JP2002004020A - 亜鉛めっき鋼板 - Google Patents

亜鉛めっき鋼板

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JP2002004020A
JP2002004020A JP2000189990A JP2000189990A JP2002004020A JP 2002004020 A JP2002004020 A JP 2002004020A JP 2000189990 A JP2000189990 A JP 2000189990A JP 2000189990 A JP2000189990 A JP 2000189990A JP 2002004020 A JP2002004020 A JP 2002004020A
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JP
Japan
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steel sheet
galvanized steel
center line
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roughness
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JP2000189990A
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English (en)
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Shuji Nomura
修二 野村
Michitaka Sakurai
理孝 櫻井
Yoshiharu Sugimoto
芳春 杉本
Junichi Inagaki
淳一 稲垣
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 プレス成形等特に深絞りによる加工性に優れ
た亜鉛めっき鋼板を提供する。 【解決手段】 めっき皮膜が合金化処理を施してない亜
鉛皮膜である亜鉛めっき鋼板で、表面の粗度を中心線平
均粗さRaの値で1.2μm以下とするとともに、ろ波
中心線うねりWcaの値が0.8μm以下であることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車部材や建築
用部材などに用いられる亜鉛めっき鋼板に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、亜鉛めっき鋼板は自動車用外板部
材を始めとしてその需要がますます拡大する傾向にあ
る。このような用途に用いられる亜鉛めっき鋼板は、プ
レス成形等による深絞り加工により成形されてから用い
られる場合が多いため、優れた深絞り加工性を有するこ
とが求められる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、亜鉛め
っき鋼板はこれを深絞り加工した場合に、冷延鋼板やF
e−Zn系合金めっき鋼板、Ni−Zn系合金めっき鋼
板と比較してプレス金型との摺動抵抗が大きく、また凝
着現象を生じやすいため、深絞り加工性に劣るという問
題がある。
【0004】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであって、その目的とするところは深絞り加工
性に優れた亜鉛めっき鋼板を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本出願人は、先に特開平
9−143661号公報において亜鉛めっき鋼板の表面
にFe−Ni合金皮膜を形成した亜鉛メッキ系鋼板を提
案している。この亜鉛メッキ系鋼板は深絞り加工性に優
れているものの、これを製造するには亜鉛めっき鋼板の
製造工程後にさらにFe−Ni合金皮膜を形成する工程
を要するため、工程が増加し、製造コストの上昇を招く
おそれがあった。
【0006】本発明者らが鋭意研究を積み重ねた結果、
亜鉛めっき鋼板のめっき皮膜の表面粗さを制御すること
により、優れた深絞り加工性を有する亜鉛めっき鋼板を
実現できることを見出した。
【0007】本発明に係る亜鉛めっき鋼板は、表面の粗
度を中心線平均粗さRaの値で1.2μm以下とし、深
絞り加工性に優れたものとすることを特徴とする。
【0008】上記の中心線平均粗さRaはJIS B
0610に規定され、カットオフ0.8mmとした値で
ある。
【0009】以下、中心線平均粗さRaを規定した理由
を説明する。
【0010】プレス成形による深絞り加工工程では、亜
鉛めっき鋼板は高速・高面圧下で金型表面と摺動しなが
ら加工される。ここで、金型内に流れ込んだ亜鉛めっき
鋼板と金型との接触状態を微視的に観察すると、金型表
面は亜鉛めっき鋼板表面の凸部、すなわち亜鉛めっき皮
膜表面の凸部と接触している。亜鉛めっき鋼板のめっき
皮膜表面が中心線平均粗さRaで1.2μmを超えるよ
うな粗い表面であると、めっき鋼板と金型表面との真接
触面積は減少するので、接触部における面圧が上昇して
局部的な凝着現象が生じやすくなる。亜鉛めっき鋼板は
めっき皮膜の融点が低いため、凝着現象が特に起こりや
すい。本発明によれば、亜鉛めっき鋼板の表面粗さを中
心線平均粗さで1.2μm以下と低くすることによっ
て、深絞り加工時に亜鉛めっき鋼板と金型表面との真接
触面積を増加させて接触部における面圧を低減できるの
で、局部的な凝着反応を抑制できる。
【0011】一方、必要以上にRaを低下させてもプレ
ス成形性に問題は発生しないが、より低いRaにするた
めにはめっき皮膜の表面粗さだけでなく、下地鋼板の表
面粗さを制御する必要が生じ、製造コストが上昇するお
それがある。このことを勘案して中心線平均粗さは0.
