JPH05202446A - 外装用構造体 - Google Patents
外装用構造体Info
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- JPH05202446A JPH05202446A JP1217392A JP1217392A JPH05202446A JP H05202446 A JPH05202446 A JP H05202446A JP 1217392 A JP1217392 A JP 1217392A JP 1217392 A JP1217392 A JP 1217392A JP H05202446 A JPH05202446 A JP H05202446A
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- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
溶接化が可能である一方、深絞り加工や張出し加工等の
プレス成形加工を実施しても割れ等が発生しにくくプレ
ス成形性が優れるとともに、製品軽量化の要請に対応で
きる外装用構造体を提供することを目的とする。 【構成】本発明に係る抵抗溶接性およびプレス成形性に
優れた外装用構造体は、重量比で銅を1〜30%含有
し、残部が鉄および不可避的不純物から成ることを特徴
とする。
Description
成形性に優れた外装用構造体に係り、特に輸送機器や家
電製品用の外装用材として好適であり、製品重量を軽減
することが可能な高強度の外装用構造体に関する。
輸送機器や家電製品の外装用構造体として、SS34,
SS41等の一般構造用圧延鋼材やSM41Aなどの溶
接構造用圧延鋼材が一般に使用されている。上記圧延鋼
材は、重量比で炭素(C)を0.1〜0.6%、けい素
(Si)を0.15〜0.25%、マンガン(Mn)を
0.3〜0.8%含有する汎用の炭素鋼であり、多くの
産業分野で使用されている。
ーカーから納入されたロール状の圧延鋼板を所定長さに
裁断した後に、プレス成形機を使用して打ち抜いたり、
深絞り成形や張出し成形などの塑性加工を行なうことに
よって所定形状の成形体を形成し、次に得られた成形体
を車体フレームまたは他の成形体に押圧固定した状態
で、自動溶接ロボット等を使用し、主として抵抗溶接法
によって一体に接合して車輌を量産している。
品に使用される構造材には、構造強度は勿論のこと、プ
レス成形性および抵抗溶接性が優れることが材料特性と
して必須となっている。
送機器や家電製品について、エネルギ資源の高度利用化
および製品自体の低価格化が社会的要請として高まり、
一方、製品重量を低減して軽量化を図り、さらに運転コ
ストの低減化に対する要求も高まっている。例えば自動
車等の車輌については、強度を損うことなく構造部材を
軽量化し、燃料や電力の消費率を改善することが研究さ
れている。
用鋼材の数倍である高張力鋼材をより薄肉化して使用し
たり、従来材より比重が小さいアルミニウム合金を使用
することが検討されている。
力鋼およびアルミニウム合金は、いずれも抵抗溶接性が
悪く、特に自動溶接機の主流となっているスポット溶接
による接合が困難であり、これらの自動溶接機を使用し
た量産ラインを形成しにくいことが実用化に対する技術
上の障壁となっている。
素を含有しているため、溶接後に急冷すると割れ易いと
いう欠点があり、さらに延展性が小さいため、深絞り加
工、張出し加工等の塑性加工が困難であり、またプレス
用型の損耗が著しく加工設備の寿命が短かいなど、プレ
ス成形性が低い欠点がある。
が、熱伝導率が高いため、抵抗溶接時に小電流を長時間
流しても抵抗発熱が逸散して溶接の目的を達成できない
場合がある。そのためアルミニウム合金を抵抗溶接する
場合には、短時間に数万アンペアの大電流を流すことが
必要である。ところが、汎用の抵抗溶接機の電極は高温
強度が低いため、被接合材としてのアルミニウム合金と
の接触界面において電極材が合金化したり、いわゆるス
ティッキングと呼ぶ融着を頻繁に引き起こす等の不具合
があった。そして融着が発生する毎に溶接工程の全ライ
ンを停止して電極の再研摩および被接合部の補修を高頻
度で実施する必要があり、その結果、生産ラインの稼動
効率を低下させてしまう問題点があった。
着性が低く、特に高い塗膜強度を要求される自動車等の
外装材としては規格を充分に満足できない問題点もあっ
