CN1724884A - 冷压接方法和金属接合体 - Google Patents

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Abstract

本发明目的在于提高接合强度。由于冲模(23)直接冲压硬度高的金属板材(11)，硬度高的金属板材(11)伸展变形时，随动于此，硬度小的金属板材也伸展变形。因此，硬度高的金属板材(11)的伸展量和硬度低的金属板材(12)的伸展量大致相同，两金属板材(11、12)之间的接合面(界面)间不会产生过大的滑动，所以两张金属板的接合强度(11、12)高。

Description

冷压接方法和金属接合体
技术领域
本发明涉及冷压接方法和金属接合体。
背景技术
如图6、图7所示，在以往，作为通过使多张金属板材重叠并一体化来制造金属接合体的方法，是在和板面相交叉的方向上，借助于冲模102对重叠的两张金属板材100、101进行冲压，在表面侧形成凹部103，因此产生变形并彼此相接合，从而制成金属接合体104。根据这种冷压接方法，冲模102冲压金属板材100、101时，金属板材100、101会凹陷变形，且在金属板材100、101的板面上受冲模102冲压的区域100a、101a就会彼此紧贴着接合在一起。
另外，在专利文献1中公开了有关将金属彼此接合在一起的装置。
专利文献1特开平2-280979号公报
金属板材100、101受冲模102冲压而凹陷变形时，在金属板材100、101上，受冲模102冲压的区域从中心向外周移动且伸展变形，而在以往，硬度不同的两张金属板材中硬度低的那张金属板材配置在表面侧，也就是配置在和冲模102直接接触而冲压的一侧。
如上所述，冲模102直接冲压硬度较低的金属板材100时，随着冲模102的冲入，易于变形的金属板材100成为伸展量多的部分，金属板材100、101彼此接触的界面间会产生过大的滑动，因此这两张板材100、101的接合强度就会降低。
发明内容
基于上述情况，本发明的目的在于提高接合强度。
作为达到上述目的的方法，本发明第一发明为一种冷压接方法，通过对重叠的且硬度不同的多张金属板材，在和其板面相交叉的方向上使用冲模进行冲压，在表面上形成凹部而变形，从而使其接合制成金属接合体，其特征在于，在硬度不同的上述多张金属板材中，将硬度高的金属板材配置在受上述冲模冲压的表面侧。
第二发明为一种金属接合体，使用冲模对重叠的且硬度不同的多张金属板材在和其板面交叉的方向上进行冲压，在表面侧形成凹部而变形，从而使其接合而制成，其特征在于，在硬度不同的上述多张金属板材中，将硬度高的金属板材配置在受上述冲模冲压的表面侧。
在金属板材受冲模冲压而凹陷变形时，在金属板材上受冲模冲压的区域就从中心向外周移动而伸展变形。在这里，如果冲模直接冲压硬度较低的金属板材，则随着冲模的冲入，易于变形的金属板材成为伸展量多的部分，导致金属板材彼此接触的界面(接合面)间产生过大的滑动，因此金属板材的接合强度就会降低。
针对于此，在本发明中由于冲模直接冲压硬度高的金属板材，所以硬度高的金属板材凹陷变形且从中心向外周侧伸展变形时，随动于此，硬度小的金属板材且也从中心向外周侧伸展变形。因此，硬度高的金属板材的伸展量和硬度低的金属板材的伸展量大致相同，两金属板材的接合面(界面)间就不会产生过大的滑动，由于不会产生如前所述的剥离，所以两张金属板的接合强度就得以提高。
附图说明
图1是实施方式1的透视图；
图2是接合完成后的金属接合体的透视图；
图3是示出接合前状态的截面图；
图4是示出接合结束后状态的截面图；
图5是图3中X-X截面图；
图6是示出现有例接合前状态的截面图；
图7是示出现有例接合结束后状态的截面图。
具体实施方式