5μm以上であることが好ましい。
【0012】上述の中心線平均粗さRaが1.2μm以
下である亜鉛めっき鋼板の表面は、さらにろ波中心線う
ねりWcaの値が0.8μm以下であることが好まし
い。ここで、上記のろ波中心線うねりWcaはJIS
B 0610で規定され、高域カットオフ0.8mmお
よび低域カットオフ8mmの値である。以下にろ波中心
線うねりWcaの値を0.8μm以下とすることが好ま
しい理由を説明する。
【0013】一般にめっき皮膜の表面を粗くすると、め
っき皮膜上に形成された塗膜の表面は鮮映性に劣ること
が知られている。本発明者らは、プレス成形後に塗装さ
れた亜鉛めっき鋼板の鮮映性を優れたものとするために
鋭意検討した。その結果、中心線平均粗さRaにおいて
対象とされる短波長の粗さ曲線よりもろ波中心線うねり
Wcaにおいて対象となる長波長の粗さ曲線に塗装後の
鮮映性は強く依存することを見出した。そして、本発明
者らが鋭意検討した結果、Wcaの値が0.8μm以下
である亜鉛めっき鋼板は優れた塗装後鮮映性を有するこ
とが判明した。一方、ろ波中心線うねりWcaの値を過
度に低くすると、前述のRa値を0.5μm以上にする
ことが困難になる。このことを勘案して、ろ波中心線う
ねりWcaの値は0.3μm以上であることが好まし
い。
【0014】本発明による亜鉛めっき鋼板のめっき皮膜
は、合金化処理を施していない亜鉛皮膜であることが好
ましい。この理由は、合金化処理を施していないめっき
皮膜は合金化の進んだ皮膜よりも柔らかく、表面形状の
制御がより容易であるためである。
【0015】以上説明した本発明の亜鉛めっき鋼板は、
溶融亜鉛めっきや電気亜鉛めっきにより亜鉛めっきされ
た鋼板をスキンパス圧延することにより調製できる。こ
のスキンパス圧延の際には、ロール条件又は圧延条件、
或いはこれらのロール条件および圧延条件を組み合わせ
た条件により圧延を制御することにより上述の表面粗さ
に調整できる。スキンパス圧延工程で用いる圧延ロール
としては、ショットダル加工ロール又は放電ダル加工ロ
ールを用いることができる。また、レーザーダル加工ロ
ールや電子ビームダル加工ロールを用いてもよい。な
お、めっき原板の表面粗さを調整することによって、亜
鉛めっき皮膜の表面粗さが調整されるようにしてもよ
い。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
【0017】(実施例)下地鋼板としてTi−IF(極
低炭素チタン添加)冷延鋼板を用い、亜鉛めっき付着量
がこの冷延鋼板の両面ともに60g/mとなるように
調整して溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。次いで、この
溶融亜鉛めっき鋼板をスキンパス圧延した。このスキン
パス圧延工程では圧延条件およびロール条件を種々変化
させることにより種々異なる表面粗さに調整した亜鉛め
っき鋼板を得た。
【0018】次に、得られた各亜鉛めっき鋼板につい
て、触針式の粗度計を用い、JISB 0610に準じ
て中心線平均粗さRaおよびろ波中心線うねりWcaを
測定した。また、深絞り加工性の評価のために、次に説
明する試験により摩擦係数を測定した。
【0019】図3の(a)は摩擦係数測定装置を概略的
に示す正面図である。この装置は、立方形状の枠体10
を備えている。枠体10は、基板10aと、天板10b
と、4本の柱状の枠部材10cとから構成されている。
4本の各ガイド部材11は枠体10内に各枠部材10c
と所定間隔をあけて平行に設けられている。なお、図で
は、紙面手前側の2本のガイド部材11だけを示してい
る。基板10aの上方において、枠体10内に支持台1
2が設けられている。この支持台12は、ガイド部材1
1に上下動自在に支持されている。支持台12の下面に
は第1のロードセル13が取り付けられており、その上
面にはローラ支持体14が設けられている。複数のロー
ラ14aは、回転可能にローラ支持体14に支持されて
いる。ローラ14aは、図に示すように、回転軸が紙面
手前から奥行き側に向かうように配列され、かつローラ
支持体14の上方に部分的に突出するように設けられて
いる。ローラ14の上方には枠体10を貫通して外側に
延びるスライドテーブル15が設けられている。スライ
ドテーブル15は、枠体10の外部に設置されたレール
16上に沿って水平方向に自在に移動できるようになっ
ている。このスライドテーブル15の一端部には第2の
