JP2902668B2 - Embossed metal plate and method of manufacturing the same - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、塑性加工、特に、エンボス加工（型付け加
工）に用いられる金属板と、表面処理によってこの金属
板を製造する方法に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal plate used for plastic working, in particular, embossing (molding), and a method for producing this metal plate by surface treatment.
従来の技術 金属板を塑性加工によって成形する公知の方法では、
成形工具を金属板に所定の応力で押圧して金属板を所望
の形状にする。この方法では、金属板と成形具の間の摩
擦係数が重要な役割を果たす。摩擦係数により金属板の
変形限界が決まり、摩擦係数が大き過ぎると金属板が破
断する危険性がある。2. Description of the Related Art In a known method of forming a metal plate by plastic working,
The forming tool is pressed against the metal plate with a predetermined stress to form the metal plate into a desired shape. In this method, the coefficient of friction between the metal plate and the forming tool plays an important role. The coefficient of friction determines the deformation limit of the metal plate. If the coefficient of friction is too large, there is a risk that the metal plate will break.
潤滑性、表面の状態、それに成形具の性質は、摩擦を
減らすために変化させることのできるパラメータであ
る。Lubricity, surface condition, and the nature of the tool are parameters that can be varied to reduce friction.
この摩擦係数を小さくするために、塑性加工前に金属
板を表面処理することは公知である。特に、表面を化学
的に変性する方法、例えば、リン酸塩で被覆する方法が
知られており、これによって、金属板と成形具の間の摩
擦係数を小さくすることができ、従って金属板の成形が
容易になる。It is known that a metal plate is subjected to a surface treatment before plastic working in order to reduce the coefficient of friction. In particular, it is known to chemically modify the surface, for example, to coat it with phosphate, which makes it possible to reduce the coefficient of friction between the metal plate and the forming tool, and thus the metal plate Molding becomes easy.
この方法の１つの欠点は、金属板表面の金属層の化学
的性質が変化する点にある。加工部品の成形後に表面に
残るこの層は、例え薄くても、加工部品の使用時に好く
ない影響を与える。特に、上記表面処理によって得られ
た表面特性と、成形加工後に行われる所望の化学的処理
との適合性が悪くなる可能性がある。また、上記表面処
理が、成形加工後に部品を使用する際に致命的な欠陥と
なる可能性もある。例えば、従来のリン酸塩被覆金属板
は部品の溶接時に非常に邪魔になる。One disadvantage of this method is that the chemistry of the metal layer on the surface of the metal plate changes. This layer, which remains on the surface after forming the work piece, even if thin, has an unfavorable effect when the work piece is used. In particular, there is a possibility that the compatibility between the surface characteristics obtained by the above-mentioned surface treatment and the desired chemical treatment performed after the molding process is deteriorated. In addition, the above surface treatment may cause a fatal defect when the component is used after the forming process. For example, conventional phosphate coated metal sheets are very obstructive when welding parts.
上記の方法の別の欠点は、表面処理に必要な工業設備
が大型になり、コストがかかることにある。金属板のリ
ン酸塩被覆設備は大型になり、しかも大量のエネルギを
必要とするので高価になる。さらに、化学的変性法には
最小処理時間が必要であるため、連続的製造ラインで処
理する場合には、処理設備の長さとサイズが大きくな
る。Another disadvantage of the above method is that the industrial equipment required for surface treatment is large and costly. The equipment for phosphate coating of metal sheets is large and expensive because of the large amount of energy required. Furthermore, the chemical modification method requires a minimum processing time, so that when processing is performed on a continuous production line, the length and size of the processing equipment are increased.
発明が解決しようとする課題 本発明の目的は、上記の問題点を解決し、塑性加工、
特に、エンボス加工によって成形するのに特に適した金
属板を提供することにある。The object of the present invention is to solve the above problems, plastic working,
In particular, it is an object to provide a metal plate that is particularly suitable for being formed by embossing.
課題を解決するための手段 この目的を達成するための本発明の対象とする金属板
は、オイルと反応して石鹸を形成させることのできる鹸
化物質からなる膜を少なくも一方の表面に有することを
特徴としている。Means for Solving the Problems To achieve this object, the object of the present invention is to provide a metal plate having a film made of a saponified substance capable of forming a soap by reacting with oil on at least one surface. It is characterized by.
このオイルは、エンボス加工で通常使用されるタイプ
の油である。本明細書では、「エンボス加工」という用
語は、一般に金属板を塑性変形により成形する任意の方
法を指すのに使用する。This oil is of the type commonly used in embossing. As used herein, the term "embossing" is generally used to refer to any method of forming a metal plate by plastic deformation.
