JP3211496B2 - 表面潤滑皮膜処理材およびその製造方法 - Google Patents

表面潤滑皮膜処理材およびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、プレス成形等に用い
る表面潤滑皮膜処理材およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に自動車等のパネル部品の成形に
は、図9、図10に示すようなプレス型が使用されてい
る。このプレス型では、ダイ1とブランクホルダ2の間
に板材3を挾み、ポンチ4を押付けることで、板材3を
塑性変形させて、部品の形状が作られる。この板材3の
端部はA点からB点まで引き込まれる。
【0003】このようなパネル材料には、塗装の鮮映性
等を向上するために、図11のように材料の鋼板やアル
ミ板等の表面に無数の微細なくぼみ(ダルパターン)5
を形成した板材6が使用されている。
【0004】ところで、プレス加工に伴い、上記の塑性
変形による伸びで、材料はプレス型との間で滑りを発生
する。この滑りがスムーズに行われないと、金属接触部
分の表面に傷やひび割れを起こすことがあった。
【0005】そこで、特に伸びの少ない素材の加工時
は、加工表面の品質精度向上のため、加工前に材料表面
に潤滑剤を塗布することがある。
【0006】しかし、潤滑剤を塗布された板材6は、図
12の(a)のようにダルパターン5が液体潤滑剤7の
油溜まりになるものの、(b)のようにブランクホルダ
2によって面圧をかけると、板材6表面の液体潤滑剤7
の多くは押え面からはみ出すことから、ポンチ4の下降
によって(c)のように板材6が引き込まれるときに
は、一部ダルパターン5に残った潤滑剤7のみ作用し、
潤滑が行われることになる。
【0007】一方、図13のようにダルパターン5を形
成した板材の表面に、潤滑性の良い固形潤滑皮膜がコー
ティングされた板材8も一部試みている。
【0008】この板材8の場合、図14の(a)の固形
潤滑皮膜9は、(b)のように面圧を受けても潤滑皮膜
9は一部残ることから、ポンチ4の下降によって(c)
のように板材8が引き込まれる際、最も突き出たダルパ
ターン5の凸部等が金属接触しても、その潤滑皮膜によ
って動摩擦係数は小さくなる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような板
材6、8でも、図10に示す成形深さHが大きい深絞り
部品を成形するのは難しい。
【0010】即ち、深絞りの場合、図12の板材6の液
体潤滑のみでは、金属接触を起こした部分で、潤滑が不
足して、型とのすりきず等が顕著となる。
【0011】一方、コーティングされた固形潤滑皮膜9
による潤滑では、図14のように比較的良好な潤滑が得
られるが、板材8が高張力鋼板やアルミ板の場合、全伸
び、局部伸びが小さいため、潤滑は必ずしも十分ではな
く、深絞りの場合には割れが発生しかねない。
【0012】このため、アルミのドアインナパネル等の
場合には、深絞りを避けるのに成形可能な形に部品を分
割する必要があって、型の形成に多くの時間がかかり、
プレス型数が増加すると共に、部品精度の低下、組立工
数の増加を招いていた。
【0013】この発明は、このような問題点を解決し
た、つまりプレス加工時の滑り変形を良好にした表面潤
滑皮膜処理材およびその製造方法を提供することを目的
としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】この発明の表面潤滑皮膜
処理材は、鋼板、アルミ板等の素材表面に複数の凹形状
のくぼみを設け、その表面上に水溶性セルロースとポリ
アミドを含む潤滑剤を0.3〜2g/m 2 の厚さで塗布
し、焼付けを行い、固形潤滑皮膜を形成し、その皮膜表
面に液体潤滑剤を保持する複数の凹形状の油溜まりを有
してなる。
【0015】この表面潤滑皮膜処理材は、鋼板、アルミ
板等の素材表面にダルパターンを形成し、その表面上に
水溶性セルロースとポリアミドを含む潤滑剤を0.3〜
2g/m 2 の厚さで塗布し、焼付けを行うことにより固
形潤滑皮膜を形成し、その後表面に微細な凹凸部を形成
した転写ロールを前記固形潤滑皮膜上で転動させて、そ
の皮膜表面に複数の微細なくぼみを形成することで製造
する。
【0016】
【作用】固形潤滑皮膜の表面のくぼみが液体潤滑剤の油
溜まりになり、したがって固形潤滑剤と液体潤滑剤との
併用によって高い潤滑性を確保できる。
【0017】鋼板、アルミ板等の素材表面にダルパター
ンを形成し、その表面上に水溶性セルロースとポリアミ
ドを含む潤滑剤を0.3〜2g/m 2 の厚さで塗布し、
焼付けを行うことにより形成した固形潤滑皮膜上を、微
細な凹凸部を形成した転写ロールを転動させることで、
皮膜表面に複数の微細なくぼみを有する表面潤滑処理材
