CN106852160B - Zn系镀敷部件的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明在以被覆着含有Zn的镀敷金属的Zn系镀敷钢板(1)为原材料，进行塑性加工成形为规定形状的加工部件(2)中，抑制Zn系镀敷层(3)的加工裂纹引起的加工部分的耐蚀性下降。即，对Zn系镀敷钢板(1)的原材料进行塑性加工得到规定形状的加工部件(2)，之后对加工部分在板厚方向实施加压加工使镀敷金属变形、镀敷金属的加工裂纹宽度变小。由此，可以降低Zn系镀敷加工部件的加工部分的耐蚀性下降。

Description

Zn系镀敷部件的加工方法

技术领域

本发明涉及以被覆着含有Zn的镀敷金属的Zn系镀敷钢板为原材料，进行塑性加工形成具有规定形状的加工部件(即Zn系镀敷部件)的、Zn系镀敷部件的加工方法的改良。

背景技术

以往，一般地对冷轧钢板进行塑性加工制作规定尺寸的形状，之后实施Zn镀敷(后Zn镀敷)来制造部件，但在近年来的汽车部件、家电部件等中，为了提高部件的耐蚀性、耐久性及通过省略工序降低成本的目的，使用将Zn、Zn合金被覆到了钢板表面的Zn系镀敷钢板作为原材料，对该钢板进行塑性加工来制造部件正逐步变多。

应予说明，在本说明书中，将Zn、含有Zn的合金镀敷到了钢板表面的钢板，称为Zn系镀敷钢板。

在此，由于Zn系镀敷钢板的镀敷层比基底的钢板延展性差，以该镀敷钢板作为原材料进行塑性加工时，存在镀敷层产生裂纹的情况。一般地，此镀敷层的裂纹，在与冲压(絞り)加工相比、强拉伸应力容易对镀敷层作用的鼓凸成形(張り出し加工)的情况下变得显著。而且，产生这样的镀敷层的裂纹、即加工裂纹时，镀敷层被分断，其结果，基底钢板从该分断了的镀敷层之间的间隙露出，存在导致加工部件的耐蚀性下降的情况。应予说明，镀敷层是Zn系镀敷，加工裂纹的程度轻微的话，即使基底钢板露出，由于Zn系镀敷层的牺牲防腐蚀作用，耐蚀性的下降也不明显，但如果加工裂纹的程度大，从基底钢板的露出部分产生红锈而外观恶化、或从基底钢板的露出部分进行腐蚀、基底钢板的板厚减少时导致加工部件的强度下降。

因此，作为抑制上述加工部分的耐蚀性下降的方法，也可以使用耐蚀性优异的被覆了Zn-Al-Mg系合金的Zn-Al-Mg系镀敷钢板作为原材料，但是由于不能够防止加工裂纹，难以防止红锈的产生。

另外，作为可以抑制镀敷层的加工裂纹的加工方法，专利文献1公开了将Zn系镀敷钢板在50℃以上且低于150℃以下的温度区域保持加热，加工成目标形状的加工方法。此加工方法，通过对镀敷钢板保持加热，在镀敷层的延展性增加了的状态下施加加工，由此试图抑制镀敷层的加工裂纹(裂缝)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特许第4919427号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，专利文献1的加工方法中，如果没有限制伸长率低于20％，则镀敷层变得不能追随基底钢板的塑性变形，加工裂纹(裂缝)面积率超过5％。另外，此方法中必须准备加热装置，因此产生设备投资成本增加的问题。进一步地，需要用于将Zn系镀敷钢板加热至某一温度的加热时间，由此生产效率下降，为此的成本增加也无法避免。

因此本发明目的在于，提供不导致大的设备投资、生产效率下降地减少镀敷层的加工裂纹引起的红锈的产生、能够提高加工部件的耐蚀性的以Zn系镀敷钢板为原材料的加工部件的加工方法。

用于解决课题的方案

本发明的加工方法为达成其目的，其特征在于，将Zn系镀敷钢板1作为原材料进行塑性加工形成了具有规定形状的加工部件2后，进一步对所述的加工部分，在板厚方向施加压下、使镀敷层3延展地实施加压加工。

对于由于塑性加工而产生加工裂纹4的镀敷层3，在板厚方向施加压下、使该镀敷层3延展地实施加压加工时，镀敷层3在板厚方向压溃的同时，在镀敷层3的面内方向扩展。作为其结果，隔着由于加工裂纹4产生的间隙而邻接的镀敷层3彼此的间隔变窄，Zn系镀敷金属的牺牲防腐蚀机能变得容易发挥作用，抑制加工部件2的耐蚀性下降。