た。本発明は上記問題点を解決するためになされたもの
であり、抵抗溶接性および塗装性が優れ、特に自動溶接
化が可能である一方、深絞り加工や張出し加工等のプレ
ス成形加工を実施しても割れ等が発生しにくくプレス成
形性が優れるとともに、製品軽量化の要請に対応できる
外装用構造体を提供することを目的とする。
上の観点から、構造体としての強度特性を損うことが少
なく、プレス成形性および溶接性が優れた外装体を得る
ことを目的に多種類の合金材を調製し、その特性を比較
検討する実験を繰り返した。その結果、鉄材に所定量の
Cuを合金化したときに、特にプレス成形性および溶接
性にも優れた外装用構造体を得た。本発明は上記知見に
基づいてなされたものである。
レス成形性に優れた外装用構造体は、重量比で銅を1〜
30%含有し、残部が鉄および不可避的不純物から成る
ことを特徴とする。
性に優れた外装用構造体を構成する銅(Cu)は、析出
硬化性を与え、鉄材の強度および耐食性を増加させる上
に、特に合金材の溶接性を高めるために1〜30重量%
添加される。合金材中の銅の含有量が1wt%未満の場
合には、合金材の強度および耐食性が低くなる一方、含
有量が30wt%を超える場合に、合金材全体の熱伝導
率が高くなり、抵抗溶接性が低下してしまう。そのた
め、合金材中の銅の含有量は1〜30wt%に設定され
る。
銅の他にC,Al,Ti,Zr,Cr等を、鉄の一部を
置換する形で添加するとよい。すなわちCは銅に固溶せ
ずにFeのみに固溶し、合金組織を硬くし、強度を増す
ために鉄総量に対して0.1重量%以下添加するとよ
い。またAl,Ti,Zr,Crは、合金材表面に酸化
膜を形成して防錆効果を発揮させるため、0.1〜1w
t%の範囲で添加するとよい。なお、これらの補助元素
は、溶射等の表面処理方法によって合金材表面に緻密な
薄膜として形成してもよいが、予め原料中に混合してお
いてもよい。原料中に混合されたアルミニウム等は、熱
間処理等の加熱操作時に合金材表面において濃縮され緻
密な薄膜を形成する。
強度および耐食性を増加させることができる。
造体は、例えば上記組成の材料を高周波溶解法等により
鋳造してインゴットを形成し、得られたインゴットを温
度850〜1000℃で0.5〜3時間溶体化処理した
後に熱間圧延、傷取り成形および冷間加工によって帯板
等の所定形状に成形し、さらに温度450〜900℃で
1〜5時間に亘り時効熱処理を施して製造される。ま
た、溶体化処理の代りに熱間圧延温度を850〜100
0℃に設定して、処理しても良い。
成の材料を高周波溶解炉等において溶融させ、均一に混
合した溶湯を、所定の間隙を形成して対向する一対のロ
ール間に注入して急速に冷却固化せしめ、所定厚さの薄
板として製造することも可能である。この双ロールによ
る製造方法によれば、従来の鍛造、熱間圧延操作などの
複雑な製造プロセスを経ることなく、溶融状態の材料か
ら所定厚さの板材を直接に高速度で製造することが可能
であり、板材の製造コストを大幅に低減することができ
る。また溶湯からの急冷処理によって製造するため、板
材の金属組織が微細結晶化し、耐食性および強度が優れ
た板材を形成することが可能である。
金材は、プレス成形性および抵抗溶接性が優れており、
自動車、鉄道車輌、コンテナ等の輸送機器や家電製品な
どの量産品用の外装用構造体として極めて有用である。
また従来の軟鋼材と比較して強度が高いため、同一強度
で設計した場合に使用板厚を相対的に低減することが可
能であり、製品全体を大幅に軽量化することもできる。
形性に優れた外装用構造体について以下に示す実施例に
よって、より具体的に説明する。
うに、純度99.9%の純銅と純度99.9%の純鉄と
を配合して高周波溶解炉にて均一に溶融せしめ、Fe−
Cu合金性基体のインゴットをそれぞれ調製した。次に
各インゴットを鍛造した後に、温度900℃にて1時間
加熱し、熱間圧延を実施して厚さ2mmの銅鉄合金板を製
造した。さらに合金板の酸化物を除去した後に冷間圧延
を実施し、厚さ1mmの合金板とした後に、温度800℃
で2時間熱処理した。さらに、冷間圧延を施し、最終的
に厚さ0.6mmの実施例1〜4に係る銅鉄合金板をそれ
ぞれ調製した。
合(比較例1)と、33.2wt%と過多に設定した場
合(比較例2)とについて、実施例1〜4と同一条件で
処理することにより、比較例1および比較例2に係る銅
鉄合金板をそれぞれ調製した。
0.8mmの市販の自動車用鋼板(SM41)、厚さ0.