下面，参考图1-图5来说明将本发明具体化的实施方式1。本实施方式中的金属接合体10通过将第一金属板材11和第二金属板材相接合而制成。第一金属板材11和第二金属板材12的厚度尺寸在整个区域上均保持恒定，在前后方向上长且宽度尺寸在长度方向(前后方向)上为恒定的方形。第一金属板材11的全长、宽度尺寸和第二金属板材12的尺寸都相同，而且这两张金属板材11、12的厚度也相同。
第一金属板材11由铜合金制成，其硬度为HV115。而另一侧的第二金属板材12由铜制成，硬度为HV90。也就是第一金属板材11比第二金属板材12硬度要高一些，第一金属板材11变形比较困难。
使该第一金属板材11和第二金属板材12的板面彼此以水平姿态成表面接触状态，从而在上下重叠的状态下，采用冲模23，通过冷压接方法可导电地进行接合。在这里，硬度高的第一金属板材11叠放在第二金属板材12的上面(表面)侧上，这是考虑到使接合装置即冲模23从上向下(即和金属板材11、12的板面大致垂直的方向)冲压这两张金属板材11、12而进行的配置。而且，当这两张金属板材11、12处于叠放状态时，它们的前端面、后端面和左右两侧面都连续成平面状态。因此，这两张重叠的金属板材11、12就能够由上下两个金属模21、22固定于重叠状态。
上部金属模21整体呈块状，并在下面形成有用于容纳第一金属板材11的槽部21a。槽部21a在上部金属模21的前后两端面上开口，在左右方向(和金属板材11的板面相平行的方向)上无晃动(位移)地定位并容纳第一金属板材11。在将第一金属板材11设置在槽部21a的状态下，第一金属板材11的前后两端部向上部金属模21的外部突出，第一金属板材11的上表面和槽部21a的顶面(上表面)以面接触状态抵接，第一金属板材11的下表面相对上部金属模21的下表面连续成平面状态。
此外，在上部金属模21上形成有圆形的导向孔21b，该孔在从上部金属模的上表面到槽部21a的顶面(内侧面)的上下方向(即和金属板材11、12的板面垂直的方向)上。在宽度方向(左右方向)和前后方向上，导向孔21b设置在槽部21a的大致中间位置。借助于该导向孔21b，在接合时就可以引导冲模23。冲模23在上下方向沿轴线形成圆柱形，并在前后左右方向不晃动地从上部金属模21的上方嵌入到导向孔21b内。冲模23的外径从冲模下端一直到在接合结束时容纳在导向孔21b内的区域均为恒定的尺寸。此外，冲模23的下表面成为和冲模23同心且呈比冲模23的外径小的圆形的冲压面23a。该冲压面23a为垂直于冲模23冲压金属板材11、12的方向的平坦面。
下部金属模22整体呈块状，在上表面上形成有用于容纳第二金属板材12的槽部22a。槽部22a在下部金属模22的前后两端面上开口，在左右方向(和金属板材12的板面相平行的方向)上无晃动(位移)地定位并容纳第二金属板材12。在将第二金属板材12设置在槽部22a的状态下，第二金属板材12的前后两端部向下部金属模22的外部突出，第二金属板材12的下表面和槽部22a的下表面以面接触状态抵接，第二金属板材12的上表面相对下部金属模22的上表面连续成平面状态。
且，上部金属模21、下部金属模22和冲模23中的任一个均由合金工具钢(SKD11)制成，它们的硬度为HV700～750。也就是，上下两个金属模21、22和冲模23中任一个的硬度均比第一金属板材11高。
下面，来说明本实施方式的作用。
在对第一金属板材11和第二金属板材12进行接合而制造金属接合体10时，第二金属板材12嵌合(设置)在下部金属模22的槽部22a内，将第一金属板材11叠放在第二金属板材12的上表面上，从其上方盖上上部金属模21，将第一金属板材11嵌合在其槽部21a内，通过使上部金属模21的下表面和下部金属模22的上表面成面接触而抵接，使两个金属模21、22合体。在该状态中，上下重叠的两张金属板材11、12被夹持在下部金属模22的槽部22a的下表面和上部金属模21的槽部21a的顶面之间，这两张金属板材11、12相对上下两金属模21、22保持固定，不会向上下左右晃动。但可以容许这两张金属板材11、12向前后方向的变形。
