(57)【要約】【課題】打抜き加工を施した製品の加工端面にまで銅めっき層を残存させることが可能な、銅めっき鋼板の簡便な打抜き加工方法を提供する。【解決手段】板厚ｔの銅めっき鋼板に、パンチ形状がＲp／ｔ≧０.０６，ダイス形状がＲd／ｔ≧０.０６の半抜き用金型を使用してマイナスクリアランスの半抜き加工を施し、その後にパンチ形状がＲp／ｔ≧０.０６の金型にて逆方向から打抜き加工を施す。【選択図】図２
2008155219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板厚ｔの銅めっき鋼板に、パンチ形状がＲp／ｔ≧０.０６，ダイス形状がＲd／ｔ≧０.０６の半抜き用金型を使用してマイナスクリアランスの半抜き加工を施し、その後にパンチ形状がＲp／ｔ≧０.０６の金型にて逆方向から打抜き加工を施すことにより打抜き端面に銅めっきを残存させることを特徴とする銅めっき鋼板の打抜き加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅めっき鋼板を打抜き加工する際に、打抜きにより形成される端面に銅めっき層を残存させる打抜き加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気伝導性、防錆、加工性等の狙いから、電気・電子部品やファスナー部品等には銅系の材料が使用されている。しかし、銅は非常に高価であるため、最近では低コスト化を目的に鋼素地に銅めっきを施した銅めっき鋼板の使用が増えている。そして、銅めっき鋼板を素材とした電気・電子部品やファスナー部品等は、絞りや曲げ、打抜きなど様々な加工工程の組み合わせにより生産されている。特に打抜き加工は、曲げ部位の作成、位置決め、工程品のトリミング等を目的として、多用されている。
【０００３】
鋼板の打抜き加工では、所定形状のキャビティが形成されたダイスＤとパンチＰとの間に所定サイズに裁断された鋼板（ブランク）Ｍを介在させ、パンチＰをダイスＤに押し込むことによってキャビティ形状を倣った打抜き製品を得ている。
めっき層Ｌを有する銅めっき鋼板に従来形状の金型にて打抜き加工を施した場合、図１（ｃ）に示すように、パンチ及びダイスの角部がめっき層Ｌを削り取ることになる。打抜き製品の加工端面に新生面が生じると電気伝導性の劣化や発錆等の問題を引き起こす。
【０００４】
電気伝導性の劣化や錆の発生を抑えるためには、打抜き製品の加工端面に銅めっきを再び付与する必要があるが、現実的には極めて困難である。このため、銅めっき鋼板を素材とした打抜き製品の用途は打抜き加工端面に銅めっきを必要としない用途のみに限られている。そこで、打抜き加工を施した打抜き製品の加工端縁部にプレス加工等を施して、鋼板の表面に形成されているめっき層を、打抜かれた端面にまで及んで被覆されるようにする技術が特許文献１で提案されている。
【特許文献１】特開平９−１３１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で提案された技術も打抜き加工端に再度加工処理を施すものであるため、大幅なコスト増につながり、前記再めっきと同様、現実的ではない。
本発明は、このような問題を解決するために案出されたものであり、打抜き加工を施した製品の加工端面にまで銅めっき層を残存させることが可能な、銅めっき鋼板の簡便な打抜き加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の銅めっき鋼板の打抜き加工方法は、その目的を達成するため、板厚ｔの銅めっき鋼板に、パンチ形状がＲp／ｔ≧０.０６，ダイス形状がＲd／ｔ≧０.０６の半抜き用金型を使用してマイナスクリアランスの半抜き加工を施し、その後にパンチ形状がＲp／ｔ≧０.０６の金型にて逆方向から打抜き加工を施すことにより打抜き端面に銅めっきを残存させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明方法により、打抜き端面に銅めっき層を残存させることが可能になったため、銅めっき鋼板を素材としても、電気伝導性に優れ、かつ防錆機能を維持できる打抜き部品を容易に製造することができる。
したがって、電気伝導性の劣化や発錆等の問題から適用することのできなかった部位への銅めっき鋼板の使用が可能となり、銅材から銅めっき鋼板への代替によって材料費の大幅な低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