上記鹸化物質はアルカリ金属またはアルカリ土類金属
の塩であり、金属板の表面積1m2につき10mgを越える割
合で堆積されることが好ましい。The saponified substance is a salt of an alkali metal or an alkaline earth metal, and is preferably deposited at a rate exceeding 10 mg per 1 m 2 of the surface area of the metal plate.
さらに、堆積される塩の量は20mg/m2と数百mg/m2の間
であることが好ましい。Furthermore, the amount of salt deposited is preferably between 20 mg / m 2 and several hundred mg / m 2 .
本発明の特に好ましい別の態様によれば、アルカリ金
属塩は、Li、NaおよびＫで構成される群の中から選択さ
れた金属の塩である。According to another particularly preferred embodiment of the present invention, the alkali metal salt is a salt of a metal selected from the group consisting of Li, Na and K.
さらに、この塩は、リン酸塩の中から選択され且つ金
属板を構成する金属に対して化学的に不活性な陰イオン
の塩であるのが好ましい。Further, the salt is preferably a salt of an anion selected from phosphates and chemically inert to the metal constituting the metal plate.
本発明の他の対象は上記の金属板の製造方法にある。
この方法は、上記アルカリ金属塩の溶液を金属板の表面
に塗布することにより上記アルカリ金属塩を堆積させ、
次いで、このようにして処理された金属板を乾燥させて
溶剤を蒸発させることを特徴としている。Another object of the present invention is the above-described method for manufacturing a metal plate.
This method deposits the alkali metal salt by applying a solution of the alkali metal salt to the surface of a metal plate,
Next, the metal plate thus treated is dried to evaporate the solvent.
金属板への溶液の塗布は、特に、散布、浸漬、または
コーティングにより実現される。The application of the solution to the metal plate is realized in particular by spraying, dipping or coating.
本発明方法は移動中の金属板を処理する装置で実施で
きるこの装置は、アルカリ金属塩を金属板の表面に均一
に広げる塗布手段と、金属板の進行方向に沿ってこの塗
布手段の下流に位置する乾燥手段とを備えることを特徴
としている。The method of the present invention can be carried out by an apparatus for processing a moving metal plate. The apparatus includes an application unit for uniformly spreading an alkali metal salt on the surface of the metal plate, and a downstream unit along the traveling direction of the metal plate. And a drying means located there.
上記の塗布手段は、上記の溶液を散布、浸漬、または
コーティングにより、特にコーティングにより塗布する
装置からなる。The application means comprises a device for applying the solution by spraying, dipping or coating, in particular by coating.
上記の種々な装置の任意の一つを用いることによっ
て、エンボス加工時の金属板と成形具との間の摩耗係数
を著しく小さくすることができる。なお、本発明の処理
を行う金属板は、未処理（裸）の金属板でも、予め処理
された、例えば、亜鉛メッキ被覆された金属板でもよ
い。By using any one of the above various devices, the coefficient of wear between the metal plate and the forming tool during embossing can be significantly reduced. The metal plate to be subjected to the treatment of the present invention may be an untreated (bare) metal plate or a pre-treated, for example, galvanized metal plate.
前記の表面が化学的変性処理された従来の金属板と比
較すると、本発明の金属板は非常に経済的である。本発
明の金属板製造方法を用いることによって、金属板の製
造に必要な設備の占有スペースを大幅に小さくすること
ができる。Compared with a conventional metal plate whose surface is chemically modified, the metal plate of the present invention is very economical. By using the metal sheet manufacturing method of the present invention, the space occupied by equipment required for manufacturing the metal sheet can be significantly reduced.
上記以外の特徴および利点は、以下で説明する本発明
の方法の実施例と、本発明に従って処理され且つエンボ
ス加工された金属板の比較実験結果の説明から明らかに
なろう。Other features and advantages will become apparent from the description of the method embodiments of the invention described below and of the comparative experimental results of metal sheets treated and embossed according to the invention.
