JP2002327257A - プレス成形性に優れた溶融アルミめっき鋼板とその製造方法 - Google Patents
プレス成形性に優れた溶融アルミめっき鋼板とその製造方法Info
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Abstract
ス加工に用いられる溶融アルミめっき鋼板とその製造方
法を提供する。 【解決手段】 めっき表面からの深さの平均がめっき厚
みの50%以下、長径の平均が5μm以上200μm以
下、短径の平均が長径の平均の10%以上、1平方メー
トル当たりの個数が5.5×106 個以上、2.5×1
08 個以下である凹みを有し、めっき層組成が質量比で
Si:2〜13%,残部がAlおよび不可避的不純物か
らなることを特徴とするプレス成形性に優れた溶融アル
ミめっき鋼板と、Mn,Si,P,Ti,Nb等を含み
残部Feからなる鋼板と、溶融アルミめっきを行った
後、表面にめっき表面形状と同等の凸部を有するロール
を用いたスキンパス圧延にて上記に示す凹みを転写する
ことを特徴とする、プレス成形性に優れた溶融アルミめ
っき鋼板の製造方法。
Description
れた溶融アルミめっき鋼板に関する。
に合わせて最後に設計されることが通常で、その形状は
近年益々複雑になる傾向にある。また燃料タンクは自動
車の重要保安部品であるため、その使用材料には優れた
深絞り特性は勿論のこと、成型後の衝撃による耐割れ性
が良いことも要求される。これに加えて、フィルター目
詰まりに繋がるような腐食物の生成が少なく、耐孔あき
腐食性の良好な材料で製造されることが重要である。こ
れら様々な特性を有する燃料タンク用材料として、従来
よりターンシートと称されるPb−Sn合金めっき鋼板
(特公昭57−61833号公報)が主に使用されてき
た。しかし、近年環境への負荷軽減からPbを使用しな
い材料の要求が強まっている。その要求に対して、特開
平10−46358号公報や特開平10−67235号
公報に示すような燃料タンク用アルミ(Al−Si)め
っき鋼板及びアルミめっき製燃料タンク容器が開示され
ている。
皮膜が形成されるため、ガソリンを始めとして、アルコ
ールやガソリン等が劣化したときに生じる有機酸に対し
ても耐食性に優れることがこれまでの実験から確認され
ている。しかしながら、アルミめっき鋼板を燃料タンク
材料として使用する際の課題としては、プレス成形時に
めっき層が損傷を受けて耐食性が劣化することにある。
そのため、プレス成形性の高い溶融亜鉛めっき鋼板への
要求が高まっていた。
面の形状を制御することとめっき原板の深絞り性の良好
な鋼板を用いることにより、溶融アルミめっき鋼板の成
形性を向上することを目的とする。
めっき鋼板のプレス成形性について検討を行った結果、
鋼板の深絞り性も重要であるが、摺動性をめっき層の表
面形状により制御できることを見出した。すなわち、め
っき層表面に小さい凹みを多数つけることにより、その
凹みに潤滑油が溜まるために摺動性が向上することを見
出した。しかし、そのような凹みは、耐食性を低下させ
る可能性があり、形状と個数に摺動性と耐食性を両立す
る最適値が存在することを明らかにした。
き表面からの深さの平均がめっき厚みの50%以下、長
径の平均が5μm以上200μm以下、短径の平均が長
径の平均の10%以上、1平方メートル当たりの個数が
5.5×106 個以上、2.5×108 個以下である凹
みを有し、めっき層組成が質量比で、Si:2〜13
%、残部がAlの含有量が50%以上のAl系の化学成
分であることを特徴とするプレス成形性に優れた溶融ア
ルミめっき鋼板と、上記のめっき層を有し、化学成分が
