JP2008044232A

JP2008044232A - Manufacturing process of laminated metal sheet workpiece

Info

Publication number: JP2008044232A
Application number: JP2006221934A
Authority: JP
Inventors: Masakatsu Nara; 正功奈良
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2006-08-16
Filing date: 2006-08-16
Publication date: 2008-02-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing process of a laminated metal sheet workpiece which has both high strength and high rigidity and is lightweight, and does not impair the appearance i.e design. <P>SOLUTION: A metal plate 1 is pressed against a metal or concrete die with uniform pressure using liquid or gas for a pressing medium to emboss an irregular pattern 3 on metal plate 1. Optionally, the metal plate 1 is further bonded to an outer plate 2 by further pressing the metal plate 1 against outer plate 2 using the pressure of a gas or a liquid. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は積層金属板加工物の製造方法に関し、特に、高強度、高剛性を兼ね備え、しかも低重量で、特に、自動車の外板や内板と接合し、一体化するようにして製造する部材の製造に利用して好適な、積層金属板加工物の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a laminated metal sheet processed product, and particularly, a member that combines high strength and high rigidity, and has a low weight, and in particular, is manufactured by joining and integrating with an outer plate or an inner plate of an automobile. It is related with the manufacturing method of a laminated metal plate processed material suitable for utilizing for manufacture of this.

自動車などの分野では、地球環境問題への対応上、車体の重量の軽量化が求められる一方で、搭乗者の安全性に従来よりもはるかに難しい要求がなされたり、高強度でエネルギー吸収能の高い材料や構造設計が求められたりしている。さらに、運転性能や静粛性の向上のために、車体重量の軽量化と同時に車体の高剛性化も求められている。
このような要望に対して、現在多くの研究が行われており、材料そのものの研究も盛んである。例えば、鋼材においては、薄くても高強度のＨｉｇｈＳｔｒｅｎｇｔｈｓｔｅｅｌ（以下、ハイテン材という）が開発・実用化され、自動車の各部に用いられるようになっており、アルミニウム材やアルミニウム合金材では、高強度で且つ延性の高い材料が開発されつつあり、アルミニウム材やアルミニウム合金材の一部は自動車のフードやリアフード等に用いられつつある。 In fields such as automobiles, while reducing the weight of the vehicle body is required in order to deal with global environmental problems, it is required that the safety of passengers is much more difficult than before, as well as high strength and energy absorption capacity. High materials and structural designs are required. Furthermore, in order to improve driving performance and quietness, it is also required to reduce the weight of the vehicle body and increase the rigidity of the vehicle body.
Many researches are currently being conducted in response to such requests, and research on materials themselves is also active. For example, in steel materials, high strength steel (hereinafter referred to as high tensile steel), which is thin but high in strength, has been developed and put to practical use and is used in various parts of automobiles. Materials having high strength and high ductility are being developed, and some aluminum materials and aluminum alloy materials are being used for automobile hoods, rear hoods, and the like.

ただし、単板すなわち平板の場合、強度などの特性を向上して使用するとしても、高強度、高剛性を兼ね備え、しかも低重量にしたい、という要求を同時に満足させるのは非常に困難な場合がある。最も困難なのは剛性（伸び縮み等の変形のしにくさ）である。強度は、単板でも問題なく向上できており、実用上問題ないものが既に開発されている。しかし、強度については板厚が関係する。強度を向上するかわりに低重量化の目的で板厚を薄くすると、剛性は著しく低下する。そのため、現在では、鋼板を使用した場合の自動車用ボディの鋼板の板厚は、０．６ｍｍ以下にするのは不可能に近い。逆に、剛性を確保しようとすると、むしろ、鋼板の板厚を０．８ｍｍ〜０．８５ｍｍに上げた方が好ましいとすらいわれている。 However, in the case of a single plate, that is, a flat plate, it may be very difficult to simultaneously satisfy the requirement of having both high strength and high rigidity and low weight even if the properties such as strength are improved and used. is there. The most difficult is rigidity (hardness of deformation such as expansion and contraction). The strength can be improved without problems even with a single plate, and those having no problem in practical use have already been developed. However, the thickness is related to the strength. If the plate thickness is reduced for the purpose of reducing the weight instead of improving the strength, the rigidity is remarkably lowered. Therefore, at present, it is almost impossible to make the thickness of the steel plate of the automobile body when the steel plate is used 0.6 mm or less. On the contrary, it is even said that it is preferable to increase the plate thickness of the steel plate to 0.8 mm to 0.85 mm in order to ensure rigidity.

一方、鋼板をアルミニウム合金板に置き換えて、低重量化を図ろうとする動きもある。アルミニウムの弾性率すなわち剛性は鋼の１／３しかない一方で、比重も１／３しかないため、アルミニウムで鋼と等価な面剛性を発揮する板厚は、およそ１．４倍あるといわれている。そのため、アルミニウム合金は、鋼の２倍程度の厚さでかなり高剛性にできるといわれている。しかしながら、アルミニウム合金は材料価格が高く、鋼に比べてコストがかかる上に、電気溶接するのに鋼よりもはるかに大きな電流を必要とするなど、生産性の点でも劣るため、低コストで高い生産性を確保するのが困難であるという問題がある。 On the other hand, there is a movement to reduce the weight by replacing the steel plate with an aluminum alloy plate. Aluminum has a modulus of elasticity, or rigidity, that is only 1/3 that of steel, while specific gravity is only 1/3. Therefore, it is said that the thickness of aluminum that exhibits surface rigidity equivalent to steel is approximately 1.4 times that of steel. Yes. Therefore, it is said that an aluminum alloy can be made quite high in rigidity with a thickness about twice that of steel. However, aluminum alloys are expensive and costly compared to steel, and they are inferior in productivity, such as requiring much larger current than steel for electric welding, so they are high at low cost. There is a problem that it is difficult to ensure productivity.

