JP2013230593A - Laminated steel plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層鋼板に関し、さらに詳しくは、コア層の両面に鋼板が積層された積層鋼板に関する。 The present invention relates to a laminated steel sheet, and more particularly to a laminated steel sheet in which steel sheets are laminated on both surfaces of a core layer.
自動車部材、家電の筐体、家具、OA機器部品等の様々な用途において、軽量で、剛性及び強度が高く、かつ、せん断、曲げ、深絞り、張り出し等の加工性や、加工後の形状安定性に優れる鋼板が広く求められている。近年、地球温暖化対策として、CO2の排出量が厳しく規制されており、特に、自動車部材の用途においては、CO2の排出量を削減するために、軽量化のニーズが特に高いだけでなく、剛性や耐衝撃性、加工性や加工後の形状安定性も高い水準で性能が要求される。このような要求に対する解決策として、加工金属板、ハニカム、金属繊維等からなるコア層を鋼板間に積層した積層鋼板が、種々提案されている。 Lightweight, high rigidity and strength in various applications such as automobile parts, home appliance housings, furniture, and office equipment parts, and workability such as shearing, bending, deep drawing, and overhanging, and stable shape after processing There is a wide demand for steel sheets having excellent properties. In recent years, CO 2 emissions have been severely regulated as a measure against global warming, and especially in the use of automobile parts, not only the need for weight reduction is particularly high in order to reduce CO 2 emissions. High performance is required for rigidity, impact resistance, workability and shape stability after processing. As a solution to such a demand, various laminated steel sheets in which a core layer made of a processed metal plate, a honeycomb, metal fibers and the like are laminated between steel sheets have been proposed.
具体的には、コア層に加工した金属板を使用することで、コア層に空隙を導入し、強度を保持し、軽量効果を高めた積層鋼板が提案されている。例えば、特許文献1では、金属板や樹脂シートからなるカバー層間に、凹凸を付与したフレキシブルな金属シートを積層した板が提案されており、特許文献2では、金属からなるフェイスシート間に多数の溝型用材を平行に配置したコアを積層した板の製造法が提案されており、特許文献3では、超塑性金属材料からなる表層板に、超塑性金属材料をハット型に加工し重ねたコアを積層した板が提案されており、特許文献4では、鋼板間にミクロ窪み付きディンプル加工鋼板をコア層として積層した構造が提案されている。
Specifically, a laminated steel sheet has been proposed in which a metal plate processed into a core layer is used to introduce voids into the core layer, maintain strength, and enhance the light weight effect. For example,
また、極薄板でハニカム形状を形成したコア層を使用し、断熱性・遮音性の向上を目的とした積層鋼板が提案されている。例えば、特許文献5〜8では、発泡樹脂を充填したハニカム状の板をコア層として金属板間に積層した金属板が提案されている。
In addition, a laminated steel sheet has been proposed which uses a core layer formed of an extremely thin plate and has a honeycomb shape and is intended to improve heat insulation and sound insulation. For example,
また、コア層のさらなる軽量化を目的に、金属繊維をコア層に利用した積層鋼板が提案されている。例えば、特許文献9では、金属板間に熱可塑性樹脂で覆った有機もしくは金属の繊維状ポーラス体をコア層として積層した金属板が提案されており、非特許文献1では、短繊維SUSファイバーをコア層として、鋼板間をブレーズ接合し、積層した構造が提案されている。また、例えば、特許文献10では、鋼線材を用いて網状に形成した金網をコア層として積層した板が提案されており、特許文献11〜12では、金属板間に金網をコア層として積層し、シーム溶接した積層板が提案されており、特許文献13では、鋼板間に波型加工した金網をコア層とし積層した板が提案されている。
Further, for the purpose of further reducing the weight of the core layer, a laminated steel sheet using metal fibers for the core layer has been proposed. For example, Patent Document 9 proposes a metal plate obtained by laminating an organic or metal fibrous porous body covered with a thermoplastic resin between metal plates as a core layer. In
上記特許文献1〜4では、コア層が空隙を導入するよう金属板を加工しているため、軽量化が可能となる。また、金属板を利用するため、他素材を使用したコア層と比較して、ヤング率、降伏強度が高い。従って、上記特許文献1〜4に開示されている技術は、高剛性、高強度化には、有効となる。
In the
しかし、上記特許文献1〜3のコア層構造は、ある方向に加工された金属板が配置されているため、空隙が連続する。従って、当該コア層を積層した金属板を加工する場合は、力を負荷する方向によって空隙上に表層鋼板が陥没する加工欠陥が発生する可能性がある。空隙の間隔を小さくすることで欠陥防止は可能であるが、空隙間を小さくした場合、金属板で構成されたコア層であるため、重量の増大が顕著となってしまう。
However, since the metal layer processed in a certain direction is arranged in the core layer structures of
また、特許文献4では、ディンプルを等方的に配置しているため、加工時のコア層構造の異方性の影響は若干緩和されるが、コア層には軽量化のため金属箔や極薄板で、加工の容易な軟鋼が使用されているため、コア層の降伏強度は小さい。 In Patent Document 4, since the dimples are isotropically arranged, the influence of the anisotropy of the core layer structure during processing is slightly mitigated. Since mild steel that is thin and easy to process is used, the yield strength of the core layer is small.
上記特許文献5〜8に記載されている積層鋼板は、いずれも建築用の断熱パネルや遮音パネル等の建材パネル用途を意図した金属板であり、パネル状の部品としては有効であるものと考えられる。
The laminated steel sheets described in
しかし、特許文献5〜8に記載されている積層鋼板のコア層であるハニカム構造は、金属箔や極薄板が表層鋼板に垂直に配置された構造であるため、表層鋼板に垂直方向の力(圧縮力)には大きな抵抗力を発揮するが、表層鋼板に平行方向の力(せん断力)には、非常に弱い。この結果、積層後に曲げ加工等の強加工をした場合、コア層のせん断破壊が生じ、欠陥となる場合が多い。
However, since the honeycomb structure which is the core layer of the laminated steel sheets described in
また、特許文献9に記載されている積層鋼板は、コア層を構成する繊維状ポーラス体の好適な空孔率を規定しており、軽量性と高剛性をバランス良く実現しようとするものであると考えられる。 In addition, the laminated steel sheet described in Patent Document 9 defines a suitable porosity of the fibrous porous body constituting the core layer, and is intended to realize light weight and high rigidity in a balanced manner. it is conceivable that.
しかし、特許文献9では、コア層の適正な構造(特に、空孔の構造)については一切規定されていない。また、コア層がポーラス状である場合、表層鋼板の内、コア層内の空孔上に積層された部分は、コア層内の中充部分上に積層された部分よりも、強度が弱くなる。その結果、適正な構造のコア層を形成しないと、引張変形時に空孔部上に積層された部分に応力が集中して、伸びが低下したり、曲げ変形時に表層鋼板が空孔部に陥入したりして、欠陥となる場合があった。 However, Patent Document 9 does not define any appropriate structure of the core layer (particularly, the structure of the holes). Also, when the core layer is porous, the portion of the surface steel plate laminated on the pores in the core layer is weaker than the portion laminated on the filled portion in the core layer. . As a result, if a core layer with an appropriate structure is not formed, stress concentrates on the portion laminated on the pores during tensile deformation, and the elongation decreases, or the surface steel plate falls into the pores during bending deformation. In some cases, it may cause defects.
また、非特許文献1に記載された構造では、短繊維ファイバーを使用しているため、コア層の降伏強度やせん断強度が小さく、強加工時に欠陥を発生する場合が多い。
Further, in the structure described in
また、特許文献10に記載されている積層鋼板は、板と比較して、引張強度の高い鋼線材を利用した金網により、軽量でコア層の降伏強度の高くできるものであると考えられる。 In addition, the laminated steel sheet described in Patent Document 10 is considered to be lightweight and capable of increasing the yield strength of the core layer by using a wire mesh using a steel wire having a high tensile strength as compared with a sheet.
しかし、コア層厚みを増大する場合には、線材の線径を増大する必要があり、良好な加工性を保持できるような金網の線材間隔では、軽量効果が小さくなる可能性が考えられる。 However, when the core layer thickness is increased, it is necessary to increase the wire diameter of the wire, and it is considered that the light weight effect may be reduced with a wire mesh spacing that can maintain good workability.
また、特許文献11〜12に記載されている積層鋼板は、シーム溶接時に鋼板間の金網が鋼板に食い込み、コア層と鋼板との接合強度を高くできるものであると考えられる。 Moreover, it is thought that the laminated steel plates described in Patent Documents 11 to 12 can increase the bonding strength between the core layer and the steel sheet by the wire mesh between the steel sheets during seam welding.
しかし、特許文献11〜12では、接合強度を高めるために、コア層が潰れるため、コア層の厚さの保持が困難であり、効率的に剛性アップすることが困難であった。 However, in Patent Documents 11 to 12, since the core layer is crushed to increase the bonding strength, it is difficult to maintain the thickness of the core layer, and it is difficult to increase the rigidity efficiently.
また、特許文献13に記載されている積層鋼板は、金網を波型に加工することにより、線径の増大なしにコア層厚みを増大できるものと考えられる。 Moreover, it is thought that the laminated steel plate described in Patent Document 13 can increase the core layer thickness without increasing the wire diameter by processing the wire mesh into a corrugated shape.
しかし、特許文献13では、金網の加工法は規定されておらず、加工により波型にした場合、コア層は方向性を有するため、当該コア層を積層した板は異方性が大きくなる。 However, in Patent Document 13, a method for processing a wire mesh is not defined, and when the corrugated shape is formed by processing, the core layer has directionality, and thus the plate on which the core layer is laminated has a large anisotropy.