ロードセル17が取り付けられている。スライドテーブ
ル15の他端部側の上面には、試料台18が固定されて
いる。枠体10内の天板10bの下面にはビードホルダ
19が設けられている。ビードホルダ19はビード19
aを備え、ビード19aは曲面を有する側が垂直下方に
突出し、かつその曲面が紙面の左右方向を向くように設
けられている。
【0020】図3の(b)は、ビード19aの一部の形
状を示す斜視図である。ビード19aは横断面が横12
mm×縦10mmである角柱状であって、下端面がU字
状となっている。この下端面は縦方向の辺縁が曲率半径
4.5mmの曲面をなし、かつ横3mm×縦10mmの
平面を有している。
【0021】上述した構成の摩擦係数測定装置を用いた
摩擦係数の測定方法を以下に説明する。
【0022】まず、得られた溶融亜鉛めっき鋼板から採
取した試験板8を試料台18に載置して固定する。固定
された試験板8の上面にはあらかじめ潤滑油として洗浄
油を塗布しておく。次に、支持台12を移動させてロー
ラ支持体14のローラ14aがスライドテーブル15の
下面と接触するように調整し、固定する。次いでビード
19aの下端面が試験板8の上面と接触するようにビー
ド19の位置調整を行なう。このようにセットした状態
で、支持台12を上方に押し上げることによりローラ支
持体14のローラ14aと、スライドテーブル15と、
試料台18とを介して試験板8に垂直荷重Nを負荷す
る。荷重Nの値を第1のロードセル13で測定しながら
3.92MPa(400kgf)に調整した。こうして
試験板8に荷重Nを作用させ、試料台18とビード19
aとにより上下方向から試験片8を拘束した状態でスラ
イドテーブル15を水平方向に速度1000mm/分で
移動させた。このとき、試験板8の上面はビード19a
の下端面と摺動することにより、スライドテーブル15
の移動方向と逆方向の抵抗力Fを生じる。この抵抗力F
の値(MPa単位)を第2のロードセル17により測定
する。測定した抵抗力Fの値を垂直荷重Nの値(3.9
2MPa)で除して摩擦係数μの値を求めた。
【0023】また、比較例として、合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板と、2層型合金化溶融亜鉛めっき鋼板とを製造し
た。合金化溶融亜鉛めっき鋼板は亜鉛めっき付着量を両
面ともに60g/mに調整し、合金化炉によりめっき
層を合金化したものである。2層型合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板は、上記の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の皮膜上に
さらに電気めっきにより厚さ0.5μmのFe−Zn合
金層を形成したものである。これらの鋼板についても上
述の試験により摩擦係数を測定した。その結果、合金化
溶融亜鉛めっき鋼板では摩擦係数値が約0.16であ
り、2層型合金化溶融亜鉛めっき鋼板では約0.12で
あった。
【0024】図1は、横軸に中心線平均粗さRa(μ
m)をとり、縦軸に摩擦係数の値をとって、中心線平均
粗さRaと摩擦係数値との関係について調べた結果を示
す特性図である。この図から、中心線平均粗さRaの値
が1.2μm以下の領域ではRa値の減少に伴って摩擦
係数値が徐々に低下していくことが判明した。そして、
中心線平均粗さRaの値が1.2μm以下である亜鉛め
っき鋼板は、図中の特性線Aで示す合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板に比べて摩擦係数値が低くなり、優れた深絞り加
工性を有することが判明した。また、中心線平均粗さR
aの値が0.8μm以下である亜鉛めっき鋼板は図中の
特性線Bで示す2層型溶融亜鉛めっき鋼板よりも摩擦係
数値が低くなり、より優れた深絞り加工性を有すること
が判明した。
【0025】次に、鮮映性を評価するにあたり、中心線
平均粗さRaが0.8μm以上であって種々のろ波中心
線うねりWca値をとる表面粗さの亜鉛めっき鋼板から
試験片を採取した。そして各試験片を日本パーカーライ
ジング株式会社製の「PB−L3080」を使用して化
成処理した。次いで関西ペイント株式会社製の「EL−
2000」、「TP−37(グレー)」および「TM−
13(RC)」の各塗料を用いて、ED塗装、中塗り塗
装および上塗り塗装した。こうして3コート塗装された
各試験片について、スガ試験機株式会社製の「写像鮮明
