JPH06262720A

JPH06262720A - 超深絞り用制振鋼板及びその製造方法

Info

Publication number: JPH06262720A
Application number: JP5051735A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Shinozaki; 正利篠崎; Kenjiro Tokunaga; 賢次郎徳永; Takao Iwasaki; 孝夫岩崎
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1993-03-12
Filing date: 1993-03-12
Publication date: 1994-09-20

Abstract

(57)【要約】【目的】スキン鋼板の内外面の凹部の深さ，大きさと配
置間隔との関係，接着剤の種類，鋼板の特性値等を配慮
することにより、超深絞り成形が可能で型かじりもない
超深絞り用制振鋼板を提供する。【構成】制振鋼板の二枚のスキン鋼板１，２が平均ｒ値
で1.8 以上の深絞り性を有すると共に、少なくとも一枚
のスキン鋼板の外表面に深さＨが2 〜８０μｍの凹部４
を持つ規則的な模様が、（模様の大きさＤ／模様の間隔
Ｌ＝0.5 〜5 ）の関係で存在し、かつ樹脂層３が熱硬化
タイプポリエステル系樹脂からなるものとした。これに
よりＬＤＲ2.3 を越える超深絞り成形が可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、深絞りプレス成形性に
優れると共に、接着強度の良好な超深絞り用制振鋼板と
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車のエンジンオイルパン等
の深絞り成形加工の用途に供される例えば冷延鋼板は、
プレス成形時における耐油焼付性を向上させるために、
ショットブラストまたは放電加工によりダル仕上げされ
たワークロールを用いて調質圧延することが行われてい
る。しかしこのように加工された鋼板でも深絞り成形が
十分とはいえず、それを補うためにこの冷延鋼板の表面
に固形潤滑剤を塗布して実用に供しているのが現状であ
る。一方、十分な深絞り性を得るための別の方法とし
て、例えば特公平３−３４４０１号，特公平３−３４４
０２号，特公平３−５４００４号等には、レーザによる
ダル加工を施してロール表面に規則的な凹凸をつけたス
キンパスロールを用いて調質圧延することにより、鋼板
表面に規則的な粗度パターンを付与して潤滑条件を改善
し、冷延鋼板の深絞り性と型かじり性を向上させる技術
が提案されている。また、特公昭４１−１８２１２２号
公報には、冷間圧延した後軟化焼鈍し、次にエッチング
ロールによりスキンパスを行うことにより、表面に所定
深さの模様を施した加工性に優れた冷延鋼板の製造方法
が開示されている。

【０００３】ところで、最近は車外騒音の低減が社会的
要請となり、その関係でエンジンオイルパン等の部材へ
の制振性・防音性に優れた制振鋼板の使用が注目される
ようになり、必然的に超深絞り用制振鋼板が要求される
に至っている。制振鋼板は二枚のスキン鋼板を接着剤の
樹脂層を介し接合したものであり、その加工にあたって
は接着強度の高さが重要な要素になる。制振鋼板の接着
性の改善に関する従来技術としては、例えば特開平１−
１２７３３２号公報に提案されたものがある。これは、
各スキン鋼板の接着面（内面）に、表面をショットダル
方法により粗面化した圧延ロールで冷間圧延または調質
圧延を施すことにより所要の凹凸を付与し、そのアンカ
ー効果で鋼板と樹脂層との間の接合力を高めている。ま
た、特開平４−１８２１２２号公報には、接着面にエッ
チングロールで圧延することにより形成された凹凸を有
する二枚の金属板の一方に非混合二液型接着剤のうちの
一液を、他方に他液を塗布した後、凹凸模様が互いに嵌
め合うように圧着してなるクラッド金属板が示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例は、一枚の鋼板の深絞り性の改善に関するものか、
又は単に制振鋼板の接着性の改善に関するものであっ
て、制振鋼板の特に超深絞り性の改善を図ろうとする場
合に、そのまま適用することはできないものである。例
えば、スキン鋼板の接着面をショットダル加工し凹凸粗
面として接着力を高める。また、スキン鋼板の外表面
に、ロール表面に凹凸をつけたスキンパスロールを用い
て油溜まりとなる適当な凹部パターンを成形して潤滑条
件を改善することにより、深絞り性と型かじり性を向上
させる等のことが考えられる。しかし、二枚のスキン鋼
板を接着剤で貼り合わせるときには通常、脱気圧着装置
や加圧装置等を通過する。その際に、それらの装置にお
ける圧着ロールによりスキン鋼板の内外面の凹凸が潰さ
れて、接着力のアンカー効果も、深絞りプレス時の潤滑
油保持効果も減少してしまうといったような問題点が生
じていた。