質量割合で、C:0.005%以下、N:0.01%以
下、Mn:0.5%以下、Si:0.3%以下、P:
0.1%以下、Al:0.005%以上、0.2%以
下、必要に応じてB:0.0002%以上、0.005
%以下、Ti,Nbの一方あるいは双方をC/12+N
/14+S/32<1.2(Ti/48+Nb/93)
なる条件を満足するように含有し、残部Feおよび不可
避的不純物からなることを特徴とするプレス成形性に優
れた溶融アルミめっき鋼板と、上記の化学成分の鋼を用
いて溶融アルミめっきを行った後、ロール表面に凸部を
有し、その凸部が表面からの高さの平均がめっき厚みの
50%以下、長径の平均が5μm以上200μm以下、
短径の平均が長径の平均の10%以上、1平方メートル
当たりの個数が5.5×106 個以上、2.5×108
個以下であるロールを用いるスキンパス圧延にて、上に
記載しためっき表面形状を転写することを特徴とする、
プレス成形性に優れた溶融アルミめっき鋼板の製造方法
にある。
由を以下に示す。凹みの深さの平均をめっき層厚みの5
0%以下としたのは、50%超であると局部的にめっき
層の薄い部分から腐食が生じ、耐食性が劣化するためで
ある。凹みの長径の平均を5μm以上、200μm以下
としたのは、5μm未満では凹みに保持される防錆油が
少なく摺動性の向上に寄与しないためである。また、2
00μm超では防錆油の保持性は十分であるものの、め
っき厚みの薄い部分が多くなり耐食性を低下させる。凹
みの短径の平均を長径の平均の10%以上としたのは、
10%未満では防錆油の保持性が低く摺動性が向上しな
いためである。
5×106 個以上、2.5×108個以下としたのは、
5.5×106 個未満では、防錆油の保持性が低く摺動
性が向上しないためである。また、2.5×108 個超
ではめっき層の薄い部分が多くなり耐食性が劣化する。
めっき層中のSi添加量を2%以上、13%以下とした
のは、添加量が2%未満であると、硬質で脆いAl−S
i−Fe合金層が厚く成長してしまい、加工性を確保で
きないばかりか、耐食性も低下するからである。また、
13%超添加すると、合金層を薄くする効果が飽和する
ばかりか、Siは電気化学的にカソードになりやすいた
めに耐食性が劣化するためである。また、他の成分とし
ては耐食性を向上させる観点からMgを添加してもよ
い。その際の添加量は、溶融アルミ浴中のドロスの発生
が多くなってしまうために、20%以下が望ましい。ま
た、めっき層厚さは特に規定しないが、下限は耐食性の
観点から、上限はめっき性の観点から、8μm以上、2
5μm以下が望ましい。
以下に示す。TiおよびNbのいずれか一方または双方
を1.2(Ti/48+Nb/93)>C/12+N/
14+S/32なる関係を満足するのが望ましいのは、
鋼中のCおよびNを析出物の形で固定し、固溶のC、N
を冷延時にほとんど存在させずにスムースな結晶回転を
可能にすることにより、その後の再結晶焼鈍で製品の深
絞り性を良好ならしめるに有利な方位である(111)
<112>、(554)<225>などの集積度の高い
集合組織を有する鋼板を得るためである。
下としたのはこれらの量を超えて、Cを添加すると製品
の加工性を損なうのみならず、C/12+N/14+S
/32<1.2(Ti/48+Nb/93)なる条件式
を満たすに必要なTiあるいはNbの量が多くなり、不
必要に製造コストが高くなるためである。なお、他の成
分としては強度向上のために含まれる成分、すなわち、
Si、Mn、Pの上限をSi:0.3%以下、Mn:
0.5%以下、P:0.1%以下としたのは、これ以上
の添加は加工性を劣化する傾向があるためである。
で、必要に応じ0.0002%以上のBを添加すること