度測定装置NSIC型」を用いて写像鮮明度「NSIC
値」を測定した。この装置は、黒板研磨ガラスを測定し
たときにNSIC値が100となるように校正されてい
る。このため、塗装後鮮映性はNSIC値が100に近
いほど優れているものとして評価される。
【0026】図2は、横軸にろ波中心線うねりWca
(μm)をとり、縦軸にNSIC値をとって、ろ波中心
線うねりWca値とNSIC値との関係について調べた
結果を示す特性線図である。この図からWca値が0.
8μm以下の領域ではWca値の増加に伴ってNSIC
値が減少していくものの、その減少率は小さいため、高
いNSIC値となり優れた塗装後鮮映性を示すことが判
明した。これに対して、Wca値が0.8μmを超える
領域ではWca値の増加に伴ってNSIC値が減少しか
つその減少率が大きいため、低いNSIC値となり塗装
後鮮映性に劣ることが判明した。
【0027】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
優れたプレス加工性を有する亜鉛めっき鋼板を提供でき
る。このため、プレス成形工程において金型との凝着反
応を抑制でき、効率的な成形加工を行なうことができ
る。また、プレス加工性のみならず塗装後鮮映性にも優
れた、自動車用の外板等の部材に極めて有用な亜鉛めっ
き鋼板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】中心線平均粗さRaと摩擦係数との関係につい
て調べた結果を示す特性図。
【図2】ろ波中心線うねりWcaとNSIC値との関係
について調べた結果を示す特性線図。
【図3】(a)は摩擦係数測定装置を概略的に示す正面
図、(b)はビードの形状を示す斜視図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 芳春 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 稲垣 淳一 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 4K024 AA05 BA03 BB02 BC01 DA01 DB07 GA08 4K027 AA02 AA22 AB02 AB42 AC18 AC87 AD15 AE11 AE25

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面の粗度を中心線平均粗さRaの値で
    1.2μm以下とし、プレス加工性に優れたものとする
    ことを特徴とする亜鉛めっき鋼板。
  2. 【請求項2】 さらに、前記表面は、ろ波中心線うねり
    Wcaの値が0.8μm以下であることを特徴とする請
    求項1に記載の亜鉛めっき鋼板。
  3. 【請求項3】 めっき皮膜が合金化処理を施していない
    亜鉛皮膜であることを特徴とする請求項1または2に記
    載の亜鉛めっき鋼板。
JP2000189990A 2000-06-23 2000-06-23 亜鉛めっき鋼板 Pending JP2002004020A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7338718B2 (en) 2003-04-18 2008-03-04 Jfe Steel Corporation Zinc hot dip galvanized steel plate excellent in press formability and method for production thereof
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EP1466994B2 (en) 2002-01-09 2017-08-09 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Zinc-plated steel sheet excellent in corrosion resistance after coating and clarity of coating thereon
WO2018061061A1 (ja) * 2016-09-30 2018-04-05 Jfeスチール株式会社 燃料タンク部材

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