【０００５】そこで本発明は、このような従来の問題点
に着目してなされたものであって、スキン鋼板の内外面
の凹部の深さ，大きさと配置間隔との関係，凹部形成ロ
ール加工のタイミング，接着剤の種類，鋼板の特性値等
を配慮することにより、ＬＤＲ2.3 を越える超深絞り成
形が可能で型かじりもない超深絞り用制振鋼板及びその
製造方法を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達するため
に、本発明の第１の発明は、二枚のスキン鋼板を樹脂層
を介して接合してなる超深絞り用制振鋼板であって、各
スキン鋼板が平均ｒ値で1.8 以上の深絞り性を有すると
共に、少なくとも一枚のスキン鋼板の外表面に深さ2 〜
８０μｍの凹部を持つ規則的な模様が、（模様の大きさ
／模様の間隔＝0.5 〜5 ）の関係で存在し、かつ前記樹
脂層が熱硬化タイプポリエステル系樹脂からなることを
特徴とする。

【０００７】また、本発明の第２の発明は、二枚のスキ
ン鋼板を樹脂層を介し接合して制振鋼板を製造するに際
して、各スキン鋼板を接着剤で接合する前または接合し
た後の一回だけ、あるいは接合する前及び接合した後の
二回にわたり、レーザダルロールを用いたスキンパス圧
延を施すことにより、少なくとも一枚のスキン鋼板の外
表面に、深さ2 〜８０μｍの凹部を持つ規則的な模様を
形成することを特徴とする。

【０００８】以下に、図面を参照して本発明を詳細に説
明する。図１（ａ），（ｂ）は、本発明の制振鋼板の断
面プロファイルの諸形態を示したものである。各図にお
いて、１，２は上下二枚のスキン鋼板であり、樹脂層３
を介して接合されている。１ａ，２ａは各スキン鋼板の
接合面される内面、１ｂ，２ｂは各スキン鋼板の外面
（すなわち制振鋼板外面）である。

【０００９】図１（ａ），（ｂ）の制振鋼板は、その鋼
板外面１ｂ，２ｂの少なくとも一方に、大きさ（直径）
Ｄ，深さＨの凹部４が間隔Ｌを隔てて規則的に形成され
た模様を有しており、その接合された内面１ａ，２ａは
いずれもダル面になっている。図１（ｃ）〜（ｇ）の制
振鋼板は、同じく鋼板外面１ｂ，２ｂの少なくとも一方
に凹部４を持つ模様を有すると共に、接合された内面１
ａ，２ａの少なくとも一方にも同様に凹部４を持つ規則
的な模様が形成されているものである。凹部４を持つ模
様がない接合内面１ａ，２ａはダル面である。このよう
に、接合内面１ａ，２ａの側にも凹部４を持つ規則的な
模様を形成すると、単にダル面としたものより強い接着
強度が得られる利点がある。

