JPH0278541A

JPH0278541A - 複合金属板

Info

Publication number: JPH0278541A
Application number: JP63317903A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Shinozaki; 正利篠崎; Hideo Abe; 阿部　英夫; Yoshihiro Matsumoto; 松本　義裕; Kozo Sumiyama; 角山　浩三
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1988-06-29
Filing date: 1988-12-16
Publication date: 1990-03-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、炭素鋼板２表面処理鋼板、ステンレス鋼板
等の鋼板をはじめとして、銅板、アルミニウム板、チタ
ン板等の同種又は異種の２枚の金属板間に樹脂層を介在
させてなる複合金属板に関し、特に、少なくとも一方の
金属板の外側表面に特定の凹部を形成するとともにその
内側表面に特定の凸部を形成して、スポット溶接が可能
で且つプレス成形性に優れた複合金属板に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

複合金属板、例えば複合鋼板は中間層に良絶縁体である
樹脂を採用するため、電気抵抗スポット溶接を実施する
には次に示す２方面からの工夫を施す必要がある。

第１は溶接方法に工夫を施すものであって、その代表的
なものがバイパスによる方法である（例えば■特開昭５
８−９７４８６号）、即ち、バイパスを流れる分流電流
により鋼板と樹脂とを加熱し、電極加圧力によって樹脂
を電極チップの間から排除した後に本通電を行うもので
ある。゛第２は複合鋼板自体に工夫を施し、該鋼板の板
厚方向に導電性を付与する方法であり、その代表的なも
のが導電性物質を樹脂層に配合する方法である（例えば
■特開昭５．６−３１５４０号）、導電性物質とは金属
や炭素などの粒子、繊維、￥Ｉ４等である。これらの一
部の技術は一部実用化されている。

これらに対して比較的最近になって提案された技術に、
次のようなスキン鋼板の形状又はスキン鋼板の表面粗度
に関するものがある。即ち、金属板に縦縞模様の凹凸を
付したもの（■特開昭６２−１１３５４３号、■特開昭
６２〜６２１４１３３号、■特開昭６２−１４１３３４
号）、金属板表面の粗度を大にしたもの（■特開昭６２
−１７４１４５号、■実開昭６１−１８６４２９号）、
対向する金属板表面の凸部どうしを接触させたもの（■
特開昭５９−１０３７４８号、■特開昭５８−８４７５
６号）、一方の金属板に、異形模様の当板を当てて加熱
加圧させるもの（［相］特開昭５８−１９７０４５号）
、樹脂と接する金属板に凹凸を設けた上でさらに樹脂内
に金属粉を混入したもの（■特開昭６２−１１９０３６
号）、表面に凹凸模様を有する金属板を用い、中間の樹
脂には導電性物質を含むもの（＠特開昭５９−１４５１
４２号）等がそれである。

［発明が解決しようとする課題〕しかしながら、前記各従来技術は次のような欠点がある
。Ｉ！ｌＴち、前記■のバイパスによるものは、溶接作
業に手間がかかる一方で溶接に要する時間も長くなる欠
点があり、前記■のものは導電性物質によるコスト高を
招き、その配合方法も難しく、さらにスポット溶接性を
良好にするために接着力や制振性を犠牲にすることが余
儀な（される欠点がある。また、前記■■■のものは、
金属板に縦縞模様の凹凸を形成しているものの、これは
強度向上の目的でなされたものであってスポット溶接性
については全く無視している。

さらに、前記■■をはじめとして■〜＠の各公報記載の
従来技術においては、いずれもスポット溶接性のみを改
善しようとして、介在物たる樹脂と接触する金属板内側
表面の工夫に終始しており、複合金属殻のプレス成形性
を改善するための溝底は全く開示されていない。

ところで、この種の複合金属板のプレス成形性に関する
刊行物は殆ど存在しないため、そのプレス成形性につい
てはよく知られていないが、実部品に適用する目的で実
機試験を行うと、複合金属板のプレス成形性は冷延鋼板
などよりも悪い結果が出ることが殆どである。その理由
は、複合金属板を絞り成形や張出成形するときに、ポン
チ側の金属板は破断しないが、金型側の金属板のみが破
断することが多いためである。そのため、潤滑油の種類
を変えたり固形潤滑剤を塗布することを試みているが、
これによれば他の工程に悪影響を及ぼす一方、この悪影
響を防止する処理を施すと製造コストの上昇を招くとい
う欠点がある。