そのため、高強度、高剛性を兼ね備え、しかも低重量の鋼板加工物を安価に得られるようにするために、特許文献１には、エンボス加工を施したステンレス鋼板と平坦なステンレス鋼板とをスポット溶接（または、レーザスポット溶接）を用いて接合する方法が記載されている。すなわち、特許文献１に記載された方法では、平坦な鋼板とエンボス加工を施した凸部を接触させてスポット溶接を行い、接合することで、強度および剛性を確保しつつ、低重量化を図ることができる。ここで、接合の方法としては、スポット溶接や接着剤について言及されており、スポット溶接は数点行うこととしている。また、加工後に表面側にまわる鋼板の部分に溶接痕を残さないようにするために、片面からのレーザスポット溶接を行うことも記載されている。この特許文献１に登場するエンボス加工は、プレス成形にて行うことができるため、連続して成形可能で低コストにて高い生産性を確保することができる。 Therefore, in order to obtain a low-weight steel plate product having high strength and high rigidity at a low cost, Patent Document 1 discloses spot welding of an embossed stainless steel plate and a flat stainless steel plate. A method of joining using (or laser spot welding) is described. That is, in the method described in Patent Document 1, spot welding is performed by bringing a flat steel plate and an embossed convex portion into contact with each other, and the weight is reduced while securing strength and rigidity. be able to. Here, as welding methods, reference is made to spot welding and an adhesive, and spot welding is performed at several points. In addition, it is also described that laser spot welding from one side is performed so as not to leave a welding mark on the portion of the steel sheet that turns to the surface side after processing. Since the embossing which appears in this patent document 1 can be performed by press molding, it can be continuously molded and high productivity can be secured at low cost.

特許文献２には、アルミハニカムを製造するに際し、まず、芯材となるハニカムコアを製造するのに、プレス成形により突起をもった板に成形した上で、さらに、平板状または曲面状の別の板の形状に合うように成形することで、その平板状または曲面状の別の板と接合しやすくし、高い生産性を確保できるアルミハニカムの製造方法が記載されている。ハニカムコアとそれに接合される別の板との接合方法としては、スポット溶接やろう付けが挙げられている。また、ハニカムコアに接合される別の板の成形も、プレス成形にて行うことで、高い生産性を確保できる。
特開平２００２−３０７１１７号公報特開平９−８５８６１号公報 In Patent Document 2, when manufacturing an aluminum honeycomb, first, to manufacture a honeycomb core as a core material, after forming into a plate having projections by press molding, and further separating a flat plate shape or a curved shape. Describes a method for manufacturing an aluminum honeycomb which can be easily joined to another plate having a flat or curved shape by molding so as to conform to the shape of the other plate and ensure high productivity. Spot welding and brazing are mentioned as a joining method of a honeycomb core and another board joined to it. Moreover, high productivity can be ensured by forming another plate joined to the honeycomb core by press forming.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-307117 Japanese Patent Laid-Open No. 9-85861

しかしながら、特許文献１の方法では、エンボス加工を施したステンレス鋼板と平坦なステンレス鋼板とを接合するために、レーザスポット溶接またはスポット溶接が用いられるため、それらの溶接痕を皆無にするのが難しく、例えば、意匠性を必要とする自動車の外板に付随するような用途への適用は困難であるという問題があった。レーザスポット溶接またはスポット溶接では、接合部の鋼板同士の十分な溶け込み、あるいはナゲット径が確保されない限り、接合強度が必ず不足する。接合強度を確保しようと、十分な溶け込みやナゲット径を確保しようとすると、重ねた２枚の鋼板の表裏面は、必ず熱変形によるうねりが発生することとなり、自動車の外板に付随するような用途への適用を考えても、意匠性の点で不合格となる。 However, in the method of Patent Document 1, since laser spot welding or spot welding is used to join an embossed stainless steel plate and a flat stainless steel plate, it is difficult to eliminate the weld traces. For example, there is a problem that it is difficult to apply to a use accompanying an outer panel of an automobile that requires design properties. In laser spot welding or spot welding, the joining strength is necessarily insufficient unless sufficient melting between the steel plates at the joint or the nugget diameter is ensured. When trying to ensure sufficient bonding strength or sufficient penetration or nugget diameter, the two front and back surfaces of the two steel plates will always swell due to thermal deformation, which is attached to the outer plate of the car. Even considering application, it is rejected in terms of design.

特に、スポット溶接では、接合予定の鋼板同士の重ね合わせ部位を、電極で挟持して通電するため、通電後には凹み状の電極痕が発生し、意匠性は著しく損なわれる。
また、エンボス加工は、プレス成形にて連続して行うことができるが、プレス成形では十分な加工寸法精度が得られないため、平坦な鋼板とエンボス加工を施した鋼板とを密着させた上で接合する必要があり、プレス成形時の加工寸法が正確でないものを無理に接合すると、ゆがみが生じて、製品形状が許容範囲内に収まらなくなったり、くびれ・割れ・皺等が発生して、外観すなわち意匠性を著しく損なったりする場合もあるという問題があった。 In particular, in spot welding, since the overlapping portions of the steel plates to be joined are sandwiched between electrodes and energized, recessed electrode traces are generated after energization, and the design is significantly impaired.
In addition, embossing can be carried out continuously by press forming, but since sufficient processing dimensional accuracy cannot be obtained by press forming, the flat steel plate and the embossed steel plate are brought into close contact with each other. If it is necessary to join, and forcibly joining those whose processing dimensions are not accurate at the time of press molding, distortion will occur, the product shape will not fit within the allowable range, constriction, cracks, wrinkles, etc. will occur, appearance That is, there is a problem that the designability may be significantly impaired.