このように、これまでに提案されている積層鋼板では、軽量性、高剛性、高耐衝撃性であり、異方性が小さく、優れた加工性(せん断加工性、曲げ加工性、深絞り加工性、張り出し加工性等)、優れた加工後の形状安定性等、全ての性能を満足できるまでに至っていない、という問題があった。 Thus, the laminated steel plates that have been proposed so far have light weight, high rigidity, high impact resistance, small anisotropy, and excellent workability (shear workability, bending workability, deep drawing) There has been a problem that not all the performances such as the property, the stretchability and the like and the excellent shape stability after processing have been satisfied.
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、軽量で、剛性及び耐衝撃性が高く、異方性が小さく、かつ、せん断、曲げ、深絞り、張り出し等の加工性や加工後の形状安定性に優れる積層鋼板を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such problems, is lightweight, has high rigidity and impact resistance, has low anisotropy, and has workability such as shearing, bending, deep drawing, and overhanging. It aims at providing the laminated steel plate which is excellent in the shape stability after a process.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、鋼線材を用いたトラス構造体を積層し、さらに、鋼線材の組成及びトラス構造の形状を制御することにより、軽量性、高剛性、高耐衝撃性、異方性が小さく、優れた加工性及び優れた加工後の形状安定性を全て満足できることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors of the present invention laminated a truss structure using a steel wire, and further controlled the composition of the steel wire and the shape of the truss structure, thereby reducing the weight. The present invention has been completed on the basis of this finding, and has found that all of excellent workability and excellent shape stability after processing can be satisfied.
本願発明は、以下を要旨とするものである。
(1) 鋼板間に鋼線材からなるトラス構造体を積層してなることを特徴とする、積層鋼板。
(2) 前記鋼線材の成分のうち、炭素濃度が少なくとも0.24質量%であることを特徴とする、(1)に記載の積層鋼板。
(3) 前記鋼線材の成分のうち、炭素濃度が少なくとも0.60質量%であることを特徴とする、(1)又は(2)に記載の積層鋼板。
(4) 前記トラス構造体の頂点間距離は、前記鋼板の厚みの30倍以下であることを特徴とする、(1)〜(3)のいずれか1項に記載の積層鋼板。
(5) 前記トラス構造体の頂点間距離は、前記鋼板の厚みの10倍以下であることを特徴とする、(1)〜(4)のいずれか1項に記載の積層鋼板。
(6) 前記トラス構造体を構成する線材と前記鋼板とのなす角度が30°〜60°であることを特徴とする、(1)〜(5)のいずれか1項に記載の積層鋼板。
(7) 前記トラス構造体と前記鋼板が、融点が400℃以下のブレーズ材もしくは接着剤で接合されてなることを特徴とする、(1)〜(6)のいずれか1項に記載の積層鋼板。
The present invention has the following gist.
(1) A laminated steel sheet, wherein a truss structure made of a steel wire is laminated between steel sheets.
(2) The laminated steel sheet according to (1), wherein a carbon concentration is at least 0.24% by mass among the components of the steel wire rod.
(3) The laminated steel sheet according to (1) or (2), wherein a carbon concentration is at least 0.60% by mass among the components of the steel wire rod.
(4) The laminated steel sheet according to any one of (1) to (3), wherein the distance between the vertices of the truss structure is 30 times or less the thickness of the steel sheet.
(5) The laminated steel sheet according to any one of (1) to (4), wherein the distance between the vertices of the truss structure is 10 times or less the thickness of the steel sheet.
(6) The laminated steel sheet according to any one of (1) to (5), wherein an angle formed between the wire constituting the truss structure and the steel sheet is 30 ° to 60 °.
(7) The laminate according to any one of (1) to (6), wherein the truss structure and the steel plate are joined together with a blaze material or an adhesive having a melting point of 400 ° C. or less. steel sheet.
本発明によれば、鋼線材からなるトラス構造体の両面に鋼板を配設することにより、軽量で剛性が大きい積層鋼板を提供することが可能である。さらに、コア層を鋼線材からなるトラス構造体で構成することにより、重量の増加を抑制しつつ、積層鋼板の加工欠陥部となるコア層の空隙を減少させ、擬似等方性なコア層とすることで、加工性に優れる積層鋼板を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is possible to provide a laminated steel plate with lightweight and large rigidity by arrange | positioning a steel plate on both surfaces of the truss structure which consists of steel wires. Furthermore, by configuring the core layer with a truss structure made of steel wire, while suppressing an increase in weight, the void of the core layer that becomes a processing defect portion of the laminated steel sheet is reduced, and a quasi-isotropic core layer and By doing so, it becomes possible to provide a laminated steel sheet having excellent workability.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
[積層鋼板の構成]
図1及び図2に示すように、本実施形態に係る積層鋼板1は、コア層10の両面にそれぞれ鋼板(以下、「表層鋼板」と称する。)5(5A、5B)が積層された構造、即ち、表層鋼板5A上にコア層10が積層され、さらにコア層10の上に表層鋼板5Bが積層された構造を有している。コア層10は、鋼線材からなるトラス構造体11である。また、コア層10が2つのトラス構造体からなる場合には、これらのトラス構造体は、トラス構造体11の頂点同士が接触する状態で積層された構造、又は、トラス構造体の頂点が重ならない状態で配置された構造からなる。
[Configuration of laminated steel sheet]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
コア層が鋼線材からなるトラス構造体であるため、面方向(図1の紙面に垂直な方向)及び厚さ方向に空隙を導入することができる。この結果、金属単体と比較して、密度を大きく低下することが可能となり、積層鋼板の軽量化が可能となる。同様に、金属板を加工したコア層とトラス構造体を比較しても、構成要素は前者が面であるのに対し、後者は線であるため、トラス構造体はより軽量化が可能である。 Since the core layer is a truss structure made of a steel wire material, voids can be introduced in the plane direction (direction perpendicular to the plane of FIG. 1) and the thickness direction. As a result, the density can be greatly reduced as compared with a single metal, and the weight of the laminated steel sheet can be reduced. Similarly, even if a core layer processed with a metal plate is compared with a truss structure, the former is a surface, whereas the latter is a wire, so the truss structure can be made lighter. .
線材からなる構造体として金網があるが、本発明のトラス構造体と金網とは、以下の構造の差異で区別される。 There is a wire mesh as a structure made of a wire, but the truss structure and the wire mesh of the present invention are distinguished by the following structural differences.
通常金網の場合、構成する線材の縦線と横線の交点は、完全に重なるため、当該部分には、厚さ方向に空隙は存在せず、製品厚さは金網を構成する線材の線径の2倍となる。なお、この場合の厚さ方向の空隙は、コア層厚みの1/5以上である場合、空隙と定義する。 In the case of a normal wire mesh, the intersection of the vertical line and horizontal line of the wire rod completely overlaps, so that there is no gap in the thickness direction in that part, and the product thickness is the diameter of the wire rod constituting the wire mesh. Doubled. In addition, the space | gap of the thickness direction in this case is defined as a space | gap, when it is 1/5 or more of core layer thickness.
一方、トラス構造体の場合、交点部分が曲げられているため、厚さ方向に空隙を導入でき、効率的に軽量化することが可能である。 On the other hand, in the case of the truss structure, since the intersection portion is bent, a gap can be introduced in the thickness direction, and the weight can be reduced efficiently.
また、詳しくは後述するが、本実施形態に係る積層鋼板1では、トラス構造体11を構成する鋼線材の成分のうち、炭素濃度が少なくとも0.24質量%であり、かつ、トラス構造体の頂点間距離Wが、表層鋼板5の厚みtsの30倍以下で、トラス構造体11を構成する鋼線材と表層鋼板5との角度θ1が30°以上60°以下であることが好ましい。なお、図1では、コア層10が、一つのトラス構造体からなる例を示している。以下、積層鋼板1を構成する各部材について詳細に説明する。
Moreover, although mentioned later in detail, in the
[鋼線材の組成]
ここで、本実施形態におけるトラス構造体11を構成する鋼線材の成分のうち、炭素濃度は、少なくとも0.24質量%であることが好ましい。鋼線材の炭素濃度を0.24質量%以上とすることにより、鋼線材の引張強度を確保でき、コア層10内の鋼線材密度を必要とされる板密度(コア層10内における鋼線材の質量比)まで低下させても、積層鋼板1の加工や、加工後の製品として必要とされるコア層10(本実施形態では、トラス構造体11)の引張強度及び降伏強度を確保することができるため、積層鋼板1の剛性や耐衝撃性を高く保ちつつ、積層鋼板1を十分に軽量化することが可能となる。また、炭素濃度を増大することにより、前記鋼線材の引張強度を大きくすることができ、コア層の引張強度をより強化できることから、前記鋼線材の炭素濃度は、少なくとも0.60質量%(0.60質量%以上)であることがより好ましい。但し、前記鋼線材の炭素濃度が0.86質量%を超えると鋼線材の延性が低下し、積層鋼板を加工した際に、コア層の破壊が生じる可能性があるため、前記鋼線材の炭素濃度の上限は、0.86質量%以下であることが好ましい。
[Composition of steel wire]
Here, among the components of the steel wire constituting the truss structure 11 in the present embodiment, the carbon concentration is preferably at least 0.24% by mass. By setting the carbon concentration of the steel wire to 0.24% by mass or more, the tensile strength of the steel wire can be secured, and the steel wire density in the core layer 10 is required (plate density (of the steel wire in the core layer 10). The tensile strength and the yield strength of the core layer 10 (in this embodiment, the truss structure 11) required for processing the
一方、鋼線材の炭素濃度が0.24質量%未満では、鋼線材の引張強度や降伏強度が小さくなってしまい、コア層10内の鋼線材強度を増大させて補強しなければ、必要とされるコア層10の引張強度や降伏強度を確保することができず、積層鋼板1の軽量化が不十分となるおそれがある。具体的には、鋼線材として、JIS−G−3506(2004)に規定される鋼成分を含有するものを好適に使用できるが、これらに限定するものでなく、上記炭素濃度を満足した鋼線材であれば、本実施形態に係るトラス構造体11を構成する鋼線材として使用できる。
On the other hand, if the carbon concentration of the steel wire is less than 0.24% by mass, the tensile strength and yield strength of the steel wire are reduced, and this is required unless the steel wire strength in the core layer 10 is increased and reinforced. Thus, the tensile strength and yield strength of the core layer 10 cannot be ensured, and the weight reduction of the
[トラス構造体の構成]
まず、図2〜図4を参照しながら、本実施形態に係るトラス構造体11の構成について詳細に説明する。図3は、本実施形態に係るトラス構造体11の構成の一例を示す説明図であり、(a)はn角錐型トラス、(b)は四角錐型トラス、(c)は三角錐型トラスを示している。図4は、本実施形態に係るトラス構造体11を模式的に示した説明図である。
[Configuration of truss structure]
First, the configuration of the truss structure 11 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of the truss structure 11 according to the present embodiment, where (a) is an n-pyramidal truss, (b) is a quadrangular pyramid truss, and (c) is a triangular pyramid truss. Is shown. FIG. 4 is an explanatory view schematically showing the truss structure body 11 according to the present embodiment.
