JPH0699225A - プレス加工用潤滑処理金属板 - Google Patents

プレス加工用潤滑処理金属板

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JPH0699225A
JPH0699225A JP4276623A JP27662392A JPH0699225A JP H0699225 A JPH0699225 A JP H0699225A JP 4276623 A JP4276623 A JP 4276623A JP 27662392 A JP27662392 A JP 27662392A JP H0699225 A JPH0699225 A JP H0699225A
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JP
Japan
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metal plate
solid lubricant
patterns
coating
press
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JP4276623A
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English (en)
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Masakatsu Yoshida
正勝 吉田
Yuji Abe
佑二 阿部
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Sky Aluminium Co Ltd
Original Assignee
Sky Aluminium Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 固体潤滑剤を塗布した金属板において、該固
体潤滑剤が点、円、線等の幾何学模様あるいはその他の
造形模様を規則的又は不規則的に配置した形態に不連続
に塗布され、金属板素地が断続的に露出している。 【効果】 厳しい条件のプレス成形を行う場合でも優れ
たプレス加工性を示し、その後のスポット溶接性、接着
性、脱脂性に優れた金属板特にアルミニウム板を提供す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はプレス加工用潤滑処理金
属板に関するものであり、特に脱脂性、スポット溶接
性、接着性等を向上させた潤滑処理金属板に関するもの
である。なお、本出願において、「アルミニウム板」と
はアルミニウム板及びアルミニウム合金板を意味する。
【0002】
【従来の技術】従来、アルミニウム板等金属板のプレス
加工、特に自動車用や電気部品のような深絞り加工を行
う場合には加工の直前に金属板表面に潤滑油として鉱物
油、動植物油脂、合成油又はこれらの混合物あるいはこ
れらを各々エマルジョン化したものを塗布するのが一般
的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記潤
滑油として低粘度の潤滑油を使用すると、成形条件の厳
しい場合には油膜が破れてしわや破断が発生するなどの
問題が生じる。一方、成形性を重要視して高粘度油を使
用した場合には金型回りに生じた汚れが除去しにくいこ
と及び潤滑油がアルミニウム板に塗布しにくく脱脂性や
ハンドリング性が悪い等の問題が生じている。この対策
として近年、潤滑油に代わり合成樹脂系あるいはワック
ス系の皮膜を金属表面に塗布する固体潤滑膜法も用いら
れてきている。しかしながら成形性を向上させるために
は一定量以上の塗布が必要であり、又固体潤滑膜法は十
分なプレス成形性を有するものの、プレス加工後のスポ
ット溶接性、接着性が著しく低下するという現象があ
る。更に、固体潤滑皮膜の処理量が多過ぎると脱脂処理
液を劣化させやすくなり、その結果脱脂処理が不十分と
なるとプレス加工後に行なわれる表面処理加工において
妨げとなり表面処理ができず、また塗装ムラが生じる等
の不具合いが発生する。本発明は、かかる状況に鑑みて
なされたものであり、厳しい条件のプレス成形を行う場
合においても絞り成形性を損なう事なく、又、プレス加
工後のスポット溶接性、接着性、脱脂性をも損なわない
アルミニウム板を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】発明者らは、金属板表面
に予め固体潤滑皮膜を形成するに際して、不連続皮膜と
することにより前記目的を達成し得ると考え、かかる固
体潤滑皮膜について塗膜厚さ及び塗膜被覆のパターンの
影響をプレス加工性、溶接性、接着性、脱脂性について
創意研究を重ねた結果、ここに本発明をなしたものであ
る。
【0005】すなわち、本発明は請求項1記載の如く、