実施例 第１図は、エンボス加工用金属板の製造ラインの一部
を示す図である。図示した設備は、未処理（裸）の金属
板を処理する場合には、特に、圧延機の最終仕上げケー
ジスの下流、すなわち、金属板の熱処理設備に配置する
ことができ、また、被覆済み金属板の処理の場合には、
例えば、メッキ設備または電解亜鉛メッキ設備の下流に
配置することができる。もちろん、図示した設備の上流
側で金属板に対しては他の処理を行うこともできる。Embodiment FIG. 1 is a diagram showing a part of a production line for a metal plate for embossing. The equipment shown can be arranged particularly downstream of the final finishing cages of the rolling mill, i.e. in the heat treatment equipment for the metal sheets, when processing untreated (bare) metal sheets, In the case of plate processing,
For example, it can be located downstream of a plating facility or an electrolytic galvanizing facility. Of course, other processing can be performed on the metal plate upstream of the illustrated equipment.
矢印F1の方向に進行している金属板１は中間ロール２
を通過して鉛直方向を向いた後、ゴム被覆された互いに
表面同士が押圧された２つのコーティング用ロール３の
間を通過する。これらロール３は矢印F2の向きに回転
し、容器４に収容されたアルカリ金属塩の溶液中に一部
が浸されている。The metal plate 1 traveling in the direction of arrow F1 is an intermediate roll 2
, And then passes between two coating rolls 3 whose surfaces are pressed against each other and covered with rubber. These rolls 3 rotate in the direction of arrow F2, and are partially immersed in the alkali metal salt solution contained in the container 4.
各容器には、ポンプ５と配管７を通じて溶液タンク６
から溶液が供給される。オーバーフロー用の配管８が各
容器とタンクを接続している。図面を見やすくするため
に、第１図には一方の容器に対する配管しか図示してい
ないが、もちろん第２の容器にも同様にして溶液が供給
される。Each container has a solution tank 6 through a pump 5 and a pipe 7.
Supplies the solution. An overflow pipe 8 connects each container to the tank. In order to make the drawing easier to see, FIG. 1 shows only the piping for one container, but the solution is supplied to the second container in the same manner.
金属板１は、コーティング用ロール３の間を通過する
際に上記アルカリ金属塩の溶液の膜でほぼ均一に覆われ
る。ロール３の間を通過した直後に金属板を例えば炉９
中で熱風乾燥して、溶剤の蒸発を促進させる。金属板は
炉の出口では乾燥している必要がある。次に、金属板は
コイル状に巻かれか、切断され、さらに、後のエンボス
加工用のオイルが塗布される。When the metal plate 1 passes between the coating rolls 3, it is almost uniformly covered with a film of the alkali metal salt solution. Immediately after passing between the rolls 3, a metal plate is
Drying in hot air inside promotes evaporation of the solvent. The metal sheet must be dry at the furnace exit. Next, the metal plate is wound or cut into a coil shape, and oil for later embossing is applied.
第３図は、金属板にコーティングするための別の構成
のロールを示している。この構成自体は、別の用途で公
知である。この場合には、金属板１のそれぞれの側に３
組のロールが配置されている。各組のロールは、容器
４′の中に一部が浸されている「溶液採取」用の第１ロ
ール11を有している。溶液採取用ロール11は、溶液分配
用ロール12と接触しており、表面に付着している溶液の
一部をこの溶液分配用ロール12に移す。溶液分配用ロー
ル12は、同様に、金属板に押圧されているコーティング
用ロール13と接触している。この構成にするとスペース
が余計に必要になるが、逆に、均一性がより優れた被覆
が得られる。FIG. 3 shows another type of roll for coating a metal plate. This configuration itself is known for other uses. In this case, 3 on each side of the metal plate 1
A set of rolls is arranged. Each set of rolls has a first "roll for solution" 11 partially immersed in a container 4 '. The solution collection roll 11 is in contact with the solution distribution roll 12, and transfers a part of the solution adhering to the surface to the solution distribution roll 12. The solution distribution roll 12 is also in contact with the coating roll 13 pressed against a metal plate. This configuration requires extra space but, on the contrary, provides a coating with better uniformity.
いずれのロール構成の場合にも、コーティング用ロー
ルの回転速度は一定に維持し、堆積される塩の量を調節
するために、タンク中に収容された水溶液に溶解された
塩の濃度を調節するのが望ましい。この溶液は、１の
水に10〜100gの塩を含んでいる。この溶液は中性である
ことが好ましい。In both roll configurations, the rotation speed of the coating roll is kept constant, and the concentration of salt dissolved in the aqueous solution contained in the tank is adjusted to adjust the amount of salt deposited. It is desirable. This solution contains 10 to 100 g of salt in one water. This solution is preferably neutral.