図3、4に示すように、トラス構造体11は、一点で連結された長さの等しいn本の棒で形成したn角錐型トラスが周期的に連続した構造体である。前記の棒は、前記の鋼線材からなる必要があり、図3(c)に示したような3本の鋼線材からなる三角錐型トラスで形成されたトラス構造体を三角錐型(図4,a)と称し、また、図3(b)に示したような4本の鋼線材からなる四角錐型トラスで構成されたトラス構造体を四角錐型(図4,b)と称す。また、n角錐型トラスのうち、各々n本の棒端部を結ぶ線の長さが等しくなるトラスを正n角錐型トラスと称し、正n角錐型トラスが周期的に連続してなるトラス構造体を正n角錐トラス構造体と称す。異方性の影響を低減する観点から、好ましいトラス構造体は正n角錐型トラス構造体である。コア層の重量と強度のバランスを考慮すると、好ましいのは三角錐型トラス構造体であり、より好ましいのは正四角錐型トラス構造体である。また、詳しくは後述するが、トラス構造体が鋼線材よりなるため、重量増加を抑制し、表層鋼板直下のコア層の空隙(表層鋼板陥入の要因)を減少させ、擬似等方的なコア層が構築可能である。 As shown in FIGS. 3 and 4, the truss structure 11 is a structure in which n-pyramidal trusses formed by n bars of equal length connected at one point are periodically continuous. The rod needs to be made of the steel wire, and a truss structure formed of a triangular pyramid truss made of three steel wires as shown in FIG. , A), and a truss structure composed of four pyramid trusses made of four steel wires as shown in FIG. 3B is called a quadrangular pyramid (FIG. 4, b). In addition, among the n-pyramid trusses, trusses having equal lengths connecting the n rod ends are referred to as regular n-pyramidal trusses, and a truss structure in which regular n-pyramidal trusses are periodically continued. The body is called a regular n-pyramidal truss structure. From the viewpoint of reducing the influence of anisotropy, a preferable truss structure is a regular n-pyramidal truss structure. Considering the balance between the weight and strength of the core layer, a triangular pyramid truss structure is preferable, and a regular quadrangular pyramid truss structure is more preferable. In addition, as will be described in detail later, since the truss structure is made of steel wire, it suppresses the increase in weight, reduces the voids in the core layer directly below the surface steel plate (the cause of surface steel plate intrusion), and is a quasi-isotropic core Layers can be built.
ここで、トラス構造体は、n本の鋼線材でn角錐が周期的に連続してなる構造体であるため、従来使われている金網と比較して、金網の鋼線材の線径を大きくすることなく、コア層厚みが増大でき、コア層の厚さ方向にも空隙を導入できることから、さらなる軽量化が期待できる。また、コア層がトラス構造体であるため、空隙が一定方向に連続する波板と比較して、空隙が等方的に配置されるため、異方性が小さくなる。 Here, since the truss structure is a structure in which n pyramids are periodically continuous with n steel wires, the wire diameter of the wire mesh steel wire is larger than that of a conventionally used wire mesh. Therefore, since the core layer thickness can be increased and voids can be introduced in the thickness direction of the core layer, further weight reduction can be expected. In addition, since the core layer is a truss structure, the anisotropy is reduced because the air gap is isotropically arranged as compared with the corrugated plate in which the air gap is continuous in a certain direction.
また、例えば図2に示したように、トラス構造体11のn本の鋼線材が連結される部分を、トラス構造体11の頂点113と称す。トラス構造体11の頂点間距離Wとは、隣接するトラス構造体11の頂点間の距離であり、例えば、四角錐型のトラス構造体の場合、長手方向(すなわち、表層鋼板5の長手方向)のトラス構造体11の頂点間距離をWL、幅方向(すなわち、表層鋼板5の幅方向)のトラス構造11の頂点間距離をWBと区別することもある。 For example, as shown in FIG. 2, a portion where the n steel wires of the truss structure 11 are connected is referred to as a vertex 113 of the truss structure 11. The inter-vertex distance W of the truss structure 11 is the distance between the apexes of the adjacent truss structures 11. For example, in the case of a quadrangular pyramid truss structure, the longitudinal direction (that is, the longitudinal direction of the surface steel plate 5). of the vertex distance W L of the truss structure 11, the width direction (i.e., the width direction of the surface layer steel plate 5) sometimes to distinguish path length of the truss structure 11 and W B.
ここで、トラス構造体11の頂点間距離WL、WBの部分は、積層鋼板1の表層鋼板直下の空隙層部となり、圧縮抵抗が低下する。この結果、積層鋼板1の加工時には、表層鋼板のコア層空隙部分へ表層鋼板が陥入する可能性がある。そこで、表層鋼板陥入防止の観点から、頂点間距離Wは、表層鋼板5の厚みtsの30倍以下が好ましく、より好ましくは10倍以下が望ましい。但し、頂点間距離を小さくすると、板比重の増大が懸念されるため、軽量性と加工性を両立させるためには、トラス構造の頂点間距離は、表層鋼板の厚みtsの5倍以上であることが望ましい。
Here, vertex distance W L of the truss structure 11, the portion of W B becomes a void layer portion right under the surface layer steel laminated
なお、四角錐型のトラス構造体の場合、頂点間距離WL、WBは異なり、距離が大きく違い過ぎると圧縮抵抗に異方性が生じる可能性がある。従って、好ましいWLとWBの比(WL/WB)は0.5以上2.0以下が好ましい。四角錐型のトラス構造体の場合、頂点間距離WL、WBの少なくともどちらかが、表層鋼板の厚みtsの5倍以上30倍以下(より好ましくは、10倍以下)となればよく、頂点間距離WL、WBの双方が、表層鋼板の厚みtsの5倍以上30倍以下(より好ましくは、10倍以下)となることがより好ましい。 Incidentally, the four case of pyramidal truss structure, vertex distance W L, W B are different, there is a possibility that the distance anisotropy in compression resistance is too big difference occurs. Thus, the preferred W L and W B ratio (W L / W B) is preferably 0.5 to 2.0. For truss structure quadrangular pyramid type, vertex distance W L, at least one of W B is 30 times or less than 5 times the thickness ts of the surface layer steel (more preferably, 10 times or less) enough., It is more preferable that both the vertex distances W L and W B are 5 times or more and 30 times or less (more preferably 10 times or less) the thickness ts of the surface steel plate.
また、図3に示すように、トラス構造体を構成する鋼線材と表層鋼板とのなす角をθ1と称する。ここで、積層鋼板1の曲げ変形時には、コア層10には厚さ方向の圧縮力及びせん断力が生じる。コア層10の圧縮強度が小さい場合、積層鋼板1のコア層10は潰れて、コア層の厚さの保持が困難となる。この結果、所望の力学特性の発現が困難となると共に、加工時の成形不良となる。また、コア層10のせん断強度が小さい場合、コア層10の両面の表層鋼板5が一体となって変形することが困難となり、積層鋼板の曲げ剛性及び強度は低下する。従って、コア層10の圧縮強度及びせん断強度の向上が必要となる。この観点から、鋼線材と表層鋼板とのなす角θ1は、30°以上60°以内が好ましく、さらには45°以上60°以内がより好ましい。
Moreover, as shown in FIG. 3, the angle | corner which the steel wire and the surface steel plate which comprise a truss structure make is called (theta) 1 . Here, when the
上述したように、本実施形態に係るコア層10を構成するトラス構造体11は、1つであってもよいし、2つが積層されていてもよい。2つのトラス構造体を積層する場合、トラス構造体の頂点同士が重なるように積層し、トラス構造体の頂点同士を接合材で固定することで、コア層の軽量化を促進することも可能である。 As described above, the truss structure body 11 constituting the core layer 10 according to the present embodiment may be one or two may be laminated. When stacking two truss structures, it is possible to promote weight reduction of the core layer by stacking the trusses so that the vertices of the trusses overlap, and fixing the vertices of the truss structure with a bonding material. is there.
また、二つのトラス構造体をトラス構造体の頂点が重ならないように配置することで、トラス頂点間距離を小さくし、表層鋼板の陥入を防ぎつつ、加工性を向上させることも可能である。具体的には、正四角錐型のトラス構造体の場合、配置する一方のトラス構造体を板幅方向に45°回転させることで重ならずに配置することが可能である。また、三角錐型のトラス構造体の場合、板幅方向に180°回転させることで重ならずに配置することが可能である。 In addition, by arranging the two truss structures so that the vertices of the truss structure do not overlap, it is possible to reduce the distance between the truss vertices and improve the workability while preventing the intrusion of the surface steel plate. . Specifically, in the case of a regular quadrangular pyramid truss structure, it is possible to arrange one truss structure to be arranged without overlapping by rotating 45 degrees in the plate width direction. Further, in the case of a triangular pyramid truss structure, it can be arranged without overlapping by rotating 180 ° in the plate width direction.