特許文献２の方法では、ハニカムコア側を製造するのにやはりプレス成形が用いられるが、正確に所望の形状が得にくく、この場合にも、ハニカムコア側と、平板状または曲面状の別の板の側、双方接合されたハニカムには、ゆがみが生じて形状が悪化することは必至であり、意匠性を要する自動車の外板に付随するような用途への適用を考えた場合、二次的に矯正加工する手間が余計に必要になるという問題があった。また、レーザスポット溶接またはスポット溶接を用いた場合、熱変形によるうねりや、電極痕が残るため、意匠性を要する自動車の外板に付随するような用途への適用は、なお一層困難になるという問題があった。
本発明は、外観すなわち意匠性を損なうことなく、低コストにて高い生産性を確保でき、高強度、高剛性を兼ね備え、しかも低重量の積層金属板加工物の製造方法を提供することを目的とする。 In the method of Patent Document 2, press molding is still used to manufacture the honeycomb core side. However, it is difficult to obtain a desired shape accurately, and in this case, the honeycomb core side is separated from a flat plate or curved surface. It is inevitable that the honeycomb bonded on both sides of the plate will be distorted and its shape will deteriorate, and if it is considered to be used for applications such as the outer plate of an automobile that requires design, There is a problem that an extra labor is required for corrective processing. In addition, when laser spot welding or spot welding is used, undulations due to thermal deformation and electrode traces remain, so that it is even more difficult to apply to applications such as those associated with automotive outer plates that require design. There was a problem.
An object of the present invention is to provide a method for producing a laminated metal sheet processed product that can secure high productivity at a low cost without compromising the appearance, that is, the design property, has high strength and high rigidity, and is low in weight. And

上述した課題を解決するために、請求項１記載の積層金属板加工物の製造方法によれば、凹凸状の加工を施した金属板と、該凹凸状の加工を施した金属板の外形形状に沿うよう加工を施した金属板であって、外板または外板と内板を積層した金属板と、を接着することを特徴とする。
これにより、レーザスポット溶接あるいはスポット溶接を用いることなく、凹凸状の加工を施した金属板に外板または外板と内板を一体化させることができ、接合部の溶接痕を皆無にすることが可能となるとともに、強度および剛性も確保することが可能となり、高価なアルミニウム合金などを用いる必要がなくなることから、外観すなわち意匠性を損なうことなく、高強度、高剛性を兼ね備え、しかも低重量の積層金属板加工物を製造することができ、しかも低コストにて高い生産性を確保することができる。 In order to solve the above-described problem, according to the method for manufacturing a laminated metal plate workpiece according to claim 1, the metal plate subjected to the uneven processing and the outer shape of the metal plate subjected to the uneven processing. A metal plate processed so as to conform to the above, wherein an outer plate or a metal plate obtained by laminating an outer plate and an inner plate is bonded.
As a result, the outer plate or the outer plate and the inner plate can be integrated with the metal plate that has been processed into a concavo-convex shape without using laser spot welding or spot welding, and there is no weld trace at the joint. It is possible to secure strength and rigidity, and it is not necessary to use an expensive aluminum alloy, etc., so it has high strength and high rigidity without impairing the appearance, that is, the design, and low weight. The laminated metal plate processed product can be manufactured, and high productivity can be secured at low cost.

また、請求項２記載の積層金属板加工物の製造方法によれば、前記請求項１の積層金属板加工物の製造方法において、金属またはコンクリート製のダイに流体圧によって金属板を押し付けることで、金属板に凹凸状の加工を施すことを特徴とする。
これにより、均一な流体圧をかけることで金属板に凹凸状の加工を施すことができるようになり、金属板を加工数法精度よく成形することが可能となり、くびれ・割れ・皺等が発生しないようにすることも可能となることから、外観すなわち意匠性を損なうことなく、低コストにて高い生産性を確保でき、高強度、高剛性を兼ね備え、しかも低重量の積層金属板加工物を製造することができ、しかも低コストにて高い生産性を確保することができる。 Moreover, according to the manufacturing method of the laminated metal plate workpiece of claim 2, in the manufacturing method of the laminated metal plate workpiece of claim 1, the metal plate is pressed against the metal or concrete die by fluid pressure. The metal plate is processed to have an uneven shape.
As a result, it becomes possible to apply uneven processing to the metal plate by applying uniform fluid pressure, making it possible to form the metal plate with high accuracy by the number of processing methods, and causing constriction, cracks, wrinkles, etc. Therefore, it is possible to secure high productivity at a low cost without impairing the appearance, that is, the design, and to achieve a high-strength, high-rigidity, and low-weight laminated metal plate workpiece. It can be manufactured, and high productivity can be ensured at low cost.

また、請求項３記載の積層金属板加工物の製造方法によれば、前記請求項１または請求項２の積層金属板加工物の製造方法において、該凹凸状の加工を施した金属板に、外板または外板と内板を積層した金属板を接着する際に、接着剤、ろう付けまたは拡散接合のいずれかにより接着することを特徴とする。
これにより、接合部の鋼板同士の十分な溶け込みあるいはナゲット径を確保するなどという気遣いなく、接合強度を確保することができ、接合部の溶接痕を皆無にすることが可能となることから、外観すなわち意匠性を損なうことなく、鋼板同士を強固に接合することができる。 Moreover, according to the manufacturing method of the laminated metal plate workpiece of claim 3, in the manufacturing method of the laminated metal plate workpiece of claim 1 or 2, the metal plate subjected to the uneven processing, When the outer plate or the metal plate in which the outer plate and the inner plate are laminated is bonded, the bonding is performed by any one of an adhesive, brazing, and diffusion bonding.
As a result, it is possible to ensure the joining strength without worrying about sufficient melting between the steel plates of the joint part or ensuring the nugget diameter, and it is possible to eliminate the weld trace of the joint part. That is, the steel plates can be firmly joined without impairing the design.