【００１０】本発明のスキン鋼板１，２は、材料特性と
して平均ｒ値1.8 以上の深絞り性を有するものを使用す
る。平均ｒ値1.8 未満では、縮みフランジ変形抵抗が増
す一方、ポンチ肩付近での破断抵抗が減少して限界絞り
比（ＬＤＲ）が2.3 より低くなる。上記二枚のスキン鋼
板１，２の内面１ａ，２ａがダル面の場合は、貼り合わ
せて制振鋼板とする以前に、例えばショットダル加工や
放電加工等を施してダル面とし、このダル面を対向させ
て接着剤による貼着面にする。または、ショットダル加
工や放電加工等を施してダル面とする代わりに、ショッ
トダル方法により粗面化した圧延ロールを用いたスキン
パスを施すことによりダル面を形成することもできる。
各スキン鋼板の内面１ａ，２ａをダル面とする加工は、
二枚とも同じ加工法によっても良く、また、一枚のスキ
ン鋼板の内面はショットダル加工や放電加工等を施して
ダル面とし、他の一枚のスキン鋼板の内面はレーザダル
ロールを用いて凹凸の模様を形成するなど異なる加工法
によっても良い。

【００１１】これに対して、スキン鋼板１，２の内面１
ａ，２ａに凹部４を持つ規則的な模様を有する場合は、
貼り合わせて制振鋼板とする以前に、予め凹部４を持つ
規則的な模様がレーザー加工されているワークロールを
用いてスキンパスを施すことによりスキン鋼板の内面１
ａ，２ａに凹部４を持つ模様を形成して貼着面にしてあ
る。

【００１２】前記凹部４の深さＨは、２〜８０μｍであ
る。深さＨが２μｍ未満では、超深絞りに必要な潤滑油
量が保持できない。一方、深さＨが８０μｍを越えると
凹凸模様をつけること自体が難しく、たとえ凹凸模様が
できてもその深い空隙を樹脂で満たすのに多量の樹脂が
必要である。また、凹部４の大きさＤと間隔Ｌとの関係
は、Ｌ／Ｄの比が0.5 〜5 の範囲を保つようにしてい
る。凹部４は制振鋼板の絞り成形時に潤滑油を保持する
油溜まりとして機能するものであって、Ｌ／Ｄの値が0.
5 未満では模様がダブリ凹凸模様が形成されない。一
方、Ｌ／Ｄの値が5 を越えると、凹部の間隔が広すぎて
油の保持量が少ないため、制振鋼板の超深絞り成形にお
ける耐型かじり性が低下する。

【００１３】前記凹部４をもつ模様を鋼板の内面１ａ，
２ａや外面１ｂ，２ｂに形成するには、先ず、圧延用ワ
ークロールの表面上に例えばレーザー加工を施して、上
記の大きさの凹部を持つ規則的な模様を形成して、その
ワークロールをスキンパスロールとして鋼板をスキンパ
ス圧延することにより鋼板面にロール面の模様を転写す
る。ここで、スキンパスロールにレーザー加工を施す方
法の概要を図２，図３に示す。図２において、レーザー
発生装置６により発生するレーザービームはパルスビー
ム７となって支持台上で定速回転するスキンパスロール
５の表面に照射される。このときパルスビーム７はロー
ル軸に平行に定速移動させる。照射されたパルスビーム
７により、上記スキンパスロール５の表面５ａは微小半
球状に溶融され、図３のイ，ロ，ハ，ニの順に変化する
が、この変化はパルスビーム７のエネルギーが大きいた
め瞬時に行われ、同図ニに示すごとき凹状の微小クレー
タ１０とリング状突部１１が形成される。このリング状
突部１１を機械的に削り取って表面を均したスキンパス
ロール５を用いてスキンパス圧延を行うと、図４に示す
ようにスキン鋼板又は制振鋼板の外面１ｂ，２ｂや内面
１ａ，１ｂにロール５の模様が転写されて、鋼板面に凹
部４を持つ規則的な模様が形成される。