は効果的であるが、0.0050%以上になると加工性
の劣化が著しくなるので添加する場合は、上限は0.0
050%とするのが望ましい。Alは溶鋼での確実な脱
酸を可能とするために少なくとも0.005%の添加が
必要であるが、過度の添加は加工性を劣化するので上限
を0.2%とした。また、特に制限していないが、不可
避的不純物としてCu,Ni,Cr,Mo,Vなどが含
まれるが、その上限としては、それぞれ0.5%以下が
望ましい。
に示す化学成分の鋼を用いて上記に示すめっき層の表面
形状を持つ溶融アルミめっき鋼板をいかなる方法で製造
しても、摺動性と耐食性を両立しているが、コストや品
質の点から、表面にめっき表面形状と同等の凸部を有す
るロールを用いたスキンパス圧延により、発明のめっき
表面形状を転写する方法が一番優れている。
200℃で加熱し、約900℃で仕上げ圧延した4mm
厚の熱延板を82.5%冷延した。その後、これらの鋼
板に対して、溶融めっき法で、アルミめっき鋼板を製造
した。その後、表面に凹凸を施したロールにてスキンパ
ス圧延を圧下率0.8%で行い、CrO3 −SiO 2 系
無機クロメートや更にリン酸まで含んだ無機クロメー
ト、或いは、有機樹脂とクロム酸が混合した液を塗布、
乾燥させた。いわゆる樹脂クロメート皮膜、クロムを含
まない皮膜等々を施したものを用意した。それらについ
ての検討結果を表2,3,4に示す。
より測定を行い、観測数100以上の平均を求めた。断
面観察の測定例を図1、2、3、4に示す。深絞り性
は、ポンチ径40mmφ、ポンチ肩R5mm、ダイス径
42.8mmφ、ダイス肩R5mmの金型を用いて、し
わ押え力1000kgfにて限界絞り比(L.D.R)
を求め、2.1以上を良好とした。2次加工性は、前述
の金型により絞り比2.1にて成形したカップを−70
℃に冷却し、テーパー(角度37度)付きポンチにカッ
プをのせ、1mの高さから5kgの重錘を落下させた。
その際に、脆性割れを生じなかったものを良好とした。
の化学成分は同一である鋼を用いて、同様の工程で製造
した鋼板との全伸びの差により検討し、全伸びの差(Δ
El)が5%以下であるものを良好とした。摺動性につ
いては、ビード引抜き試験により評価した。評価は、同
様の工程で製造し、請求項1に示す凹みがないものを基
準として、引抜き荷重の低下が10%以上であるものを
良好とした。成形条件は板幅30mmの試料を用いて、
図5に示す金型により成型した。押さえ力は1000k
gfで、引抜き速度200mm/minとした。耐食性
は寸法70×150mmの試料をメラミン系黒色塗装2
0μmを行い、140℃で20分焼付けた。その後クロ
スカットを施し、塩水噴霧試験に供し、60日後の外観
を目視観察した。評価は赤錆発生率5%以下を良好とし
た。
のである。めっき層の組成は、質量%で、Si:2〜1
3%、Mg:0〜15%と残部Alと不可避的不純物と
した。これらの実験については、請求項1、4の範囲を
満たすため、摺動性と耐食性が良好であり、プレス成形
性に優れていた。No.1〜12は、本発明の範囲を満
たしているため、深絞り性・延性が良好であり、プレス
成形性に優れた溶融アルミめっき鋼板を実現できた。ま
た、No.3、4、5、8、9、10、11、12は本
発明範囲のB添加を行っており、2次加工性が優れ、プ
レス成形性に優れた溶融アルミめっき鋼板を実現でき
た。
影響を検討したものである。めっき層の組成は、質量%
でSi:2〜13%、Mg:0〜15%と残部Alと不
可避的不純物とした。No.13〜17は凹みの深さの
影響を検討した。No.16、17は凹みのめっき厚さ
に対する割合が大きいために耐食性が低下した。No.