なお、2つのトラス構造体11を積層する場合には、後述する接着剤やブレーズ剤等を用いることにより、各トラス構造体11を接合することができる。 When two truss structure bodies 11 are laminated, each truss structure body 11 can be joined by using an adhesive, a blaze agent, or the like, which will be described later.
トラス構造体の高さについては特に限定されないが、積層鋼板の加工性と軽量化効果のバランスを考慮すると、トラス構造体の高さtは1mm以上5mm以下が好ましい。 The height of the truss structure is not particularly limited, but the height t of the truss structure is preferably 1 mm or more and 5 mm or less in consideration of the balance between the workability of the laminated steel sheet and the lightening effect.
トラス形成法については、上述した鋼線材の炭素濃度及びトラス構造体の角度θ1の条件を満足するものであれば、形成法は特に制限されない。例えば、n本の鋼線材の連結部を接合材で固定し、n角錐型トラスを作製し、当該トラスを連続で並べ隣り合うトラスの鋼線材の交点を接合材で固定することで、トラス構造体は得られる。また、鋼線材からなる金網の交点を曲げ加工することでトラス構造体を形成する方法もある。曲げ加工によりトラス構造体を形成する方法は、接合材によりトラス構造体を形成する方法と比較して、曲げ加工により一度に大面積のトラス構造体の作製が可能となるため、生産性・コストの観点から、鋼線材からなる金網を曲げ加工してトラス構造体を形成する方法がより好ましい。このように鋼線材からなる金網を加工して形成できる好適なトラス構造体の形態としては、例えば、三角錐型、正四角錐型、四角錐型トラス構造体が挙げられる。トラス構造体の形成に使用する金網の構成については後述する。 The truss formation method, as long as it satisfies the angle theta 1 conditions the carbon concentration and the truss structure of the steel wire rod described above, forming method is not particularly limited. For example, a connecting portion of n steel wire rods is fixed with a bonding material, an n-pyramidal truss is manufactured, and the truss structure is formed by continuously arranging the trusses and fixing the intersections of the steel wires of adjacent trusses with the bonding material. The body is obtained. There is also a method for forming a truss structure by bending an intersection of a wire mesh made of a steel wire rod. Compared to the method of forming a truss structure with a bonding material, the method of forming a truss structure by bending makes it possible to produce a truss structure with a large area at once by bending. From this point of view, a method of forming a truss structure by bending a wire mesh made of a steel wire is more preferable. Examples of suitable forms of the truss structure that can be formed by processing a wire mesh made of a steel wire material include a triangular pyramid shape, a regular quadrangular pyramid shape, and a quadrangular pyramid type truss structure. The structure of the wire mesh used for forming the truss structure will be described later.
[金網の構成]
まず、図5を参照しながら、トラス構造体を形成するのに好適な金網12の構成について詳細に説明する。図5は、本実施形態に係る金網12の構成の一例を示す説明図であり、平面図を示している。
[Composition of wire mesh]
First, the configuration of the wire mesh 12 suitable for forming the truss structure will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory view showing an example of the configuration of the wire mesh 12 according to the present embodiment, and shows a plan view.
図5に示すように、金網12は、鋼線材の縦線111と横線112とが交差するように編まれたものである。ここで、縦線111とは、図に示すように、金網12を構成する全ての鋼線材のうち、x方向に走る鋼線材を意味し、横線112とは、金網12を構成する全ての鋼線材のうち、縦線111と交差するy方向に走る鋼線材を意味する。 As shown in FIG. 5, the wire mesh 12 is knitted so that the vertical lines 111 and the horizontal lines 112 of the steel wire intersect. Here, as shown in the figure, the vertical line 111 means a steel wire that runs in the x direction among all the steel wires constituting the wire mesh 12, and the horizontal line 112 means all the steel that constitutes the wire mesh 12. Among the wire rods, it means a steel wire rod that runs in the y direction intersecting with the vertical wire 111.
金網12の鋼線材の縦線111と横線112の交点間の距離l(縦方向、横方向、対角方向)、鋼線材の線径d及び縦線111と横線112とのなす角θ2は、特に限定されず、所望のコア層厚み及びトラス構造体11を構成する鋼線材と表層鋼板のなす角θ1によって、適宜決定することができる。 The distance l (vertical direction, horizontal direction, diagonal direction) between the intersections of the vertical line 111 and the horizontal line 112 of the steel wire 12 of the wire mesh 12, the wire diameter d of the steel wire, and the angle θ 2 formed by the vertical line 111 and the horizontal line 112 are However, it is not particularly limited, and can be determined as appropriate depending on the desired core layer thickness and the angle θ 1 formed by the steel wire constituting the truss structure 11 and the surface steel plate.
なお、縦線111と横線112の線径dは、軽量効果を損なわない範囲であれば、同じでなくてよい。但し、好ましい線径の比(縦線111の線径/横線112の線径)は、0.8以上1.2以下である。 In addition, the wire diameter d of the vertical line 111 and the horizontal line 112 may not be the same as long as it does not impair the light weight effect. However, the preferable ratio of the wire diameters (the wire diameter of the vertical line 111 / the wire diameter of the horizontal line 112) is 0.8 or more and 1.2 or less.
金網12の形状については、トラス構造体の形状によって適宜決定することができる。例えば、四角錐型トラス構造体であれば正方目の金網、正四角錐型トラス構造体であればひし形目の金網、三角錐型トラス構造体であれば亀甲状目の金網が好ましい。また、金網11の形成方法としては、織りや編みではなくても、溶接によっても構わない。即ち、縦線111と横線112とを溶接により接合し、網状に形成してもよい。 The shape of the wire mesh 12 can be appropriately determined depending on the shape of the truss structure. For example, a square wire mesh is preferable for a quadrangular pyramid truss structure, a diamond wire mesh is used for a square pyramid truss structure, and a turtle-shaped wire mesh is preferable for a triangular pyramid truss structure. Further, as a method of forming the wire mesh 11, it is not limited to weaving or knitting, but welding may be used. That is, the vertical line 111 and the horizontal line 112 may be joined by welding to form a net shape.
金網を曲げ加工してトラス構造体を形成する場合、鋼線材の延性を考慮して金網の形成法を選択することがより好ましい。例えば、低延性の鋼線材の場合、曲げ加工時に鋼線材が破断する可能性がある。そこで、金網の縦線と横線の交点が固定されていない金網を選択することで、交点でずれ変形が生じ、破断の防止が可能となる。従って、低延性の鋼線材からなる金網の場合、交点が溶接止めされている溶接金網は不適当である場合がある。なお、接着剤等の接合材で交点が接合されている場合、曲げ加工時のずれ変形に耐えられる変形能を有する接合材を用いれば、鋼線材の破断を防止しつつ、トラス構造体の形状維持が図れるので、好適である。 When forming a truss structure by bending a wire mesh, it is more preferable to select a wire mesh forming method in consideration of the ductility of the steel wire rod. For example, in the case of a low ductility steel wire, the steel wire may break during bending. Therefore, by selecting a wire mesh in which the intersection point of the vertical line and the horizontal line of the wire mesh is not fixed, a shift deformation occurs at the intersection point, and breakage can be prevented. Therefore, in the case of a wire mesh made of a low ductility steel wire material, a weld wire mesh in which the intersection is welded may be inappropriate. In addition, when the intersection is joined with a bonding material such as an adhesive, the shape of the truss structure can be prevented while preventing breakage of the steel wire by using a bonding material having a deformability capable of withstanding the displacement deformation during bending. This is preferable because it can be maintained.
[接合材]
次に、本実施形態において、トラス構造体11と表層鋼板5との接合について説明する。
[Bonding material]
Next, in this embodiment, the joining of the truss structure 11 and the
まず、トラス構造体11と表層鋼板5との好適な密着力は、ピール強度によって評価することができるが、本実施形態におけるトラス構造体11と表層鋼板5とは、5N/cm以上のピール強度で接合されることが好ましい。ピール強度が5N/cm未満では、積層鋼板1の曲げ変形や引張変形の際に、コア層10の両面の表層鋼板5が一体となって変形せず、積層鋼板1の剛性や曲げ強度を発現させることができない可能性がある。積層鋼板1の曲げ変形時のせん断によるコア層10両面の表層鋼板のずれを小さくするために、ピール強度を25N/cm以上とすることがより好ましく、40N/cm以上とすることがさらに好ましく、40N/cm〜60N/cmとすることがさらに一層好ましい。ここで、60N/cmの強度があれば強加工時に表層鋼板とコア層が剥離しなくなるため、これよりピール強度を高めても効果が飽和してしまい、不経済となるので、上限値は60N/cmとすることが好ましい。なお、ピール強度は、JIS−Z−0238に準拠したTピール試験により評価することができる。ここで、ピール強度とは、剥離時の最大荷重を接合されている幅で割った値である
First, a suitable adhesion force between the truss structure 11 and the
トラス構造体11と表層鋼板5との接合方法としては、公知の鋼材の接合方法を応用することができ、具体的には、例えば、接着接合、ブレーズ接合、シーム溶接等を使用することができる。
As a method for joining the truss structure 11 and the
トラス構造体11と表層鋼板5との接合を接着接合により行う場合には、接合材として接着剤を使用するが、加工後にも耐熱形状安定性を保持するため、接着剤の100℃〜160℃での貯蔵弾性率G’が、0.05MPa以上100GPa以下であることが好ましい。0.05MPa未満では、積層鋼板1を成形する場合に発生した鋼板/接着剤界面の残留応力により、積層鋼板1の成形品を当該温度(100℃〜160℃)に加熱すると、接着剤の層がクリープ変形し、接着剤層が破壊したり、接着剤層を起点とした剥離を引き起こしたりする場合がある。接着剤層のクリープ変形をより確実に防止するためには、G’が1.0MPa以上であることがより好ましく、G’が5MPa以上であることがさらに好ましい。一方、100GPa超の場合、常温のG’はより大きくなるので、加工追従性が低下して加工時に破壊し、接着剤層を起点とした剥離を生じ易くなるおそれがある。なお、接着剤の貯蔵弾性率G’は、周波数0.1〜10Hzで測定した接着剤の貯蔵弾性率の最大値で評価できる。熱硬化性接着剤の場合は、積層条件と同一の熱履歴を付与して架橋硬化した接着剤フィルムを用いて、熱可塑性接着剤の場合は接着剤フィルムに成形して、公知の動的粘弾性測定装置で測定できる。
In the case where the truss structure 11 and the
さらに、接着剤の100℃〜160℃での損失弾性率G”と貯蔵弾性率G’の比tanδ(=G”/G’)は、tanδ<1であることが好ましく、tanδ<0.8であることがより好ましく、tanδ<0.5であることがさらに好ましく、tanδ<0.1であることがさらに一層好ましい。tanδが小さいほど、加熱しても残留応力による接着剤層のクリープ変形を抑制し、形状を安定させることができる。tanδ≧1では、100℃〜160℃に加工品を加熱すると、接着剤層が粘性流動し、形状が不安定になったり、クリープ変形破壊して剥離したりする可能性がある。 Further, the ratio tan δ (= G ″ / G ′) of the loss elastic modulus G ″ and the storage elastic modulus G ′ at 100 ° C. to 160 ° C. of the adhesive is preferably tan δ <1, and tan δ <0.8. Is more preferable, tan δ <0.5 is further preferable, and tan δ <0.1 is even more preferable. As tan δ is smaller, even when heated, creep deformation of the adhesive layer due to residual stress can be suppressed, and the shape can be stabilized. When tan δ ≧ 1, when the processed product is heated to 100 ° C. to 160 ° C., the adhesive layer may viscously flow, the shape may become unstable, or creep deformation breakage may cause separation.