を容易に製造できる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0019】図1、図2は実施例の表面潤滑皮膜処理材
20を、図3、図4はその製造装置を示す。
【0020】表面潤滑皮膜処理材20には、固形潤滑剤
の保持を良好にするため、所定の板厚の圧延鋼板やアル
ミ圧延板等の表面に無数の微細なくぼみ(ダルパター
ン)21を形成した板材22を用いる。
【0021】ダルパターン21は、圧延鋼板やアルミ圧
延板等を製作するときの圧延ロール表面にレーザを照射
すること等で、基準ダルパターンを形成し、圧延の際に
そのパターンを圧延材に転写することで形成する。
【0022】このダルパターン21を有する板材22の
表面に、固形潤滑皮膜23を形成する。潤滑剤の組成は
水溶性セルロースとポリアミドおよびワックス等を混合
したもので、板材22の表面に0.3〜2g/m2程度
塗布し、焼付け、皮膜を形成する。
【0023】そして、この板材22の固形潤滑皮膜23
の表面に、無数に微細なくぼみ(固形潤滑層ダルパター
ン)24を形成する。
【0024】図3の製造装置は、ダルパターン21を有
しているコイル材25を用いて、表面潤滑皮膜処理材2
0を製造するもので、コイル材25をフィーダ、ドライ
ブプーリにより、アキュームレータ26をへて、前処理
部27に案内する。
【0025】前処理部27では、コイル材25の表面の
油や汚れを落とす洗浄処理、薬品処理を行う。
【0026】次に、コイル材25を下塗コータの焼付炉
28に導き、コイル材25の下面に潤滑剤をコーティン
グする。
【0027】次に、コイル材25を上塗コータの焼付炉
29に導き、コイル材25の上面に潤滑剤をコーティン
グする。
【0028】コーティングは、前述の潤滑剤を塗布し、
熱風等によって焼付けることで、固形潤滑皮膜23を形
成する。
【0029】そして、コイル材25の両面に固形潤滑皮
膜23をコーティングすると、アキュームレータ30を
へて、コイル材25をダルパターン処理部31に送る。
【0030】ダルパターン処理部31では、ドライブプ
ーリ、ロールフィーダ32間に、上下に転写ロールとし
てのダルパターン成形用ロール33,34を配置してあ
り、両ダルパターン成形用ロール33,34がコイル材
25を挟持し、両面の固形潤滑皮膜23を押圧しながら
コイル材25の送り方向に転動する。
【0031】図4のようにダルパターン成形用ロール3
3,34の表面には微細な凹凸部36を設けてあり、こ
れらの凹凸部36がコイル材25の両面の固形潤滑皮膜
23に転写され、表面にくぼみ24をつける。
【0032】この場合、くぼみ24の凹凸のパターンは
生地となる板材22と同等のものが良く、この場合用い
るダルパターン成形用ロール33,34は隣合う谷部
(凹部)の平均中心間距離をSm、山部(凸部)の平均
直径をD、また表面粗さ曲線の中心線での谷の平均直径
をLmpと定義したとき、D/2≦400μm、Sm≦
800μm、Lmp≦150μmを満足できるものが好
ましい。
【0033】さらに、このダルパターン成形用ロール3
3,34の表面の微細な凹凸部36はレーザを照射する
ことにより形成され、その照射パターンをコントロール
することで得たいパターンを選択できる。なお、図4に
おいては、説明を簡略化するため、マクロ的に大きく表
現してある。
【0034】このダルパターン成形用ロール33,34
を通った表面潤滑皮膜処理材20は、コイル状に巻き、
プレス工程に送る。なお、37はカッタを示す。
【0035】このような表面潤滑皮膜処理材20を用い
ることで、深絞り部品のプレス成形が可能になる。
【0036】即ち、この表面潤滑皮膜処理材20を、材
料投入装置からプレス型に送る前に、材料投入装置内に
設置した液体潤滑剤(例1;特殊高級脂肪ワックスに溶
剤として石油スルフォネートを用い、さらに酸化防止
剤、中、低粘度精製鉱油を含有するもの、例2;ワック
スに石油系油膜調整剤、Ca系、Na系錆止め財を調合
し、溶剤として石油系炭化水素を用いたもの)の槽内を
通す。この通過により、表面潤滑皮膜処理材20の皮膜
23表面の無数のくぼみ24に液体潤滑剤が入込み、こ
の状態でプレス型に送る。
【0037】プレス型(図10、図11参照)は、ダイ
1とブランクホルダ2の間に板材を挾み、ポンチ4を押
付けるのであるが、この場合図5の(a)から(b)の
ように、ブランクホルダ2によって面圧をかけても、板
材つまり表面潤滑皮膜処理材20の表面は固形潤滑層2
3のため、液体潤滑剤38は外部へ流出せず、くぼみ2
4内に封じ込まれる。
【0038】この状態で、ポンチ4が下降し、(c)の
ように表面潤滑皮膜処理材20の引き込みが開始する
と、その固形潤滑層23と液体潤滑剤24が混在した状
態で作用し、非常にすべりやすくなる。
【0039】この固形潤滑と液体潤滑との相乗効果によ
