JPS629951A - 成形性に優れたラミネ−ト鋼板 - Google Patents

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） ラミネート鋼板は、自動車をはじめとし２て家電製品、
家具、建材の軽量化という目的に対してメリットが高い
ため近年注目を集めている。

このような用途においてプレス成形を行った製品の表面
品質は重要な評価項目であり高い表面品質が要求されて
いる。本発明はこの製品の表面品質の要求に応える成形
性に優れたラミネート鋼板である。

（従来の技術） ラミネート鋼板は樹脂と鋼板をサンドイッチした構成を
とっており、比剛性（曲げ弾性率／比重）に優れた材料
である（例えば特公昭５８−４．９２４２号公報）。こ
こで、一般に、各層の接着は熱融着により行われる。熱
融着とは樹脂と鋼板に熱を加え樹脂層を溶融状態とし、
力学的、化学的に接着する方法である。製造方法、樹脂
の種類にもよるが鋼板に加えられる熱サイクルは２００
℃以−Ｌで数十秒以上である。一方、表皮鋼板としては
最も一般的で製造コストも低くいｋｌ−ギルド鋼が用い
られることが多い。しかし、これらの多くは鋼中に固溶
炭素原子が存在するため時効特性を有する。つまシ、こ
れらの鋼板は２００℃程度の温度で数十秒の熱処理を行
うとフェライト中の固溶炭素原子が拡散し転位を固着す
る。さらに鋼中のセメンタイトが溶解しフェライト中の
固溶炭素濃度が著ｌ〜く上昇し、これらがさらに転位を
固着する。このような熱処理を受けた鋼板を室温で加工
するとストレッチャーストレインと呼ばれる不均一変形
部を生じ、成形品の表面に細かな凹凸を残し、その表面
品質を著しく劣化させ、成形品の商品価値を著しく低下
させる。実際、従来のＡｌ−キルド鋼を用いたラミネー
ト鋼板では、そのほとんどが成形後にストレッチャース
トレインを発生しており、表面品質は非常に悪いものと
なっている。

この対策として、ラミネート鋼板製造後調質圧延などを
施す、表皮鋼板に完全非時効材を用いると言ったことが
行われているが、前者はラミネート鋼板の加工性を著し
く悪化させ、後者は製造コストの上昇につながり、両者
とも問題を有利に解決するだめの良策とはいえない。

（発明が解決しようとする問題点） かかる状況に鑑み本発明の目的とするところ、は、製造
過程の熱履歴による降伏現象の発生を大幅に回避し、成
形加工時にストレッチャーストレインを生じない自動車
、家電製品、家具および建材といった用途などに適する
高品質低コストラミネート鋼板に関する。

（問題点を解決するだめの手段とその作用）即ち、本発
明の要旨とするところは以下の如くである。

サンドインチ型ラミネート鋼板において、引張り弾性率
が３００×１０４ｋＬ；！／ＣＴＬ２以上である芯材を
配置したことを特徴とする成形性に優れたラミネート鋼
板。

（作　用） 本発明者等はラミネート鋼板の時効性について研究を進
めた結果、以下に示す新規知見を見出し、発明を完成さ
せたものである。

ストレッチャーストレインはフェライト中に含まれる固
溶炭素原子が転位を固着することによって生じる。つま
り、塑性変形開始に際し、転位が動こうとするとき固溶
炭素原子が転位を固着することによって塑性変形の開始
が遅れる。

しかしながら、ある一定応力以上になると炭素原子が転
位を突発的に開放し、急激に塑性変形を開始し、瞬間的
に１％程度の塑性歪を生じる。

例えばこの歪が伸び歪であると、歪は鋼板の板厚減少に
よって才かなわれる。このような状態が場所的に不連続
に起こるため、鋼板表面に凹凸を生じる。とれがストレ
ッチャーストレインであり加工成形品の表面品質全署し
く劣化させるため発生を回避しなければならない。