また、請求項４記載の積層金属板加工物の製造方法によれば、前記請求項１ないし３のいずれかに記載の積層金属板加工物の製造方法において、凹凸状の加工を施した金属板に外板または外板と内板を積層した金属板を接着する際に、流体圧を用いることを特徴とする。
これにより、鋼板同士を密着させながら鋼板同士を接合することができ、外観すなわち意匠性を損なうことなく、鋼板同士を強固に接合することができる。 Moreover, according to the manufacturing method of the laminated metal plate workpiece according to claim 4, in the manufacturing method of the laminated metal plate workpiece according to any one of claims 1 to 3, the metal plate subjected to uneven processing. Fluid pressure is used when bonding the outer plate or the metal plate in which the outer plate and the inner plate are laminated to each other.
Thereby, steel plates can be joined together while bringing them into close contact with each other, and the steel plates can be joined firmly without impairing the appearance, that is, the design.

以上説明したように、本発明によれば、レーザスポット溶接あるいはスポット溶接を用いることなく、凹凸状の加工を施した金属板に外板または外板と内板を一体化させることができ、接合部の溶接痕を皆無にすることが可能となるとともに、強度および剛性も確保することが可能となり、高価なアルミニウム合金やチタン合金などを用いる必要がなくなることから、外観すなわち意匠性を損なうことなく、低コストにて高い生産性を確保でき、高強度、高剛性を兼ね備え、しかも低重量の積層金属板加工物を製造することができ、しかも低コストにて高い生産性を確保することができる。 As described above, according to the present invention, the outer plate or the outer plate and the inner plate can be integrated with the metal plate subjected to the uneven processing without using laser spot welding or spot welding. It is possible to eliminate weld marks on the part, and it is possible to ensure strength and rigidity, and it is not necessary to use expensive aluminum alloy or titanium alloy, so that the appearance, that is, the design property is not impaired. High productivity can be secured at low cost, high strength and high rigidity can be achieved, and low-weight laminated metal sheet processed products can be manufactured, and high productivity can be secured at low cost. .

以下、本発明の実施の形態に係る積層金属板加工物の製造方法について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一つの実施の形態に係る積層金属板加工物の概略構成を示す斜視図、図２は、図１の外板２の概略構成を示す斜視図、図３（ａ）は、図１の積層金属板加工物の概略構成を示す平面図、図３（ｂ）は、図１の積層金属板加工物の概略構成を示す断面図である。 Hereinafter, the manufacturing method of the laminated metal plate processed material which concerns on embodiment of this invention is demonstrated, referring drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a laminated metal sheet processed product according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the outer plate 2 of FIG. 1, and FIG. FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of the laminated metal plate workpiece of FIG. 1, and FIG. 3B is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the laminated metal plate workpiece of FIG.

図１〜３において、積層金属板加工物は、大きく分けて金属板１および外板２で構成されている。そして、金属板１の表面には凹凸部３が形成され、凹凸部３が形成された金属板１は、図３に示すように、凹凸部３の底面に設けられた接合部４を介して外板２に接着されている。ここで、例えば、この積層金属板加工物を自動車用フードとして使用する場合、図２に示すように、外板２は曲率半径ｒ₁、ｒ₂の旋回軌跡にそれぞれ沿うように湾曲させたものを一例として挙げる。また、金属板１および外板２としては、例えば、０．４ｍｍ厚の高強度鋼板（引張強さ５９０ＭＰａ）を用いることができる。 1 to 3, the laminated metal plate workpiece is roughly composed of a metal plate 1 and an outer plate 2. And the uneven | corrugated | grooved part 3 is formed in the surface of the metal plate 1, and the metal plate 1 in which the uneven | corrugated | grooved part 3 was formed passes through the junction part 4 provided in the bottom face of the uneven | corrugated | grooved part 3, as shown in FIG. Bonded to the outer plate 2. Here, for example, when this laminated metal plate processed product is used as an automobile hood, as shown in FIG. 2, the outer plate 2 is curved so as to follow the turning trajectories of the curvature radii r ₁ and r ₂ , respectively. Is given as an example. Moreover, as the metal plate 1 and the outer plate 2, for example, a 0.4 mm thick high strength steel plate (tensile strength of 590 MPa) can be used.

また、例えば、図１の積層金属板加工物を自動車用フードとして使用する場合、図４に示すように、図１の外板２の裏面には内板５を取り付けることができる。ここで、本発明にいう凹凸状の加工を施した金属板の外形形状に沿うような加工を施した、とは、図２に示したように全体的ななめらかな曲率を形成するような加工であってもよいし、内板の場合には、文字通り凹凸状をそっくりそのままとか、少なくともその凹凸にはまりこむような形状への加工であってもよい。すなわち、内板５の表面にも、凹凸部６を形成することができる。 Further, for example, when the laminated metal plate processed product of FIG. 1 is used as an automobile hood, an inner plate 5 can be attached to the back surface of the outer plate 2 of FIG. 1 as shown in FIG. Here, the processing that conforms to the outer shape of the metal plate that has been subjected to the uneven processing referred to in the present invention means that processing that forms an overall smooth curvature as shown in FIG. In the case of an inner plate, it may literally be processed as it is, or at least be processed into a shape that fits into the irregularities. That is, the uneven portion 6 can be formed also on the surface of the inner plate 5.