固体潤滑剤を塗布した金属板において、該固体潤滑剤が
点、円、線等の幾何学模様あるいはその他の造形模様を
規則的又は不規則的に配置した形態に連続または不連続
に塗布され、金属板素地が断続的に露出していることを
特徴とするプレス加工性、脱脂性、スポット溶接性、接
着性に優れたプレス加工用潤滑処理金属板であり、また
請求項2記載の如く、固体潤滑剤を塗布した金属板にお
いて、該固体潤滑剤が樹脂皮膜であり、かつその塗布面
積が金属板表面の0.1%以上80%未満であり、かつ
該塗布模様が模様同士の間隙が0.1mm以上の略平行
な直線・曲線等の線群であることを特徴とする請求項1
記載のプレス加工用潤滑処理金属板であり、また請求項
3記載の如く、固体潤滑剤を塗布した金属板において、
該固体潤滑剤が樹脂皮膜であり、かつその塗布面積が金
属板表面の0.1%以上80%未満であり、かつ該塗布
模様が未塗布部分1個当りの面積が0.1mm2 以上の
格子であることを特徴とする請求項1記載のプレス加工
用潤滑処理金属板であり、また請求項4記載の如く、固
体潤滑剤を塗布した金属板において、該固体潤滑剤が樹
脂皮膜であり、かつその塗布面積が金属板表面の0.1
%以上80%未満であり、かつ該塗布模様が模様同士の
未塗布部分の最接する間隙が0.1mm以上の点、円、
正方形等の分散した模様であることを特徴とする請求項
1記載のプレス加工用潤滑処理金属板であり、また請求
項5記載の如く、固体潤滑剤を塗布した金属板におい
て、該固体潤滑剤が樹脂皮膜であり、かつ塗布部分の塗
膜厚さが0.5μm以上50μm以下であることを特徴
とする請求項1ないし請求項4記載のプレス加工用潤滑
処理金属板であり、また請求項6記載の如く、該金属板
がアルミニウム板であることを特徴とする請求項1ない
し請求項5記載のプレス加工用潤滑処理金属板である。
【0006】すなわち本発明は、樹脂皮膜等の固体潤滑
剤を金属板表面に点、円、線等の幾何学模様あるいはそ
の他造形模様を規則的にまたは不規則にアルミニウム板
表面に塗布し乾燥させるなどして固体潤滑皮膜とするこ
とにより、プレス加工性に優れ、かつプレス加工後のス
ポット溶接性、接着性、脱脂性に優れた金属板特にアル
ミニウム板を得るものである。
【0007】
【作用】以下、本発明の各構成要素について説明する。
金属板表面に塗布する固体潤滑剤としては種々あるが、
樹脂皮膜が好ましい。樹脂皮膜を用いる場合、樹脂中に
潤滑成分として金属石鹸、固体潤滑剤等を入れて潤滑性
を付与した樹脂皮膜であれば特に種類は限定しないが、
プレス後の脱脂性に優れる水溶性のものが望ましく、水
溶性アクリル樹脂系主体のものが成形性、脱脂性の点か
ら好ましい。次に上記潤滑剤を点、円、線等の幾何学模
様或いはその他造形模様状に規則的又は不規則的に特定
量塗布するのは、金属板全面に一様に固体潤滑剤を塗布
した場合、プレス成形性には良好に働くがスポット溶接
や接着が出来ないという問題があり、又溶接性、接着性
を得るために塗布量を少なくしすぎると逆にプレス成形
性が劣り製品に割れやしわが発生し製品とならない等の
問題が生じる。そこでプレス成形性と脱脂性、溶接性、
接着性とを同時に満足させる為、上記したごとく固体潤
滑剤を連続または不連続に塗布し金属板素地が部分的に
露出しているようにするのである。すなわち具体的には
図1に示す通り、(a)格子状、(b)平行線状、
(c)同心円状、(d)円状などのように塗布すればよ
い。ここで(a)(b)のような直線状の塗布の場合に
等間隔でなくとも、また直交していなくてもよく、また
線の太さも均一でなくともよい。また(c)では同心円
でなくとも円周状のパターンが互いに交差しあう模様な
どでもよい。また(d)の面状塗布においては円形だけ
でなく☆★○◎◇◆□■△▲+*などの模様を規則的に
または不規則に配置したパターンとしても良い。固体潤
滑剤の全塗布面積が金属板表面の0.1%以上80%未
満すなわち塗布部分と未塗布部分との面積の比が4:1
から1:999以内とするのは、0.1%未満では十分
なプレス成形性が得られず割れやしわが発生し易くな
り、また80%以上ではスポット溶接性、接着性が劣る
欠点があるためである。該塗布模様が略平行な直線・曲
線等の線群の場合、模様同士の間隙が0.1mm未満で
は充分なプレス成形性を有するもののプレス後のスポッ
ト溶接性、接着性が著しく低下し、満足する性能が得ら
れない。また、該塗布模様が格子の場合、未塗布部分1
個当りの面積が0.1mm2 未満では溶接性、接着性が
劣る。また該塗布模様が点、円、正方形等の分散した模
様である場合、模様同士の未塗布部分の最接する間隙が
0.1mm未満では溶接性、接着性が劣る。さらに樹脂
皮膜固体潤滑剤の塗布部分の塗膜厚さが0.5μm以上
50μm以下とするのは、0.5μm未満では十分なプ
レス成形性が得られず割れやしわが発生し易い、又、5
0μmを超えるとこれ以上固体潤滑剤を厚く塗布しても
プレス成形性が向上せず、又コスト的にも不利となるか