ラミネート鋼板の製造過程で表皮鋼板が時効劣化して、
成形過程で不連続変形すなわちストレッチャーストレイ
ンを生じる状態になったとしても、成形中は芯材である
樹脂が連続的に変形するため、ラミネート鋼板のストレ
ッチャーストレインは表皮鋼板のそれよりも減じうろこ
とが可能と考えられる。表皮鋼板が降伏する時点におい
て樹脂は一般に弾性域にある。このため、鋼板にストレ
ッチャーストレインが形成されようとする過程で、表皮
鋼板は加工硬化しないが、樹脂は伸びの増大につれて引
張り弾性率と伸びから計算される如く大きな荷重を負担
するようになる。このことから、鋼板と樹脂に十分な接
着性が確保されているならば、樹脂の引張り弾性率を向
上させることによりラミネート鋼板のストレッチャース
トレインとなる１変形の局所化が抑制される。その結果
、局部変形の起点、つまりその核の数を増加させ、局部
変形部を微細に密に分布させることで、局部変形に伴う
表面の凹凸を著しく微細にし、ストレッチャーストレイ
ンの発生を軽減または抑制することが可能となる。

このような技術的な判断のもとに、種々の引張り弾性率
を有する樹脂を芯材としたラミネート鋼板について、成
形過程でのストレッチャーストレインの発生状況を調べ
た。成形によって生ずるストレッチャーストレインの大
小は引張試験の応力−ひすみ線図に現れる降伏点伸びの
大小で定量的に判定でき、以後、この降伏点伸びとスト
レッチャーストレインの関係を述べる。

実′、験・は′、種々の引張り弾性率を得るべく樹脂と
してポリプロピレン、ナイロン−６の２種類を用い、引
張シ弾性率を容易に変える手段としてこれらの樹脂を熱
処理する方法を用いた。実験を行った樹脂の引張り弾性
率の範囲は未熱処理ポリプロピレンの１．３　Ｘ　１０
　’　ｋｍｍ２から、熱処理し最も高い引張り弾性率を
持たせたナイロンー６で３．８　Ｘ　１０　’　ｋｇ／
ＣＴＬ２である。その間、種類と熱処理で樹脂の引張り
弾性率を変化させた。一方、表裏の表皮鋼板は板厚０．
１０．　０．２および０．４０ｍｍのＡｌ−キルド鋼板
を用い、ラミネート鋼板の板厚はｏ、ｓ、　ｉ、ｏおよ
び１．２証について試験を行った。また、ラミネート鋼
板製造後において表皮鋼板単体での降伏点伸びが１．０
％、２．０％および３０チの３種類について実験全行っ
た。この実験結果に第１図に示す。この図は表皮鋼板の
板厚０．２５ｍ、ラミネート鋼板の板厚１．０間、表皮
鋼板の降伏点伸びが２．０％のものについての結果であ
る。他の組合せについての試験結果も全く同様であった
。この図から樹脂の引張り弾性率がラミネート鋼板の降
伏点伸びを抑制する効果について、樹脂の引張シ弾性率
が３．０Ｘ１０’ｋｇｈ／Ｌ２以上で急激にその効果が
大きくなることを見出し、同図のごとく、引張シ弾性率
３．３Ｘ１０’ｋｇ／／ｃＴＬ２以上において、特にこ
の効果は顕著である。このことから、時効性と言う観点
で、ラミネート鋼板の芯材として３．　ＯＸＩＯ’　ｋ
ｇ／ｌｘ”以上が好ましい。丑だ、表皮鋼板の板厚を０
．１間以上０．４調以下、芯材の厚さについて０．１　
ｍｍ以上０４朋以下の範囲について、降伏点伸びの減少
代に関する上記２つの因子の影響についても調査したと
ころ、その影響は非常に小さく、殆ど難視しうろことが
分かった。尚、上記した樹脂によるラミネート鋼板の降
伏点伸びの抑制効果はポリプロピレン、ナイロン−６％
有の現象ではなく、芯材の機械的特性、即ち引張り弾性
率に依存したものであった。