また、金属板１に凹凸部３を形成する方法としては、例えば、ダイを金属またはコンクリート等とし、液体または気体を媒体として均一な圧力で金属板１をダイに押し付けるような方法で成形すれば、容易に形成することができる。すなわち、例えば、金属板１に引張強さ４００ＭＰａ以上の高強度鋼板を使用するような場合、高精度の加工寸法精度や形状を得るために、ハイドロフォームによる成形（液圧成形）を行うことができる。あるいは、スプリングバックを見越して多目的にプレス成形を行うような型を設計する、いわゆる型見込みによる成形を行うようにしてもよい。また、外板２の成形を行う方法としても、外板２に高強度鋼板を使用するような場合、スプリングバックを見越して多目的にプレス成形を行うような型を設計する型見込みによる成形などを行うことができるが、本発明は、対象とする鋼板の材質や、プレス成形の方法を、以上述べたものに限るものではない。 Moreover, as a method of forming the uneven portion 3 on the metal plate 1, for example, if the die is made of metal or concrete, and the metal plate 1 is pressed against the die with a uniform pressure using liquid or gas as a medium, Can be easily formed. That is, for example, when a high-strength steel plate having a tensile strength of 400 MPa or more is used for the metal plate 1, hydroforming (hydraulic molding) may be performed in order to obtain a high processing dimensional accuracy and shape. it can. Alternatively, a mold that performs press molding for multiple purposes in anticipation of the spring back, that is, molding based on a so-called mold prospect may be performed. Also, as a method of forming the outer plate 2, when using a high-strength steel plate for the outer plate 2, molding according to the mold prospects for designing a mold that performs multi-purpose press molding in anticipation of the spring back, etc. Although the present invention can be performed, the present invention is not limited to the above-described steel plate material and press molding method.

また、凹凸部３が形成された金属板１と外板２を接着する方法としては、ウェルボンド等の接着剤を用いるようにしてもよいし、ろう付けや拡散接合等により接着するようにしてもよい。この際、液体または気体に与えた圧力を介して金属板１を外板２に押さえ付けながら属板１と外板２とを接着するようにしてもよい。内板５を外板２の裏面に取り付けるのにも同様な方法にて接着するようにしてもよいが、接着部においてうねりなどの変形が目につかない限度において、その他の方法によってもよい。 Further, as a method of adhering the metal plate 1 and the outer plate 2 on which the concavo-convex portion 3 is formed, an adhesive such as a well bond may be used, or adhesion may be performed by brazing or diffusion bonding. Also good. At this time, the metal plate 1 and the outer plate 2 may be bonded together while pressing the metal plate 1 against the outer plate 2 through pressure applied to the liquid or gas. The inner plate 5 may be attached to the back surface of the outer plate 2 by a similar method, but may be other methods as long as deformation such as undulation is not noticeable at the bonded portion.

いずれにせよ、以上述べた方法により、スポット溶接あるいはレーザ溶接を用いることなく、凹凸状の加工を施した金属板１に外板２あるいはさらに内板５を一体化することができ、接合部４の溶接痕を皆無にすることが可能となるとともに、比較的薄い鋼板を用いた場合でも、強度と剛性の両方を確保することが可能となり、高価なアルミニウム合金やチタン合金などを用いる必要がなくなることから、外観すなわち意匠性を損なうことなく、低コストにて高い生産性を確保でき、高強度、高剛性を兼ね備え、しかも低重量の積層金属板加工物を製造することができ、しかも低コストにて高い生産性を確保することができる。 In any case, the outer plate 2 or further the inner plate 5 can be integrated with the metal plate 1 subjected to the uneven processing without using spot welding or laser welding by the method described above. This makes it possible to eliminate all the welding traces and to ensure both strength and rigidity even when a relatively thin steel plate is used, eliminating the need for expensive aluminum alloys and titanium alloys. Therefore, high productivity can be secured at a low cost without impairing the appearance, that is, the design, and high-strength, high-rigidity and low-weight laminated metal plate processed products can be manufactured. Can ensure high productivity.

なお、金属板１、外板２および内板５については同じ素材を用いてもよいし、異なる素材を用いてもよい。異なる素材を用いるとは、板厚が異なり材質が同じか、材質が異なり板厚が同じか、板厚も材質も異なるか、いずれかの場合を指し、素材としては、一般的な冷延鋼板、熱延鋼板等が主であるが、目的によってはその範囲に限定されず、亜鉛や錫などをめっきしためっき鋼板、ステンレス鋼板、さらには、アルミニウム板、アルミニウム合金板、マグネシウム板等の非鉄金属も含む金属板にも本発明は適用可能である。 In addition, about the metal plate 1, the outer plate 2, and the inner plate 5, the same raw material may be used and a different raw material may be used. The use of different materials refers to either the case where the plate thickness is different and the material is the same, or the material is different and the plate thickness is the same, or the plate thickness and the material are also different. Hot rolled steel sheet is mainly used, but it is not limited to the range depending on the purpose. It is plated steel sheet plated with zinc or tin, stainless steel sheet, and non-ferrous metal such as aluminum sheet, aluminum alloy sheet, magnesium sheet, etc. The present invention can also be applied to a metal plate including a metal plate.