以对该镀敷层3的加压加工为目的的对板厚方向的压下，需要施加使镀敷层3在面内方向扩展、即镀敷层3延展程度的应力。因此，如果可以施加所述应力，则也可以对应于加工部分的形状分多次进行压下，也可以兼做用于将加工部件2进一步完成至正确的规定形状的再修整(リストライク，追加加工)而进行。

发明效果

根据本发明的Zn系镀敷部件的加工方法，隔着由于加工裂纹产生的间隙而邻接的镀敷层彼此的间隔变窄，Zn系镀敷金属的牺牲防腐蚀机能变得容易发挥作用，抑制加工部件的耐蚀性下降。即，通过对镀敷层在板厚方向施加压下，表现出与镀敷层的加工裂纹的程度变为轻度同样的效果。

另外，作为原材料如果使用耐蚀性优异的被覆了Zn-Al-Mg系合金的Zn-Al-Mg系镀敷钢板，牺牲防腐蚀作用进一步强烈地起作用，由此可以提高抑制红锈产生的能力。

因此，可以提供不导致大的设备投资、生产效率下降地减少镀敷层的加工裂纹引起的红锈的产生、能够提高加工部件的耐蚀性的以Zn系镀敷钢板为原材料的加工部件的加工方法。

附图说明

图1是示出根据本发明的加工方法的加工工序的一例的剖面模式图，(a)示出加工前的原材料，(b)示出向规定形状的塑性加工，然后(c)示出对加工部分在板厚方向的加压加工。

图2加压前是从加工部表面观察的在加工部产生了的镀敷层的加工裂纹状况，加压后是示出向加工部在板厚方向施加了压下的加压加工后的加工裂纹的状况的图的代用照片。

图3是示出作用于加工部分的加压力和加压后的基底钢板的表面露出率(即基底钢板露出率)的关系的图。

图4是示出中性盐水喷雾循环试验的条件的流程图。

具体实施方式

以下，关于本发明的实施方式，参照附图详细地进行说明。

图1(a)是示意地示出了加工前的Zn系镀敷钢板1的剖面的图。由于是塑性加工前的状态，镀敷层3还没有产生加工裂纹，如此图所示，基底钢板7的表面被镀敷层3被覆。

图1(b)示出了对Zn系镀敷钢板1，通过冲头5、冲模6和压板12进行塑性加工，制造具有规定的形状的加工部件2的工序。此时，在镀敷层3产生不规则的加工裂纹4。对于塑性加工而言，与冲压加工相比，鼓凸成形时强拉伸应力更容易对镀敷层3作用，因此镀敷层3的加工裂纹4容易变得明显，另外，鼓凸高度高等塑性加工的加工度越高，加工裂纹4的深度、宽度越大。而且，如果邻接加工裂纹4的间隔变宽，基底钢板7从表面的露出变大，则从基底钢板7产生红锈加工部件2的耐蚀性下降。这是由于加工裂纹4的间隔变宽、镀敷金属的牺牲防腐蚀作用变得力不能及。

为了使此加工裂纹4的间隔变小，本发明中如图1(c)所示一例那样，对加工部分，使用加压用冲头8和加压用冲模9在板厚方向进行压下。由此，镀敷层3以向基底钢板7的面内方向延展的方式塑性变形。其结果，镀敷层3的加工裂纹4的间隔变窄，由于加工裂纹4的周边的镀敷金属的牺牲防腐蚀作用，红锈的产生被抑制。

对于利用加压用冲头8和加压用冲模9的加压而言，在加工部件2完成为规定形状的情况下，进行仅使镀敷层3变形的加压即可，不使加工部件2自身的形状变化。将加工部件2进行再修整而完成为规定的形状的情况下，可以与再修整同时一并实施对镀敷层3的加压加工。

作为Zn系镀敷钢板1，通过使用作为被覆了含有Zn、Al和Mg的镀敷金属的镀敷钢板的Zn-Al-Mg系镀敷钢板，可以进一步提高牺牲防腐蚀作用。Zn-Al-Mg系镀敷钢板中，由于加工裂纹4而导致基底钢板7露出的情况下，加工裂纹4的周边的镀敷金属溶出，通过这些溶出成分，含有Mg的致密的Zn腐蚀生成物覆盖加工裂纹4的周边的基底钢板7，由此腐蚀被抑制。该含有Mg的Zn腐蚀生成物，比Zn镀敷钢板的Zn腐蚀生成物保护性高，因此可以表现出更强力的牺牲防腐蚀作用。

实施例

以下，列举实施例对本发明进行更具体的说明，但本发明不限于此实施例。

作为原材料，使用板厚1.2mm每单面镀敷附着量为140g/m²的Zn-6重量％Al-3％重量％Mg合金镀敷钢板，通过图1所示的工序进行了鼓凸成形和对加工部分的加压。