【００１４】本発明にあっては、二枚のスキン鋼板１，
２を貼り合わせる樹脂層３には、熱硬化タイプポリエス
テル系樹脂が好適に用いられる。このものは本出願人が
先に制振鋼板用樹脂組成物として提案したものであって
（特開昭６４−４８８１３号公報）、重量平均分子量５
０００以上で軟化点が５０℃以上１５０℃以下の飽和共
重合ポリエステルと架橋剤としての多価イソシアネート
化合物からなっている。そして０〜５０℃の常温領域で
の制振性に優れており、かつ成形加工時必要な接着性能
にも優れ、さらには成形後の高温下での接着安定性，耐
久性に極めて高い性能を有している。これを本発明の接
着剤に使用することにより、接着強度が高く、超深絞り
成形しても剥離がない超深絞り用制振鋼板が容易に得ら
れる。

【００１５】なお、この樹脂層３の樹脂に、例えばＮｉ
粉の如き導電性フィラーを配合したものを用いて、得ら
れる制振鋼板に導電性を付与することによりスポット溶
接可能としても良い。図５（Ｉ），（ＩＩ），（ＩＩ
Ｉ）は、本発明の制振鋼板の基本的な製造工程を、冷延
鋼板の場合について例示したものである。

【００１６】図５（Ｉ）に示す工程は、制振鋼板とした
後にスキンパスを施して制振鋼板の外面に凹部４を形成
するもので、図１（ａ），（ｂ）に示した断面形態を有
する制振鋼板を製造するのに適した工程である。先ず一
般的な冷延鋼板製造ラインにおいて各スキン鋼板１，２
が製造される。すなわち、所定の成分組成を有する鋼片
を熱間圧延して所定板厚の熱延鋼帯とし、それを酸洗
後、冷間圧延により例えば0.4 ｍｍなど薄い板厚の冷延
鋼帯として連続焼鈍を施し、裏面にショットダル加工ま
たは放電加工してスキン材コイルにする。このスキン材
コイルを用いて制振鋼板製造ラインにより、図６に示す
手順で制振鋼板が製造される。その場合、二個のスキン
材コイルのダル加工面が樹脂層３を介し接合されるとき
に内側となるように図外のペイオフリールから払い出
す。払い出されたスキン鋼板１と２は図６（ａ）に示す
ように、外面１ｂ，２ｂを外側とし、ダル加工した面１
ａ，２ａが内側を向いて対向する。次の図６（ｂ）に示
す工程で、内側面１ａ，２ａに樹脂層３を塗布し乾燥す
る。あるいは塗布する代わりに別途作成した樹脂フィル
ムを挟んでスキン鋼板１，２を重ね合わせ、図外の脱気
圧着装置，加圧保持装置等を通過させて熱圧着せしめて
制振鋼板とする。その後、ここで得られた制振鋼板を図
６（ｃ）工程に送り、ロール表面がレーザ加工されたス
キンパスロール５を用いてスキンパス圧延を行う。この
スキンパスにより、制振鋼板の外面１ｂ，２ｂにスキン
パスロール５の模様が転写されて、凹部４を持つ規則的
な模様が、超深絞り成形に耐える油溜まりとして形成さ
れる。スキンパス圧延において、上のロール５のみにレ
ーザ加工を施したものを用いた場合は、図１（ｂ）に示
すように、制振鋼板の外面１ｂにのみ凹部４を持つ規則
的な模様が形成され、外面２ｂの方は、平滑面のままと
なる。