めっき鋼板をブランクとして通常の打抜き加工を行うと、図１（ｃ）に示すように、打抜き加工端面にめっき層Ｌが切れて新生面が現れ、めっき鋼板本来の耐食性等が劣化する。銅めっきを施した素材にあってはめっき銅に期待した電気伝導性も低下してしまう。
打抜き加工端面にめっき層切れが発生する要因としては、ダイスとパンチとの間のクリアランスが小さいために、ブランクがパンチでダイス壁面に押し付けられて切断される際に、ブランク表面のめっき層も同時に引きちぎられることが挙げられる。
【０００９】
そこで、ダイスとパンチとの間のクリアランスを大きくしてブランク素材の塑性変形に合わせてめっき層を塑性流動させ、ブランク素材の破断時に破断面を塑性流動させためっき層で覆うことも想定される。
しかしながら、クリアランスを大きくした金型で打抜き加工を行おうとすると、大きなバリができてしまう。しかもそのバリ全体をめっき層で覆わせることも困難である。
【００１０】
本発明者等は、バリ発生の抑制と破断面をもめっき層で覆わせることが可能なめっき鋼板の打抜き方法について検討した。
その結果、まず塑性変形能に優れた銅をめっきした鋼板を、パンチの外径又は長さをダイスの内径又は長さより大きくすることでクリアランスをマイナスとした金型を用いて半抜き加工を行った後、反対面から打抜き加工を施して抜き穴を形成する手段の採用が有効であることを見出した。
以下にその詳細を説明する。
【００１１】
図２に示すようなパンチＰ1とダイスＤ1との間のクリアランスをマイナスにした金型を使用してブランクＭに打抜き加工を施すとき、図２（ｂ）で示すように、ダイスＤ1に対するパンチＰ1の押し込み量が少ない段階ではダイスＤ1及びパンチＰ1の壁面に沿ってブランクＭが剪断される。ブランクＭの表面にある銅めっき層Ｌは、下地鋼に比較して延性に富むため、ダイスＤ1，パンチＰ1の壁面に沿って塑性流動する。その結果、破断面がなくめっき層Ｌで覆われている剪断面が形成される。このような態様で、図２（ｃ）で示すような位置、好ましくは板厚の６０〜９５％に位置まで半抜き加工を施す。半抜きを板厚の９５％を超えるほどに行うと、銅めっき層が切れることがある。逆に板厚の６０％に満たない半抜き加工を行うと、次工程の打抜き加工が行いがたくなる。
【００１２】
次に、半抜き加工を施した面の反対側から打抜きのパンチＰ2を押し込む。その態様としては、図２（ｄ）に示すように、まず上記半抜き加工の際に用いたパンチＰ1をカウンターに、ブランクホルダーをダイスＤ2に置き換える。或いは上記のパンチＰ1及びブランクホルダーをそのままカウンター及びダイスＤ2として機能させてもよい。そして、半抜きパンチを押し込んだ面の反対側からブランクホルダーを当て、カウンター力を上回るパンチ力を加えて前記半抜き加工部を打抜きパンチＰ2で上方に押し戻す。この押し戻しの際に、ブランクＭは、半抜きの段差部に沿って剪断される。ブランクＭの表面にある銅めっき層Ｌも、半抜きの段差部に沿って塑性流動する。その結果、ブランク基材の鋼板が破断されるとき、端面は塑性流動した銅めっき層で覆われた形態となる。
なお、半抜き加工部を打抜きパンチＰ2で上方に押し戻す際、打抜きパンチとしては、前記半抜きパンチと同径で、その先端面に半抜きされた凸が嵌り込むような凹部が形成されているものが好ましい。少なくとも半抜き加工時に用いたダイス径よりも径の細い打抜きパンチを用いる必要がある。
【００１３】
このように、基材鋼板に比べ銅めっき層は塑性変形能に優れているために、打抜き時に加工端面を銅めっき層で覆うことができている。
しかしながら、銅めっき層が優れた塑性変形能を有するといっても、どのような態様でも所望の加工ができるわけではない。用いるパンチやダイスの形状によっては、或いはパンチの押し込み量によっては、銅めっき層の塑性変形がパンチやダイスの移動に追従できなくなり、めっき層が切れることがある。
【００１４】
そこで、本発明者等は、パンチやダイスの形状が銅めっき層切れに及ぼす影響を調査した。その結果、詳細は実施例に譲るが、板厚ｔの鋼板を打抜き加工するとき、まずパンチ形状がＲp／ｔ≧０.０６，ダイス形状がＲd／ｔ≧０.０６の半抜き用金型を使用してマイナスクリアランスの半抜き加工を施し、その後にパンチ形状がＲp／ｔ≧０.０６の金型にて逆方向から打抜き加工を施すと、銅めっき層が切れることなく、加工端面が銅めっき層で覆われた打抜き製品が得られることがわかった。