また、接着剤の耐熱性・耐久性を確保するという観点から、エポキシ樹脂を基材とした構造用接着剤が好ましく、中でも硬化剤が予め混合された一液加熱硬化型接着剤が、ハンドリング性の面からさらに好ましい。 In addition, from the viewpoint of ensuring the heat resistance and durability of the adhesive, a structural adhesive based on an epoxy resin is preferable. Among them, a one-component heat curable adhesive preliminarily mixed with a curing agent is a handling property. From the viewpoint of, it is further preferable.
また、本実施形態おけるトラス構造体11と表層鋼板5との接合に使用する接着剤としては、積層鋼板1の溶接性を確保するという観点からは、導電性接着剤が好ましい。この導電性接着剤としては、例えば、上述したような接着剤に、アルミ粉、ニッケル粉や鉄粉等の金属粉を所定量添加したもの等が挙げられる。
Moreover, as an adhesive used for joining the truss structure 11 and the
トラス構造体11と表層鋼板5との接合をブレーズ接合により行う場合には、接合材としてブレーズ剤を使用するが、このときに使用可能なブレーズ剤としては、例えば、鉛、錫、アンチモン、カドミウム、亜鉛等の合金からなる軟ろう(はんだ)、Ni−Cr系のろう剤、銅ろう、金ろう、パラジウムろう、銀ろう、アルミろう等の硬ろう等が挙げられる。
In the case where the truss structure 11 and the
トラス構造体11と表層鋼板5との接合を溶接により行う場合には、公知の溶接法を使用することができるが、具体的な溶接法として、例えば、スポット溶接、シーム溶接等の抵抗溶接、電子ビーム溶接、レーザー溶接、アーク溶接等が挙げられる。
When joining the truss structure 11 and the
また、トラス構造体11の鋼線材の強度を保持するため、鋼線材の初期の金属組織を維持することが重要である。このような観点から、金網11と表層鋼板5とを接合する際の接合温度は、鋼線材の鋼組織の相転移が起こらない400℃以下であることが好ましく、300℃以下であることがより好ましく、200℃以下であることがさらに好ましく、100℃以下であることがさらに一層好ましい。また、100℃以下で金網11と表層鋼板5とを接合することができれば、表層鋼板5の焼き付け硬化をも防止することができ、強加工が容易となる。
In order to maintain the strength of the steel wire rod of the truss structure 11, it is important to maintain the initial metal structure of the steel wire rod. From such a viewpoint, the joining temperature when joining the wire mesh 11 and the
さらに、トラス構造体11と表層鋼板5との接合方法として、積層鋼板1の生産性及び溶接性の確保という見地から特に好ましいのは、耐熱性を有する導電性接着剤による接合か、あるいは、融点が400℃以下のブレーズ剤(例えば、はんだ等)による接合である。
Furthermore, as a method for joining the truss structure 11 and the
[表層鋼板の構成]
本実施形態に係る表層鋼板5としては、特に限定はされないが、具体的には、例えば、ブリキ、薄錫めっき鋼板、電解クロム酸処理鋼板(ティンフリースチール)、ニッケルめっき鋼板等の缶用鋼板や、溶融亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛−鉄合金めっき鋼板、溶融亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金めっき鋼板、溶融アルミニウム−シリコン合金めっき鋼板、溶融鉛−錫合金めっき鋼板等の溶融めっき鋼板や、電気亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛−ニッケルめっき鋼板、電気亜鉛−鉄合金めっき鋼板、電気亜鉛−クロム合金めっき鋼板等の電気めっき鋼板等の表面処理鋼板、冷延鋼板、熱延鋼板、ステンレス鋼板等を使用することができる。また、表層鋼板5は、塗装鋼板、プリント鋼板、フィルムラミネート鋼板等の表面処理鋼板であってもよい。
[Configuration of surface steel plate]
Although it does not specifically limit as the
さらに、異なる鋼種の鋼板間に、コア層10を積層することも可能である。具体的には、曲げ加工、絞り加工等が必要な用途では、強度が異なる鋼板間にコア層10を積層し、曲率半径が小さく加工の厳しい面に軟鋼を使用し、他方の面には強度確保のため、高張力鋼を使用すること等も可能である。 Further, the core layer 10 can be laminated between steel plates of different steel types. Specifically, in applications that require bending, drawing, etc., the core layer 10 is laminated between steel plates with different strengths, mild steel is used for the hard surface with a small radius of curvature, and strength is applied to the other surface. For securing, it is possible to use high-strength steel.
また、本実施形態に係る表層鋼板5の表面に、密着力や耐食性向上のため、公知の表面処理を施すことも可能である。このような表面処理としては、例えば、クロメート処理(反応型、塗布型、電解)及びノンクロ処理、リン酸塩処理、有機樹脂処理等が挙げられるが、これらには限定されない。
In addition, a known surface treatment can be applied to the surface of the
また、好ましい表層鋼板5の厚みは、0.2mm〜2.0mmである。表層鋼板5の厚みが0.2mm未満では曲げ加工時に座屈し易い場合がある。一方、表層鋼板5の厚みが2.0mmを超えると軽量化効果が不十分になり易い。軽量化の観点からは、表層鋼板5の厚みは1.0mm以下が好ましい。
Moreover, the thickness of the preferable
さらに、表層鋼板5A、5Bの厚みは、軽量効果を損なわなければ、同じでなくてもよく、一方を厚くすることによって、強加工時の表層鋼板の座屈、破断を回避し易くなる。好ましい表層鋼板5A、5Bの厚みの比(表層鋼板5Aの厚み/表層鋼板5Bの厚み)は0.8以上1.2以下である。 Furthermore, the thickness of the surface steel plates 5A and 5B may not be the same as long as the light weight effect is not impaired. By increasing the thickness of one of the surface steel plates 5A and 5B, it becomes easy to avoid buckling and fracture of the surface steel plates during strong working. The preferred ratio of the thickness of the surface steel plates 5A and 5B (the thickness of the surface steel plate 5A / the thickness of the surface steel plate 5B) is 0.8 or more and 1.2 or less.
なお、前述したトラス構造体の頂点間距離は、表層鋼板が異なる場合、板厚の薄い方を基準として規定されるものとする。 In addition, when the surface steel plates are different, the distance between the vertices of the truss structure described above is defined based on the thinner plate thickness.
[製造法]
以上、本発明の一実施形態に係る積層鋼板1の構成について詳細に説明したが、続いて、上述したような構成を有する積層鋼板1の製造方法について詳細に説明する。
[Production method]
As mentioned above, although the structure of the
本実施形態に係る積層鋼板1は、公知の鋼板の積層方法を適用して製造することが可能である。具体的には、以下の工程等で製造することができる。
The
(1) 上述したように、鋼線材を使用してトラス構造体を製造する。
(2) コア層10(1枚又は2枚以上の金網11からなるトラス構造体)の両面に必要に応じて接合材(接着剤、ブレーズ剤等)を塗布し、表層鋼板5A、コア層10、表層鋼板5Bの順に積層し、常温もしくは加熱しながら加圧する。
(1) As described above, a truss structure is manufactured using a steel wire.
(2) A bonding material (adhesive, blaze agent, etc.) is applied to both surfaces of the core layer 10 (truss structure composed of one or two or more wire meshes 11) as necessary, and the surface steel plate 5A and the core layer 10 are applied. Then, the surface steel plates 5B are laminated in this order, and are pressurized at room temperature or while heating.
(2)の工程において、表層鋼板5A、5Bの片面に接合剤を塗布し、塗布した面同士でコア層を挟み込んで積層し、常温もしくは加熱しながら加圧して製造することも可能である。 In the step (2), it is also possible to apply a bonding agent to one surface of the surface steel plates 5A and 5B, sandwich the core layer between the applied surfaces and laminate them, and pressurize while producing at normal temperature or heating.
また、接合材や接合方法の具体例については上述したとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。 In addition, since specific examples of the bonding material and the bonding method are as described above, detailed description thereof is omitted here.