13、14、15は本発明の範囲を満たしているため、
プレス成形性に優れた溶融アルミめっき鋼板を実現でき
た。No.18〜25は凹みの径の影響を検討したもの
である。No.18は凹みの長径が小さいため、潤滑油
の保持性が低く、摺動性が向上しなかった。No.21
は短径の長径に対する比が小さいため、潤滑油の保持性
が低く、摺動性が向上しなかった。No.25は凹みの
長径が大きいために、耐食性が低下した。
発明の範囲を満たしているため、プレス成形性に優れた
溶融アルミめっき鋼板を実現できた。No.26〜39
は凹みの個数の影響を検討したものである。No.2
6、33は凹みの数が少ないために、潤滑油の保持性が
低く、摺動性が向上しなかった。No.32、39は凹
みの数が多いために、耐食性が低下した。No.27〜
32、34〜38は本発明の範囲を満たしているため、
プレス成形性に優れた溶融アルミめっき鋼板を実現でき
た。
討したものである。めっき層の組成は、SiとMgを質
量%で表4に示す濃度と残部Alと不可避的不純物とし
た。No.40、52はSi量が少ないために、Fe−
Si−Al合金相が厚く成長したために耐食性が低下し
た。No.46、58はSi量が多いために、耐食性が
低下した。No.41〜45、47〜51、54〜5
7、59〜64は、本発明の範囲を満たしているため、
プレス成形性に優れた溶融アルミめっき鋼板を実現でき
た。なお、No.47〜52、59〜64はMgを添加
したが、本発明の範囲を満たしているため、プレス成形
性に優れた溶融アルミめっき鋼板を実現できた。
クに用いられるプレス成形性の優れた溶融アルミめっき
鋼板を低コストで安定的に供給できる。
Claims (4)
- 【請求項1】 めっき表面に凹みを有し、その凹みがめ
っき表面からの深さの平均がめっき厚みの50%以下、
長径の平均が5μm以上200μm以下、短径の平均が
長径の平均の10%以上、1平方メートル当たりの個数
が5.5×106 個以上、2.5×108 個以下であ
り、めっき層組成が質量比でSi:2〜13%、残部が
Alの含有量が50%以上のAl系の化学成分であるめ
っき層を有することを特徴とするプレス成形性に優れた
溶融アルミめっき鋼板。 - 【請求項2】 請求項1のめっき層を有し、鋼板の化学
成分が質量割合で、 C:0.005%以下、 N:0.01%以下、 Mn:0.5%以下、 Si:0.3%以下、 P:0.1%以下、 Al:0.005%以上、0.2%以下、 Ti,Nbの一方あるいは双方をC/12+N/14+
S/32<1.2(Ti/48+Nb/93)なる条件
を満足するように含有し、残部Feおよび不可避的不純
物からなることを特徴とするプレス成形性に優れた溶融
アルミめっき鋼板。 - 【請求項3】 請求項1のめっき層を有し、鋼板の化学
成分が質量割合で、 C:0.005%以下、 N:0.01%以下、 Mn:0.5%以下、 Si:0.3%以下、 P:0.1%以下、 Al:0.005%以上、0.2%以下、 B:0.0002%以上、0.005%以下、 Ti,Nbの一方あるいは双方をC/12+N/14+
S/32<1.2(Ti/48+Nb/93)なる条件
を満足するように含有し、残部Feおよび不可避的不純
物からなることを特徴とするプレス成形性に優れた溶融
アルミめっき鋼板。 - 【請求項4】 請求項2または3の化学成分の鋼を用い
て質量%で、Si:2〜13%、残部がAlの含有量が
50%以上である溶融アルミ系めっきを行った後、ロー
ル表面に凸部を有し、その凸部が表面からの高さの平均
がめっき厚みの50%以下、長径の平均が5μm以上2
00μm以下、短径の平均が長径の平均の10%以上、
1平方メートル当たりの個数が5.5×106 個以上、
2.5×108 個以下であるロールを用いるスキンパス
圧延にて、圧延することを特徴とする、プレス成形性に
優れた溶融アルミめっき鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001130111A JP2002327257A (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | プレス成形性に優れた溶融アルミめっき鋼板とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=18978546
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2001130111A Pending JP2002327257A (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | プレス成形性に優れた溶融アルミめっき鋼板とその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2002327257A (ja) |
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- 2001-04-26 JP JP2001130111A patent/JP2002327257A/ja active Pending
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