本発明の方法を未処理の金属板と被覆（亜鉛メッキ）
金属板とについて実験した結果、本発明者達は、被覆金
属板の場合にエンボス加工特性が大幅に向上することを
確認した。Untreated metal plate and coating (galvanizing) by the method of the present invention
As a result of an experiment with a metal plate, the present inventors have confirmed that embossing characteristics are significantly improved in the case of a coated metal plate.
本発明者達が実験室と工業設備で行った実験による
と、未処理の金属板をエンボス加工した場合小さな押圧
力（40バール）で破損したのに対し、本発明の方法に従
って処理した同じ金属板は押圧力が140バールになるま
で破断しなかった。According to experiments performed by the inventors in a laboratory and industrial facilities, when an untreated metal plate was embossed, it was broken by a small pressing force (40 bar), whereas the same metal treated according to the method of the present invention was broken. The plate did not break until the pressing force reached 140 bar.
この結果から、大きな圧力でエンボス加工することが
できるだけでなく、エンボス加工の自由度が著しく大き
くなる、すなわち、エンボス形状に皺が出るために制限
される低い方の圧力限界と、金属板が破断するために制
限される高い方の圧力限界との間の許容圧力範囲を極め
て大きくすることができる。From this result, not only can embossing be performed with a large pressure, but also the degree of freedom of embossing becomes remarkably large, that is, the lower pressure limit which is limited due to wrinkling of the embossed shape, and the metal plate breaks The permissible pressure range between the upper pressure limit, which is limited by
以下の表には５回のエンボス加工試験することによっ
て得られた結果を示している。サンプルとしては鋼板を
用い、各鋼板の表面には、１の水に60gの燐酸ナトリ
ウムを溶解させた燐酸ナトリウム水溶液を20mg/m2の割
合で塗布し、直ちに乾燥させた。また、エンボス加工前
に、上記で得られた表面上にエンボス加工で通常用いら
れている保護オイルを塗布した。サンプル１、２、３に
対する半分の試験（Ａ）は実験室で行われ、サンプル
４、５に対する試験（Ｂ）は工業的規模の製造ラインで
行ったものである。The following table shows the results obtained from five embossing tests. A steel plate was used as a sample, and an aqueous solution of sodium phosphate obtained by dissolving 60 g of sodium phosphate in one water was applied to the surface of each steel plate at a rate of 20 mg / m 2 and immediately dried. Before embossing, a protective oil commonly used for embossing was applied onto the surface obtained above. The half test (A) for samples 1, 2, and 3 was performed in a laboratory, and the test (B) for samples 4 and 5 was performed on an industrial-scale production line.
溶媒／非溶媒／金属塩からなる 別の実験により、摩擦係数を圧力の関数として表した
第２図のグラフの２本の曲線が得られた。これら曲線
は、被覆の厚さが10ミクロンの両面電解亜鉛メッキ金属
板に対して平行な面式の従来の摩擦計を用いて測定した
ものである。Consists of solvent / non-solvent / metal salt Another experiment resulted in two curves in the graph of FIG. 2 representing the coefficient of friction as a function of pressure. These curves were measured using a conventional tribometer with a surface parallel to a double-sided galvanized metal plate having a coating thickness of 10 microns.
本発明の処理をした金属板の場合には、摩擦係数が、
全体として、処理されていない金属板の場合よりもはる
かに小さいことが容易にわかる。In the case of the metal plate treated according to the present invention, the coefficient of friction is
It is easy to see that, overall, it is much smaller than the untreated metal plate.
本発明の処理をした場合にも、エンボス加工の前に金
属板にオイルを塗る必要があるということを思い起こさ
れたい。その理由は、本発明によりエンボス加工特性が
向上するのは、本発明により堆積された物質とエンボス
加工で通常使用されているオイルとの組み合わせの結果
だからである。Recall that even with the treatment of the present invention, the metal plate must be oiled before embossing. The reason for this is that the improved embossing properties according to the invention are a result of the combination of the material deposited according to the invention with the oils commonly used in embossing.
上記実施例では、金属板の処理を製造ラインで実施し
ているが、この処理はもちろんエンボス加工前の任意の
時点で実行することが可能である。In the above embodiment, the processing of the metal plate is performed on the production line. However, this processing can be performed at any time before embossing.