そこで、この発明は、かかる従来技術の欠点に着目して
なされたものであって、複合金属板の本来の特性と生産
性をいずれも維持したままスポット溶接性を向上させる
と同時に、潤滑油の種類を格別のものとしたり固形潤滑
剤を使用する必要をなくして、プレス成形性を改善した
複合金属板を得ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の複合金属板は、２枚の金属板間に樹脂層が介
在されて積層体をなす複合金属板において、少なくとも
一方の金属板の外側表面に１０ｔ〜１０２個／ｎｆの凹
部（デインプル）を形成するとともにその内側表面に凸
部を形成し、前記凸部は面積率を０．１〜７５％とし且
つ凸部先端と他方の金属板の内側表面との距離を０．１
〜３０μｍとしている。

複合金属板としては複合型制振金属板及び軽量ラミネー
ト金属板のいずれもこの発明に含まれるものとし、また
両側の金属板としては、熱延鋼板。

冷延鋼板１表面処理鋼板等の所謂薄鋼板であれば、いず
れの［ｒ類でも採用することができるし、さらに鋼板に
限らずアルミニウム板、銅板、チタン板、等の金属板で
あってもよい０両金属板は相互に同種のものを使用する
ことが望ましいが異種のものを排斥するものではない。

凹部と凸部の分布は均一であることが望ましく、またそ
の形状は、球の一部をなす形状又はこれに近い形状のも
のが成形に容易であるが、角形、長円形等であってもよ
い、凹部の深さは特に限定されないが、プレス成形時の
所謂カジリを防止し且つ成形限界を高くすることにより
割れを抑制するために、プレス油の油溜め機能として必
要な深さがあれば充分である。

中間の樹脂層は複合型制振金属板又は軽量ラミネート金
属板の用途に応じて一般に異種のものを使用するが、い
ずれの用途に使用する樹脂であってもこの発明に使用す
ることができ、例えば塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリオ
レフィン、ポリエステル、ポリアミド等のいずれでもよ
い。

〔作用〕

この発明においては、少な（とも一方の金属板の外側表
面に１０２　−１０２個／ｍ２の凹部を形成しているか
ら、凹部のプレスによる成形が容易となり、且つスポッ
ト溶接を円滑に行うことができる。凹部の数が１０！個
／ｍ２未満の場合には、複合金属板のプレス成形時に割
れやカジリが発生し易いし、スポット溶接時に通電不能
や溶接不良を起こし易いから採用できない、また１０２
個／ポを超えると凹部を成形することが困難になるから
、これも採用することができない。

また、金属板の内側表面の凸部は面積率（即ち、凸部の
、金属板内側表面への投影面積の総和を、同金属板内側
表面の面積で除し、これに１００を乗じた値）を０．１
〜７５％としているから、スポット溶接電流の回路の焼
損を防止し且つ金属板の歪みを抑えて、複合金属板のプ
レス成形性を確保することができる。また面積率が前記
範囲内にあれば凸部が球の一部をなすような円形の場合
でも、各凸部どうしが棲した状態に成形されることがな
い、前記面積率が０．１％未満であると、スポット溶接
電流が流れる回路が焼損することがあるから一採用でき
ない、またこれが７５％を超えると金属板の歪みが許容
限度を超えて複合金属板のプレス成形性を劣化させるほ
か、凸部が球の一部をなすような円形の場合には、凸部
どうしが交錯するから、凸部が凹部と表裏一体に形成さ
れる場合には複合金属板の美観を損なうためこれも採用
できない。

さらに、凸部先端と他方の金属板の内側表面との距離を
０．１〜３０ｐｍとしたから、２枚の金属板間の導電性
が確保される一方、溶接電流に基づく発熱による樹脂の
ガス化が殆どなく、よって金属板の膨れを防止すること
ができる。前記距離が０．１ｔＩｍ未満、即ち両金属板
どうしが殆ど接触した状態では、３Ｎにした複合材料に
スポット溶接しようとすると、溶接電流が広い範囲に流
れるため、ジュール熱によって樹脂を広範囲に加熱して
これをガス化させ、その結果、溶接圧痕の周囲に所謂膨
れを生じさせる。このような膨れが発生すると溶接継手
強度の低下を招くほか外観もよくない、従って、溶接前
の状態で金属板どうしが接触していることは避けるべき
で、高品質の溶接仕上げをするためには接触していない
ことが必要である。但し、電極により加圧されたときに
は両金属板間に接触が起こる必要があるため、その距離
はできるだけ小さいことが望ましい、これらを満足でき
曇距離が前記の範囲であり、その距離が３゜μｍを超え
る値になると両金属板間の接触が不能になって導電性は
失われスボッ＋−＞８接が不確実になるか、無理に接触
させるために電極により加圧すると金属板が変形するか
らいずれも採用することができない。