从该状态开始，如果使冲模23进入(下降)到导向孔21b内，冲模23下端的冲压面23a就会从上向下冲压第一金属板材11的上表面，使该第一金属板材11的上表面产生凹陷。此后，如果冲模23进一步下降，则第一金属板材11受冲模23冲压，向下下沉(发生凹陷)而变形。该变形部呈有底的筒状。在该第一金属板材11的有底筒状变形部中，对应(直接接触)于冲模23的冲压面23a的水平的圆形板状部11a压在第二金属板材12的上表面上，使之凹陷。
因此如图4所示，冲模23下降到接合结束的位置时，在第一金属板材11的上表面上形成有圆形凹部13，同时在金属板材11、12中，和冲模23的冲压面23a相对应的圆形板状部11a、12a的厚度变薄。第二金属板材12中厚度变薄的圆形板状部12a重叠于第一金属板材11中圆形板状部11a的上表面。这些金属板材11、12的圆形板状部11a、12a被上下夹持在冲模23的冲压面23a和下部金属模22的槽部22a的下表面之间。
如上所述，这两张金属板材11、12因冲模23而变形时，第一金属板材11的圆形板状部11a(和冲模23的冲压面23a相对应的大致圆形区域)的下表面和第二金属板材12的圆形板状部12a(和冲模23的冲压面23a相对应的大致圆形区域)12a的上表面彼此牢固地接合(紧固)在一起，从而第一金属板材11和第二金属板材12一体化而制成金属接合体10。
在接合工序中，在第一金属板材11受冲模23冲压而凹陷变形时，在第一金属板材11中，受冲模23冲压的圆形板状部11a从冲模23的中心向外周侧移动并伸展变形。在这里，如果冲模23直接冲压硬度较低的第二金属板材12，则随着冲模23的冲入，易于变形的金属板材12成为伸展量多的部分，导致金属板材11、12彼此接触的界面(接合面)间产生过大的滑动，因此金属板材11、12的接合强度就会降低。
针对于此，在本实施方式中，由于冲模23直接冲压硬度高的第一金属板材11，所以硬度高的第一金属板材11凹陷且其圆形板状部11a从中心向外周伸展变形时，硬度小的第二金属板材12也凹陷，其圆形板状部12a也随动于第一金属板材11的圆形板状部11a，从中心向外周侧伸展变形。因此，第一金属板材11中圆形板状部11a的伸展量和第二金属板材12中圆形板状部12a的伸展量大致相同，第一金属板材11和第二金属板材12之间的接合面(界面)间就不会产生过大的滑动，由于不会产生如前所述的剥离，所以第一金属板材11和第二金属板材12的接合强度就得以提高。
而且，根据试验结果，冲模直接冲压硬度低的第二金属板材12时的接合强度为830N(10个样品的平均值)，而针对于此，在本实施方式中，冲模23直接冲压硬度高的第一金属板材11时的接合强度为1240N(10个样品的平均值)，即强度为直接冲压第二金属板材12时的1.49倍。
本发明并不限于上述说明的和由附图示出的实施方式，例如如下的其他的实施方式也同样包括在本发明的技术范围内，进而，在不脱离本发明的范围内，在下述以外还可以有各种变化来实施。
(1)尽管上述实施方式中说明了两张金属板材重叠时的情况，但本发明还可以适用于三张硬度不同的金属板材重叠时的情况。

Claims (2)

1.一种冷压接方法，通过对重叠的且硬度不同的多张金属板材，在和其板面交叉的方向上使用冲模进行冲压，在表面上形成凹部而变形，从而使其接合制成金属接合体，其特征在于，在硬度不同的上述多张金属板材中，将硬度高的金属板材配置在受上述冲模冲压的表面侧。
2.一种金属接合体，使用冲模对重叠的且硬度不同的多张金属板材在和其板面交叉的方向上进行冲压，在表面侧形成凹部而变形，从而使其接合而制成，其特征在于，在硬度不同的上述多张金属板材中，将硬度高的金属板材配置在受上述冲模冲压的表面侧。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20060125