図５は、本発明の一つの実施の形態に係る積層金属板加工物の製造方法を示す断面図である。なお、図５では、ハイドロフォームによる実施の形態を概念的に示した。
図５において、金属またはコンクリート等で構成されたダイ１１、１２が対向配置され、ダイ１１には、金属板１に形成される凹凸部３に対応した凹凸部１５がダイ１２との対向面側に形成されている。また、ダイ１２には、ダイ１１、１２間に液体１６を送出するパイプ１３が埋め込まれている。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a laminated metal sheet workpiece according to one embodiment of the present invention. In addition, in FIG. 5, embodiment by hydroform was shown notionally.
In FIG. 5, dies 11 and 12 made of metal, concrete, or the like are disposed to face each other, and the concavo-convex portion 15 corresponding to the concavo-convex portion 3 formed on the metal plate 1 is opposed to the die 12. Is formed. In addition, a pipe 13 for sending a liquid 16 is embedded between the dies 11 and 12 in the die 12.

そして、金属板１に凹凸部３を形成する場合、シール材１４にて金属板１の周囲をシールしながらダイ１１、１２間に金属板１を設置する。そして、パイプ１３を介して液体１６を送出することにより、金属板１の一方の面から液圧を加え、金属板１がダイ１１の凹凸部１５に倣うように金属板１をダイ１１に押し付けることにより、金属板１に凹凸部３を形成することができる。 And when forming the uneven | corrugated | grooved part 3 in the metal plate 1, the metal plate 1 is installed between die | dye 11 and 12, sealing the circumference | surroundings of the metal plate 1 with the sealing material 14. FIG. Then, by sending the liquid 16 through the pipe 13, liquid pressure is applied from one surface of the metal plate 1, and the metal plate 1 is pressed against the die 11 so that the metal plate 1 follows the uneven portion 15 of the die 11. Thus, the uneven portion 3 can be formed on the metal plate 1.

このハイドロフォームでは、金属板１の表面の法線方向に応力をかけながら金属板１の成形を行うことができ、高精度の加工寸法精度での成形が可能であり、また、先述の図３中に示したθの符号を正とすると、θが負の値をとるような成形の場合でも、ポンチの取り出をどうするかの気遣いの必要はなく、例えば、割りダイを用いるようにすることで、簡単に凹凸加工を施した金属板１を抜き出すことが可能となることから、低コストにて高い生産性を確保しつつ、金属板１に凹凸部３を形成することができる。さらに、ダイ（型）と金属板との摺動による摩擦がないため、加工の際に問題となる金属板の流入に対する気遣いがなくなり、高精度の加工寸法精度や形状を得ることができる。
なお、ハイドロフォームではなく、プレス成形にて金属板１に凹凸部３を形成する場合でも、先述のオーバーラン成形など、成形方法を工夫して成形することで、高精度の加工寸法精度や形状を得ることができる。 In this hydroform, it is possible to form the metal plate 1 while applying stress in the normal direction of the surface of the metal plate 1, and it is possible to form it with a high precision of processing dimensions. If the sign of θ shown in the inside is positive, there is no need to worry about how to take out the punch even in the case of molding in which θ takes a negative value. For example, a split die should be used. Thus, since it is possible to easily extract the metal plate 1 that has been subjected to uneven processing, the uneven portion 3 can be formed on the metal plate 1 while ensuring high productivity at low cost. Further, since there is no friction due to sliding between the die (die) and the metal plate, there is no concern for the inflow of the metal plate, which is a problem during processing, and high-precision machining dimensional accuracy and shape can be obtained.
In addition, even when the concavo-convex portion 3 is formed on the metal plate 1 by press molding instead of hydroforming, high-precision machining dimensional accuracy and shape can be obtained by devising the molding method such as the above-mentioned overrun molding. Can be obtained.

図６は、本発明の一つの実施の形態に係る積層金属板加工物の製造方法を示す断面図である。
図６（ａ）において、凹凸部３が形成された金属板１と外板２を接着する場合、外板２をダイ２１上に載置し、凹凸部３が形成された金属板１を接合部４を介して外板２上に載置する。そして、気体又は液体２２による圧力を金属板１上に印加することにより、金属板１を接合部４を介して外板２に密着させながら、凹凸部３が形成された金属板１と外板２を接着することができる。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a laminated metal sheet workpiece according to one embodiment of the present invention.
In FIG. 6A, when the metal plate 1 on which the concavo-convex portion 3 is formed and the outer plate 2 are bonded, the outer plate 2 is placed on the die 21 and the metal plate 1 on which the concavo-convex portion 3 is formed is joined. It is placed on the outer plate 2 via the part 4. The metal plate 1 and the outer plate on which the concavo-convex portion 3 is formed while the metal plate 1 is brought into close contact with the outer plate 2 through the joint portion 4 by applying a pressure by the gas or the liquid 22 to the metal plate 1. 2 can be bonded.

これにより、接合部４の鋼板同士の十分な溶け込み、あるいはナゲット径の確保といった気遣いなく、接合強度を確保することができ、接合部４の溶接痕を皆無にすることが可能となることから、外板２の外観すなわち意匠性を損なうことなく、鋼板同士を強固に接合することができる。
なお、ハイドロフォーミングを用いて金属板１に凹凸部３を形成し、離型（ダイ同士を離すこと）した後に、その金属板１とダイの片方の間に外板２を入れ、その金属板１に対して外板２と反対側に液圧をかけながら接着を実施するようにすれば、凹凸部３を形成した金属板１と外板２との接着を簡単に行うことが可能となる。あるいはさらに内板５が追加される場合も同様である。また、気体による圧力を用いれば、１００〜１０００℃といった高温下での接着も可能となり、液漏れなどの気遣いなく、高温下での拡散接合やろう付けなどが可能となる。 Thereby, without worrying about sufficient melting between the steel plates of the joint portion 4 or ensuring the nugget diameter, the joining strength can be ensured, and it becomes possible to eliminate the weld trace of the joint portion 4 at all. The steel plates can be joined firmly without impairing the appearance of the outer plate 2, that is, the design.
In addition, after forming the uneven | corrugated | grooved part 3 in the metal plate 1 using hydroforming and releasing (separating dies), the outer plate 2 is put between the metal plate 1 and one side of the die, and the metal plate If the bonding is carried out while applying hydraulic pressure to the opposite side of the outer plate 2 with respect to 1, the metal plate 1 on which the concavo-convex portion 3 is formed and the outer plate 2 can be easily bonded. . The same applies to the case where the inner plate 5 is further added. Moreover, if the pressure by a gas is used, the adhesion | attachment under high temperature of 100-1000 degreeC will also be attained, and diffusion bonding, brazing, etc. will be attained under high temperature without worrying about a liquid leak.