【００１７】図５（ＩＩ）に示す工程は、貼り合わせて
制振鋼板とする前のスキン鋼板にスキンパスを施して凹
部４を形成し、その後貼り合わせて制振鋼板とするもの
で、熱間圧延，酸洗，冷間圧延，焼鈍までは上記図５
（Ｉ）の場合と同様である。続いて、その焼鈍されたス
キン材コイルに対して、ロール表面がレーザ加工された
スキンパスロール５を用いてスキンパス圧延を施す。こ
のスキンパス圧延において、上下の両ロール５，５にレ
ーザ加工を施したものを用いた場合は、スキン材コイル
の上面と下面との両面に凹部４を持つ規則的な模様が形
成される。また、何れか一方のロール５にのみレーザ加
工を施したものを用いた場合は、スキン材コイルの一方
の面にのみ凹部４を持つ規則的な模様が形成される。こ
のスキン鋼板を制振鋼板製造ラインにて貼り合わせるこ
とにより本発明の超深絞り用制振鋼板が得られるが、供
給される上下二枚のスキン鋼板１，２の組み合わせ方に
応じて、図１の（ｃ）〜（ｇ）までの形態ができる。
（ｃ）は内外両面１ａ，１ｂに凹部４を形成したスキン
鋼板１に、内外面２ａ，２ｂともダル面としたスキン鋼
板２を組み合わせる。（ｄ）は内外両面１ａ，１ｂに凹
部４を形成したスキン鋼板１に、内面２ａのみに凹部４
を形成したスキン鋼板２を組み合わせる。（ｅ）は内外
両面１ａ，１ｂに凹部４を形成したスキン鋼板１に、同
じく内外両面２ａ，２ｂに凹部４を形成したスキン鋼板
２を組み合わせる。（ｆ）は内外両面１ａ，１ｂに凹部
４を形成したスキン鋼板１に、外面２ｂのみに凹部４を
形成したスキン鋼板２を組み合わせる。（ｇ）は外面１
ｂのみに凹部４を形成したスキン鋼板１に、内面２ａの
みに凹部４を形成したスキン鋼板２を組み合わせる。

【００１８】このように組み合わせた二枚のスキン鋼板
１，２を接着層３で貼り合わせて制振鋼板を形成する際
に、脱気圧着装置，加圧保持装置等の圧着ロールを通過
させる。従来は、この圧着ロールにより前工程のスキン
パス圧延で形成されたスキン鋼板の表面１ｂ，２ｂの凹
部４を持つ規則的な模様が潰されるという問題があっ
た。発明者はこの点について研究の結果、凹部４の深さ
が２０μｍ以上あれば貼り合わせ時の圧着ロールで潰さ
れることはないことを見出した。したがって、図５（Ｉ
Ｉ）に示すような工程は、凹部４の深さが２０μｍ以上
の場合に好適であり、凹部４の深さが２０μｍ未満の場
合には、次に述べる図５（ＩＩＩ）の製造工程が適して
いる。図５（ＩＩＩ）に示す工程は、先ず貼り合わせて
制振鋼板とする前のスキン鋼板にスキンパスを施して内
面側の凹部４を形成し、それを貼り合わせて制振鋼板と
した後に、更にスキンパスを施して制振鋼板の外面に凹
部４を形成するものである。すなわち、上記と同様に熱
間圧延，酸洗，冷間圧延，焼鈍の工程を経て得られたス
キン材に対してスキンパス圧延を施す。その場合、ロー
ル表面がレーザ加工されたスキンパスロール５を用い
て、制振鋼板とするとき接着面となる内面側にのみ凹部
４を形成する。こうして、内面に凹部４を形成した二枚
のスキン鋼板同士または内面に凹部４を形成したスキン
鋼板と凹部４が形成されていないスキン鋼板とを組み合
わせ接着層３で貼り合わせて制振鋼板を形成する。その
制振鋼板にさらにスキンパスロール５によるスキンパス
圧延を施し、表面１ｂ，２ｂの両面もしくは何れか一方
の面に深さ２μｍないし２０μｍ未満（勿論、２０μｍ
以上であっても８０μｍを越えなければ良い）の範囲の
凹部４を形成する。