パンチのＲp及びダイスのＲdが板厚ｔの０.０６倍に満たないと、銅めっき層の塑性変形がパンチやダイスの移動に追従できなくなり、銅めっき層が切れてしまった。
【００１５】
このように、マイナスクリアランスの半抜き用金型を使用して半抜き加工を施し、その後に逆方向から打抜き加工を施すと、銅めっき層が切れることなく、加工端面が銅めっき層で覆われた打抜き製品が得られる。
加工端面も銅めっき層で覆われているため、銅めっき層に基づく優れた電気伝導性及び優れた耐錆性を維持できる打抜き部品を低コストで製造することができる。
【実施例】
【００１６】
実施例１：
板厚１.６ｍｍの普通鋼冷延鋼板に、３μｍの膜厚で銅を電着させた銅めっき鋼板を用いた。この銅めっき鋼板の両面に潤滑剤としてスギムラ化学社製のＳ−１０２ｋを塗布して供試材とした。この供試材ブランクを、半抜き径が１０ｍｍとなるようなパンチ外径Ｄp＝１０.８０ｍｍ，ダイス内径Ｄd＝１０.００ｍｍの金型にセットし、島津製作所社製のオートグラフ（圧縮モード）で押し込み速度５ｍｍ／分，押し込み量１.５ｍｍにて半抜き加工した。なお、この際、Ｒp／ｔ及びＲd／ｔを、０，０.０４，０.０５，０.０６，０.０７の５種類に変化させて行った。
【００１７】
半抜き加工後、供試材の加工部側面（パンチ側面及びダイス側面）のめっき付着状況を目視観察した。そして、全面付着を○，一部めっきなしを△，めっきなしを×の３種類に区分けして評価した。その結果を表１に示す。
表１にみられるように、パンチＲ及びダイスＲを板厚ｔに対して０.０６倍以上とすれば、半抜き加工後の加工部側面にめっき切れが生じないことがわかる。
【００１８】
2008155219.tif 000003
【００１９】
実施例２：
表１中、試験Ｎｏ.１９の条件で半抜きを行った供試材を、島津製作所社製のオートグラフ（圧縮モード）にて、図２の（ｄ）の状態から押し込み速度５ｍｍ／分，押し込み量１.５ｍｍの条件により半抜きとは逆方向に打抜き加工を行った。なお、この際、Ｒp／ｔを、０，０.０４，０.０５，０.０６，０.０７の５種類に変化させて行った。
そして打抜き加工後、供試材の加工部側面（図３に示す、打抜き品Ａの側面及び打抜き品Ｂの側面）のめっき付着状況を目視観察した。その結果を表２に示す。なお、評価基準は実施例１と同じである。
表２の結果からもわかるように、半抜き後にＲp／ｔが０．０６以上の条件で全抜きの打抜き加工を行うと、打抜き品Ａ及び打抜き品Ｂの両方の側部加工端面全体に銅めっきを残存させることができている。
【００２０】
2008155219.tif 000004
【００２１】
実施例３：
板厚１.０ｍｍ，１.６ｍｍ，２.０ｍｍの３種類の冷延鋼板を素材とし、その表面に３μｍの膜厚で銅を電着させた銅めっき鋼板を用いた。条件を実施例１の試験Ｎｏ.１９の条件のパンチとダイスを使用し、押し込み速度５ｍｍ／分，板厚の９４％の押し込み量で半抜きした後、島津製作所社製のオートグラフ（圧縮モード）にて、押し込み速度５ｍｍ／分，押し込み量１.７ｍｍの条件で打抜き加工を行った。なお、この際、Ｒp／ｔを、０，０.０４，０.０５，０.０６，０.０７の５種類に変化させて行った。
そして打抜き加工後、供試材の加工部側面（打抜き品Ａの側面及び打抜き品Ｂの側面）のめっき付着状況を目視観察した。その結果を表３に示す。なお、評価基準は実施例１と同じである。
表３の結果らもわかるように、どのような板厚のめっき鋼板であっても、Ｒp／ｔが０.０６以上の条件で全抜きの打抜き加工を行うと、打抜き品Ａ及び打抜き品Ｂの両方の側部加工端面全体に銅めっきを残存させることができている。
【００２２】
2008155219.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来方法によるめっき鋼板打抜き加工工程のイメージを説明する図
【図２】本発明方法によるめっき鋼板打抜き加工工程のイメージを説明する図
【図３】打抜き加工後の打抜き品種を説明する図
【図１】
2008155219.tif 000006
【図２】
2008155219.tif 000007
【図３】
2008155219.tif 000008