JP7375795B2 - プレス成形品の製造方法 - Google Patents
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Description
[1]引張強さが1180MPa以上の鋼板であって、鋼板表面上に非金属からなる皮膜を有する鋼板の摩擦係数が0.5以下であって、前記皮膜の膜厚が10nm以上であり、さらに、前記非金属からなる皮膜を有する鋼板の摩擦係数と前記皮膜の膜厚が式(1)を満たす鋼板を、プレス成形することを特徴とするプレス成形品の製造方法。
(1/μ)×t≧100・・・(1)
なお、式(1)において、
μ:非金属からなる皮膜を有する鋼板の摩擦係数、t:非金属からなる皮膜の膜厚(nm)
である。
[2]鋼板表面上にめっき層を有し、前記めっき層上に前記非金属からなる皮膜を有する鋼板を、プレス成形することを特徴とする[1]に記載のプレス成形品の製造方法。
[3]前記[1]または[2]に記載の鋼板において、前記非金属からなる皮膜を有する鋼板の摩擦係数と前記皮膜の膜厚が式(2)を満たす鋼板を、プレス成形することを特徴とする請求項1または2に記載のプレス成形品の製造方法。
(1/μ)×t≧1000・・・(2)
なお、式(2)において、
μ:非金属からなる皮膜を有する鋼板の摩擦係数、t:非金属からなる皮膜の膜厚(nm)である。
[4]前記鋼板を、せん断または打ち抜き時の刃のクリアランスを3~30%で切り出した後、プレス成形することを特徴とする[1]から[3]のいずれかに記載のプレス成形品の製造方法。
[5]前記せん断または打ち抜き時、可動刃の速度を1m/sec以下として前記鋼板を切り出すことを特徴とする[4]に記載のプレス成形品の製造方法。
本発明では、遅れ破壊が発生しやすい1180MPa以上の引張強さを有する鋼板を用いる。なお、鋼板表面上にはめっき層を有してもよい。鋼板の耐食性を向上させるため、鋼板表面にZn、Fe、Al、Mg、Ni、およびSiを少なくとも1種類以上含むめっき層を有することが好ましい。また、めっき層を有する鋼板の場合、後述する非金属からなる皮膜は、めっき層上に形成されるものとする。
せん断もしくは打ち抜きの刃が鋼板に直接あたると、せん断時に刃と鋼板が接触する部分およびせん断端面が押しつぶされて加工硬化してしまい、せん断時に刃と鋼板が接触する部分およびせん断端面には微小なき裂が入りやすくなる。この微小なき裂が遅れ破壊を起こしやすくするため、せん断もしくは打ち抜きの刃による加工硬化および微小なき裂の発生を抑える必要がある。なお、本発明において、せん断(機)の上刃および下刃、ならびに、打ち抜き(機)のポンチおよびダイスのことを、単に刃(可動刃)と称することもある。
せん断端面のひずみ抑制効果を発現するためには、非金属からなる皮膜を有する鋼板の摩擦係数は、0.5以下とする。好ましくは0.3以下が望ましい。摩擦係数が小さくなると、鋼板とせん断もしくは打ち抜きの刃の間の面圧が小さくなり、ひずみが抑制しやすい。摩擦係数が0.5より大きいとひずみの抑制効果は発現できない。
皮膜の膜厚は10nm以上とする。皮膜の膜厚が10nm未満であると、皮膜が薄いため、ひずみおよび微小なき裂の抑制効果は発現できない。さらに、皮膜によるクッション効果によるひずみ抑制を発現するためには皮膜の厚さは、好ましくは100nm以上、より好ましくは1000nm以上であることが望ましい。一方、皮膜の膜厚が大きくなると所定のプレス成形が難しくなることと、コスト高を招くことから皮膜の膜厚は1mm以下とすることが好ましい。
(1/μ)×t≧100・・・(1)
なお、式(1)において、
μ:非金属からなる皮膜を有する鋼板の摩擦係数、t:非金属からなる皮膜の膜厚(nm)
である。
好ましくは、非金属からなる皮膜を有する鋼板の摩擦係数と皮膜の膜厚が下記式(2)を満たす。
(1/μ)×t≧1000・・・(2)
μ:非金属からなる皮膜を有する鋼板の摩擦係数、t:非金属からなる皮膜の膜厚(nm)
である。
上記皮膜を有する鋼板を、プレス成形する。上記皮膜を有する鋼板であれば、せん断端部のひずみおよび微小なき裂の発生を抑制することができる。したがって、得られたプレス成形品は、せん断端面からの遅れ破壊を抑制することができる。本発明において、プレス成形の条件については、特段制限されない。
ひずみ抑制効果は、せん断時に刃と鋼板が接触する部分(図4参照。)における、金属光沢部(刃で鋼板表面が押しつぶされることによってできる平滑な面)の有無を観察した。金属光沢部が刃と鋼板の接触部分全体に存在する場合は抑制効果なし、金属光沢部がない場合は抑制効果ありと判断した。また、金属光沢部が点在する場合は、金属光沢部が一部ありと判断した。金属光沢部は、刃によって押しつぶされた箇所となり、鋼板に圧延加工を施して歪を与えた状態に類似する。このことから、金属光沢部がある場合はひずみ抑制効果なし、金属光沢部がない場合はひずみ抑制効果ありとした。
キーエンス製のマイクロスコープを用いて、図3に示す曲げR止まり部(曲げR加工を受けた部分)の曲げ部外側に発生したき裂の個数を確認した。き裂の個数が5個以下であれば抑制効果ありと判断した。
曲げ加工後、ボルト締結により曲げに伴うスプリングバック分を締め込み、曲げ頂点部の表層に応力を負荷した。曲げ加工およびボルト締結後の試験片の模式図を図3に示す。図3に示したボルト締め込み後の試験片をpH3の塩酸に浸漬し、割れ発生までの時間で評価した。最大浸漬時間は100時間とした。浸漬100時間たっても割れなかったものは評価a、浸漬50時間以上100時間未満で割れたものは評価b、浸漬10時間以上50時間未満で割れたものは評価c、浸漬時間10時間未満で割れたものは評価dとした。さらに100時間で割れなかった評価aの材料を、追加でpH2の塩酸に浸漬し、100時間浸漬しても割れなかったものを評価a+とし、100時間未満で割れたものは評価aのままとした。評価a+、aまたはbを合格と判断した。
2 試料台
3 スライドテーブル
4 ローラ
5 スライドテーブル支持台
6 ビード
7 第1ロードセル
8 第2ロードセル
9 レール
N 押付荷重
F 摺動抵抗力
Claims (2)
- 引張強さが1180MPa以上の鋼板であって、鋼板表面上に非金属からなる皮膜を有する鋼板の摩擦係数が0.16以下であって、前記皮膜の膜厚が100nm以上であり、さらに、前記非金属からなる皮膜を有する鋼板の摩擦係数と前記皮膜の膜厚が式(2)を満たす鋼板を、せん断または打ち抜き時の刃のクリアランスを3~30%とし、可動刃の速度を1m/sec以下として切り出した後、
プレス成形することを特徴とするプレス成形品の製造方法。
(1/μ)×t≧1000・・・(2)
なお、式(2)において、
μ:非金属からなる皮膜を有する鋼板の摩擦係数、t:非金属からなる皮膜の膜厚(nm)である。 - 鋼板表面上にめっき層を有し、前記めっき層上に前記非金属からなる皮膜を有する鋼板を、プレス成形することを特徴とする請求項1に記載のプレス成形品の製造方法。
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