〔実施例〕

第１．２図は２枚の金属板のうち上側の金属板１に凹部
２と凸部３とを形成し、下側の金属板４は平板とした例
であり、５が樹脂層である。

ここでは一対の凹部２と凸部３とを金属板１の表裏に対
応して形成しており、凹部２と凸部３とが一体をなして
構成されている。従って、この場合には凹部２と凸部３
との単位面積当たりの個数は同一となり、いずれも前記
範囲内にある。このような金属板１は、原理的には凹部
２と凸部３とを別々の手段によって形成してもよいが、
１回の動作により両者２，３を同時に形成することが好
適である。そのための筒便な方法としては、金属板１に
スキンバス圧延又はプレスを施すことである、なお、こ
の凹部２と凸部３とを施す時期は、金属板１がまだ積層
されていないときでもよいし、積層して複合金属板とさ
れてからでもよい。

スキンパス圧延ロール又はプレス金型の表面に生成させ
る突起については、最終製品たる複合金属板の構成に依
存するためにその条件によっては異なるが、樹脂Ｎ５の
厚み寸法が大であるときには前記凸部３の高さを大にす
るために高い突起が必要となる。また、複合金属板とし
た後にスキンパス圧延又はプレスを施す場合には、複合
金属板の種属によっては、例えば軽量ラミネート鋼板等
では複合金属板を数１０°Ｃに温めた状態で行うことに
よって圧延圧力を小さくすることができる場合があり、
接着力の確保にも有効である。

第１図において、Ｈが凸部３の高さ、Ｌが凸部３先端と
金属板４の内側表面との距離を示しており、距ＭＬは前
記の範囲に設定されている。また第２図は金属板１の内
側表面を表しており、内側表面の面積と凸部３の面積と
の関係が図示され、その面積率は前記した範囲内にある
。

第３図は、両金属板１．４の両方に凹部２と凸部３とを
形成し、しかもこれらは両金属板１．　４において対向
した位置に形成されている。なお、両金属板１．４間に
おいては、前記凹部２と凸部３との位置が図において左
右にずれていてもよいことは勿論である。

第４図は、両金属板１の凹部２と凸部３とを表裏におい
て対応させずに形成した例である。従ってこれらの位置
は表裏対応してはおらず、また両者２．３の数、形状、
大きさも相違している。金属板１や樹脂５の性状によっ
ては、このような構成にすることも可゛能である。

また、電気亜鉛めっきなどの表面処理は、積層前に施し
たものでもよいし、また積層鋼板となした後、その両面
或いは片面に電気亜鉛めっきなどを施したものでもよい
。

なお、以上の説明においては樹脂Ｎ５には導電性物質を
配合しないことを前提として記述したが、本発明の樹脂
層として導電性物質を配合しているものや樹脂自体に導
電性のあるものを用いることも可能である。

拭豆次に、この発明の効果を確認するために、後述のＡ−に
の複合金属板を製造して、夫々についてスポット溶接と
深絞り試験をした。第１表がその結果である。

Ａは、比較例として厚み０．５−同士の軟鋼板に厚み０
．１−の低密度ポリエチレンフィルムを挟んで積層した
ものである。

Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｉ、Ｊ、には、夫々Ａの制振鋼板にスキン
パス圧延により一方の金属板にのみ種々の凹部と凸部を
形成させたものである。には、さらに、その両面に２０
ｇ／ｍ”の電気線Ｚｎめつきを積層前に施したものであ
る。

Ｅは、厚み０．２閣の軟鋼板の間に厚み０．２　ｍのポ
リプロピレンシートを挟み積層した軽量ラミネート鋼板
の比較例である。

Ｆは、Ｅをスキンパス圧延により片方の金属板にのみ種
々のデインプルを付与した本発明の例である。

Ｇは、厚み０．５　ａｓの軟鋼板に突起のついた鋼ロー
ルと平瑣な硬質ゴムロールとで凹部と凸部とを設け、そ
の鋼板と厚み０．５−の凹凸なしの軟鋼板とをポリエス
テル樹脂を挟んで積層して制振鋼板とした本発明例であ
る。