以上説明したように、本実施形態に係る積層鋼板は、鋼線材からなるトラス構造体の両面に鋼板を配設することで、軽量で剛性が大きく、加工性に優れる積層鋼板を提供することが可能となる。 As described above, the laminated steel sheet according to the present embodiment can provide a laminated steel sheet that is lightweight, has high rigidity, and is excellent in workability by disposing steel sheets on both sides of a truss structure made of steel wire. It becomes possible.
さらに、前記鋼線材の成分のうち、炭素濃度を少なくとも0.60質量%にすることにより、コア層の引張強度が向上し、積層鋼板の高強度化及び耐衝撃性のより一層の強化が可能となる。 Furthermore, by setting the carbon concentration to at least 0.60% by mass among the components of the steel wire rod, the tensile strength of the core layer is improved, and the strength and impact resistance of the laminated steel sheet can be further enhanced. It becomes.
またさらに、前記トラス構造体の頂点間距離を、前記鋼板厚みの10倍以下にし、トラス構造体を構成する鋼線材と前記鋼板とのなす角度を30°〜60°に制御することにより、絞り加工等の更なる強加工も可能となる。 Furthermore, the distance between the vertices of the truss structure is set to 10 times or less of the thickness of the steel sheet, and the angle between the steel wire constituting the truss structure and the steel sheet is controlled to 30 ° to 60 °. Further strong processing such as processing becomes possible.
さらに、前記トラス構造体と前記鋼板を融点が400℃以下ブレーズ剤又は接着剤を用いて接合することにより、加工後の形状安定性が更に向上することとなる。 Furthermore, the shape stability after processing is further improved by joining the truss structure and the steel plate using a blaze agent or an adhesive having a melting point of 400 ° C. or less.
以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
(使用した鋼板、トラス構造体、トラス構造体と鋼板との接合方法)
本実施例及び比較例では、表1に示す鋼板を使用し、表2に示す鋼線材を使用した金網を表3に示すトラス構造体に加工し、積層鋼板を製造した。また、トラス構造体と表層鋼板との接合剤については、構造用接着剤(基材:エポキシ樹脂、塗布量200g/m2、貯蔵弾性率1〜30MPa、tanδ0.3)、はんだ(低温ろう剤、Sn−Pb系、融点183℃)をブレーズ剤1(15g/m2)、Ni−Cr系のろう剤(商品名:Coclburn 2003、融点1040℃)をブレーズ剤2(15g/m2)して、それぞれ使用した。
(Used steel plate, truss structure, joining method of truss structure and steel plate)
In this example and a comparative example, the steel plate shown in Table 1 was used, the wire mesh using the steel wire shown in Table 2 was processed into the truss structure shown in Table 3, and the laminated steel plate was manufactured. Moreover, as for the bonding agent between the truss structure and the surface steel plate, a structural adhesive (base material: epoxy resin, coating amount 200 g / m 2 , storage elastic modulus 1-30 MPa, tan δ 0.3), solder (low-temperature brazing agent) , Sn-Pb series, melting point 183 ° C.) Blaze agent 1 (15 g / m 2 ), Ni—Cr series brazing agent (trade name: Coclburn 2003, melting point 1040 ° C.) Blazing agent 2 (15 g / m 2 ) And used each.
(積層鋼板の製造)
本実施例及び比較例における積層鋼板の具体的な製造方法としては、300mm×300mmの表層鋼板上に接合材、金網を加工して作製したトラス構造体、接合材、表層鋼板の順に積層し、真空下で所定の温度(接着剤を接合材として使用する場合は180℃、ブレーズ剤1を接合材として使用する場合は300℃、ブレーズ剤2を接合材として使用する場合は1100℃)まで加温した。次いで、積層した表層鋼板、接合材及びトラス構造体を圧着力10〜40kgf/cm2(0.98〜2.92MPa)で20分間加熱圧着し、その後、常温まで冷却して、大気開放し、表4に示した各積層鋼板を得た。
(Manufacture of laminated steel sheets)
As a specific manufacturing method of the laminated steel sheet in this example and comparative example, the laminated material in the order of the joining material and the wire mesh produced by processing the joining material and the wire mesh on the 300 mm × 300 mm surface steel sheet, Increase to a predetermined temperature under vacuum (180 ° C when adhesive is used as bonding material, 300 ° C when
なお、実施例18の積層鋼板は、鋼板とトラス構造体との間に使用した接合材と同一の接合材をトラス構造体頂点同士の間にも積層した後に加熱圧着し、トラス構造体同士の間を接合した。また、実施例19の積層鋼板は、2枚のトラス構造体の頂点が重ならないように配置するために、片方のトラス構造体を板幅方向に45°回転させ、2枚のトラス構造体を配置し、実施例1と同様の方法により積層鋼板を得た。 In addition, the laminated steel plate of Example 18 was thermocompression bonded after laminating the same joining material used between the steel plate and the truss structure also between the truss structure vertices, They were joined together. Further, in order to arrange the laminated steel plates of Example 19 so that the apexes of the two truss structures do not overlap, one truss structure is rotated by 45 ° in the plate width direction, and the two truss structures are The laminated steel sheet was obtained by the same method as in Example 1.
また、表3のトラス構造体14、15については、それぞれ長さ1.7mm、3.5mmの6本の鋼線材1を使用し、まず6本の鋼線材の連結部を接合材(軟ろう、Sn−Pb系)で固定し、六角錐型トラスを作製した。その後、上記と同様の手順で積層鋼板を得た。なお、積層鋼板両端部の上下表層鋼板の間に所定の厚さとなるように板を熱盤間に挟み込み20分間加熱圧着し、その後、常温まで冷却して、大気開放し、積層鋼板を得た。
In addition, for the
(比較例1)
線径0.5mm、引張強度1000MPaの鋼線材(炭素濃度0.26質量%)からなる金網(空孔率:66%板密度:0.26g/cm2)をコア層とした積層鋼板を実施例1と同様にして製造した。
(Comparative Example 1)
Laminated steel sheets with a wire mesh (porosity: 66%, plate density: 0.26 g / cm 2 ) made of a steel wire (carbon concentration: 0.26% by mass) with a wire diameter of 0.5 mm and a tensile strength of 1000 MPa as a core layer Prepared as in Example 1.
(比較例2)
特許文献4に準じて、厚さ0.2mmの鋼板(引張強度:270MPa)にディンプル加工を施して2mm×2mm×高さ0.5mmの正方型凹凸を2mm間隔で付与した。凸部の中央には0.5mm×0.5mm×深さ0.2mmの窪みを設けた。凸部にブレーズ剤2を塗布し、凸部同士が接触するように2枚のディンプル加工板を積層した。当該積層加工鋼板の両面に、ブレーズ剤2を塗布した鋼板(引張強さ300MPa、溶融亜鉛メッキ鋼板 メッキ目付量60g/m2)を積層し、実施例20と同一の条件で加熱プレスし、積層鋼板を得た。なお、270MPaを超える強度のハイテン鋼での上記サイズの凹凸を付与するディンプル加工は不可能であった。
(Comparative Example 2)
According to Patent Document 4, a steel sheet having a thickness of 0.2 mm (tensile strength: 270 MPa) was subjected to dimple processing to give square-shaped irregularities of 2 mm × 2 mm × height 0.5 mm at intervals of 2 mm. A depression of 0.5 mm × 0.5 mm × depth 0.2 mm was provided in the center of the convex portion. The
(比較例3)
SUSハニカム(SUS厚み:0.1mm、ハニカム形状:正六角形、総厚:1mm、密度0.28g/cm3)をコア層とした積層鋼板を実施例1と同様にして製造した。
(Comparative Example 3)
A laminated steel sheet having a SUS honeycomb (SUS thickness: 0.1 mm, honeycomb shape: regular hexagon, total thickness: 1 mm, density 0.28 g / cm 3 ) as a core layer was produced in the same manner as in Example 1.
(比較例4)
厚さ0.3mmの鋼板(引張強度:270MPa)に高さが1mmになるように波型加工を施して、片面に接着剤を塗布した表層鋼板(引張強さ300MPa、溶融亜鉛メッキ鋼板、メッキ目付量60g/m2)を積層し、実施例と同一の条件で加熱プレスし、積層鋼板を得た。波型加工板をコア層とするため、一定方向に空隙が連続する。そこで、空隙がそれぞれ長手方向、幅方向に連続するように2種類の積層鋼板を作製した。
(Comparative Example 4)
A surface layer steel sheet (tensile strength 300 MPa, hot dip galvanized steel sheet, plated, with a corrugated surface of 0.3 mm thick (tensile strength: 270 MPa) and 1 mm height applied with adhesive. A basis weight of 60 g / m 2 ) was laminated and heated and pressed under the same conditions as in the example to obtain a laminated steel sheet. Since the corrugated plate is used as a core layer, voids are continuous in a certain direction. Therefore, two types of laminated steel sheets were prepared so that the gaps were continuous in the longitudinal direction and the width direction, respectively.
(積層鋼板の物性、加工・溶接性試験)
上述したようにして得られた各実施例の積層鋼板からASTM D−790に準じて試験片(25mm×150mm)を切り出し、支点間距離を50mm、速度を5mm/minに設定して3点曲げ試験を実施した。実施例3〜6、18、27の積層鋼板は、トラス頂点間距離Wが長手方向と幅方向では異なるため、Wがそれぞれ長手(WL)、幅(WB)方向となるよう試験片を切り出した。実測ひずみ−荷重曲線の傾きk(最大荷重の1/3の荷重までの荷重を使用して算出)を(i)式に代入して、曲げ剛性Dを算出した。また、積層鋼板の塑性域の曲げモーメントMを(ii)式で算出した。なお、鋼板の耐衝撃性が塑性域の曲げモーメントと相関があることが知られていることから、(ii)式で算出した塑性域の曲げモーメントを耐衝撃性の指標とした。
(Physical properties, processing / weldability test of laminated steel sheets)
A test piece (25 mm × 150 mm) was cut out from the laminated steel sheet of each example obtained as described above in accordance with ASTM D-790, the distance between fulcrums was set to 50 mm, and the speed was set to 5 mm / min. The test was conducted. Since the laminated steel plates of Examples 3 to 6, 18 and 27 have different truss apex distances W in the longitudinal direction and the width direction, the test pieces were placed so that W was in the longitudinal (W L ) and width (W B ) directions, respectively. Cut out. The bending stiffness D was calculated by substituting the slope k of the measured strain-load curve (calculated using a load up to 1/3 of the maximum load) into the equation (i). Further, the bending moment M in the plastic region of the laminated steel sheet was calculated by the equation (ii). In addition, since it is known that the impact resistance of the steel sheet has a correlation with the bending moment in the plastic region, the bending moment in the plastic region calculated by the equation (ii) was used as an index of impact resistance.