らである。潤滑処理金属板の基板として鋼板を用いた場
合は、防錆油程度の低粘度油でも十分なプレス成形性や
その後のスポット溶接性、接着性が得られるため、本発
明の効果は顕著では無いのに対して、基板がアルミニウ
ム及びアルミニウム合金の場合には本発明は著しい効果
を示す。アルミニウム合金基板は特に種類は限定されず
いずれのアルミニウム板およびアルミニウム合金板を用
いることができるが、なかでもAl−Mg系の5000
系合金、Al−Mg−Si系の6000系合金からなる
アルミニウム板での効果が大きく特に好ましい。
【0008】かくして得られたアルミニウム板材は、そ
の表面に樹脂皮膜等の固体潤滑剤皮膜が形成されている
ので、従来のプレス油によって与えられるプレス加工用
潤滑剤と同様な潤滑作用があり、優れたプレス加工性を
有している。したがって、従来行われていたプレス加工
の前処理である潤滑油塗油工程は全く不要となり、本発
明に係るアルミニウム板をそのままプレス加工に供する
ことができる。なお、樹脂皮膜固体潤滑剤を用いた本発
明に係る潤滑処理金属板は、ピンプル等の対策で洗浄油
(低粘度の鉱油)を使用する場合もまったく問題ない。
【0009】固体潤滑皮膜をアルミニウム板表面に塗布
する代表的な方法としては、ロールコーター、静電塗
布、スプレー、ノズル滴下、シルクスクリーン印刷、ス
タンプ、凸版印刷等があり、どの方法を利用してもかま
わない。上記の方法により固体潤滑剤をアルミニウム板
表面に塗布したのち乾燥・焼付けをする。固体潤滑剤が
樹脂皮膜の場合は、樹脂のタイプに応じてUV硬化、自
然乾燥、若しくは50〜120℃程度の温度で乾燥・焼
き付けする。焼き付けタイプのものの焼付時間は10〜
60秒程度が良い。焼付時間が長すぎるとアルミニウム
板が熱処理を施された形となり、強度低下等の性能の劣
化を引き起こす恐れがあるので50〜120℃程度の温
度で乾燥・焼き付けするのが望ましい。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。ま
ず、固体潤滑剤として樹脂皮膜を用いた実施例について
説明する。JIS5182相当のAl−4.5wt%M
g合金のO材からなる板厚1.0mmの軟質アルミニウ
ム合金板表面にスタンプを使用して表2に示すパターン
で樹脂皮膜(日本工作油ルブコートN7)の固形潤滑膜
を設けた。なお皮膜乾燥は50℃×60秒で行なった。
なおプレス油を塗布したものを従来例とし、その40℃
での粘度(センチストークス)をパターン欄に示す。塗
布面積は全面積に対する比率(%)であり、塗膜厚の単
位はμmである。ただしプレス油を用いた従来例では塗
膜厚のかわりに塗油量(g/m2)を示す。各供試材に
対して、表1に示す絞り条件により図2に示すTZP絞
り試験を施し、W.Engeihardtにより開発さ
れた絞り性の評価方法であるT値[エンゲルハルト値]
(%)によりプレス成形性を評価した。ここで、TZP
絞り試験とは図2(1)に示すごとく試験片をダイス、
ブランクホルダーの間にセットし、図2(2)に示すご
とく深絞りを行い、その途中のポンチ力が最大となった
直後において図2(3)に示すごとく試験片フランジ部
を拘束し、なおもポンチを進ませてカップを強制的に破
断させるものである。この過程におけるポンチ力−スト
ローク曲線は図3に示す曲線を描き、ここでカップ底の
破断力Pabはカップ壁の構造的強さのため潤滑剤の種
類を変えても変化は無く材料固有となるが、最大深絞り
力Pzは絞り力のため潤滑剤の性質によって変化するこ
とが知られている。したがって、潤滑性に応じて T値(エンゲルハルト値)=((Pab−Pz)/Pa
b)×100% が変わってくる。Pzが小さいものすなわちT値が大き
い潤滑剤ほど深絞りに適する潤滑剤であり、より複雑な
絞り作業を可能にするものである。
【0011】また、スポット溶接性はプレス加工後の製
品を用いてスポット溶接機により通電電流範囲を測定
し、通電電流範囲の広いものを○、狭いが通電するもの
を△、通電範囲のないものを×とした。脱脂性は日本パ
ーカライジング(株)製FCL−4460の2.5%液
を用い処理温度45℃、2分浸漬後、水道水流水中に5
分さらしたのちの水濡れ性を100分率で評価した。接
着性は熱硬化型エポキシ系接着剤による接着性を評価
し、十分接着するものを○、接着するがやや弱いものを
△、接着しないものを×とした。評価結果を表2に示
す。
【0012】
【表1】
【0013】
【表2】
【0014】表2より明らかなように、本発明例はいず
れも、従来のプレス油のみを用いた比較例にくらべ成形
性は良好でT値が5%以上あり優れている。又、成形後
のスポット溶接性、脱脂性にも優れている。No.J−
11、J−12は従来行なわれている潤滑油を用いたも
のであり、T値も小さくまたベタツキ、汚れという問題
がある。これに対して本発明例であるNo.J−1〜J
−6はプレス油に対してT値は良好である。又、No.