また、凹凸加工が施された金属板１と外板２の接合は、高温下で温度を保持しつつ行うようにしてもよい。この場合、金属板１と外板２を炉内に一緒に入れて、高温下で温度を保持するなどの方法が好ましい。また、接合部４のみを加熱しても良いが、その際には接合部４の表側の外板２に溶接痕が残らないようにするためには、できるだけ加熱部を小さくするのが好ましく、ろう付けや拡散接合にて接着を行う場合には、溶融させた中間層を形成するのも好ましい。
以上のような方法の他、図６（ｂ）に示すように金型２３により凹凸加工が施された部分の府に力を加えるようにする方法を用いてももちろんよい。 Moreover, you may make it perform joining of the metal plate 1 and the outer plate | plate 2 in which the uneven | corrugated process was performed, maintaining temperature at high temperature. In this case, a method of putting the metal plate 1 and the outer plate 2 together in a furnace and maintaining the temperature at a high temperature is preferable. Further, only the joint 4 may be heated, but in that case, in order to prevent welding marks from remaining on the outer plate 2 on the front side of the joint 4, it is preferable to make the heating part as small as possible, When bonding by brazing or diffusion bonding, it is also preferable to form a melted intermediate layer.
In addition to the method described above, it is of course possible to use a method in which a force is applied to the portion where the unevenness processing is performed by the mold 23 as shown in FIG.

実施例Ａ、Ｂとして、表１に示すように、０．４ｍｍ厚の高強度冷延鋼板を２種類用意し、それぞれをハイドロフォームで成形することにより、凹凸部３が形成された金属板１と外板２を得た。また、一般的に使用されるパーツとしての自動車のフードを対象とするため、先述の図２に示したように、２方向に曲率半径ｒ₁、ｒ₂の旋回軌跡に沿った形状を外板２に持たせた。また、フードの形状は、曲率半径ｒ₁、ｒ₂の旋回軌跡をそれぞれ長軸、短軸と称するものとすれば、長軸方向と短軸方向に広がる略長方形状となっているが、長軸方向の寸法は１．６ｍ、短軸方向の寸法は１．２ｍとした。また、図３の凹凸部３の高さＨは２０ｍｍ、凹凸部３の間隔Ｗは３０ｍｍ、凹凸部３の上面のサイズＬ１は７０ｍｍ、凹凸部３の底面のサイズＬ２は５０ｍｍとした。さらに、金属板１と外板２との接合には、２液混合型のウェルドボンドを使用した。 As Examples A and B, as shown in Table 1, two types of 0.4 mm thick high-strength cold-rolled steel sheets were prepared, and each was formed by hydroforming, whereby the metal plate 1 on which the uneven portions 3 were formed. And outer plate 2 was obtained. Further, in order to target a car hood as a commonly used part, as shown in FIG. 2 described above, the shape along the turning trajectory of the curvature radii r ₁ and r ₂ in two directions is used as the outer plate. 2 Further, the shape of the hood is a substantially rectangular shape spreading in the major axis direction and the minor axis direction if the turning trajectories of the curvature radii r ₁ and r ₂ are referred to as the major axis and the minor axis, respectively. The axial dimension was 1.6 m, and the minor axis dimension was 1.2 m. Further, the height H of the concavo-convex portion 3 in FIG. 3 was 20 mm, the interval W between the concavo-convex portions 3 was 30 mm, the size L1 of the top surface of the concavo-convex portion 3 was 70 mm, and the size L2 of the bottom surface of the concavo-convex portion 3 was 50 mm. Further, a two-liquid mixed type weld bond was used for joining the metal plate 1 and the outer plate 2.

比較例Ｃとして、自動車のフード等によく使用される５０００系のアルミニウム合金を使用した。このアルミニウム合金の板厚は、表１に示すように、２．５ｍｍとし、単板を用いた。そのほかの形状は前述した形状と同じである。また、実際にフードとして使用するためには、図４に示したように、外板２の裏面に内板５を取り付けて補強する場合もあるが、簡単に比較を行えるようにするために、内板５を取り付けずに比較した。 As Comparative Example C, a 5000 series aluminum alloy often used in automobile hoods and the like was used. As shown in Table 1, the thickness of this aluminum alloy was 2.5 mm, and a single plate was used. Other shapes are the same as those described above. Moreover, in order to actually use it as a hood, as shown in FIG. 4, there is a case where the inner plate 5 is attached to the back surface of the outer plate 2 to reinforce it. Comparison was made without attaching the inner plate 5.

