio 211a e o punção 20 de maneira a satisfazer 0 < Y < 16,7X - 5,4.

[0044] Consequentemente, no molde de estiramento 2 e com o método para fabricação de material formado supradescritos, para assegurar que a quantidade de estiramento aplicada na porção formada 1 permanece constante na direção de compressão 1c, a superfície periférica interna 212 é provida com o interstício 212a que corresponde à distribuição irregular de espessura de chapa, na direção de compressão 1c, da porção formada 1 antes do estiramento em relação à superfície periférica externa 20a do punção 20 e, portanto, a geração de uma grande carga em uma parte da superfície pode ser evitada, em decorrência do que a quantidade de resíduo na forma de pó gerado pode ser reduzida. Pela redução da quantidade de resíduo na forma de pó gerado, problemas tais como formação de diminutas bexigas (cavidades) na superfície da porção estirada formada 1, deterioração do desempenho de um produto fabricado usando o material formado, e a necessidade de uma operação para remover o resíduo na forma de pó podem ser eliminados. Esta configuração é particularmente efetiva quando o estiramento é realizado em uma chapa de aço revestida com Zn.

[0045] Adicionalmente, a espessura da película lubrificante é estabelecida para que seja maior que 0,2 μm e menor que 1,8 μm e, portanto, a quantidade de resíduo na forma de pó gerado pode ser reduzida mais confiavelmente em uma faixa mais ampla de condições de processamento.

[0046] Além disso, a espessura da película lubrificante é estabelecida para que seja não menos que 0,5 μm e não mais que 1,2 μm e, portanto, a quantidade de resíduo na forma de pó gerado pode ser reduzida ainda mais confiavelmente em uma faixa ainda mais ampla de condições de processamento.

Claims

1. Método para fabricação de material formado, compreendendo as etapas de: formar uma porção formada convexa (1) realizando pelo menos um processo de formação em uma chapa metálica com superfície tratada; e realizar estiramento na porção formada (1) usando um molde de estiramento depois de formar a porção formada (1), caracterizado pelo fato de que a chapa metálica com superfície tratada inclui uma camada com a superfície tratada provida em uma superfície da chapa metálica, e uma película lubrificante provida em uma superfície da camada com a superfície tratada, o molde de estiramento (2) inclui um punção (20) que é inserido na porção formada (1), e uma matriz (21) tendo um furo de compressão (210) no qual a porção formada é comprimida junto com o punção (20), o furo de compressão (210) inclui uma porção de ressalto (211) disposta em uma borda externa de uma entrada do furo de compressão (210) e constituída por uma superfície curva tendo um raio de curvatura predeterminado, e uma superfície periférica interna (212) que se estende de uma extremidade do raio da porção de ressalto (211) em uma direção de compressão (1c) da porção formada (1), e ao longo da qual uma superfície externa da porção formada desliza em resposta ao deslocamento relativo entre o punção (20) e a matriz (21), e a superfície periférica interna (212) se estende não paralela a uma superfície periférica externa (20a) do punção (20), e a superfície periférica interna (212) é provida com um interstício (212a) entre a superfície periférica interna (212) e a superfície periférica externa (20a) que corresponde a uma distribuição irregular de espessura de chapa, na direção de compressão (1c), da porção formada (1) antes do estiramento em relação à superfície periférica externa (20a) ao prover a superfície periférica interna (212) de maneira que o interstício (212a) diminui na direção de compressão (1c) a uma taxa de redução idêntica à espessura da chapa da porção formada (1) na direção de compressão (1c) antes do estiramento para assegurar que a quantidade de estiramento aplicada na porção formada (1) permanece constante na direção de compressão (1c).

2. Método para fabricação de material formado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma espessura da película lubrificante é estabelecida maior que 0,2 μm e menor que 1,8 μm.

3. Método para fabricação de material formado de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a espessura da película lubrificante é estabelecida para que seja não menos que 0,5 μm e não mais que 1,2 μm.