J−7〜J−10は塗布面積、塗膜厚さ等が本発明の条
件から外れている比較例であり、T値が小さかったり通
電性が悪いなど満足する性能が得られていない。
【0015】
【効果】以上述べたように、本発明によれば、適切なる
固体潤滑皮膜を有することにより厳しい条件のプレス成
形を行う場合でも優れたプレス加工性を示し、その後の
スポット溶接性、接着性、脱脂性を損なわない優れた金
属板特にアルミニウム板を提供することができる。本発
明は固体潤滑皮膜による潤滑であることから、従来のよ
うなプレス加工用潤滑油を不要とし、従って潤滑油によ
り金型や金型周辺の汚れやベタツキなどの問題もない。
また油塗布工程も不要となる。さらに、固体潤滑剤とし
て水溶性のアクリル系樹脂皮膜を用いた場合にはプレス
加工後において通常の脱脂処理を施すことにより固体潤
滑皮膜は容易に除去できるため、本発明に係る潤滑皮膜
が成形後の塗装その他の表面処理においても妨げとなる
ことはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】固体潤滑剤の塗布パターンの例である。
【図2】TZP絞り試験法を示す模式図である。
【図3】TZP絞り試験におけるポンチ力−ストローク
曲線である。
【符号の説明】
1 パンチ 2 しわ押え 3 ダイス 4 ブランクホルダー 5 供試材ブランク A フランジの拘束点 Pz 最大深絞り力 Pab カップ底の破断力

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体潤滑剤を塗布した金属板において、
    該固体潤滑剤が点、円、線等の幾何学模様あるいはその
    他の造形模様を規則的又は不規則的に配置した形態に連
    続または不連続に塗布され、金属板素地が断続的に露出
    していることを特徴とするプレス加工性、脱脂性、スポ
    ット溶接性、接着性に優れたプレス加工用潤滑処理金属
    板。
  2. 【請求項2】 固体潤滑剤を塗布した金属板において、
    該固体潤滑剤が樹脂皮膜であり、かつその塗布面積が金
    属板表面の0.1%以上80%未満であり、かつ該塗布
    模様が模様同士の間隙が0.1mm以上の略平行な直線
    ・曲線等の線群であることを特徴とする請求項1記載の
    プレス加工用潤滑処理金属板。
  3. 【請求項3】 固体潤滑剤を塗布した金属板において、
    該固体潤滑剤が樹脂皮膜であり、かつその塗布面積が金
    属板表面の0.1%以上80%未満であり、かつ該塗布
    模様が未塗布部分1個当りの面積が0.1mm2 以上の
    格子であることを特徴とする請求項1記載のプレス加工
    用潤滑処理金属板。
  4. 【請求項4】 固体潤滑剤を塗布した金属板において、
    該固体潤滑剤が樹脂皮膜であり、かつその塗布面積が金
    属板表面の0.1%以上80%未満であり、かつ該塗布
    模様が模様同士の未塗布部分の最接する間隙が0.1m
    m以上の点、円、正方形等の分散した模様であることを
    特徴とする請求項1記載のプレス加工用潤滑処理金属
    板。
  5. 【請求項5】 固体潤滑剤を塗布した金属板において、
    該固体潤滑剤が樹脂皮膜であり、かつ塗布部分の塗膜厚
    さが0.5μm以上50μm以下であることを特徴とす
    る請求項1ないし請求項4記載のプレス加工用潤滑処理
    金属板。
  6. 【請求項6】 該金属板がアルミニウム板であることを
    特徴とする請求項1ないし請求項5記載のプレス加工用
    潤滑処理金属板。
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