【００１９】なお、以上の説明は制振鋼板のスキン材と
して冷延鋼板を用いた場合を述べたが、これに限らず例
えば合金化溶融亜鉛鋼板その他の表面処理鋼板を用いる
こともできる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。板厚0.4
ｍｍ，平均ｒ値およそ2.0 の極低炭素鋼板をスキン材と
し、熱硬化タイプポリエステル系樹脂で貼り合わせて、
図１（ａ）〜（ｇ）に示す断面形態に対応せしめた制振
鋼板（ａ）〜（ｇ）を製造して発明品試料とした。各試
料の外面，内面に形成した模様の凹部は深さ２０μｍ、
直径Ｄは１００μｍ、凹部の間隔Ｌは２００μｍとし、
Ｌ／Ｄは2.0 である。

【００２１】一方、同じスキン材と接着剤を用いて、内
外面の何れにも凹部を持つ規則的な模様を有しない制振
鋼板を製造して、これを比較品試料とした。上記の各試
料について、剪断接着強度と深絞り成形加工した場合の
ＬＤＲ（限界絞り比），型かじりの有無，しわ発生の状
態を比較した。その結果を表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】表中、発明品試料（ｂ），（ｃ），（ｄ）
及び（ｇ）に付した※は、制振鋼板にする前に、スキン
鋼板にスキンパスロール５を用いてスキンパス圧延を施
すことにより、スキン鋼板の外表面に凹部を持つ規則的
な模様を予め形成したことを表している。表１から明ら
かなように、本発明による制振鋼板は、高い接着強度及
び耐型かじり性を有しており、深絞り加工性が従来例で
ある比較品に比べて優れている。また、接着面となる内
面にも凹部を持つ規則的な模様を形成した発明品試料
（ｄ）及び（ｅ）のものは、シワも軽減された。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
制振鋼板の二枚の各スキン鋼板が平均ｒ値で1.8 以上の
深絞り性を有すると共に、少なくとも一枚のスキン鋼板
の外表面に深さ2 〜８０μｍの凹部を持つ規則的な模様
が、（模様の大きさ／模様の間隔＝0.5 〜5 ）の関係で
存在し、かつ前記樹脂層が熱硬化タイプポリエステル系
樹脂からなるものとした。そのため高い接着強度と耐型
かじり性が得られて、その結果、ＬＤＲ2.3 を越える超
深絞り成形が可能となり、例えば自動車のオイルパンな
どの超深絞り成形品に本発明の制振鋼板を使用すれば、
車外騒音の低減に寄与できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る制振鋼板の（ａ）〜（ｇ）の７種
の断面形態を示した断面図である。

【図２】スキンパスロールにレーザー加工を行う装置の
略図である。

【図３】レーザーパルスビームによりロール表面に凹部
を形成する場合の拡大説明図である。

【図４】スキンパス圧延時の圧延ロールと鋼板の表面部
の形状を示す説明図である。

【図５】本発明に係る（Ｉ），（ＩＩ），（ＩＩＩ）の
３種の製造工程を例示したブロック図である。

【図６】本発明に係る制振鋼板の製造方法を（ａ），
（ｂ），（ｃ）の工程順に示した説明図である。

【符号の説明】

１スキン鋼板２スキン鋼板３樹脂層４凹部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二枚のスキン鋼板を樹脂層を介して接合
してなる制振鋼板であって、各スキン鋼板が平均ｒ値で
1.8 以上の深絞り性を有すると共に、少なくとも一枚の
スキン鋼板の外表面に深さ2 〜８０μｍの凹部を持つ規
則的な模様が、（模様の大きさ／模様の間隔＝0.5 〜5
）の関係で存在し、前記樹脂層が熱硬化タイプポリエ
ステル系樹脂からなることを特徴とする超深絞り用制振
鋼板。
【請求項２】二枚のスキン鋼板を樹脂層を介し接合し
て制振鋼板を製造するに際して、少なくとも一枚のスキ
ン鋼板の外表面に、深さ2 〜８０μｍの凹部を持つ規則
的な模様を、各スキン鋼板を接着剤で接合する前または
／および接合した後に、レーザダルロールを用いたスキ
ンパス圧延により形成することを特徴とする請求項１記
載の超深絞り用制振鋼板の製造方法。