D=kl3/48 ・・・(i)
M=Pl/4b ・・・(ii)
D = kl 3/48 ··· ( i)
M = Pl / 4b (ii)
ここで、上記(i)式及び(ii)式において、P:実測曲げ最大荷重、l:支点間距離、b:試験片幅である。 Here, in the above formulas (i) and (ii), P: measured maximum bending load, l: distance between fulcrums, and b: width of test piece.
さらに、実施例1〜27の積層鋼板から125mm×30mmの試験片を切り出し、エリクセン社製20T総合試験機の角型深絞り実験装置(r=100mm、BHF(ブランクホールドフォース):2ton)にて、U型ハット曲げ試験片を作製した。 Further, a 125 mm × 30 mm test piece was cut out from the laminated steel sheets of Examples 1 to 27, and a square deep drawing experimental apparatus (r = 100 mm, BHF (blank hold force): 2 ton) of an Erichsen 20T comprehensive testing machine. A U-shaped hat bending specimen was prepared.
実施例3〜6、18、27の積層鋼板は、トラス頂点間距離Wが長手方向と幅方向では異なるため、Wがそれぞれ長手(WL)、幅(WB)方向となるよう試験片を切り出した。 Since the laminated steel sheets of Examples 3 to 6, 18, and 27 have different truss apex distances W in the longitudinal direction and the width direction, the test pieces should be arranged so that W is in the longitudinal (W L ) and width (W B ) directions, respectively. Cut out.
また、実施例1〜9、13、15〜23、25〜27の積層鋼板から試験片(150mm×30mm)を切り出し、2枚の試験片を30mm角だけ積層し、積層部の中心を加圧力3.5kN、電流6.2kA、通電時間10サイクルの条件でスポット溶接した。スポット溶接した試験片を島津社製50kN万能引張試験機にて、引張速度5mm/minでせん断引張試験を実施した。 Further, a test piece (150 mm × 30 mm) was cut out from the laminated steel plates of Examples 1 to 9, 13, 15 to 23, and 25 to 27, two test pieces were laminated by 30 mm square, and the center of the laminated portion was pressurized. Spot welding was performed under the conditions of 3.5 kN, current 6.2 kA, and energization time 10 cycles. The spot-welded test piece was subjected to a shear tensile test with a 50 kN universal tensile tester manufactured by Shimadzu Corporation at a tensile speed of 5 mm / min.
(評価)
<1.軽量性の評価>
各々の積層鋼板の板密度ρは、実測した質量をサンプルの面積で割って算出した。
(Evaluation)
<1. Lightweight evaluation>
The plate density ρ of each laminated steel plate was calculated by dividing the measured mass by the area of the sample.
さらに、(i)式で求めた剛性Dから、(iii)式を用いて積層鋼板と同一の曲げ剛性を発現するのに必要な表層鋼板単独での板厚みtpを算出し、この単位面積当たりの質量Wpを(iv)式で求めた。積層鋼板の単位面積当たりの質量Wと(iv)式の鋼板の単位面積当たりの質量Wpとの比(W/Wp)で、曲げ剛性を一定とした場合の軽量性を評価した。 Furthermore, the rigidity D obtained in (i) formula to calculate the plate thickness t p of the surface layer steel sheet alone required to express the same flexural rigidity and laminated steel with (iii) wherein the area of the unit the mass W p per obtained in (iv) expression. The lightness when the bending rigidity was made constant was evaluated by the ratio (W / W p ) of the mass W per unit area of the laminated steel sheet and the mass W p per unit area of the steel sheet of the formula (iv).
tp=12D/Es ・・・(iii)
Wp=ρstp ・・・(iv)
t p = 12D / E s (iii)
W p = ρ s t p ··· (iv)
ここで、上記(iii)式及び(iv)式において、Esは表層鋼板のヤング率(本実施例では210GPa)であり、Wpは積層鋼板と同一の剛性を有する鋼板の単位面積当たりの質量である。 Here, in (iii) above formula and (iv) expression, E s is Young's modulus of the surface layer steel (210 GPa in this embodiment), W p is per unit area of the steel plate having the same stiffness and laminated steel plate Mass.
<2.曲げ剛性、耐衝撃性の評価>
積層鋼板の単位面積当たりの質量Wと同一質量を有する鋼板単独の剛性Dpを(v)式により算出した。また、(v)式で求めた剛性Dpと積層鋼板の剛性Dとの比(D/Dp)を算出し、積層鋼板の剛性を評価した(D/Dp>1であれば、鋼板単独の場合と比較して合理的に剛性が増大していると評価される)。
<2. Evaluation of bending rigidity and impact resistance>
Rigidity D p of the steel sheet itself having a mass W and the same weight per unit area of the laminated steel sheet was calculated by (v) expression. Further, the ratio (D / D p ) between the rigidity D p obtained by the equation (v) and the rigidity D of the laminated steel sheet was calculated, and the rigidity of the laminated steel sheet was evaluated (if D / D p > 1, the steel sheet It is estimated that the rigidity is reasonably increased compared to the case of the single case).
Dp=Estp 3/12 ・・・(v) D p = E s t p 3 /12 ··· (v)
曲げ剛性の評価と同様に、同一単位面積当たりの質量の鋼板単独の曲げモーメントMpを(vi)式で算出し、このMpと(ii)式で求めたMとの比(M/Mp)で、耐衝撃性の大きさを評価した(M/Mp>1であれば、鋼板単独の場合と比較して合理的に耐衝撃性が増大していると評価される)。 Similar to the evaluation of bending rigidity, the bending moment M p of a single steel plate having the mass per unit area is calculated by the equation (vi), and the ratio of M p to M obtained by the equation (ii) (M / M p ), the magnitude of impact resistance was evaluated (if M / M p > 1, it is evaluated that the impact resistance is reasonably increased compared to the case of a steel sheet alone).
Mp=TStp 2/4 ・・・(vi) M p = T S t p 2 /4 ··· (vi)
ここで、上記(vi)式において、Ts:表層鋼板の引張強度である。 Here, in the above formula (vi), Ts is the tensile strength of the surface steel plate.
<3.加工健全性の評価>
ハット曲げ試験片の断面を目視並びに実態顕微鏡で観察して、表層鋼板の剥離、表層鋼板の破壊及びコア層への陥入(コア層の空孔へ表層鋼板の食込み)、コア層の破損の有無を検査し、全て異常がない場合には、加工健全性に優れると評価し、表5(ハット曲げ加工の欄)に○で示した。また、当該加工片を180℃に加熱したオーブンに装入し、30分保持後、オーブンから取り出し、常温まで冷却した。加工後の加熱形状健全性(表層鋼板の剥離、コア層の破壊)を評価し、全て異常がない場合には、加熱形状健全性に優れると評価し、表2(180℃耐熱の欄)に○で示した。なお、表層鋼板の破壊は、表層鋼板の表面に亀裂が生じ、破断することを示す。また、表層鋼板のコア層への陥入は、曲げ変形部近傍で上下表層鋼板の曲げ半径Rの関係が(上側表層鋼板曲げ半径R)=(下側表層鋼板曲げ半径R)+(コア層厚み)を満たさない場合を表層鋼板の陥入と判断した。加工後のコア層の破壊の判定は、試験サンプルのX線写真より鋼線材の破断有無を観察し、一か所でも破断がある場合、コア層の破断とした。
<3. Evaluation of processing soundness>
Observe the cross-section of the hat bend specimen visually and with an actual microscope, peeling the surface steel plate, breaking the surface steel plate and invading the core layer (the surface steel plate biting into the pores of the core layer), damage to the core layer The presence or absence was inspected, and when there was no abnormality, it was evaluated that it was excellent in processing soundness, and it was indicated by ○ in Table 5 (hat bending column). Moreover, the said processed piece was inserted into the oven heated at 180 degreeC, and after hold | maintaining for 30 minutes, it took out from the oven and cooled to normal temperature. Heated shape soundness after processing (peeling of surface steel plate, core layer destruction) is evaluated, and if all are normal, it is evaluated that heat shape soundness is excellent, and in Table 2 (180 ° C heat resistant column) ○ indicates. In addition, the fracture | rupture of a surface steel plate shows that a crack arises on the surface of a surface steel plate, and it fractures. In addition, the intrusion into the core layer of the surface steel plate is related to the bending radius R of the upper and lower surface steel plates in the vicinity of the bending deformation portion (upper surface steel plate bending radius R) = (lower surface steel plate bending radius R) + (core layer) The case where the (thickness) was not satisfied was judged as an intrusion of the surface steel plate. The determination of the fracture of the core layer after processing was made by observing the presence or absence of breakage of the steel wire from the X-ray photograph of the test sample.