6mmの高張力鋼板(WEL−TEN80)、厚さ1.0
mmのAl合金板(4%Cu−Al)を用意した。
おいて調製または用意した各板材について、強度特性、
抵抗溶接性およびプレス成形性を評価するために下記の
ような試験測定を行なった。
度、耐力に比例した値を呈するビッカース硬度(Hv)
を測定した。また抵抗溶接性は、市販のクロム銅合金製
の電極を装備した抵抗溶接機を使用し、重ね合せた各板
材を連続的にスポット抵抗溶接し、電極先端部の幅が熱
変形によって当初の幅から2mm以上増大した時点、また
は電極の溶着等によって溶接不良が発生し、電極の再研
摩または接合部の補修が必要となった時点までに実施し
た抵抗溶接の連続施工回数として測定した。
判定するために実施されるエクセリン試験によって測定
した。このエクセリン試験は、幅90mmの帯状試験片の
周縁部を皺押えとダイスとの間に載置固定し、中心部を
ポンチで押し込み、試験片の表裏面に貫通した亀裂が生
じるまでにポンチが進入した深さをmm単位で表わしたエ
クセリン値を求める試験である。
を1〜30wt%含有させた銅鉄合金で形成した実施例
1〜4の板材においては、抵抗溶接性およびプレス成形
性が優れ、従来の自動車用軟鋼板(比較例3)と比較し
て硬度が増加して強度が高まる。したがって、同一強度
を与える場合には使用板厚を相対的に低減することがで
き、製品重量を軽減することができる。
少ない板材においては、硬度が低く構造強度が不足して
しまう。また銅含有量が過多である比較例2の板材にお
いては、溶着の発生が高頻度であり、長時間連続して溶
接施工を行なうことが困難であった。また比較例4の高
張力板板および比較例5のAl合金板は、いずれも硬度
およびプレス成形性は充分であるが、溶接性が低く、量
産製品に対する適用は困難であることが判明した。
性およびプレス成形性に優れた外装用構造体によれば、
所定量の銅を含有する鉄基合金で形成されているため、
プレス成形性、塗装性および抵抗溶接性が優れており、
自動車、鉄道車輌、コンテナ等の輸送機器や家電製品な
どの外装用構造体として極めて有用である。また従来の
軟鋼材と比較して強度が高いため、同一強度で設計した
場合に使用板厚を相対的に低減することが可能であり、
製品全体を大幅に軽量化することもできる。
Claims (1)
- 【請求項1】 重量比で銅を1〜30%含有し、残部が
鉄および不可避的不純物から成ることを特徴とする抵抗
溶接性およびプレス成形性に優れた外装用構造体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01217392A JP3207232B2 (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 外装用構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01217392A JP3207232B2 (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 外装用構造体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05202446A true JPH05202446A (ja) | 1993-08-10 |
JP3207232B2 JP3207232B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=11798042
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01217392A Expired - Lifetime JP3207232B2 (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 外装用構造体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3207232B2 (ja) |
-
1992
- 1992-01-27 JP JP01217392A patent/JP3207232B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3207232B2 (ja) | 2001-09-10 |
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