Ｈは、厚み０．２　ｍの軟鋼板にＧと同様の方法で凹部
と凸部とを設け、その鋼板と厚み０．２ｍｍの軟鋼板と
をナイロン押し出しにより積層して軽量ラミネート鋼板
とした比較例である。

なお、これらにおける凹部と凸部とは、第１図に示した
金属板１の凹部２と凸部３のように、表裏一体に構成さ
れたものとし、その結果凹部と凸部との数は一致してい
る。

１１　剥限り地ＡとＥの比較例は金属板に凹部や凸部のない従来の複合
鋼板であり、スポット溶接は両方とも不可であった。ま
たＡは限界絞り比が１．８でカジリが発生し絞り加工は
不可である。

Ｂの比較例は凹部の数が少なく、凸部の面積率が低すぎ
たため電流が殆ど流れず、スポット溶接は不可であり、
絞り加工は可であった。

ＣとＦはスキンパス圧延により適切な凹部と凸部とを生
成させた金属板を使用している本発明例の複合金属板で
あり、これらはスポット溶接が可能であり深絞りも可能
であった。

Ｄの比較例は凹部の数が過多であって凸部の面積率が高
すぎたため複合鋼板表面が硬くなり、限界絞り比が１．
７シか得られなかったため、絞り加工は不可である。ス
ボッＨ８接は可である。

Ｇの本発明例は予め凹部と凸部とを形成した金属板を用
いて複合金属板を構成していて、スポット溶接と深絞り
が可能であった。

Ｈの比較例は予め凹部と凸部とを形成した金属板を用い
てなり、凹部の数が適切であるために深絞りは可能であ
ったものの、凸部先端と他の金属板との距離りが３６μ
ｍと大きすぎたためスポット溶接が不可であった。

■の本発明例は、凹部の数、凸部先端と他の金属板の距
離し、凸部の面積率ともに適切であったためにスポット
溶接、深絞りともに最良の結果となった。

Ｊの比較例は凹部の数と凸部の面積率が適切であったが
、凸部先端と他の金属板との距離りが０μｍ（つまり接
触）であったため、ガスによる膨れが発生した。したが
ってスポット溶接には適当でないから不可である。

Ｋの本発明例は、凹部の数、凸部先端と他の金属板との
距離し、凸部の面積率ともに適切であり、さらにＺｎめ
っきを施しているため、スポット溶接、深絞り、及び塩
水噴霧試験が良好であった。

この内、とくに塩水噴霧試験については、Ｚｎめっきを
施していないＤの比較例及びＩの本発明例では、赤錆が
１時間（ｈ）以内に発生したのに対して、Ｋの本発明例
では、赤錆が３０時間（ｈ）後にようやく発生し、これ
により顕著な防錆効果があることを確認できた。

なお、前記実験に使用の複合金属板は、樹脂層に導電性
を付与したものは使用しなかった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明にあっては、複合金属板
の本来の特性と生産性をいずれも維持したままスポット
溶接性を向上させると同時に、潤°　滑油の種類を格別
のものとしたり固形潤滑剤を使用する必要をなぐしてプ
レス成形性を改善した複合金属板を安価に得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の複合金属板の一実施例を示す縦断面
図、第２図は第１図の金属板の凸部の正面図、第３図は
他の実施例の縦断面図、第４図はさらに他の実施例の縦
断面図である。１．４・・・金属板、２・・・凹部、３・・・凸部、５
・・・樹脂層、Ｈ・・・凸部の高さ、Ｌ・・・凸部先端
と他方の金属板との距離。特許出願人　　川崎製鉄株式会社代理人　弁理士　森　　　哲　也代理人　弁理士　内　応　嘉　昭代理人　弁理士　清　水　　　正代理人　弁理士　大　賀　眞　司第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）２枚の金属板間に樹脂層が介在されて積層体をな
す複合金属板において、少なくとも一方の金属板の外側
表面に１０＾２〜１０＾■個／ｍ＾２の凹部を形成する
とともにその内側表面に凸部を形成し、前記凸部は面積
率を０．１〜７５％とし且つ凸部先端と他方の金属板の
内側表面との距離を０．１〜３０μｍとしたことを特徴
とする複合金属板。