寸だ、このような引張り弾性率の高い硬質の樹脂をラミ
ネート鋼板の芯材に用いたとしても、表面品質のほかの
成形性、例えば張出性、深絞り性、伸び７ランジ性そし
て伸び特性などは悪化する方向ではなく、むしろ向上す
るため問題はない。

次にラミネート鋼板の芯材となる樹脂として例えばナイ
ロン、ポリエチレンテレフタレートさらにガラス繊維等
により強化したナイロン、ポリプロピレンなどを用いる
ことができる０これらの樹脂で引張り弾性率としては３
゜Ｏ×１０４ｋｇ／Ｃ１ｒＬ２以上で成形品の表面品質
を向上することができる。これ未満であるとラミネート
鋼板のストレッチャーストレイン発生抑制効果が小さく
成形過程で表面品質が著しく劣化する。上限は８０×１
０　’　ｋｇＡＭＬ２が好ましい。これは、あまりに引
張り弾性率が大きな樹脂は硬質であり、殆ど伸びが少な
く、これをラミネート鋼板の芯材に用いると曲げ加工な
どで芯材が破断することがあシ、表裏の表皮鋼板が独立
した形となシラミネート鋼板本来の剛性が低下するおそ
れがある。表皮鋼板として冷延鋼板、各種めっき鋼板又
はＡ／−Ｚｎ組成からなるめっき層を有する耐食性鋼板
と割振側を併せ持つめっき鋼板などを用いることができ
る。

（実施例） 次に本発明の実施例を比較例とともに挙げる。

１　　　０．１５　　　０．０３　　　ナイロン−６２
５０Ｘ５２　　　０．３０　　　０．４０　　　ナイロ
ン−６２４０Ｘ７１　　　０．３０　　　　０．４０　
　　ナイロン−６２５０Ｘ７２　　　　０．２５　　　
　０．４０　　　ポリプロピレン　　　１．８０Ｘ５実
施例続き １　　　　　３、３　　　　　　　　１．５　　　　　
　０．２２　　　　　３、３　　　　　　　　１．６　
　　　　　０．３３　　　　　７、０　　　　　　　　
３．０　　　　　　０．５４４．５　　　　　　　　２
．０　　　　　　０．２５ａ、　７　　　　　　　　１
．３　　　　　　０．０比較例 １　　　　　２．５　　　　　　　　１．６　　　　　
、　　１．４２　　　　　１、６　　　　　　　　２．
０　　　　　　１．９注に　表皮鋼板の降伏点伸びは熱
圧着後の降伏点伸びを表示した。

注２＝ラミネート鋼板および表皮鋼板の降伏点伸びの測
定はＪ：ＩＳ　Ｚ　２２４１（５号試験片を用いた）に
よる。

注３：　芯材の引張り弾性率の測定はＪＩＳ　Ｋ　７１
１３　（１号および２号試験片を用いた）による。

注４：　実施例、比較例の表皮鋼板の化学組成部）はＣ
＝０．０３９．　　Ｓｔ　　Ｏ，０１４，Ｍｎ　Ｏ，２
６，Ｐ　Ｏ，０１３゜Ｓ　Ｏ，０１２，ＡｌＯ，０５０
，Ｎ　Ｏ，００５１，残Ｆｅテある。

注５＝　実施例１，２及び比較例１，２は熱圧着前の表
皮鋼板の降伏点伸びはＯ係、実施例３，４および５の熱
圧着前の表皮鋼板の降伏点伸びはそれぞれ３，１および
ＯＳりであった。

（発明の効果） かくすることによりサンドイッチ型ラミネート鋼板の成
形後の表面品質を著しく向上させ、成形性に優れたラミ
ネート鋼板とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一定の降伏点伸びを示す鋼板を表皮鋼板に用い
たときの、ラミネ〜）・鋼板に［７たととによる降伏点
伸びの減少量ど芯材の引張り弾性率との関係全示す説明
図表である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. サンドイッチ型ラミネート鋼板において、引張り弾性率
   が３．００×１０＾４ｋｇ／ｃｍ＾２以上である芯材を
   配置した成形性に優れたラミネート鋼板。