<4.スポット溶接性の評価>
スポット溶接部の外観評価(割れ、膨れ等の外観不良)及びせん断引張試験を実施し、外観不良及び剥離形態の観察により溶接可否を評価し、外観不良及び剥離形態がプラグ破断であった場合には、表5(スポット溶接性の欄)に○で示した。なお、外観不良としては溶接部周りの膨れ、表層鋼板のスポット溶接電極への溶着による剥離が挙げられる。
<4. Evaluation of spot weldability>
When spot welds are evaluated for external appearance (defects such as cracks and blisters) and shear tensile tests are performed, and the weldability is evaluated by observing the appearance defects and the delamination form. Is indicated by ○ in Table 5 (spot weldability column). Appearance defects include swelling around the weld and peeling due to welding of the surface steel plate to the spot welding electrode.
(評価結果)
以上の評価結果を表5に示す。
(Evaluation results)
The above evaluation results are shown in Table 5.
実施例1〜27の積層鋼板は、W/Wp<1.0であり、同一剛性の鋼板に比較して板密度が小さく、軽量性に優れることが判った。さらに、実施例1〜27の積層鋼板は、D/Dp>1.0、M/Mp>1.0であり、同一板密度のものと比較して曲げ剛性及び塑性域の曲げモーメントが大きく、高剛性かつ耐衝撃特性に優れることが判った。 The laminated steel plates of Examples 1 to 27 have W / W p <1.0, and it was found that the plate density is small and the light weight is excellent as compared with steel plates having the same rigidity. Furthermore, the laminated steel plates of Examples 1 to 27 have D / D p > 1.0 and M / M p > 1.0, and the bending rigidity and the bending moment in the plastic region are higher than those of the same plate density. It was found to be large, highly rigid and excellent in impact resistance.
さらに、実施例1〜3、5〜23、27の積層鋼板は、ハット曲げ加工、加工後の加熱でも表層鋼板の剥離、表層鋼板の破壊及びコア層への陥入、コア層の破損はなく、加工及び加工後加熱後の健全性が保持できることが判った。また、実施例4、24〜26の積層鋼板において、陥入が発生していないサンプルにおいては、加工後加熱後の健全性が保持できることが判った。また、実施例1〜9、13、15〜23、25〜27の積層鋼板は、スポット溶接性の評価において、外観不良は無く、かつ、せん断引張試験後の剥離形態はプラグ破断(積層鋼板の片方は、完全に穴があき、もう片方の積層鋼板に付着した状態)であり、せん断引張強度は120〜160MPaであった。なお、実施例10〜12、14、24は総厚が非常に厚いため、スポット溶接試験は実施しなかった。また、実施例4の積層鋼板では、Wが長手(WL)方向になるように切り出したサンプルの一部でのみ表層鋼板の陥入が発生した。これは、トラス構造体の頂点間距離WLが表層鋼板の厚さの10倍を超えており、表層鋼板のトラス構造体の頂点がない部分に応力集中が発生したためと推察される。 Furthermore, the laminated steel plates of Examples 1 to 3, 5 to 23, and 27 have no hat bending, no peeling of the surface steel plate, no breakage of the surface steel plate, no intrusion into the core layer, no damage to the core layer. It was found that soundness after processing and heating after processing can be maintained. Moreover, in the laminated steel plate of Example 4, 24-26, it turned out that the soundness after heating after a process can be hold | maintained in the sample in which the indentation did not generate | occur | produce. Moreover, the laminated steel plates of Examples 1 to 9, 13, 15 to 23, and 25 to 27 had no appearance defect in the evaluation of spot weldability, and the peeled form after the shear tensile test was plug rupture (of laminated steel plates). One side was completely perforated and attached to the other laminated steel sheet), and the shear tensile strength was 120 to 160 MPa. In addition, since the total thickness of Examples 10-12, 14, and 24 was very thick, the spot welding test was not implemented. Moreover, in the laminated steel plate of Example 4, the indentation of the surface steel plate occurred only in a part of the sample cut out so that W was in the longitudinal (W L ) direction. This vertex distance W L of the truss structure has more than 10 times the thickness of the surface layer steel sheet, the stress concentration is presumably because that occurred portion is no apex of the truss structure of the surface layer the steel plate.
また、実施例1と同一形状のトラス構造体をコア層とした実施例20の積層鋼板では、実施例1のMと比較して小さくなった。これは、トラス構造体を構成する線材強度が1/5ほど小さいためであると推察される。 Further, in the laminated steel sheet of Example 20 in which the truss structure having the same shape as that of Example 1 was used as the core layer, the thickness was smaller than M of Example 1. This is presumably because the strength of the wire constituting the truss structure is as low as 1/5.
実施例23よりも実施例22のMが大きいのは、実施例23ではブレーズ温度が高く、トラス構造体を構成する鋼線材の引張強度が低下したためと推察される。 The M of Example 22 is larger than Example 23 because the blaze temperature is high in Example 23 and the tensile strength of the steel wire constituting the truss structure is reduced.
また、実施例24、25、26の積層鋼板では、ハット曲げ時に表層鋼板のコア層への陥入が一部発生した。実施例24、25の積層鋼板では、トラス構造体の頂点間距離が表層鋼板の厚みの10倍超であり、表層鋼板の内の空孔の上に位置する部分に応力集中が一部に発生したためと推定される。実施例26の積層鋼板では、トラス構造体を形成する鋼線材と表層鋼板のなす角θ1が25°と小さいことが原因と考えられる。この結果、他の実施例の積層鋼板と比較して、コア層の圧縮強度が小さいため、コア層が一部圧縮破壊したものと推定される。 Moreover, in the laminated steel plates of Examples 24, 25, and 26, part of the indentation into the core layer of the surface steel plate occurred during hat bending. In the laminated steel plates of Examples 24 and 25, the distance between the vertices of the truss structure is more than 10 times the thickness of the surface steel plate, and stress concentration is partially generated in the portion located above the holes in the surface steel plate. It is estimated that In the laminated steel plate of Example 26, it is considered that the angle θ 1 formed by the steel wire forming the truss structure and the surface steel plate is as small as 25 °. As a result, since the compressive strength of the core layer is small as compared with the laminated steel sheets of other examples, it is presumed that the core layer is partially compressed and broken.
また、比較例1、2の積層鋼板のトータル厚みは、実施例3、4、8の積層鋼板と同一であるが、単位面積当たりの板質量は大きくて重く、かつ、D/Dp、M/Mpは小さかったことから、本発明の積層鋼板より軽量性、剛性、耐衝撃性の面で劣ることが判る。これは、本発明では、鋼線材をトラス構造体に加工しているため、高強度な鋼材でも容易に微細な空孔を付与し、さらに厚さ方向にも空隙を付与し、軽量化することができるため、金網及びディンプル加工板をコア層とするよりも容易に軽量性、剛性、耐衝撃性を達成できるからであると考えられる。 The total thickness of the laminated steel sheets of Comparative Examples 1 and 2 is the same as that of the laminated steel sheets of Examples 3, 4, and 8, but the plate mass per unit area is large and heavy, and D / D p , M Since / Mp was small, it can be seen that the laminated steel sheet of the present invention is inferior in terms of lightness, rigidity and impact resistance. This is because, in the present invention, the steel wire is processed into a truss structure, so even a high-strength steel material can easily provide fine pores and further provide a gap in the thickness direction to reduce weight. Therefore, it is considered that light weight, rigidity, and impact resistance can be achieved more easily than when the wire mesh and the dimple processed plate are used as the core layer.
さらに、比較例3の積層鋼板では、3点曲げ試験時に、表層鋼板のコア層への陥入が発生した。これは、空孔部分が表層鋼板の厚みの10倍超であり、表層鋼板の内の空孔の上に位置する部分に応力集中が発生したためと推定される。 Furthermore, in the laminated steel sheet of Comparative Example 3, the intrusion into the core layer of the surface steel sheet occurred during the three-point bending test. This is presumably because the pore portion is more than 10 times the thickness of the surface steel plate, and stress concentration occurred in the portion of the surface steel plate located above the pore.
さらに、比較例4の積層鋼板では、ハット曲げ時に幅方向に空隙が連続した試験片で表層鋼板の陥入が発生した。これは、コア層の空隙部では圧縮強度がほぼ0であるため発生したと考えられる。即ち、同一積層鋼板でも異方性が大きいことから、加工方向が限定され、加工性の自由度が低いと推察される。 Furthermore, in the laminated steel sheet of Comparative Example 4, the indentation of the surface steel sheet occurred in the test piece in which voids continued in the width direction during hat bending. This is considered to have occurred because the compressive strength is almost zero in the void portion of the core layer. That is, since the anisotropy is large even in the same laminated steel sheet, it is presumed that the processing direction is limited and the degree of freedom in workability is low.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
1 積層鋼板
5(5A、5B) 表層鋼板
10 コア層
11 トラス構造体
12 金網
111 縦線
112 横線
113 頂点
t トラス構造体の高さ
ts 表層鋼板の厚さ
W 頂点間距離
WL 長さ方向の頂点間距離
WB 幅方向の頂点間距離
θ1 鋼線材と表層鋼板のなす角
θ2 縦線と横線のなす角
DESCRIPTION OF
Claims (7)
ことを特徴とする、積層鋼板。 A laminated steel sheet, wherein a truss structure made of steel wire material is laminated between steel sheets.
ことを特徴とする、請求項1に記載の積層鋼板。 The laminated steel sheet according to claim 1, wherein, among the components of the steel wire rod, the carbon concentration is at least 0.24 mass%.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の積層鋼板。 The laminated steel sheet according to claim 1 or 2, wherein a carbon concentration is at least 0.60 mass% among the components of the steel wire rod.
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層鋼板。 The laminated steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the distance between the vertices of the truss structure is 30 times or less the thickness of the steel sheet.
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の積層鋼板。 The laminated steel sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the distance between the vertices of the truss structure is 10 times or less the thickness of the steel sheet.
ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の積層鋼板。 The laminated steel sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein an angle formed by the wire constituting the truss structure and the steel sheet is 30 to 60 degrees.
ことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の積層鋼板。
The laminated steel sheet according to any one of claims 1 to 6, wherein the truss structure and the steel sheet are joined together with a blazed material or an adhesive having a melting point of 400 ° C or lower.
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