これらの比較は、長軸方向の中心振分５００ｍｍの２点の下に支持をおき、さらに中心部について押し込みを行う３点曲げ試験にて実施した。この結果、表２に示すように、実施例Ａ、Ｂでは、比較例Ｃに比べて軽いにもかかわらず、例えば、引張強さに代表される強度だけでなく、縦弾性係数、曲げこわさ、限界曲げモーメントに代表される剛性にも、格段に優れていることが分かる。なお、アルミニウム合金は、近年自動車の軽量化に伴い、その消費量が伸びてきているが、表２からも明らかなように、縦弾性係数すなわち弾性率が鋼板の１／３程度しかなく、スプリングバックも大きいため、非常に使用しにくく、加工性も良くない。 These comparisons were carried out in a three-point bending test in which support was placed under two points with a central distribution of 500 mm in the major axis direction, and the center portion was pushed further. As a result, as shown in Table 2, in Examples A and B, although it is lighter than Comparative Example C, for example, not only strength represented by tensile strength, but also longitudinal elastic modulus, bending stiffness, It can be seen that the rigidity represented by the limit bending moment is remarkably excellent. Incidentally, although the consumption of aluminum alloys has been increasing in recent years with the reduction in weight of automobiles, as is clear from Table 2, the longitudinal elastic modulus, that is, the elastic modulus is only about 1/3 of that of a steel plate, and the spring Because the bag is large, it is very difficult to use and the processability is not good.

以上の結果より、本発明の方法によれば、従来の方法やアルミニウム合金を用いた方法より良好な特性を得られ、高強度、高剛性を兼ね備え、しかも低重量の積層金属板加工物を製造することができ、しかも低コストにて高い生産性を確保することができる。また、図１の積層金属板加工物を用いることで降伏点を上昇させることができ、耐デント性に対しても大きな効果を同時に得ることができた。特に、表２に示した通り、アルミニウム合金と比較すると、縦弾性係数、曲げこわさ、限界曲げモーメントに代表される剛性が３倍以上となっているので、非常に大きな効果が得られるといえる。また、図１の積層金属板加工物に使用する高強度鋼板としてＢＨ鋼板（ＢａｋｅＨａｒｄｅｎｉｎｇＳｔｅｅｌ）のような鋼板を用いれば、さらに大きな効果を得ることができる。 From the above results, according to the method of the present invention, it is possible to obtain better characteristics than the conventional method and the method using an aluminum alloy, and to produce a laminated metal sheet processed product having high strength and high rigidity and low weight. In addition, high productivity can be ensured at low cost. Moreover, the yield point could be raised by using the laminated metal sheet processed product of FIG. 1, and a great effect on dent resistance could be obtained at the same time. In particular, as shown in Table 2, it can be said that a very large effect can be obtained because the rigidity represented by the longitudinal elastic modulus, bending stiffness and limit bending moment is three times or more as compared with the aluminum alloy. Further, if a steel plate such as a BH steel plate (Bake Hardening Steel) is used as the high-strength steel plate used in the laminated metal plate processed product of FIG. 1, even greater effects can be obtained.

本発明の方法は、例えば、自動車の外板や内板と接合し、一体化するようにして製造する部材の製造に利用することができ、その他の分野（例えば、家電、建築、車両、船舶、航空機等）にも応用が可能である。特に、軽量であることから、運輸関係の省エネルギー化に役立つものと考えられ、車両、船舶、航空機等の分野への適用が期待されている。 The method of the present invention can be used, for example, for manufacturing a member manufactured by joining and integrating with an outer plate or an inner plate of an automobile, and other fields (for example, home appliances, architecture, vehicles, ships) , Aircraft, etc.). In particular, since it is lightweight, it is considered useful for transportation-related energy saving and is expected to be applied to fields such as vehicles, ships, and aircraft.

本発明の一つの実施の形態に係る積層金属板加工物の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the laminated metal plate processed material which concerns on one embodiment of this invention. 図１の外板２の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the outer plate | board 2 of FIG. 図３（ａ）は、図１の積層金属板加工物の概略構成を示す平面図、図３（ｂ）は、図１の積層金属板加工物の概略構成を示す断面図である。FIG. 3A is a plan view showing a schematic configuration of the laminated metal plate workpiece of FIG. 1, and FIG. 3B is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the laminated metal plate workpiece of FIG. 図１の外板２の裏面に内板５を取り付けた時の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example when the inner board 5 is attached to the back surface of the outer board 2 of FIG. 本発明の一つの実施の形態に係る積層金属板加工物の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the laminated metal plate processed material which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一つの実施の形態に係る積層金属板加工物の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the laminated metal plate processed material which concerns on one embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１金属板
２外板
３、６、１５凹凸部
４接合部
５内板
１１、１２、２１ダイ
１３パイプ
１４シール材
１６、２２液体
２３金型 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal plate 2 Outer plate 3, 6, 15 Uneven part 4 Joint part 5 Inner plate 11, 12, 21 Die 13 Pipe 14 Sealing material 16, 22 Liquid 23 Mold

Claims

A metal plate that has been processed so as to conform to the outer shape of the metal plate that has been subjected to the uneven processing and the metal plate that has been processed to have the uneven processing, wherein the outer plate or the outer plate and the inner plate are laminated. A method for producing a laminated metal sheet processed product, characterized in that:

2. The method of manufacturing a laminated metal plate product according to claim 1, wherein the metal plate is subjected to uneven processing by pressing the metal plate against the metal or concrete die by fluid pressure. Manufacturing method.

In the manufacturing method of the laminated metal sheet processed product according to claim 1 or 2, when bonding the metal plate obtained by laminating the outer plate or the outer plate and the inner plate to the metal plate subjected to the uneven processing, A method for producing a laminated metal sheet processed product, characterized in that bonding is performed by any one of an adhesive, brazing, and diffusion bonding.

In the manufacturing method of the laminated metal plate processed product according to any one of claims 1 to 3, when bonding a metal plate obtained by laminating an outer plate or an outer plate and an inner plate to a metal plate subjected to uneven processing. A method for producing a laminated metal sheet processed product characterized by using fluid pressure.