鼓凸成形所使用的冲头5是直径200mm，肩部的曲率半径为10mm的圆柱形。另一方面，冲模6内径203mm，肩部的曲率半径为10mm。压板12内径为202mm。而且，如图1(b)所示，通过这些冲头5、冲模6和压板12，制作了内径200mm、高40mm的鼓凸成形部件2。

接下来，进行了对此加工部件2的加工部分的加压加工。所述加压加工，如图1(c)所示，使用加压用冲头8、加压用冲模9、和压板12进行。加压用冲头8、加压用冲模9的形状，设置为与加工部件2的头部10及纵壁部11的形状相同。

并且，该加压加工的加压力设为30kN、40kN、60kN3个水准，加压方向如图1(c)图中空心箭头所示，设置为相对于加工部件2的头部10从纸面上方向向下方向。

此处，在图1(c)中，由于头部10相对于空心箭头的方向是垂直的，加压力本身作为“在板厚方向压下的力”起作用。但是，相对于空心箭头的方向稍稍倾斜的纵壁部11，空心箭头所示的加压力，被分压为“与纵壁部11的壁面垂直的分力”和“与纵壁部11的壁面平行的分力”。因此，在纵壁部11，“在板厚方向压下的力”与作用在头部10的力相比变得下降若干。但是，由于加压用冲头8、加压用冲模9的形状与加工部件2的纵壁部11的形状相同，“与纵壁部11的壁面平行的分力”起作用，使得纵壁部11表面的镀敷层3向面内方向扩展。其结果，即使在纵壁部11也变得可以使镀敷层3的加工裂纹4的间隔变窄至与头部10大致相同程度。

在图2中示出如上的加压加工中加压前后的镀敷层3的加工裂纹状况。此图2是对加压前的加工部件2的头部10的状况和在相同位置以各加压力加压了之后的镀敷层3的加工裂纹状况用光学显微镜放大200倍拍摄的照片。应予说明，此图2中虽然没有标记符号，但图中白色的部分是镀敷层3，图中黑色的部分是由于加工裂纹4而导致基底钢板7露出的部分。

如此图所示，判明由于进行加压加工，邻接的镀敷层3的加工裂纹4的间隔变窄。

另外，在进行加工部分的加压前后，用光学显微镜对加工部件2的头部10中镀敷层3的加工裂纹4的状况进行放大200倍并观察，评价了相对于观察面积5mm²的由于镀敷层3的加工裂纹4而导致的基底钢板7露出的面积率(＝基底钢板露出率)。

图3示出基底钢板露出率根据加压的变化。如此图所示，可知由于加压基底钢板7的露出率降低，而且加压力越高露出率越小、抑制红锈产生的效果越大。

另外，将加压前的加工部件2和以30kN加压了的加工部件2供于中性盐水喷雾循环试验并评价了耐蚀性。中性盐水喷雾循环试验的条件如图4所示。循环数设为100。

上述100循环的试验结果，虽然没有加压的加工部件2中，从头部产生了红锈，但向头部施加了30kN加压的加工部件2的头部没有产生红锈，确认了根据本发明的加工方法可以抑制Zn系镀敷加工部件2的耐蚀性下降。

工业实用性

根据本发明的Zn系镀敷加工部件的加工方法，对于抑制以Zn系镀敷钢板作为原材料的加工部件的由于塑性加工的镀敷层的加工裂纹引起的耐蚀性下降、保持良好的耐蚀性是有用的。

符号说明

1：Zn系镀敷钢板

2：加工部件

3：镀敷层

4：(镀敷层的)加工裂纹

5：冲头

6：冲模

7：基底钢板

8：加压用冲头

9：加压用冲模

10：(加工部件的)头部

11：(加工部件的)纵壁部

12：压板

Claims (2)

1.一种Zn系镀敷加工部件的加工方法，其特征在于，其为对Zn系镀敷钢板(1)原材料进行塑性加工制造规定形状的加工部件(2)的Zn系镀敷加工部件的方法，对所述加工部件(2)的加工部分，进一步使用追随该加工部分的制品形状的形状的加工用冲头(8)以及加工用冲模(9)在板厚方向施加压下，使镀敷层(3)在基底钢板(7)的面内方向延展、该镀覆层(3)的加工裂纹(4)的间隔变窄地实施加压加工。

2.根据权利要求1所述的Zn系镀敷加工部件的加工方法，其特征在于，作为所述Zn系镀敷钢板(1)，使用被覆了含有Zn、Al和Mg的镀敷金属的钢板。