って動摩擦係数は、固形潤滑のみあるいは液体潤滑のみ
の場合と比べて、図6のように大幅に低下する。
【0040】このため、深絞り部品を成形する際に、す
り傷はもちろん割れ等を生じるようなことはない。特
に、エンボスその他、細かな部位の割れを防止でき、ア
ルミの場合等にあっても、自動車のドアインナパネル
等、深絞り部品の一体成形を行うことができる。
【0041】これにより、部品に仕上げるための工数
プレス型数の低減が図れ、部品精度が向上すると共に、
組立工数が低減できる。
【0042】図7に実際に円筒絞りを行った際の板押え
力を、図8にエンボス等の張出し性を評価するエクセリ
ン値を示すが、本発明品は現行のものに比べ、1.5〜
2倍の板押え力に耐え、十分な深絞り性を確保でき、ま
た張出し性が向上する。
【0043】なお、本表面潤滑皮膜処理材20は、板材
の表面に形成した固形潤滑皮膜23の表面にくぼみ24
をつけるだけで良いので、製造は容易である。
【0044】
【発明の効果】以上のようにこの発明は、鋼板、アルミ
板等の素材表面に複数の凹形状のくぼみを設け、その表
面上に水溶性セルロースとポリアミドを含む潤滑剤を
0.3〜2g/m 2 の厚さで塗布し、焼付けを行い、固
形潤滑皮膜を形成すると共に、その皮膜表面に液体潤滑
剤を保持するための複数の微細なくぼみを形成するの
で、固形潤滑と液体潤滑の併用によってすり傷や割れを
生じることなく、深絞り加工を行うことができ、プレス
成形等に好適な表面処理材を得ることができる。
【0045】また、この表面潤滑皮膜処理材は、鋼板、
アルミ板等の素材表面にダルパターンを形成し、その表
面上に水溶性セルロースとポリアミドを含む潤滑剤を
0.3〜2g/m 2 の厚さで塗布し、焼付けを行うこと
により潤滑剤をコーティングして固形潤滑皮膜を形成
し、その後表面に微細な凹凸部を形成した転写ロールを
前記固形潤滑皮膜上で転動させて、その皮膜表面に複数
の微細なくぼみを形成する方法としたので、固形潤滑皮
膜表面の油溜まり用の微細なくぼみを容易にしかも高い
再現性にて得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の表面潤滑皮膜処理材の平面図である。
【図2】その断面図である。
【図3】製造装置の概略図である。
【図4】ダルパターン処理部分の拡大図である。
【図5】プレス成形時の動作説明図である。
【図6】動摩擦係数の特性図である。
【図7】深絞り性を示す特性図である。
【図8】エクセリン値の特性図である。
【図9】プレス型の断面図である。
【図10】その動作説明図である。
【図11】従来の板材の平面図である。
【図12】そのプレス成形時の動作説明図である。
【図13】従来の板材の平面図である。
【図14】そのプレス成形時の動作説明図である。
【符号の説明】
20 表面潤滑皮膜処理材 21 くぼみ(ダルパターン) 22 板材 23 固形潤滑皮膜 24 くぼみ(固形潤滑層ダルパターン) 27 前処理部 28,29 焼付炉 31 ダルパターン処理部 33,34 ダルパターン成形用ロール 36 凹凸部 38 液体潤滑剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI //(C10M 111/04 (C10M 111/04 107:20 107:20 107:40 107:40 107:02) 107:02) C10N 40:24 C10N 40:24 50:02 50:02 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21D 22/20 B05D 3/12,7/24 B32B 15/08 C10M 111/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板、アルミ板等の素材表面に複数の凹
    形状のくぼみを設け、その表面上に水溶性セルロースと
    ポリアミドを含む潤滑剤を0.3〜2g/m 2 の厚さで
    塗布し、焼付けを行い、固形潤滑皮膜を形成し、その皮
    膜表面に液体潤滑剤を保持する複数の凹形状の油溜まり
    を有していることを特徴とする表面潤滑皮膜処理材。
  2. 【請求項2】 鋼板、アルミ板等の素材表面にダルパタ
    ーンを形成し、その表面上に水溶性セルロースとポリア
    ミドを含む潤滑剤を0.3〜2g/m 2 の厚さで塗布
    し、焼付けを行うことにより固形潤滑皮膜を形成し、そ
    の後表面に微細な凹凸部を形成した転写ロールを前記固
    形潤滑皮膜上で転動させて、その皮膜表面に複数の微細
    なくぼみを形成することを特徴とする表面潤滑皮膜処理
    材の製造方法。
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