第１図は、本発明の方法を実施するための装置の部分概
略図である。 第２図は、本発明の処理をした金属板と、処理をしない
金属板とに対して同じ操作条件で実施した場合の摩擦係
数を圧力の関数として表した２本の曲線を示すグラフで
あり、 第３図は、本発明の方法の第２の実施例の部分詳細図で
ある。 （主な参照番号） １……金属板、２……中間ロール、 ３……コーティング用ロール、 ４、４′……容器、５……ポンプ、 ６……溶液タンク、７、８……配管、 ９……炉、 11……溶液採取用ロール、 12……溶液分配用ロール、 13……コーティング用ロールFIG. 1 is a partial schematic view of an apparatus for performing the method of the present invention. FIG. 2 is a graph showing two curves representing the coefficient of friction as a function of pressure when performed under the same operating conditions on a metal plate treated according to the present invention and a metal plate not treated. FIG. 3 is a partial detailed view of a second embodiment of the method of the present invention. (Main reference numbers) 1 ... Metal plate, 2 ... Intermediate roll, 3 ... Coating roll, 4,4 '... Container, 5 ... Pump, 6 ... Solution tank, 7, 8 ... Piping , 9 ... Furnace, 11 ... Roll for solution collection, 12 ... Roll for solution distribution, 13 ... Roll for coating
フロントページの続き (72)発明者 ミシェル アントランジェ フランス国 57330 エタンジューグラ ンド アレ デュ グラン セール １ (72)発明者 ジェラール コラン フランス国 57050 メス プラップヴ ィル リュ デュ ジェネラル ドゥ ゴール 21テール (72)発明者 アンドレ クライン フランス国 54310 オムクール リュ モーリス トレス 10 (72)発明者 エリック クリオ フランス国 57100 ティヨンヴィル シュマン デュ コトー ８ (72)発明者 アンリ ギュヨン フランス国57100 ティヨンヴィル プ ラース ドゥ ラ レピュブリック 25 アー (56)参考文献 特開 昭54−5834（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−177185（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−91997（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 22/00 - 22/86 B21D 30/00 Continued on the front page (72) Inventor Michel Entranger France 57330 Etanges-Grandes-Allès du Grand Sale 1 (72) Inventor Gerard Corin France 57050 Metz Plappville Rue du General de Gaulle 21 Tail (72) Inventor André Klein 54310 Omcourt-le-Maurice Torres 10 (72) Inventor Eric Clio 57100 Thyonville-Ch マ ン man du Coteau 8 (72) Inventor Henri-Guyon 57100 Thionville-Plasse-de-la-Republique 25a (56) References JP 54-5834 (JP, A) JP-A-60-177185 (JP, A) JP-A 55-91997 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C23C 22 / 00-22/86 B21D 30/00
Claims (7)
れたアルカリ金属とリン酸陰イオンとの塩の中から選択
された、金属板を構成する金属に対して化学的に不活性
な塩の膜を少なくとも片面に有することを特徴とする塑
性変形加工に用いられる金属板。1. A chemically inert metal selected from the group consisting of Li, Na and K, selected from the group consisting of alkali metal salts and phosphate anions. A metal plate for use in plastic deformation processing, comprising a salt film on at least one side.
以上堆積されていることを特徴とする請求項１に記載の
金属板。2. The above-mentioned salt is 10 mg / m 2 of the surface area of the metal plate.
The metal plate according to claim 1, wherein the metal plate is deposited as described above.
g/m2の間であることを特徴とする請求項２に記載の金属
板。3. The amount of the salt deposited is 20 mg / m 2 and several hundred m.
The metal plate according to claim 2, wherein the thickness is between g / m 2 and g / m 2 .
択されたアルカリ金属とリン酸陰イオンとの塩の中から
選択された、金属板を構成する金属に対して化学的に不
活性な塩の水溶液を金属板の表面に塗布し、次いで、自
然乾燥させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
一項に記載の金属板を製造するためのこの金属板の表面
処理方法。4. A method for chemically forming a metal constituting a metal plate, selected from salts of an alkali metal and a phosphate anion selected from the group consisting of Li, Na and K. An aqueous solution of an inert salt is applied to the surface of the metal plate, and then naturally dried, the surface of the metal plate for producing a metal plate according to any one of claims 1 to 3. Processing method.
いることを特徴とする請求項４に記載の方法。5. The method according to claim 4, wherein said aqueous solution contains 10 to 100 g of said salt.
させることを特徴とする請求項４または５に記載の方
法。6. The method according to claim 4, wherein the metal plate is dried immediately after the application of the aqueous solution.
とを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の
方法。7. The method according to claim 4, wherein the solution is applied by coating.
Applications Claiming Priority (2)
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1989
- 1989-06-20 JP JP1158149A patent/JP2902668B2/en not_active Expired - Fee Related
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